Documento Jornada Educacion Cientifica

7/23/2019 Documento Jornada Educacion Cientifica

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Conforme el saber científico se hatransformado en un factor decisivo dela producción de riquezas, sudistribución se ha vuelto más desigual.Lo que distingue a los pobres (sean

personas o países) de los ricos no essólo que poseen menos bienes, sinoque la gran mayoría de ellos estáexcluida de la creación y de losbeneficios del saber científico.

Conferencia Mundial sobre Ciencia yConocimiento Científico - UNESCO

Jornada:

La Educación Científica

OBSERVATORIO ASTRONÓMICO AMPIMPAwww.astrotuc.com.ar -- E-mail: [email protected]

Ruta Pcial. N° 307 a los Valles Calchaquíes - Km. 107,5 - Amaicha del Valle – Tucumán – Argentina

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mailto:[email protected]







Introducción

Entrados ya de lleno en el tercer milenio, se hace cada vez más urgenteintegrar a los programas de enseñanza en todos los niveles y a la práctica docente enel aula la Ciencia y la Tecnología con el objetivo de generar estrategias que permitana los alumnos una “ formación cultural válida para vivir en el mundo actual yenfrentar los nuevos problemas y desafíos que el mismo presenta ” .

Hace ya más de 10 años, en 1999 la Conferencia Mundial sobre Ciencia yConocimiento Científico patrocinada por las Unesco-Naciones Unidas, declaraba lo

siguiente:“ el acceso al saber científico con fines pacíficos desde una edad muy temprana

forma parte del derecho a la educación que tienen todos los hombres y mujeres, y que laenseñanza de la ciencia es fundamental para la plena realización del ser humano, paracrear una capacidad científica endógena y para contar con ciudadanos activos einformados…”

Pero para que éste acceso sea posible es necesario promover unacercamiento distinto a las disciplinas científicas y tecnológicas de los niños y los jóvenes, un cambio profundo en la práctica pedagógica del aula: una mayorinteracción de alumnos con los objetos científicos – tecnológicos, el trabajointerdisciplinario, el constructivismo, la resolución de problemas, entre otros, debenincorporarse a la práctica docente diaria para transformarse en una realidad másallá del discurso pedagógico.

Este documento pretende ser un aporte en ésta dirección, y reúneinformación que ha sido organizada de forma tal que las ideas y conceptosfundamentales estén expuestos con claridad y sencillez. Esperamos que el mismosea de utilidad a maestros y profesores para orientar y enriquecer la enseñanza deciencias en el aula. Éste es nuestro único propósito.

DirecciónObservatorio Astronómico Ampimpa

Tucumán – Argentina



Puntos de partida para una Educación Científica

El objetivo fundamental de la Educación Científica es desarrollar en los niños y jóvenes unmodo de conocer que podamos llamar “científico” y que no debe confundirse con la preparación de”pequeños científicos” o futuros “técnicos”, sino entenderse como “una formación cultural útil para

la adquisición del Conocimiento “, instrumento fundamental para vivir en el mundo actual”.El problema de la educación científica es mucho más amplio que el de señalar caminos

seguros o dar contenidos disciplinares específicos y no obstante necesarios . Es sobre todo el deayudar a niños, jóvenes y adultos a encontrar estrategias de colonización cognitiva.

Por estrategia de colonización se puede entender un modo de conquista progresiva y gradual,asociada a recorridos exploratorios de todo tipo, pero también a un retroceso continuo; a un volver acuestionar permanentemente lo que se ha hecho para organizarlo de nuevo; a un estar en condicionesde servirse también de aquello que ya se posee adaptándolo para responder a nuevas exigencias, etc.Y la cosa que se debe enseñar es precisamente este modo de volver a incluir siempre todo en el juegode manera constructiva y no destructiva.

“La educación científica debe generar el desarrollo de modos de observar la realidad ymodos de relacionarse con la realidad”.

Desde la perspectiva sicológica, lo que importa y se pone continuamente en evidencia es que enniños y jóvenes hay “estructuras de conocimiento” siempre presentes y activas. No es verdad que losalumnos conozcan sólo fragmentos del mundo a la espera de que los adultos los reordenen yestructuren: siempre existen redes (aunque primitivas) que mantienen juntos hechos diversos,aún los que parecen desconectados entre sí . Este esfuerzo por comprender, relacionar y explicarlos hechos existe ya en los niños y jóvenes.

En el proceso de adquirir conocimiento cada niño y joven pone en funcionamiento dinámicasdiferentes, a veces incluso muy complicadas. Estas dinámicas tienen puntos de contacto con las

propias de los adultos comunes y/o especializados. No son un universo aparte, y ello es lo que hace posible una unión continua y coherente entre estos extremos, un desarrollo. No es necesario acudir alas viejas “separaciones”, “niveles” y “transiciones”.

