La teoría del desarrollo cognitivo de Piaget propone que los niños pasan por distintas etapas de estructuras cognitivas características, donde adquieren el conocimiento a través de los procesos de asimilación y acomodación. Cada etapa tiene una forma diferente de ordenar la información sensorial, por lo que la misma estimulación puede interpretarse de manera distinta dependiendo de la edad del niño. Esto tiene implicaciones para la enseñanza, la cual debe adaptarse al nivel cognitivo del estudiante.

1. MODELO EVOLUTIVO DE APRENDIZAJE PIAGET

2. Teoría sobre la estructura del conocimiento y el desarrollo cognitivo. ¡No es una teoría sobre la estructura de la mente y el desarrollo infantil!

3. Proceso dinámico que pasa por diversos estados de equilibrio. Se origina en gran parte por la actividad del sujeto y debido a su interacción con el medio que le rodea mediante dos mecanismos: acomodación y asimilación . Asimilación : implica la inclusión en la estructura cognitiva de los sujetos de elementos externos ajenos a la misma. Acomodación : implica una modificación de los elementos existentes. DESERROLLO EVOLUTIVO

4. El desarrollo evolutivo consiste en el paso por una serie de etapas o estadios que están caracterizada por determinados rasgos y capacidades. Cada estadio incluye a las anteriores y se alcanza en torno a unas determinadas edades más o menos similares para todos los sujetos normales. Sensoriomotriz Preoperacional Operaciones concretas Operaciones formales PRINCIPALES ETAPAS DEL DESERROLLO EVOLUTIVO

5. Período sensoriomotor (0-2 años): Se adquieren los primeros esquemas siempre limitados a experiencias motoras y sensoriales. PRINCIPALES ETAPAS DEL DESERROLLO EVOLUTIVO

6. Período preoperacional (2-7 años): Primeras inferencias lógicas. Comienza el proceso de simbolización, que consiste en traducir las experiencias a códigos mentales. La capacidad de razonar está todavía muy limitada a cadenas sencillas. Marcado egocentrismo: dificultad para analizar la realidad desde otra realidad distinta de la personal. “ Centraje“ : tendencia a considerar sólo los datos más relevantes. Falsa generalización: tendencia a generalizar a partir de casos particulares. PRINCIPALES ETAPAS DEL DESERROLLO EVOLUTIVO

7. Etapa de las operaciones concretas (7 a 14 años) Se pueden realizar clasificaciones. Se pueden analizar las situaciones basándose siempre en datos concretos en vez de en formulaciones verbales. Las relaciones se entienden en función de propiedades sensibles de los objetos y suelen ser siempre lineales (a mayor causa, mayor efecto). Todavía no se realiza el control de variables, una de las características que Piaget supone para el pensamiento formal. Por tanto, en una tarea de combinación de elementos, los sujetos actúan de forma desordenada y sin seguir ninguna pauta sistemática. DESERROLLO EVOLUTIVO PRINCIPALES ETAPAS DEL DESERROLLO EVOLUTIVO

8. Estadio de las operaciones formales (desde los 14-15 años hasta la edad adulta) Esta etapa constituye el último peldaño en el desarrollo evolutivo. Se caracteriza por unas destrezas que tienen especial relación con procesos de pensamiento frecuentes en la ciencia Por su interés para el aprendizaje de las ciencias conviene analizarla con más detalle . PRINCIPALES ETAPAS DEL DESERROLLO EVOLUTIVO

9. PENSAMENTO FORMAL PIAGET

10. Las características que definen el pensamiento formal pueden clasificarse en: Funcionales : se refieren a los enfoques y estrategias para abordar los problemas y tareas. Estructurales : Se refieren a estructuras lógicas que sirven para formalizar el pensamiento de los sujetos. Carretero, M. (1980) Investigaciones sobre el pensamiento formal. Revista de Psicología General y Aplicada , 35, 1-28, pág. 3. CARACTERÍSTICAS DEL PENSAMIENTO FORMAL

