Un módulo instruccional para un aprendizaje significativo de la energía

175 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2), 175–190 UN MÓDULO INSTRUCCIONAL PARA UN APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO DE LA ENERGÍA Gu uceaga Zubillaga, A an zazu y González Ga cía, Fe mín Depa amen o de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad Pública de Na a a [email p o ec ed] [email p o ec ed] INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA Resumen. Se desc ibe en es e a ículo una expe iencia sob e el ap endizaje signi ica i o del concep o ene gía a a és de la aplicación de un módulo ins uccional concep ualmen e anspa en e, undamen ado en el ma co eó ico de Ausubel y No ak que en a iza la he amien a del mapa concep ual como ins umen o acili ado de un ap endizaje signi ica i o. La implemen ación del módulo se ealizó con alumnos/as de 2.º de la ESO de un cen o conce ado de la coma ca de Pamplona. El abajo ealizado mues a que como esul ado de la ins ucción ealizada el alumnado p esen a una e olución posi i a en los indicado es del ap endizaje signi ica i o en elación con el concep o ene gía. Además, es e es udio pone de mani ies o di icul ades en algunos alumnos pa a supe a algunas concepciones e óneas sob e dicho concep o. Palab as cla e. Ene gía, ap endizaje signi ica i o, mapa concep ual, educación secunda ia, módulo ins uccional. An ins uc ional module o he meaning ul lea ning o he concep o ene gy Summa y. This a icle desc ibes an expe imen in he meaning ul lea ning o he concep o ene gy using a concep ually anspa en ins uc ional module g ounded in he heo e ical amewo k o Ausubel and No ak and inco po a ing he concep map as he main acili a ing ool. The module was implemen ed in a 2nd g ade class oom a a s a e-aided seconda y school in he me opoli an a ea o Pamplona. The indings show ha he implemen a ion o his ins uc ional echnique had a posi i e e ec on he s uden s’ pe o mance as measu ed by meaning ul lea ning indica o s o he concep o ene gy. This s udy also b ough o ligh he di icul ies some s uden s expe ienced in o e coming hei misconcep ions conce ning his concep . Keywo ds. Ene gy, Meaning ul lea ning, Concep map, Seconda y educa ion, Ins uc ional module. Se mues a en es e a ículo una pa e sus ancial de los esul ados que se ob u ie on con la implemen ación del p oyec o de in es igación «E o es concep uales y ap endizaje signi ica i o. U ilización del CMap Tool so wa e como he amien a de cons ucción de cono- cimien os en alumnos de los dis in os ni eles educa i- os». Financiado po la Di ección Gene al de Uni e - sidades y Polí ica Lingüís ica del Gobie no de Na a a (Resolución 92/2002, de 14 de mayo) y desa ollado po un g upo de p o esionales de la educación que abajaban en di e en es cen os (conce ados y públicos), ni eles educa i os (desde educación p ima ia has a la uni e si- dad) y en di e en es á eas de conocimien o (ciencias so- ciales, ciencias na u ales y ma emá icas), es e p oyec o incluía el diseño e implemen ación de di e en es módu- los ins uccionales inno ado es y la ob ención de esul- ados que se ían analizados y con as ados más a de. El p oyec o equi ió de un impo an e núme o de con ac- os en e p o esionales de los di e en es cen os, incluso i uales, ealizados en e los di e en es miemb os del g upo de in es igación, en e los que podemos des aca las euniones de coo dinación y abajo en común en e los miemb os que implemen a on un módulo ins uccio- nal (MI) sob e la ene gía en 2º de la ESO y las conexio- nes en e los p o eso es González y Cañas desde la Uni- e sidad Pública y el Ins i u e o Human and Machine Cogni ion de la Uni e sidad de Wes Flo ida. 1. INTRODUCCIÓN INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 176 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) La memo ia del p oyec o ecogió impo an e in o mación ob enida de las dis in as in e enciones ealizadas en dis in- os cen os y ni eles educa i os (Gónzalez y Cañas, 2003). Basándose en las implemen aciones de módulos ins uccio- nales (Ciencias Na u ales con el ema de la ene gía y Ma e- má icas en el ema de la p opo cionalidad) y los esul ados ob enidos en el cen o San Fe min Ikas ola, se elabo ó una ponencia pa a el p ime cong eso de Mapas Concep uales (Pozue a y Gu uceaga, 2003). En es e abajo se p esen a á el ela i o a la in e ención ealizada en 2.º de la ESO en e- lación con la ene gía en San Fe mín Ikas ola (Cizu Meno ). Los e e en es eó icos en los que undamen amos el diseño del MI sob e la ene gía, pos e io men e imple- men ados, es án elacionados con el ma co eó ico del ap endizaje signi ica i o de Ausubel-No ak y del uso de ins umen os acili ado es del mismo como son los ma- pas concep uales (MMCC) (No ak y Gowin, 1988; Gon- zález y No ak 1996; Gónzález, Mo ón y No ak, 2001) en el ap endizaje de las Ciencias Na u ales. El ap endizaje signi ica i o (AS) desde la pe spec i a de Ausubel y No ak (Ausubel, No ak y Hanesian, 1991) es la mane a na u al de ap endizaje de las pe sonas, y los p ocesos psicológicos que in e ienen en el mismo supo- nen que una es uc u a cogni i a p eexis en e del indi i- duo asimila la