El problema del docente es pues, el de tomar esa estructura de conocimiento, e insertarse enella constructivamente. No sólo no debe ignorarla ni fingir que no existe sino que debe saberapoyar coherentemente su construcción, ordenándola sistemáticamente, enriqueciéndola ydesarrollándola. Sobre este punto deben converger la planificación y los objetivos de toda ladidáctica.

La escuela: formación de competencias científico-tecnológicas

La ciencia y la tecnología son parte de la demanda social a la escuela. Que la escuela debeformar competencias científico-tecnológicas es una formulación propia de una política educativa. Setrata de un fin, un objetivo para la educación formal. Se relaciona con el supuesto de considerarsocialmente valiosa la formación de competencias científico-tecnológicas . Este valor se funda en elconsenso de que a mayor competencia científica y tecnológica, mayores son las chances dedesarrollo político, económico y social.

Por otro lado, el enorme impacto de la enseñanza de ciencias y tecnología en lacalidad de la educación se debe al hecho que involucra un ejercicio extremadamenteimportante de la razón, lo que despierta en los niños y jóvenes su espíritu creativo, suinterés. Eso hace que mejore el aprendizaje de todas las disciplinas. Por esta razón, silos alumnos se familiarizan con las ciencias desde temprano tendrán mayores chancesde desarrollarse, tanto en en el campo científico como en otros.



Formación de Competencia Científica y Competencia Tecnológica

Formar Competencia Científica es enseñar a “saber colocarse en el punto de vista dela ciencia”, con toda la complejidad, conflictividad y diversidad que esto significa. Un científicodescribe y explica lo que existe, realizando predicciones que luego podrán o no ser confirmadas.

Formar Competencia Tecnológica es enseñar a “ saber manejarse con artefactos,instrumentos y sistemas operativos, con toda la eficacia y eficiencia necesaria,estan do también en capacidad de evaluar su pertinencia en el contexto en el quese va a aplicar”. Un tecnólogo inventa lo que no existe, transforma la realidad. La competencia

tecnológica es “la capacidad de saber manejarse con otro tipo de racionalidad: la del saber hacer ,la del análisis funcional, la de las operaciones de los artefactos y sistemas”.

El Docente frente a los cambios

En éste contexto encontramos al docente en una posición crítica. Expuesto por un lado, a dos problemáticas distintas: la de los adultos (en la que está inserto) y la de los niños (a los que forma),que al mismo tiempo interactúan entre sí. Por el otro también esta expuesto a dos grupos deexpertos: unos, indicando las cosas a saber de cada disciplina: matemáticos, biólogos, físicos, etc. yotros, que se declaran competentes en los diferentes aspectos de la educación: pedagogos,

psicólogos, filósofos, políticos, funcionarios, etc.

C ada uno planteará su posición sobre aspectos que le competen: el filósofo dirá “el significadode la ciencia es el siguiente…”; el psicólogo dirá “los chicos comprenden de este modo”; el pedagogodirá “los objetivos deben fijarse teniendo en cuenta…”; el político dirá “debemos educar para un

país…”; el matemático dirá “un contenido fundamental es la teoría de …”; el biólogo dirá “lacomprensión de los eco- sistemas es el paso previo para…”.

Decimos entonces que la posicióncrítica surge de la necesidad del docentede tomar la información proveniente decada una de esas especialidades y de algúnmodo integrarlas, transformándolas

profundamente por medio de un proceso dedigestión o “metabolismo”.

Para esta función el docente trata de

“asimilar” esas informaciones provenientesdel exterior, cada una con una estructura yun significado propio, desmenuzándolas enfragmentos más simples que después le

permitan construir un modelo final paraaplicar en el aula.

Finalmente, la cuestión que nos parece central es la profesionalidad docentey esto tiene que ver, obviamente, con lascondiciones laborales para su desempeño, conla capacidad de saber poner en juego, en latoma de decisiones, toda la racionalidad

posible, y con su formación y capacitación.



Es inútil requerir a los docentes que formen competencias científico-tecnológicas si ellos mismosno han sido formados en esa dirección.

La Ciencia. Conceptos Fundamentales

La CIENCIA es una actividad humana que procura producir conocimiento basado enpruebas y evidencias que tiene como objeto explicar de forma fidedigna cómo se

estructura y funciona el mundo.

Para alcanzar ese objetivo tiene que idear métodos racionales (lógicos) y empíricos que sean lomás eficaces posible para evitar la ilusión, el error y el autoengaño en el estudio y valoración de larealidad.

La Ciencia nos lleva más allá de la experiencia ordinaria, de las apariencias, usandorazonamientos, pruebas y demostraciones que parten de la observación del mundo natural (tienen

base empírica) y nos permiten obtener conclusiones acerca de la realidad que no podríamos alcanzarde otro modo.

