La Teoría de los Campos Conceptuales y la Enseñanza/Aprendizaje de las Ciencias

MOREIRA, MARCO A.; CABALLERO, C. Y VERGNAUD, GÉRARD (2009). La Teoría de los Campos Conceptuales y la Enseñanza/Aprendizaje de las Ciencias. Burgos: Universidad de Burgos, 97 pp.

En el ámbito de la didáctica de las ciencias no es muy frecuente encontrar estudios dirigidos a la investigación sobre los aprendizajes significativos complejos y los procesos cognitivos que implican. De ahí el interés de esta obra, en la que primeramente se expone y analiza la teoría de los campos conceptuales y, después, se recogen los resultados de investigaciones fundamentadas en dicha teoría.

Por otra parte, la nacionalidad de sus tres autores es una buena muestra de la colaboración internacional que tan frecuentemente se produce en el mundo actual y que en muchas ocasiones ha dado lugar a notables avances. Siguiendo el orden con que aparecen citados en esta obra, estos autores son: un brasileño, Marco Antonio Moreira, del Instituto de Física de la Universidad Federal de Río Grande del Sur; una española, Concesa Caballero Sahelices, del Departamento de Física de la Universidad de Burgos y, por último, un francés, Gérard Vergnaud, del Laboratoire Paragraphe de la Universidad París 8. Precisamente, de esa estrecha colaboración entre los tres, muy anterior a la publicación de este libro, surgió la idea y el material para llevar a cabo su elaboración. Y es que la teoría de los campos conceptuales ha servido de inspiración y de referente teórico para el trabajo de investigación de una serie de tesis doctorales realizadas por estudiantes del Programa de Doctorado Internacional de Enseñanza de las Ciencias (PIDEC) de la Universidad de Burgos.

La teoría del campo conceptual ha sido desarrollada con carácter general, aunque con especial orientación a la enseñanza/ aprendizaje de las ciencias, concretamente en el ámbito de las Matemáticas y de la Física. El interés de esta teoría radica en que trata de buscar una explicación a la complejidad del fenómeno cognitivo, para lo cual se fundamenta en unos aspectos básicos, a saber: en primer lugar, en una reivindicación del papel ejercido, dentro de los procesos de aprendizaje, de situaciones de complejidad creciente, y, en segundo lugar, en una defensa de un aprendizaje progresivo y no lineal mediante un proceso de construcción paulatina del conocimiento que va enriqueciendo la estructura cognitiva.

En este sentido esta obra se ha estructurado en dos capítulos, precedidos por una interesante Introducción del propio autor de la teoría de campos conceptuales, Vergnaud. En el capítulo primero, Moreira la describe detalladamente, explicando en un lenguaje bastante claro y sencillo sus raíces en otras teorías de aprendizaje y resaltando, además, sus aportaciones y sus diferencias con aquéllas. Por otra parte, señala las im plicaciones de la teoría de campos conceptuales tanto para la docencia de las ciencias y las Matemáticas como para la investigación en estas áreas. A continuación, en el segundo y último capítulo, Caballero expone los resultados de las tesis doctorales antes mencionadas, cuyos trabajos en este caso son todos relativos a aprendizajes significativos complejos en Física.

Siguiendo esta línea, en este libro se destaca cómo teoría de los campos conceptuales es una teoría psicológica cognitivista, que supone que el núcleo del desarrollo cognitivo es la conceptualización de lo real. Es decir, es una teoría psicológica de conceptos, como afirma Moreira, en la que la conceptualización es piedra angular de la cognición. Supone así que el conocimiento se organiza en unos campos conceptuales, los cuales llegarán a ser dominados por el estudiante tras un largo periodo de tiempo, mediante la experiencia, la madurez y el aprendizaje. El campo conceptual se define como un conjunto informal y heterogéneo de problemas, situaciones, conceptos, estructuras y operaciones de pensamiento, conectados durante el proceso de aprendizaje. Los conceptos, a su vez, vienen definidos por tres conjuntos: por un conjunto de situaciones que constituyen el referente; por un conjunto de invariantes operatorios (teoremas y conceptos- en-acción) que le dan el significado, y por un conjunto de representaciones simbólicas que componen su significante.

