didactica de las ciencias en la educacion secundaria obligatoria - neus sanmarti.pdf

Prlogo ........................................................................................................ 9

1. Ensear Ciencias en los inicios del siglo XXI .................................... 111.1. Factores que condicionan el problema de ensear Ciencias ............ 121.2. Evolucin de la investigacin en la Didctica de las Ciencias ......... 16

1.2.1. Un hecho paradigmtico en la historia de la Didctica de lasCiencias, 16. 1.2.2. La emergencia del paradigma constructivista, 18.1.2.3. Evolucin del paradigma constructivista, 20.

1.3. Aprender a ensear Ciencias .......................................................... 231.4. Objetos de estudio de la Didctica de las Ciencias ......................... 25

PARTE IQU CIENCIA ENSEAR?

2. Cul es la naturaleza de la ciencia? ................................................ 332.1. Ideas espontneas en relacin con la naturaleza de la ciencia .......... 33

2.1.1. Cul es la visin de la ciencia que tienen los profesores de Ciencias?,34. 2.1.2. Y el alumnado, qu visin tiene de la ciencia?, 38.

2.2. Qu sabemos sobre la naturaleza de la ciencia? ............................. 402.3. Ensear Ciencias, algo ms que ensear conceptos y teoras .......... 492.4. Ciencia de la complejidad vs. ciencia de la simplificacin ............ 512.5. Algunas consecuencias para el trabajo en el aula ............................ 53

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1ndice

3. Para qu ensear Ciencias? .............................................................. 553.1. Ideas espontneas en relacin a la finalidad de la enseanza de las

Ciencias y la ciencia a ensear ....................................................... 553.2. Finalidades de la enseanza de las Ciencias .................................... 583.3. Los currculos CTS ....................................................................... 673.4. Temticas transversales y enseanza de las Ciencias ....................... 70

4. Qu contenidos ensear en la Enseanza Secundaria? ................ 774.1. Ideas espontneas sobre la seleccin de los contenidos a ensear .... 784.2. Caracterizacin de la ciencia escolar .............................................. 794.3. La seleccin de los modelos de la ciencia escolar ............................ 82

4.3.1. Qu conceptos, modelos y teoras de la ciencia ensear?, 83.4.3.2. Qu comporta ensear a pensar a travs de modelos?, 86.

4.4. La seleccin de contextos de aprendizaje ........................................ 904.5. Los antecedentes del alumnado ..................................................... 944.6. Los criterios de secuenciacin ........................................................ 954.7. Algunas consecuencias y sugerencias .............................................. 100

PARTE IICMO APRENDEN CIENCIAS LOS ESTUDIANTES?

5. Aprender Ciencias, un proceso muy complejo ................................. 1055.1. Ideas espontneas sobre cmo aprenden los estudiantes ................. 1055.2. Las concepciones alternativas: algo ms que una curiosidad ........... 106

5.2.1. Qu caractersticas tienen las concepciones alternativas?, 109.5.2.2. Conocimiento cotidiano, conocimiento cientfico y conocimientoescolar: tres tipos de conocimiento distintos?, 114.

5.3. Formas de explicar cmo se aprende .............................................. 117

6. Factores que influyen en el aprendizaje cientfico ........................... 1256.1. La experiencia y la observacin: sin ellas no hay aprendizaje cientfico .. 1266.2. El sistema cognitivo humano y el aprendizaje de las Ciencias ........ 1306.3. Las interacciones socio-culturales en el aprendizaje de las Ciencias ... 135

Didctica de las Ciencias en la Educacin Secundaria Obligatoria

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6.4. Lenguaje y aprendizaje de las Ciencias ........................................... 1386.5. Las emociones y el aprendizaje de las Ciencias ............................... 141

7. Aprender Ciencias implica aprender a autorregularse ................... 1477.1. Metacognicin y autorregulacin .................................................. 1487.2. Componentes del proceso de autorregulacin ................................ 150

7.2.1. La autorregulacin de los objetivos de aprendizaje, 153. 7.2.2.La autorregulacin de los planes de accin, 155. 7.2.3. La autorregu-lacin de los criterios de evaluacin, 158. 7.2.4. Autorregulacin: unnico proceso con distintos componentes, 162.

7.3. Algunas consecuencias y sugerencias para el trabajo en el aula ....... 164

PARTE IIICMO ENSEAR CIENCIAS?

8. Organizacin y secuenciacin de las actividades de enseanza/aprendizaje .................................................................. 169

8.1. Formas tradicionales de seleccionar y secuenciar las actividades de enseanza ...................................................................................... 170

8.2. Qu se entiende por actividad didctica? ...................................... 1748.3. El diseo de los procesos de enseanza .......................................... 1798.4. Criterios para la organizacin y secuenciacin de las actividades .... 1858.5. La planificacin del trabajo en el aula ............................................ 196

9. Actividades para la enseanza de las Ciencias ............................... 2059.1. Necesidad de diversificar las actividades ......................................... 2069.2. Trabajos prcticos .......................................................................... 2109.3. La actividad de explicar .............................................................. 2309.4. Resolucin de problemas y ejercicios ............................................. 2579.5. Juegos y dramatizaciones ............................................................... 270

10. Instrumentos y recursos .................................................................... 27710.1. Organizadores grficos .................................................................. 27810.2. Maquetas y modelos ...................................................................... 286

ndice

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10.3. Recursos bibliogrficos .................................................................. 28710.4. Recursos audiovisuales ................................................................... 28810.5. Recursos informticos ................................................................... 290

11. Las actividades de evaluacin ......................................................... 29511.1. Qu se entiende por evaluacin y cules son sus finalidades? ........ 29711.2. Quin evala a lo largo del proceso de aprendizaje? ...................... 30011.3. Cundo, qu y cmo evaluar los aprendizajes y qu hacer con los

resultados de la evaluacin? ........................................................... 30311.4. Interrelacin entre las actividades de enseanza y de evaluacin .... 328

12. La gestin del aula y la atencin a la diversidad ......................... 32912.1. Cmo favorecer la comunicacin en el aula? ................................ 330

12.1.1. La institucionalizacin del grupo-clase, 331. 12.1.2. El tra-bajo en grupo, 337. 12.1.3. Las interacciones profesor-alumno en grangrupo, 345.

12.2. Cmo atender a la diversidad del alumnado? ............................... 35312.2.1. La diversidad de intereses y de motivacin hacia el aprendi-zaje, 355. 12.2.2. Diversidad de niveles y ritmos de aprendizaje, 359.12.2.3. Diversidad de gnero, 375.

Bibliografa ................................................................................................ 379


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9La ampliacin de la enseanza de las Ciencias a todos los alumnos hasta los 16aos ha planteado nuevos retos al profesorado, ya que no es fcil conseguir que lasaprendan de forma significativa estudiantes con aptitudes y actitudes muy diversas.Este libro se plantea abrir caminos para dar respuesta a los nuevos problemas surgi-dos, fundamentados tanto en la investigacin didctica como en la prctica de aulade muchos profesores.

Las actividades que ejemplifican muchas de las ideas y propuestas incluidas eneste texto han sido aportadas por profesores con los que hemos trabajado durante losprimeros aos de implantacin de la Reforma educativa. A partir de los problemasque se iban planteando en la prctica, se ha buscado y experimentado conjuntamenterespuestas, siempre con el objetivo comn de que todos los alumnos aprendieran sig-nificativamente conocimientos cientficos relevantes.

Por ello, este libro es el resultado de un trabajo colectivo. En especial quisierareconocer las aportaciones de algunos compaeros entre los que destacan Pilar Garca,que no slo ha aportado la visin de la enseanza de la Biologa en el contexto deuna ciencia bsica sino tambin de un sinnmero de actividades y de escritos de susalumnos y alumnas; Montserrat Roca, que ha ayudado mucho en la reflexin sobrelas buenas preguntas a plantear en el aula, y los profesores y profesoras de losDepartamentos de Ciencias de los IMES J. M. Zafra y J. de la Cierva de Barcelona,con los que durante 8 aos se idearon y experimentaron nuevas formas de trabajo enel aula.

Tambin cabe mencionar a las compaeras del Departamento de Didctica dela Matemtica y de las Ciencias Experimentales de la UAB, en especial MercIzquierdo, Rosa M. Pujol, Rosa M. Tarn, Conxita Mrquez, Roser Pint, Carme

Prlogo

Toms y Mariona Espinet, con las que se ha discutido e investigado sobre muchosde los temas tratados en este libro.

Tampoco se puede olvidar a los profesores con los que se form el grupo deCiencias12-16 del ICE de la UAB, en especial Antoni Alczar, Joan Aliberas, MiquelCalvet, Isabel Enrquez, Teresa Pigrau y Nria Solsona, que en tardes de reflexingener ideas y prcticas, y las escribi y explic a otros compaeros de profesin; ascomo a los profesores que realizaron el Mster en Didctica de las Ciencias de la UABy a los alumnos de los distintos cursos de CAP y CCP, que aportaron numerosas refle-xiones y experiencias.

Por ltimo, quiero agradecer la inestimable colaboracin de Vernica de Miguel,Mireia Torruella y Sara Gimnez, que tuvieron la paciencia de rehacer dibujos y detraducir textos del cataln.

Todos y todas son co-autores de este libro y les agradezco el placer que ha repre-sentado poder trabajar conjuntamente.


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Hoy da nadie pone en duda que ensear Ciencias a toda la poblacin hasta los16 aos, e incluso ms, es importante. Sin embargo, esta concepcin es muy recien-te, ya que la generalizacin de su estudio ha tenido lugar a lo largo del siglo XX, espe-cialmente despus de la Segunda Guerra Mundial. Anteriormente, la enseanza de laFsica, de la Qumica o de la Biologa a alumnos adolescentes estaba muy vinculada asu preparacin para acceder a la universidad o a estudios especficos y, por tanto,slo una minora muy seleccionada de chicos (y todava ms de chicas) estudiaba estasdisciplinas.

En los inicios del siglo XIX tan slo se enseaba Ciencias a estudiantes que se for-maban en artes mecnicas, ciencia militar o agricultura. A finales de esa centuria,cuando fueron surgiendo nuevas profesiones que necesitaban conocimientos cient-ficos, su estudio se sistematiz como asignaturas. Los programas y la estructura delos estudios del rea cientfica, con la separacin entre disciplinas de Fsica, Qumicay Biologa, se concibieron hacia 1860 en Alemania pas entonces pionero en el cam-po cientfico y se han mantenido casi sin cambios relevantes hasta ahora. Slo aproxi-madamente un siglo despus, a partir las nuevas demandas sociales de una mayor ymejor formacin cientfica para toda la poblacin, se empez a investigar sobre pro-blemas relacionados con la enseanza de las ciencias y se desarrollaron nuevaspropuestas curriculares orientadas a la educacin cientfica de todos los jvenes.

