Bettina M. Bravo
Dpto. Cs. Básicas – Fac. de Ingeniería - Univ. Nac. Centro
Prov. Buenos Aires
Av. Del Valle 5737 – (PONER CODIGO AREA) Olavarría, Buenos
Aires, Argentina
bbravo@fio.unicen.edu.ar
Marta A. Pesa
Dpto. de Física – Fac. de Ciencia Exactas yTec. – Univ. Nac.
de ucumán
Av. Independencia 1800 - (4000) Tucumán, Argentina
mpesa@herrera.unt.edu.ar
Resumen
Se analizan las ideas de
un grupo de alumnos (14- 15 años de edad) de Educación General
Básica sobre la naturaleza y percepción del color, luego
de haber participado de propuestas didácticas que abordaron esta
temática desde que ingresaron al segundo ciclo. Estas ideas se caracterizan
según los principios ontológicos, conceptuales y epistemológicos
subyacentes, como así también en función de los esquemas
de razonamiento que llevan asociados. Se evalúa la consistencia
y coherencia de las respuestas dadas por estos alumnos a un test de respuestas
múltiples y un cuestionario de problemas abiertos. Se halló
que la mayoría de los estudiantes presentan una idea acerca del
color coherente con la de la ciencia escolar, resultando sus respuestas
consistentes al resolver situaciones problemáticas, con explicaciones
que relacionan correctamente un número importante de variables.
Palabras claves: aprendizaje color; modos de razonar; cambio
conceptual; epistemológico y ontológico
Abstract
The ideas of a group of ninth
grade Basic General Education students are analized. (14 – 15 years old).
The mentioned ideas are related to nature and perception of colour. This
was possible after having – the students – participated in didactic proposals
that approached the referred theme, once they achieved the entrance to
Second Cycle. These ideas are characterized according to underlying ontological,
conceptual and epistemological principles, as well as in relation to reasoning
schemes associated with them. The consistence and coherence of the responses
given by these students to a multiple choise test, and a questionnaire
containing open problems, are evaluated. Most of the students present
ideas about colour coherent with science, being able to develope
explanations that relate an important number of variables, properly.
Keywords: learning about colors; ways of reasoning; conceptual,
epistemological and onthological change.
Introducción
Existe hoy un consenso acerca de que las ideas que presentan los alumnos previas a la instrucción, es uno de los factores que influyen directamente en el aprendizaje de concepciones científicas (Pozo 2001, Moreira 2000). En efecto, las investigaciones educativas han mostrado que los principios epistemológicos, ontológicos y conceptuales que a ellas subyacen, guían de manera implícita (Mortimer 2000, Pozo y Gómez Crespo 1998) la construcción del conocimiento y la atribución de significados a los conceptos.
Desde el punto de vista ontológico, Chi (1992) propone que todas las personas clasifican los objetos del mundo en distintas categorías ontológicas, que tienen sus propios atributos o propiedades determinadas, mediante las cuales se interpreta el mundo. Estas son: Materia, Procesos y Estados Mentales. Cada vez que nos enfrentamos a un objeto, hecho o fenómeno “nuevo”, lo categorizamos ontológicamente atribuyéndole una serie de características propias de la categoría a la cual lo hemos asignado. Estos procesos son en gran medida implícitos y ayudan a hacer el mundo más controlable y predecible (Pozo y Gómez Crespo 1998).
Por otra parte, desde la epistemología contemporánea, se asume que los modelos y teorías científicos son una construcción social, que no son la realidad misma, sino una manera más de interpretar el mundo, una forma de hablar o contar las cosas que suceden. El modelo sería una representación provisoria, perfectible e idealizada de un fenómeno físico o sistema; un cierto sistema real se concibe como plausible de ser representado por más de un modelo. En tal sentido, la preferencia por uno de ellos estaría determinada por factores tales como los propósitos del estudio, el problema a resolver, las condiciones de precisión exigidas y por las condiciones de su realización (Islas y Pesa 2002).
El conocimiento intuitivo en cambio, asume de forma implícita que el mundo es tal como aparece ante nuestros sentidos: “es como lo vemos”. Superar esta “transparencia representacional”, no solo implicará asumir que las representaciones no son la realidad misma, sino también que existen maneras alternativas de interpretar y explicar los fenómenos que suceden. Esta diferencia entre la manera de percibir y conocer el mundo, se convierte en un obstáculo epistemológico a la hora de aprender y enseñar ciencias.
En tal sentido, el conocimiento intuitivo está basado en métodos asociativos simples, de semejanza y contigüidad (Pozo y Gómez Crespo 1998; Piaget 1973; Pesa, Cudmani y Bravo 1996) los cuales están caracterizados por principios epistemológicos que implican un perspectivismo ingenuo, y por principios ontológicos que inducen a interpretar las propiedades y cambios en función de estados de la materia y a partir de relaciones causales simples (Viennot y Kaminski 1991). Justamente, el principal problema de los procesos de cambios conceptuales, concebidos por Chi (1992) como cambio entre categorías ontológicas, se debe a la dificultad de re-interpretar los fenómenos en términos de procesos de interacción, ya que va en “contra” de la tendencia intuitiva a interpretarlos dentro de relaciones causales lineales y unidireccionales (Pozo y Gómez Crespo 1998, Chi 1992; Villani y Pacca 1990, Viennot 1996).
La ciencia, en cambio, involucra
una compleja construcción del conocimiento cuyos principios ontológicos
implican interpretar las propiedades y cambios como un conjunto de sistemas
complejos reconociendo relaciones de interacción y cuyos principios
epistemológicos implican concebir ese conocimiento como un conjunto
de modelos y múltiples representaciones explícitas que requieren
ser gestionadas y utilizadas en función de la naturaleza del fenómeno,
contexto o problema a resolver. Estos modelos, como ya se mencionó,
representan la realidad pero no son la realidad misma.
