¿Cóm o usan los profesores de Quím ica las
represent aciones sem iót icas?
José Joaquín García Ga rcía1 y Francisco Javier Perales Palacios2
1
Depart am ent o de Enseñanza de las Ciencias y las Art es. Facult ad de Educación. Universidad de Ant ioquia. Medellín. Colom bia. 2Depar t am ent o de Didáct ica de las
Ciencias Experim ent ales. Facult ad de Ciencias de la Educación. Universidad de Gr anada.
Resum en: Est e art ículo pr esent a los result ados de un est udio sobre el uso que hace un grupo de docent es de Quím ica de difer ent es t ipos de represent aciones sem iót icas. Est e est udio m uest r a que los diagram as y los enunciados son las represent aciones m ás usadas, que las ecuaciones son m enos usadas de lo que cabr ía esperar y que las gráficas cart esianas son las m enos usadas en la clase de ciencias. Adem ás el est udio revela que conform e se progr esa en el nivel académ ico crece la preferencia por la ut ilización de represent aciones no gráficas ( enunciados y ecuaciones) y decrece la preferencia por represent aciones de t ipo gráfico ( diagram as y gráficos cart esianos) . Finalm ent e el est udio m uest ra que las conversiones m ás frecuent es ent re diferent es t ipos de represent aciones son las que se r ealizan ent re represent aciones congruent es.
Palabras clave: represent aciones, gráficas, enunciados, ecuaciones, conversiones, enseñanza de las ciencias
Tit le: ¿How use t he chem ist r y t eachers sem iot ics represent at ions in t he classroom ?
Abst ract : This art icle present s t he result s of a st udy about t he use t hat do one Chem ist ry t eachers group of different t ypes from sem iot ic represent at ions. This st udy show s t hat t he diagram s and t he st at em ent s are t he m ore used represent at ions, t han t he equat ions are less used of w hich it w ould be possible t o hope and t hat , t he cart esian graphs are less used in t he class of sciences. I n addit ion t he st udy reveals t hat in agreem ent it is pr ogressed in t he academ ic level grows t he preference by t he use of no graphical represent at ions ( st at em ent s and equat ions) and decreases t he preference by represent at ions of graphical t ype ( cart esian diagram s and graphs) . Finally t he st udy show s t hat t he m ost frequent conversions bet w een different t ypes from represent at ions are t hose t hat are m ade bet w een congruent represent at ions.
I nt roducción
Hoy en día el apr endizaj e se ent iende com o un proceso sit uado que depende de m últ iples fact or es, ent re los que se encuent ran las diversas int eracciones que t iene el est udiant e con el m edio, con sus pr ofesores y pares, y con las herram ient as a las que t iene acceso. Ent re est as herram ient as se encuent r an los sist em as de represent ación ext erna. Son sist em as de represent ación ext erna la escrit ura en lenguaj e nat ural, los sím bolos y signos m at em át icos, las repr esent aciones gráficas de diversos t ipos, et c.
Los sist em as de represent ación ext erna est án conform ados por grupos de signos que al agr uparse de acuerdo a det erm inadas reglas generan represent aciones ext ernas acerca de los obj et os y los hechos. Est as represent aciones ext ernas pueden ser com unicadas y com part idas por los suj et os, es decir son de caráct er sem iót ico.
De acuerdo con Mar t í y Pozo ( 2000) las represent aciones ext ernas poseen ciert as caract er íst icas generales: independencia de su creador , perm anencia, uso del espacio, or ganización, nat uraleza dual ( com o obj et os y m odelos represent acionales) , int eracción con ot ros sist em as de represent ación ext erna, y uso con obj et ivos cognit ivos o sociales ( alm acenar y t ransform ar la inform ación) . El uso de los sist em as de repr esent ación ext erna com o t ecnologías concept uales para reprocesar la inform ación a aprender ( Lesh, Post y Ber h, 1987) , pueden influir en el aprendizaj e de los est udiant es dadas sus part icular idades ( est ruct ura y organización) . I gualm ent e, la const r ucción de las represent aciones ext ernas puede ayudar a expandir el cont ext o de la com prensión, est ruct urando y precisando las represent aciones int ernas de los suj et os ( Reisberg, 1987) .
le llam a congruencia de las represent aciones ( Clar k 1974) . Cuando est o no ocurre se requiere la reorganización de la represent ación inicial para generar la represent ación final en el regist ro sem iót ico diferent e y la conversión inversa no genera la represent ación inicial. Est e segundo caso se denom ina incongruencia de las represent aciones y puede ocasionar pr oblem as en la realización de la conversión.