nue a in o mación. Es a asimilación ocu e en unción de las elaciones je á quicas que el indi iduo es ablece en e los concep os, en las que el concep o más incluso (en es e abajo se ía ene gía) asimila o subsu- me o os concep os más especí icos ( ecu so ene gé ico, cambio, ans o mación, ans e encia y o mas de ene - gía), de mane a que aquél se di e encia p og esi amen e adqui iendo un nue o signi icado pa a el indi iduo. El alumno/a ambién puede es ablece elaciones no je á qui- cas en e concep os al es ablece enlaces c uzados en e concep os denominadas econciliaciones in eg ado as, in- dicado es de la idiosinc asia del ap endizaje. Hay que aña- di que el ap endizaje memo ís ico/mecánico no cumpli á es as ca ac e ís icas del AS, aunque ambos o man pa e del mismo con inuum del ap endizaje humano. Po lo an- o, plan eamos que la na u aleza de las elaciones que el alumno/a es ablece con la nue a in o mación condicio- na á el p oceso de ap endizaje de un indi iduo conc e o, que pod á es a más ce cano del ap endizaje memo ís ico/ mecánico o del AS. Cuan o más sus anciales sean las ela- ciones que se es ablecen en e el conocimien o p e io y la nue a in o mación, an o más signi ica i o se á el p oceso de ap endizaje; y po el con a io, cuan o más a bi a ias sean las elaciones que se es ablecen, más mecánico se á el ap endizaje del indi iduo. Fomen a con más in ensidad el AS en las ciencias y en el con ex o escola sigue siendo un obje i o de g an impo ancia po que así po enciamos que los es udian es engan la posibilidad de es ablece en e los nue os con- cep os y los ya adqui idos elaciones más sus anciales de o ma que su es uc u a psicológica pueda ees uc u a - se cohe en emen e con el conocimien o lógico y discipli- na . En es e sen ido el AS de los alumnos y alumnas se pod á aleja de un ap endizaje más mecánico en el que la a bi a iedad de las elaciones en e conocimien o nue o y ya adqui ido impide dicha ees uc u ación. El diseño de los módulos ins uccionales implemen ados en es a in es igación cumplie on las condiciones que equie e un ap endizaje signi ica i o (Gu uceaga y González, 2004). En p ime luga , pa a log a una implicación del p opio alumnado, la p opues a con empló una me odología que a- cili a a su pa icipación ac i a y unas ac i idades ce canas y con ex ualizadas. En segundo luga , se ealizó el análisis del conocimien o p e io del alumnado (y se con as ó con in es igaciones y p opues as ya ealizadas), de o ma que se asegu ó que los es udian es enían adqui idos los concep os más inclusi os y ele an es que se eque ían. Po úl imo, pa a que pudie an comple a se las condiciones del ap en- dizaje signi ica i o, e a necesa io que los ma e iales de la ins ucción ue an concep ualmen e más anspa en es, pa a lo cual se u iliza on he amien as me acogni i as como los MMCC y la UVE de Gowin (Gu uceaga, 2001). Los MMCC ue on u ilizados en el diseño del MI y de los ma e iales didác icos sob e la ene gía, ambién pa a ealiza un análisis de los conocimien os p e ios de los alumnos y su e olución en elación con la aplicación de la ins ucción co espondien e. En la abla 1 p esen amos los indicado es que pueden u i- liza se en un MC pa a es ablece el ipo de ap endizaje. EN UN APRENDIZAJE MÁS SIGNIFICATIVO: EN UN APRENDIZAJE MÁS MEMORÍSTICO: • Se u ilizan odos los concep os • Hay una disminución de p o- posiciones e óneas. • Exis e una o ganización je á - quica cohe en e desde el pun o de is a de la na u aleza inclusi- a de los concep os. • Se iden i ica el/los concep o/s más inclusi os. • Apa ece algún ejemplo de su- p ao denación en algún concep o de na u aleza inclusi a. • Los concep os más inclusi os p esen an una compleja di e en- ciación p og esi a. • Apa ecen menos elaciones li- neales en e concep os o no apa- ecen en absolu o. • Apa ecen nume osos enlaces c uzados e elado es de econci- liaciones in eg ado as de calidad. • No se u ilizan odos los con- cep os. • Apa ece una o ganización je- á quica no co ec a desde el pun o de is a de la inclusi idad de los concep os. • Apa ecen ecuen emen e p o- posiciones e óneas. • No se iden i ican los concep os más inclusi os. • Apa ecen elaciones lineales, es uc u as en cadena, en e con- cep os. • Apa ecen núcleos con usos. • Se es ablecen pocos y e óneos enlaces c uzados, signo de unas econciliaciones in eg ado as de- icien es. En la ealización de los MMCC se u ilizó con ecuencia el p og ama in o má ico Cmap Tools (González y Ca- ñas, 2003) c eado en el Ins i u e o Human and Machina Cogni ion (IHMC) (Pensacola, Flo ida). Además de la u ilización de los MMCC, al alumnado que pa icipó en la in es igación se le aplicó an es y des- pués de la ins ucción y aplicación del MI el es de diag- Tabla 1 Indicado es de ap endizaje (Gu uceaga y González, 2003). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 177 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) nós ico BADyG. El BADyG es una p ueba que in en a medi las ap i udes, an o gene ales como di e enciales, del alumnado. En gene al, las ap i udes que se miden en odos los ni eles son las siguien es: azonamien o analógico (= media de elaciones analógicas, se ies nu- mé icas y ma ices lógicas). Relaciones analógicas (len- gua). Se ies numé icas (ma emá icas). Ma ices lógicas ( elaciones espaciales). Comple a o aciones. P oblemas numé icos. Encaja igu as. Memo ia audi i a (memo ia a co o plazo). Memo ia isual (memo ia a la go plazo – o og a ía). A ención. Rapidez. E icacia. El ema obje o de la in es igación, la ene gía, ue elegido po su amplia capacidad de explica enómenos na u ales y po su implicación social. Además es un concep o muy im- po an e en el cu ículo de las ciencias na u ales (CCNN). En conc e o, en la ESO-LOGSE (1990) el concep o de la ene gía se p esen aba ya en 2.º cu so, y undamen almen e se le daba signi icado (bloque I de CCNN de 2.º de la ESO) en an o en cuan o se elaciona con cambio de los cue pos y se isualiza en cuan o hay una ans e encia (calo , soni- do, luz). Además se explici a el eque imien o de conoce uen es de ene gía y las p oblemá icas asociadas a su uso. Pe o sabemos que el concep o de ene gía, aunque es á muy p esen e en nues a ida, iene mul i ud de p oblemá icas que obs aculizan su ap endizaje (Fu ió, C. 1996; Solbes y Ta ín, 1998; B añas, Mellado y Ruiz, 2003; Conesa, 2000; González, 2006). Hay au o es que elacionan un uso ex- cesi o del concep o ene gía en nues a ida co idiana, po ejemplo en los medios de comunicación, lo que hace que luego se e lejen de o ma obs aculizado a en el ap endi- zaje escola (Pé ez-Landazábal, Va ela y Fa ie es, 2000). Po ejemplo, se cons a a que el uso «poco consis en e (del concep o ene gía) acompañado de ideas e óneas elacio- nadas con la si uación es udiada» es muy ecuen e (Pozo y Gómez C espo, 1998), que en e el alumnado es habi ual e leja una isión ma e ial de la ene gía (Pozo y Gómez C espo, 1998; Jesuína y Ká ia, 2004), y que la ene gía se en iende «como algo que los cue pos poseen que los capa- ci a pa a ealiza una acción, p oduci cambios, ans o - maciones en el ambien e» (Jesuína y Ká ia, 2004). La pa e expe imen al del p oyec o se lle ó a la p ác ica en el cu so 2002-2003 en condiciones eales en dos de las 4 aulas de 2.º de la ESO del cen o conce ado San Fe min Ikas ola, cen o de modelo D de la coma ca de Pamplona, y ue una p o eso a de CCNN del cen o y au o a de es e abajo la que lle ó a cabo an o el diseño como la imple- men ación del MI. En conc e o ue on las aulas A y B, y en o al ue on 63 alumnos los que oma on pa e en el p o- yec o, y de és os ue on los mapas p e ios y pos e io es a la ins ucción de 32 alumnos los analizados. En gene al el ambien e de las aulas en las que se aba- jó ue posi i a, y adecuado pa a el ap endizaje, si bien es cie o que en de e minados momen os del desa ollo ins uccional, se u ie on que es ablece mecanismos de egulación y de e lexión de g upo pa a a o ece un am- bien e más posi i o. En líneas gene ales, la ins ucción espe ó la p og ama- ción del á ea de ciencias na u ales de 2.º de la ESO, siendo el uso de los mapas concep uales y el abajo del alumna- do en pequeños g upos dos aspec os que ue on asumidos po el depa amen o de ciencias na u ales. Po lo an o, el alumnado de es e ni el es aba adies ado pa a abaja en g upo y pa a la ealización de mapas concep uales e e en- es a con enidos del á ea de ciencias na u ales. P e ia y pos e io men e a la ins ucción el alumnado ea- lizó mapas concep uales que ue on con enien emen e analizados. De los 63 mapas p e ios y pos e io es en es a in es igación se analiza on de o ma exhaus i a 32. El so wa e Cmap Tools, ins alado en los o denado es del aula de in o má ica del cen o escola , posibili ó el p o- ceso de ealización de los MMCC. 2. DISEÑO Y DESARROLLO EXPERIMENTAL. MÓDULO INSTRUCCIONAL Y ASPECTOS PRÁCTICOS En Ikas ola San Fe min el MI sob e la Ene gía se lle ó a la p ác ica en dos de las cua o aulas del ni el de 2.º de la ESO. En conc e o ue on las aulas A y B las que pa icipa- on en dicho MI. El o al de alumnos que pa icipa on en es a in es igación ue on 63 y la du ación de la ins ucción sob e la ene gía ue de 9 semanas a 3 sesiones po semana. El desa ollo del p oyec o de in es igación espondió básicamen e a un diseño del ipo: M1 (medida inicial)  a amien o CMapTool so wa e M2 ( inal) (Cam- pell y S anley, 1978), y el c onog ama de la in es iga- ción con ó con las siguien es ases: 1.ª Fase: Expe imen ación y amilia ización con las he- amien as de los mapas concep uales y el so wa e edu- ca i o, Cmap Tool. Ene o 2002-junio 2002. 2.ª Fase: Incluyó la implemen ación del BADyG p e io a la ins ucción y la elabo ación del diseño expe imen al jun o con el diseño del p opio MI. Julio 2002-diciemb e 2002. En elación con la p ueba BADyG, como ya comen- amos an e io men e, se a a de una p ueba que in en a medi las ap i udes, an o gene ales como di e enciales, del alumnado. De odas las dimensiones que mide es a p ueba nos cen a emos en la in eligencia gene al (IG), el azonamien o lógico (RL) y la e icacia. La posibilidad de modi ica el ni el de in eligencia de un suje o es obje o de discusión den o de la psicología; en e a au o es que se posicionan en con a de al modi icabilidad (Jensen, 1992), o os conside an que, e ec i amen e, los p ocesos de pensamien o y las es a egias que o man pa e de la na u aleza de la in eligencia son mejo ables cuando se o- men an en enamien os adecuados (S e nbe g, 1987; Sanz de Acedo, 1999). Noso os nos inclinamos a pensa como los úl imos. De o ma que en endemos que los mapas con- cep uales pueden se conside ados como una he amien a ú il en es a línea, ya que su cons ucción implica la pues a en p ác ica de es a egias de clasi icación, o denación, je- a quización, abs acción, en e o os, y el uso de los mis- mos en un con ex o de ap endizaje signi ica i o pueden con ibui al aumen o de la in eligencia gene al de nues- os alumnos (I aizoz y Gónzález, 2004). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 178 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) El MI sob e la ene gía ue diseñado siguiendo las pau as que No ak en su p oyec o LEAP (Lea ning abou eco- logy, Animals and Plan s, 1995) p opone pa a acili a un ap endizaje más signi ica i o en el alumnado esco- la . Las ac i idades diseñadas se o ganizan en es ases: in oducción, ocalización y esumen. En la p ime a se iden i ican los concep os más inclusi os (cambio, o - mas y ecu sos), en la segunda se p o undiza en las di e- enciaciones p og esi as y econciliaciones in eg ado as más signi ica i as de aquellos concep os más inclusi os, y pa a inaliza se es ablecen aplicaciones que esuman odo lo que se ha abajado en las ases an e io es. Todo es o supuso que, en p ime luga , se elabo a a un mapa concep ual de e e encia pa a la ins ucción ( e igu a 1) donde se p oponía la di e enciación p og esi a y las e- conciliaciones del concep o que se quie en abaja en el aula. Es e mapa concep ual ue la guía pa a el diseño del MI. En nues o caso el mapa de e e encia ue elabo ado po la p o eso a in es igado a y se ealiza on las pe i- nen es consul as bibliog á icas y ecu ió a su alidación po expe os en la ma e ia. En esumen, las ideas más inclusi as que se p oponen en es e mapa son: • «La ene gía es una p opiedad de los cue pos p esen án- dose en di e en es o mas». • «La ene gía se elaciona con un cambio lo cual supone que ha exis ido una ans o mación y una ans e encia». • «La ene gía u ilizada en nues a sociedad equie e de uen es de ene gía». En la abla 2, p esen amos la o ganización del MI en sus es pa es: in oducción, ocalización y esumen. Cada una de es as ases se diseña con una se ie de ac i idades (mencionadas como A en la abla) que se ag upan al ede- do de de e minadas ideas cla e que se explici an en la misma abla. Po ejemplo, en las ac i idades de la ase de ocalización el concep o ene gía se di e enciaba a a- és de cambios de los cue pos, o mas y ans e encias, con e ido es (se conside an desde máquinas sencillas a se es i os), conse ación ( abajando an o la p oducción de ene gía de ácil u ilización como la deg adación de la ene gía) y ecu sos ene gé icos, al y como se puede ap e- cia po los inclusi os p esen es en el MC de e e encia. REALIZACIÓN DEL MAPA PREVIO FASE DE INTRODUCCIÓN A1 Lec u a p e ia sob e la ene gía A2 Qué pensamos sob e la ene gía A3 Realización de un MC FASE DE FOCALIZACIÓN FOCALIZACIÓN I A4-A5 La ene gía y cambios en los cue pos A6 La ene gía se ans ie e A7 Realización de un MC FOCALIZACIÓN II. FORMAS DE ENERGÍA Y TRANSFERENCIAS A8- A9-A10 La ene gía apa ece de di e en es o mas A 11 MC A 12 El calo , la ans e encia de ene gía más común A 13 Fue za, o a o ma de ans e encia de ene gía A 14 MC FOCALIZACIÓN III. CONVERTIDORES A 15 Con e ido es: sis emas que son e icien es en ans o mación de la ene gía: se es i os (1) A 16 Con e ido es: sis emas que son e icien es en ans o mación de la ene gía: (2) máquinas A17 Fab icando una pila en el labo a o io A18 Los con e ido es no ealizan una sola ans o mación de la ene gía FOCALIZACIÓN IV A 19 Leyes de la ene gía A 20 Eje cicios sob e la ene gía A 21 MC FOCALIZACIÓN V. RECURSOS ENERGÉTICOS A 22 Pa a nues a sociedad es imp escindible ene ecu sos ene gé icos A 23 Ene gías que u ilizamos A 24 Fuen es de ene gía A25 Eje cicios sob e las uen es de ene gía: ealización de una sín esis en una abla. A 26 Ene gía eléc ica: la ene gía que más consumimos RESUMEN A 27 Valo amos la p oducción y el consumo de ene gía A 28 Re lexiones y p opues as Realización del MC pos e io a la ins ucción Tabla 2 Módulo ins uccional. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 179 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) Figu a 1 Mapa concep ual sob e la ene gía (Gu uceaga, 2002). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 180 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) 3.ª Fase: En es a ase (ene o 2003-junio 2003) se lle ó a cabo la implemen ación del MI (Tabla 2), jun o con su análisis y discusión y la elabo ación de las conclusiones. El alumnado elabo a un MC inicial con los concep os p o- pues os en el MC de e e encia de la in es igación (Figu- a 1). En líneas gene ales, la ins ucción desa ollada en cada cen o espe ó la p og amación del á ea de CCNN de 2.