El Conocimiento Científico

Es un tipo de conocimiento que se caracteriza por ser fáctico, racional, verificable,objetivo, sistemático y explicativo.

El conocimiento científico requiere una forma de conceptualizar la realidad distinta alconocimiento cotidiano: implica no sólo nuevas estructuras conceptuales, sino también nuevasmetodologías y nuevas formas de acercarse a los problemas.

El Método Científico

Es la más avanzada herramienta que ha logrado el hombre para crear un sistemaconfiable de obtención de conocimiento científico

Es un conjunto de postulados, principios, operaciones y reglas que orientan a la investigación para alcanzar el resultado propuesto.

Establece firmemente los procedimientos que deben seguirse; el orden de las observaciones,

los experimentos, las experiencias y razonamientos, así como también la esfera de los objetos a loscuales se aplica.

La Investigación Científica

La Investigación Científica es el instrumento que materializa en operaciones cadauno de los momentos del Método Científico.

Es un proceso que, mediante la aplicación del método científico, procura obtener informaciónrelevante y fidedigna (digna de fe y crédito), para entender, verificar, corregir o aplicar elconocimiento.



La investigación científica se caracteriza por ser reflexiva, sistemática y metódica; tiene porfinalidad la búsqueda intencionada de conocimientos o de soluciones a problemas de caráctercientífico.

Presupuestos de la ciencia:

La ciencia presupone que tiene que descubrir el conocimiento. La ciencia no asume queconoce la verdad a priori acerca del mundo empírico.

La ciencia presupone un orden regular en la naturaleza y asume que hay unos principiossubyacentes de acuerdo con los cuales los fenómenos naturales trabajan. Asume que esos

principios o leyes son relativamente para una Educación Científica y Tecnológica de una serie de fenómenos empíricos.

La ciencia presupone que el ser humano tiene la capacidad de conocer ese orden regular y principios subyacentes de la naturaleza.

La ciencia presupone que el saber explicar y dominar la naturaleza de forma progresiva esalgo que vale la pena, que es algo bueno, un valor ético positivo.

La característica común a todas las ciencias es que se basan en la experiencia (lo empírico) y enargumentos racionales, para buscar explicaciones (teorización) que permitan resolver los problemasque se plantean en sus diversos ámbitos. Este conjunto de procedimientos son pues, racionales ycríticos, no dogmáticos y no arbitrarios.

Características del Conocimiento Científico

Es Fáctico porque trata de fenómenos y hechos de la realidad empírica (natural y queobservamos)

Es Racional por basarse en la razón y no en sensaciones, opiniones, pareceres o dogmas.

Es Verificable en el sentido de comprobable empíricamente .

Es Objetivo porque sus afirmaciones pretenden ajustarse con los datos y hechos de larealidad.

Es Sistemático en el sentido de constituir un cuerpo de ideas lógicamente entrelazadasmás que un cúmulo de proposiciones inconexas.

Es Explicativo en el sentido de que el mismo no se conforma con describir cómo es elmundo sino que intenta dar cuenta de las razones por las cuales el mundo es como es valedecir, encontrar las razones por las cuales los fenómenos empíricos se comportan del modo enque lo hacen.



Pasos del Método Científico:

El objetivo de la ciencia es conocer la realidad empírica, observable (directa oindirectamente), de la forma más confiable posible (en base a pruebas), aunque no infalible niabsoluto (es provisional porque nunca se asume haber llegado al final), evitando al máximo elautoengaño, las ilusiones y la mentira.

Este conocimiento implica tanto descripciones (leyes) de lo que ocurre como explicaciones (teorías) del porqué ocurre. Las explicaciones del porqué ocurre (teorías) son importantes porque nos

permiten hacer predicciones, que son un elemento crucial en el método. Precisamente fiabilidad de

este conocimiento científico procede de este método, que se basa en someter a prueba una u otra vezlas predicciones, que a su vez son interdependientes de predicciones de teorías en otras áreas y quetambién se someten a prueba. Finalmente, el proceso se hace público.

El método científico implica una combinación de inducción y deducción que se retroalimentan . En larealidad del método suele ser difícil saber dónde ha empezado el proceso.

- Inducción : de información particular que captamos a través de nuestros sentidos hacemosafirmaciones generales. Ejemplo: como las veces que he tocado el fuego me he quemado infiero que elfuego es demasiado caliente para tocarlo.