Despus de las reformas iniciadas en Estados Unidos y el Reino Unido a partirde 1960, la Didctica de las Ciencias se ha ido consolidando como un campo de inves-tigacin, pero sin duda es una ciencia muy joven y an se sabe poco sobre cmo darrespuesta a los retos de las nuevas necesidades de educacin cientfica. Incluso sepuede afirmar que evoluciona ms rpidamente la sociedad y el tipo de problemasgenerados que la investigacin realizada para darles respuesta.

1Ensear Ciencias

en los inicios del siglo XXI

La investigacin didctica tiene, adems, el problema de la dificultad de su trans-ferencia hacia la prctica. Los cambios que se deducen de ella no se refieren slo ala aplicacin de nuevas tcnicas, sino tambin a cambios en las ideas o formas de con-cebir todo el currculo, y stas son mucho ms dificiles de generalizar. La reformula-cin de las instituciones y la formacin del profesorado son procesos muy lentos ycostosos, por lo que la escuela va a remolque de los cambios sociales, ms que avan-zar paralelamente a ellos o, an menos, ir por delante.

Ensear Ciencias en el momento actual es una profesin compleja, y necesita unbuen proceso de formacin para ejercerla con xito. Los educadores deben estarpreparados para promover en los jvenes adolescentes el gusto y el esfuerzo poraprender Ciencias, y para desarrollar capacidades en los menos dotados. Cada escue-la y cada grupo-clase tienen caractersticas y condicionamientos distintos, que ade-ms cambian rpidamente, en paralelo a los cambios sociales. Consecuentemente,para ser profesor se necesitan conocimentos tericos y prcticos acumulados a par-tir de la investigacin didctica y de la experiencia que posibiliten, ms que aplicarmecnicamente dichos conocimientos, investigar cmo dar respuesta a los nuevosproblemas que surgen e innovar en funcin de las nuevas realidades. Autonoma paracontinuar aprendiendo a ensear y para regular la propia prctica, creatividad y pen-samiento crtico (no conservador) son condiciones bsicas para responder al reto deensear Ciencias a toda la poblacin.

1.1. Factores que condicionan el problema de ensear Ciencias

En los ltimos aos ha habido cambios importantes, en la ciencia y en la socie-dad, que han motivado sin duda que el problema de ensear ciencias aumentara sucomplejidad y redefiniera su estatus. Se pueden destacar:

a) Los cambios sociales y en la poltica educativa.b) Los cambios en la epistemologa de las Ciencias.c) El desarrollo de las tecnologas de la informacin y de la comunicacin.d) El desarrollo de las Ciencias de la Educacin y de la Psicologa.

a) Los cambios sociales han propiciado cambios en la poltica educativa y, portanto, una redefinicin del problema de ensear Ciencias. En buena parte han sidoconsecuencia del desarrollo econmico que ha comportado la necesidad de profe-sionales, tanto hombres como mujeres, con ms conocimientos bsicos y generales.Se ha comprobado que en el trabajo no se necesitan tanto personas formadas en tc-nicas especficas relacionadas con profesiones concretas, como personas con una for-macin cientfica y tecnolgica que les permita continuar aprendiendo al cambiarlas tecnologas o al cambiar el puesto de trabajo.


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Al mismo tiempo, en las sociedades democrticas se valora como necesario quelas personas tengan conocimientos que posibiliten comprender, opinar y tomar deci-siones autnoma y colectivamente. Basta pensar en temas objeto de debate reciente,como la enfermedad de las vacas locas, los trasvases de agua, los alimentos transg-nicos o muchos otros, cuya comprensin requiere conocer teoras generadas en elcampo de las Ciencias de la Naturaleza (como tambin en el de las Ciencias Socia-les), y haber desarrollado capacidades que posibiliten valorar crticamente las infor-maciones recibidas y continuar aprendiendo. Sin estos conocimientos es difcil poderparticipar democrticamente en las decisiones colectivas.

Estas necesidades han llevado a cambios en la escuela:

La generalizacin de la enseanza cientfica a toda la poblacin hasta los16 aos (en algunos pases hasta los 18). De una enseanza para una lite (porejemplo, a mediados del siglo pasado no ms de un 10% de la poblacin estu-diaba Ciencias hasta los 16 aos), se ha pasado al 100%. Ello conlleva que elproblema de ensear ciencias sea mucho ms complejo, ya que el objetivo esque todos los individuos aprendan y no slo los ms dotados o interesados.

Un cambio en el propio concepto de la enseanza en secundaria. De unavisin ms cercana al concepto de instruccin se ha pasado al de educacin,entendida como el desarrollo de la autonoma de los individuos en su capa-cidad para tomar decisiones. De la enseanza de las Ciencias se pide espe-cialmente su compromiso en campos como la educacin ambiental o para lasalud, pero tambin en relacin con la paz o al civismo, entre otros.

En una sociedad altamente tecnificada, tambin se le pide a la enseanza delas Ciencias que las nuevas generaciones sean tanto usuarios competentes demuchas de las aplicaciones que la ciencia ha desarrollado, como generadoresde nuevas ideas y tecnologas. La ciencia a aprender, ms que la relacionadacon el conocimiento de hechos, definiciones y leyes, ser la de los modelosinterpretativos y de los procesos de gnesis de este tipo de saberes.

b) Los cambios en la epistemologa de las Ciencias han hecho perder a stas elpapel de paradigmas del conocimiento. Poco a poco se ha desdibujado la frontera entrelas Ciencias de la Naturaleza y las Ciencias Sociales y, frente a concepciones ms basa-das en la lgica positivista, se resalta el carcter evolutivo y racionalmente modera-do del conocimiento cientfico.

De la ciencia actual se subraya su vocacin explicativo-interpretativa de los hechos,al mismo tiempo que su complejidad. En la enseanza todo ello tiene consecuenciasinmediatas: los estudiantes deben aprender a construir su propio discurso cientfico,correlacionado con el de la ciencia pero especfico, en el que necesariamente tendrnque interrelacionar muchas variables para explicar hechos. Esto es mucho ms que

Captulo 1: Ensear Ciencias en los inicios del siglo XXI

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aprender un vocabulario y unos smbolos determinados, o que aplicar unas leyes queresponden slo a problemas escolares, ya que han de poder ser capaces de hablar delos fenmenos de su mundo.

Consecuentemente, los saberes tradicionalmente enseados en la escuela requie-ren ser revisados a fondo (aunque las grandes ideas o teoras cientficas de base seanlas mismas). No tiene sentido continuar enseando conceptos con la misma estruc-tura disciplinar que a finales del siglo XIX, cuando el nmero de conocimientos cien-tficos ha aumentado exponencialmente y hay muchos nuevos campos de investiga-cin, a menudo interdisciplinares, como los de las ciencias ambientales, los nuevosmateriales, la biotecnologa, la electrnica, etc. Es evidente que no se puede enseartodo en la escuela y, por tanto, un problema importante que tiene planteada la Didc-tica de las Ciencias es definir criterios de seleccin de los contenidos a ensear vli-dos para el siglo XXI.

El reto consiste en establecer un corpus de saberes a ensear que sea consecuen-te con la nueva funcin de la escuela. Unos conocimientos que posibiliten a los estu-diantes entender la informacin que les llega por distintos medios, comunicar susideas, contrastarlas con hechos y con otros discursos, y ponerlas en crisis si fuera nece-sario.

c) El desarrollo las tecnologas de la informacin y de la comunicacin condi-ciona tanto el trabajo del enseante como el del que aprende.

El aumento de los medios a travs de los que se reciben informaciones (TV, Inter-net, museos de ciencias y otros) conlleva que la escuela deje de ser el lugar dondeprioritariamente se transmiten datos para pasar a ser, en cambio, el lugar en el quese ponen las bases para poder interpretarlos. Las teoras de la ciencia actual no seaprenden leyendo, escuchando o mirando, sino que es necesario reelaborar las pro-pias formas de entender la informacin recibida. Esta reelaboracin o reconstruc-cin, al menos de momento, slo se puede hacer en la escuela con la ayuda del pro-fesorado.

Al mismo tiempo, la irrupcin de las tecnologas audiovisuales, de la informti-ca y de los sistemas de comunicacin telemticos, hace prever cambios importantesen las prcticas de aula. Su aplicacin en el trabajo experimental, en la simulacinde fenmenos, en los intercambios de puntos de vista que pueden realizarse desde eldomicilio y con centros escolares alejados, en la comunicacin visual de las ideas yconclusiones de trabajos, etc., conlleva que la estructura de las actividades a realizaren el aula y la distribucin del tiempo sean muy distintos a las de las clases tradicio-nales. Incluso puede y deber variar el mismo concepto de clase, la distribucinhoraria y la arquitectura de los centros.

Sin embargo, es difcil que cambie la funcin del profesorado como mediador delconocimiento, que no slo pone al alcance del alumnado los medios tecnolgicos y


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las informaciones adecuadas, sino que, como persona experta en educar, promuevela reconstruccin de las ideas utilizando dichos medios.

No hay duda de que las nuevas tecnologas cambiarn la prctica de la ensean-za, pero no supondrn un cambio radical, ni mucho menos un aumento de su pro-ductividad, en el sentido de proporcin entre el nmero de aprendices en relacincon el de profesionales de la enseanza.

d) El desarrollo de las Ciencias de la Educacin y de la Psicologa tambin hapropiciado cambios en las formas de explicar los problemas de la enseanza cient-fica y en su prctica. En la Didctica de las Ciencias han influido muy especialmen-te los nuevos conocimientos sobre el aprendizaje y sobre el desarrollo de la inteli-gencia, que han cuestionado planteamientos tradicionales y han abierto nuevos camposde investigacin.

En esta lnea han sido muy importantes los estudios que relacionan aprendizajey contenidos cientficos, en los que se han podido reconocer cmo las caractersticasdel contenido condicionan los aprendizajes. Consecuentemente, es necesario gene-rar modelos y prcticas adecuadas a cada tipo de contenido, lo cual constituye el cam-po de estudio de la Didctica de las Ciencias. Hasta hace pocos aos, la enseanzade las ciencias era una actividad fundamentalmente emprica que se aprenda slo atravs de la experiencia. Los modelos aplicados eran los propios del sentido comny no se dispona de teoras alternativas que explicaran por qu muchos estudiantesno aprendan y sirvieran para hacer predicciones sobre posibles prcticas distintas.Actualmente, aunque no existen teoras globales que expliquen todos los hechos, sedispone de marcos tericos que abren caminos sugerentes para pensar y actuar.