º de la ESO. La me odología del MI incluyó abajo en pa ejas y g upos pequeños, deba es en el g upo g ande del aula, lec u a comp ensi a de ex os y exposiciones de la p o eso a. El alumnado elabo ó un cuade no, donde se inco po ó odo el abajo que se ealizó en el aula, como, po ejemplo, la ealización de MMCC, p ác icas de labo- a o io y isualización de ídeos. En conc e o los MMCC se ealiza on a lo la go de oda la ins ucción y, pa a ello, además de hace los mapas a papel y lápiz, se si ie on del so wa e Cmap Tools, ins alado en los o denado es disponibles en cada cen o escola . El MI diseñado se im- plemen ó en es ases (Tabla 2) que incluyó di e en es A. La p ime a ase o de in oducción, en la que se p esen ó al alumnado la ene gía desde una pe spec i a global, y en la que undamen almen e se p e endió ace ca el conoci- mien o p e io del alumnado con las ideas más inclusi as que se quie en p opone sob e la ene gía. La segunda ase, o de ocalización, consis ió en i p o undizando en el sig- ni icado de los concep os más inclusi os subsumidos en el concep o de ene gía, y que son los p o agonis as de su di e enciación y econciliación. Y la e ce a ase o de e- sumen, en la que se p opuso al alumnado ees uc u a el conocimien o que se había abajado en la ase de ocali- zación. A eseña que no u iliza on lib o de ex o y que el alumnado, en gene al, abajó con g an in e és. Finalmen e, los ma e iales que se ecogie on pa a su análisis pos e io ue on los mapas concep uales inicial y inal de los es g upos. Luego se analizó o compa ó el mapa inicial y inal de cada alumno/a (o de una mues a signi ica i a) y se io el esul ado en cada caso. El análisis de los MC p e ios y pos e io es al MI se eali- zó siguiendo el guión que se p esen a en la abla 3. 3. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTA- DOS Los esul ados ob enidos de la p ueba BADyG nos mues- an una e olución posi i a muy signi ica i a en elación con casi odos los indicado es en e los que que emos esal a la in eligencia gene al, el azonamien o lógico y la e icacia ( e abla 10), ya que es os indicado es ie- nen una cla a elación con el log o de un AS. De ello deducimos que el uso de los MMCC ha si uado a nues o alumnado en una mejo condición de ap endizaje. De acue do con los da os ob enidos y que se mues an en las ablas 4, 5, 6, 7, 8 y 9, la u ilización de concep os y enlaces de o ma co ec a es gene alizable en los dos mapas, habiendo muy pocas epe iciones de concep os y no habiendo ningún alumno que no es ablezca los en- laces en e concep os. Aunque disminuyen en el mapa pos e io , apa ecen algunos ejemplos de u ilización de concep os en los enlaces: Po ejemplo, los concep os «le- yes» y «cue po» se mencionan en algunos enlaces. ¿Di e encian mejo los concep os de los enlaces en el mapa pos e io ? ¿Se ap ecia una mayo calidad de los enlaces en el mapa pos e io ? • UTILIZACIÓN DE CONCEPTOS – Concep os que se epi en o que se cambian en los dos mapas – ¿Cuán os concep os no se han u ilizado en los dos mapas y qué elación exis e con el núme o de concep os que se p esen aban? – Qué concep os son los que se u ilizan con acilidad; cuáles son los que no se u ilizan y cuáles los que han sido u ilizados signi ica i amen e después de la ins ucción: • RELACIÓN ENTRE PROPOSICIONES ERRÓNEAS O IMPRECISAS Y LAS PROPOSICIONES TOTALES QUE CONTIENEN LOS MAPAS – Cuan i ica es a elación en cada mapa e iden i ica la endencia del g upo en e el p ime mapa y el segundo – Señala , explici a , ejemplos conc e os de p oposiciones e óneas o imp ecisas que sis emá icamen e se han epe ido en muchos mapas, an o p e ios como pos e io es • NIVELES JERÁRQUICOS y LA ORDENACIÓN CONCEPTUAL DE LO GENERAL A LO ESPECÍFICO – ¿Se ap ecian ni eles de je a quía cla os? • PRESENCIA DE CADENAS LINEALES DE CONCEPTOS O NÚCLEOS CONFUSOS ENTRE CONCEPTOS. – ¿Se ap ecian cadenas lineales de concep os? ¿Se ap ecian núcleos con usos e imp ecisos en e los concep os? • PRESENCIA DE ENLACES CRUZADOS – ¿Cuán os enlaces c uzados se es ablecen en ambos mapas? ¿Cuán os de es os enlaces c uzados son p oposiciones e óneas o imp ecisas? Tabla 3 Guión pa a el análisis de los MMCC (Gu uceaga, 2003). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 181 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) Los enlaces mues an una di e sidad y una complejidad mayo en el mapa pos e io : • En el p ime mapa dominan sob e odo enlaces más simples, como son: «es», «son», «po ejemplo», «p odu- ce», «puede se », «de ellos cabe des aca ». • en el segundo mapa apa ecen enlaces como: «se u ili- za», «se ap ecia», «se elaciona», «se necesi a», « lu- ye». La inco po ación de nue os concep os en el mapa pos- e io es un hecho que se puede gene aliza a odos los alumnos ( e abla 4), la u ilización de concep os se ha is o signi ica i amen e aumen ada después de la ins- ucción. En el p ime mapa odos los alumnos han de- jado concep os sin u iliza . Una máxima u ilización de concep os es del 96%, y una mínima es de un 27%. Po el con a io, en el segundo mapa, hay dos alumnas que u ilizan el 100% de los concep os p opues os y la u iliza- ción mínima de concep os la ealiza o a alumna con un 41 %. En e es os ex emos podemos ap ecia , po ejem- plo, que un 60% del alumnado ha ealizado el mapa con más del 85% de los concep os p opues os. Los concep os que desde el p ime mapa p esen aban una in e esan e u ilización son: • «máquinas», «calo », «ene gía ciné ica», « elocidad», «pe sona», «ene gía química», «ene gía nuclea », «pe- óleo» y «u anio». Los concep os que han mos ado una inco po ación más signi ica i a son ( e abla 5): • «al u a», «deg adación de la ene gía», « ans e en- cia», « ans o mación», «ene gía po encial», «combus- ibles ósiles», «con e ido es». N.