Las características de las ideas científicas y las intuitivas,
en cuanto a los principios ontológicos, epistemológicos y
conceptuales que a ellas subyacen, (Pozo 2001), se resumen en la Tabla
1.
Aprender ciencias implicaría de acuerdo a las ideas expresadas, superar los obstáculos ontológicos, epistemológicos y conceptuales subyacentes en las ideas intuitivas que influyen negativamente en la comprensión de las ideas científicas y poder discriminar entre ellas de forma consciente para explicar y resolver distintos problemas, en función del contexto y demanda de la actividad.
El aprendizaje de conceptos
científicos podría caracterizarce como procesos orientados
a:
- Superar las restricciones conceptuales impuestas por las ideas
construidas intuitivamente y apropiarse paulatinamente de los principios
implicados en la construcción del conocimiento científico,
lo que supone superar el principio de “hecho o dato”, para tender a aceptar
la interacción como forma de interpretar los fenómenos.
- Superar el realismo ingenuo, para asumir un perspectivismo que
implique relacionar las ideas intuitivas con las científicas, reconociéndolas
como distintas maneras de interpretar el mundo que nos rodea, en base a
las cuales se pueden elaborar explicaciones con distintos niveles de complejidad
y validez contextual.
- Superar las restricciones ontológicas impuestas por las
ideas intuitivas y apropiarse de los principios implicados en la construcción
del conocimiento científico.
- Adquirir la habilidad cognitiva para discriminar entre distintas
representaciones a utilizar en función de la demanda del problema
y el contexto implicado. Esto dado que, aprender ciencias no implica
sólo la coexistencia de representaciones diversas o la mera suma
de representaciones alternativas, sino desarrollar la habilidad de gestionarlas
o controlarlas cognitivamente. Así, las ideas intuitivas podrán
coexistir con las de la ciencia, pero siendo el sujeto consciente de sus
contextos de uso. De hecho, esta coexistencia se da también en el
conocimiento científico en cuanto la visión clásica
y moderna de un mismo fenómeno no es siempre equiparable (Mortimer
2000) y se debería poder discriminar críticamente entre uno
u otro modelo en función del problema que se desea resolver o el
nivel de análisis que se lleve a cabo.
- Hacer uso consciente, consistente y coherente de las representaciones
conceptuales para elaborar explicaciones y predicciones. Usar coherente
y consistentemente las “nuevas” ideas para elaborar explicaciones fundamentadas,
sería una habilidad más que caracterizaría una formación
científica.
En síntesis, el aprendizaje no se basaría tanto en la sustitución de una representación por otra, ni sólo en la multiplicación de las representaciones que el sujeto dispone para un dominio dado, sino en un cambio referente a los principios epistemológicos, ontológicos y conceptuales que subyacen en la construcción del pensamiento cotidiano. Aprender ciencias, estaría entonces relacionado con entrar en un mundo ontológica, epistemológica y conceptualmente diferente al mundo intuitivo o cotidiano. Aprender ciencias, significaría una manera cualitativamente distinta a la cotidiana de aprender (Mortimer 2000).
Con el objetivo de propiciar dicho aprendizaje, se han diseñado una serie de intervenciones áulicas, las cuales fueron implementadas con un grupo de alumnos de un colegio privado de la ciudad de Olavarría (Bs. As., Argentina), mientras cursaban el 2º y 3º ciclo de su Educación General Básica (E. G. B.) (esto es, desde que tenían 8 años de edad hasta los 15 años). Se abordó el tema: “visión – naturaleza y percepción de los colores” en etapas sucesivas y con distinto grado de complejidad.
Se eligió esta temática en función no sólo de su importancia científica y especial atractivo para los niños, sino también por la gran antinomia que detectamos en nuestra investigación exploratoria entre las concepciones científicas y las de sentido común, hecho que también dejan en evidencia diversos autores.
Así por ejemplo:
• Driver y otros (1989) afirman que los niños, entre 10 y 15
años, no suelen relacionar espontáneamente el color con
la luz. Para ellos es mas bien una propiedad intrínseca del objeto,
independientemente de la luz.
• Anderson, Kärrqvist (1983), quienes trabajaron con niños
entre 12 y 15 años, obtuvieron ante la pregunta acerca de por qué
cambia el color de la luz blanca al pasar por un filtro, respuestas como
las siguientes:
- El filtro causa el cambio de color (simplemente porque el filtro
es rojo, y debe ser rojo contra la pared)
- La luz es coloreada en el filtro (partículas de luz absorben
el color rojo. Ellas son afectadas)
- La luz es refractada en el filtro (el rayo es torcido al atravesar
el filtro y llega a ser rojo. - El filtro deja solamente pasar el rojo:
transmisión selectiva de luz roja (solo la minoría).
• Feher y Meyer (1992), por su parte, encontraron las siguientes
concepciones:
- El color de los objetos es una propiedad de los objetos que se
mantiene bajo luz blanca.
- La luz coloreada es oscura y contiene color que puede mezclarse
con el del objeto.
De la misma manera que para la temática relativa a la naturaleza y percepción de los colores, varios trabajos de investigación revelan que los niños presentan concepciones no coherentes con las de la ciencia respecto del proceso de visión.
En tal sentido cabe señalar
que según diversos autores los niños por lo general, no
reconocen un mecanismo entre la luz, los ojos y los objetos en el proceso
de la visión (Driver y otros 1989) y relacionan en pares a los elementos
involucrados:
- Ojos y objetos: algo sale de los ojos hacia el objeto (Siquiera
Harres 1993, Osborne y Freyberg 1991, Anderson y Kärrqvist 1983, Selley
1996)); para ver los objetos solo basta con mirar (Osborne y Freyberg 1991);
los ojos ven el objeto; algo entra al ojo (imagen, luz, rayo de luz) (Anderson
y Kärrqvist 1983).