Paralelamente, se han desarrollado metodologas de investigacin, de tipo cuali-tativo, que han sido cruciales para la emergencia de dichos marcos tericos. Se hademostrado que estas nuevas metodologas son necesarias para interpretar fenme-nos en los que intervienen muchas variables, como son los que tienen que ver con laenseanza y el aprendizaje. Gracias a ellas se puede investigar cada situacin docen-te, cada caso: un aula, un enseante, un alumno, una institucin, un ciclo, etc., ana-lizando las interrelaciones entre las diversas variables que actan y los invariantes.Muchas de estas investigaciones se realizan desde la propia prctica, por ejemplo atravs de la investigacin-accin, por lo que la distancia entre la teora y la prctica sediluye.

Toda investigacin comporta la gnesis de nuevos modelos de enseanza y de unlenguaje especfico para formular, analizar e interpretar los problemas de la educa-cin cientfica. Estos modelos no son respuestas globales a todos los problemas, peroabren caminos, por lo que es necesario conocerlos para poder continuar innovandoa partir de ellos.


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1.2. Evolucin de la investigacin en la Didctica de las Ciencias

La investigacin en el campo de la Didctica de la Ciencias ha cambiado de for-ma sustancial desde la segunda parte del siglo XX. Los problemas objeto de estudio,los objetivos, la metodologa y los marcos tericos han ido evolucionando muy rpi-damente, mucho ms que la prctica concreta en las aulas.

A lo largo de estos aos se pueden identificar distintas etapas que se analizan enlos prximos apartados. Es importante considerar las teoras y modelos sobre la ense-anza de las Ciencias desde su perspectiva evolutiva y no como simples modas mso menos improvisadas. En Didctica de las Ciencias aparecen nuevos modelos cuan-do hay hechos que no concuerdan con los antiguos y cuando se identifican nuevosreferentes. Tal y como sucede en otros campos de la ciencia, los modelos antiguos nose deben considerar como errneos; hay que considerar ms bien que cada nuevapropuesta supera a la anterior en algunos aspectos, pero avanza a partir de ella y acos-tumbra a recoger muchas de sus ideas y prcticas.

1.2.1. Un hecho paradigmtico en la historia de la Didctica de las Ciencias

En el ao 1957 la Unin Sovitica lanz al espacio el primer satlite artificial.Este hecho puso de manifiesto un posible avance de la ciencia sovitica respecto delos pases occidentales y desencaden en stos, especialmente en Estados Unidos, unfuerte cuestionamiento del sistema de enseanza de las Ciencias. Se promovi uncambio radical en sus contenidos y mtodos en cuanto campo de investigacin. Lasprimeras evaluaciones mostraban que los alumnos, con los mtodos de enseanzatradicionales, no se interesaban por los estudios de Matemticas, Fsica y Qumica,y que los resultados de los aprendizajes eran muy deficientes.

Diversas instituciones, encabezadas por The National Science Foundation, sub-vencionaron costosos estudios de los que surgieron numerosas propuestas. Treintaaos despus en EE UU se haban invertido ms de 1.500 millones de dlares eninvestigaciones realizadas sobre la enseanza de las Ciencias y se haban promovidoun buen nmero de proyectos curriculares.

Los primeros estudios se concretaron en la reforma del currculo de los ltimoscursos de Secundaria, en cada una de las disciplinas cientficas. De ellos surgieronproyectos, que an hoy son referentes importantes para la enseanza de la Qumica:CBA. Sistemas Qumicos (1962) y CHEMS. Qumica, una ciencia experimental(1963); para la enseanza de la Fsica: PSSC. Physical Science Study Committee (1965,2.a edicin), IPS. College Introductory Physical Science (1967) y el HPP. Harvard Pro-ject Physics (1970), y para la enseanza de la Biologa: BSCS. Biological Science Curri-culum Study (1968). Todos ellos iban dirigidos a estudiantes de los ltimos cursos de


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Secundaria y fueron elaborados conjuntamente por cientficos de reconocido pres-tigio y profesores experimentados. Igual proceso se desarroll en Gran Bretaa, don-de a partir del ao 1962 la Fundacin Nuffield dise proyectos para la enseanzade la Fsica, la Qumica y la Biologa.

Estos nuevos currculos se caracterizaron por:

Promover una enseanza ms conceptual de las disciplinas cientficas, frentea los planteamientos vigentes en aquel momento, centrados en la transmisinde conocimientos descriptivos. Por ejemplo, se pas de ensear las propieda-des, mtodos de obtencin y aplicaciones de distintos cidos, a ensear el con-cepto de cido. Y de ensear cmo distintas clases de seres vivos se nutran,reproducan o relacionaban, a ensear el concepto de nutricin, de repro-duccin y de relacin.

Introducir en los programas contenidos fundamentales generados en la inves-tigacin cientfica de los ltimos 50 aos. Se consideraba que haba un grandesfase entre los libros de texto y la ciencia del momento, por lo que se inclu-yeron temas de estudio como el de las ondas o los campos, la hibridacin deorbitales o la gentica y la evolucin.

Dar una mayor importancia a la relacin entre la teora y los hechos, por loque se promovi el trabajo experimental. Cada proyecto curricular tena aso-ciado un conjunto de prcticas de laboratorio, en las que se priorizaba el apren-dizaje de los procesos asociados al llamado mtodo cientfico.

Disear muchos materiales y recursos para la enseanza, en lugar de centrarlaen el libro de texto. Cada proyecto inclua, adems de los libros de los alumnossegn cursos o temas y los de prcticas de laboratorio, extensos y documentadoslibros para el profesorado, libros con lecturas complementarias para los estu-diantes, vdeos, material didctico experimental y muchos otros recursos.

Muy pronto se tom conciencia de que a estos cursos los alumnos ya llegabandesmotivados hacia el aprendizaje de las Ciencias y con fuertes deficiencias a nivelconceptual y procedimental, por lo que se consider que la renovacin curriculardeba abarcar todos los niveles educativos y no slo la enseanza Secundaria supe-rior. En los niveles de Primaria, a los equipos de investigadores-diseadores curricu-lares provenientes del campo de las ciencias se sumaron profesionales de otras reas,como psiclogos, epistemlogos, historiadores de la ciencia, pedagogos, socilogos,etc. Un psiclogo como Robert Gagn, por ejemplo, dirigi el importante proyectoScience-A Process Approach (SAPA). Por otro lado, los cientficos se pusieron a estu-diar psicologa, como Robert Karplus, fsico de la Universidad de Berkeley, que diri-gi el proyecto Science Curriculum Improvement Study (SCIS) y estudi con Jean Pia-get en Ginebra.


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El nmero de currculos para la enseanza de las ciencias diseados en estos aosfue muy elevado. En 1979 se podan consultar ms de 400 grandes proyectos en todoel mundo, cuando en 1956 slo haba 2. Muchos de ellos eran interdisciplinares, des-tacando por su influencia el proyecto Ciencia Combinada Nuffield (1970) que supu-so, adems, la introduccin de nuevos puntos de vista en relacin con la coordina-cin de la enseanza de las diferentes disciplinas cientficas.

Paralelamente, en esta poca empezaron a surgir los museos de ciencia interacti-vos. La educacin cientfica dej de ser patrimonio de la escuela, especialmente ensu finalidad de despertar el inters por la ciencia y de llegar seducir a las jvenes gene-raciones y a la poblacin en general por esta forma de la cultura. Al mismo tiempo,estos museos fueron motores de renovacin en la enseanza cientfica, ya que pro-movieron nuevas lneas de reflexin y nuevas prcticas.

Se puede concluir que en esta poca la Didctica de las Ciencias se fue configu-rando como una nueva rea de estudio. Consecuencia de todo ello fue la aparicinde diversas revistas de investigacin en este campo que se sumaron a la ya existente,desde 1916, Science Education. Entre otras, el Journal Research in Science Teaching en1964, Studies in Science Education en 1974, European Journal of Science Education(actualmente, International Journal...) en 1979 y Enseanza de las Ciencias en 1983.En ellas, los referentes para dar respuesta al problema de ensear ciencias no era yaslo la disciplina cientfica objeto de enseanza, sino tambin cmo se aprende, cmose ha generado la ciencia a travs de la historia, la diversidad de mtodos instruccio-nales, los condicionamientos sociales, las necesidades de la sociedad, etc.

1.2.2. La emergencia del paradigma constructivista

Los estudios sobre la enseanza de las Ciencias realizados antes de los aos seten-ta se centraban muy especialmente en el desarrollo y evaluacin de currculos paraaplicarlos en las aulas. La mayora de los investigaciones se basaban en la compara-cin de los resultados obtenidos entre un grupo experimental y un grupo de control.Eran, pues, estudios fundamentalmente empricos, conducentes ms a describir losresultados de una accin educativa que a interpretarla.

En los aos 1977 y 1978 se realiz una completa evaluacin de los resultados dela enseanza de las Ciencias en Estados Unidos. Debe recordarse que en esas pocasya haban concluido sus estudios en la escuela obligatoria las primeras generacionesde estudiantes formados segn los currculos diseados en los aos sesenta, por loque se esperaba obtener datos que los avalaran.

Los resultados de estos estudios pusieron de manifiesto que, a pesar del dineroinvertido en la investigacin didctica y en el diseo de materiales curriculares, elnivel de cultura cientfica de la poblacin continuaba siendo muy bajo. Aunque los


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estudiantes manifestaban que las clases eran ms interesantes, sus conocimientos eranmuy deficientes y, ante el fracaso, obtaban por no escoger asignaturas cientficas ensu currculo. Por ello, se empez a hablar de crisis y a abrir nuevas lneas de trabajo.

Una de las lneas tericas que influyeron en el proceso de cambio fueron los traba-jos de David Ausubel, quien en 1968 public su libro sobre psicologa educativa. Sufamosa frase: El ms importante y simple factor que influencia el aprendizaje es aque-llo que el aprendiz ya conoce. Averigua lo que sabe y ensale de acuerdo con ello impul-s el estudio de las ideas de los alumnos y alumnas. Se empezaron a identificar sus cono-cimientos previos a los procesos de enseanza y se comprob con gran sorpresa que yaantes de empezar el estudio de un tema manifestaban los mismos errores que al final.

Tambin fue importante el impacto de las nuevas corrientes epistemolgicas. Losque inicialmente tuvieron una mayor repercusin fueron los trabajos de T. S. Kuhn,S. Toulmin y I. Lakatos, ya que el establecimiento de paralelismos entre la gnesisdel conocimiento cientfico a travs de la historia de la ciencia y en los estudiantesjvenes posilitaba explicar algunas de sus dificultades de aprendizaje.