- Deducción: tomar un principio general del mundo e inferir que ocurrirá algo particular. Ejemplo: del principio general de que el fuego está demasiado caliente para tocarlo, infiero que si pongo mi pie enel fuego de la brasa me quemaré

Podemos sintetizar el Método Científico en los siguientes pasos:

1. Observación:

Se detecta un problema (enigma, desafío o reto que plantea algún aspecto de la realidad empírica) al

observar la naturaleza accidental o intencionadamente. Se repiten las observaciones para analizarlas

y poder separar y desechar los aspectos irrelevantes para el problema. Se Reúnen todos los datos queposibles que incidan en ese problema que se ha planteado. Es un proceso de observación sagaz y

minucioso de la naturaleza. Puede de ser de forma directa o indirecta usando instrumentos.

2. Hipótesis:

Una vez recogidos todos los datos se elabora una explicación provisional que describa de la forma más

simple posible. Puede ser un enunciado breve, una formulación matemática, etc. Esta sería unaprimera inducción.

3.Predicción:

A partir de la hipótesis se realizan predicciones de lo que tendría que encontrarse bajo determinadas

condiciones en el caso de que fuera cierta. Las predicciones pueden hacer referencia a un fenómeno o



dato que haya que encontrar y se refiera al futuro (resultado de un experimento, observación del

movimiento de un cuerpo celeste) o que haga referencia al pasado (fósiles) y que podemos llamar

retrodicciones. Es un proceso de deducción. Se formula en un enunciado de la forma "si la hipótesis

H es cierta, entonces tendrá que ocurrir el suceso X o tendremos que encontrar el hecho Y".

4.Verificación:

Se verifica lo que ocurre en posteriores observaciones. Para ello se somete a prueba (contrastación) las predicciones en base a posteriores observaciones o experimentos. Se debe buscar si el hecho Yes efectivamente cierto que se presenta en la realidad o si el proceso X ocurre o puede ser causado.

En este proceso las predicciones (X e Y) pueden ser confirmadas (cuando se cumplen) o falsadas(cuando no se cumplen). La llamada falsación (Popper) consiste en proponer predicciones que si se

cumplen refutan nuestra hipótesis. Por supuesto, tanto confirmación como falsación son

probabilísticas y siempre implican un margen de error. Hay que recordar que en ciencia no se habla

de pruebas o refutaciones absolutas y por eso se insiste en la idea de provisionalidad .En esteproceso estamos suponiendo que:

-La predicción deducida a partir de la hipótesis ha sido correctamente realizada.

-El experimento o las observaciones han sido realizados correctamente.

5.Replicación:

En este momento se da otra vez un proceso de inducción porque después de producir más

observaciones se revisa la hipótesis inicial. Se eechaza, modifica o mantiene la hipótesis en base a

los resultados volviendo al punto 3, las predicciones. Así mismo este proceso es público y se da aconocer para que otros puedan duplicarlo. Si las predicciones se cumplen la hipótesis se refuerza.

Tras ser repetidamente contrastada con éxito por diversos grupos de científicos, la hipótesis pasa a

ser una TEORÍA científica. A partir de ese momento se puede intentar ampliar la teoría para que

pueda abarcar más fenómenos naturales.

Es importante destacar el carácter público de la investigación científica .Todo este proceso tiene

que implicar a mucha gente, expertos en su área, que cooperen de forma independiente para realizar

las contrastaciones o pruebas (experimentos u observaciones) que puedan confirmar progresivamente

las hipótesis hasta convertirlas en teorías científicas o rechazarlas definitivamente. Si alguien

obtiene resultados positivos es necesario saberlo para que otros expertos puedan replicar o duplicar

las pruebas o experimentos durante un tiempo. Otras veces se sugieren pruebas, experimentos o

contrastaciones similares o variantes.

En el caso de que NO se hayan obtenido resultados positivos con la hipótesis, se pueden establecer

hipótesis adicionales por las que haya fallado, aun siendo verdadera, la hipótesis original. Estas

hipótesis adicionales pueden ser fallos en la deducción de predicciones o en la realización delexperimento. En este caso, estas hipótesis adicionales deberían a su vez ser contrastadas (probadas).

Como se puede ver, siempre es el mismo método científico repetido una y otra vez a diferentes

niveles y de diferentes maneras. Todo el proceso siguen unos pasos ordenados, pero es interactivo.

Puede fallar el contraste de una hipótesis, pero esta situación (fallo) puede dar nuevos datos einformación para refinar la hipótesis o para replantear el problema de otra manera y repetir el

proceso. Como se puede ver, la interacción implica usar el método científico también en subproblemasque se puedan ir planteando siendo muy complejo el proceso global.



Todos estos pasos y estrategias dan lugar a un avance progresivo de la ciencia y , a veces, a saltosbruscos, pero los pasos aproximados siempre son los descritos.

La Ciencia, es infalible?

Es importante destacar todas las veces que sea necesario, que no se pretende que las leyes y teoríascientíficas sean infalibles. Todo lo contrario. La consecuencia lógica de que las afirmaciones

científicas tengan que ser falsables (Popper) implica que son falibles. Es por eso decimos que las

teorías y las leyes científicas son PROVISIONALES.

