Existen diversos trabajos acerca de cómo el
ser humano construye conocimientos científicos. Se plantea
la hipótesis de que el desarrollo del pensamiento
científico puede ser dividido en tres grandes
períodos llamados: período preteórico,
período teórico restringido y período
teórico holistico. A lo largo de estos períodos se
puede construir pensamiento científico, entonces la
función del docente investigador es saber desencadenar y
fortalecer procesos cognitivos-formativos en los
estudiantes.
A. Período
preteórico
En este período se pueden distinguir dos
etapas. La primera de confusión entre descripción y
explicación, el estudiante es capaz de hacer descripciones
de objetos y sucesos, pero no es capaz de distinguir la
descripción de un suceso de su explicación. En la
segunda etapa, el estudiante es capaz de distinguir las
explicaciones de las descripciones y hace explicaciones
subjuntivas: explica un suceso mostrándolo como un caso
particular de una relación general. Esta etapa se denomina
como etapa de las explicaciones subjuntivas
B. Período teórico
restringido
Este período se compone de una etapa en la
que el estudiante hace explicaciones acudiendo a conceptos
teóricos y a relaciones entre leyes interconectadas
lógicamente. Pero estas explicaciones se mantienen
restringidas al campo relativo al fenómeno
explicado
C. Período teórico
holístico
Este período se compone de dos etapas. La
primera llamada de las explicaciones generales en la que el
estudiante es capaz de hacer explicaciones acudiendo a conceptos
teóricos y a relaciones entre leyes interconectadas
lógicamente, sin restringirse, como en el período
anterior, a las relaciones dentro del campo del fenómeno
explicado, sino por el contrario con la capacidad de establecer
relaciones entre este campo y otros campos dentro de la
disciplina, mostrando la capacidad de integrar el conocimiento
disciplinar mediante una teoría general . La segunda etapa
llamada de las explicaciones generales holísticas se
caracteriza por la capacidad que tienen los estudiantes de esta
etapa de hacer explicaciones generales como las de la primera
etapa de este período, pero además son capaces de
establecer relaciones entre las diversas teorías generales
disciplinares, conformando así una gran teoría
holística sobre el mundo de lo natural que se puede
integrar con una teoría holística sobre lo social
permitiéndole así tener una cosmovisión
gracias a la cual puede situarse a sí mismo en su mundo en
el contexto de un proyecto personal de vida.
4.4. La formación de los docentes de
ciencias
En la didáctica de las ciencias se identifican
tres tendencias de pensamiento que aunque pueden coincidir en
algunos aspectos, mantienen su independencia
conceptual[17]a saber:
1. La fundamentación teórica de la
didáctica de las ciencias
2. El aporte de la epistemología a los docentes
de ciencias
3. La recuperación de la práctica
profesional del docente en ciencias
Por dichas razones este trabajo contribuye a dimensionar
con mayor claridad el problema de la investigación en el
aula como un aporte a la innovación en la didáctica
de las ciencias y en especial de las ciencias exactas que se
instruye en los niveles de educación básica, con
proyección a la educación media y los primeros
semestres de educación superior, bajo la concepción
de unos parámetros expresados en:
1) El análisis de la
epistemología aplicada a la formación de
docentes en ciencias2) El análisis de las ideas de los
docentes de ciencias acerca de la naturaleza de la ciencia y
los procesos investigativos.3) La elaboración de un marco de
criterios y estructuración de contenidos de la
epistemología.4) Diseñar actividades didácticas
que faciliten la enseñanza de la epistemología
a los docentes en ciencias.
De lo contrario las instituciones educativas continuaran
improvisando modelos didácticos sin continuidad y sin
significado para la construcción autónoma de
conocimientos.
4.4.1. La Formación de Docentes
Investigadores
En los niveles básicos, medio y superior de la
educación colombiana se hace necesario perfilar un docente
investigativo que construya conocimiento científico y
tecnológico conjuntamente con sus estudiantes y este
proponiendo nuevos problemas que permitan ir estructurando una
visión del método científico en cada nivel
de estudios.
No es nada novedoso para los pedagogos la
investigación desarrollada por JEAN PIAGET a fin de
conocer las formas en como el niño, de una manera
secuencial y progresiva, va estructurando su mete cognitiva y va
desarrollando sus habilidades psicomotrices. En este caso se
postula la necesidad de ir estructurando, a través del
proceso educativo, una mente científica en el niño,
que se vaya desarrollando progresivamente y este apuntando
permanentemente y de una manera continuada a la solución
de problemas en contexto. Para este propósito no
sólo se requiere del docente o del didacta experto en la
transmisión comunicativa sino del docente investigador
tanto en el territorio disciplinar como en el terreno
pedagógico, un docente que oriente al niño hacia la
adquisición de habilidades investigativas y que
simultáneamente vaya sistematizando la experiencia
educativa e investigativa de su labor pedagógica,
aquí surge la ruptura con la dicotomía y la
síntesis de las acciones educativas y la reflexión
pedagógica.
A medida que aumenta el nivel escolar es necesario, en
la iniciación del conocimiento científico y
tecnológico, y de una manera determinante y definitiva,
romper con la tradición de los libros de texto, con los
estándares educativos, con la clase tradicional
transmisionista y verbalista y la relación frontal y
vertical Docente – estudiante, para acometer o abordar la ciencia
y la tecnología desde una práctica cotidiana
conducente a la construcción clara y verídica de
los conocimientos científicos o por lo menos de los
fundamentos disciplinares para ir abriendo la posibilidad de
estructurar un conocimiento interdisciplinar aplicado a la
realidad y al contexto.
Desde esta óptica, el niño, el joven y el
adulto, dentro del esquema moderno de la educación
permanente y continuada, deben transformarse en investigadores
estructurados de su propio conocimiento.
Con relación al ámbito universitario de la
educación superior se resaltan algunos apartes del texto
de MARCO PALACIOS a propósito de la reforma de la
Universidad Nacional de
Colombia[18]"….Para realizar la
misión actual de la Universidad Nacional, habremos de
pasar de una manera más resuelta a la universidad
investigativa, sin abandonar los elementos positivos, pertinentes
y vigentes de la universidad profesional" y en el mismo
documento "La investigación, que es una de las
funciones de la universidad, no solamente tiene el
propósito de servir a la economía y a la sociedad
en su conjunto, sino también a incrementar la
crítica y a partir de ella la creatividad" y en otro
aparte del mismo documento "……Hoy la
investigación es una actividad profesional y vital. En
este camino se ha hecho el aprendizaje básico de los
vínculos que deben mediar entre la investigación y
la docencia".
Existen varios enfoques y apreciaciones sobre la
investigación científica, aplicada a las ciencias
naturales, uno de esos enfoques aborda la investigación
desde la óptica de las ciencias y las tecnologías
de punta cuya investigación contribuye y aporta nuevos
conocimientos a los temas abordados, otro enfoque aborda la
investigación desde la aplicabilidad a problemas concretos
en un contexto determinado. Aquí, en esencia, se busca es
erigir la investigación como modelo educativo bajo la
premisa de que sólo aquello que el ser humano investiga y
constata en la práctica es lo que realmente aprende y sabe
y a la vez es el punto de partida para la estructuración
de conceptos científicos aplicables a la
tecnología.
Por esta razón no se acepta que el estudiante de
los países subdesarrollados como Colombia, sólo
tenga contacto con la investigación y sus métodos
en los niveles de postgrado y doctorado, sino que debe ser una
práctica estructurante desde preescolar.
4.4.2. El lenguaje científico y
la enseñanza de las ciencias naturales
Generalmente el profesor de ciencias utiliza
prematuramente en su clase lenguajes formalizados y modelos. Las
ciencias naturales por ser ciencias factuales están
referidas a las cosas, eventos y procesos del mundo natural. Sus
proposiciones, escritas en general en un lenguaje técnico
o formalizado describen, en forma directa o indirecta,
propiedades o relaciones entre entes físicos. Si un
profesor de biología y/o química lee la
ecuación:
Figura 5 – Reacción
química de la fotosíntesis
Sabe perfectamente que ella representa el proceso de la
fotosíntesis mediante el cual por cada molécula de
glucosa (C6H12O6) que se sintetice, se liberan seis (6)
moléculas de gas oxígeno (O2) y para ello se
requiere que se combinen seis (6) moléculas de
dióxido de carbono (CO2) con seis (6) moléculas de
agua (H2O) en presencia de la luz y de la clorofila.
Pero mucho antes de que se pudiera expresar esta
ecuación utilizando la sintaxis y los símbolos
químicos y matemáticos, era posible referirnos a la
fotosíntesis en un lenguaje natural a través del
castellano o de cualquier otro idioma o dialecto.