Según Duval ( 1999) la enseñanza pr ivilegia la for m ación y el t rat am ient o de las represent aciones sem iót icas dej ando de lado a la conversión. Cuando est o ocurre o cuando la enseñanza ha privilegiado un regist ro sem iót ico frent e a ot r os, los conocim ient os aprendidos queden lim it ados a dicho r egist ro ( aprendizaj e m ono r egist ro) . El problem a de los conocim ient os aprendidos de est a form a es que no pueden ser m ovilizados o t ransfer idos par a ser usados en ot ro cont ext o diferent e a aquél en el que fueron aprendidos y que incluya adem ás, regist ros sem iót icos diferent es.
En cont raposición, un aprendizaj e cent rado en la conversión de las represent aciones y por ende en la coor dinación de diferent es t ipos de regist r os sem iót icos produce una com prensión efect iva e int egradora, que posibilit a la t ransferencia de los conocim ient os aprendidos y genera result ados posit ivos en las m acro- t areas de producción y com prensión com o lect ura, escrit ura y resolución de problem as ( Egret , 1989; Duval, 1991) .
En cuant o a la ut ilización y com prensión de las represent aciones sem iót icas por part e de los est udiant es, ellos pueden t ener los siguient es problem as.
• No suelen com prender su nat uraleza m ediát ica y m et afórica ( Galagovsky y Adur iz - Bravo, 2001) .
• Cuando analizan varias represent aciones se cent ran en una sola de ellas ( la m ás fam iliar y concret a) y en sus caract eríst icas superficiales ( no las relevant es concept ualm ent e) ( Seufert , 2003; Low e, 1996) . • I gualm ent e, cuando usan diferent es represent aciones t ienen
dificult ades en su coordinación e int egración ( Van Som eren y col. , 1998; Seufert , 2003) ; y sólo realizan conexiones ent re ellas cuando se enfrent an a pr oceso de r esolución de problem as ( Tabachneck y Sim on, 1998) .
En est e ar t ículo present am os los result ados de un est udio sobre el uso que hacen en el aula los profesores de Quím ica de diversas represent aciones ext ernas ( sem iót icas) .
M et odología
Muest ra
grupo est aba conform ado por cinco pr ofesores de Bachillerat o del colegio Cham pagnat ( Bogot á, Colom bia) .
Variables
Para r ecolect ar la inform ación sobre el uso que hace est e grupo de docent es de las represent aciones ext ernas se les form ularon pregunt as sobre dos aspect os: la frecuencia con la que usan diferent es t ipos de represent aciones y, la frecuencia con la que proponen en el aula conversiones ent re difer ent es t ipos de r epresent aciones. Las repuest as a las pregunt as sobre el pr im er aspect o fueron usadas para det er m inar la pr efer encia de est e grupo de docent es por las represent aciones de t ipo gr áfico frent e a ot ros t ipos de represent aciones.
En las pregunt as form uladas se facilit an cuat ro opciones de r espuest a desde las cuales el docent e debe seleccionar la m ás adecuada. Adem ás, a efect os de análisis post eriores a cada una de est as opciones de respuest a se le asignó un punt aj e ( ver parént esis) .
a) Frecuent em ent e ( 4 punt os) b) Algunas veces ( 3 punt os) c) Pocas veces ( 2 punt os) d) Casi nunca ( 1 punt o)
• Frecuencia con la cual el grupo de docent es usa diferent es t ipos de
represent aciones:
Para el est udio de est a var iable, a las represent aciones a las que se det er m inó la frecuencia de uso por part e de los docent es que conform an el grupo invest igado fueron las siguient es: Text os ( enunciados) , Diagram as, Gráficas y Ecuaciones
• Preferencia en el uso de represent aciones gráfica o no gráficas:
Para el est udio de est a var iable en pr im er lugar, se est ablecieron dos cat egor ías: repr esent aciones expresadas en regist r os sem iót icos no gráficos y represent aciones expresadas en regist ros sem iót icos gráficos.
En segundo lugar, sum aron las frecuencias de uso de las diferent es represent aciones per t enecient es a cada una de las dos cat egor ías con el fin de det er m inar la frecuencia de uso global de cada cat egoría ( Cuadr o 1) .
