1. ALOJAMIENTO DE UNA CONCEPCIÓN CIENTÍFICA:
Hacia una teoría del cambio conceptual⃰
Se ha convertido en una creencia común que el aprendizaje es el resultado de la interacción entre
lo que se le enseña al estudiante y sus ideas o conceptos actuales (1). Esta no es una nueva
visión del aprendizaje. Sus raíces se remontan a los primeros psicólogos de la Gestalt. Sin
embargo, (1929, 1930) los primeros estudios de Piaget sobre las explicaciones de los niños de los
fenómenos naturales y sus estudios más recientes de la causalidad (Piaget, 1974) quizás han
tenido el mayor impacto en el estudio de los marcos interpretativos que los estudiantes traen a las
situaciones de aprendizaje.
Esta investigación ha llevado al estudio general de las erróneas concepciones científicas de los
alumnos (2). A partir de estos estudios y, sobre todo, del trabajo reciente realizado por
investigadores como Viennot (1979) y Driver (1973), hemos desarrollado una comprensión más
detallada de algunas de estas ideas erróneas y, más importante aún, por qué son tan "muy
robustas" y por lo general la enseñanza perdurable las contradice (Viennot, 1979, p. 205)
Pero la identificación de conceptos erróneos o, hablando más ampliamente, "marcos alternativos"
(Driver y Easley, 1978), y la comprensión de algunas de las razones de su persistencia, no llega a
desarrollar una visión razonable de cómo las ideas actuales del estudiante interactúan con nuevas
ideas, incompatibles. Aunque Piaget (1974) desarrolló una teoría de este tipo, parece que hay una
necesidad de trabajo que se centra "más en el contenido real de las ideas de los alumnos y
menos en las supuestas subyacentes estructuras lógicas" (Driver & Easley, 1978, p.76). Varios
de los estudios que se han realizado (Nussbaum, 1979; Nussbaum y Novak, 1976; Driver, 1973;
Erickson, 1979) han investigado "la esencia de las creencias y los conceptos actuales en manos
de los niños" (Erickson, 1979, p. 221). Sin embargo, no ha habido una teoría bien articulada que
explique o describa los aspectos sustantivos del proceso por el cual los conceptos organizadores
centrales de la gente cambian de un conjunto de conceptos a otro conjunto, incompatible con el
primero.
Creemos que la principal fuente de hipótesis acerca de este tema es la filosofía contemporánea
de la ciencia, ya que una cuestión central de la filosofía reciente de la ciencia es cómo los
conceptos cambian bajo el impacto de las nuevas ideas o nuevas informaciones. En este artículo
primero esbozamos un modelo general de cambio conceptual que se deriva en gran parte de la
filosofía actual de la ciencia, pero que creemos también puede iluminar el aprendizaje. A
continuación, ilustramos algunas de las características de este modelo de entrevistas con
estudiantes de la relatividad especial en la física. Por último, derivamos algunas implicaciones
pedagógicas.
Nuestro compromiso central de este estudio es que el aprendizaje sea una actividad
racional. Es decir, el aprendizaje está llegando fundamentalmente a comprender y aceptar
las ideas, porque son vistas como inteligibles y racionales. El aprendizaje es de este
modo un tipo de investigación. El estudiante debe hacer juicios sobre la base de la
evidencia disponible. Por supuesto, esto no significa que las variables motivacionales o
afectivas no sean importantes para el proceso de aprendizaje. La afirmación que el
aprendizaje es una actividad racional tiene la intención de centrar la atención en lo que el
aprendizaje es, no de lo que depende. El aprendizaje tiene que ver con las ideas, sus
estructuras y la evidencia de ellas. No se trata simplemente de la adquisición de un
conjunto de respuestas correctas, con un repertorio verbal o comportamientos
establecidos. Creemos que se deduce que el aprendizaje, como la investigación, se

2. entiende mejor como un proceso de cambio conceptual. La pregunta básica tiene que ver
con cómo las concepciones de los estudiantes cambian bajo el impacto de las nuevas
ideas y nuevas evidencias.
La Base Epistemológica
Puntos de vista contemporáneos en la filosofía de la ciencia sugieren que hay dos fases
distinguibles del cambio conceptual en la ciencia. Por lo general, el trabajo científico se realiza en
contra del contexto de los compromisos centrales que organizan la investigación. Estos
compromisos centrales definen los problemas, indican las estrategias para tratar con ellos, y
especifican los criterios para lo que cuentan como soluciones. Thomas Kuhn (1970) llama a estos
compromisos centrales (3) "paradigmas", y el paradigma dominado por la investigación "ciencia
normal". Irme Lakatos (1970) etiqueta los compromisos centrales de los científicos como su
"núcleo duro teórico" y sugiere que estos compromisos generan "programas de investigación",
diseñados para aplicarlos y defenderlos de la experiencia.
La segunda fase del cambio conceptual se produce cuando estos compromisos centrales
requieren modificación. Aquí el científico se enfrenta con un desafío a sus supuestos básicos. Si
la investigación ha de proceder, el científico debe adquirir nuevos conceptos y una nueva forma
de ver el mundo. Kuhn denomina a este tipo de cambio conceptual "revolución científica". Para
Lakatos es un cambio de programas de investigación.