- Ojos y luz: los ojos necesitan luz para ver (Osborne y Freyberg
(1991); Driver y otros, 1989; Selley 1996) )
- Luz y objetos: el objeto es visible cuando hay luz sobre él
(Selley
1996)
A su vez, la mayoría de los alumnos no reconocen la reflexión de la luz en los objetos (Pesa, Cudmani y Bravo 1996; Siqueira Harres 1993; Driver y otros; 1989; Pesa 1997) ni la necesidad que ésta llegue al ojo para poder verla (Pesa, Cudmani y Bravo 1996; Pesa 1997)
A partir de esta situación, consideramos relevante realizar un trabajo de investigación exploratorio y longitudinal, que nos permitiera estudiar las concepciones de los alumnos en las distintas etapas de instrucción (2° y 3° ciclo de EGB) cuando se guía su aprendizaje con propuestas didácticas que especialmente diseñamos.
De dicho trabajo de investigación obtuvimos resultados análogos a las de los demás autores anteriormente citados y pudimos observar también que en algunos alumnos varias de las concepciones alternativas descritas siguen presentes pese a la instrucción. Para una revisión detallada de las propuestas didácticas implementadas, metodología empleada y resultados obtenidos pueden consultarse las referencias que se indican a continuación: Bertelle y otros 2000, Bravo y Rocha 2000, Bravo 2002, Bravo y Rocha 2003, Bravo y Rocha 2004; Braünmuller y otros 2003 1a; Braünmuller y otros 2003 1b, Bravo y otros 2005.
Por todo lo expuesto, consideramos
pertinente estudiar a partir de los nuevos aportes de la psicología
cognitiva, las ideas explicitadas por los alumnos, a fin de interpretar
la naturaleza de las mismas y las posibles causas de su “permanencia”.
Surge así el presente trabajo (que se desarrolla en el marco del
longitudinal exploratorio mencionado) cuyo estudio aborda las ideas acerca
del color, explicitadas por el grupo de alumnos con el que se trabajó,
cuando finalizan su Educación General Básica.
Propuesta didáctica
Con el objeto de iniciar la re-construcción significativa de las conceptuaciones referidas a las temáticas de la visión y la percepción de los colores, se diseñaron e implementaron propuestas didácticas con estudiantes de 2º y 3º ciclo de E.G.B, de edades comprendidas entre los 6 y 15 años (Bravo y otros 2005)
Las propuestas estuvieron centradas en tres temáticas: ¿cómo vemos?, ¿por qué vemos un objeto de determinado color?, ¿por qué vemos de distinto color al objeto si cambiamos la fuente de luz, lo pintamos o lo observamos a través de filtros? Estas tres preguntas fueron los ejes centrales para la organización de los contenidos.
A partir del análisis de las concepciones intuitivas de los niños (Bertelle y otros 2000, Bravo 2002, Brauünmuller y otros 2003, Bravo y Rocha 2004 en sus aspectos conceptuales, epistemológicos y ontológicos, se guió y orientó la instrucción hacia la construcción y utilización de un modelo científico acerca de la visión, el cual se fue complejizando a medida que los alumnos avanzaban en su educación formal, hasta llegar a la formulación de un modelo cualitativo respecto a la naturaleza y percepción del color, coherente con el propuesto por la ciencia.
Así, a lo largo de la enseñanza longitudinal implementada, se tendió a desarrollar paulatinamente contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales, de manera tal que en la etapa final de dicha instrucción (esto es, cuando los alumnos cursaban 8° año de EGB, cuyas edades estaban comprendidas entre los 13 y 14 años) se abordaron los que se presentan (en forma relacionada) en la figura I.
Siguiendo la secuencia de enseñanza propuesta por Sánchez Blanco y Valcárcel Pérez (1993) se diseñaron diversas actividades que estuvieron planteadas de manera de comprometer a los alumnos en un proceso reflexivo a partir de la explicitación de sus propias ideas; a resolver situaciones problemáticas abiertas y realizar pequeñas experiencias para decidir cómo proceder, desarrollando así alguna capacidad en el hacer respaldado en las concepciones elaboradas. El docente se comportó como guía del proceso educativo intentando en todo momento despertar el interés y la curiosidad de los niños, ayudándolos a hacer explícitas sus ideas, propiciando que sean conscientes de lo que piensan, animándolos a probarlas, desarrollarlas y aplicarlas para explicar experiencias cotidianas.
Con el objetivo de atender en cada implementación didáctica, a las características y necesidades de este grupo en particular, cada intervención fue evaluada cualitativamente y se consideraron los resultados para diseñar la propuesta a implementar en el año siguiente. Con tal fin se analizaron, entre otros aspectos, las ideas y modelos explicitados por los niños, el tipo de explicaciones que elaboraban en cada etapa, la evolución de sus ideas, la capacidad de aplicarlas al resolver distintas situaciones problemáticas y el tipo de actividades que los motivaban para justificar, discutir y explicar.
En la figura II presentamos en forma esquemática, los aspectos más relevantes que caracterizan la metodología de enseñanza propuesta.
Como ya se señaló,
este trabajo recoge los resultados finales de la investigación realizada.
Esto es, se estudian las ideas del grupo de alumnos con los que se trabajó
durante seis años, cuando egresaban de la educación
general básica (9° año), y luego de haber transcurrido
un año de la implantación formal y final de la propuesta
de enseñanza longitudinal diseñada (esto es, cuando los alumnos
cursaban 8° año de EGB)
Objetivos de este trabajo
En el presente trabajo se pretende:
- Caracterizar las ideas que los alumnos de 9º año del Colegio
Lenguas Modernas, explicitan acerca de la naturaleza y percepción
del color, como así también inferir acerca de los principios
ontológicos, epistemológicos y conceptuales que a ellas subyacerían.