11. Lo real se concibe como un subconjunto de lo posible. Son capaces de obtener todas las relaciones posibles entre un conjunto de elementos. Carácter hipotético deductivo: la hipótesis es el instrumento intelectual que se utiliza para entender las relaciones entre elementos. Comprobación de hipótesis mediante deducciones y ello podría hacerse con varias hipótesis a la vez, de manera simultánea o sucesiva. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES (I)

12. Carácter proposicional: las hipótesis se expresan mediante afirmaciones y las alumnas y los alumnos pueden razonar sobre estas afirmaciones mediante el uso de la disyunción, la implicación, la exclusión y otras operaciones lógicas. Mientras los alumnos y las alumnas en el estadio de las operaciones concretas realizarían estas operaciones directamente a partir de los datos de la realidad, los sujetos formales convierten los datos en proposiciones y actúan sobre ellas. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES (II)

13. La combinatoria: las posibles combinaciones de unos elementos determinados constituyen una estructura que representa la capacidad de los sujetos para concebir todas las relaciones posibles entre los elementos de un problema. El grupo de las cuatro transformaciones: esta estructura representa la capacidad de los sujetos formales para operar simultáneamente con la identidad, la negación, la reciprocidad y la correlación. Estas operaciones formarían una estructura de conjunto, ya que cualquiera de ellas puede expresarse como una combinación de las restantes. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES (I)

14. El pensamiento formal es cualitativamente distinto de las operaciones concretas. El pensamiento formal se desarrolla de modo espontáneo y sería universal. Este tipo de pensamiento estaría generalizado a partir de los 14 o 15 años. El pensamiento formal sería uniforme y homogéneo y permitiría resolver todo tipo de tareas con independencia del contenido de las mismas. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES (II)

15. Se desarrolla de modo espontáneo, en la adolescencia, completándose a los 15 años. Consecuentemente es universal. Equivalente al pensamiento adulto. CARACTERÍSTICAS Es independiente del contenido de la tarea a la que se aplica. Se puede aplicar con éxito a contenidos muy diferentes. No se apoya en objetos o situaciones directamente percibidos, sino en las representaciones de dichos objetos .

16. Proporcionando a los alumnos las estructuras y habilidades de pensamiento formal estarán en condiciones de entender cualquier contenido científico. En vez de proporcionar conceptos específicos, es más útil y económico dotar al alumnado de una habilidad general que les permita acceder, autónomamente, a esos conceptos. Las asignaturas deben estar dirigidas a enseñar al alumnado a pensar formalmente, con independencia del contenido, y a aprender autónomamente. IMPLICACIONES DIDÁCTICAS

17. OBJECIONES NO ES FORMAL Depende del contenido de la tarea y del contexto de aprendizaje NO ES UNIVERSAL No se desarrolla espontáneamente, requiere instrucción Pone demasiado énfasis en las estructuras mentales, dejando al marjen el contenido conceptual. No explica la evolución de las ideas de los alumnos

18. PENSAMIENTO FORMAL Pensamiento estructural y funcionalmente equivalente al de un científico ingénuo. Es una condición necesaria y probablemente suficiente para acceder al conocimiento científico. No se apoya en objetos o situaciones directa-mente percibidos, sino en las representa-ciones de dichos objetos. Proporcionando a los alumnos las estructu-ras y habilidades del pensamiento formal estarán en condi-ciones de entender cualquer contenido científico. NO ES UNIVERSAL No se desarrolla espontáneamente, requiere instrucción. NO ES FORMAL Depende del contido de la tarea e del contexto de aprendizaje. Las asignaturas deben estar dirigidas a enseñar al alumnado a pensar formalmente, con independencia del contenido, y a aprender autónomamente. Pone demasiado énfasis en las estructuras mentales, dejando al marjen el contenido conceptual. No explica la evolución de las ideas de los alumnos IMPLICACIONES DIDÁCTICAS Es independiente del contenido de la tarea a la que se aplica. Puede aplicarse con éxito a contenidos muy diferentes. En vez de proporcionar conceptos específicos es más útil y económico dotar al alumnado de una habilidad general que les permita acceder, autónomamente, a esos conceptos. Se desarrolla de modo espontáneo, en la adolescencia, comple- tándose a los 15 años. Consecuentemente es universal. Equivalente al pensamiento adulto. CARACTERÍSTICAS OBJECIONES