A partir de este momento, en la investigacin en Didctica de las Ciencias se fueconsolidando el llamado paradigma constructivista, del cual se derivaron nuevas pro-puestas curriculares. Algunos de sus principales elementos definitorios fueron:

Los conceptos se construyen, ms que descubren. Las ideas de la ciencia sonteoras construidas para explicar la realidad, pero no son la realidad. De lamisma forma, el que aprende construye formas propias de ver y de explicarel mundo, cosa distinta de pensar que redescubre los conceptos y teoras dela ciencia actual.

Cuando se empieza el estudio de una teora o de un concepto, el alumnoya tiene construidas ideas sobre el mismo. Se considera que el aprendizaje delas ciencias es ms una consecuencia de la actividad mental del que aprendeque de una acumulacin de informaciones. stas son reinterpretadas y reela-boradas en funcin de los conocimientos previos.

Para ensear se debe partir de las concepciones previas de los estudiantes y sedeben proponer actividades que ayuden a cuestionar dichas concepciones pre-vias, para as provocar su cambio o evolucin hacia otras ms acordes con lasde la ciencia actual.

Los errores de los alumnos deben considerarse como etapas, totalmente nor-males, del desarrollo de sus ideas. El aprendizaje se entiende como el proce-so de cambio de dichas ideas y no como la repeticin de conceptos y pro-cedimientos incluidos en libros de texto o explicados por el profesorado.

En estos principios convergen todas las diversas formas de entender el construc-tivismo, por otra parte muy variadas, ya que en ellas se interrelacionan referentes epis-


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temolgicos y psicolgicos diversos. No hay duda de que el punto de vista construc-tivista ha sido, en palabras de Duit (1993), la fuerza conductora ms poderosa y fruc-tfera en la investigacin en Didctica de las Ciencias. Este constructivismo didcti-co, que rene puntos de vista sobre cmo se genera la ciencia, sobre cmo se aprendey sobre cmo ensearla, no se puede identificar ni con el constructivismo psicolgi-co ni con el constructivismo epistemolgico, aunque las relaciones son evidentes.

Si hasta 1960 no se haban realizado ms de 50 estudios que pudieran ser cualifi-cados como relacionados con el conocimiento de las ideas de los estudiantes, a finalesdel ao 1992 el nmero de dichos trabajos superaba los 2.800. En estos aos tambinse desarrollaron muchos nuevos currculos y se impulsaron, en muchos pases, reformaseducativas fundamentadas en las nuevas visiones de la enseanza de las Ciencias. Comoproyectos ms importantes cabe destacar el Childrens Learning in Science Project (CLISP),dirigido por Rosalind Driver en Gran Bretaa, y el Learning Science Project (LSP) desa-rrollado en Australia.

1.2.3. Evolucin del paradigma constructivista

La visin constructivista inicial de la Didctica de las Ciencias estuvo muy influen-ciada por la psicologa piagetiana y por la ausubeliana. Pero poco a poco se empeza dar mucha mayor importancia a los aspectos relacionados con la construccin socialdel conocimiento a partir del redescubrimientro de los estudios realizados por L. S.Vigotsky en los aos treinta. Estos estudios ofrecan un marco ms explicativo delaprendizaje que tiene lugar en el aula, en la que son fundamentales las interaccionesentre los distintos componentes y con la cultura propia del contexto social en la quese ubica. El lenguaje apareci tambin como una variable importante en la enseanzay aprendizaje de las ciencias, al igual que todos los procesos de comunicacin.

Paralelamente, se desarrollaron nuevos campos de investigacin que revisabanlos contenidos de enseanza. El nivel de abstraccin de los conceptos incluidos enlos currculos era alto y muy poca su relacin con los hechos de la vida cotidiana. Seconstataba que los alumnos no estaban interesados en los conocimientos que se lesenseaban. Para dar respuestas a estos problemas se impuls, por una lado, el movi-miento Ciencia, Tecnologa y Sociedad (CTS), en el marco del cual se desarrollaronnumerosos currculos que tienen como finalidad la enseanza de contenidos cient-ficos relevantes. Por otro lado, generalmente desde el campo de la Biologa, se pro-movieron los temas transversales educacin ambiental, para la salud, del consumi-dor..., que condicionaban todo el diseo curricular.

La gran cantidad de conocimientos cientficos a ensear, que adems se incre-mentan exponencialmente, ha conllevado la necesidad de profundizar mucho msen qu ensear en una educacin cientfica bsica, de forma que se pueda acceder


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desde ella a la comprensin de los problemas objeto de estudio de la ciencia actual.Desde la corriente francesa de investigacin se ha promovido el estudio de los pro-cesos de transposicin didctica desde la ciencia de los expertos a la ciencia que se ense-a en el aula. Tambin hay lneas de investigacin abiertas que buscan la seleccinde unos pocos grandes conceptos estructurantes o modelos bsicos, alrededor de loscuales se puedan construir y generar los dems. Es un campo de estudio abierto, cuyoreto es llegar a perfilar las caractersticas de la ciencia escolar.

Las dificultades en cambiar las ideas alternativas del alumnado tambin con-lleva la revisin del concepto de cambio conceptual. Se constata que los procesosde aprendizaje de los modelos expertos, entendidos como tales, se han de considerara largo plazo, y entonces aparece el concepto de modelizacin, entendido como unproceso de construccin de modelos explicativos de los fenmenos. Los alumnossiguen dicho proceso a lo largo de su escolaridad, y los modelos que construyen evo-lucionan al mismo tiempo que cambian tanto los hechos que se analizan como losconceptos y lenguajes utilizados para hablar de ellos.

Otro de los campos de investigacin abiertos lo sugiere la escasa aplicacin quelos proyectos innovadores de enseanza de las Ciencias encuentran en las escuelas.Se han llevaron a cabo muchas investigaciones sobre las ideas del profesorado y seconstat que tambin tiene sus propias concepciones sobre la ciencia, sobre el apren-dizaje y sobre la enseanza, y que en funcin de dichas concepciones reinterpreta lasorientaciones curriculares y aplica los nuevos proyectos. Consecuentemente, cual-quier evaluacin de la calidad de alguna propuesta pasa por analizar cmo el profe-sorado la ha reinterpretado, ya que, si se aplica sin cambiar las ideas que la han impul-sado, no se puede concluir sobre su posible validez.

Algunas de las lneas de investigacin actuales son:

Revisin de los objetivos y los contenidos curriculares en la perspectiva de unaciencia integrada y ms relacionada con los temas de la ciencia actual y conlos problemas de la vida cotidiana, orientada a la formacin de los estudiantescomo futuros ciudadanos. Al mismo tiempo, bsqueda de las grandes ideas omodelos de la ciencia escolar a partir de los cuales construir el edificio de laciencia.

Consideracin del aprendizaje cientfico como un proceso que conlleva apren-der a pensar en funcin de teoras y modelos, ms que a pensar lgicamente.Por ello se cuestiona que los alumnos lleguen a cambiar sus concepciones atravs de actividades que promuevan el contraste entre ideas a partir de argu-mentaciones lgicas. La investigacin se orienta ms bien al anlisis de losprocesos de modelizacin que tienen lugar cuando se negocian las formas dehablar, dibujar o escribir al explicar distintos hechos. Tambin se analiza lafuncin del contexto en este proceso de dar sentido a la experiencia.


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Profundizacin en el aprendizaje como una construccin social que se reali-za conjuntamente con otras personas adultos y compaeros de clase. Eneste sentido, adquieren mucha importancia todos los aspectos relacionadoscon el lenguaje y la comunicacin de las ideas, ya que se han de compartirsignos y discursos, y con las interacciones de todo tipo que se dan en el mar-co de un grupo.

Valoracin de la necesidad de promover la autonoma del alumnado en suaprendizaje, es decir, de ensearlo a aprender a aprender Ciencias. Se trabajaen la lnea de considerar la actividad de aprender Ciencias como una activi-dad cientfica, guiada por unos objetivos y realizada a travs de una metodo-loga que tiene como finalidad generar modelos para explicar los fenmenosobservados.

Revisin del concepto de evaluacin en el aula, orientndolo especialmentea la comprensin de las razones de las dificultades del alumnado y a su regu-lacin. En este sentido, se profundiza en cmo conseguir que sean los pro-pios alumnos los que se autoevalen y coevalen a los compaeros. Paralela-mente, se investiga en las caractersticas que deben reunir los sistemas deevaluacin externos, qu han de evaluar, cmo y con qu finalidad, ya que seconstata que estos sistemas de evalaucin condicionan fuertemente qu y cmoel profesorado ensea.

Diversificacin de los recursos de enseanza, dando una especial importan-cia al uso de las Tecnologas de la Informacin y de la Comunicacin (TIC),que se considera que pasarn a ser bsicas en la actividad escolar. Al mismotiempo, superacin del marco aula o laboratorio escolar como los nicos rela-cionados con la enseanza de las Ciencias y estudio de la funcin educativade los museos, el entorno, los medios de comunicacin, etc.

Planteamiento y anlisis de propuestas de formacin del profesorado orien-tadas a promover cambios en sus concepciones sobre la ciencia, sobre el apren-dizaje y sobre la enseanza, al mismo tiempo que a impulsar nuevas prcticasy valores. Se considera que, para cambiar la enseanza, ms que nuevos cu-rrculos es necesario incidir en la formacin del profesorado, ya que aqullosson transformados y aplicados en funcin de las ideas que se tengan y de lasrutinas adquiridas a lo largo de los aos (siendo alumno o ejerciendo comoenseante).

Valoracin del aprendizaje como un proceso a largo plazo realizado en equi-po, por lo que no tiene demasiado sentido analizar los resultados de la apli-cacin de unidades didcticas en cortos espacios de tiempo. Se investiga enlos mtodos de formacin y de gnesis de materiales didcticos en el propiocentro, a partir de la colaboracin de los profesores implicados en la forma-cin de unos mismos alumnos.


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Se puede resumir que en estos momentos la investigacin en el campo de la Didc-tica de las Ciencias dispone de un cuerpo terico abierto, el constructivismo, que haido evolucionando a partir de unos principios iniciales y que contina siendo til yfructfero. En su marco se han ido integrando nuevos problemas surgidos de la prc-tica educativa de la enseanza de las Ciencias y de otros marcos tericos (epistemo-lgicos, psicolgicos, sociolingsticos...). Ello no quiere decir que las prcticas cons-tructivistas de actuacin en el aula se hayan generalizado, ni que se puedan deducirdel constructivismo normas y reglas de actuacin simples que garanticen buenosresultados. En el aprendizaje influyen numerosas variables, muchas de las cuales vanms all de las que se pueden controlar a travs del diseo y aplicacin de un currcu-lo para la enseanza de unos determinados contenidos.