º ALUMNOS/AS AUMENTO < 10% IGUAL = - MENOR AUMENTO ENTRE 10 Y 50% AUMENTO > 50% SAN FERMIN 5 25 2 Tabla 4 Inco po ación de nue os concep os en el mapa pos e io . CONCEPTOS ALUMNOS/AS QUE HAN UTILIZADO DETERMINADO CONCEPTO EN EL SEGUNDO MAPA ALUMNOS/AS QUE HAN INCORPORADO DETERMINADO CONCEPTO EN EL SEGUNDO MAPA Y NO EN EL PRIMERO T ans e encia 32 17 Ene gía po encial 31 14 Con e ido es 31 12 T ans o mación 30 15 Deg adación de la ene gía 28 20 Combus ible ósil 30 16 Al u a 27 20 Conse ación 20 13 Cambios de los cue pos 21 8 P opiedad de los cue pos 20 12 Ene gía de ácil u ilización 20 6 Composición de los cue pos 20 10 Recu so 16 8 Aho o 16 5 Si uación de los cue pos 15 8 Ene gía in e na 12 En el p ime mapa no es aba en la lis a 6 Tabla 5 Núme o de alumnos que han u ilizado de e minado concep o. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 182 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) O os concep os, po el con a io, han p esen ado se ias di icul ades en su inco po ación, po que en su caso no se han u ilizado y/o po que cuando se han u ilizado no se han colocado en un ni el de je a quía cohe en e con su g ado de inclusi idad. Es o es lo que ha ocu ido, po ejemplo, con los concep os: • «cambio (de los cue pos)», «p opiedad de los cue pos», «composición de los cue pos», «si uación de los cue pos», «conse ación», «ene gía in e na», « ecu sos», «ene gía de ácil u ilización», «aho o», y «bienes a ». Algunos/as alumnos/as ealizan alguna inco po ación de o os concep os, que e an en gene al concep os especí i- cos conside ados ejemplos de algún concep o más inclu- si o, po ejemplo, «la ado a» y «oso». Los e o es concep uales (EECC) cons i uyen una ba e- a pa a la inco po ación signi ica i a de los concep os (Gozález, Mo ón y No ak, 2001). En nues o caso a- mos a encon a pe sis encia en e o es en elación con el concep o «ene gía». Si analizamos la abla co espon- dien e al núme o de e o es concep uales (EECC) e le- jados en los MMCC ( e abla 6), en gene al podemos deci que, después de la ins ucción, el alumnado ha dis- minuido de una o ma impo an e el núme o de EECC. Hemos u ilizado el símbolo + pa a indica el g ado de disminución de EC, conside ando: +: escasa disminución ++: disminución impo an e +++: disminución muy impo an e Podemos ap ecia que son 17 los alumnos que han dis- minuido en más de un 50% el núme o de EECC después de la ins ucción. Los EECC los podemos ag upa en cua o bloques: I. Concepción ma e ial de la ene gía, a ibuyéndole las mismas p opiedades de la ma e ia. Es a idea apa ece an- es y después de la ins ucción. – La ene gía iene di e en es ue zas. – El secado de pelo iene ene gía. – Se iden i ica la ene gía ciné ica con la elocidad, o ambién con la al u a. – Conside a que la ene gía iene ans o mación o ans e encia. – En ende la ans o mación (de ene gía) como cam- bio de los cue pos. – Conside a que la ene gía iene conse ación. – Conside a que la ans e encia (de ene gía) puede hace ue za o calo . II. Con usión en e o mas y uen es de ene gía. P ác ica- men e desapa ece en el segundo mapa. – La ene gía puede se eno able y no eno able. – Fo mas de ene gía como el pe óleo. – Iden i ica o mas di e en es de ene gía con uen es de ene gía, o al e és. – Conside a que «las o mas di e en es de ene gía pueden se eno ables y no eno ables». – En ende la ene gía eléc ica como uen e de ene - gía. – En ende la ene gía hid áulica o la eólica como o - mas de ene gía. III. No econocimien o de odas las uen es de ene gía. Desapa ece después de la ins ucción. IV. Concepción simplis a sob e el aho o de ene gía un- damen ado en consumo de ene gías eno ables, ob ian- do que és as ambién p oducen un e ec o en el en o no que hay que conside a . Hay que señala que después de la ins ucción es e ipo de e o p ác icamen e llega a desapa ece , aunque ambién hay que deci que, po ejemplo, el concep o aho o es uno de los que no ha e- nido un uso gene alizado en el segundo mapa. – Las ene gías eno ables conlle an aho o. – Ene gía no eno able conlle a deg adación de la ene gía. Todo el alumnado en los dos mapas iden i ica el con- cep o ene gía como el más inclusi o, pe o a la ho a de di e encia lo en el mapa p e io apenas exis en ni eles de je a quía ma cados en su desa ollo y, po el con a io, en el segundo mapa sí apa ecen es os ni eles ( e abla 7) sob e odo en elación con concep os como: o mas, uen es, ans o mación y ans e encia y cambios en los cue pos. Hay que añadi que la linealidad de los mapas y la p esencia de núcleos con usos disminuyen en los ma- pas pos e io es y que el aumen o de enlaces c uzados es e iden e y gene alizable en e el alumnado. En gene al, podemos deci que una pa e impo an e del alumnado, que alcanzan a se 17, el núme o de enlaces c uzados ha aumen ado signi