Toda persona para comunicarse utiliza un lenguaje
natural: palabras, señales, símbolos, orales o
escritos, gesticulaciones, que cuando están codificados y
estructurados conforman un sistema de expresión verbal
(lengua) utilizado para designar tanto propiedades como
relaciones, entre otras cosas. El proceso natural es que toda
aserción o concepción acerca del mundo se exprese
primero en un lenguaje natural; esta expresión, y muchas
otras, van siendo depuradas, simplificadas, precisadas y
relacionadas con la ayuda de un sistema simbólico que poco
a poco se va convirtiendo en el lenguaje formalizado propiamente
dicho y que en muchos casos, se compendia en fórmulas
matemáticas que permiten eliminar cualquier
ambigüedad y expresar las relaciones con generalidad y
precisión. El uso de sistemas numéricos es el
único instrumento capaz de establecer relaciones
cuantitativas entre las propiedades de objetos o
fenómenos.
Pero a pesar de todo lo anterior, y hasta ciertos
niveles de abstracción, todo lo que se dice en un lenguaje
formalizado puede decirse también en lenguaje natural,
dependiendo de la comunidad lingüística en la que se
aborde la temática.
Ahora bien, el lenguaje natural cuenta con la ventaja
pedagógica de que el estudiante entiende muchísimo
más fácilmente cualquier proposición
expresada en él que su correspondiente en un lenguaje
formalizado. La primera razón para la preferencia del
estudiante por el lenguaje natural es el vocabulario. Los
lenguajes formalizados usan términos extraños para
el estudiante ("constante gravitacional" o "coeficiente de
dilatación", "potencial de ionización", "genes
recesivos" por ejemplo); o usan términos que le son
familiares pero con significados tan restringidos y
especializados que esta familiaridad termina siendo un
obstáculo porque al estudiante se le dificulta desligar el
término de su significado y sus connotaciones cotidianas.
(Las nociones de "trabajo", "calor" "mutación",
"equilibrio", son buenos ejemplos).
El paso apresurado a los lenguajes formalizados, lo
único que produce es un manejo sintáctico, en
ocasiones correcto, desprovisto de toda semántica. Se
encuentran entonces casos, bastante numerosos, de estudiantes que
saben expresar cantidades en notación científica y
multiplicar y dividir potencias de 10, pero que no saben por
ejemplo qué cantidad es 1.2 X 108 cm3 de agua. Se
encuentran también estudiantes que reproducen todos los
pasos de una demostración sin entender qué es
demostrar ni qué han demostrado; estudiantes que
desarrollan aparentemente en forma impecable la solución
de un problema sin entender qué problema tenían que
resolver; estudiantes que resuelven un tipo de problema con una
presentación determinada pero que no resuelven otro del
mismo tipo porque se presenta de una forma distinta.
La introducción de los lenguajes formalizados
requiere entonces de un cuidadoso proceso que le permita al
estudiante ver la necesidad de utilizar un lenguaje de esa
naturaleza y le otorgue el tiempo suficiente para hacer esa
transición que, históricamente, se dio en forma
paulatina.
La práctica educativa debe, entonces, involucrar
una acción comunicativa a través del lenguaje que
permita al alumno encontrar sentido y significado, y no sea un
obstáculo que bloquee al estudiante para acceder a los
conocimientos científicos. Los símbolos, las
fórmulas, las ecuaciones, son la síntesis de las
abstracciones conceptuales científicas y como diría
EINSTEIN "La ecuación es lo último que se
escribe".
Una de las estrategias con las cuales el educador puede
orientar las actividades en el proceso de enseñanza de las
ciencias, es la de desarrollar trabajos que permitan al educando
analizar los procesos evolutivos del conocimiento
científico a través del tiempo (didáctica
epistémica), o sea, su transformación
histórica en la cual se dan los cambios o rupturas de
paradigma.
Y no sólo seguir la genealogía de los
conocimientos científicos, sino dentro del modelo de la
Escuela investigativa, reproducir los experimentos y pruebas de
laboratorio que llevaron a los científicos a la
conclusión de conceptos científicos.
4.4.3. El papel del
laboratorio
*Los alumnos y el profesor, al igual
que los científicos, van al laboratorio para "interrogar"
a la naturaleza con el fin de confirmar o rechazar sus
hipótesis.
Cuando el científico va al laboratorio para hacer
un experimento, él sabe ya, o mejor, cree saber, lo que
sucederá. Este señalamiento lo hace KANT en el
prólogo de la segunda edición de su Crítica
de la razón pura. Llama la atención sobre el hecho
de que no es posible conocer sino aquello que la razón ya
sabía previamente. El experimento tiene el papel de
confirmar o falsear las hipótesis que el científico
ha construido sobre la base de sus idealizaciones acerca del
Mundo de la Vida. El instrumental y la forma como éste se
ha dispuesto son ya una consecuencia de esta
idealización.
El plano inclinado que pulió GALILEO y las
esferas de diversas masas que hizo rodar por él mientras
contaba los compases que con un instrumento de cuerda
podía ejecutar desde el momento en que la esfera se
ponía en movimiento hasta cuando tocaba la mesa, eran las
condiciones más cercanas a las ideales que podía
lograr con aquello que estaba a su alcance. Y ese ideal era
permitir el movimiento de esferas de diversas masas sin que
actuara sobre ellas algo diferente de la fuerza ejercida por la
atracción entre la masa de la tierra y la de la esfera,
con el fin de mostrar lo que él ya sabía que
ARISTÓTELES estaba equivocado al afirmar que los cuerpos
pesados caen más rápidamente que los livianos.
Mediante un plano perfectamente pulido, él estaba
idealizando ciertos sucesos del Mundo de la Vida: los objetos que
caen. Y era necesario hacerlo así pues los cuerpos cayendo
tal como caen las piedras, o el vaso de la mesa o la famosa
manzana del árbol, planteaban problemas de medida
insalvables para la época. Para poder hallar alguna
regularidad expresable a través de relaciones
numéricas es imposible, la mayoría de las veces,
actuar sobre los sucesos tal como se presentan en el Mundo de la
Vida. Es necesario hacer arreglos cuidadosos para poder
establecer aquello que ya se sabe. Es necesario, diría
KANT, saber interrogar a la naturaleza para establecer si ella se
comporta como previamente se ha determinado que lo hace,
apoyándose en buenas razones. Es así como los
experimentos de GALILEO, los de MENDEL o los de cualquier otro
científico fueron diseñados teniendo en cuenta sus
conjeturas, sus hipótesis, que no pueden entenderse sino
dentro del amplio contexto de su obra científica global:
el experimento de GALILEO con el plano pretendía poner a
prueba la hipótesis de que las esferas aumentarán
su velocidad a una tasa constante y que esta tasa sería
independiente de su masa; en otras palabras, GALILEO pensaba que
una esfera de gran masa aumenta su velocidad a la misma tasa que
lo hace una de muy poca masa. Y esta hipótesis era
congruente con toda una forma de entender el movimiento de los
cuerpos en el espacio y, lo que es más importante, esto
era congruente con una filosofía, una cosmovisión
del mundo (opuesta a la de ARISTÓTELES) que le daba
contexto y la hacía comprensible. Así mismo, MENDEL
antes de hacer sus experimentos con sus plantaciones de guisantes
(que por el hecho de hacerlas mediante ciertos arreglos
cuidadosamente diseñados, su huerta se convertía en
su laboratorio) suponía qué resultados iba a
obtener porque ya había construido una teoría que
le permitía entender cómo los organismos vivos
heredan sus características físicas.
El laboratorio es pues el sitio donde se diseña
la forma de someter a contraste las idealizaciones que hemos
logrado acerca del Mundo de la Vida, mediante procedimientos que
son concebidos dentro de la racionalidad de estas mismas
idealizaciones y que tienen la misión de proveer elementos
de juicio para tomar una decisión acerca de la objetividad
de estas idealizaciones. En otras palabras, en el laboratorio
podemos encontrar los argumentos de mayor peso para poder
argumentar ante la comunidad científica la necesidad de
refutar o confirmar la teoría que explica la clase de
fenómenos a la cual pertenece lo observado en el
laboratorio. Sin esas idealizaciones, sin un marco teórico
que le dé al estudiante la posibilidad de observar, el
experimento en el laboratorio es una actividad enteramente
superflua.
4.5. Función Didáctica de la
Epistemología
Desde una perspectiva constructivista, la mejor manera
de iniciar un tema científico es planteando un problema
que se refiera a ese tema. Es importante señalar de
entrada que lo que para el profesor es un problema para el
estudiante puede no serlo: o bien no es comprensible para
él, o puede no ser motivante. En cualquiera de estos dos
casos el problema no invita ni incita al alumno a resolverlo y,
en consecuencia, no tiene las propiedades de los problemas que
han originado los trabajos científicos responsables del
crecimiento del corpus de conocimiento científico. Los
problemas que los científicos abordan comprometen toda su
energía, lo involucran integralmente.
Pensamos que un postulado pedagógico
constructivista que está en el fondo de este componente es
que el ambiente escolar debería reproducir el ambiente de
las comunidades científicas en las que la voluntad de
saber y el amor por el conocimiento son elementos de central
importancia. Los problemas incomprensibles para los estudiantes o
que no tienen ningún interés para ellos
están muy lejos de reproducir ese ambiente
científico.
