En líneas generales, y desde una perspectiva constructivista, el aprendizaje significativo en ciencias naturales consiste en articular el sistema de ideas que una persona tiene respecto de un tema con algún contenido nuevo propio de las ciencias. Por ello, aprender bajo este enfoque implica desarrollar actividades secuenciadas que básicamente promuevan que el alumno explicite sus ideas respecto de un determinado tema valiéndose de situaciones o problemas que no pueda explicar utilizando sus ideas previas. Luego, durante el periodo de instrucción, se proponen nuevos modelos que, eventualmente, se estabilizan, ya que le permiten explicar y predecir una mayor cantidad de fenómenos. Tal es, en líneas muy generales, la didáctica de la enseñanza de las ciencias.

Necesariamente, estas actividades implican el tratamiento de la información sobre todo en forma de textos escritos, pero también pueden involucrar otros formatos, tales como entrevistas, conferencias o soportes audiovisuales. En cualquier caso, el reconocimiento y manejo fluido de los aspectos centrales de un texto permite la incorporación de éstos a la nueva trama de sentidos del alumno, lo cual amplía o modifica su antiguo sistema de ideas.

Los mapas de conceptos permiten apreciar no sólo la estructura de los conceptos que una persona maneja en un determinado momento, sino también la apropiación de nuevos conceptos a ese sistema de ideas

La siguiente propuesta busca familiarizar a los docentes con este recurso y explorar tanto sus posibles aplicaciones como sus limitaciones.

Los mapas conceptuales son organizadores gráficos que identifican cuáles son los conceptos involucrados en un determinado texto y cómo se relacionan entre sí. Se caracterizan por tener gran impacto visual y permiten registrar procesos de apropiación de determinados contenidos.

Su propósito es representar las relaciones significativas entre los conceptos o nodos que vinculan proposiciones mediante conectores lógicos. Esta representación debe reflejar las proposiciones en un orden jerárquico decreciente, es decir, de menor a mayor grado de especificidad, ya que responden a la lógica disciplinar que desarrolla un determinado texto.

• Deben ser simples (economía de conceptos) y mostrar claramente las relaciones entre los conceptos mediante diseños que faciliten su lectura.

• Van de lo general a lo específico, de manera que las ideas más generales o inclusivas ocupen la parte superior, y de ahí hacia la base aparezcan las ideas más específicas y los ejemplos.

• Se espera que resulten vistosos: colores, íconos y referentes gráficos refuerzan la apropiación de la estructura de los conceptos por parte de nuestro sistema nervioso. Es decir, mientras más atractivos sean, más fácilmente podremos integrar su contenido a nuestra red de conocimientos.

• Los conceptos –que nunca se repiten– se presentan destacados dentro de óvalos o recuadros, los cuales indican que se trata de conceptos y no de conectores. Es conveniente escribirlos con letras mayúsculas y de imprenta. Las palabras elegidas como conceptos pueden no ser idénticas a las utilizadas en el texto siempre y cuando mantengan el significado de éste.

• Los conectores o palabras de enlace facilitan la lectura del mapa y se escriben sobre las líneas de enlace. Pueden ser verbos, artículos, proposiciones, conjunciones o algún otro tipo de nexo conceptual.

• Si la idea principal puede ser dividida en dos o más conceptos iguales, éstos deben ir en la misma línea o nivel jerárquico.

Pero ¿cómo reconocer los conceptos y los conectores en un texto?

Conceptos

Toda palabra que al ser pronunciada remite a una imagen mental es un concepto. Generalmente, se trata de sustantivos comunes o abstractos; por ejemplo: columpio, galleta, hermano, polinomio, suerte, fotosíntesis, Comuna de París, Revolución industrial.

Novak y Godwin (1988) afirman que un concepto es un evento o un objeto que con regularidad se denomina con un nombre o una etiqueta.

El concepto puede ser considerado como aquella palabra que se emplea para designar cierta imagen de un objeto o de un acontecimiento que se produce en la mente de un individuo. Existen conceptos que definen elementos concretos (casa, escritorio) y otros que definen nociones abstractas que no podemos tocar pero existen en la realidad (democracia, Estado). Y aunque no conozcamos el significado último de estas palabras, cada uno puede imaginar o tener una idea al respecto. A eso llamamos concepto.

Conectores

Otras palabras no producen imágenes mentales asociadas, sino que relacionan dos o más ideas. Son las palabras de enlace y las utilizamos frecuentemente cuando escribimos o hablamos. Por ejemplo, puede ser, entonces, por lo tanto, implica que, depende de, consta de, son palabras o frases que vinculan conceptos de manera lógica y contribuyen a la legibilidad del mapa. A diferencia de los conceptos, los conectores no se disponen dentro de recuadrados y pueden repetirse cuantas veces sea necesario.