- Evaluar la consistencia y coherencia con que utilizan dichas ideas
al interpretar distintos fenómenos y elaborar explicaciones.
- Evaluar el grado de correlación entre la caracterización
enunciada en el primer punto y la consistencia y coherencia con que utilizan
las ideas.
Problema de Investigación
Una vez concluida la Educación General Básica de los alumnos con los que se ha trabajado desde que ingresaron al segundo ciclo, se plantea el siguiente problema de investigación:
- ¿Utilizan estos alumnos con algún grado de consistencia sus ideas acerca de la naturaleza y percepción de los colores y las aplican coherentemente para elaborar explicaciones?
La respuesta a esta pregunta arrojará datos concretos que permitirán, a partir de esta experiencia piloto, evaluar los aprendizajes alcanzados y hacer correcciones fundamentadas orientadas a una nueva propuesta didáctica. Se considera que un estudiante aprendió significativamente los contenidos específicos referidos a la percepción del color, si puede utilizar con conciencia, consistencia y coherencia las ideas construidas en las clases de ciencias, para resolver diversas situaciones problemáticas en distintos contextos.
La pregunta antes planteada, está relacionada con las siguientes preguntas más específicas:
- ¿Las ideas explicitadas por los alumnos en la temática
de la percepción y naturaleza del color, están orientadas
por principios ontológicos, epistemológicos y conceptuales
coherentes con los de la ciencia escolar?
- ¿Utilizan los alumnos sus ideas consistentemente al
interpretar distintos fenómenos?
- Los alumnos que utilizan coherentemente sus ideas, ¿son
aquellos que comparten las ideas científicas acerca de la percepción
y naturaleza del color, desarrolladas durante la propuesta didáctica?
Metodología
En el trabajo longitudinal
se implementó un diseño cuasi-experimental (sin grupo de
control) de tipo pretest – postest (para cada intervención) y postest
retención, al finalizar la E.G.B. En el presente trabajo, se analiza
la instancia postest final que se implementó después de haber
transcurrido un año desde que se abordó por última
vez la temática en cuestión con estos alumnos, en un contexto
de clase de ciencia. Para realizar una descripción minuciosa de
las ideas de los alumnos y los principios que a ellas subyacen se optó
por una metodología cualitativa, atendiendo a que, en esta etapa,
no se persigue la generalización de resultados, sino la detección
de características relevantes de las ideas de los alumnos con los
que se trabaja. También se pretende evaluar algunos indicadores
del grado de consistencia y coherencia de las ideas manifestadas.
Participantes
La muestra utilizada es un
grupo de 18 alumnos de 9º año del Colegio Lenguas Modernas
de Olavarría, de edades comprendidas entre los 14 y 15 años.
Con trece de estos alumnos se trabajó en el abordaje de la temática
“visión – naturaleza y percepción de los colores” desde 4º
a 8º año de E.G.B. a partir de la implementación de
unidades didácticas fundamentadas científica y didácticamente.
Dos de los alumnos restantes, participaron sólo de la intervención
de 8º año y el tercero, únicamente de la de 7º
año. No se los suprimió de la muestra estudiada, teniendo
en cuenta que este estudio cualitativo es preliminar y base para una investigación
futura con mayor rigor metodológico.
Tareas y procedimientos
El instrumento que se utiliza para recoger los datos está conformado por un test de repuestas múltiples y un cuestionario de problemas abiertos.
El test fue elaborado en base a los resultados obtenidos a partir del trabajo de investigación exploratorio realizado con antelación. En él se plantean 7 ítems que presentan situaciones cotidianas (fácilmente interpretables por los alumnos) que involucran fenómenos relacionados con la naturaleza y percepción de los colores y con el proceso de visión. En cada problema del test, se solicita a los estudiantes que analicen las respuestas y opten por aquella que consideren más adecuada para explicar cada problemática planteada. Los enunciados del test pueden consultarse en el Apéndice I, Sección 1.
A las opciones de cada ítems, subyacen distintas categorías de respuestas designadas sobre la base de los datos obtenidos en los mencionados trabajos de investigación exploratoria y los resultados aportados por otros investigadores. Estas opciones contemplan las ideas propuestas por la ciencia escolar, como así también las manifestadas por el grupo de alumnos con el que se trabaja, cuando cursaban 7º y 8º año de la E.G.B. (que pueden describirse algunas de ellas como ideas intuitivas y otras como ideas escolarizadas pre científicas). Consecuentemente, se atiende a la diversidad de principios ontológicos y conceptuales que subyacerían a cada tipo de ideas.
En tal sentido, y atendiendo a la caracterización de los distintos modos de conocer, propuestos por Pozo (2001), presentados en la tabla I, hemos caracterizado los modelos alternativos (hallados en los trabajos de investigación anteriores) y el correspondiente al de la ciencia escolar, en función de los principios ontológicos, epistemológicos y conceptuales. En la tabla II describimos las concepciones involucradas en el test (presentadas como opciones propuestas) en función de los principios mencionados y modos de razonamiento asociados, dado que fue en este aspecto en el que nos centramos al momento de elaborar el test.
A lo largo de todo el test, entonces, se presentan opciones que contemplan explicaciones sobre la naturaleza y percepción del color, que pueden describirse en función de los principios ontológicos y conceptuales que a ellas subyacen (Ver Apéndice I, Sección 2). Estas problemáticas y las respectivas opciones de respuestas, fueron evaluadas por especialistas en enseñanza de la física,. profesores y licenciados en física, como una instancia de validación del test.
En el Apéndice II se presenta el cuestionario implementado. El mismo involucra un diálogo entre adolescentes que discuten acerca de distintas explicaciones que pueden darse a un mismo fenómeno. Las mismas caracterizan dos maneras de interpretar la naturaleza del color, una más guiada por la percepción y el sentido común y la otra con mayor coherencia respecto al conocimiento científico. La actividad requiere que los alumnos expliciten sus ideas acerca de la naturaleza del conocimiento científico y el cotidiano, en cuanto a su poder explicativo, “validez” y con ello, contextos de uso (ver Apéndice II, Sección 1).
