Los conceptos científicos erróneos son creencias comunes sobre la ciencia que no tienen base en hechos científicos reales . Los conceptos científicos erróneos también pueden referirse a nociones preconcebidas basadas en influencias religiosas o culturales. Muchos conceptos científicos erróneos ocurren debido a estilos de enseñanza defectuosos y a la naturaleza a veces distante de los textos científicos verdaderos. Debido a que el conocimiento previo y los conceptos erróneos de los estudiantes son factores importantes para el aprendizaje de las ciencias, los profesores de ciencias deberían poder identificar y abordar estos conceptos.
Los conceptos erróneos (también conocidos como concepciones alternativas, marcos alternativos, etc.) son un tema clave del constructivismo en la educación científica , una importante perspectiva teórica que informa la enseñanza de las ciencias. [1] Un concepto erróneo científico es una comprensión falsa o incorrecta de un concepto o principio científico, a menudo resultante de simplificaciones excesivas, información inexacta o la mala aplicación del conocimiento intuitivo. Los conceptos erróneos pueden surgir debido a una variedad de factores, como experiencias personales, creencias culturales o la forma en que se presenta la información en entornos educativos. Abordar los conceptos erróneos científicos es crucial para desarrollar una comprensión más precisa del mundo natural y mejorar la alfabetización científica. [2] En general, los conceptos erróneos científicos tienen sus bases en unos pocos " dominios de conocimiento intuitivo , incluyendo la folkmecánica (límites y movimientos de los objetos), la folkbiología (configuraciones y relaciones de las especies biológicas) y la folkpsicología (agentes interactivos y comportamiento dirigido a objetivos)", [3] que permiten a los humanos interactuar de manera efectiva con el mundo en el que evolucionaron. No es inesperado que estas ciencias populares no se correspondan con precisión con la teoría científica moderna. Una segunda fuente importante de conceptos erróneos científicos son los conceptos erróneos didascalogénicos , que se inducen y refuerzan durante el curso de la instrucción (en la educación formal ).
Se han realizado investigaciones exhaustivas sobre las ideas informales de los estudiantes sobre temas científicos, y los estudios han sugerido que los conceptos erróneos informados varían considerablemente en términos de propiedades como la coherencia, la estabilidad, la dependencia del contexto, el rango de aplicación, etc. [4] Los conceptos erróneos se pueden dividir en cinco categorías básicas: [5]
Las nociones preconcebidas son aquellas que se piensan de una sola manera sobre un concepto, especialmente sobre el calor, la gravedad y la energía. Una vez que una persona sabe cómo funciona algo, es difícil imaginar que funcione de otra manera. Las creencias no científicas son aquellas que se aprenden al margen de las pruebas científicas, como por ejemplo las creencias sobre la historia del mundo basadas en la Biblia. Los malentendidos conceptuales son ideas sobre lo que uno cree que entiende basándose en sus experiencias personales o en lo que puede haber oído. Uno no comprende ni entiende completamente el concepto. Los conceptos erróneos vernáculos ocurren cuando una palabra tiene dos significados completamente diferentes, especialmente en relación con la ciencia y la vida cotidiana. Los conceptos erróneos factuales son ideas o creencias que se aprenden a una edad temprana pero que, en realidad, son incorrectas.
Aunque la mayoría de los conceptos erróneos de los estudiantes pasan desapercibidos, se ha realizado un esfuerzo informal para identificar errores y conceptos erróneos presentes en los libros de texto. [6]
En el contexto de la instrucción socrática , los conceptos erróneos de los estudiantes se identifican y se abordan mediante un proceso de preguntas y escucha. Se han empleado varias estrategias para comprender lo que piensan los estudiantes antes o en respuesta a la instrucción. Estas estrategias incluyen varias formas de retroalimentación de "tipo real", que pueden implicar el uso de tarjetas de colores o sistemas de encuesta electrónicos (clickers). [7] Otro enfoque se caracteriza por la estrategia conocida como enseñanza justo a tiempo . [8] [9] Aquí se les hacen varias preguntas a los estudiantes antes de la clase, el instructor usa estas respuestas para adaptar su enseñanza al conocimiento previo y los conceptos erróneos de los estudiantes.
