Introducción
La ciencia constituye una parte fundamental y en constante cambio de nuestra cultura, de tal forma que nadie se puede considerar adecuadamente educado sin una comprensión de sus rudimentos.
Este planteamiento justifica los esfuerzos que se realizan, en todos los niveles educativos, en enseñanza de la ciencia. La preocupación se centra en cómo ésta puede contribuir a que los jóvenes adquieran los instrumentos y destrezas adecuados para que conozcan, interpreten y actúen en un mundo donde lo único constante es el cambio.
La investigación en el área de enseñanza de las ciencias ha revelado diferencias entre los objetivos establecidos por los desarrolladores del currículo y lo que los maestros realmente ponen en práctica (Tobin y McRobbie, 1997). Éstas han llamado la atención sobre la influencia de las concepciones docentes en la puesta en marcha del currículo de ciencias, y los resultados en esta línea de investigación han cambiado la visión simplista que establece que la enseñanza de la ciencia es una actividad que demanda únicamente conocimiento sobre el área específica por enseñar y cierta experiencia profesional. En otras palabras, se ha comprobado que la formación del maestro en estas áreas no puede reducirse a unos cuantos cursos científicos como a veces se ha supuesto.
Todos coinciden en afirmar, en general, que estos maestros no poseen concepciones adecuadas sobre la naturaleza de la ciencia, que las técnicas para generar el cambio conceptual han tenido un éxito relativo y que los antecedentes académicos de los docentes no son una variable significativa en el origen de las concepciones.
Marco teórico
Los docentes sostienen concepciones y creencias, implícitas o explícitas, sobre su trabajo, los estudiantes, la materia que imparten, sus roles y responsabilidades. Estas concepciones son, en general, un constructo difuso y difícil de operacionalizar (Pajares, 1992). Diversos autores coinciden en afirmar que son representaciones individuales de la realidad con suficiente validez y credibilidad para guiar el pensamiento y el comportamiento; se forman tempranamente, tienden a permanecer aun ante fuertes contradicciones lógicas y crean un filtro a través del cual los fenómenos son interpretados y la información es procesada (Pajares, 1992; Tobin y McRobbie, 1997).
De acuerdo con Lederman (1992) y otros autores, los principales hallazgos de las investigaciones relacionadas con las concepciones de los docentes se pueden resumir en los siguientes puntos:
Ø Los maestros de ciencias poseen concepciones sobre la naturaleza de la ciencia, sea cual fuere el instrumento utilizado para su evaluación, que no pueden asociarse con alguna posición filosófica (Guo y Hsu, 1999). Enfatizan poco en aspectos creativos, dilemas éticos y de construcción social que involucran la conformación de las disciplinas científicas que imparten (Abell y Smith, 1994).
Ø Las estrategias encaminadas a transformar estas concepciones han resultado exitosas sólo en los casos en que fue utilizado un enfoque con aspectos históricos y filosóficos de la ciencia, en contraste con aquellos que procuran el desarrollo de habilidades en la metodología científica (Abd-El-Khalick y Lederman, 1999; Flores et al., 2000).
Ø Variables como los antecedentes educativos de los docentes o su experiencia, no están significativamente relacionadas con sus concepciones
.
Las concepciones sobre cómo y qué es lo que debe aprender el estudiante influyen sobre la puesta en práctica del currículo y están basadas, principalmente, en el propio estilo de aprendizaje del maestro (Tobin y McRobbie, 1997). Los docentes en formación tienen confianza en su habilidad para enseñar y una apreciación simplista de la relación establecida en el proceso de enseñanza y de aprendizaje (Laplante, 1997). No desarrollan su conocimiento sobre este proceso a través de una abstracción reflexiva de su práctica sino por un proceso de ensayo y error a través de su experiencia en el campo (Yerrick et al., 1997).
Algunos estudios afirman que no hay relación entre estilos de enseñanza y concepciones de las ciencias (Lederman, 1992), otros afirman lo contrario: la relación entre concepciones y acciones es más compleja de lo que se piensa.
En diferentes épocas ha existido una relación entre la imagen de la ciencia que se enseña y la concepción filosófica sobre qué es y cómo se genera el conocimiento científico, aunque ambos aspectos, el educativo y el epistemológico, no siempre coincidan en el tiempo.
LECTURA 1
[Botánica]
Ningún vegetal crece en vano
Hasta hace unos 350 años, los observadores del mundo biológico, notando que los procesos vitales de los animales dependían del alimento que ingerían, pensaban que las plantas tomaban su alimento del suelo de un modo similar. Este concepto fue ampliamente aceptado hasta que el médico belga Jan Baptista van Helmont (1577-1644) ofreció la primera evidencia experimental en contra.
Van Helmont hizo crecer un pequeño sauce en una maceta durante 5 años, añadiéndole solamente agua. Al final de los cinco años, el sauce había incrementado su peso en
Uno de los que se interesaban en los cambios producidos en el aire por la combustión, era Joseph Priestley (1733-1804), un clérigo y químico inglés. El 17 de agosto de 1771, Priestley “puso un ramito de menta en el aire en que había ardido una vela de cera y encontró que el 27 del mismo mes otra vela podía arder en el mismo aire”.