Creemos que hay patrones análogos de cambio conceptual en el aprendizaje. A veces los
estudiantes utilizan los conceptos existentes para hacer frente a nuevos fenómenos. Esta
variante de la primera fase del cambio conceptual que llamamos asimilación. A menudo, sin
embargo, los conceptos actuales de los alumnos son insuficientes para permitirle comprender
algunos fenómenos nuevos con éxito. Entonces, el estudiante debe reemplazar o reorganizar sus
conceptos centrales. Esta forma más radical de los cambios conceptuales llamamos alojamiento
(4).
Este punto de vista de la investigación y el aprendizaje implica una característica adicional.
Creemos que la investigación y el aprendizaje ocurren en contra del contexto de los conceptos
actuales del alumno. Cada vez que el alumno se encuentra con un fenómeno nuevo, debe confiar
en sus conceptos actuales para organizar su investigación. Sin tales conceptos es imposible para
el alumno formular una pregunta sobre el fenómeno, para saber lo que podría considerarse como
una respuesta a la pregunta, o para distinguir las características relevantes de las irrelevantes del
fenómeno.
Sin conceptos el mundo es y sigue siendo William James” "confusión del florecimiento
bullicioso." Tomando prestada una frase de Stephen Toulmin (1972), nos referimos a
estos conceptos que rigen el cambio conceptual como una "ecología conceptual". (5)
Nuestro trabajo se centra en los tipos de cambios conceptuales radicales que
describimos como alojamientos. Cómo tiene lugar un alojamiento? Un trabajo reciente en
la filosofía de la ciencia sugiere que la pregunta debe dividirse en dos. La primera tiene
que ver con las condiciones bajo las cuales es posible que tenga lugar el alojamiento.

3. Cuándo los individuos considerarán razonable emprender una mayor reorganización de
sus conceptos actuales o reemplazar una serie de conceptos por otros?
Incluso en una reorganización conceptual importante, sin embargo, no todos los conceptos se
sustituyen. Las personas conservarán muchos de sus conceptos actuales, algunos de los cuales
servirán para guiar el proceso de cambio conceptual. Uno puede entonces preguntarse qué tipo
de conceptos tienden a regular el proceso de alojamiento. Esto es, en efecto, preguntar por las
características de las ecologías conceptuales que rigen el proceso de grandes cambios
conceptuales. Así, expresamos nuestra teoría de la acomodación en respuesta a dos preguntas:
1) ¿Bajo qué condiciones un concepto central viene a ser sustituido por otro?
2) ¿Cuáles son las características de una ecología conceptual que rigen la selección de los
nuevos conceptos?
Condiciones de Alojamiento
El punto de vista de la ciencia en que se basa este trabajo difiere de manera empírica de lo que
sus predecesores sugieren acerca de las condiciones de alojamiento. La mayoría de las
variedades de empirismo tienden a ver los motivos para aceptar una determinada teoría científica
como la capacidad de la teoría de generar predicciones confirmadas. Puntos de vista más
recientes, sin embargo, sugieren que una visión adecuada de los motivos para aceptar una nueva
teoría debe tener en cuenta el carácter de los problemas generados por su predecesor y la
naturaleza de la competencia de la nueva teoría.
Uno de los temas más comunes en la literatura reciente es que rara vez los conceptos centrales
implican directamente algo acerca de la experiencia. Más bien, sugieren estrategias y
procedimientos mediante los cuales los fenómenos pueden ser asimilados. Los conceptos
centrales por lo tanto no se juzgan en términos de su capacidad inmediata de generar
predicciones correctas. Estos son juzgados en función de sus recursos para resolver los
problemas actuales. En términos de Lakato (1970) los programas de investigación no se
confirman ni se refutan. En su lugar, son progresivos y degenerativos. Es probable que los
conceptos centrales sean rechazados cuando se ha generado una clase de problemas que
parecen carecer de la capacidad de solución. Una visión competitiva será aceptada cuando
parezca que tiene el potencial de resolver estos problemas y de generar una línea productiva de
investigación o aún más.
También es importante señalar que los conceptos centrales de una persona son el vehículo
mediante el cual un determinado rango de fenómenos se hace inteligible. Estos conceptos pueden
estar relacionados con la experiencia previa, las imágenes o modelos que les hacen parecer
intuitivamente obvio y que hacen que los conceptos que compiten no parezcan tan mal, pero casi
ininteligibles. A menudo, por lo tanto, el primer obstáculo de un conjunto de conceptos centrales
debe hacer frente en la obtención de aceptación de tener sentido.
Este tipo de consideraciones sugiere que hay varias condiciones importantes que deben cumplirse
antes que sea probable que ocurra el alojamiento. Las siguientes cuatro nos parecen expresar las
condiciones que son comunes a la mayoría de los casos de alojamiento.
1) Debe haber insatisfacción con las concepciones existentes. Para los científicos y los
estudiantes es poco probable hacer grandes cambios en sus conceptos hasta que crean que
los cambios menos radicales no van a funcionar. Por lo tanto, antes de que el alojamiento se

4. produzca, es razonable suponer que una persona debe tener un almacén de recogida de los
rompecabezas sin resolver o anomalías y perdido la fe en la capacidad de sus conceptos
actuales para resolver estos problemas (6).