En t ercer lugar, se det erm ino el valor prom edio de est a frecuencia global en cada uno de los t res niveles educat ivos est udiados con el fin de com par ar los y det er m inar com o var ía la pr eferencia por cada una de las dos cat egorías de represent aciones ext ernas, de acuerdo al nivel educat ivo en el que se ut ilizan.
VARI ABLES REFERI DAS A
LA PREFERENCI A POR CI ERTOS TI POS DE REPRESENTACI ONES. Represent aciones expresadas en
regist ros sem iót icos no gráficos: • Ecuaciones.
• Expresiones algebraicas. • Enunciados.
Represent aciones expresadas en regist ros sem iót icos gr áficos:
• Gráficas car t esianas. • Diagram as.
Cuadro 1.- Variables referidas a la preferencia por ciert os t ipos de represent aciones.
• Frecuencia de ut ilización de diferent es t ipos de conversión ent re
represent aciones sem iót icas
Para el est udio de est a variable se pregunt ó por la fr ecuencia con la que los docent es usaban en el aula diversos t ipos de conversiones ent re difer ent es t ipos de represent aciones ( Cuadro 2) .
CONVERSI ONES ENTRE REPRESENTACI ONES * Enunciado – Ecuación. * Ecuación – Enunciado.
* Gráfica car t esiana – Ecuación. * Ecuación - Gráfica cart esiana. * Gráfica cart esiana – Enunciado. * Enunciado - Gráfica cart esiana. * Tabla de dat os - Gráfica cart esiana.
Cuadro 2.- Variables referidas a las diferent es conversiones ent re represent aciones
Es im por t ant e aclar ar que debido al caráct er reducido de la m uest ra est udiada, los result ados de est e t rabaj o no son generalizables, pero si pueden ofrecernos indicios sobre el uso que hacen los docent es de ciencias de los diferent es t ipos de represent aciones sem iót icas.
Result ados
Sobre la frecuencia de uso de diferent es represent aciones
Los result ados acerca de la frecuencia con la cual el grupo de docent es est udiado m anifiest a ut ilizar diferent es t ipos de repr esent aciones sem iót icas en el aula, m uest ran que los diagram as son el t ipo de represent aciones m ás frecuent em ent e usado, seguido m uy de cerca por los enunciados. I gualm ent e est os result ados perm it en observar un m enor uso del que se podr ía esperar de las ecuaciones. Adem ás, m uest ran que las gráficas cart esianas son las represent aciones sem iót icas m enos usadas en el aula de ciencias. En est os result ados llam a la at ención el hecho de que un num ero significat ivo de docent es exprese que casi nunca hace uso de diagr am as y ecuaciones ( véase
la gráfica 1) .
La preferencia de est os docent es por los diagram as puede [image:5.595.85.513.83.250.2]
0 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4
Representaciones semióticas
F
rec
ue
nc
ia
Casi nunca Pocas veces Algunas veces Frecuentemente
Textos Gráf icas cartesianas Diagramas Ecuaciones
Gráfica 1.- Dist ribución de las represent aciones sem iót icas de acuerdo a su frecuencia de uso m anifest ada por diez profesores de Quím ica.
Por ot ra part e, el que los enunciados sigan siendo preferidos por est e grupo de docent es para pr esent ar los concept os, puede obedecer a la fuerza de la t radición que los concibe com o la m ej or form a de present ar los cont enidos.
Por ot ro lado, el que las ecuaciones no sean frecuent em ent e consideradas para pr esent ar los cont enidos puede deberse a que los docent es invest igados prefieran enfoques cualit at ivos ant es que cuant it at ivos par a hacer dicha present ación. Est o t am bién puede deberse a que para est o docent es el papel de las ecuaciones sea m ás el de operadores en procesos de resolución de problem as num éricos que el de represent aciones adecuadas para expresar relaciones y pr incipios referent es a los fenóm enos cient íficos. Finalm ent e, el que los docent es est udiados expr esen que hacen poco uso de las gr áficas cart esianas coincide con los result ados de ot ros est udios en los que se argum ent a que los est udiant es t ienen pocas oport unidades para t rabaj ar con represent aciones gráficas cart esianas ( Rot y Bow en, 1999; Ainley, Nadi y Prat t , 2000) .