El problema con el que se inicia un tema debe tener
entonces las siguientes propiedades:
a) Debe ser lo suficientemente sencillo como
para que todo el curso lo entienda y se sienta capaz de
ofrecer una solución posible y de opinar acerca de las
propuestas de solución de sus compañeros o del
profesor.b) Debe ser lo suficientemente complejo como
para que no exista una solución trivial,
canónica (una respuesta correcta se diría en el
modelo tradicional).c) Debe ser motivante; debe involucrar a los
estudiantes, debe comprometerlos en el trabajo para hallar
respuestas válidas, convincentes, bien argumentadas.
Debe desequilibrarlos y, en consecuencia, desconcertarlos o
asombrarlos.d) Debe permitir que se adopten diversas
posiciones, ojala opuestas, de forma tal que sea posible
promover la discusión entre los
estudiantes.
Un elemento muy importante para ser tenido en cuenta es
el lenguaje en el que se plantea el problema. En palabras del
doctor FEDERICCI, los problemas deberían ser planteados en
el lenguaje blando del mundo de la vida. Los tecnicismos y el
lenguaje duro de las ciencias no es el más apropiado para
el planteamiento de estos problemas. En este sentido, la gran
mayoría de los problemas de los libros de texto de
física deberán ser descartados como buenos
problemas para iniciar un tema. Ellos son, en palabras del doctor
PERKINS, problemas sesgados hacia el profesor; en otras palabras
son problemas para el profesor pero no necesariamente para el
alumno.
Los problemas de los cuales hablamos aquí
están muy relacionados con el concepto de Tópicos
Generativos de los cuales hablan el doctor PERKINS y sus
colaboradores en su propuesta de Enseñanza para la
Comprensión (Teaching for Understanding). "Los
tópicos generativos se refieren a aquellas ideas y
preguntas centrales, que establecen múltiples relaciones
entre unos temas y otros, y entre estos temas y la vida de los
estudiantes, por lo cual generan un auténtico
interés por conocer acerca de ellos. Se han llamado
Tópicos Generativos porque este nombre evoca su poder para
generar conocimientos, relaciones, un interés y necesidad
-y por ende un compromiso auténtico – por indagar sobre el
asunto que se quiere entender".
Resaltemos un punto de suma importancia: desde el
momento en que el profesor o los alumnos plantean un problema,
debe intentarse instalar a los alumnos en un ambiente de
búsqueda, de discusión, de análisis, de
apertura a las nuevas ideas (así no sean buenas desde la
perspectiva del profesor), de comunicación en el que todos
pueden expresar sus ideas y ser oídos con atención,
de buena disposición para intentar situarse en la
perspectiva del otro… Este ambiente es esencial para el
éxito pedagógico.
Un último elemento importante: debemos partir de
los sistemas concretos y no de los sistemas simbólicos.
VASCO (1994)[19] distingue en todo sistema
matemático tres subsistemas: un sistema concreto, un
sistema conceptual y un sistema simbólico. Pensamos que
algo equivalente sucede en los sistemas físicos. En
efecto, creemos que en todo sistema físico existe un
sistema concreto compuesto por:
a. Unos elementos concretos: los objetos del
mundo (es decir lo real organizado): una bicicleta, el ascensor
de Virginia, unas esferas de metal y de madera, un balón
de fútbol.
b. Unas relaciones concretas: los objetos del
mundo están relacionados temporal y espacialmente entre
sí: Virginia está dentro del ascensor; la esfera de
metal llega al suelo primero que la de madera; el balón de
fútbol sigue una trayectoria curva en el eje horizontal
con respecto al jugador que lo patea.
c. Unas operaciones concretas: algunos objetos
actúan sobre otros y modifican sus relaciones con los
demás o los modifican a ellos mismos: El jugador de
fútbol patea el balón con chanfle; la tierra atrae
las esferas de metal; el ascensor se estrella contra la
tierra.
En un sistema físico existe también un
sistema conceptual desde el cual podemos organizar lo real y
entenderlo como nuestro mundo; este sistema que nos permite
entender lo real no es otro que un modelo mental con el cual
modelamos lo real para organizarlo. Este sistema está
compuesto por:
a) Los elementos conceptuales que denotan los
elementos concretos: todo objeto es producto de una
construcción activa de los sujetos que trabajan un
cierto sector de lo real gracias a su acción sobre los
procesos ahí. (Escobedo,1997) Todas estas acciones
interiorizadas gracias al lenguaje y la reflexión
sobre ellas dan surgimiento a los conceptos.b) Las relaciones conceptuales que denotan las
relaciones concretas entre los elementos concretos: toda
relación entre los objetos no puede ser entendida sino
desde el modelo activado en forma similar a como todo objeto
no puede ser concebido sino desde ese mismo modelo. La
relación de equivalencia entre las magnitudes de dos
objetos.c) Las operaciones conceptuales que denotan las
operaciones concretas sobre los elementos concretos:
lo propio es válido para las operaciones sobre los
objetos concretos. La operación de unir la masa de dos
objetos en una balanza o la de incrementar la velocidad de un
cuerpo mediante la aplicación de una fuerza, por
ejemplo.
Por último, en todo sistema físico existe
un sistema simbólico que se refiere al sistema conceptual.
En ciencias naturales es usual y deseable contar con un sistema
simbólico que permita un "manejo funcional" del sistema
conceptual cuando se trata de predecir y controlar lo que sucede
en el nivel de los sistemas concretos. Los símbolos que se
refieren a ciertos objetos y los símbolos que se refieren
a ciertas relaciones y pueden ser utilizados para hacer
cálculos precisos acerca de un estado futuro de los
objetos. Este sistema en forma equivalente a los otros dos
sistemas está compuesto por:
a. Elementos simbólicos que simbolizan
los elementos conceptuales: el símbolo M para
el concepto de masa; el símbolo P para el concepto de
peso.b. Relaciones simbólicas que simbolizan
las relaciones conceptuales: el símbolo = para
simbolizar relaciones de igualdad entre magnitudes de la
misma clase.c. Operaciones simbólicas que simbolizan
las operaciones conceptuales: el símbolo + para
simbolizar la unión de dos magnitudes.
4.5.1. Virtudes de la
experimentación
VASCO (1996), en un trabajo sobre enseñanza de
las ciencias, cita un aparte de un texto escrito por algunos
profesores de ciencias muy calificados; el texto dice:
"Entendemos la experimentación como una serie de
actividades diseñadas, controladas y desarrolladas en un
medio escolar". VASCO dice lo siguiente sobre esta forma de
entender la experimentación: "Efectivamente, eso describe
lo que pasa en los laboratorios de los colegios y universidades.
Pero para mí, la experimentación coherente con la
epistemología Piagetiana no puede ser ni tan
diseñada como parece decirse en esta descripción,
ni tan controlada, ni tiene que desarrollarse necesariamente en
el medio escolar. Lo ideal sería que el alumno mismo
pudiera orientar su actividad para poner a prueba sus propias
hipótesis; que él mismo controlara las variables y
los posibles errores, y que ojala continuara sus actividades
experimentales después de la jornada escolar". La
experimentación tal como la concebimos aquí es
coincidente con la posición de VASCO. No se trata de que
el profesor diseñe un experimento con todas las medidas y
los controles bien planeados desde su propia concepción
del problema. Se trata de que, por el contrario, tal como propone
VASCO, los mismos estudiantes diseñen el experimento que
pondrá a prueba sus propias hipótesis.
El experimento en un primer momento será muy
probablemente deficiente, insuficiente para poner a prueba las
hipótesis correspondientes; pero eso es lo de menos. Lo
importante es que se haya logrado construir un buen contexto para
el experimento. El buen contexto son los modelos opuestos en
virtud de los cuales se esperan resultados opuestos. Este
contexto garantizará que los resultados del experimento,
cuales quiera que ellos sean, serán contrarios a las
expectativas de un grupo de estudiantes. Ellos se
encargarán de impugnar el experimento, si no hay otros
estudiantes que se hayan ya percatado de que el experimento tiene
algún error de procedimiento o de medida. Los
cuestionamientos que los mismos alumnos le hagan al experimento
permitirán ir disolviendo los problemas que el
diseño inicial presentaba. Con ello se habrá ganado
el objetivo primordial: que todos entiendan qué es un
control experimental y, en el caso que los ocupa, por qué
es indispensable hacer los controles que los diversos
participantes en la discusión señalan como
necesarios.
La experimentación así concebida, conserva
su carácter de instrumento de contrastación de las
teorías. La experimentación "ilustrativa" nos
parece inadecuada especialmente en los primeros cursos de
ciencias. Este tipo de experimentación se da cuando el
profesor establece en la clase teórica qué debe
acontecer en determinadas circunstancias según una
determinada teoría. En el laboratorio correspondiente
realiza un experimento para mostrar que en efecto sucede lo que
dice la teoría que debe suceder; si tiene experiencia y
algo de suerte, sucede algo muy parecido a lo predicho; si no,
obtiene un resultado muy diferente y se ve obligado a decir que
por problemas del material o de ciertas circunstancias el
experimento no arrojó los resultados esperados, pero que
si se hubiera realizado en las condiciones requeridas por la
teoría sí se hubieran observado los resultados
esperados.