Priestley creyó, según su informe, que accidentalmente había descubierto un método de restablecer el aire que había sido dañado por la combustión de velas. El “restaurador que emplea la naturaleza para este propósito —dijo— es la vegetación”. Priestley extendió sus observaciones y mostró rápidamente que el aire “restablecido” por la vegetación no era “en absoluto inconveniente para un ratón “. Estos experimentos ofrecieron la primera explicación lógica de cómo el aire permanecía “puro” y era capaz de mantener la vida a pesar de la combustión por incontables incendios y de la respiración de muchos animales. Cuando Priestley fue premiado con una medalla por su descubrimiento, la inscripción decía en parte: “por estos descubrimientos estamos seguros de que ningún vegetal crece en vano, sino que limpia y purifica nuestra atmósfera”.
Los informes de Priestley acerca de que las plantas purificaban el aire fueron
de gran interés para los químicos, pero pronto suscitaron críticas, porque los experimentos no pudieron ser confirmados. De hecho, cuando Priestley trató de repetir los experimentos personalmente, no obtuvo los mismos resultados. (Actualmente pensamos que debe de haber trasladado su equipo a un rincón oscuro de su laboratorio.) Fue un médico holandés, Jan Ingenhousz (1730-1799), quien finalmente pudo confirmar el trabajo de Priestley con una importante adición. Encontró que la purificación solamente ocurre en la luz solar. Las plantas durante la noche o en la sombra, comunicó, “contaminan el aire que las rodea, arrojando un aire dañino para los animales”. Observó también que solamente las partes verdes de las plantas restablecían el aire y, a base de experimentos control, que “el Sol de por sí no tiene poder para enmendar el aire sin la concurrencia de las plantas”.
Mientras Ingenhousz desarrollaba sus experimentos con plantas, Antoine Lavoisier (1743-1794) llevaba a cabo los experimentos que pusieron las bases de la química moderna. Entre los muchos descubrimientos de Lavoisier, los que tuvieron más impacto sobre los estudios de los procesos vegetales se relacionaban con los intercambios gaseosos que ocurren cuando los animales respiran. Trabajando con el matemático P.S. Laplace (1749-1827), Lavoisier encerró a un cobayo durante unas 10 horas en una jarra que contenía oxígeno y midió el dióxido de carbono producido. Midió también la cantidad de oxígeno consumido por un hombre en actividad y durante el reposo. En estos experimentos pudo mostrar que la combustión de compuesto de carbono con oxígeno es la fuente real del calor animal y que el consumo de oxígeno se incrementa durante el trabajo físico. “La respiración es simplemente una combustión lenta de carbono y de hidrógeno, similar en todos los aspectos a lo que ocurre en una lámpara o vela encendida y, desde este punto de vista, los animales que respiran son en realidad cuerpos combustibles que arden y se consumen”.
El trabajo de Ingenhousz amplió la carrera prematuramente terminada de Lavoisier, quien fue guillotinado el 8 de mayo de 1794 durante
Nicholas Theodore de Saussure (1767-1845) mostró posteriormente que volúmenes iguales de CO2 y de 02 se intercambian durante la fotosíntesis y que la planta retiene en verdad el carbono. Mostró también que durante la fotosíntesis la planta ganaba más peso que el que podía acumularse por el carbono incorporado como dióxido de carbono. En otras palabras, el carbono en la materia seca de las plantas proviene del dióxido de carbono pero, con igual importancia, el resto de la materia seca, con excepción de los minerales del suelo, proviene del agua. Así fueron identificados todos los componentes: dióxido de carbono, agua y luz.
La concepción hipotética de la ciencia
Supone admitir, lisa y llanamente, que la mayoría de los enunciados científicos, en un momento determinado de la historia, son aceptados por los hombres de ciencia a título de hipótesis y no de enunciados justificados, lo que supone que trabajar con hipótesis o conjeturas es admitir que estamos concibiendo visiones provisorias de la realidad, susceptibles de ser mejoradas, corregidas o aún drásticamente cambiadas, según las circunstancias. La historia de la ciencia ha demostrado que es conveniente concebir a la ciencia de esta manera, porque aún las mejores teorías científicas han terminadas por ser reemplazadas por otras a las que se las ha considerado más eficaces o abarcativas.
¿Qué características tiene el concepto de hipótesis?
Ø Una hipótesis científica es un enunciado afirmado o formulado por alguien, un hombre de ciencia o una comunidad científica, en cierto lugar, en ciertas circunstancias, y en cierto momento de la historia. Es el caso de nuestro ejemplo en la lectura, en que diferentes hombres, y en algunos casos un conjunto de hombres que se complementan, elaboran hipótesis referente al tema, en diferentes momentos históricos.