19. ¿Qué implicaciones tiene la teoría de Piaget para la Enseñanza de las Ciencias (Shayer y Adey, 1984)

20. La forma de pensar y de conocer de un niño, se desarrolla a través de distintas etapas o estadios durante su crecimiento A cada estadio corresponde una ESTRUCTURA COGNITIVA CARATERÍSTICA La calidad de ese pensamiento, el modo de ordenar los datos aportados por los sentidos es diferente en los diferentes estadios Shayer y Adey (1984) CARACTERÍSTICAS

21. Lo que el individuo “lee” de la realidad, depende de la estructura de conocimiento en la que el estímulo se asimila El mismo estímulo, no supone la misma acción para un individuo de 4, de 8 o de 12 anos,... Cuanto más elaborado y estructurado esté el conocimiento del niño, más rica y precisa será la “lectura” que haga de la realidad Kamii e Devries (1984) IMPLICACIONES DIDÁCTICAS

22. ACOMODACIÓN Modificación de las concepciones en función de la información asimilada. ASIMILACIÓN Se interpreta la información en función de la estructura cognitiva disponible. Luego se incluye en la misma, modificándola PROCESOS DE ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTOS

23. APORTACIONES DE LA PSICOLOGÍA EVOLUTIVA Teoría sobre la estructura del conocimiento y el desarrollo cognitivo. ¡No es una teoría sobre la estructura de la mente y el desarrollo infantil! Procesos de adquisición de conocimientos Cada estadio tiene una estructura cognitiva caraterística ASIMILACIÓN Se interpreta la información en función de la estructura cognitiva disponible. Luego se incluye en la misma, modificándola La calidad de ese pensamiento, o modo de ordenar los datos aportados por los sentidos es diferente en los diferentes estadios El mismo estímulo, no supone la misma acción para un individuo de 4, de 8 ou de 12 anos, ... ACOMODACIÓN Modificación de las concepciones en función de la información asimilada. La forma de pensar y de conocer de un niño, se desarrolla a través de distintas etapas o estadios durante su crecimiento Cuanto más elaborado y estructurado esté el conocimiento del individuo, más rica y precisa será la “lectura” que haga de la realidad Lo que el indivíduo “lee” de la realidad, depende de la estructura de conocimiento en el que el estímulo se asimila Influencia de la estructura cognitiva Estructura cognitiva evolutiva

24. Existe una dependencia directa entre la estructura de un determinado contenido científico y las capacidades cognitivas necesarias para entenderlo.E Es posible que la realización de determinadas tareas propias de la ciencia requiera el uso de capacidades y destrezas propias del pensamiento formal cuando es muy probable que los alumnos todavía no hayan alcanzado este estadio. APORTACIONES DE SHAYER Y ADEY (I)

25. Estos autores desarrollaron diversas Taxonomías para el Análisis del Currículo en las que clasifican el nivel de exigencia cognitiva que requieren los distintos núcleos conceptuales en función de la profundidad o el modo en que se aborden. Gracias al trabajo de Shayer y Adey hemos podido constatar que, con frecuencia, existe una discrepancia entre el grado de desarrollo evolutivo de los alumnos de ciencias y el nivel de exigencia cognitiva de muchas de las tareas que se exigen en los programas escolares. Esta situación plantea algunos problemas tanto en lo que se refiere a la selección de contenidos como en lo que se refiere a su secuenciación y estructuración. APORTACIONES DE SHAYER Y ADEY (II)