2) Una nueva concepción debe ser inteligible. El individuo debe ser capaz de
comprender cómo la experiencia puede ser estructurada por un nuevo concepto lo
suficiente como para explorar las posibilidades inherentes a ella. Los escritores a
menudo hacen hincapié en la importancia de las analogías y metáforas en los
préstamos del significado inicial y la inteligibilidad de los nuevos conceptos (Ortony,
1975; Belth, 1977; Negro, 1962)
3) Una nueva concepción debe aparecer inicialmente plausible. Cualquier nuevo
concepto que por lo menos parezca tener la capacidad de resolver los problemas
generados por sus predecesores. De lo contrario, no aparecerá una opción
plausible. Verosimilitud es también el resultado de la consistencia de los conceptos
con otros conocimientos. Una nueva idea, por ejemplo, la astronomía es menos
probable que se acepte si es incompatible con el conocimiento físico actual o si
simplemente no tiene explicación física clara. Los científicos físicos antes del siglo
XX, por ejemplo, eran reacios a aceptar lo que los geólogos estaban afirmando
acerca de la edad del mundo, ya que no tenían ninguna teoría que les permitiera la
suma para proporcionar energía para ese período de tiempo.
4) Un nuevo concepto debe sugerir la posibilidad de un programa de investigación
productiva. Debe tener la posibilidad de ser ampliado, para abrir nuevas áreas de
investigación.
Características de una Ecología Conceptual
Conceptos actuales de una persona, su ecología conceptual, influirán en la selección de
un concepto central nuevo. La literatura en la filosofía de la ciencia y nuestro propio
trabajo (que se discutirá en breve) han sugerido que los siguientes tipos de conceptos son
particularmente importantes factores determinantes de la dirección de un alojamiento.
1) Anomalías: El carácter de los fallos específicos de una idea determinada es una parte
importante de la ecología, que selecciona a su sucesor.
2) Las analogías y metáforas: Pueden servir para sugerir nuevas ideas y hacerlas
inteligibles.
215…..
La teoría con ejemplos de entrevistas
Ahora exploramos en mayor detalle las condiciones de asimilación y acomodación al
relacionarlos con las diferentes características de una ecología conceptual antes

5. mencionados. La aplicación de la teoría de la relatividad especial se ilumina por medio de
ejemplos tomados de las entrevistas con los estudiantes de física e instructores.
La inteligibilidad de una nueva concepción
Para que un estudiante considere una concepción alternativa, debe encontrarla inteligible.
Debe quedar claro que la inteligibilidad es necesario para, pero no equivalente o suficiente
para el alojamiento. La inteligibilidad a un nivel superficial requiere una comprensión de
los términos de los componentes y símbolos que se utilizan y la sintaxis del modo de
expresión. Para algunos conceptos nuevos, este aspecto de la inteligibilidad es fácil de
cumplir. La teoría especial es uno de los casos en el que este aspecto no es
particularmente problemático para los estudiantes universitarios con una formación
adecuada en el álgebra.
Sin embargo, como las investigaciones recientes en la comprensión del lenguaje demuestran, la
búsqueda de discurso (o de hecho, las teorías) inteligible requiere algo más que saber lo que las
palabras y símbolos significan. Inteligibilidad requiere también la construcción o la identificación de
una representación coherente de lo que dice un pasaje o una teoría (Bransford y Johnson, 1973).
De hecho, podríamos afirmar que ninguna teoría puede funcionar psicológicamente a todos, a
menos que esté representada internamente por el individuo.
En general, las reclamaciones pueden ser en forma de proposiciones o imágenes, o de redes de
proposiciones relacionadas entre sí y/o imágenes. Uno podría, por ejemplo, representar las
distancias de viaje entre las ciudades del estado de Nueva York como una serie: Ithaca - Albany,
165 millas; Albany - Siracusa, 60 millas; Albany - Nueva York, 150 millas, etc. O, la misma
información que podría ser representada por una matriz formada por la escritura de cada ciudad,
tanto en los ejes horizontal y vertical de la matriz, donde cada celda de la matriz contiene la
distancia entre las dos ciudades que se cruzan en la celda. O bien, la misma información se
podría representar incluso más económica de un mapa del Estado de Nueva York, con líneas que
unen los pares de ciudades y la distancia indicada en cada línea. Del mismo modo, una tabla de
verdad y un diagrama de Venus puede representar la misma información de las proposiciones y
las imágenes, respectivamente (8).
Las representaciones funcionan de ambas formas activa y pasiva. Su función es pasiva
como un formato en el que la información debe estar en forma. En las tareas de
comprensión de lectura, por ejemplo, las sentencias anómalas son confusas (es decir,
ininteligibles) porque no se puede encajar en las representaciones que se construyen y,
por tanto, no son fáciles de entrar en la memoria del lector (Bransford y Johnson, 1973).
Las representaciones también funcionan de forma activa como un plan para dirigir la
atención de uno y la realización de búsquedas con propósito (Neisser, 1976). La
incapacidad de los lectores a recordar una frase anómala en un párrafo de otra manera
coherente se puede atribuir a la falta de atención de los lectores a la misma.