ica i amen e después de la ins ucción, aunque en elación con los enlaces c uzados es e iden e que o os 15 alumnos no han p esen ado una e olución muy a o able. Podemos encon a alumnos y alumnas que en ninguno de sus mapas es ablecen enlaces c uza- dos, o que disminuyen su núme o después de la ins uc- ción, o, ambién, que habiendo aumen ado el núme o de enlaces, ambién han aumen ado el núme o de e o es en e los mismos ( e abla 8). En e los mapas analizados des aca el caso de la alumna 28, que habiendo p esen ado un p ime mapa sin apenas di e enciaciones y sin enlaces c uzados, después de la ins ucción elabo a un mapa en el que el aumen o de nú- me o de concep os, disminución de e o es, adecuación de unos ni eles de je a quía a la inclusi idad de los con- cep os se ap ecia en unas di e enciaciones p og esi as muy llama i as y es ableciendo ambién has a 10 econ- ciliaciones in eg ado as ( e igu as 2, 3, 4 y 5). La inco po ación de nue os concep os, el en iquecimien o de los enlaces, la disminución de e o es, cadenas lineales y núcleos con usos, jun o con una cla i icación, je á quica mayo y cohe encia con la na u aleza inclusi a de los con- cep os, es á en elación con el aumen o de di e enciaciones p og esi as de los concep os más inclusi os, como son las que en el segundo mapa p esen an ( e abla 9): «ene - gía», « o mas de ene gía», « uen es de ene gía», « ans- o mación», « ans e encia», «con e ido es», «ene gía eno able» y «ene gía no eno able». Po el con a io, son pocos los alumnos que han di e enciado «p opiedad de los cue pos», «cambios (de los cue pos)», «composi- INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 183 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) ción de los cue pos», «si uación de los cue pos», aunque en el mapa de e e encia han sido conside ados como in- clusi os impo an es. Po o o lado se ap ecia un aumen- o, aunque disc e o, del núme o de enlaces c uzados y sus consiguien es econciliaciones in eg ado as. Teniendo en cuen a la abla 1, podemos cons a a que el ap endizaje e lejado en los mapas pos e io es en ela- ción con el inicial p esen a nume osos indicado es de un ap endizaje signi ica i o. Pe o ambién hay que señala la p o unda di icul ad que el ap endizaje del concep o de ene gía p esen a. Nues o abajo con i ma que la pe sis- encia de una concepción de la ene gía en endida como una en idad ma e ial di icul a se iamen e el ap endizaje de un concep o an inma e ial (Pozo y Gómez C espo, 1998). No obs an e, es nues a opinión que el p incipal p oblema es iba en que el alumnado iene se ias di icul ades a la ho a de iden i ica los concep os inclusi os más impo - an es, es deci , los alumnos ienen se ias di icul ades pa a da un signi icado co ec o al concep o de ene gía en ela- ción con su na u aleza no ma e ial y a di e encia lo de las p oblemá icas que ienen que e con su uso, po lo que se ha impedido que se pudie an es ablece di e enciaciones p og esi as más en iquecedo as y más econciliadas. 4. CONCLUSIONES Los da os ob enidos y analizados en es a in es igación nos con i man que los mapas pos e io es a la implemen a- ción del MI inno ado sob e la ene gía ealizados po los/ las alumnos/as de 2.º de la ESO mues an e idencias de un ap endizaje signi ica i o en elación con el concep o «ene gía», como son po una pa e la mejo a en la u ili- zación de las palab as de enlace, el aumen o de concep os u ilizados y la disminución en el núme o de e o es en o- dos los/las alumnos/as pa icipan es en la in es igación. Po o a pa e, esal amos la iden i icación de los concep- os « o mas de ene gía», « ans e encia» y « uen es de ene gía» como inclusi os po un impo an e po cen aje del alumnado y la inco po ación de concep os más especí- icos en las di e enciaciones p og esi as co espondien e a cada uno de ellos es ableciendo una o ganización je á - quica más adecuada. Po úl imo, esal a que las di e en- ciaciones p og esi as an e io men e ci adas se mues an in e elacionadas a a és de las nume osas econciliacio- nes in eg ado as es ablecidas. Aunque ambién co espon- de esal a que el signi icado que el concep o de «ene gía» adquie e en e el alumnado p esen a algunas pe sis encias p oblemá icas, como son el a ibui le una en idad ma e ial con las con usiones que ello conlle a y en las que hab ía que incidi en in es igaciones pos e io es. Po o a pa - e, la medición p e ia y pos e io de los esul ados del BADyG pod ía suge i que el abajo con MMCC, en un con ex o de ap endizaje signi ica i o, ha con ibuido a la mejo a de la in eligencia gene al, azonamien o ló- gico y e icacia de indudable alo pa a el ap endizaje de nues os/as alumnos/as, eniendo en cuen a es a línea de in es igación ya con i mada en los esul ados ob enidos po I aizoz y González (2004). Se ab e así una no edosa línea de in es igación de búsqueda de co elaciones en e los dis in os indicado es del AS y las a iables de la in eli- gencia del alumnado con el uso de los MMCC. N.º ALUMNOS/AS DISMINUCIÓN < 10% + IGUAL = - AUMENTA N.º ALUMNOS/AS DISMINUCIÓN < 50% ++ N.