Los científicos nunca dan nada por sentado en forma absoluta. Aunque haya casos en que el nivel de

duda sea infinitesimal, siempre se puede mejorar. El proceso del Método Científico se repite unay otra vez: aparecen y se recogen nuevos datos, nuevas observaciones y nuevos experimentos, nuevas

interpretaciones que someten a nuevas pruebas, etc.

Constantemente las antiguas teorías y leyes se superan por otras con más capacidad explicativa o

descriptiva. En realidad, incluso los hechos científicos no son necesariamente certezas infalibles o

absolutas. Los hechos, no implican sólo elementos perceptuales fácilmente comprobables, sino que confrecuencia tienen también un componente de interpretación.

Por supuesto, este proceso es general y se concretará de diferentes maneras en las diversas ciencias

y según los problemas concretos que se planteen.

En realidad, los pasos descritos anteriormente son una versión ideal del método científico. En la

práctica no se pasa por todos los pasos como si fueran reglas rígidas. El conocer estos pasos no va a

convertir a una persona en un científico. Es necesaria una buena dosis de creatividad o incluso de

arte para concretar todo esto.

La intuición, sagacidad, suerte, etc juegan un papel adicional. Las intuiciones afortunadas se dan engente muy preparada, formada y que ha profundizado mucho en su área.

La ciencia obtiene su éxito porque somete la enorme capacidad de imaginación yfantasía del ser humano a los hechos observados, las pruebas empíricas y las reglas de

la razón y la lógica.

La Investigación Científica. Elementos

Desde un punto de vista estructural se reconocen cuatro elementos presentes en todainvestigación:

Sujeto: es el que desarrolla la actividad, el investigador;

Objeto: es lo que se indaga, esto es, la materia o el tema;

Medio: es lo que se requiere para llevar a cabo la actividad, es decir, el conjunto de métodos ytécnicas adecuados;

Fin: es lo que se persigue, los propósitos de la actividad de búsqueda, que radica en la solución de una problemática detectada.



La investigación debe ser objetiva, es decir, elimina en el investigador preferencias y sentimientos personales, y se resiste a buscar únicamente aquellos datos que le confirmen su hipótesis; de ahí que empleatodas las pruebas posibles para el control crítico de los datos recogidos y los procedimientos empleados.

Finalmente, una vez sistematizados los datos son registrados y expresados mediante un

informe o documento de investigación, en el cual se indican la metodología utilizada y los procedimientos empleados para llegar a las conclusiones presentadas, las cuales se sustentan por lamisma investigación realizada.

En la investigación científica deben darse una serie de características:

a) Estar planificada , es decir, tener una previa organización, establecimiento de objetivos, formasde recolección y elaboración de datos y de realización de informe.

b) Contar con los instrumentos de recolección de datos que respondan a los criterios de validez,confiabilidad y discriminación, como mínimos requisitos para lograr un informe científicamente valido.

c) Ser original , esto es, apuntar a un conocimiento que no se posee o que este en duda y seanecesario verificar y no a una repetición reorganización de conocimientos que ya posean.

d) Ser objetiva , vale decir que la investigador debe tratar de eliminar las preferencias personalesy los sentimientos que podrían desempeñar o enmascarar el resultado del trabajo de investigación.

e) Disponer de tiempo necesario a los efectos de no apresurar una información que no responda,objetivamente, al análisis de los datos que se dispone.

f) Apuntar a medidas numéricas , en el informe tratando de transformar los resultados en datoscuantitativos más fácilmente representables y comprensibles y más objetivos en la valoración final.

g) Ofrecer resultados comprobables y verificarles en las mismas circunstancias en las se realizóla investigación.

h) Apuntar a principios generales trascendiendo los grupos o situaciones particularesinvestigados, para los que se requiere una técnica de muestreo con el necesario rigor científico, tantoen el método de selección como en la cantidad de la muestra, en relación con la población de que setrate.

Tipos de Investigación CientíficaEs conveniente señalar que en la realidad la investigación no siempre se puede clasificarexclusivamente en alguno de los tipos que se señalaran, sino que generalmente en toda investigaciónse persigue un propósito señalado, se busca un determinado nivel de conocimiento y se basa en unaestrategia particular o combinada.

Criterios de clasificación:

1. Por el propósito o finalidades perseguidas

2. Por la clase de medios utilizados para obtener los datos

3. Por el nivel de conocimientos que se adquieren



Se desarrolla a continuación un breve resumen de las mismas:

1.- Por el propósito o finalidades perseguidas:

Investigación básica: También recibe el nombre de investigación pura, teórica o dogmática. Secaracteriza porque parte de un marco teórico y permanece en él; la finalidad radica en formularnuevas teorías o modificar las existentes, en incrementar los conocimientos científicos o filosóficos,

pero sin contrastarlos con ningún aspecto práctico.