Las diferentes funciones de una representación dramáticamente se presentó en la comparación
entre las respuestas de un alumno (ON), frente a la relatividad, por primera vez, y un instructor,
(ET), quien había enseñado física, pero no la relatividad, por varios años. Ambos leen la
explicación por escrito del problema de simultaneidad, parte del cual sigue:
Cuando E pasó a A, ambos sincronizaron sus relojes a cero y me enviaron una señal de sincronización. Desde una

6. distancia dAB/c de A cuando la señal me llegó, revisé mi reloj para leer t = dAB/c. Así que el reloj de E y el mio estaban
sincronizados correctamente cuando E estaba en A, pero ya que los relojes en movimiento funcionan más lentamente,
cuando E me alcanzó, su reloj se había atrasado con relación al mío.
Un recuento de ON de esta sección fue sin duda de la siguiente manera:
(B dijo) que cuando E alcanzó el punto A, sincronizaron los relojes para marcar cero, y en ese momento le envió una
señal a B, y B sincronizó su reloj con t equivalente a la distancia AB sobre la velocidad de t y así es como B declaró que
lo hizo - porque los relojes en movimiento funcionan más lentamente, E se atrasó.
No había ningún indicio de funcionamiento activo. Ella tenía la intención de dar la
explicación por escrito sin hacer comentarios. Ella ya había intentado su propia solución
para el problema, pero no hay comparación entre la explicación por escrito y su propio
intento anterior. Esto, en cambio, es el recuerdo de ET, precisamente de la misma
sección:
(E dijo) que le envió una señal de sincronización a B, y esta difiere del enfoque que iba a tener B observándolo
visualmente. Y al parecer aquí B está teniendo en cuenta que (E) envió una señal de sincronización y que esa distancia
con la que viajó (Pausa) Sí, mira, ahí es donde él está consiguiendo su velocidad, la velocidad relativa.
La representación que se construye ET, las funciones de forma activa para dirigir su
atención al comentar la explicación por escrito y llevar a cabo una búsqueda de cualquier
información que pudiera ser utilizado para resolver las dificultades de su propia solución al
problema. Como él mismo dice más adelante:
Mira, yo no recuerdo lo que dijo. Yo no estaba realmente tratando de recordar, sino para ordenar mis propias ideas ...
Supongo que era selectivo en mis lecturas, tratando sólo de tomar a partir de (la explicación por escrito) lo que podría
aclarar mis propias ideas.
Cómo uno representa el conocimiento y las teorías determina la capacidad de uno para darle sentido y el
uso de las nuevas ideas. Sólo si el estudiante psicológicamente puede construir una representación
coherente y significativa de una teoría puede ser objeto de evaluación y una herramienta de pensamiento.
Sólo una teoría inteligible puede ser candidata para una nueva concepción en un cambio conceptual.
¿Qué tan difícil es esta tarea de la relatividad especial? Einstein (1954) describe los dos postulados
básicos de la relatividad especial de la siguiente manera:
... Toda ley universal de la naturaleza que es válida en relación con un sistema de coordenadas C, debe también cumplirse, tal
como está, en relación a un sistema de coordenadas C´, que está en movimiento uniforme de traslación relativamente a C…
El segundo principio, en el que la teoría especial de la relatividad descansa, es el principio de la velocidad
constante de la luz en el vacío. Este principio afirma que la luz en el vacío siempre tiene una velocidad de
propagación (independiente del estado de movimiento del observador o de la fuente de la luz) (págs. 224
a 225).

7. La construcción de una representación coherente de la teoría de dos postulados, individualmente, no es
particularmente problemática. Uno puede imaginar una situación en la que cada uno de ellos es cierto,
aunque cuanto más se acepta la mecánica newtoniana, más difícil será la de imaginar un mundo en el
que el postulado de la constancia de la velocidad de la luz sea verdadera. Pero en el equilibrio, la
inteligibilidad de cada uno de los dos postulados de Einstein no es particularmente problemático.
La inteligibilidad de la teoría en su conjunto, sin embargo, es un asunto diferente. Resulta
inteligible implica imaginar un mundo en el que los dos postulados de Einstein sean
verdaderos, junto con las implicaciones lógicas de los postulados para las nociones de
espacio y tiempo. Esta tarea es exigente. Para hacer las cosas aún más difíciles, es
posible aplicar los postulados y las fórmulas de la relatividad especial de una manera
superficial sin las revisiones necesarias en una de las concepciones del espacio y el
tiempo que estén de acuerdo con la teoría, o sin ni siquiera haber entendido la implicación
completa de sus principios. Así, tanto el alumno como el instructor pueden confundir lo
inteligible de las partes - los postulados de la teoría especial –por la inteligibilidad del
conjunto.
Plausibilidad Inicial de una Nueva Concepción
Una fuente de dificultades en el aprendizaje de la relatividad especial se debe a su falta
de verosimilitud inicial para los estudiantes de física. Independientemente de lo inteligible
que se encuentre la teoría, puede parecer contradictoria. Qué es lo que hace que una
teoría como la relatividad especial sea contradictoria?
La plausibilidad inicial puede considerarse como el grado previsto de acceso de una
nueva concepción en una ecología conceptual existente. Aparentemente existen al menos
cinco formas en que puede convertirse en una concepción inicialmente plausible.
1) Se encuentra coherente con las creencias metafísicas actuales y los compromisos
epistemológicos, es decir, con los supuestos fundamentales.
2) Se encuentra que el concepto es compatible con otras teorías o conocimiento.