Por último, existe un enfoque más intensivo en investigación que implica entrevistar a los estudiantes con el fin de generar los elementos que conformarán un inventario de conceptos u otras formas de instrumentos de diagnóstico. [10] Los inventarios de conceptos requieren esfuerzos intensivos de validación. Quizás el más influyente de estos inventarios de conceptos hasta la fecha haya sido el Inventario de Conceptos de Fuerza (FCI). [11] [12] Los inventarios de conceptos pueden ser particularmente útiles para identificar ideas difíciles que sirven como barrera para una instrucción efectiva. [13] Se han desarrollado inventarios de conceptos en selección natural [14] [15] [16] y biología básica [17] .
Si bien no todos los instrumentos de diagnóstico publicados se han desarrollado con tanto cuidado como algunos inventarios de conceptos, algunos instrumentos de diagnóstico de dos niveles (que ofrecen distractores de opción múltiple informados por la investigación de conceptos erróneos y luego piden a los estudiantes que den razones de sus elecciones) han pasado por un desarrollo riguroso. [18] Para identificar los conceptos erróneos de los estudiantes, primero los maestros pueden identificar sus preconcepciones. [19] "Los maestros necesitan conocer las concepciones iniciales y en desarrollo de los estudiantes. Los estudiantes necesitan que sus ideas iniciales sean llevadas a un nivel consciente". [20] Sin embargo, la capacidad de los maestros para diagnosticar conceptos erróneos debe mejorarse. Cuando se enfrentan a conceptos erróneos sobre la evolución, solo diagnostican aproximadamente la mitad de estos conceptos erróneos. [21] Por lo tanto, otro enfoque para identificar conceptos erróneos podría ser que no solo lo hagan los maestros sino los propios estudiantes. Con la ayuda de listas con conceptos erróneos comunes y ejemplos, los estudiantes pueden identificar sus propios conceptos erróneos y volverse metacognitivamente conscientes de ellos. [22]
Varias líneas de evidencia sugieren que el reconocimiento y la revisión de los conceptos erróneos de los estudiantes implica una participación activa, en lugar de pasiva, con el material. Un enfoque común para la instrucción implica la metacognición, es decir, alentar a los estudiantes a pensar sobre su pensamiento sobre un problema particular. En parte, este enfoque requiere que los estudiantes verbalicen, defiendan y reformulen su comprensión. Al reconocer las realidades del aula moderna, se han introducido varias variaciones. Estas incluyen la instrucción entre pares de Eric Mazur , así como varios tutoriales de física. [23] Usando un enfoque metacognitivo, los investigadores también han descubierto que hacer que los estudiantes sean metacognitivamente conscientes de sus propias concepciones intuitivas a través de una autoevaluación y apoyarlos en la autorregulación de sus concepciones intuitivas en contextos científicos mejora la comprensión conceptual de los estudiantes. [22] La indagación científica es otra técnica que brinda una oportunidad de participación activa para los estudiantes e incorpora la metacognición y el pensamiento crítico.
El éxito de las actividades de aprendizaje basadas en la investigación depende de una base profunda de conocimiento factual. Luego, los estudiantes usan la observación, la imaginación y el razonamiento sobre los fenómenos científicos que están estudiando para organizar el conocimiento dentro de un marco conceptual. [24] [25] El maestro monitorea los conceptos cambiantes de los estudiantes a través de la evaluación formativa a medida que avanza la instrucción. Las actividades de investigación iniciales deben desarrollarse desde ejemplos concretos simples hasta más abstractos. [25] A medida que los estudiantes progresan en la investigación, se deben incluir oportunidades para que generen, pregunten y discutan preguntas desafiantes. Según Magnusson y Palincsan, [26] los maestros deben permitir múltiples ciclos de investigación donde los estudiantes puedan hacer las mismas preguntas a medida que madura su comprensión del concepto. A través de estrategias que apliquen la evaluación formativa del aprendizaje de los estudiantes y se ajusten en consecuencia, los maestros pueden ayudar a redirigir los conceptos científicos erróneos. Las investigaciones han demostrado que los profesores de ciencias tienen un amplio repertorio para abordar los conceptos erróneos y presentan diversas formas de responder a las concepciones alternativas de los estudiantes, por ejemplo, intentando inducir un conflicto cognitivo utilizando analogías, solicitando una elaboración de la concepción, haciendo referencia a fallas específicas en el razonamiento u ofreciendo un paralelo entre la concepción del estudiante y una teoría histórica. Sin embargo, aproximadamente la mitad de los profesores no abordan los conceptos erróneos de los estudiantes, sino que están de acuerdo con ellos, responden científicamente de manera incorrecta o formulan ellos mismos la explicación científica correcta sin abordar la concepción específica del estudiante. [21]