En la segunda parte de este
instrumento se solicita a los estudiantes que elaboren explicaciones acerca
de fenómenos cotidianos haciendo uso de sus ideas respecto a la
naturaleza y percepción de los colores (ver Apéndice II,
Sección 2). Estas situaciones problemáticas tienen como objetivo
evaluar el tipo de conceptuaciones que utilizan los alumnos a la hora de
elaborar una explicación, respecto a las variaciones que se manifiestan
al percibir un objeto cuando se cambian las condiciones del medio
(cambio de fuente de luz y mezcla de pigmentos).
Procedimiento para la recolección de datos
Se aplicó el test
y el cuestionario cuando los alumnos culminaban el 9º año de
E.G.B., en un espacio temporal establecido por el Colegio de una hora reloj,
momento en que los alumnos no tenían ocupación académica
por ausencia de un docente.
Criterios de análisis
El significado que los alumnos otorguen al concepto de color, como así también los principios ontológicos y conceptuales que subyacen a sus ideas, se delimitan a partir de las opciones elegidas por ellos en el test. Este instrumento permite estudiar la consistencia de las respuestas de un mismo alumno en cada una de las situaciones analizadas y comprobar si se agrupan o no en una misma categoría con independencia del significado físico subyacente.
Se considerarán CONSISTENTES las respuestas de aquellos alumnos que utilicen un único modelo para explicar todas las problemáticas presentadas en el test, o que elijan distintos tipos de respuestas, en las que subyacen interpretaciones coherentes entre sí sobre el fenómeno analizado. Por ejemplo, serán consideradas respuestas consistentes si se utilizan en la mayoría de las situaciones planteadas, las coherentes con la ciencia escolar, aunque en alguna situación sea incompleta y considere el color sólo como producto de las interacciones entre la luz y el objeto.
A su vez se considerarán INCONSISTENTES a aquellas respuestas que en el mismo ítem o a lo largo del test, estén centradas en principios conceptuales y ontológicos antagónicos y hasta cierto punto excluyentes o no abarcativos. Por ejemplo, será inconsistente una respuesta cuando el mismo alumno opte por la idea coherente con la de la ciencia escolar para explicar una situación y ante otra elija la opción que implica considerar al color como una propiedad del objeto.
Este procedimiento permite entonces, categorizar las ideas de los alumnos y evaluar la consistencia con que cada uno las usa.
Por otro lado y principalmente en base a las respuestas dadas a la primera parte del cuestionario, se completa la caracterización de las ideas de cada uno de los alumnos en función de los principios epistemológicos que a ellas subyacen. Se considera que subyace un principio epistemológico de realismo ingenuo, si sólo aceptan la concepción de sentido común esencialmente guiada por los órganos sensoriales. En tanto asumir que las ideas planteadas son maneras distintas de pensar (y de conocer) pero que la “científica” es la más aceptable, conllevaría a atribuir a su idea un principio epistemológico de realismo interpretativo. Finalmente, aceptar ambas concepciones como formas válidas de explicación de acuerdo al contexto y al problema, implicaría que subyace un principio epistemológico de constructivismo.
El análisis de las respuestas dadas por los alumnos a la segunda parte del cuestionario, permite dar mayores evidencias de las ideas centrales que utilizan los alumnos para explicar los fenómenos psicofísicos del color. Para ello, se elabora un diagrama donde se explicitan los conceptos que el alumno utiliza para explicar la naturaleza y percepción del color, y las interrelaciones que entre ellos establece.
Para analizar la relación entre los principios conceptuales, ontológicos y epistemológicos que subyacen a las ideas encontradas y la coherencia con que las mismas son empleadas para resolver las tareas propuestas, se comparan los esquemas de razonamiento de los alumnos con el elaborado a partir de las ideas de la ciencia escolar abordadas en clase (Fig. 3); evaluándose así no sólo el número de relaciones sino también si éstas son correctas en un contexto científico.
Se considera que los alumnos compartirían una idea coherente con la de la ciencia escolar si hacen explícito al menos tres de las relaciones que ésta propone para explicar el color (considerando las que se desprenden del referencial un total de cinco relaciones entre la luz el objeto y el sistema visual).
Este análisis permite
conocer el tipo de idea que cada alumno utiliza a la hora de elaborar una
explicación. A partir de la comparación entre ésta
y la manifestada con mayor consistencia en el test, se podrá concluir
si los alumnos que razonan consistentemente son aquellos que comparten
una idea coherente con la propuesta por la ciencia escolar.
Resultados
TEST DE RESPUESTAS MÚLTIPLES
Una tabla de doble entrada,
permite observar las opciones que cada alumno eligió para esta actividad
(ver tabla III). En la primer columna de la tabla se identifica a cada
alumno y en las columnas sucesivas las situaciones problemáticas
relacionadas con la naturaleza y percepción del color con las opciones
de respuestas. Se indican con una X las opciones elegidas por cada alumno.
A partir de un análisis minucioso de las opciones elegidas por cada alumno, se puede observar que:
CUESTIONARIO. Primera parte
Al realizar un análisis
cualitativo de las respuestas dadas por los alumnos a la primera parte
del cuestionario, se obtiene que:
CUESTIONARIO. Segunda parte
El análisis de las explicaciones elaboradas, permite realizar los esquemas de razonamiento asociados a las ideas de cada alumno.
Así A9 contesta:
A9: “No se verán igual porque la luz azul hace que las cosas se vean más azuladas ya que tiene en su mayoría el azul y ese es el color que se reflejará más. Cuando se reflejan el color azul y amarillo esa mezcla los ojos no la pueden distinguir y la perciben como verde”.