3) Se encuentra que la concepción es consistente con la experiencia pasada.
4) Se encuentran o pueden crear imágenes para la concepción, que coinciden con el
sentido de lo que el mundo es o podría ser.
5) Se encuentra el nuevo concepto capaz de resolver los problemas de los cuales uno es
consciente (es decir, la resolución de las anomalías) (9).
De estos cinco factores el primero parece ofrecer el mayor poder explicativo con respecto
a las dificultades que enfrentan los estudiantes que tratan de aprender la teoría especial
de Einstein.
Vamos a continuación a revisar los supuestos fundamentales que influyen en esta tarea
de aprendizaje.
Los compromisos epistemológicos de la persona son un conjunto de supuestos
fundamentales. Einstein (1949) se había comprometido con dos principios
epistemológicos fundamentales:
1) Una teoría no debe contradecir los hechos empíricos, y
2) Las premisas de la teoría deben caracterizarse por la "naturalidad" o "simplicidad
lógica", una especie de "perfección interior" de la teoría. Él estaba tan comprometido
plenamente a estos dos principios que era capaz de aplicarlos sin piedad, incluso si la
aplicación significaba un rechazo de las nociones del sentido común de espacio y tiempo.

8. No hace falta decir, que los estudiantes no siempre comparten los compromisos
epistemológicos de Einstein, pero sus propios compromisos es probable que sean muy
importantes al determinar lo que encuentran inicialmente plausible y, por tanto, en la
conformación de sus cambios conceptuales. Por ello, es importante averiguar lo que los
estudiantes tienen por compromisos epistemológicos, si se quiere entender lo que es
probable que encuentre inicialmente plausible o inverosímil y más en general, para
entender los procesos de cambios conceptuales. Cuál es su teoría de teorías? Cuál es su
teoría del conocimiento? Cuál es su visión de la relación del conocimiento disciplinario al conocimiento cotidiano?
Las creencias metafísicas científicas, como los compromisos epistemológicos, son
fundamentales para una concepción. Dicha creencia metafísica científica central
que contrasta con la relatividad especial de sus predecesores inmediatos es su
rechazo de un espacio y tiempo absolutos en favor de una interpretación que
considera el espacio y tiempo con respecto a cualquier sistema inercial.
Siempre y cuando los estudiantes estén firmemente comprometidos con el espacio
y tiempo absolutos, hallarán la teoría especial contradictoria.
Un buen ejemplo de este compromiso es suministrado por la estudiante (CP), que
expone su creencia en el tiempo absoluto explícitamente y en repetidas ocasiones.
En respuesta a una parte del problema de la simultaneidad (por lo que la teoría
especial predice que dos relojes leen diferentes tiempos), ella responde:
(CP) Quiero decir, ¿cómo iban a cambiar? El tiempo va a un solo ritmo, ¿no?
Después que ella ha leído la explicación escrita que muestra la derivación de la
predicción relativista, el entrevistador (yo) le pregunta algo más:
(yo) ¿Y qué acerca de esta idea del tiempo absoluto?
(CP) No puedo decir que no es verdad ...
CP no sólo afirma su creencia en el tiempo absoluto, sino en una etapa posterior
muestra cómo se defiende en una discusión de los resultados problemáticos del
problema de la simultaneidad que se asimila a una concepción existente:
(yo) Sólo te estoy preguntando qué sientes sobre los resultados de esa manera.
(CP) Sí, quiero decir, el tiempo absoluto, que sólo parece ir a una cierta velocidad en todas partes.
Que parece natural que es constante en todas partes. Quiero decir, a pesar de ver los resultados.
(yo). . . Parece que estos son resultados extraños. ¿Qué actitud tomas sobre estos resultados?
(CP) Me dicen que en realidad no significa casi nada, sólo depende de lo que su marco es. Es una
especie de energía potencial, depende de la forma como se defina a cero?
(I) La cantidad de energía potencial que tienes?
(CP) Correcto, todo lo relativo a lo que está pasando.
(CP) referencia que una energía potencial es importante en la localización de una concepción
que le permite considerar los valores dados a una variable como arbitrario, ya que depende
únicamente del punto de vista del observador. Trata de resolver algunos resultados inesperados
de la visión de Einstein del tiempo, dibujando una analogía entre el tiempo y la energía
potencial. No importa que la analogía se pueda romper con un nuevo análisis - le sirve a su
creencia en el tiempo absoluto.

9. Es conveniente en este punto destacar la importancia de la fuerza y la profundidad de una
creencia metafísica en la determinación de si la asimilación o la acomodación ocurre. Debido a
que el compromiso de (CP) con el tiempo absoluto es bastante fuerte, el alojamiento es una
opción menos atractiva que la asimilación, y como resultado tiene que ser capaz de hacer su
creencia en el tiempo absoluto y su comprensión de la relatividad especial consistente. Ella tiene
éxito, a su manera, mediante el uso de la analogía de la energía potencial.