1. Leer detenidamente el texto que se pretende mapear.

2. Identificar los conceptos o palabras clave del texto y anotar cada uno en un pequeño papelito.

3. Leerlos y descartar los que se repiten o refieren a los mismos conceptos.

4. Organizarlos sobre una lámina jerarquizándolos según el grado de complejidad. Se sugiere moverlos y acomodarlos hasta lograr una organización convincente y coherente con el texto de referencia.

5. Unirlos con líneas y agregarles conectores que los vinculen lógicamente.

6. Leer el mapa y verificar si las proposiciones que se forman coinciden con las premisas básicas del texto.

7. Fijar los papelitos en la lámina. Agregar colores y referencias que refuercen las categorías o clasificaciones.

8. De manera opcional incluir ejemplos que ilustren el concepto al que pertenece. Así, para el concepto vajilla, ejemplos válidos serían platos, tazas, etcétera.

Los mapas conceptuales pueden realizarse de formas muy distintas para un mismo grupo de conceptos. No hay una única forma de elaborarlos. A medida que se modifica la comprensión de las relaciones entre los conceptos, también lo hacen los mapas (Novak y Godwin, 1988).

Otro aspecto de las representaciones gráficas de los contenidos son los mapas mentales o cognoscitivos. Este tipo de mapas no responden a la lógica de ninguna disciplina en particular, sino a la de un sujeto sobre cualquier asunto en un momento dado, y reflejan la representación mental individual, singular y subjetiva sobre un determinado tema. Por eso, resultan buenas herramientas para mapear las ideas previas de los individuos respecto de un tema específico.

El procedimiento para elaborarlos es semejante al de los mapas conceptuales, sólo que, en este caso, no es necesario contrastar sus planteamientos con ningún texto en particular, pues basta con revisar que se ajuste a lo que pensamos acerca de un determinado tema.

Los mapas conceptuales constituyen una buena herramienta para la construcción de conocimientos, ya que permiten:

• Indagar ideas previas propias y de los alumnos (mapas mentales).

• Planificar contenidos en forma de mapa primero (mapas conceptuales) y de trama interrelacionada después (redes conceptuales).

• Evaluar los procesos de aprendizaje al cabo de un periodo de instrucción en una unidad o secuencia de actividades.

• Reflexionar sobre las modificaciones efectivamente producidas en nuestra estructura cognitiva al cabo de un periodo de instrucción determinado (actividades de metaprendizaje).

Mapas mentales y conceptuales, una posible secuencia de actividades

1. Elaborar un mapa mental atendiendo a todas las formas de reproducción de las plantas con flor. Indicar todos los conceptos que crea necesario y vincularlos valiéndose de conectores lógicos.

2. Leer el siguiente texto y elaborar un mapa conceptual atendiendo a los pasos antes mencionados:

Las plantas con flores como las rosas o las plantas frutales poseen diferentes órganos que realizan distintas funciones. La raíz, el tallo y las hojas son órganos mediante los cuales las plantas llevan a cabo las funciones de nutrición, y las flores son los órganos reproductores de este tipo de plantas.

La flor

La flor es la estructura reproductiva de las espermatofitas. En ellas se encuentran los órganos sexuales que producen semillas resultantes de la fecundación de los gametos. Los óvulos de las flores pueden estar protegidos en ovarios o no. En el primer caso se denominan angiospermas y en el segundo gimnospermas. Ambos tipos de plantas forman semillas resultantes de la fecundación de sus óvulos. Las semillas de las gimnospermas se encuentran en conos como los de las araucarias, y las de las angiospermas se encuentran en el interior de frutos con abundante sustancia de reserva.

Partes de la flor

Muchas flores contienen órganos femeninos y masculinos en una misma pieza floral y por esa razón se les llama flores hermafroditas. Los científicos consideran que una flor es un tipo especial de rama formada por hojas muy particulares a las que denominan sépalos, pétalos, estambres y carpelo. Estas piezas llamadas cáliz, corola, androceo y gineceo tienen distintas funciones y se insertan sobre un receptáculo unido al tallo de la planta mediante un pedúnculo floral.

Cáliz: Formado por los sépalos, que son pequeñas hojitas verdes de la base de la flor.

Corola: Constituida por el conjunto de los pétalos, que generalmente es la parte más vistosa de la planta.

Androceo: Corresponde a la parte masculina de la flor y está formado por los estambres, los cuales contienen el polen, que es el conjunto de las células sexuales masculinas.

Gineceo: Formado por los carpelos, constituyentes del ovario, con los óvulos, que son las células sexuales femeninas. En la parte superior posee una almohadilla pegajosa llamada estigma conectada al ovario por medio de un tubo: el estilo.