Pero, en definitiva, son las situaciones las que dan sentido a los conceptos, por lo que se define también el campo conceptual como un conjunto de situaciones. Y el sentido es una relación del sujeto con situaciones y significantes, siendo los esquemas, es decir las acciones y su organización, los que constituyen el sentido de la situación o el sentido de un significante para el individuo que está aprendiendo. Una de las aportaciones más interesantes de Vergnaud a través de su teoría de los campos conceptuales son, precisamente, los invariantes operatorios, que resultan ser la parte conceptual de los esquemas, es decir, los conocimientos contenidos en los mismos.

En consecuencia, esta teoría tiene una fuerte base en Piaget, sobre todo en el importante papel que en ella tiene el concepto de esquema. Pero al mismo tiempo se diferencia de las ideas piagetianas, en cuanto a que en lugar de ocuparse de operaciones lógicas generales o de estructuras generales de pensamiento, se ocupa del estudio del funcionamiento cognitivo del sujeto-en-situación. Por ejemplo, en el caso de las Matemáticas, es necesario implicarse en las estructuras aditivas y multiplicativas para poder estudiar las dificultades de los alumnos en contenidos matemáticos.

La teoría de campos conceptuales ha sido asimismo desarrollada a partir de las ideas de Vygotsky, sobre todo en la importancia que se atribuye a la interacción social, al lenguaje y a la simbolización por parte de los alumnos a la hora de ir adquiriendo el dominio del un determinado campo conceptual. De aquí también se infiere la importancia del profesor, cuyo papel de mediador es esencial en el aprendizaje. El profesor ayuda al estudiante a desarrollar los esquemas y representaciones y, además, le ofrece situaciones tales que un determinado concepto pueda hacérsele significativo a través de aquéllas. En definitiva, el estudiante por sí solo no podría captar el significado.

Por otra parte, la teoría de los campos conceptuales, compatible con la teoría del aprendizaje significativo, puede ser considerada como complementaria de la de Ausubel, en cuanto a que es una teoría psicológica de conceptualización de lo real, que busca continuidades y rupturas desde el punto de vista de los contenidos conceptuales. En conexión con esto, al no ser -según esta teoría- la construcción del conocimiento un proceso lineal, aunque haya una continuidad en ciertos momentos se hace necesaria una ruptura. Tal es el caso del Álgebra: se apoya en la Aritmética pero a pesar de ello para aprenderla hay que romper con esta última. He aquí, pues, otra interesante conclusión de estos autores.

En cuanto al segundo capítulo, las investigaciones que se discuten en él se han llevado a cabo en el ámbito de la Física, analizando el aprendizaje de conceptos científicos específicos, como son temperatura o presión, que al trasladarse al aula podrán facilitar al alumno el análisis de problemas y situaciones del mundo natural desde la estructura del campo conceptual. En todas estas investigaciones se ha utilizado la herramienta heurística de Godwin. Entre sus conclusiones más sobresalientes cabe resaltar la constatación de que los teoremas- en-acción y los conceptos-en-acción han sido elementos fundamentales en el estudio de las estructuras de intercambio en el aula y en la resolución individual de problemas. Además, en la investigación sobre los conceptos de sistema y de equilibrio en Mecánica y en Termodinámica, se ha evidenciado la importancia del conocimiento previo en la adquisición de nuevos significados conceptuales.

En definitiva y según los autores, la teoría del campo conceptual puede ayudar a entender la conceptualización desarrollada por los estudiantes, lo cual a su vez facilitará la labor del docente en su papel de mediador. Por tanto, habrá que considerar la potencialidad del uso de esta teoría en la investigación y en la docencia, y no sólo en Matemáticas o en Física como aquí se describe, sino también en otras ciencias.