Ø En el momento en que se propone una hipótesis, para quién la formula se halla en “estado de problema”: se ignora su valor de verdad, es decir, no está verificada ni refutada. Si, por fortuna, se la pudiera verificar, dejará de ser una hipótesis y se convertirá en un enunciado verdadero, es decir conocimiento científico probado. Es el caso de los experimentos de Priestley, que iban verificando, las hipótesis propuestas. Aunque parece que en el caso de ciertos enunciados no está totalmente vedada tal prueba o verificación. Para ello, el mismo Priestely sigue verificando aún más sus hipótesis en sus sucesivas experiencias; hasta encontrar una lógica explicación a como el aire permanecía “puro”, en que se llegara a verificar la hipótesis convirtiéndose en un enunciado verdadero, es decir un conocimiento científico: “ningún vegetal crece en vano”.
Ø Quien formula la hipótesis, pese a que ésta se encuentra en estado de problema, supone que ella es verdadera. La palabra suposición no debe ser entendida aquí como sinónimo de creencia, lo cual no impide que realmente aquel que propone la hipótesis crea en la verdad del enunciado que afirma.
Consecuencias observacionales y contrastación
Se requiere algún componente metodológico adicional que permita estimar la excelencia o las falencias de las hipótesis obtenidas con este método, y cuya misión radicará en comparar lo que tales hipótesis afirman con lo que en realidad ocurre. Si de la hipótesis original se logra obtener, luego de deducir y deducir, algún enunciado empírico básico, de primer nivel, parecería que la hipótesis inicial está implicando afirmaciones acerca de lo observable. Se llaman a estos enunciados “consecuencias observacionales” de la hipótesis.
Para nuestro ejemplo en la lectura una consecuencia observacional de la hipótesis sería que la combustión “daña” el aire.
Llamaremos “observaciones pertinentes” a aquellas que se efectúen con el fin de averiguar cual es el grado de acierto o desacierto de las consecuencias observacionales deducidas de una hipótesis. Para lo cual, y siguiendo con el ejemplo anterior, los científicos, hicieron arder una vela en un recipiente cerrado, pronto la vela se apagaba, y aún, si se colocaba un ratón, éste moría.
La operación que implica poner a prueba una hipótesis examinando una consecuencia observacional de la misma, se llama “contrastación de la hipótesis”. Como resultado de la operación de contrastar una hipótesis se obtiene o bien refutación y abandono de la misma, o bien, su conservación y supervivencia. Lo que la contrastación no puede garantizar es la verificación de la hipótesis, sino algo más débil que, siguiendo a Popper, llamamos “corroboración”. La corroboración significa, simplemente, que si bien seguimos sin saber nada acerca de la verdad de la hipótesis, ésta ha resistido un intento de refutarla y ha probado, hasta el momento, no ser falsa.
Popper aclara que, en un principio, en lugar de corroboración, empleaba la palabra confirmación: afirmaba que una hipótesis que ha resistido el intento de refutarla queda confirmada. Según observa Popper, la operación de contrastación no aumenta en ningún sentido (ni absoluto ni probabilístico) nuestro conocimiento de la verdad de la hipótesis. Si hay corroboración, una hipótesis sigue en estado de problema y mantiene su misteriosa falta de verificación exactamente igual que antes de que fuera constrastada. Lo único que Popper acepta, desde un punto de vista pragmático, es que, si ha contrastado varias veces una hipótesis y ésta ha resistido todos los intentos de refutarla, se puede afirmar que es “fuerte”, en el sentido que ha mostrado su capacidad de supervivencia.
CONCLUSIONES
Con el presente trabajo traté de relacionar las implicancias epistemológicas de la “ciencia” en nuestras prácticas educativas en el aula.
Para ello comencé por transcribir parte de un trabajo sobre las concepciones de ciencia que tenemos los docentes acerca de la ciencia, y en que medida es transmitida a nuestros alumnos; es decir, como concebimos a la ciencia desde el punto de vista epistemológico y de que manera lo explicitamos en la práctica.
A modo de ejemplo elegí una lectura, que a mi entender, maneja muy bien lo epistemológico de la ciencia; además es muy enriquecedora y hermosa para trabajar en el aula de ciencias. Es muy pragmática y vemos como se maneja un conocimiento a través de la historia y por la comunidad científica. Como se maneja el tema de las hipótesis y que tratamiento se realiza con ellas, según las diferentes opiniones de los científicos. También se lo enmarca en su contexto histórico, importante esto para entender y conceptualizar a la ciencia.
Luego, en base a la lectura de Hipótesis de Klimovsky, traté de apoyar teóricamente el relato y los hechos sucedidos en el desarrollo.
Mucho más se puede trabajar esta lectura, queda en sus manos la opinión...!
BIBLIOGRAFÍA
Concepciones y representaciones de los maestros de secundaria y bachillerato sobre la naturaleza, el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias. ENNA CARVAJAL CANTILLO Y MARÍA DEL ROCIO GÓMEZVALLARTA. Revista Mexicana de Investigación Educativa, septiembre-diciembre 2002, vol. 7, nº 16.
Invitación a
Las desventuras del Conocimiento Científico. KLIMOVSKY. G
LUIS EDUARDO DIANA CAMPIÑO
EPISTEMOLOGÍA
CUARTO AÑO PROFESORADO SEMIPRESENCIAL
CIENCIAS BIOLÓGICAS
ABRIL 2009