º ALUMNOS/AS DISMINUCIÓN > 50% +++ SAN FERMIN 2 12 17 Tabla 6 Alumnos que disminuyen el núme o de e o es. NADA O CASI NADA PARTE DEL MAPA CON NIVELES BIEN DEFINIDOS NIVELES BIEN DEFINIDOS EN TODO EL MAPA SAN FERMIN 0 21 11 Tabla 7 Alumnos con ni eles de je a quía de inidos en el mapa pos e io . DISMINUCIÓN O IGUAL O NO REALIZAN AUMENTO ENTRE 1-6 AUMENTO DE MÁS DE 6 SAN FERMIN 11 17 4 Tabla 8 Alumnos que aumen an el núme o de enlaces c uzados en el 2.º mapa. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 190 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2011, 29(2) Summa y This pape p esen s a subs an ial pa o he indings om a esea ch p ojec «Concep ual e o s and meaning ul lea ning. The use o CMap Tools so wa e o knowledge building in s uden s a di e en le els o educa ion», ca - ied ou by a g oup o educa ion p o essionals wo king in a ious di e en (s a e-aided and public) cen e s o lea n- ing, di e en le els o educa ion ( om p ima y school o uni e si y) and di e en a eas o lea ning (Social Scienc- es, Na u al Sciences, and Ma hema ics). We desc ibe an expe ience whe e a concep ually ans- pa en ins uc ional module (IM) based on he heo e ical amewo k de eloped by Ausubel and No ak was used in a meaning ul lea ning (ML) en i onmen o each en- e gy concep s. We d aw a en ion o ou use o concep mapping as a mean o p omo e meaning ul lea ning and p o ide a sui able en i onmen in which achie e i (Gu- uceaga and González 2004). This equi es in ol ing he s uden s, p oceeding always om p io knowledge, and using concep ually anspa en eaching ma e ials. The p ojec also included p e-and pos -ins uc ional achie emen es s (BADyG: Ba e ía de Ap i udes Di e - enciales y Gene ales) o assess he gene al and di e en ial e ec s on s uden achie emen . Psychologis s ha e long deba ed abou he possibili y o inc easing people’s in el- ligence. I is ou belie ha concep maps can be consid- e ed a use ul ool, which, used in a meaning ul lea ning en i onmen , can con ibu e o imp o e he gene al in el- ligence o ou pupils (I aizoz and Gónzález, 2004). The expe imen al pa o he p ojec was ca ied ou du - ing he 2002-2003 acadmic yea unde eal condi ions in ou 2nd g ade seconda y-school class ooms in he s a e- aided Basque language school, he San Fe min Ikas ola, si ua ed in he ou ski s o Pamplona. The IM was de- signed and implemen ed by one o he school’s Na u al Science eache s, who is also co-au ho o his pape . A o al o 63 s uden s om classes A and B ook pa in he p ojec and hei p e- and pos -ins uc ional concep maps we e analyzed. A p e- es / ea men / pos - es esea ch design (Camp- bell and S anley, 1978) was adop ed. The IM on Ene gy concep s we e designed acco ding o he guidelines p oposed by No ak in his LEAP P ojec (Lea ning abou Ecology, Animals and Plan s, 1995) o acili a e mo e meaning ul lea ning in school child en. No ak’s p oposal g oups ac i i ies in o h ee s ages: in oduc ion, ocus and summa y. In he i s s age, he mos inclusi e concep s (change, o ms, and esou ces) we e in oduced. The second s age was de o ed o he p og essi e di e en ia ion and in eg a i e econcili- a ion o hose concep s. In he inal s age, applica ions we e ound o he conclusions ga he ed in he p e ious s ages. A e e ence concep map was cons uc ed as an ins uc ional guide o illus a e he p og essi e di e en- ia ion and econcilia ion o he ene gy concep s. Based on his map, he s uden s cons uc ed hei own p e- and pos -ins uc ional concep maps. The ini ial and inal maps p oduced by he s uden s we e collec ed o subsequen analysis. A signi ican numbe o sample maps we e compa ed in o de o de ec di - e ences and he indings we e eco ded. This analysis o he p e- and pos -ins uc ional concep maps was pe - o med in acco dance wi h guidelines de eloped and es ed by he au ho s (Gu uceaga y González, 2003). The esul ing da a, once p ocessed, con i m ha he maps cons uc ed by he second g ade seconda y school s uden s, ollowing he implemen a ion o he new in- s uc ional module on ene gy concep s, show e idence o meaning ul lea ning. The main concep s ound o ha e gi en meaning o he concep o ene gy a e p o- g essi e di e en ia ion and in eg a i e econcilia ion we e « o ms o ene gy» «ene gy ans e » and «ene gy sou ces». Howe e , pe sis en p oblems should also be no ed, such as some o he s uden s’ endency o pe cei e ene gy as a ma e ial en i y, p e en hem om ully un- de s anding he concep . This indica es a conside able le el o con usion, sugges ing he need o u he e- sea ch. In addi ion, he p e- and pos -ins uc ional esul s o he BADyG may indica e ha wo king wi h concep maps in a meaning ul lea ning en i onmen has con- ibu ed o imp o e he gene al in elligence and logi- cal easoning o ou s uden s and he e ec i eness o hei lea ning p ocess. This is consis en wi h p e ious indings om his line o esea ch epo ed by I aizoz and González (2004). Thus, a new di ec ion o u u e esea ch would be o use concep maps o examine co - ela ions be ween di e en ML indica o s and s uden s’ in elligence a iables. An ins uc ional module o he meaning ul lea ning o he concep o ene gy Gu uceaga Zubillaga, A an zazu y González Ga cía, Fe min Depa amen o de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de Na a a [email p o ec ed] [email p o ec ed]