1.3. Aprender a ensear Ciencias

En el ejercicio de la profesin de ensear se interrelacionan factores derivados delos componentes cientficos (la ciencia de la didctica), los componentes tcnicos (lastecnologas didcticas), los componentes personales (el arte de cada enseante) y loscomponentes ideolgicos (los valores):

Como ya se ha indicado, los conocimientos cientficos generados a partir de lainvestigacin en Didctica de las Ciencias son cada vez mayores, y no tienesentido ensear slo basndose en la experiencia o el sentido comn. De lamisma forma que para ejercer la medicina nadie cuestiona que se tengan queconocer las teoras aceptadas por la comunidad de mdicos, ya que sera absur-do dejarse guiar slo por la intuicin y las prcticas tradicionales, para ejer-cer la enseanza tambin es necesario conocer las teoras generadas a partirde la investigacin, aunque evidentemente stas no explican totalmente losproblemas que se generan ahora, ni los del futuro.

Los conocimientos tecnolgicos son importantes, ya que la enseanza es unaprofesin que necesita aplicar tcnicas y utilizar una gran variedad de recur-sos. Estas tcnicas y recursos van cambiando en funcin del desarrollo de latecnologa y de los nuevos marcos tericos, aunque una misma tcnica se pue-de aplicar en modelos de enseanza bien distintos.

El arte de cada enseante, su capacidad de comunicacin y empata, son otras delas variables tradicionalmente reconocidas como muy importantes en la ensean-za, de forma que muchas veces se las considera como las nicas a tener en cuenta.A menudo incluso se cree que estas caractersticas son innatas, pero, aunque haypersonas que han desarrollado estas capacidades de forma autnoma, no hay dudade que tambin se pueden aprender a partir de procesos de enseanza.


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La ideologa tambin condiciona fuertemente el desarrollo de la profesin. Lascreencias, los valores y los ideales influyen en la seleccin de los contenidos quese priorizan, en el tipo de atencin a los alumnos con dificultades de aprendiza-je o que no quieren aprender, en la potenciacin del trabajo cooperativo o de lacompetencia, en la finalidad que se da a la evaluacin, en la apuesta por mto-dos innovadores o por los tradicionales, etc. La enseanza no es neutra.

La formacin necesaria para ejercer con competencia la profesin de ensearCiencias es pues compleja. Es evidente que se necesitan conocimientos cientficosslidos en relacin con los contenidos a ensear, as como conocimientos didcticostanto de tipo terico como prctico. Estos conocimientos didcticos son a su vez sn-tesis de campos de estudio muy diversos (figura 1.1), ya que para la formulacin desus conceptos se parte, entre otros, de:

Cada una de las disciplinas cientficas, que tienen una problemtica y unaestructura especfica.

La Historia y la Epistemologa de la Ciencia, que explican la gnesis, el desa-rrollo y la evolucin del conocimiento cientfico.

La Psicologa de la Educacin que aporta el conocimiento sobre cmo apren-den los individuos.

Figura 1.1. La Didctica de las Ciencias: un campo de estudio multidisciplinar.


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La Pedagoga, que profundiza en el anlisis de las relaciones entre enseanzay aprendizaje en el marco de las instituciones educativas y fuera de ellas.

La Sociologa, que aporta el anlisis de los factores sociales en la construccindel saber, as como conocimientos acerca de la interdependencia entre Cien-cias y Sociedad, y entre Sociedad y Educacin.

La Sociolingstica, que aporta el conocimiento sobre las caractersticas deldiscurso de la ciencia y en el aula.

Las Ciencias de la Comunicacin, ya que la educacin es fundamentalmen-te un proceso comunicativo.

La Didctica de las Ciencias no se puede reducir a una simple yuxtaposicin osuma de conocimientos provenientes de estas disciplinas sino que, fruto de la inter-relacin entre ellas con el objetivo de resolver el problema de ensear ciencias, se con-figura como un campo de conocimiento especfico.

Pero aprender a ensear Ciencias no consiste en conocer unas ideas para apli-carlas tal cual. Por un lado, porque no existen (ni existirn) reglas generales aplica-bles a cualquier situacin. Por otro lado, porque, al ser la enseanza una profesinque todos los profesores han experimentado como estudiantes, todos ellos tienen suspropios puntos de vista o modelos sobre cmo es mejor ensear Ciencias, e inclusoqu tcnicas y recursos aplicar. Generalmente, estos modelos responden a proble-mticas de enseanza que no se corresponden con la realidad actual de la escuela,por lo que muchas veces la formacin implica cambiarlos.

El aprendizaje de la profesin de ensear Ciencias comporta, pues, reconstruircrticamente los propios puntos de vista sobre la ciencia, sobre su aprendizaje y sobresu enseanza, revisar los valores que los sustentan y desarrollar un buen nmero dehabilidades que posibiliten tomar las decisiones de enseanza ms adecuadas a lasnecesidades de unos determinados alumnos y alumnas.

1.4. Objetos de estudio de la Didctica de las Ciencias

El problema bsico que se plantea la Didctica de las Ciencias es cmo ensearCiencias significativamente, es decir, cmo promover que la cultura cientfica gene-rada a travs de los siglos pueda ser comprendida por la poblacin, se sepa aplicar yse pueda continuar generando. Ello implica, fundamentalmente, responder a las cua-tro preguntas que configuran el currculo: qu ensear?, cundo ensear?, cmoensear?, y cmo evaluar los resultados?

Se podra pensar que para responder a estas preguntas slo es necesario disearun proyecto, comprobar su validez y aplicarlo en todas las aulas y en todo momen-to (slo si la ciencia vara, debera variar el diseo). Sin embargo, las situaciones de


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enseanza-aprendizaje son muy distintas y cambiantes, por lo que es difcil llegar adecidir cul o cules de los factores de los que depende un aprendizaje son los mssignificativos. Ms bien actan interrelacionndose de forma que el sistema evolu-ciona a partir de todos ellos. En cada grupo-clase y en cada aprendizaje influyen, ade-ms del tipo de contenido a ensear y de las caractersticas del grupo, variables comoel tiempo y el material disponible, el espacio, qu se ha hecho en la clase anterior, elhorario, el tiempo atmosfrico, las caractersticas de la escuela y del equipo de pro-fesores, etc., por lo que unas mismas actividades de aprendizaje pueden dar lugar aresultados muy diversos.

En consecuencia, tal como sealan Johsua y Dupin (1983), las leyes de la didc-tica que se puedan enunciar se refieren ms a las cosas que no pueden suceder (cons-tricciones) que a las que deberan suceder (prescripciones). La bsqueda de estas cons-tricciones conlleva una reflexin en distintos campos, especialmente en relacin a(figura 1.2):

a) La ciencia a ensear.b) Cmo los estudiantes aprenden Ciencias.c) Cmo el enseante debera actuar.

a) La ciencia a ensear, las distintas disciplinas cientficas llamadas tambin Cien-cias de la Naturaleza, son el punto de partida y condicionan la respuesta a las otraspreguntas. Anteriormente, se pensaba que la ciencia de referencia daba directamen-te la respuesta a la pregunta sobre qu ensear? y a todo el problema de la ensean-za cientfica, ya que se opinaba que con saber de la materia, bastaba. Pero los conoci-mientos que se ensean no son nunca exactamente los de la ciencia experta, por loque se puede hablar de una ciencia escolar, resultado de procesos de transposicindidctica. La Didctica de las Ciencias tiene como finalidad analizar los criterios ylas constricciones que hay detrs de las distintas transposiciones didcticas aplicadasen libros de texto y en las aulas, criterios que se han de conocer para poder tomardecisiones.

Adems, para poder responder a la pregunta sobre qu ensear, se debe profun-dizar en el para qu ensear ciencias. La democratizacin de la sociedad y los cambiossociales y econmicos han hecho que esta pregunta tenga respuestas muy distintas alas que se daban hace relativamente pocos aos. El objetivo de la enseanza de lasCiencias ya no es solamente preparar a los que en el futuro sern estudiantes uni-versitarios de ciencias, sino a todos los ciudadanos en general, por lo que se tienenque revisar a fondo planteamientos tradicionales.

Cualquir propuesta que se haga tiene que profundizar en la visin de ciencia impl-cita, qu se entiende por esta forma de cultura y cmo se genera. Los estudios sobreEpistemologa de la Ciencia ponen en cuestin los puntos de vista positivistas que,


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en cambio, son la base de muchos programas de ciencias. Por ello, los modelos deenseanza de las Ciencias innovadores tienen que plantearse su grado de coherenciacon los modelos epistemolgicos vigentes.

Estas temticas se desarrollan en la parte I de este libro.

b) Cmo los estudiantes aprenden Ciencias, es decir, cmo influye en la cons-truccin de su conocimiento cientfico la forma de percibir los hechos, sus razona-mientos, sus sentimientos y actitudes, las interacciones con otras personas y con lacultura, su contexto, etc.

Anteriormente, se pensaba que, si se proporcionaba al estudiante una buena infor-macin y observaciones estimulantes (y si l o ella se aplicaban en el estudio), el saberse construa sin ninguna dificultad. Pero hoy sabemos que la apropiacin del cono-cimiento cientfico establecido a lo largo de siglos no es un proceso tan simple, nitan lineal. Las personas construyen, al margen de la escuela, ideas de sentido comno ideas alternativas, y la apropiacin del conocimiento cientfico requiere llevar a caboreestructuraciones en la forma de pensar que no son espontneas ni fciles.

Para aprender Ciencias se necesita cambiar las formas de percibir los fenmenos,de hablar sobre ellos, de razonar, e incluso de sentir. Entre las condiciones que pue-den favorecer estos cambios y reestructuraciones es importante destacar las que tie-nen que ver con los procesos de autorregulacin, ya que es el propio alumno el queha de aprender a reconocer las incoherencias y a regularlas.

Estas temticas se desarrollan en la parte II de este libro.

c) Cmo ensear para favorecer el aprendizaje de las Ciencias y, por tanto, quactividades promover y por qu.

Los alumnos construyen sus ideas de ciencia a partir de su actividad, que sin dudaha de ser coherente con la actividad cientfica. Por ello, no tienen sentido los mode-los basados slo en la explicacin del profesorado y en la realizacin de ejercicios deaplicacin. Para aprender, el alumnado debe y puede llevar a cabo un gran nmerode tareas diversas, y el profesorado ha de conocer muchas tcnicas y recursos. Peroestas actividades se han de seleccionar, organizar y secuenciar en funcin de criteriosfundamentados en modelos didcticos. No existe un modelo de enseanza que sepueda aplicar de forma que queden garantizados unos buenos resultados. Se sabe, encambio, qu ideas y prcticas no sirven.