Sobre la frecuencia con la que se realizan en el aula conversiones ent re diferent es t ipos de represent aciones sem iót icas
En cuant o a las conversiones ent re los diversos t ipos de represent aciones sem iót icas se puede observar, en pr im er lugar, cóm o las conversiones m ás frecuent es son ent re represent aciones congruent es. Es decir, las conversiones de una t abla o una ecuación en una represent ación gráfica o en un enunciado ( Gráfica 2) .
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7
Conversiones
F
re
c
ue
nc
ia Casi nunca
Pocas veces Algunas veces Frecuentemente
Enu-Ecu Ecu-Enu Grf-Ecu Ecu-Graf Graf-Enu Enu-Grf Tab-Graf
Gráfica 2.- Dist ribución de las conv ersiones ent re las represent aciones de acuerdo a su frecuencia de uso m anifest ada por diez profesores de Quím ica.
Est os result ados son coincident es con lo afirm ado por ot ros aut ores sobre la poca frecuencia con la cual se llevan a cabo en el aula conversiones ent re represent aciones no congruent es ( Herscovics, 1982; Blubaugh y Em m ons, 1999; Duval, 1999) . Por ot ra part e, est os result ados coinciden con ot ro est udio en el que se afirm a que la carencia de part icipación de los est udiant es en act ividades de conversión ent re represent aciones, podría dificult ar les su int erpret ación ( García y Perales, en prensa) .
Por últ im o, el que la conversión desde una ecuación hacia un enunciado sea m ás frecuent e que la conversión inversa puede indicar en pr im er lugar, que la present ación de las ecuaciones precede a la de los enunciados. En segundo lugar, est e result ado podr ía indicar que est e grupo de docent es prescinde de las ecuaciones cuando consider an a los enunciados suficient em ent e explicat ivos para represent ar los concept os a enseñar.
Sobre las preferencias de los docent es por las represent aciones gráficas o no gráficas
0 1 2 3 4 5 6 7
Niv e le s e d u ca tiv o s
V
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r
p
ro
m
e
d
io
Pr ef. Act . No g r á fica s
Pr ef. Act . Gr á fica s
B achillerato Diplo matura Licenciatura
ellos sea la ut ilización de repr esent aciones con un alt o cont enido de abst racción, com o los enunciados y las ecuaciones ( Gráfica 3) .
Gráfica 3.- Valores prom edio del t ot al de act ividades de acuerdo a su caráct er gráfico o no que m anifiest an realizar 10 profesores de Quím ica
Aunque est a posición es com pr esible no se com padece con la necesidad de relacionar los principios y ley es cient íficas con cont ext os experim ent ales y con los fenóm enos cuyo est udio les dio or igen. Por ot ra part e, est os result ados son coincident es en part e con los de ot ros invest igadores que afirm an que las represt aciones gráficas sólo son usadas con frecuencia en los niveles de Post grado ( Rot h y Bow en, 1999) .
Así m ism o, est os result ados parecen coincidir con los present ados en ot ro est udio en el cual se m ost raba cóm o los est udiant es de Bachiller at o se diferenciaban significat ivam ent e de los est udiant es universit ar ios en la ej ecución de las t ar eas de int erpret ación de represent aciones gráficas ( García y Perales, 2005) . Es decir, la preferencia de los docent es de Bachillerat o por el uso de represent aciones sem iót icas de t ipo gráfico pudo haber influido posit ivam ent e en la ej ecución de los est udiant es de las t areas de int erpret ación de las gráficas cart esianas.
Conclusiones
ent renarse en est e t ipo de act ividades y pueden present ar una incapacidad funcional para llevarlas a cabo.
En t ercer lugar, el que la dism inución de la preferencia por la ut ilización de represent aciones de t ipo gráfico conform e aum ent a el nivel educat ivo, coincida con un m ej or desem peño de los est udiant es de Bachillerat o ( nivel educat ivo m enor) , en t areas de int erpret ación de gráficas, perm it e infer ir que una m ayor frecuencia en el uso de ciert os t ipos de r epresent aciones perm it e a los est udiant es ej ecut ar m ej or las t areas de int erpret ación de est e t ipo de represent aciones.