Un tutor en el curso, SL, es otro ejemplo de un intento de asimilar los resultados de la teoría
especial en una concepción actual, en este caso, de una manera bastante más sofisticada y
detallada. Se muestra el firme compromiso de Newton a una visión mecanicista del mundo que
determina que los objetos tienen propiedades fijas, tales como longitud, masa, etc, y que las
explicaciones de los fenómenos se debe dar en términos de estos objetos y sus interacciones. Al
hablar de la cuestión de la reducción de las barras y la desaceleración de los relojes, dice:
(SL) los veo como - como cambian su longitud, o el cambio de su tiempo. Pero no puedo hablar con la
persona que se muda a la misma velocidad que el palo y el reloj. Él me dice que no cambian. . . Siento
que no han cambiado, pero la manera que estoy buscando en ellos ha cambiado. . . Creo que estoy
teniendo en cuenta el hecho de que la persona que está viendo estas cosas en reposo, que tiene su reloj
en reposo, la regla de un metro en reposo, tiene (pausa) un poco más derecho a decir lo que realmente le
está sucediendo a los palos.
Un poco más adelante continúa:
(SL), pero no me siento incómodo con la idea de acortamiento. Pero sí digo, yo siento que es una
percepción. Voy a decir que se está acortando. Sé que en el fondo de mi mente que mi amigo que está
montando junto con la regla me está diciendo todo el tiempo que en lo que a él respecta, es la misma
longitud y creo que lo que está diciendo, que está bien.
(yo) no es un conflicto?
(SL) No, porque el hecho de que se está moviendo me lo hace parecer como si se tratara de un
acortamiento.
Aquí SL insiste en tratar a la longitud como constante, independiente de los marcos de referencia. Es, por
tanto, que llevó a tratar las reclamaciones de la teoría especial de la relatividad de la longitud como una
simple distorsión de la percepción.
Lo que nos interesa en este momento es que SL revela este compromiso al utilizarla como la concepción
con la que asimila los resultados de la relatividad especial. Con el fin de hacer esto que tiene que hacer
dos suposiciones auxiliares: que una varilla de reducción constituye un problema de percepción, y no se
encoge en realidad ("yo siento que ellos - las varillas y relojes - no han cambiado, pero la forma en que
estoy buscando en ellos si "), y que, en principio, una interpretación mecanicista en términos de los
objetos y su movimiento es necesario para explicar por qué los relojes corren más lento (" No veo cómo en
profundidad... pero creo que se puede hacer "). Ninguno de estos supuestos es necesario, ni siquiera en
consonancia con el punto de vista de Einstein sobre la base de un nuevo análisis de espacio y tiempo. Sin
embargo, juegan un papel fundamental en la protección de los compromisos metafísicos de (SL).
La Insatisfacción con las Concepciones Existentes (10)
Por lo general, no es probable que una nueva concepción desplace a una anterior, a
menos que la anterior encuentre dificultades, (11) y la nueva concepción inteligible e
inicialmente plausible esté dispuesta a resolver estas dificultades. Es decir, el individuo
primero debe ver una concepción existente con cierta insatisfacción antes que considerar

10. seriamente una nueva.
Una fuente importante de insatisfacción es la anomalía. Cada vez que una persona
intenta sin éxito asimilar una experiencia o una nueva concepción en su red existente de
concepciones, experimenta una anomalía. Existe una anomalía cuando uno es incapaz de
asimilar algo que se supone es asimilable, o (en otras palabras), uno simplemente no
puede dar sentido a algo.
Cuando nos enfrentamos a una anomalía, el individuo (científico o estudiante) tiene varias
alternativas. Uno puede llegar a la conclusión de que una de las concepciones existentes
requiere ciertos cambios fundamentales (es decir, un alojamiento) con el fin de eliminar el
conflicto. Pero esta es la más difícil y, por tanto, el enfoque más probable, sobre todo
cuando hay otras posibilidades:
1) el rechazo de la teoría de observación (12),
2) una falta de preocupación con los resultados experimentales sobre la base que son
irrelevantes para una de las concepciones actuales;
3) La compartimentación del conocimiento para evitar el conflicto de la nueva información
con la creencia existente ("La ciencia no tiene nada que ver con el mundo 'real”), y
4) un intento de asimilar la nueva información en las concepciones existentes (por
ejemplo, "la newtonización" fenómenos relativistas).
Este análisis sugiere que la presentación de las anomalías producirá insatisfacción con
una concepción existente sólo si:
1) Los estudiantes entienden por qué el hallazgo experimental representa una anomalía;
2) los estudiantes creen que es necesario conciliar los resultados con sus concepciones
existentes;
3) Los estudiantes están comprometidos con la reducción de las inconsistencias entre los
creencias que poseen, y
4) los intentos de asimilación de los resultados en las concepciones de los alumnos
actuales no se ven trabajar.
Dada la improbabilidad de que todas estas condiciones se cumplan, no es de extrañar
que algunos estudiantes encuentren sus concepciones actuales debilitadas por las
anomalías. ¿Por qué considerar alternativas a la visión newtoniana (o cualquier otra
visión) cuando no están convencidos de la insuficiencia de sus concepciones? La
búsqueda de anomalías instructivas viables y efectivas es de suma importancia si el
alojamiento va a tomarse seriamente como una meta. Haciendo un recuento de las
anomalías históricas (como el experimento Michelson-Morley) esto no siempre va a
ocurrir!