Por su especificidad en la enseanza cientfica, las actividades de tipo experi-mental y de resolucin de problemas son objeto fundamental de la investigacin enDidctica de las Ciencias. Pero, para ensear, tambin se debe profundizar en la fun-cin de las explicaciones del profesorado, en cmo utilizar los recursos informticosy audiovisuales o en el inters de distintos instrumentos didcticos.


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Figura 1.2. Ensear Ciencias en la ESO.


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Entre las actividades que los estudiantes llevan a cabo a lo largo de su aprendi-zaje son especialmente importantes las de evaluacin, tanto desde el punto de vistade su funcin de deteccin y regulacin de dificultades y errores, como del conoci-miento de los resultados de los procesos de aprendizaje y de enseanza. Las decisio-nes que toma el profesorado en relacin a ellas condicionan fuertemente todo elaprendizaje de sus alumnos.

Por ltimo, tambin es objeto de estudio de la Didctica de las Ciencias todo loreferido a la gestin del aula y a la organizacin del trabajo para atender a la diversi-dad de intereses y de necesidades. El clima del aula es un condicionante muy impor-tante del aprendizaje, y para ensear ciencias es necesario tomar decisiones que favo-rezcan la institucionalizacin de formas gratificantes de comunicacin y de trabajo.

Estas temticas se desarrollan en la parte III de este libro.


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Parte I

Qu ciencia ensear?

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En torno a esta pregunta hay un debate abierto entre personas dedicadas a laFilosofa, Historia de la Ciencia, Sociologa del conocimiento, Psicologa cognitiva e,incluso, a la Didctica de la Ciencia, las cuales han elaborado diferentes respuestas apreguntas del tipo: Cmo se genera la ciencia? Cmo se sabe que un determinadoconocimiento es cientfico y otro no? Qu relacin hay entre la observacin y la teo-ra, y entre la experimentacin y el descubrimiento del conocimiento?

Este tipo de cuestiones interesan al profesorado tanto para tomar concienciasobre qu es lo que ensea, como para reflexionar sobre las posibles relaciones entrela gnesis del conocimiento cientfico a lo largo de la historia y en los propios estu-diantes.

Toda persona tiene su propia visin de la ciencia, generalmente implcita, y rara-mente toma conciencia de ella ni duda de su posible idoneidad. Sin embargo, el cono-cimiento de lo que es la ciencia ha evolucionado a lo largo de los siglos, y no se corres-ponde demasiado con las ideas de la mayora de la poblacin. Por ello, es importanteque los enseantes tengan un conocimiento de los diversos puntos de vista actualesy, en funcin de ellos, reconozcan la complejidad de la ayuda que el alumnado nece-sita para poder aprender Ciencias.

2.1. Ideas espontneas en relacin con la naturaleza de la ciencia

En un anuncio en televisin sobre detergentes aparece un seor con una batablanca en un ambiente de laboratorio. El personaje dice que un determinado pro-ducto lava ms blanco y ha habido experimentos que lo demuestran. Qu visinde la ciencia se oculta tras dicho anuncio? Se podra inferir que el anuncio no enga-

2Cul es la naturaleza

de la ciencia?

a porque se corresponde con una ciencia verdad, demostrada por la experimen-tacin y enunciada por un hombre casi nunca por una mujer, y no est influen-ciado por nada que no est avalado por la ciencia.

Esta visin, aunque estereotipada, coincide bastante con la idea ms extendidade las caractersticas del conocimiento cientfico. Como puede verse, asocia concep-tos, procedimientos o formas de trabajo y valores, y se refleja constantemente en losmedios de comunicacin, en las conversaciones, en el trabajo y en la escuela.

2.1.1. Cul es la visin de la ciencia que tienen los profesores de Ciencias?

Los profesores no son ajenos a estas ideas espontneas. Numerosos estudios demues-tran que, cuando se pregunta al profesorado sobre su concepcin de ciencia, las res-puestas revelan un modelo bsicamente emprico (la observacin y la experimentacines la que genera el conocimiento), muy vinculado a la idea de objetividad en la recogi-da de datos y a la existencia de un mtodo de trabajo: el mtodo cientfico. As, porejemplo, se dice que la ciencia es la bsqueda de la verdad a travs de la observacin yel anlisis de los fenmenos naturales, o que la ciencia se ha de basar en hechos com-probados. O bien que la ciencia es probar hiptesis utilizando el mtodo cientfico.

Estas ideas se correlacionan a menudo con la visin idealizada sobre cmo debe-ran ser unas buenas clases de Ciencias. Por ejemplo, una parte de los futuros profe-sores escriben:

Para m, una buena clase de Ciencias es aquella en la que los alumnos obser-van cosas que suceden en su entorno, se plantean preguntas e investigan cmo darrespuesta a estas preguntas. Todo ello con la ayuda del profesor y consultandolibros, no slo los de texto. Pienso que es muy importante motivar a los estudiantesrespondiendo a sus preguntas utilizando palabras que entiendan y explicando conla ayuda de muchos ejemplos y ancdotas... (Carles, CAP, CCNN).

El dibujo de un futuro profesor, reproducido en la figura 2.1, refleja tambin estepunto de vista. En l se puede comprobar su idea de que el conocimiento se generaobservando supone que, mirando con una lupa, los alumnos descubrirn que algoes un ser vivo y que, consecuentemente, su funcin bsica como profesor ser la deanimador de la observacin y la experimentacin. La funcin de las teoras en la gne-sis del conocimiento cientfico no se tiene en cuenta. Aunque esta estudiante ya haodo hablar de las ideas previas, incorpora esta nocin a su esquema sin cambiarsu visin de la ciencia (las ideas previas las debe tener en cuenta el profesor al ense-ar, pero no influyen en el resultado de las observaciones que se estimula que reali-cen los alumnos).

Parte I: Qu ciencia ensear?

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Figura 2.1. Ideas espontneas sobre cmo ensear Ciencias.

Por otro lado, en las clases de la mayora del profesorado de Ciencias se obser-va que distan mucho del modelo preconizado verbalmente. Generalmente, se basanen la transmisin de un conocimiento que se da como indiscutible, y la funcinde la observacin y de la experimentacin es slo comprobar la verdad explica-da (figura 2.2). Los futuros profesores idealizan este tipo de clases cuando escri-ben:

En una clase de Ciencias, primero que todo, debera haber una parte teri-ca en la que el profesor diera unas bases para que el alumno pudiera realizar unaparte prctica. En esta primera parte, el profesor no debera dictar la leccin sinoexplicar de una forma ordenada y con esquemas claros y precisos los conceptosque puedan ser de utilidad para el alumno [...]. Una vez vista la parte terica, fal-tara una segunda parte de tipo prctico, donde los estudiantes pudieran ver apli-cado lo que antes se ha explicado [...] (Joan, CAP, FQ).

Captulo 2: Cul es la naturaleza de la ciencia?

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Tanto en la verbalizacin de la clase ideal como en la prctica de aula, subyaceuna imagen comn de la ciencia basada en determinados principios, que se analizancrticamente ms adelante en este texto, como los siguientes:

El conocimiento cientfico no es problemtico, es neutral, y no est influen-ciado por las ideologas u otros factores sociales.

La ciencia provee respuestas correctas sobre los fenmenos de la naturaleza, todoaquello que es aceptado como cientfico es verdadero, exacto e infalible.

El conocimiento cientfico se ha descubierto a travs de la experimentacin.A partir de ella se generan las explicaciones o teoras que se reproducen en loslibros de texto.

Para escoger entre la interpretacin correcta y la incorrecta de los fenmenosnaturales se necesita aplicar un razonamiento de tipo lgico en funcin de losdatos objetivos recogidos. Las teoras son fruto de la racionalidad humana.

El conocimiento cientfico es un tipo de conocimiento superior a todos losdems, propio slo de las mentes ms privilegiadas.

Figura 2.2. Modelo de clase magistral.

Estos planteamientos, aunque poco explcitos, se pueden identificar mayorita-riamente en las propuestas didcticas elaboradas para ensear Ciencias. Muchas vecesse aplican nuevas metodologas e instrumentos sin poner en cuestin la visin quese tiene sobre la ciencia, con lo que los cambios son slo superficiales. Por ello, inno-var en la enseanza de las ciencias pasa necesariamente por la revisin de las ideassobre qu es la ciencia.

En el cuadro 2.1 se proponen algunas cuestiones para identificar la propia visinde la ciencia.


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Cuadro 2.1. Cuestionario sobre la visin de la ciencia.

Cul es nuestra visin de la ciencia?

1. Cmo explicar que antes de Coprnico los astrnomos dijeran que el Sol daba vueltasalrededor de la Tierra y, despus de l, opinaran lo contrario?

2. Antes de la revolucin del siglo XVII la astrologa y la alquimia estaban integradas en lasciencias acadmicas oficiales, pero despus fueron refutadas porque se considerabanseudociencias. Qu argumento puede explicar mejor este hecho histrico?:

a) Por aquel entonces la ciencia todava no estaba basada en la observacin y la experi-mentacin.

b) En aquel momento los prejuicios, las supersticiones y las expectativas irracionales toda-va dominaban el pensamiento de la gente corriente e incluso la de los cientficos.

c) Cada poca tiene su propia ciencia, sus referentes culturales, sus criterios cientficospara describir e interpretar fenmenos.

d) De hecho la astronoma y la qumica modernas son el producto de la antigua astrolo-ga y alquimia. El paso de unas a otras fue gradual.

e) La astrologa y la alquimia todava no eran ciencias: la ciencia naci precisamenteen el siglo XVII a raz de la revolucin cientfica.

f) El progreso cientfico implica que se cambien los intereses y se tengan diferentes sen-sibilidades hacia tipos de fenmenos particulares. La gente olvida las prcticas tradi-cionales que han demostrado su efectividad durante mucho tiempo.

g) Otro punto de vista: ..................................................................................................

3. Cules de las siguientes afirmaciones pueden ser aceptadas como pertenecientes al dis-curso cientfico? Cmo justificamos nuestra respuesta?:

a) Las mujeres que han nacido bajo el signo de escorpin tienden a ser agresivas.b) La suma de los ngulos del interior de un tringulo es 180.c) El desarrollo de los seres vivos se puede explicar con el principio vital.d) El servicio meteorolgico ha dicho que el prximo fin de semana llover.e) El inconsciente es un concepto que explica la conducta humana.f) Es mejor embotellar vino los das de Luna llena.g) La inteligencia est determinada genticamente.h) La evolucin de los seres vivos se debe a mutaciones accidentales y a la consiguiente

seleccin natural.