Aquí el papel del profesor cambia radicalmente.
Su misión no consiste ya en preparar un experimento sin
defectos para mostrarle al alumno que "la teoría es
verdadera", sino, como anota VASCO en el documento citado, en
contar con una buena cantidad de material variado, ojala cercano
a la vida cotidiana, que él ofrecerá oportunamente
a sus alumnos cuando ellos lo pidan o lo sugerirá
hábilmente cuando ellos no imaginen la posibilidad de
utilizarlo. El profesor experimentado, que conoce las
"teorías de sus alumnos" sabrá anticiparse a las
necesidades creadas por ellas y contará en el laboratorio
con el material idóneo para contrastarlas.
El experimento concebido de esta manera, guarda en el
salón de clase el mismo sentido de ser un instrumento para
construir conocimiento válido y convincente. El
experimento debe encontrarse siempre como una pieza clave dentro
de un proceso de argumentación. Como lo señala
VASCO en el mismo documento, "no se debe permitir a los
estudiantes empezar a experimentar sólo "para ver
qué pasa", sin haber formulado antes predicciones
precisas, y sin haber dado razones y explicaciones
hipotéticas para sustentar cada predicción. Los
estudiantes cambian sus predicciones si no sucede lo que ellos
creían, y no aceptan tan fácilmente comprometerse
con una predicción y arriesgarse a "quedar mal". Muchas
veces es conveniente exigir que se ponga por escrito, en el
tablero o en una hoja de papel, la predicción o la
razón para ella." Las teorías de los alumnos le dan
el valor de un verdadero experimento al experimento en el
salón de clases.
Después de diversos intentos, después de
repetir varias veces el experimento mejorado cada vez por las
críticas y las sugerencias de los alumnos o del profesor,
cuando él lo considere pertinente (cuando vea por ejemplo
que ninguno de los alumnos señala un error de medida o la
falta de control de una variable), se puede establecer
cuál fue el modelo respaldado por los resultados del
experimento.
La Escuela
Investigativa
La ciencia y la tecnología son conceptos
complementarios que exigen la investigación rigurosa y
disciplinada sobre cualquier fenómeno o sistema
seleccionado por el cerebro humano para su conocimiento,
comprensión y manejo con la propiedad creativa sobre el
mismo. Frente a la histórica ausencia de un pensamiento
científico y al consecuente desarrollo de habilidades
empírico-críticas e investigativas como la
observación detallada de la naturaleza, su análisis
minucioso con métodos idóneos, el ordenamiento y
tabulación de la información extraída, la
sistematización teórica del conocimiento, la
trasgresión y apropiación de tecnologías y
la creática, se hace necesario diseñar una
pedagogía que desde las edades post natales se comience a
estimular la propedéutica de estos procesos.
El desarrollo acelerado y sistemático del
conocimiento científico y tecnológico le ha cogido
una ventaja inmensa a la cultura nacional; desde la simple
comprensión de los principios de intercambio
Energía –Materia hasta la tecnología aeroespacial,
significan una laguna de por lo menos 150 años, y en otras
disciplinas aún más precisas el estancamiento
intelecto – cognitivo llega hasta la misma época en que
los territorios Americanos pasaron del conocimiento
sensoperceptivo a un conocimiento estructural en el que
aún no se construye un capital simbólico y
curricular.
5.1. Caminos filogenéticos y trayectorias
epistémicas del conocimiento
Para el abordaje de este tema trasversal se retoman los
planeamientos epistemológicos del matemático
italiano CARLO FEDERICI Casa en su trabajo sobre "Elementos de
lógica y Metodología"[20] del cual
se transcribe una noción sencilla pero profunda de la
epistemología "De la misma manera que un hombre puede
reandar por los caminos de su vida rememorando el pasado
(función epimeteíca), así el hombre puede
reandar por los caminos que la especie y sus diferente
colectividades han andado por el largo viaje, viaje que
todavía dura y está viajando y que parece que nunca
termina. Ambos procesos pertenecen al aspecto diacrónico,
antrópico y más precisamente al ontogenético
el primero y al filogenético el segundo."
Figura 6 – Mapa de trayectorias
epistémicas
Sobre el interés del recuerdo o el recuento, a su
vez diacrónico, no de lo que el hombre ha hecho sino de el
cómo ha llegado a hacerlo, es decir, un recuento de los
caminos que el hombre ha recorrido para llegar a los territorios
del conocimiento y conocer lo que en este momento conoce, es
decir, la descripción del origen y de la evolución
de los conocimientos válidos del hombre y la
humanidad.
El origen y la historia del conocimiento se presentan
como un territorio critico, como un psicoanálisis del
conocimiento que debe ubicar los obstáculos que han
detenido, devuelto e impulsado la eficiencia investigativa. Los
obstáculos que detienen e incluso atrasan son aquellos que
por vetos, coerciones y actitudes humanas en contra del progreso
y el desarrollo de la ciencia como los que impuso la iglesia
católica y la inquisición al sistema
heliocéntrico y la circulación sanguínea, a
los "obstáculos" que impulsan y revolucionan los avances
del conocimiento son aquellos procesos de la ciencia que obligan
a condensar y enunciar teorías como el caso de la
teoría de la relatividad enunciada bajo la presión
de los resultados de las experiencias de MICHELSON-MORLEY
(Fracaso de la demostración del movimiento de la Tierra en
el éter y constatación de la velocidad de la luz
con el interferómetro, obligando a Einstein a enunciar la
teoría de la relatividad restringida 18 años
después del experimento)
Si el hombre hubiese tenido pre saberes heredados de
manera sistemática por su árbol
filogenético, es decir, hubiese tenido más
conocimientos en el origen y su evolución (camino
epistemológico) tal vez las desviaciones, los
estancamientos y los retrocesos hubiesen surtido efectos
cognitivos diferentes. Geocentrismo – Heliocentrismo,
Antropocentrismo-Sociocentrismo, Creacionismo-evolucionismo,
Onda-partícula, han dado lugar a una epistemología
dialéctica que ha propiciado el desarrollo del
conocimiento en beneficio de la humanidad. Lo que no se acepta es
la preservación en el estancamiento y ha sido la
investigación la propulsora continua del conocimiento
científico.
El conocimiento pertenece al mundo de la vida y se mueve
con todo lo que vive, tal vez dentro de la dualidad
dialéctica o complementaria de los contrarios entre los
impulsos estatales de conservación y los impulsos
revolucionarios de innovación. El primero conservador,
representado en la tendencia de atesorar la herencia de
épocas precedentes con asimilación de
métodos y resultados, y el segundo, representado en la
investigación sin limitarse a la pura y estéril
repetición transmisionista. En este sentido y desde la
física contemporánea la mecánica
clásica constituye el límite de la mecánica
relativista cuando la velocidad de la luz tiende al
infinito.
Figura 7 – Relaciones de las
mecánicas
5.1.1. El Círculo
Epistemológico
La ciencia y la matemática han creado una
semiótica del conocimiento científico, el
territorio matemático se desterritorializa en el
científico a través del estructurar-categorizar, y
el territorio científico se desterritorializa en el
matemático a través de la matematización,
estos dos procesos reversibles y dialécticos se
reterritorializan en el conocimiento estructurado como "circulo
epistemológico"
Donde Cnt= nivel científico; Mtm= nivel
matemático; Mtz= matematización;
Est – Ctg= Estructurar-Categorizar
Figura 8 – Relaciones entre ciencia y
matemática
Las evoluciones humanas del conocimiento conforman una
totalidad autorregulada y esta actividad estructurada en
Círculos epistemológicos forman un organismo
viviente y cibernético. Esta circunstancia conlleva no a
la unificación de las ciencias (desde afuera) sino a la
integración o totalización del conocimiento en el
devenir del actuar-conocer orgánico (desde
adentro).
En este proceso reflexivo y matematizado sobre el
conocer FEDERICI propone unos niveles relacionados en unas
ecuaciones lógicas conducentes al territorio
epistemológico.
Figura 9 – Mapa interpretativo del
conocimiento según Federicci
5.1.2. La Formación
Epistemológica
La nueva revolución científica y
tecnológica ha generado en el mundo moderno diferentes
movimientos de reforma curricular enfocada a la formación
de formadores en ciencias promoviendo la introducción
acentuada de una componente metacientífica
(Epistemología) en sus niveles intrínseco,
cultural e instrumental. Con base en estas renovaciones
cuniculares en la formación de docentes en ciencias se ha
acumulado una voluminosa producción académica
interesada en incorporar la epistemología en la
didáctica de las ciencias.