A7, en cambio, tiene el problema de no concebir a la luz reflejada como una mezcla.
Su esquema de razonamiento se representa en la figura 7
El alumno A15, hace uso de ideas intuitivas para elaborar explicaciones a las problemáticas planteadas. Su esquema de razonamiento se muestra en la figura 8
Sus esquemas de razonamiento se podrían entonces representar tal como se muestra en la figura9.
Discusión de resultados
Respecto al primer objetivo de este trabajo, se puede observar que de todos los alumnos cuyas respuestas resultaron consistentes con una idea en particular (a excepción de uno), manifiestan compartir una idea coherente con la de la ciencia escolar respecto a la naturaleza y percepción de los colores. En función de las opciones elegidas, se pueden caracterizar las ideas de cada uno de ellos a partir de cinco categorías:
Categoría I: los diez alumnos agrupados en esta categoría comparten una idea acerca de la naturaleza y percepción del color coherente con lo propuesto por la ciencia escolar, que implica considerar: percibimos objetos de distintos colores cuando los iluminamos con luz blanca, dado que éstos absorben y reflejan luz de diferente manera. En tanto el color no es una propiedad sólo de la materia ni sólo de las características de la luz, sino que es un complejo fenómeno psicofísico producto de las características espectrales de la fuente de luz, la absorción y reflexión selectiva (y/o transmisión) que el cuerpo efectúa al ser iluminado y de la interacción de la radiación reflejada y el ojo. Resultan entonces consistentes con una idea caracterizada por principios ontológico de sistema, y conceptual de interacción, diferenciándose en el principio epistemológico que subyace a su pensamiento. Así dos de ellos compartirían una idea más cercana al constructivismo (A1 y A2) y el resto más próximo al realismo interpretativo (A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11 y A12).
Categoría II:
agrupa a los alumnos consistentes con una idea coherente con la de la ciencia
escolar, pero que involucra menor número de variables y relaciones.
Explican entonces:
“El color no es una propiedad de la materia ni de la luz, sino que
es producto de las interacciones de la luz con el objeto (absorción
y reflexión y/o transmisión)” Estos alumnos comparten el
principio ontológico de proceso, conceptual de causalidad lineal
múltiple y epistemológico de constructivismo (A3 y A4).
Categoría III:
sólo un alumno está en esta categoría. Sus ideas resultan
consistentes con con la de la ciencia escolar, pero involucran un número
aún menor de variables y relaciones, en tanto se concibe el color
sólo en función de las características de la luz reflejada.
“Vemos objetos de distintos colores porque reflejan luz con distintas características”.
Subyace a esta concepción el principio ontológico de
proceso, conceptual de causalidad lineal simple y epistemológico
de realismo interpretativo (A17).
Categoría IV: conformada por un alumno cuyo razonamiento resulta consistente con un modelo alternativo que implica considerar al color como producto de la absorción que experimenta el cuerpo al ser iluminado. Así comparte la idea que “vemos un objeto de un color porque absorbe luz de dicho color”. Subyacería entonces al pensamiento de este alumno un principio conceptual de causalidad lineal simple, uno ontológico de proceso y uno epistemológico de realismo interpretativo (A13).
Categoría V: los alumnos agrupados aquí son los que resultan inconsistentes al momento de realizar el test (A14, A15, A16 y A18).
A partir de los resultados aportados por el test de respuestas múltiples y atendiendo al segundo objetivo de este trabajo, se puede observar que aproximadamente el 80% de los alumnos resultó consistente con una determinada idea acerca de la naturaleza y percepción del color. De estos alumnos, el 90 % recurrió a una idea coherente con la de la ciencia escolar para resolver cada ítems. En tanto el 10% restante, presenta un modelo alternativo producto de la escolarización, que no se corresponde con el propuesto por la ciencia. Aproximadamente un 20% del total de los alumnos, no muestra razonamientos consistentes con ninguna de las ideas propuestas.
Respecto al tercer objetivo que implica hallar una correlación entre la naturaleza de las ideas y la posibilidad de aplicarlas para resolver un problema, se comparan los principios que subyacen a las ideas de cada alumno y el número de relaciones que explicitan entre los elementos involucrados en el proceso de percepción del color. En la tabla IV, se identifican los alumnos que resultaron consistentes con algún modelo en particular (científico o no), el número de relaciones que establecieron entre los conceptos involucrados en sus explicaciones acerca de la naturaleza y percepción del color, como así también los principios que subyacen a sus ideas. Con la letra X se identifican la consistencia de los alumnos y los principios que caracterizan a sus ideas (las referencias se citan al pie de la tabla). Con la letra C se indica el número de relaciones correctas y con la I las incorrectas.
A partir del análisis de esta tabla se puede observar que:
- de los trece alumnos que resultaron consistentes con una idea coherente
con la de la ciencia escolar, once (85 %) establecieron al menos tres relaciones
correctas entre los elementos implicados en la percepción del color.
Los dos alumnos restantes, establecieron una relación incorrecta,
al interpretar la naturaleza del color a partir de un pensamiento intuitivo.
El hecho que algunos de ellos no hagan explícito el papel del sistema
visual en el proceso de percepción del color, puede deberse a que
la en ninguna problemática se los inducía a pensar explícitamente
en el sistema visual (como sería el caso, por ejemplo, de analizar
la percepción de color de una persona daltónica) Factor éste
al que se deberá atender en el diseño de una futura intervención
didáctica.
- el alumno que se mostró consistente con un modelo alternativo
al de la ciencia, sólo pudo establecer dos relaciones entre los
elementos involucrados, proponiendo explicaciones incoherentes con la propuesta
por la ciencia. Logró ser coherente con su propia idea sólo
parcialmente (en el 50 % de los casos) e hizo uso de ideas intuitivas para
completar la actividad.