26. ¿Qué actividades y contenidos elegir de acuerdo con las limitaciones anteriores? Si incluimos contenidos de un nivel formal superior al que han alcanzado los alumnos, no podrán asimilarlos y los aprenderán de memoria o de manera incompleta. Si optamos por contenidos y actividades demasiado simples no tendrán efecto en el desarrollo del alumno. La respuesta parece estar en un término medio: hay que elegir contenidos y actividades que tengan un nivel de exigencia formal intermedio que sea asequible para el alumno, pero que supongan algún reto que impulse el desarrollo evolutivo . IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

27. Tipos de razonamiento Nivel concreto : son, sobre todo, capaces de razonar sobre lo "real", es decir, sus razonamientos han de apoyarse en experiencias concretas; Nivel formal : ya son capaces de razonar sobre lo "posible", no necesariamente tienen que apoyarse en experiencias concretas sino que trabajan con mayor o menor comodidad con enunciados hipotéticos (pensamiento hipotético-deductivo). Por ello los modelos explicativos de la realidad son más propios del pensamiento formal que del concreto. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

28. EJEMPLOS En cuanto a la típica investigación experimental característica de una clase de Ciencias conviene destacar también que los alumnos del nivel concreto van a tener dificultades cuando, en la búsqueda de relaciones entre las variables de las que pueda depender la solución del problema, haya más de una variable dependiente ya que no sienten la necesidad de ir cambiando una de las variables para ver cómo influye en el comportamiento de las otras, lo que sí ya es característico del pensamiento formal. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

29. EJEMPLOS Como ejemplo podemos poner el caso de la investigación con un muelle. Si se estudia el caso estático, es decir la ley de Hooke, en la que solamente se tiene en cuenta el peso que cuelga del muelle y el alargamiento de éste, siendo esta relación de proporcionalidad, un alumno cuyas capacidades correspondiesen al nivel concreto, llegaría a identificar ambas variables, así como su proporcionalidad directa. Estaría en disposición de resolver el problema pues solamente hay una variable independiente y otra dependiente, con una relación causal directa entre ambas. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

30. EJEMPLOS Pero si ya nos referimos al caso dinámico donde lo que se busca es la relación del período del muelle (tiempo que tarda en realizar una oscilación completa) con otras variables de las que pueda depender: masa que cuelga del muelle, amplitud de las oscilaciones, etc. el problema se complica con otras variables y para resolver lo habrá que fijar cada una de ellas, lo que ya sería un típico caso de pensamiento formal. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

31. Unido a lo anterior hay que destacar que en el nivel concreto se juega sobre todo con relaciones de tipo cualitativo, mientras que en el nivel formal ya se pueden manejar las relaciones de tipo cuantitativo y todo el formalismo que esto conlleva. También hemos de destacar que a los alumnos del nivel concreto les gusta resolver problemas cerrados preferentemente, donde es única la alternativa de solución. Los del nivel formal poseen ya la capacidad de resolver problemas de carácter abierto en los cuales hay un cierto número de alternativas y es necesario explorarlas. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

32. Dentro de estos dos grandes niveles de desarrollo evolutivo se ha planteado un tipo de estructura fina por subniveles cuya nomenclatura es: 2A.- Concreto inicial. 3A.- Formal inicial. 2B.- Concreto avanzado. 3B.- Formal avanzado. IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

33. Las consecuencias que estos niveles de desarrollo evolutivo tienen en la Enseñanza de las Ciencias se pueden resumir en una adecuación de los conceptos, modelos y exigencias experimentales a los diferentes niveles de alumnos. Pero está claro que habrá primero que determinar en qué nivel se encuentran los alumnos del ciclo 12-16 años, cuestión bastante difícil dada la diversidad existente a estas edades. Para ello podemos hacer uso de los resultados obtenidos (Shayer y Adey, 1984) con un gran número de alumnos (Figura 1) al analizar Tareas Razonadas en Ciencias (Science Reasoning Tasks). IMPLICACIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

34. Proporción de niños (escolares británicos) en los diferentes estadios de Piaget Shayer e Adey (1984) La ciencia de enseñar ciencias. Madrid: Morata/MEC

35. LAS T.A.C. (Shayer y Adey, 1984)