4. De entre los siguientes factores, cules consideramos que tienen ms importancia en laevolucin del conocimiento cientfico e inducen a cambios radicales en la manera comolos cientficos describen o explican los fenmenos?:

a) El descubrimiento de nuevos datos empricos.b) Cambios en el contexto socioeconmico.c) Cambios en el contexto cultural.d) Mejoras tecnolgicas.e) Factores psicolgicos, irracionales, metafsicos.f) Crticas racionales sobre las limitaciones de las anteriores concepciones.

5. Entre los siguientes adjetivos, qu grupo de 5 (y no ms) escogeramos como los que mejorcalifican el conocimiento cientfico: cierto, aproximado, probable, riguroso, emprico, obje-tivo, coherente, til, demostrable, subjetivo, verificable, terico, crtico, sistemtico, racio-nal, poderoso, imparcial, intuitivo, convencional, lgico.

Fuente: Adaptado de M. Vicentini, 1996.


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2.1.2. Y el alumnado, qu visin tiene de la ciencia?

Los estudiantes tambin tienen su propia visin de la ciencia y de los cientficos,que es fruto tanto de la enseanza recibida en la propia escuela como del hecho devivir en un contexto en el que priman concepciones de la ciencia muy estereotipa-das. La escuela, normalmente, tiende ms a reproducir estas concepciones que a reno-var y a construir otros puntos de vista.

Las descripciones y dibujos del alumnado sobre una persona dedicada a la cien-cia (mayoritariamente slo se piensa en hombres), ilustran bastante sobre la percep-cin que tienen de su trabajo. Sorprende cmo estudiantes de 2.o de ESO verbalizanpuntos de vista como (Tarn y Sanmart, 1998):

Un cientfico es una persona muy inteligente y bastante seria en su trabajo.Va vestida con una bata blanca y tiene instrumentos. Normalmente trabaja en unahabitacin solo y no le gusta salir a divertirse. Es una persona con mucha pacien-cia y con mucho cuidado de las cosas (Esther, 14 aos).

La persona cientfica es de constitucin poco fuerte, no muy alta. De pelo cor-to y de unos 50 aos. Es un poco tmido y le gusta que le pregunten las cosas quesabe. Tiene un buen nivel de sabidura y normalmente va vestido con una batablanca (Marta, 12 aos).

Yo al cientfico me lo imagino rubio con los ojos como platos y de color negro,las cejas juntas y de raza blanca. Un hombre alto y delgado. Sera un poco calvo, conbigote. Por ltimo tendra ms de 45 aos y sera muy intelectual (Vctor, 14 aos).

De la misma forma son significativos los valores que asocian al trabajo en el cam-po de la ciencia:

Un cientfico tiene que ser paciente, porque, si al principio no le sale el expe-rimento que est haciendo, no lo tiene que dejar y decir que no se puede hacer,sino tener paciencia y si es necesario hacerlo las veces que haga falta.

Creo que un cientfico tiene que ser trabajador porque este oficio no tienehorarios y, aunque sea muy tarde, debe saber que no puede dejar a medias el tra-bajo que est haciendo y lo tiene que acabar.

Ha de ser un persona con inters por mejorar lo que est haciendo y tiene quetener inters por descubrir frmulas nuevas que ayuden a la humanidad (Laura,13 aos).

En general, estas percepciones estn muy arraigadas y constituyen uno de los obs-tculos que dificultan el aprendizaje del alumnado. Un enseante que quiera plan-tear otros puntos de vista se encuentra a menudo con resistencias difciles de afron-tar. Por ejemplo, los estudiantes creen que:


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Figura 2.3. Imagen ms extendida que los alumnos tienen sobre un profesor de Ciencias.

Las Ciencias, especialmente la Fsica y la Qumica, son un conocimiento muydifcil, al alcance slo de los ms capacitados de la clase.

Lo que dice el libro de texto (y lo que dice el profesorado) es una verdadindiscutible, que hay que saber repetir tal cual.

Las ciencias son un conjunto de frmulas, ecuaciones y trminos que no tie-nen nada que ver con la vida cotidiana. Sirven slo para aquellas personas quedeseen continuar estudiando Ciencias.

La experimentacin y la teora son dos actividades totalmente diferencia-das. Lo que se observa es real, fiable y nos dice cmo suceden los fenme-nos. Lo que se piensa, en cambio, son cosas ideadas por los cientficos quees necesario conocer para entrar en su mundo (y para aprobar), pero que notiene demasiada relacin con los hechos observados.

La ciencia est formada por un conjunto de compartimentos poco relaciona-dos entre s: Fsica, Qumica, Biologa y Geologa, y a su vez: mecnica, pti-ca, teora atmica, qumica orgnica, gentica, botnica, petrografa...


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Conseguir que los estudiantes aprendan ciencia comporta a menudo cambiar suconcepcin de qu es ciencia y cmo se aprende. Sin este cambio, todo aquello quese hace en el aula puede no tener sentido para los alumnos. As pues, una finalidaddel trabajo del profesor o profesora ser promover que los estudiantes duden acercade sus concepciones que, por otro lado, generalmente son implcitas. En el cua-dro 2.2 se reproduce una actividad planteada en el contexto de una unidad didcti-ca orientada al aprendizaje de los valores de la ciencia.

Cuadro 2.2. Actividad de aprendizaje de los valores de la ciencia.

Imagen de la ciencia en nuestro contexto

En una clase de 2.o de ESO, en la que los estudiantes trabajaban sobre los valores aso-ciados a la ciencia, una de las actividades consisti en elaborar una encuesta para saber culera la imagen que sus familiares y vecinos tenan de la ciencia.

La discusin sobre los resultados y sobre sus propios puntos de vista fue una de las acti-vidades planteadas por la profesora para promover que el alumnado tomara conciencia deciertos estereotipos acerca de la ciencia y de posibles alternativas.

Encuesta elaborada

1. Si una cosa la dice una persona cientfica, es cierta?2. Si una persona cientfica dice que un detergente limpia ms blanco que otro, seguro que

es cierto?3. Lo ms importante de una persona cientfica es hacer experimentos en el laboratorio?4. Lo que hay escrito en un libro de ciencias es siempre verdad?5. La astrologa es una ciencia que nos ayuda a entender cmo somos?6. La serie televisiva Expediente X es una serie cientfica?7. La ciencia es responsable de los problemas ambientales?8. La ciencia permite mejorar la calidad de vida?

Fuente: Tarn y Sanmart, 1998.

2.2. Qu sabemos sobre la naturaleza de la ciencia?

Los cientficos estn acostumbrados a tratar con la duda y la incertidumbre. Todoconocimiento cientfico es incierto. Esta experiencia con la duda y la incertidumbrees importante. Creo que tiene mucho valor, un valor que se extiende ms all de lasciencias (Richard Feynman, Qu significa todo eso. Crtica, 1999: 37).

En los ltimos aos se han escrito numerosos libros y artculos que analizan las dife-rentes posiciones en relacin con la naturaleza de la ciencia. Se pueden encontrar muchas


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clasificaciones, todas ellas interesantes. Para los objetivos de estas reflexiones nos ha pare-cido til partir de la propuesta de Duschl (1994) que, al analizar la evolucin de las dis-tintas concepciones de ciencia, diferencia entre los puntos de vista tradicionales, la Nue-va Filosofa de la Ciencia y el giro cognitivo en la Nueva Filosofa de la Ciencia.

A) Los puntos de vista tradicionales

Se consideran puntos de vista tradicionales de la naturaleza de la ciencia aque-llos que asocian la gnesis del conocimiento cientfico a la observacin-experimen-tacin y/o a la racionalidad del pensamiento humano.

Son posiciones empiricistas y lgicas que se fundamentan, por un lado, en laseparacin entre las observaciones y las teoras y, por el otro, en el papel de la lgicaen la justificacin de las observaciones.

Ya en el siglo XVII el debate estaba centrado entre los empiristas y los racionalistas.Ambos consideraban que la naturaleza humana tena algo que permita progresar enel conocimiento. Bacon (1561-1626), considerado como el padre de los empiristas,defenda que la ciencia avanzaba gracias a la capacidad del hombre para observar a tra-vs de los sentidos, a la posibilidad de hacer observaciones objetivas e inducciones.

Descartes (1596-1650), en cambio, en su Discurso del mtodo defiende la capa-cidad humana de pensar como el verdadero motor del progreso en el conocimiento.Considera que a travs de razonamientos lgicos, combinando juicios o proposicio-nes, se puede llegar a los cimientos del conocimiento. Si una persona razona cuida-dosamente, estos juicios llegan a ser verdaderos. Un ejemplo clsico de esta forma dellegar al conocimiento es la geometra euclidiana, en la que se parte de axiomas como,por ejemplo, el famoso dados dos puntos, slo se puede dibujar una lnea recta que losuna, de los cuales se deducen todos los teoremas. Aun as, es interesante constatarque casi toda la fsica racionalista de Descartes result ser falsa.

Un nuevo paso, y muy fundamental, en la discusin sobre cmo se genera la cien-cia lo dio Galileo (1564-1642) con su propuesta de realizacin de experimentos. Enun experimento se crea una situacin artificial en la que se observan regularidadesque se identifican como leyes cientficas. Es decir, se parte de una hiptesis deduci-da de teoras previas y se hacen observaciones en las que se seleccionan y combinanunas variables, las que se consideran significativas, y se descartan otras. As, por ejem-plo, para estudiar el fenmeno de la cada de los cuerpos, Galileo prescinde del roza-miento del aire, es decir, crea unas condiciones ideales para estudiar el fenmenoignorando una variable que, en cambio, cuando se experimenta en condiciones natu-rales, siempre est presente.

Por tanto, en el mtodo experimental no slo deben hacerse observaciones obje-tivas, sino que deben ser apropiadas al objeto del estudio. Estos experimentos tam-


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bin pueden ser mentales, es decir, pueden desarrollar razonamientos sobre lo queocurrira si se hiciesen. De hecho, se cree que buena parte de los experimentos dise-ados por Galileo fueron de este tipo, y en sus escritos los analiza como base de laargumentacin de sus conclusiones.

A principios del siglo XX, despus de una poca en la que emergieron un gran nme-ro de nuevas teoras que significaban cambios importantes en relacin con los plantea-mientos anteriores (como la teora de la evolucin, los estudios en el campo de la ter-modinmica, la teora cintico-molecular, etc.), los filsofos adscritos al llamado Crculode Viena promovieron la corriente conocida como positivista. Pretendan desarrollarreglas lgicas consistentes que permitieran decidir que unas afirmaciones tericas sederivan de unas determinadas afirmaciones observacionales. Estas reglas se sintetiza-ban en el llamado mtodo cientfico y se consideraba que si ste se aplicaba de formarigurosa se garantizaba que sus conclusiones seran incuestionables.