- los alumnos que se mostraron inconsistentes inicialmente, realizan
como máximo dos relaciones coherentes con las de la ciencia, y el
resto correspondientes a un pensamiento intuitivo (a excepción de
A18 que establece cuatro relaciones correctas y una incorrecta). En general
no resultan consistentes al elaborar sus respuestas, con una idea en particular,
salvo el A15 que utiliza una totalmente intuitiva. A su vez, no elaboran
explicaciones coherentes entre sí para dar una respuesta a problemáticas
que esencialmente involucran al mismo fenómeno.
Conclusiones
A la luz del análisis de los datos realizado, se puede concluir que la mayoría de los alumnos presentó una idea coherente con la de la ciencia escolar. Concebirían entonces al color como producto de la interacción entre la luz y la materia y la percepción del mismo, como consecuencia de la interacción entre la luz reflejada y el sistema visual, estando sus ideas caracterizadas por principios ontológicos, epistemológicos y conceptuales coherentes con los de la ciencia. Fueron estos alumnos, quienes resultaron consistentes a la hora de resolver distintas situaciones problemáticas, siendo capaces de elaborar explicaciones involucrando un número importante de variables y estableciendo correctas relaciones entre ellas.
A su vez, hay alumnos que si bien en algunos de los casos utilizan las ideas compartidas en las clases de ciencias, las abandonan y reemplazan por modelos no científicos al elaborar sus explicaciones, no resultando coherentes ni consistentes con una idea en particular.
Finalmente, quién se manifiesta consistente con un modelo alternativo sobre la naturaleza y percepción del color, no logra elaborar explicaciones basadas en él.
Se puede concluir entonces, que las ideas coherentes con las de la ciencia escolar presentaron niveles de consistencia mayores que las intuitivas o las contextualmente erróneas. A su vez, también se observó que el compartir dicha idea implicó la elaboración de explicaciones basadas en lenguajes más formales y abstractos que no sólo conllevó a una mayor coherencia argumental sino también supuso una mayor capacidad de transferencia a distintos contextos y tareas.
Estos resultados, permiten
concluir que sería posible y necesario un aprendizaje de las ciencias
con las características propuestas en este trabajo, si se pretende
alcanzar un aprendizaje significativo. A su vez nos estimulan para continuar
con la investigación en esta temática, a fin de analizar
con mayor profundidad y con mayor rigor cuantitativo y cualitativo, los
procesos de aprendizaje durante la instrucción implementada y los
niveles de aprendizaje que pueden alcanzarse al final de la instrucción.
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Apéndice I
Sección 1
A continuación, se
presentan una serie de situaciones problemáticas, sobre las cuales
te pido que des una respuesta, seleccionando la/s opción/nes que
aparecen listadas debajo de cada una.
1. ¿Porqué ves las letras que aparecen escritas en esta hoja?
a) Porque tengo ojos y hay luz.
b) Porque la luz que no fue absorbida por las letras, se refleja y
llega a mis ojos.
c) Porque la luz ilumina las letras y yo las miro.
d) Porque las letras absorben y reflejan la luz que llega a ellas.
e) Porque las letras reflejan la luz que las ilumina.
f) Porque las letras absorben la luz que llega a ellas.
2. Si colocaras esta hoja dentro de un folio, podrías seguir viendo el texto porque:
a) Porque el folio es un cuerpo transparente, y puedo ver a través
de él.
b) Porque el folio, absorbe, refleja y transmite como cuerpo transparente
parte de la luz reflejada por la hoja. La luz transmitida llega a mis ojos
permitiéndome verla.
c) Porque la luz puede atravesar el folio e iluminar la hoja, para
que pueda verla.
d) Porque el folio absorbe parte de la luz que refleja la hoja.
3. ¿Porqué ves roja a una manzana deliciosa cuando la iluminas con luz blanca?
a) Porque de todos los colores que tiene la luz blanca, la manzana es
iluminada principalmente por la luz roja.
b) Porque la manzana absorbe parte de la luz que la ilumina y refleja
el rojo.
c) Porque la manzana, naturalmente es roja.
d) Porque la manzana absorbe el rojo de la luz que la ilumina.
e) Porque de la la luz que ilumina la manzana, ésta refleja
el rojo.
f) Porque la manzana absorbe parte de la luz y refleja una parte de
la luz, que al llegar a mis ojos, lo percibo como rojo.
4. ¿Porqué podemos ver amarilla ésta hoja al utilizar filtros?
a) Porque el filtro es amarillo.
b) Porque el filtro agrega color a la luz.
c) Porque de la luz reflejada por la hoja el filtro transmite una parte
de la luz, la cual llega a mis ojos y la percibo como amarilla.
d) Porque el filtro transmite el amarillo de la luz que refleja la
hoja.
e) Porque de todos los colores reflejados por la hoja, el filtro absorbe
el amarillo.
f) Porque el filtro transmite rojo y verde y mi ojo lo percibe como
amarillo.
5. En este momento y si mantienes tu posición, no puedes ver lo que ocurre detrás de ti: ¿por qué?
a) Porque si bien llega luz a las cosas que están detrás
de mí, yo estoy de espaldas a ellas.
b) Porque la luz que reflejan o transmiten los objetos no llega a mis
ojos.
c) Porque si bien todos los objetos están absorbiendo y reflejando
la luz, no los estoy mirando.
6. ¿Por qué podemos ver esta hoja roja, si la iluminamos con luz “roja”?.
a) Porque la luz al ser roja, le cambia el color a la hoja.
b) Porque la hoja, según sus propiedades, refleja todos los
colores, en este caso el rojo. La luz reflejada llega a mis ojos y
la percibo de ese color.
c) Porque la hoja en este caso, está siendo iluminada principalmente
por luz roja.
d) Porque la hoja, absorbe la luz roja que llega a ella.