Investigación aplicada: Este tipo de investigación también recibe el nombre de práctica o empírica.Se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de los conocimientos que se adquieren. Lainvestigación aplicada se encuentra estrechamente vinculada con la investigación básica, puesdepende de los resultados y avances de esta última; esto queda aclarado si nos percatamos de quetoda investigación aplicada requiere de un marco teórico. Sin embargo, en una investigación empírica,lo que le interesa al investigador, primordialmente, son las consecuencias prácticas. Si unainvestigación involucra problemas tanto teóricos como prácticos, recibe el nombre de mixta. Enrealidad, un gran número de investigaciones participa de la naturaleza de las investigaciones básicas yde las aplicadas.

2.- Por la clase de medios utilizados para obtener los datos

Investigación documental: Este tipo de investigación es la que se realiza, como su nombre lo indica,apoyándose en fuentes de carácter documental, esto es, en documentos de cualquier especie. Comosubtipos de esta investigación encontramos la investigación bibliográfica, la hemerográfica y la

archivística; la primera se basa en la consulta de libros, la segunda en artículos o ensayos de revistasy periódicos, y la tercera en documentos que se encuentran en los archivos, como cartas, oficios,circulares, expedientes, etcétera.

Investigación de campo: Este tipo de investigación se apoya en informaciones que provienen entreotras, de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones. Como es compatible desarrollar estetipo de investigación junto a la investigación de carácter documental, se recomienda que primero seconsulten las fuentes de la de carácter documental, a fin de evitar una duplicidad de trabajos.

Investigación experimental: Recibe este nombre la investigación que obtiene su información de la

actividad intencional realizada por el investigador y que se encuentra dirigida a modificar la realidadcon el propósito de aislar el fenómeno mismo que se indaga, y así poder observarlo.

3.- Por el nivel de conocimientos que se adquieren

Investigación exploratoria: Recibe este nombre la investigación que se realiza con el propósito dedestacar los aspectos fundamentales de una problemática determinada y encontrar los

procedimientos adecuados para elaborar una investigación posterior. Es útil desarrollar este tipo deinvestigación porque, al contar con sus resultados, se simplifica abrir líneas de investigación y

proceder a su consecuente comprobación.

Investigación descriptiva: Mediante este tipo de investigación, que utiliza el método de análisis, selogra caracterizar un objeto de estudio o una situación concreta, señalar sus características y

propiedades. Combinada con ciertos criterios de clasificación sirve para ordenar, agrupar o



sistematizar los objetos involucrados en el trabajo indagatorio. Al igual que la investigación quehemos descrito anteriormente, puede servir de base para investigaciones que requieran un mayornivel de profundidad.

Investigación explicativa: Mediante este tipo de investigación, que requiere la combinación de los

métodos analítico y sintético, en conjugación con el deductivo y el inductivo, se trata de responder odar cuenta de los porqué del objeto que se investiga.

Enseñanza de la Ciencia

Uno de esos criterios relevantes para el diseño del currículo en cualquier área y etapa son lascaracterísticas psicológicas de los alumnos. Estas características pueden agruparse en tres aspectos:

1. El desarrollo afectivo y emocional,2. El desarrollo cognitivo o intelectual

3. La forma en que aprenden.

Habitualmente, cuanto más pequeño es el alumno, cuanto menor es su edad y por lo tantomayores son sus diferencias psicológicas con los adultos, más se tienen en cuenta estos aspectos.

Parece obvio que en preescolar o en las primeras edades de la escolarización se tiene muchamás sensibilidad a las peculiaridades psicológicas de los alumnos. Así, "la ciencia en la enseñanza

general básica" no se presenta como tal, sino como un conjunto de actividades dirigidas a desarrollarcapacidades de procesamiento, conceptualización y comunicación en los niños. Los propósitos"generalistas" de ésta etapa de la enseñanza, donde prima la idea de una "ciencia para todos", como

parte de una cultura científica solidaria y común a todos los ciudadanos es impartida por educadorescon una formación más pedagógica y general en los contenidos.

Pero a medida que va aumentando la edad este criterio va perdiendo peso en las decisioneseducativas. A medida que el alumno va pareciéndose más a un adulto, la "fuente psicológica" va

perdiendo influencia en las decisiones frente a la "fuente disciplinar". Los currículos se vanestructurando cada vez más en torno a disciplinas específicas (Física, Química, Biología, etc.) y menosde acuerdo con las características y necesidades de los alumnos

Los conocimientos generalmente son impartidos por especialistas en esas materias con escasaformación pedagógica inicial y que tiene por objeto, explícito o implícito, la presentación

pormenorizada del cuerpo de conocimiento de cada una de las materias, de acuerdo con la lógica y loscriterios de cada una de las disciplinas . Se asume que adquirir una cultura científica básica requiereadoptar el punto de vista del especialista en cada una de esas materias, con escasa consideración porlas variables psicológicas que puedan afectar a ese aprendizaje.