Dentro de las propuestas de enseñanza de la
epistemología enfocada a docentes y didactas
científicos se encuentra una amalgama de enfoques que van
desde cursos especializados hasta intentos de enseñar
tópicos epistemológicos, esto es desde una
actividad didáctica breve hasta un curso de
Fundamentación. La identificación de los periodos y
de los campos estructurantes que abordan las diferentes
propuestas y modelos resulta difícil toda vez que hasta la
fecha no se cuenta con una sistematización
histórica de los mismos.
El modelo contemporáneo está inspirado en
trabajos de JAVIER ECHEVERRIA, IAN HACKING, ANDREW PICKERING y
BRUNO LATOUR, fundamentado en los siguientes
parámetros:
a) Las relaciones entre la teoría y la
práctica exigen desarrollo de pensamiento.b) La epistemología se interesa en los
conocimientos extraídos del laboratorio, en las
decisiones científicas y en la interacción
ciencia-tecnología.c) El cambio de paradigmas científicos
incluye la generación de nuevos símbolos y
signos y la aplicación de hechos
científicos.d) La ciencia de cada época recae en los
sistemas de valores que regula su funcionamiento
epistémico.
En Colombia y buena parte de la América Latina la
didáctica de la epistemología no tiene un programa
y unas estrategias establecidas dentro de los diferentes
contextos culturales, con algunas excepciones de programas de
licenciatura en Ciencias básicas se hace referencia a la
formación epistemológica desde dos ópticas
simultáneas a saber:
a) La definición de la epistemología y el
papel que cumple como reflexión alrededor de los proceso
de construcción del conocimiento
científico.
b) Presentar al comunidad académica los modelos
epistemológicos más famosos y sus representantes
históricos.
Es necesario entonces abordar una enseñanza
pragmática de la epistemología que supere la
narrativa y la retórica memorial de autores y de escritos
e ir directo a los procesos prácticos que conllevan a la
construcción de un conocimiento científico
pragmático.
A fin de ordenar una serie de procesos que coadyuven en
la estructuración de un diseño curricular enfocado
a formar docentes investigadores con énfasis en la
epistemología didáctica y que este diseño
sea convalidado en las facultades de educación como
también en los procesos de la educación preescolar,
básica, media vocacional, técnica,
tecnológica y profesional que contemplen las disciplinas
científicas o las ciencias básicas en su actual
proceso transdisciplinar o ruptura de fronteras disciplinares, se
propone el modelo educativo de la ESCUELA
INVESTIGATIVA.
Aunque la epistemología se ha empleado en
relación directa con la construcción del
conocimiento científico, es una necesidad ampliar su campo
de acción al conocimiento en general como un ente vivo
dentro de la ciencia. Desde esta óptica se pueden
establecer los siguientes campos en la didáctica de la
epistemología:
a. Coherencia y
Correspondencia: Las formas en que el conocimiento
hace representación de la realidad dentro de la
dimensión de lo real.b. Simbolización y
representación: Lenguajes y signos mediante
los cuales se expresa y se sistematiza el
conocimiento.c. Verificación
constructiva: Formas en que se valida y se comprueba
el conocimiento.d. Culturización:
Procesos a través de los cuales el conocimiento se
incluye y se recrea en los contextos culturales.e. Evolución: Formas en
que el conocimiento se va profundizando y desarrollando a
través del tiempo.
A su vez una didáctica de la epistemología
debe acudir a unas herramientas de trabajo que le permitan
confrontar las diferentes ideas dentro del marco de la
construcción y desarrollo del conocimiento
científico, dentro de las cuales podemos resaltar las
siguientes:
a) El racionalismo sobre lo real para llegar al
realismo de las ciencias.b) El análisis y sistematización
del lenguaje científico formal.c) Análisis y construcción de
conocimientos científicos a partir de la
experimentación y la verificación.d) Procesos de divulgación y
alfabetización científica.e) Procesos transdisciplinares que permitan la
integración de las ciencias en solución de
problemas tecnológicos.
Para complementar desde lo conceptual-filosófico
el carácter de estas herramientas de trabajo
epistemológico, acudimos a algunas reflexiones de THOMAS
SAMUEL KUHN con relación a la ciencia normal, los
paradigmas científicos y la epistemología
historicista:
Dentro de la gran problemática sobre cómo
se da el desarrollo o progreso científico se han asomado
diversas categorías y tesis a lo largo de la historia de
la Filosofía de la Ciencia. El neopositivismo
fundamentalmente asumía la visión acumulativa, con
la propuesta de la reducción científica. POPPER,
por su parte, hablaba de la acumulación, haciendo sus
razonamientos desde el concepto de la verosimilitud de las
teorías.
THOMAS KUHN[21]considera esta
problemática, tomando apoyo en el estudio histórico
de la ciencia, debido a las "crisis y rupturas, que implican
cambios radicales en la concepción del mundo, a las que
llamó revoluciones
científicas"[22]. Su apoyo en lo
histórico se debe a que desde su posición de
historiador de las ciencias, considera que esto es un factor muy
importante para comprender no sólo cómo han ido
adelante las teorías científicas, sino entender
también por qué en ciertos momentos algunas
teorías han sido aceptadas en vez de otras y han sido
justificadas y validadas. Al demostrar esta posición sobre
su concepción del progreso científico, le dedica
KUHN, en su obra magna "La estructura de las revoluciones
científicas", un espacio relevante de reflexión
en cuanto a los paradigmas culturales de la sociedad. En esta
obra se proponen diversas categorías y conceptos que son
ampliamente consideradas en la epistemología que se ha
escrito tras KUHN, entre los conceptos y categorías
más importantes podemos nombrar los de paradigma,
crisis, revoluciones científicas y ciencia normal. En
el capítulo II de la obra citada[23]se
presenta un estilo de introducción hacia lo que es su
concepción de paradigma y ciencia normal, teniendo muy en
cuenta un criterio historicista para su análisis y
descripción; por lo que recurre a ejemplos bien concretos,
específicamente en el campo de la física y la
química.
Hay un amplio consenso en la comunidad científica
sobre cómo explotar los avances conseguidos en el pasado
ante los problemas existentes, creándose así
soluciones universales a los que KUHN denominó
"paradigmas". En un segundo momento, se buscan nuevas
teorías y herramientas de investigación conforme
las anteriores dejan de funcionar con eficacia. Si se demuestra
que una teoría es superior a las existentes entonces es
aceptada y se produce una "revolución científica".
Tales rupturas revolucionarias traen consigo un cambio de
conceptos científicos, problemas, soluciones y
métodos, es decir, nuevos "paradigmas". En respuesta a las
críticas, ha corregido y ampliado su teoría
indicando que toda ciencia se perfila a lo largo del tiempo con
las aportaciones de la comunidad científica que contribuye
no sólo con nuevos conocimientos acumulativos, sino
también a cambios cualitativos, nuevos cambios de
perspectiva con la creación de nuevos paradigmas que abren
nuevos horizontes a la ciencia, concebida, por tanto, como algo
abierto y en evolución"
5.1.3. Ciencia Normal y Paradigma
Para KUHN La ciencia normal tiene como tarea la
solución de situaciones científicas desde un
determinado paradigma, que es compartido por los integrantes de
una comunidad científica en cada campo de
investigación:
Ciencia normal significa investigación basada
firmemente en una o más realizaciones científicas
pasadas, realizaciones que alguna comunidad científica
particular reconoce, durante cierto tiempo, como fundamento para
su práctica posterior.[24]
La ciencia normal, por lo tanto, implica «un
período» en el que se ejecutan las actividades
científicas aferradas a un paradigma, permitiendo que se
revelen los aspectos más relevantes, según esta
referencia paradigmática. Se refiere a toda una etapa
pre-científica, que en el neopositivismo se denota como
contexto de descubrimiento y la constitución progresiva de
un paradigma, según nos dice Echeverría, dan origen
a esta etapa de ciencia normal[25]
Antes de continuar con el análisis y
presentación del discurso dado por KUHN en el
Capítulo II de «La estructura de las revoluciones
científicas», sobre la ciencia normal, intentemos
clarificar su noción sobre esta categoría
fundamental para sus relatos epistemológicos:
paradigma.
Ya desde el Capítulo I[26]KUHN
quiere sostener que el desarrollo científico no se puede
considerar como un proceso de acumulación de hechos,
inventos, teorías leyes científicas, en clara
oposición a la corriente neopositivista que de alguna
manera, en este aspecto fue sostenida también por POPPER.
Admite también, con una explicación de valor
histórico, que las teorías científicas
anticuadas, aunque hayan sido descartadas, no dejan de ser
científicas.
