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            La resolución de problemas es una actividad habitual en la clase de ciencias a la que se dedica una parte importante del tiempo escolar y suele plantearse, además, como un objetivo básico del aprendizaje. Según revelan algunas encuestas, los profesores de ciencias consideran mayoritariamente que la resolución de problemas es algo que debe incorporarse a la actividad de aprendizaje de sus alumnos [Garret, 1988]. Muchos libros de texto dedican una fracción significativa de su espacio a problemas y ejercicios y existen bastantes manuales especializados e incluso colecciones y series editoriales dedicadas íntegramente a la resolución de problemas en diversas áreas. Además, la resolución de problemas es uno de los instrumentos de evaluación más utilizados en nuestras aulas, tanto en los exámenes, como en la investigación de las ideas alternativas de los alumnos. En muchas universidades todavía es común que las clases de problemas se impartan separadas de las clases de teoría e incluso que corran a cargo de profesores diferentes. Esta situación ha sido criticada, entre otros autores, por Beléndez, que opina que "parece más adecuado que sea el mismo profesor el que imparta estos dos tipos de clases, ya que, de igual manera que se pretende la formación integral del alumno, la dedicación del profesor a tal tarea ha de cubrir todos los aspectos del aprendizaje para un mismo grupo de alumnos" [Beléndez, 1996, pág. 195].

            Bajo la influencia de las ideas piagetanas sobre el pensamiento formal, durante los años sesenta y setenta y con el énfasis en la adquisición de los procesos de la ciencia por los alumnos, la resolución de problemas adquirió aún mayor importancia en el entorno educativo. De acuerdo con este punto de vista, las ciencias serían especialmente indicadas para utilizar la resolución de problemas como medio para desarrollar el pensamiento formal [Pozo y Carretero, 1987].

            Existen múltiples definiciones de qué constituye un problema. Así, para Perales un problema podría ser definido como "cualquier situación prevista o espontánea que produce, por un lado, un cierto grado de incertidumbre y, por el otro, una conducta tendente a la búsqueda de su solución" [Perales, 1993, pág. 170] mientras que, según Schöen para que exista un problema debe haber una cuestión a solucionar, un cierto grado de motivación para buscarla y no debe ser evidente una estrategia inmediata para ello (citado en [Oñorbe y Sánchez, 1996]). Precisamente la falta de esta última condición convierte a muchos problemas escolares en meros ejercicios de repetición [Gil, Carrascosa, Furió y Martínez-Torregrosa, 1991, pág. 134] que no siempre ayudan a que los alumnos aprendan los principios generales de las disciplinas [Gil, Martínez-Torregrosa y Senent, 1988].

            Perales clasifica los problemas de acuerdo con criterios que se refieren al campo de conocimiento implicado (Física, Química, Biología, ...), a la solución (abiertos y cerrados), a la tarea requerida (cualitativos, cuantitativos, experimentales y creativos) o al procedimiento seguido (ejercicios, algorítmicos o heurísticos) [Perales, 2000]. Según Caballer y Oñorbe, los problemas escolares pueden dividirse en las categorías siguientes: problemas/cuestiones (dirigidos a la adquisición de conocimientos conceptuales), problemas/ejercicios (orientados al aprendizaje de modelos concretos de resolución y técnicas de automatismo) y problemas / investigaciones (para la adquisición de conocimientos procedimentales y de actitudes hacia la ciencia y métodos de trabajo) [Caballer y Oñorbe, 1997]. Según Dumas Carré y Larcher, los problemas pueden clasificarse en problemas de reconocimiento/repetición (idénticos a otros conocidos), de identificación/reproducción (es preciso trasladar el razonamiento) y de construcción (no puede reducirse a un problema/tipo) [Dumas Carré y Larcher, 1987]. No cabe duda de que la mayoría de los problemas utilizados habitualmente en la enseñanza son del primer y segundo tipo. Otra clasificación tradicional divide los problemas en bien definidos (la meta está claramente especificada) y mal definidos (no se puede determinar de antemano qué constituye la solución del problema). Aunque los estudios son escasos [Perales, 2000, pág. 66]; algún trabajo demuestra que los ejercicios resueltos de los textos universitarios de Física guardan escasa coherencia con la concepción científica de la resolución de problemas y suelen ser ejercicios de aplicación [Concari y Giorgi, 2000].

 

Existe un consenso casi general en que para resolver efectivamente problemas es conveniente seguir los pasos clásicos de planteamiento, solución y comprobación, si bien algunos autores dividen las fases anteriores en otras más detalladas [Kempa, 1986]. En el proceso de resolución el sujeto que aprende tiene que movilizar sus conocimientos en un dominio determinado, a la vez que aplica determinados procesos mentales. El resultado sería, por una parte, una solución y, por otra, un aprendizaje adicional. La resolución de problemas implicaría, tanto una activación y movilización de los conocimientos relevantes, como un aprendizaje de nuevos conocimientos y habilidades [Perales, 2000].

            Las variables que inciden en la resolución de problemas pueden clasificarse en tres grandes grupos dependiendo de que tengan que ver con la naturaleza del problema (precisión, univocidad, estructura, complejidad formal, demanda de la tarea, carácter abierto o cerrado, etc), el contexto de la resolución del problema (manipulación de objetos reales, consulta a otras fuentes de información, tiempo de resolución, etc) o con el sujeto que soluciona el problema (habilidades cognitivas, creatividad, conocimiento teórico, factores personales, etc.) [Perales, 1993]. Estas últimas variables pueden interaccionar con las variables relacionadas con la naturaleza del problema (abierto o cerrado), con lo que el cuadro anterior se complica [Martínez y Varela, 1997].

            La investigación en este área es una de las líneas de trabajo en que mejor se aprecian los efectos de los puntos de vista teóricos y las orientaciones de los investigadores. Así, la formulación inicial de la teoría de Piaget nos llevaría, sin desdeñar la fase de planteamiento, a prestar especial atención a los procesos de resolución. En efecto, según los puntos de vista piagetanos, los sujetos que hubiesen alcanzado el pensamiento formal estarían en condiciones de resolver cualquier problema casi independientemente del contenido [Pozo y Carretero, 1987]. Además, como se ha indicado más arriba, los investigadores que siguen esta perspectiva destacan la importancia de esta tarea como medio de potenciar el desarrollo cognitivo [Perales, 1993]; [Pozo y Carretero, 1987]; [Níaz, 1995a] o estudian las dificultades que se derivan de la exigencia cognitiva de los problemas [Níaz y Robinson, 1992]. En contraste, las posiciones constructivistas ponen gran énfasis en el papel de los conocimientos previos y en los procesos de planteamiento y de discusión de alternativas y situaciones abiertas [Gil, Martínez-Torregrosa y Senent, 1988].