Probablemente en ésta arbitraria “separación” con un brusco cambio metodológico y

conceptual entre “primaria” y “media” esté una de las causas del desinterés de los niños y jóvenes enla ciencia.

Consideramos que ambos niveles deben impregnarse los principios de cada uno: la ciencia paratodos, mediante un acercamiento a la lógica del discurso científico como una forma distinta de

conocer la realidad que nos rodea como el fin o la meta de la educación científica. Pero no su medio ocriterio para organizar los contenidos en el currículo los que basándose en las características



psicológicas de los alumnos deben buscar desde la más temprana edad desarrollar en los niños formasde pensamiento cada vez más próximas al conocimiento científico.

El enfoque constructivista en la educación científica y tecnológica

Es ya un lugar común afirmar que la educación científica debe estar dirigida a fomentar laconstrucción de conocimientos por parte de los alumnos, en lugar de meramente a repetir oreproducir sistemas de conocimiento ya elaborados.

La concepción constructivista del aprendizaje debe entenderse no sólo como una propuesta justificada en la investigación psicológica sobre cómo aprendemos las personas sino también en lasdemandas culturales que sobre la escuela pesan hoy.

En la "sociedad de la información" en la que el acceso a formas diversas y a vecescontrapuestas de información y conocimiento es sumamente fácil, la escuela no puede servir ya sólo

para trasmitir conocimientos (o cultura) que son ya accesibles en otros muchos formatos y canales. Laescuela - y más específicamente la educación científica- debe servir cada vez más para asimilar o darsignificado a esa gran avalancha de informaciones dispersas y escasamente seleccionadas. Debeservir para construir modelos o interpretaciones que permitan integrar esas informaciones, parahacerlas significativas en el marco del saber científico o disciplinar que las ha hecho posibles.

En este sentido, el constructivismo es no sólo una opción psicopedagógica sino sobre todo unaopción cultural y de redistribución del conocimiento en el marco de los fines que la educación debecumplir en las sociedades modernas.

" Si tuviese que reduci r toda la psicología educativa a un solo pr incipio, enunci aría éste:

el factor más impor tante que in f luye en el aprendi zaje es lo que el alumno ya sabe.Averigüese esto y enseñese en consecuencia" (Ausubel, Novak y H anesian, 1978).

Con el objeto de presentar un enfoque general de éstos principios, hemos tomado aquí partesdel trabajo “Cognitive Psychology and scientific education. Juan Ignacio Pozo”

Si la década de los setenta fue para la enseñanza de la ciencia la "edad de Piaget", los añosmás recientes pueden calificarse muy bien como la "época de los conocimientos previos" oconcepciones alternativas en la educación científica.

La insatisfacción con el concepto piagetiano de estadio de las operaciones formales, unida a

otros varios factores psicológicos y didácticos, hizo que los estudios se hayan orientado cada vez máshacia el papel de los conocimientos previos de los alumnos en el aprendizaje de la ciencia.

Pero, a diferencia de lo que sucede con la teoría piagetiana de las operaciones formales, quese presenta como un modelo unitario, coherente e integrado, el enfoque de las concepcionesalternativas abarca posiciones y trabajos muy diferentes, cuyo punto de encuentro es la importanciaconcedida las ideas o conocimientos previos que los alumnos llevan al aula.

La teoría piagetiana y el enfoque de las concepciones alternativas parten de supuestos psicológicos bien diferenciados y reclaman propuestas curriculares en más de un sentido opuestas.

Mientras que desde los supuestos piagetianos, la educación científica debería estar dirigida a promover nuevas formas de pensamiento, subordinando la organización de los contenidos conceptualesa este fin, el enfoque de las concepciones alternativas reduce el aprendizaje de la ciencia a la



adquisición de los núcleos conceptuales de la ciencia tras superar el "obstáculo cognitivo" que suponenlas ideas previas de los alumnos.

Mientras que el modelo piagetiano supone que ese pensamiento científico constituye unsistema unitario (operaciones lógico- formales) compuesto por varios esquemas (por ej.,

conservaciones no observables) que a su vez hacen posible la construcción de conceptos o nocionesconcretas (por ej., densidad), de forma que la adquisición de estos últimos sólo sería posible si selogran esos cambios estructurales más generales, a los que debería dirigirse la educación científica,el enfoque de las concepciones alternativas dirige sus esfuerzos a los conceptos más específicos,

promoviendo por separado el cambio en cada uno de ellos, sin que existan propuestas que integrenesos diversos cambios puntuales.