Suponiendo que este formidable problema de enseñanza se resuelve, el proceso de
adaptación puede continuar. Si la insatisfacción con la concepción existente surgió por su
incapacidad para dar sentido a la experiencia, es seguida por el aprendizaje de una
alternativa inteligible que resuelve o se compromete a resolver algunas de las anomalías
de su predecesora, la nueva concepción puede ser plausible.

11. En las entrevistas hay poca evidencia que los estudiantes fueran conscientes de las
anomalías, a pesar de que las cintas de vídeo de dos experimentos formaban parte del
material de estudio en el curso. Es significativo que el ejemplo más claro de la conciencia
de un estudiante de la conducta anómala se produce junto con una declaración de su
compromiso epistemológico.
(HU) ha obtenido un resultado equivocado de su punto de vista del principio de
relatividad que implica que las imágenes tomadas por dos cámaras en movimiento una
sobre otra en el mismo instante y de los mismos dos relojes muestran diferentes cosas.
El entrevistador busca la confirmación de este punto de vista:
(yo) Así que lo que estás diciendo es que no estarían de acuerdo, no pudieron ponerse de
acuerdo, que en realidad verían las cosas diferentes.
(HU) Correcto.
(I) No le molesta?
(HU) Al principio, pero cuando pienso en ello y discuto a fondo, realmente no hay razón
por la que debamos limitarnos a un estado de ánimo. Me gusta pensar en forma abstracta
y lo veo. Tuve problemas para darme cuenta que iba a cambiar la longitud, también, pero
ya sabes, yo soy del juego! No, no me molesta. Es sólo que no nos damos cuenta debido
a nuestra baja velocidad. Estoy de acuerdo con los datos científicos que citaron y cuando
dicen que un electrón - ¿Qué fue eso - un mesón, en realidad va con las predicciones,
¿qué puedes hacer? Y una vez que ves los hechos, puedes estirar la imaginación.
(HU) ha afirmado que la epistemología es simple y empírica: las teorías se derivan de la
evidencia experimental. También parece mostrar un grado de tolerancia a las inconsistencias
teóricas, a las que la tolerancia le impide ver que ha cometido un error. Sin embargo, (HU) ha
identificado una anomalía: la mecánica de Newton calcula la vida útil de un mesón al ser mucho
más corto que el que observó experimentalmente. Él, sin embargo, ha visto que la predicción de
la relatividad especial está acorde con los experimentos. Por lo tanto, (HU) ve una anomalía, ve
una concepción alternativa, y su compromiso epistemológico le permite su plausibilidad.
Productividad de una Nueva Concepción
Una vez conscientes de una alternativa inteligible y plausible para una concepción actual
que resuelve las anomalías aparentes, los estudiantes de forma activa pueden intentar
trazar sus nuevas concepciones sobre el mundo: es decir, pueden tratar de interpretar la
experiencia con ella. Si la nueva concepción no sólo resuelve las anomalías de su
predecesor, sino que también conduce a nuevas ideas y descubrimientos, la nueva
concepción parecerá productiva y su alojamiento será convincente.
Un breve examen de la productividad de la teoría especial de científicos profesionales
puede sugerir algunos potenciales de la teoría. Este es el potencial del que los
estudiantes deben ser conscientes, si van a participar de la opinión que la teoría es en
realidad productiva, y por lo tanto, merece alojarla:
1) Como una herramienta de ingeniería en el diseño de aceleradores (mecánica
relativista);

12. 2) como una herramienta tecnológica en el desarrollo de armas nucleares y de reactores
nucleares;
3) Como una herramienta teórica y tecnológica en química nuclear para la predicción de
los productos de reacciones nucleares;
4) Como una herramienta teórica y matemática de la astronomía para calcular la
esperanza de vida de las estrellas, para explicar los fenómenos astronómicos (por
ejemplo, las supernovas), y para hacer cálculos de distancias astronómicas;
5) En una base teórica (junto con la física cuántica) para el desarrollo de la física
moderna.
En la medida en que el estudiante pueda comprender estas contribuciones y rastrear de
nuevo los postulados básicos de la teoría especial, puede empezar a apreciar la
productividad de la teoría.
El Carácter de Alojamiento
Nuestra descripción de las cuatro condiciones de alojamiento exitoso puede haber sugerido un proceso
lineal, bastante sencillo: la insatisfacción de los estudiantes con la física newtoniana, seguida por sus
hallazgos de la relatividad especial inteligible, que conduce a la creencia inicial de su verosimilitud, y
concluyendo con la creencia que la teoría es en última instancia productiva.
Sin embargo, debe aclararse que esta explicación es demasiado simplista, ya que muchos conceptos
básicos, incluyendo la relatividad, son tan complejos que en un momento determinado es probable dar
cabida a ciertos aspectos pero no a otros. Por supuesto, hemos descrito alojamiento como un cambio
radical en el sistema conceptual de una persona. Que una adaptación sea un cambio radical, sin embargo,
no implica que sea abrupta. De hecho, hay buenas razones para suponer que para los estudiantes el
alojamiento será asunto gradual y poco a poco.
Es poco probable que los estudiantes tengan en un principio una idea clara y bien
desarrollada de una teoría dada y lo que conlleva sobre el mundo. Para ellos, puede ser
un proceso de tomar un primer paso hacia una nueva concepción al aceptar algunas de
sus afirmaciones y luego, gradualmente, la modificación de otras ideas, como lo más
plenamente el significado y las implicaciones de estos nuevos compromisos. Alojamiento,
en especial para el principiante, es mejor como un ajuste gradual en la propia concepción,
cada nuevo ajuste a sentar las bases de nuevos ajustes, pero donde el resultado final es
una importante reorganización o modificación de uno de los conceptos centrales.