Ciertamente que en el proceso histórico han sido
diversas las maneras de recopilar y procesar la
información, por no hablar de la variedad de situaciones
de descubrimiento de una teoría. Teniendo en cuenta los
diferentes criterios y posibilidades tecnológicas de cada
época. Asimismo, han sido diversos los tipos de
interpretaciones que han influido para comprender los
fenómenos científicos. "Lo sorprendente es la
desaparición de todo este cúmulo de ciencias
dispersas, precisamente en el momento de la constitución
de un paradigma"[27], reflexiona
ECHEVERRÍA. De acá que el término paradigma
para KUHN esté relacionado íntimamente con el de
ciencia normal[28]
Lo que KUHN denomina realizaciones paradigmáticas
iníciales, cumplen, según el autor, por lo menos
dos características esenciales, por las cuales han podido
sostenerse en la historia, como ciencia normal; permitiendo
definir las investigaciones, en cuanto a su teoría y
método, en un campo científico determinado. Dichas
características son:
Carecen suficientemente de precedentes como para haber
podido atraer a un grupo duradero de partidarios,
alejándolos de los aspectos de competencia de la actividad
científica. Simultáneamente, eran lo bastante
incompletas para dejar muchos problemas para ser resueltos por el
delimitado grupo de
científicos.[29]
Las realizaciones que cumplían estas
características estaban en el ámbito de ser ciencia
normal y KUHN las denominó paradigmas. En esto se dice que
un saber «ascenderá» a la categoría de
ciencia una vez dado el triunfo de un paradigma a él
referido, reuniendo los miembros que aprenden, conocen y
practican las bases dadas por el paradigma:
Los hombres cuya investigación se basa en
paradigmas compartidos están sujetos a las mismas reglas y
normas para la práctica científica. Este compromiso
y el consentimiento aparente que provoca son requisitos previos
para la ciencia normal, es decir, para la génesis y la
continuación de una tradición particular de la
investigación
científica.[30]
En esta afirmación se descubren las bases que
permiten la constitución de creencias y hábitos de
científicos e intelectuales, que los identifica como
comunidad científica o como escuela paradigmática,
que se ha impuesto históricamente ante otras nociones del
saber correspondiente.
KUHN, en el capítulo que sigue, describirá
con palabras breves su noción de paradigma; aunque ya en
el capítulo que acá tratamos la ha ido presentando:
"Un paradigma es un modelo o patrón
aceptado"[31]; aceptado por una comunidad de
científicos que raramente concurren en desacuerdo con su
manera específica de hacer ciencia.
Como todo hecho histórico, KUHN entiende que la
estructura de la ciencia se fundamenta en un paradigma
correspondiente a la época y que tiene su génesis,
evolución, desarrollo y ocaso, hasta que es sustituido por
otro. Este pensamiento le permite expresar su noción de
revoluciones científicas, que para él constituyen
los pasos fundamentales en el desarrollo de la ciencia y que
consisten en el proceso de cambio de paradigmas. "Teorías
que responden a paradigmas diferentes son incomparables entre
sí, y el paso de un paradigma a otro no se puede explicar
sino por factores extrínsecos a la propia racionalidad
científica"[32]. Por este tipo de
afirmaciones es que se considera a KUHN, junto a Feyerabend, con
sus tesis de la inconmensurabilidad científica, los nuevos
transgresores de la epistemología de la
ciencia.
El paradigma, entendido como modelo o patrón,
regirá para KUHN la ciencia normal, en un determinado
período histórico, hasta su crisis y la
revolución; de acá que los científicos
referidos a un determinado paradigma, al realizar su labor
científica no requerirán de hacer definiciones, ni
delimitar su campo de acción. Se supera la
escolástica forma de la famosa explicatio
terminorum, que exigía la ubicación y
justificación de cada concepto, término o
categoría empleada, con extensos marcos teóricos
definitorios. El paradigma ya marca las pautas a este respecto,
lo que indica la independencia y autonomía de un saber
científico.
La adquisición de un paradigma y del tipo
más esotérico[33]de
investigación que dicho paradigma permite es un signo de
madurez en el desarrollo de cualquier campo científico
dado.[34]
Desde diversos ejemplos de la física y la
electricidad KUHN, intenta demostrar cómo se da el proceso
para llegar a esta madurez histórica y el progreso
revolucionario de las ciencias. Para él, como ya se ha
asomado, las transformaciones de los paradigmas son las
revoluciones científicas y el cambio que se da de un
paradigma que cae a otro que pasa a dominar. Este es el
comportamiento usual de desarrollo de una ciencia que va
madurando. Entiéndase el porqué en el neopositivimo
se quiso imponer a la física como el paradigma
científico, modelo que debería ser considerado para
la estructuración de los demás saberes. La madurez
histórica que ha alcanzado la física es indudable,
y el lenguaje fisicalista, con la influencia de Wittgenstein fue
notable para incluirlo como modelo, a pesar de su posterior
inconsistencia. Esto lo entendió muy bien KUHN siendo
historiador de las ciencias, epistemólogo y
físico.
5.1.4. Epistemología
Historicista
KUHN reconoce que en las ciencias más antiguas,
ya de tiempos «prehistóricos» se habían
establecido paradigmas, tal es el caso de la matemática y
la astronomía. También en la historia de la ciencia
surgieron paradigmas por combinación de saberes y
especialidades, como en el caso de la bioquímica, donde
tanto la biología como la química, se podían
considerar como ciencias maduras. A su vez, se admite el
desarrollo de conocimientos sin contar necesariamente con un
paradigma determinado, pero en este caso: "a falta de un
paradigma, todos los hechos que pudieran ser pertinentes para el
desarrollo de una ciencia dada tienen probabilidad de aparecer
igualmente importantes"[35]. De esto se suscitan
investigaciones sin mayor orientación, sin criterios para
la recolección de datos; el manejo de los instrumentos se
hace inadecuado, bien sea por su uso excesivo o por
defecto.
No se niega que el cúmulo de datos que se aportan
desde las ciencias sin paradigmas pueda ser válido; de
hecho, datos que en algún momento han sido considerados
como insignificantes, en otro tiempo pueden revestir gran
importancia científica. Muchos han sido los casos – cita
KUHN -, por ejemplo los escritos enciclopédicos de
PLINIO[36]y los aportes literarios
científicos de BACON[37]
Las primeras etapas en el desarrollo de una ciencia por
lo general van en este sentido. Se va recolectando un caudal de
información, reunida sin mayor orientación y que se
encuentra en manos de estudiosos que inicialmente manejan un buen
número de creencias metodológicas y de
teorías que se cruzan y se yuxtaponen. Lo que se presta,
por ende, a que surjan variedad de interpretación y
resultados a ese respecto.
Esta situación de descubrimiento tiende a
desaparecer y su "desaparición es causada, habitualmente,
por el triunfo de una de las escuelas anteriores al paradigma,
que a causa de sus propias creencias y pre concepciones
características, hace hincapié sólo en
alguna parte especial del conjunto de
informes"[38]. De esta manera, se da el paso al
período de ciencia normal. Pero el mismo KUHN considera
que este traspaso implica en los estudiosos un tipo de
conversión, pero que no es dado por la fuerza (una
revolución pacífica), tampoco cumple una secuencia
lógicamente preestablecida, no responde a exigencias
neutrales de la situación que se va gestando en el
conocimiento. Muchas veces, admite KUHN, el paso de un paradigma
a otro no se hace necesariamente por razonamientos
lógicos, sino incluso por razones externas a la misma
ciencia.
Por lo general, la conversión a un nuevo
paradigma se da porque el nuevo modelo permite resolver las
dificultades que el anterior no lograba y que han hecho que el
viejo modelo entre en crisis. Ante esto, se puede indicar que de
alguna manera KUHN asoma cierto relativismo en el desarrollo de
los paradigmas, aunque él mismo no lo promulga
abiertamente: "Para ser aceptable como paradigma, una
teoría debe parecer mejor que sus competidoras; pero no
necesita explicar y, en efecto, nunca lo hace, todos los hechos
que se puedan confrontar con ella"[39]. El rechazo
a la visión de la reducción científica
absorbente del neopositivismo y al falsacionismo popperiano es
evidente, a la vez que se capta la asunción del criterio
de inconmensurabilidad de las teorías.
En el proceso histórico los paradigmas van
avanzando; al surgir uno nuevo, éste debe ir conquistando
espacio en su ámbito de acción, debe hacer entrar
en crisis al paradigma que lo precede y llegar a producir y
extender muchas argumentaciones que puedan persuadir a muchos
científicos del campo[40]
En el desarrollo de una ciencia normal, cuando un
individuo o grupo produce por primera vez una síntesis
capaz de atraer a la mayoría de los profesionales de la
generación siguiente, las escuelas más antiguas
desaparecen gradualmente. Su desaparición se debe, en
parte, a la conversión de sus miembros al nuevo
paradigma.[41]
Sin embargo, ante esto se puede decir que
históricamente se descubren científicos que no
quieren separarse de sus antiguas posturas y métodos, por
lo cual son excluidos; ante lo que emerge, sus trabajos pierden
vigencia, ya que el nuevo paradigma implicará la
definición más rígida y «mejor»
estructurada de la ciencia en cuestión; por ello, quienes
no quieran ajustarse a ello se irán aislando en el campo
del conocimiento.