Fue el momento lgido de la ciencia, que llev a considerar que todo aquello quepudiera ser adjetivado como cientfico tena la patente de verdadero, de indiscutible.ste es an el punto de vista mayoritario entre buena parte de la poblacin.

B) La Nueva Filosofa de la Ciencia

La llamada Nueva Filosofa de la Ciencia surgi en los aos cincuenta al poneren duda, primero, la relacin entre la experimentacin y la gnesis de nuevas teorascientficas y, posteriormente, la racionalidad de la ciencia. La confrontacin entre,por un lado, una visin de la ciencia objetiva, racional y rigurosa y, por el otro, elestudio sobre cmo el conocimiento se ha ido generando realmente a travs de la his-toria, hizo surgir numerosos interrogantes.

La idea bsica desarrollada fue que el conocimiento cientfico est condicionado porlas perspectivas tericas de los que investigan o de la comunidad de investigadores.

Aun as, se pueden encontrar diferentes aproximaciones. Por ejemplo los episte-mlogos, que continan defendiendo la racionalidad, con diferentes variantes, comomotor del progreso de la ciencia. ste es el caso de Popper, Lakatos o Laudan. O bienlos que, como Kuhn, opinan que los cambios son fruto bsicamente de condiciona-mientos sociales. Incluso hay quien considera, por ejemplo Feyerabend, que no hayningn indicio de racionalidad ni ningn mtodo en el progreso de la ciencia.

Los falsacionistas, entre los que se cuenta tambin Karl Popper, admiten que laobservacin es guiada por la teora y la presupone, pero que se puede decidir racio-nalmente si una teora es mejor que otra:

Las teoras se constituyen como conjeturas o suposiciones especulativas y pro-visionales que el intelecto humano crea libremente en el intento de solucionar los


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problemas con que tropezaron las teoras anteriores y de proporcionar una expli-cacin adecuada del comportamiento de algunos aspectos del mundo. Una vezpropuestas las teoras especulativas han de ser comprobadas rigurosa e implaca-blemente por la observacin y la experimentacin. Las teoras que no superan laspruebas observacionales y experimentales deben ser eliminadas por otras conjetu-ras especulativas... Slo sobreviven las teoras ms aptas. Aunque nunca se puedadecir lcitamente que una teora es verdadera, se puede decir con optimismo quees la mejor disponible, que es mejor que cualquiera de las que han existido antes(Alan Chalmers, Qu es esa cosa llamada ciencia? Siglo XXI, 1982: 58).

La clebre frase de Popper Mil experimentos no confirman una teora, uno solola hace falsa, ilustra este punto de vista. Es interesante comprobar cmo algunosalumnos tienden a pensar descartando afirmaciones antes que confirmndolas (va-se el cuadro 2.3). Estos estudiantes acostumbran a tener un buen nivel de xito ensu aprendizaje de la ciencia, por lo que se considera que es un tipo de pensamientoa promover en las clases de Ciencias. Por ejemplo, ser importante plantear las cues-tiones de forma que los estudiantes tengan que pensar en argumentos que contradi-gan una determinada afirmacin, ms que en otros que la confirmen.

Cuadro 2.3. Ejemplos de respuestas de estudiantes descartando opciones.

1. Mezclamos con agua un material en polvo de color gris y filtramos la mezcla. En el papelde filtro queda una sustancia de color negro y, despus de evaporarse el lquido filtrado,queda un residuo de color blanco. El material original de color gris, qu crees que era?

a) una mezcla b) un compuesto c) un elemento

Por qu has elegido esta respuesta?Respuesta: Porque si solamente filtrndolo ya se ha separado, no puede ser un com-

puesto, y si se obtienen cosas distintas no puede ser un elemento. Por tanto, seguramenteser una mezcla (2.o ESO).

2. Una pareja la familia Roca dice que en la maternidad se han confundido y que les handado un nio que es de otros padres la familia Pons.Tienen razn?(Se da el grupo sanguneo de la pareja Roca y de la pareja Pons y de los dos nios.)

Respuesta: Si el nio que tiene la familia Roca, con el grupo sanguneo O, fuera hijode la familia Pons, el nio tendra que haber heredado del hombre y de la mujer Pons unalelo i de cada uno, ya que el grupo O consta de dos alelos i recesivos, y en conse-cuencia no puede ser, ya que el hombre de la familia Pons tiene el grupo sanguneo AB, yen este grupo no consta ningn alelo i, por tanto no puede haber transferido ningn ale-lo i recesivo a su hijo. Si nos fijamos en la otra familia, la Roca, el hombre puede serheterozigoto con los alelos IA e i y la mujer, sin duda, tiene los alelos i,i, por lo cualcon toda seguridad puede ser su hijo. La familia Roca tiene razn.

Fuente pregunta 2: Pilar Garca, IES Joan Oliver, Sabadell, 1998.


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En las aproximaciones menos racionales de la Nueva Filosofa de la Ciencia, comoen el caso de Thomas Kuhn, tienen mucha importancia los estudios del campo dela Historia y de la Sociologa de la Ciencia, que ponen de manifiesto la relevancia delos factores sociales en el desarrollo cientfico. Desde este campo de estudio, se abor-da la influencia de factores econmicos, ideolgicos, de prestigio y de competenciaentre grupos de investigacin en la decisin sobre cules son los problemas objeto deavance cientfico y en la valoracin de los resultados que se van obteniendo.

Figura 2.4. Esquema clasificatorio de las escuelas de pensamiento en Filosofade la Ciencia (adaptado de Nussbaum, 1989).

El abandono de una teora por otra no se puede explicar slo por la realizacinde observaciones y experimentaciones ms cuidadosas y sistemticas, o por la falsa-


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cin de conjeturas. Una teora es ms que una suma de conceptos: es una estructu-ra. Adherirse a una nueva teora implica en cierta manera una conversin: influyeen la persona o grupo que intenta convencer (tanto o ms que sus argumentos), elfuturo que deja entrever, las posibilidades de trabajo..., lo cual no es ajeno al proce-so de aprender en el marco de un grupo-clase.

Es especialmente importante resaltar el cambio de perspectiva que representconsiderar el conocimiento cientfico como una construccin humana. Hasta esemomento se consideraba que la verdad exista y que los cientficos buscaban des-velarla y confirmarla. En cambio, los nuevos planteamientos introducen la idea deque la ciencia construye interpretaciones de los fenmenos, modelos (figura 2.4). Porello, se habla de una visin constructivista de la ciencia que, como veremos, entron-ca con las teoras constructivistas del aprendizaje y de la enseanza.

Esta nueva perspectiva sobre la ciencia ha conllevado y conlleva un intenso deba-te. Las preguntas que se debaten actualmente son del tipo: Cules son los condicio-nantes del desarrollo cientfico? Cmo se puede saber que una teora es mejor que otra?No hay nada racional en el proceso de generacin de la ciencia? Hasta qu punto lasteoras son instrumentos o invenciones humanas o son aproximaciones sucesivas a lanaturaleza?

C) El giro cognitivo en la Nueva Filosofa de la Ciencia

El giro cognitivo en la Nueva Filosofa de la Ciencia se ha desarrollado en losltimos aos, a partir del intento de preservar y comprender la racionalidad de laciencia.

Una teora cognitiva de la ciencia es la que intenta explicar cmo los cientficosutilizan sus capacidades cognitivas percepcin, control motor, memoria, imagina-cin y lenguaje para, interactuando con el mundo, construir la ciencia moderna.

Esta concepcin se basa, en cierto modo, en una visin evolutiva de la cienciaanloga a la evolucin biolgica (Giere, 1988). Los procesos cognitivos se relacionancon la evolucin de las teoras de forma similar a cmo los mecanismos genticos serelacionan con la evolucin de las poblaciones. La gentica condiciona la diversidadentre los organismos y la herencia, pero la supervivencia y la evolucin dependen delas condiciones ambientales. Asimismo, se puede hablar de diversidad de represen-taciones o de modelos cientficos y de herencia a travs de la transmisin cultural deestas representaciones, cuya supervivencia o evolucin tambin depende de factoressociales.

Se considera pues que las teoras y los modelos son construcciones humanas quese ajustan ms o menos a los hechos del mundo. Cada representacin proporcionauna perspectiva de dichos hechos, por lo que en cualquier caso siempre es parcial y


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algo imprecisa. Sin embargo, las personas organizadas alrededor de una comunidadcientfica son capaces de llegar a acuerdos sobre cules son los modelos que mejor seajustan a la realidad, cuando se mira desde una determinada perspectiva.

Se afirma, por tanto, que el ncleo de una teora cientfica no lo constituye unconjunto de axiomas o leyes sino un conjunto de modelos. Estos modelos son enti-dades abstractas idealizadas, definidas por sus afirmaciones, por modelos a escala fsi-ca o por medio de ecuaciones, grficos, diseos generados por ordenador, etc. Porejemplo, son modelos las ideas de cambio qumico, onda, ser vivo, ecosistema...La conexin con el mundo real se hace a travs de hiptesis tericas que aseveran lasimilitud entre el modelo abstracto y cualquier cosa del mundo real (figura 2.5).

Figura 2.5. Aproximacin de las teoras cientficas, basada en Modelos. Fuente: Giere, R. (1999).

Desde este punto de vista, los modelos se generan para dar respuesta a una for-ma de mirar la realidad ya que el ajuste modelo-realidad no es global, sino slo rela-tivo a aquellos aspectos del mundo que los modelos intentan capturar (Giere,1999:64). Del modelo se deducen preguntas y se hacen predicciones que se con-trastan con los datos provenientes de la experimentacin (figura 2.6). Por ello se pue-de afirmar que de alguna manera la realidad observada forma parte del modelo tan-to porque se genera en relacin a ella, como porque sta se observa a travs de l.

Para ayudar a entender dicho punto de vista es til analizar, tal como propone elmismo R. Giere, algunas propiedades de los mapas aunque obviamente no son lomismo que los modelos cientficos. Un mapa se refiere a una realidad, pero no exis-te un mapa autntico que reproduzca dicha realidad. La seleccin de las caracters-ticas a representar no depende slo del deseo, por parte de quien dibuja el mapa, deser objetivo y fiel a lo observado, sino tambin de otros criterios. Por ejemplo, de que


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Figura 2.6. Elementos de un informe cientfico. Fuente: Giere, R.

didactica de las ciencias en la educacion secundaria obligatoria - neus sanmarti.pdf

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