Nuestras entrevistas indican que lo que inicialmente puede aparecer como un alojamiento
puede llegar a ser algo menos que eso. Como lo muestra la entrevista con (SL), las
personas que aceptan los dos postulados de Einstein pueden comprenderlas de una
manera menos Einsteina. A menudo parece que los estudiantes, que han aceptado los
dos postulados, comienzan a darse cuenta de sus implicaciones contrarias a la intuición o
sus conflictos con los conceptos newtonianos de espacio y tiempo, así el compromiso de
los dos postulados se debilita. Normalmente, los estudiantes tratarán diversas estrategias
para escapar de la plena implicación de los dos postulados o para conciliar con las
hipótesis de Newton. El alojamiento puede, por tanto, tener que esperar hasta que se
trabaje a través de algunos infructuosos intentos de asimilación. Rara vez parece
caracterizarse ya sea por un momento de lucidez, en el que las viejas ideas desaparecen

13. para ser reemplazados por nuevas visiones, o como una progresión constante lógica de
un compromiso a otro. Por el contrario, se trata de mucho más tropiezos acerca, muchos
más comienzos falsos y errores, y las reversiones frecuentes de dirección.
Implicaciones en la Educación
La enseñanza de la ciencia consiste en proporcionar una base racional para un cambio conceptual. También hemos visto que los
cambios conceptuales fundamentales, denominados alojamientos, involucran cambios en uno de los supuestos fundamentales sobre
el mundo, sobre el conocimiento, y trata de conocer que estos cambios pueden ser extenuantes y potencialmente peligrosos,
especialmente cuando el individuo está firmemente comprometido con los supuestos previos. Hemos visto que la gente se resiste a
hacer esos cambios, a menos que estén insatisfechos con sus conceptos actuales y encuentren una alternativa inteligible y plausible
que parezca productiva para la investigación adicional.
Dos características de una ecología conceptual, en particular, se mostraron para guiar el proceso de cambio de una concepción a otra:
1) las anomalías, y 2) los supuestos fundamentales sobre la ciencia y sobre el conocimiento.
Si los estudiantes toman en serio, las anomalías les proporcionan el tipo de conflicto cognitivo (como el estado de “crisis” de Kuhn )
que prepara la ecología conceptual de los alumnos para un alojamiento. Entre más estudiantes consideren la anomalía con seriedad,
más insatisfechos estarán con los conceptos actuales, y es más probable que puedan estar listos en última instancia, para dar cabida
a otras nuevas.
Las creencias metafísicas y los compromisos epistemológicos constituyen la base sobre la cual se hacen juicios sobre los nuevos
conocimientos. Por lo tanto, un cambio conceptual será racional en la medida en que los estudiantes tengan a su disposición los
estándares requeridos de juicio necesarios para el cambio. Si un cambio en la relatividad especial requiere un compromiso con la
parsimonia y la simetría de las teorías físicas (como lo hizo Einstein), los estudiantes sin estos compromisos no tienen ninguna base
racional para tal cambio. Ante tal situación los estudiantes, si van a aceptar la teoría, se verán obligados a hacerlo sobre bases no
racionales, por ejemplo, porque el libro o los instructores dicen que es "verdad".
nuestro estudio de la historia de la ciencia revela que muchos cambios conceptuales en la ciencia han sido impulsados por las
suposiciones de los científicos fundamentales y no por el conocimiento de las anomalías empíricas. (13) la relatividad especial de
Einstein puede ser visto como un caso así. (14) Sin embargo, dado que es poco probable que los estudiantes en un curso de
introducción a la física puede ser enseñado con éxito los estándares requeridos de juicio para un edificio de la relatividad especial, los
profesores de física deben basarse en las "anomalías" para preparar al estudiante para el alojamiento.
Nuestro problema sigue sin resolverse, sin embargo. La mayoría de las anomalías no se ve fácilmente como las anomalías de los
estudiantes, sin un conocimiento profundo de la teoría observacional en el que se ha incrustado el expeirment. es decir, la mayoría de
los experimentos están lejos de ser "transparrent". ¿Este problema significa que la teoría especial de manera realista se puede hacer
mejor de los casos sólo parcialmente inteligible y plausible, pero no totalmente convincentes a los estudiantes que están firmemente
comprometidos con un conjunto de creencias contradictorias meaphysical y compromisos epistemológicos? Una cosa es educar a la
física en un curso de cuatro a seis años en un conjunto determinado de criterios de juicio.
CITAS TEXTUALES
*Este artículo se basa parcialmente en el trabajo titulado “Relatividad Especial del Aprendizaje: Un Estudio de
Problemas Intelectuales Dirigido Estudiantes de la Escuela Técnica,” presentado en la Celebración del 100
aniversario de Albert Einstein, Noviembre 8-10 , 1979 en la Universidad Hofstra.

14. (1) Ver, por ejemplo, Ausubel (1968).
(2) Ver Driver y Easley (1978) para una excelente revisión de la investigación en esta área.