Formación de la semilla y el fruto

La llegada del polen a los óvulos ocurre luego de la polinización, que puede producirse por medio de insectos, aves u otros agentes que transportan el polen de una flor a otra o cuando éste se propaga a través del agua o del viento. El polen queda atrapado en la superficie pegajosa del estigma, donde germina y forma el tubo polínico que llega a la base del ovario, donde se encuentran los óvulos. Así se forma la semilla. Cuando esto ocurre, se marchitan los pétalos, los estigmas y el estambre y comienza a formarse el fruto.

3. Observar el mapa mental elaborado al principio (punto 1).

4. ¿Qué conceptos se mantuvieron?, ¿cuáles se modificaron? ¿Qué otros nodos incorporó a su red de conceptos respecto a este tema?

5. ¿Cómo relacionaría este mapa con las formas de reproducción de los vertebrados?, ¿y con las funciones de los seres vivos?

6. Eventualmente, se podría repetir la secuencia de actividades hasta lograr conectar los diferentes mapas conformando así una red de redes de conceptos.

Algunas limitaciones

Si bien la didáctica de este recurso puede emplearse en edades más tempranas para familiarizar a los alumnos con la lógica de su organización, es recomendable utilizarla cuando los niños comienzan a manejar conceptos y abstracciones; es decir, lo que Piaget llamaba periodo de las operaciones abstractas o formales y que coincide con el final de la escolaridad primaria y el principio de la secundaria: alrededor de los 11 o 12 años.

No obstante, existen numerosas experiencias que avalan su incorporación en edades más tempranas. Especialmente, puede recurrirse a los mapas conceptuales durante el segundo ciclo de la escuela primaria, cuando existen en las niñas y los niños formas de pensamiento operatorio y comienza a desarrollarse el pensamiento formal. Por ello, promover el uso de mapas conceptuales en el periodo comprendido entre los 8 y los 12 años puede contribuir a desarrollar, y eventualmente consolidar, formas de pensamiento formal, ya que los mapas constituyen la expresión gráfica y concreta de esta transición en la que es posible visibilizar las cosas del mundo y sus relaciones.

Se trata de un largo proceso de aprendizaje donde se parte de algún tema acotado para ir progresando paulatinamente hacia otros más extensos y complejos. Es fundamental utilizar textos que se presten a este formato comenzando por oraciones y luego continuar con párrafos sencillos.

Entre los 8 y 12 años, al menos de manera instrumental, los niños logran graficar y relacionar la estructura de textos específicos valiéndose de mapas conceptuales.

Dado que los mapas conceptuales constituyen una especie de ruta (o rutas) que relacionan conceptos teóricamente, es posible trabajarlos en las diferentes áreas de conocimiento con muy buenos resultados. No obstante, es en las ciencias naturales y en la matemática donde los mapas revelan su mayor potencial. En estas áreas resulta más fácil utilizarlos, ya que –a diferencia del campo de la lengua o de las ciencias sociales– los conceptos de los que se valen la física, la matemática o la biología surgen generalmente de un único modelo o paradigma, que es el que prima en un momento dado.

Cabe destacar que un mapa conceptual es siempre el resultado final de la estructura de un texto, no el inicio. Constituye la síntesis última de un proceso de reconocimiento y selección de conceptos y de su jerarquización dentro de una trama de ideas; por eso se sugiere elaborarlos sólo cuando se haya leído y seleccionado las premisas significativas de un texto. Su diseño demanda no sólo involucrarse en la comprensión de su estructura lógica sino también de una dosis de creatividad para que las presentaciones resulten simples y vistosas.

Por lo general, las personas que practican la elaboración de mapas conceptuales celebran la adquisición de este recurso, pero con frecuencia lo abandonan porque en los primeros intentos no logran los resultados deseados. Esta frustración es natural, ya que, además de que no es un formato con el que estén familiarizadas, la elaboración de mapas implica profundizar en el manejo de conceptos y entender la trama de relaciones que los vincula. No obstante, de acuerdo con mi experiencia, al sostener y supervisar esta práctica atendiendo a sus reglas –por demás sencillas–, rápidamente se obtienen resultados positivos y duraderos con los cuales los alumnos se sienten satisfechos, pues logran reconocer no sólo los cambios de sus antiguos esquemas sino también la nueva configuración que adquieren. Además, durante la negociación con sus compañeros, para la selección y organización de los conceptos, los alumnos profundizan en el tema de estudio, ya que para fundamentar sus propuestas deben remitirse una y otra vez al texto que están estudiando y analizar cómo éste se relaciona con otros esquemas de contenidos.