Establecido el paradigma y al estar en curso la ciencia
normal, la investigación científica surte efecto a
manera de descubrir incógnitas; se da por sentado que los
presupuestos del paradigma son firmes, no serán, por lo
tanto, objeto de duda por parte de quienes lo asuman, por lo
menos hasta que no salga a la luz otro modelo que lo opaque. En
esta crisis de los fundamentos de los paradigmas ocurren las
revoluciones científicas y el avance progresivo,
más no «rítmico», de la ciencia normal.
En ese pasar histórico se alcanza la ya mencionada madurez
científica:
Desde la Antigüedad prehistórica, un campo
de estudio tras otro ha ido cruzando la línea divisoria
entre lo que un historiador podría llamar su prehistoria
como ciencia y su historia propiamente dicha. Esas transiciones a
la madurez raramente han sido tan repentinas e inequívocas
(…). Pero tampoco han sido históricamente
graduales, o sea, coextensivas con el desarrollo total de los
campos en cuyo interior tuvieron
lugar[42]
La ciencia normal que KUHN promulga está
definitivamente marcada por un paradigma. Muchos de sus
críticos destacan su tendencia a lo irracional y al
relativismo epistemológico, la imprecisión en el
manejo de sus categorías centrales y en el manejo radical
de la inconmensurabilidad que impide la misma explicación
del avance científico en la historia. Con todo, KUHN
admite que el alcance de un paradigma es fundamental: "es
difícil encontrar otro criterio que proclame con tanta
claridad a un campo dado como
ciencia"[43].
Aquí encontramos entonces la necesidad
epistemológica de las genealogías y de los campos
estructurantes, estudiar y analizar los procesos
históricos en que se fueron configurando las ciencias, los
métodos científicos y experimentos comprobatorios
nodales que lograron revolucionar los paradigmas de cada
disciplina científica y los paradigmas de la ciencia en
general, las teorías que se fueron construyendo a partir
de la técnica y las tecnologías que fueron
evolucionando a partir de las aplicaciones científicas.
Son conceptos, entonces, de rigurosa aplicación en
cualquier proceso curricular para la formación de docentes
en ciencias y en especial dentro del propuesto modelo de la
"ESCUELA INVESTIGATIVA".
Al abordar la enseñanza de las llamadas ciencias
básicas o exactas adscritas a la dinámica del
universo y su naturaleza, se hace necesario confrontar el modelo
asociativo en la misma evolución del universo. En este
caso se retorna al texto de CARLO FEDERICI CASA en sus "Elementos
de Lógica y Metodología" donde propone un mapa del
conocimiento, es un mapa dinámico y no estático
como los topográficos y geográficos, de alguna
manera todo conocimiento al depender de la mente humana sufre los
mismos procesos culturales del ser humano, es decir, se
territorializa, se desterritorializa y se reterritorializa a
partir de los paradigmas de cada época. En este mapa se
proporciona la relación genética reciproca de cada
uno de los conocimientos con los demás.
Se puede partir de la teoría de la gran
explosión como apertura de la línea del tiempo y
asumiendo la evolución asociativa como condición
sine qua nun de la misma evolución, faltando en
el mapa el tiempo entre la explosión de la energía
y la condensación o constitución de las primeras
partículas subatómicas. En esta primera
sucesión de acontecimientos A, es el "momento" en
que a partir del átomo inicial comienza la
genealogía del mundo físico (Fsc), surgiendo
la física como disciplina predispuesta para su estudio e
investigación, momento que puede se remonta
aproximadamente a los 100.000 millones de años.
B, es el "momento" en que se generan las
condiciones para el surgimiento de la célula y se
prefigura el mundo biótico (Btc), y la
química y la biología surgen como disciplinas
predispuestas para el estudio de esta evolución, momento
que se puede aproximar a los 5.000 millones de años. En el
"momento" C en el planeta Tierra se prefigura
genealogía del hombre dando lugar al mundo
antrópico (Ant) alrededor de un millón de
años.
A partir del momento C se presenta la triple estructura
física, biótica y antrópica (Fsc, Btc,
Ant) con la cual debe relacionarse el hombre (Hmb)
contenedor a la vez de estas tres estructuras y con las cuales
debe interrelacionarse en su proceso de humanización
(Hmb ( Hmz) el cual deviene en la misma
humanización del mundo (Hmz ( Mnd). Esta
interrelación del hombre humanizado con el mundo
humanizado se realiza a través de la praxis humana
(Prx) que se indica en el mapa con ACH. La
secuencia siguiente del mapa se refiere a los niveles
simbólicos de la actividad humana, pero es claro que toda
actividad humana subyace en el conocimiento transdisciplinar de
las estructuras primarias o genealógicas del
conocimiento.
Figura 10- Mapa del conocimiento de
FEDERICI
Con base en el mapa de conocimiento y en las tres
estructuras genealógicas que propone FEDERICI, el
conocimiento de las ciencias básicas se construye a partir
de la indagación de sus respectivas genealogías y
su simbolización en los lenguajes matemático y
científico. Por esta misma razón no es posible
construir el conocimiento de una ciencia sin acudir a la
investigación de la misma en todos y cada uno de sus nodos
estructurales desde la acción didáctica en la
educación.
La lectura del mapa del conocimiento y su
genealogía antrópica coinciden de alguna manera con
la propuesta de la ESCUELA INVESTIGATIVA, en la cual el
estudio de las ciencias debe seguir el mismo orden en
consecuencia con la formación cultural del cerebro,
comenzando inicialmente con el estudio de la física, luego
la química y finalmente culminar con la biología y
las relaciones interdisciplinarias, muy al contrario de lo que se
hace en la actualidad dándole prioridad a la
biología en los estudios primarios.
5.2. La Escuela Investigativa en la Didáctica
de las Ciencias
Pueden ser múltiples y variados los
métodos para acceder al conocimiento, pero en
términos universales cada cuerpo genera sus necesidades y
métodos de acuerdo a los códigos fundamentales del
contexto y la cultura en el que habita, sólo desde esa
circunstancia construye sus lenguajes cognitivos y perceptivos,
los ordenes empirocríticos, los valores y
jerarquías de sus intereses de la vida en
sociedad.
Es difícil, por no decir imposible, construir un
conocimiento a partir de las bases estructurales y
filosóficas de la tradición occidental centrada en
Europa, lo que sí es factible es la trasgresión de
sus códigos epistemológicos e intentar un
sincretismo con la "gran" cultura mestiza del Caribe y
Latinoamérica, donde el conocimiento puntual y objetivo se
entremezcla con la intuición, la magia y la
percepción, produciendo resultados muchas veces
sorprendentes.
Nuestra naturaleza regional tiene muchos saberes
desaprovechados por la reducida inteligencia operativa de
nuestras sociedades (Inteligencia social), sociedades que
aún se encuentran en el estadio primario de la
depredación desordenada de los bienes naturales, mentes
con poca disciplina intelectual y una pereza milenaria frente al
pensamiento científico y la tecnología. Incluso la
misma España ancestral no es que vislumbre por sus hombres
de ciencia. Seguramente bajo las garantías y comodidades
que ofrecen los países industrializados para la
investigación científica y tecnología, la
captación de conocimiento científico y
tecnológico se haría en una milésima de
tiempo del empleado por uno de nuestros
científicos.
El niño empieza a construir sus habilidades para
el conocimiento a partir de tres factores integrados a su entorno
e identificables para la labor pedagógica:
1) El factor genético aportado por los
caracteres heredados.2) La educación familiar
primaria3) El factor adquirido en su desarrollo
cultural.
En este último es donde precisamente surgen los
bloqueos debido a que los factores hereditarios son variados,
múltiples y dispersos, y los factores adquiridos son
producto de la inestabilidad cultural de un sistema social que
históricamente no ha funcionado precisamente por ser un
modelo impuesto. Finalmente queda la opción de la
terquedad y seguir indagando por vías alternativas a la
estructura occidental, emulando el exitoso resultado de los
orientales.
Son varios los aspectos a enfocar en una
didáctica que logre interesar la mente infantil en
procesos de investigación disciplinada y en un amor al
trabajo por acceder al conocimiento. No se trata de dividir la
mente en asignaturas y comprar textos a las editoriales. Es
necesario partir de aceptar una sabiduría aparente
incrustada en las palabras y una total ignorancia de fondo
representada en el subdesarrollo.
Dividir el universo entre lo sensible, lo perceptible,
lo imaginable y lo comprobable, es decir, el micro y el
macrocosmos, sus espacios de conexión, duplicación
y reflejo y luego integrarlo nuevamente en los procesos del
pensamiento. La tecnología permite ver la célula y
comprobar la existencia de partículas subatómicas,
permite detectar las radio galaxias y cuantificar las diferencias
térmicas, de gravedad, masa y movimiento para finalmente
ubicarnos en el entendimiento, comprensión y manejo de la
energía y la materia en sus niveles bióticos,
físicos y termodinámicos, simultáneamente
nos entrega la incertidumbre onda-partícula para continuar
empleando el método científico en la
búsqueda de la "verdad" o el epistéme.
Es fundamental el permanente desarrollo del
método científico y el desarrollo de sus
pedagogías, por lo general un profesor no está
acostumbrado a actualizar sus conocimientos y transferirlos al
nivel de clase o taller; mientras el profesor no investigue
será un permanente reproductor del
subdesarrollo.
Para culminar este proceso de Fundamentación
propuesto por el P.E.I. para dinamizar la educación
pública, es pertinente resaltar la importancia de la
pedagogía del juego en regiones de poca tradición
académica y donde el estudio se asume como un sacrificio
de tiempo y no como una dinámica placentera para el
desarrollo de la comunidad.
Con base en lo anterior se hace necesario asumir una
nueva actitud docente en la escuela y en especial con los
niños que están haciendo la transición entre
la tradicional primaria para ingresar a la secundaria. Esta nueva
actitud debe contener una gran dosis de planificación
previa y una distribución ordenada del trabajo escolar a
través de proyectos científicos interdisciplinares
desarrollados en pequeños grupos o comunidades
científicas infantiles.
El diseño de modelos y metodologías
aplicables a los contextos de nuestros estudiantes, la
mayoría de ellos de estratos bajos y bajo condiciones
difíciles de existencia, donde la mayoría
pertenecen a familias disfuncionales o han sido abandonados, con
grandes necesidades económicas para la subsistencia y
pocos recursos para el desarrollo de sus actividades escolares,
el diseño de estos modelos y metodologías deben
estar enfocados a atender las expectativas de una
población joven con bajos niveles de autoestima,
deficiencias en la concentración de la atención,
dificultades de lectoescritura y altos niveles de agresión
e hiperactividad. Aunque las anteriores características
hacen pensar en aspectos en contra del mismo proyecto,
está en la calidad del docente y su grado de creatividad
de convertir estos aparentes defectos sociales en cualidades
potenciales para el desarrollo de una inteligencia
científica y tecnológica.
5.3. La didáctica científica en la
escuela Investigativa
Estructurar la mente científica desde la primera
infancia y la pre-escolaridad, es una labor indicada para
expertos en pedagogía en común alianza con padres y
ayudas del estado. No se trata de negar el derecho a la infancia,
al juego, al cachorreo y múltiples actividades propias del
desarrollo del ser en sus primeros años. La importancia
está en el diseño de prácticas y actividades
acopladas al niño, enfocadas a establecer procesos que
activen la red neuronal y sensibilicen y socialicen los sentidos,
ampliando la red de conexiones para que el niño en proceso
de crecimiento no presente dificultades de aprendizaje y tenga
abiertas todas las puertas del conocimiento a través de
los sentidos. Es algo complejo y requeriría de todo un
tratado completo, pero en primer instancia se propone ofrecer
ambientes adecuados y especializados de sensibilización,
estimulación y socialización en los que los
estímulos exógenos interactúen con los
"estímulos endógenos" y se establezcan las
conexiones adecuadas entre el ser y el universo.
5.3.1. Epistemología y
experimentación
PIAGET quiso que la epistemología estuviese
dotada de mecanismos de control sobre sus afirmaciones. La
historia de la ciencia (concebida como laboratorio
epistemológico) y la neurociencia (antigua
psicología), le darían los elementos para
diseñar el dominio experimental de su versión de
esta disciplina. El objetivo de la epistemología
genética es la explicación del conocimiento
científico; su base experimental la constituye la historia
de la ciencia y ciertos experimentos neurocientíficos, que
quedan enmarcados en la llamada psicología
genética, desarrollada para tales fines por
PIAGET.
PIAGET siempre estuvo bajo la fuerte influencia de la
ciencia de su tiempo (esto ya es evidente en su artículo
Las Dos Direcciones del Pensamiento Científico
(1929). Su epistemología está pensada
alrededor de las categorías básicas de la ciencia,
el espacio, el tiempo, la causalidad, el principio de
conservación de la materia y el número. PIAGET
realizó investigaciones decisivas sobre estas
categorías, desde la perspectiva de la historia de las
ideas, que lo llevaron a una explicación de la
razón profunda de la existencia de un pensamiento
racional. Pero consideró necesario dar una mayor
sustentación empírica a sus aseveraciones de orden
epistemológico. Su laboratorio
epistemológico, constituido por la historia de la
ciencia, se vio ampliado con sus investigaciones
psicogenéticas. De allí extrae una
información fundamental: existe una lógica del
niño, cualitativamente distinta a la lógica del
adulto. Este resultado está en el corazón de
su teoría, pues le permitió explicar el origen
operatorio de las estructuras lógicas (punto débil
del empirismo) además de verificar una vieja
hipótesis sobre la existencia de una lógica de
la acción (la del niño pequeño) que
sirve como punto de partida para la construcción de la
lógica del pensamiento adulto. Para PIAGET, el pensamiento
es una acción que se lleva a cabo internamente; para su
descripción requiere de un análogo interiorizado
del movimiento y de la percepción. La función
simbólica hace posible esta nueva forma de acción:
se comienza con las representaciones simples del mundo sensorio
motor y de allí se llega a las operaciones concretas que
se apoyan sobre aquellas primeras representaciones. El periodo de
las operaciones concretas tiene como núcleo la posibilidad
de aplicar, por parte del sujeto, algún principio de
conservación. Debe entenderse que esto ocurre siempre
dentro de un contexto y que el éxito en la
aplicación de un principio de conservación en dicho
contexto no significa que el sujeto ya pueda aplicar tal
principio en cualquier otra situación. Lo que le interesa
a la epistemología genética, como tal, es que la
posibilidad de aplicar un principio de conservación revela
un cambio cualitativo.
En la etapa final del proceso (que es muy largo,
complejo y altamente no-homogéneo) aparecen las formas
complejas de organización del pensamiento
científico. El núcleo de la etapa de las
operaciones formales lo constituye la posibilidad del
pensamiento hipotético deductivo, es decir, la
posibilidad de razonar a partir de hipótesis. La
posibilidad significa que, en una situación
determinada, el sujeto es capaz de ésta forma
compleja de razonamiento. Es allí, en esa posibilidad,
donde se encuentra el valor epistemológico que interesa a
la epistemología genética. El análisis de la
génesis histórica de las categorías
básicas del pensamiento científico permitió
a PIAGET la sistematización de la
objetivación y del aumento de claridad conceptual (que
podemos asociar a un aumento de rigor) en el desarrollo de las
ciencias. La actividad de la comunidad científica va
llevando al conocimiento, en una época determinada, a un
mayor nivel de objetividad. La objetividad no es pues una
característica del conocimiento que cae ya preformado ante
los ojos de la comunidad. Pero hablar de la actividad de los
científicos es hablar de un nivel de desarrollo avanzado.
Si de lo que se trata es de investigar el proceso de
construcción del conocimiento científico, la
perspectiva evolutiva indica que hay que ir hacia atrás,
hacia las etapas anteriores, ya que la realidad de un proceso
evolutivo no la descubre ninguna de sus etapas en particular,
sino el proceso en su totalidad.
Con base en estas conclusiones emanadas de las
investigaciones y experimentos de PIAGET, se propone una escuela
investigativa para el abordaje de la Ciencia y la
Tecnología en la educación básica, partiendo
de las lógicas y estructuras cognitivas de los
niños que ingresan a la educación formal a partir
de los 5 años de edad.
5.4. Matriz didáctica de la Escuela
Investigativa
Con el claro interés de transformar los sistemas
tradicionales que han demostrado ser inocuos e ineficientes para
los propósitos del desarrollo del conocimiento
científico y tecnológico en la escuela, se requiere
diseñar modelos alternativos para el aprovechamiento del
tiempo escolar que logren romper con el espacio del aula
tradicional. Esto requiere disponer una infraestructura que
permita la libertad de espacios, manejo circular de ambientes
donde el área física, representada en
edificaciones, preste el servicio de conversatorio (puesta en
común) y convergencia de procesos donde el debate y la
confrontación democrática de saberes generen la
costumbre o el hábito de la
investigación.
Se propone un canon para asumir la orientación
del conocimiento científico y tecnológico en la
enseñanza de las ciencias exactas hacia el conocimiento
con base en el diseño y planificación de ambientes
y actividades ligadas a proyectos multidisciplinares, con
diferentes opciones de clasificación y con base en 12
parámetros o principios funcionales básicos a
saber:
a) Resignificar y profundizar el sistema de
estándares educativos.b) Establecer con los estudiantes un acuerdo
didáctico fundamentado en la amistad vinculante con la
ciencia.c) Diseñar procesos ligados directamente
a la práctica y a la construcción
autónoma del conocimiento.d) Conformar grupos de investigación
científica con proyectos identificados.e) Trabajar por procesos y proyectos,
desechando la tradicional hora – tema – clase.
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