7. ¿Por qué vemos verde a esta hoja si la pintamos con témpera, de dicho “color”?
a) Porque la témpera, al ser iluminada por luz blanca, refleja
el verde.
b) Porque según las propiedades de la témpera, absorbe
parte de la luz y refleja una mezcla que al llegar a mis ojos la percibo
como verde.
c) Porque la témpera es de color verde y tiñe la hoja
de ese color.
d) Porque de todos los colores de la luz blanca que ilumina la hoja
pintada con témpera, el que principalmente le llega es el verde.
Sección 2
Las respuestas dadas como opciones a las problemáticas contempladas
en el test, se dividen en cinco grupos:
I.- Las respuestas 3.f; 4.c; 6.b; y 7.b contemplan una explicación
respecto a la naturaleza y percepción del color coherente con la
de la ciencia escolar, compartida en 8º año, en tanto se concibe
que de la luz que incide en el objeto, parte se absorbe y el resto se refleja.
Esta luz reflejada (constituida por una mezcla de luces) incide en el ojo
y se interpreta como un color (color del cual vemos el objeto). A esta
idea, subyacen los principios ontológico de Sistema y conceptual
de Interacción. La respuesta 4.f compartiría estos principios
que resulta equivalente a la 4.c solo que se discrimina el tipo de radiación
que refleja el objeto y transmite el filtro. Se la considera una respuesta
equivalente a la 4.c atendiendo al objetivo de este trabajo.
II.- Las respuestas 3.b y 4d, contemplan una explicación coherente
con la de la ciencia escolar pero involucra un menor número de variables
e interacciones al concebir la naturaleza y percepción del color.
En este caso se considera que el color se debe a la luz absorbida y reflejada
– transmitida por un objeto, sin hacer explícita la función
del ojo – sistema visual en este proceso o a la interacción
luz transmitida – ojo, sin considerar absorciones y reflexiones. Los principios
que subyacen a esta idea resultan ser Proceso (ontológico) y Causalidad
Lineal Múltiple (Conceptual).
III.- Las respuestas 3.e y 7.a, son similares a las anteriormente mencionadas,
pero contemplan sólo al proceso de reflexión concibiéndose
al color como consecuencia de la naturaleza de la luz reflejada. Los principios
que subyacen a esta idea, son de Causalidad Lineal Simple (conceptual)
y Proceso (ontológico).
IV.- Las respuestas 3.d; 4.e y 6.d involucran una idea escolarizada
no coherente con la propuesta desde la ciencia, ya que implican concebir
al color como producto de la absorción que el cuerpo realiza cuando
incide luz en él. Así, el color del cual se ve el objeto
se considera que coincide con el color de la luz que el objeto absorbió.
Nuevamente, el principio conceptual corresponde a Causalidad Lineal Simple
y el ontológico a Proceso.
IV.- Las respuestas 3.a; 4b2; 6.c y 7.d involucran una idea que
no resulta coherente con la de la ciencia escolar, pero se la puede considerar
una idea producto de la escolarización, debido a las relaciones
involucradas y vocabulario empleado. La concepción que subyace a
estas opciones del test implica considerar que es la luz la única
responsable de la naturaleza y percepción del color y se considera
la posibilidad que de todos los colores que componen la luz blanca, uno
de ellos puede llegar en mayor proporción al objeto, determinando
el color del cual se ve. Subyace a esta idea un principio conceptual de
Causalidad Lineal Simple y uno ontológico de Estado.
V.- Las respuestas 3.c; 4.a; 6.a y 7.c involucran ideas intuitivas,
cotidianas y de sentido común. El color es concebido como una propiedad
de la materia. Los principios que subyacen a esta idea son entonces Estado
(ontológico) y Hecho o Dato (conceptual).
Apéndice II
Sección 1
Tres alumnos, luego de una clase de plástica se pusieron
a discutir acerca de qué es el color.
Para el primero de ellos, el color depende de la pintura que utilicemos para pintar los objetos y de la luz con la cual los iluminemos. Porque si bien de día y con la luz del Sol, vemos las paredes del colegio blancas, si a la noche venimos y las iluminamos con luz roja, ya no las vamos a ver blancas sino que las veremos rojas. El segundo no está de acuerdo con su compañero. Para él, el color es luz reflejada por el objeto. Esto debido a que vemos la pared blanca porque cuando la iluminamos con luz blanca (que está compuesta por todos los colores), la pared absorbe parte de esa luz y refleja una mezcla de luces, que nuestro sistema visual percibe como blanca. Si cambiamos la luz y la iluminamos con luz roja, la pared reflejará dicho color, por lo cual la veremos roja. Entonces, el tercero comenzó a hablar opinando que las dos respuestas de sus compañeros son igualmente válidas ya que, mientras que la respuesta del primero está basada en lo que él percibe cotidianamente el segundo, hace uso de modelos aportados por la ciencia para explicar qué es el color. De alguna manera, la ciencia ha sido construida a lo largo del tiempo justamente para interpretar los fenómenos que a diario observamos. Nos da herramientas para explicar la “naturaleza”, pero no es la verdad absoluta ni es parte de la naturaleza misma, sino que son las ideas propuestas por un grupo de personas que se dedican a estudiar fenómenos naturales. |
- De cada uno de los alumnos que intervinieron en la discusión
explica con qué afirmaciones estás de acuerdo y con cuales
no.
- ¿Crees que alguno de estos alumnos está equivocado,
respecto de lo que dice? ¿Por qué?
- ¿Crees que todas las respuestas son igualmente válidas?
¿Por qué?
Sección 2
¿Qué explicación le darías vos a:
- el iluminador de una sala de teatro que se cuestiona porqué
los objetos de la escenografía no se perciben del mismo color cuando
los ilumina con luces blancas o azules?
- una repostera que, para simular el pasto de una cancha de fútbol
mezcla colorantes azul y amarillo, y se pregunta porqué la misma
se ve verde?
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