Por últ im o de acuerdo con est as conclusiones, podría ser necesario recom endar un aum ent o en el núm ero y la diversidad de act ividades que se realizan en el aula usando represent aciones de t ipo gráfico en los niveles de educación universit ar ia. Est o puede llevar se a cabo ofreciendo represent aciones de t ipo gráfico com o represent aciones alt er nat ivas a las de t ipo algebraico o a los enunciados, o en conj unt o con ellas cuando los docent es t rat en los t em as.
Así m ism o podr ía ser recom endable que los docent es aum ent asen el núm er o de act ividades que involucran conversiones ent re r epr esent aciones no congruent es, com o la conversión de gráficas cart esianas en ecuaciones o en enunciados.
Agradecim ient os
Est e t rabaj o ha sido realizado gr acias al auspicio de la Agencia Española de
Cooperación I nt ernacional AECI , el I nst it ut o Colom biano par a el Desar rollo de la Ciencia y la Tecnología “ Francisco José de Caldas” COLCI ENCI AS y la Universidad de Ant ioquia.
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AN EXO 1
CUESTI ON ARI O SOBRE LA UTI LI ZACI ÓN QUE HACE EL PROFESORADO DE LAS REPRESEN TACI ON ES SEM I OTI CAS EN EL
AULA DE QUÍ MI CA
Nivel educat ivo en el que im part e clases de ciencias: - - -
Tit ulación ( del profesor) : - - -
Est e cuest ionar io t iene com o obj et ivos r ecolect ar inform ación sobre el uso que le da el profesorado de Quím ica a las represent aciones sem iót icas en las aulas de clase. Por repr esent ación gr áfica cart esiana en est e cuest ionar io se ent iende a la r epresent ación que hace uso del plano car t esiano para su const rucción y que, expone las posibles relaciones exist ent es ent re dos o m ás variables que int ervienen en un fenóm eno det erm inado. La infor m ación recolect ada a t ravés de est e cuest ionario es est rict am ent e confidencial y solo será ut ilizada dent r o del m arco de la invest igación didáct ica. Le agradecem os su colaboración.
A. Frecuencia de ut ilización en la práct ica del a ula:
Seleccione la opción de respuest a que le parezca m ás adecuada y m árquela con una X:
1. Uso que hace en el aula de las represent aciones gráficas cart esianas:
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
2. Conversión de un enunciado ( t ext o escrit o que hace la descripción de un pr incipio, ley o concept o cient ífico) en una ecuación ( expresión algebr aica) :
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
3. Conversión de una ecuación ( expresión algebraica) en un enunciado( t ext o escrit o que hace la descripción de un principio, ley o concept o cient ífico) :
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
4. Conversión de un gráfica cart esiana en una ecuación ( expr esión algebr aica) :
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
5. Conversión de una ecuación ( expresión algebraica) en una represent ación gráfica car t esiana:
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
6. Conversión de una represent ación gráfica cart esiana en un enunciado ( t ext o escrit o que hace la descripción de un principio, ley o concept o cient ífico) :
7. Conversión de un enunciado ( t ext o escrit o que hace la descripción de un pr incipio, ley o concept o cient ífico) en una represent ación gráfica cart esiana:
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
8. Conversión de una t abla de dat os en una represent ación gráfica cart esiana:
a) Frecuent em ent e b) Algunas veces c) Pocas veces d) Casi nunca
Jera rquización de práct icas de acuerdo a su frecuencia y pert inencia:
Por favor ponga núm eros usando el uno ( 1) para la práct ica o uso de m ayor frecuencia o pert inencia ( cont inuando con el 2, 3, ...) :
9. Ordene de acuer do a su frecuencia de uso las siguient es represent aciones que ut iliza en sus explicaciones de aula:
Text o de caráct er exposit ivo donde se incluyen los principios y definiciones r efer idas a los concept os que sir ven par a explicar el fenóm eno est udiado.
Ecuación algebraica que m uest ra la form a en la que se relacionan las variables que int erviene en el fenóm eno est udiado.
Represent ación gráfica cart esiana en la que se exponen las relaciones ent re las variables relevant es en el fenóm eno est udiado.
Diagram a o cuadr o sinópt ico que expone de for m a esquem át ica las relaciones ent re los concept os y los principios que sirven para explicar el fenóm eno est udiado.
Si desea hacer ust ed algunas observaciones sobre el t em a al cual est á dedicado est e cuest ionario o sobre el cuest ionario en sí, por favor no dude en hacerlas, gracias:
