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FPGA Implementation Results

Chapter 3. LINPACK 1000: A Case Study

4.7 Hardware Implementation

4.8.2 FPGA Implementation Results

Si se presentan a un grupo de sujetos de 15 a 18 años dos recipientes con dos líquidos incoloros, que mezclamos, y de los que obtenemos como re- sultado otro líquido incoloro, y se les pregunta si se ha producido una reac- ción química, un porcentaje elevado contesta negativamente. Por el contra- rio, si el resultado de unir los dos líquidos incoloros es un líquido coloreado, una buena parte de ellos piensa que sí se ha producido un cam- bio químico. Supongamos que, en el primer caso, se da un proceso de diso- lución y, en el segundo, tiene lugar una reacción química. Presumamos también que los sujetos identifican correctamente el proceso que tiene lu- gar en ambos casos. Ahora bien, si se les pide que hagan un dibujo esque- mático de las partículas del producto resultante tras verter los líquidos en un tercer recipiente, como se ilustra en la figura 2.1, se obtiene un porcen- taje de error mucho mayor. En efecto, muchos sujetos tienen serias dificul- tades para diferenciar el cambio físico del cambio químico, sobre todo cuando se evalúan aspectos que corresponden al nivel microscópico o que están relacionados con la conservación de la cantidad de sustancia (Driver, 1985; Pozo y cols., 1991).

Sucede que muchas de las ideas de los sujetos están guiadas por la per- cepción y por la experiencia cotidiana. Así como en el ejemplo de los líqui- dos sólo identifican el cambio químico cuando hay un cambio perceptivo, los sujetos consideran que los gases no pesan porque su percepción y su ex- periencia cotidiana con ellos (los juegos con globos, el humo del tabaco, el aire que respiran, etc.) los conduce a pensar tal cosa. Esto es esperable, ya

que, cuando recibimos información nueva sobre un fenómeno específico, elaboramos representaciones simplificadas y, normalmente, basadas en la comparación con las situaciones conocidas que encontramos semejantes y que nos permiten establecer alguna relación con lo nuevo.

En efecto, el sistema cognitivo humano opera para optimizar la adapta- ción de los sujetos al medio. En este sentido, uno de los elementos esencia- les es el conocimiento del entorno. Conocer sus características permite ac- tuar en él, hacer predicciones, resolver problemas; en definitiva, sobrevivir. Esta necesidad de conocer se articula en torno a una serie de factores cog- nitivos y afectivo-motivacionales.

Por una parte, el sistema cognitivo dispone de ciertas predisposiciones hacia el aprendizaje que contribuyen a que percibamos e interpretemos el entorno en una dirección y, por tanto, influyen en el proceso de construcción del conocimiento intuitivo (Carey y Spelke, 1994; Vosniadou, 1994). Por otra, las personas poseen ciertas tendencias motivacionales innatas, llamadas «protomotivos», las cuales se sitúan en el origen de la motivación por cono- cer (Rodríguez Moneo y Rodríguez, 2000). Así, las tendencias motivaciona- les a explorar el entorno y a actuar en él ejerciendo cierto efecto subyacen al proceso de construcción de conocimiento intuitivo. Las personas poseen una tendencia natural a investigar y a realizar acciones en el medio en el que vi- ven y eso las conduce, desde muy temprana edad y con escasa pericia, a la construcción de explicaciones espontáneas que les permiten entender mejor el mundo, darle sentido y actuar en él de forma relativamente adecuada.

Figura 2.1 Prueba de representación de la disolución y del cambio químico

La construcción de conocimiento intuitivo o de explicaciones espontá- neas pone de manifiesto varias cuestiones. Por un lado, indica el carácter adaptativo del proceso de construcción del conocimiento que, como se ha dicho, responde a ciertas necesidades e intereses de los sujetos. Por otro, muestra que el sentido del conocimiento se encuentra en su uso (Aparicio, 1995), en su aplicación en la realidad. Por último, este conocimiento favo- rece la motivación por seguir conociendo.

Ahora bien, esta situación que se produce en el proceso de adquisición de conocimiento intuitivo no es la más frecuente en la adquisición de cono- cimiento científico. En los contextos académicos, no siempre se le da senti- do al conocimiento, porque a menudo se pretende que los sujetos aprendan ciertos contenidos que no se ajustan a sus intereses y por los que no se les ha generado ningún tipo de necesidad previa. Además, se propicia la adqui- sición de un conocimiento declarativo, carente de funcionalidad en la medi- da en que no se hace explícita su aplicación en otros contextos. Esto tiene consecuencias negativas en la motivación, tanto por aprender los conteni- dos que se enseñan como por generar un cambio conceptual.

Consideremos, en este sentido, el trabajo de Vosniadou y Brewer (1992) acerca de los modelos mentales sobre la forma de la Tierra y otros aspectos cosmológicos. Se trata de un trabajo que expresa muy bien cómo los suje- tos pueden sostener representaciones incorrectas desde el punto de vista científico y elaborar a partir de ellas toda una serie de predicciones cohe- rentes con esas representaciones. Por ejemplo, algunos de los participantes en el estudio, estudiantes de tercer grado y de quinto grado (de 9 y 11 años, aproximada y respectivamente), tienen un modelo mental según el cual la Tierra es una esfera hueca. Cuando se les pide que dibujen la forma que tiene la Tierra, trazan un círculo y producen una respuesta aparentemente correcta; pero si se les pregunta dónde vive la gente, afirman que lo hacen dentro de la esfera. Por tanto, aunque es cierto que estas ideas discrepan con la explica- ción científica que la escuela provee, no son, en éste y en muchos otros ca- sos, «ilógicas» y están basadas en representaciones alternativas que cumplen una función útil en el procesamiento cotidiano de la información.

El conocimiento intuitivo puede variar según el dominio de conocimien- to del que se trate (Carretero, 1995, 1996), el tipo de conocimiento al que se refiera y la cultura y el nivel de adecuación que presente (Rodríguez Moneo, 1999). Sin embargo, posee una serie de rasgos que son menciona- dos en diferentes trabajos y que se vinculan a un aspecto esencial: su fun- cionalidad (Rodríguez Moneo y Rodríguez, 2000).

Si, como vimos, las concepciones intuitivas se manifiestan en la acción, a menudo, son implícitas. Los individuos las emplean, pero no son muy conscientes del conocimiento declarativo que subyace al conocimiento pro- cedimental que aplican en sus acciones.

La funcionalidad de las ideas intuitivas permite entender su carácter per- sonal y espontáneo. Se trata de un conocimiento personal porque es el pro-

pio individuo quien construye sus nociones como resultado de su actividad. Además, se trata de un conocimiento espontáneo, que se va construyendo en función de las necesidades que aquél tiene para desenvolverse en su medio. Los individuos construyen sus explicaciones cuando las requieren para desenvolverse en el entorno, y eso suele ocurrir mucho antes de recibir for- mación. Así pues, con muy poco nivel de pericia en ciencias experimentales y sociales, construyen explicaciones sobre el entorno físico y social. Por eso, las ideas previas son erróneas desde la perspectiva científica y están carga- das de sesgos procedentes de lo que resulta más sobresaliente y característi- co de los fenómenos, en lugar de estar centradas en lo que es definitorio.

La funcionalidad del conocimiento intuitivo permite entender también su resistencia al cambio, lo que constituye uno de los aspectos más sobre- salientes. Es decir, se constata que, con frecuencia, la enseñanza de con- cepciones científicas no genera un cambio conceptual. Las razones que permiten explicar esta resistencia pueden ser las siguientes: la aplicación con «éxito» de las concepciones intuitivas cubre ciertas necesidades psico- lógicas, como la de sentirse eficaz y capaz de controlar la propia activi- dad; se trata de un conocimiento frecuentemente usado y, por tanto, muy activado, lo que incide en su afianzamiento; la impermeabilidad de los contextos académico y cotidiano en la enseñanza tradicional favorece que los alumnos dispongan simultáneamente y durante algún tiempo de dos ti- pos de concepciones, alternativa y científica, con frecuencia contradicto- rias (Rodríguez Moneo, 1999), etc.

Conviene reiterar que las ideas previas son esenciales para los aprendiza- jes posteriores, dado que los individuos activan el conocimiento que poseen en un campo para aprender nuevos contenidos relacionados; en este sentido, los nuevos conocimientos se interpretarán en función del conocimiento pre- vio. En el cuadro 2.1 se sintetizan los rasgos propios de las ideas previas.

Cuadro 2.1 Síntesis de las características de las ideas previas

• Son específicas de dominio.

• Dependen de la tarea propuesta y de la consigna dada para identificarlas. • Forman parte del conocimiento implícito.

• Son construcciones personales.

• Están guiadas por la percepción y por la experiencia cotidiana. • Son muy resistentes a la instrucción a la modificación. • Tienen un grado de coherencia y solidez variable. • Son esenciales para aprendizajes posteriores.

Las explicaciones o ideas que construyen los sujetos de una forma es- pontánea han recibido diferentes denominaciones; entre otras, «concepcio-

nes caseras» (Rowe, 1983), «conocimiento informal» (Prawat, 1989), «teo- rías intuitivas» (McCloskey y Kargon, 1988), «concepciones erróneas» (Helm, 1980), «preconcepciones o conocimiento previo» (Novak, 1977; Ausubel, Novak y Hanesian, 1978) y «marcos o concepciones alternativas» (Driver y Easley, 1978; Hewson, 1985; White y Tisher, 1986). En la actua- lidad, se las suele utilizar como sinónimos que se refieren a un mismo fenó- meno (Rodríguez Moneo, 1999). Ahora bien, cada denominación destaca uno u otro rasgo característico. Por ejemplo, cuando se habla de «concep- ciones alternativas», se señala que se trata de nociones diferentes de las ex- plicaciones científicas y, cuando se alude al conocimiento intuitivo como «conocimiento previo», se indica, además, que es anterior al conocimiento científico, que se adquiere en los contextos educativos.