Podríamos decir que desde Piaget, enseñar ciencias es algo así como la "madre de todas lasbatallas", mientras que el enfoque de las concepciones alternativas adopta más bien una estrategia de"guerra de guerrillas", concepto a concepto.

Sin embargo, los datos existentes sobre la comprensión de la ciencia por los alumnos no parecen dar la razón a ninguna de estas dos posiciones, ya que reclaman niveles de generalidad uhomogeneidad intermedios entre los previstos por Piaget y las concepciones alternativas.

Según este análisis, el pensamiento científico no constituiría un sistema tan homogéneo comola teoría piagetiana predecía pero tampoco tan heterogéneo como el otro enfoque asume.

Una forma de explicar las regularidades en la comprensión de la ciencia por parte de losalumnos es recurrir a estructuras conceptuales de un nivel de generalidad intermedio entre lasestructuras lógicas piagetianas y las dispersas concepciones alternativas.

Una concepción alternativa asume que las ideas de los alumnos sobre la ciencia puedenconcebirse como teorías implícitas, que poseerían rasgos diferenciados con respecto a las teoríascientíficas, y que se utilizarían, en conjunción con ese conocimiento más académico, en función de lasdemandas contextuales de la tarea.

El enfoque de las "teorías implícitas", se ha basado en recientes conceptualizaciones de la psicología cognitiva sobre la forma de representar el conocimiento y el mundo que nos rodea.

Distintos trabajos parecen mostrar que los estudiantes poseen una serie de teoríasconstituidas por distintos conceptos y nexos que establecen relaciones entre ellos. Como las teorías

científicas, estas teorías "personales" tienen como objetivo la interpretación y predicción del mundocircundante. No obstante, las teorías científicas y las teorías personales sobre la ciencia difierenentre sí en muchos otros rasgos, cuyo análisis puede servirnos para comprender mejor la naturalezade los conocimientos previos de los alumnos en cuanto teorías implícitas, pero también paracomprender el tipo de cambio representacional que debe lograr la educación científica si quiereacercar a los adolescentes al conocimiento científico.

Los conocimientos previos de los alumnos como teorías implícitas

Al comparar las ideas de los alumnos con las teorías científicas que se les tratan de enseñar,

nos interesa contrastar sus diferencias para que se comprenda cómo ambos tipos de teorías tienenuna naturaleza y unas funciones distintas.



El principal rasgo que define a las teorías personales de los alumnos es su carácter implícito.Mientras que las teorías científicas deben por necesidad explicitarse en un lenguaje o sistema derepresentación compartido por una comunidad, lo que les obliga a intentar ser tanto coherentes comoconsistentes, buena parte de las teorías implícitas son incomunicables. Las teorías implícitas suelensubyacer a la acción, manifestándose sólo a través de ella y resultando en muchos casos muy difíciles

de verbalizar.

El carácter implícito de las teorías de los alumnos conecta con la necesidad defomentar la toma de conciencia con respecto a sus propias ideas como uno de los

requisitos del llamado "cambio conceptual".

Sólo mediante la toma de conciencia de las propias teorías o modelos implícitos quesolemos usar para interpretar la realidad podremos llegar a superar éstos, y esa

toma de conciencia es uno de los productos de la instrucción formal y social.

Con todo lo anteriormente dicho podría parecer que las teorías implícitas son gravementeerróneas y por tanto inútiles o ineficaces. Sin embargo, no es así. En tanto se mantienen, las teoríasimplícitas suelen generar predicciones con bastante éxito en la vida cotidiana. Los alumnos levantanobjetos, lanzan balones a canasta, andan en bicicleta o caminan a diario con un cierto nivel de éxitosin conocer las leyes físicas que gobiernan cada uno de sus movimientos.

Aunque las teorías implícitas de los alumnos sobre el movimiento de los objetos y la gravedadsean científicamente incorrectas, suelen describir o predecir muy bien acontecimientos cotidianosante los que muchas veces los modelos científicos formalizados (es decir, idealizados) son menos

predictivos (al menos al nivel de complejidad que pueden conocerlos los adolescentes).

De hecho, las teorías personales y las teorías científicas buscan metas distintas:

Las teorías personales deben ser útiles Las teorías científicas deben ser ciertas.

A diferencia de lo que sucede con las teorías personales o implícitas, el científico noreflexiona tanto sobre los objetos como sobre sus teorías sobre los objetos. Las teorías científicasse diferencian del conocimiento personal cotidiano no sólo en los conceptos o ideas en que se basan,

sino también en su metodología y en las actitudes o formas de abordar los problemas.El enfoque de las concepciones alternativas ha reducido el aprendizaje de la ciencia al

problema del cambio conceptual, cuando ese problema no puede separarse del cambio metodológico yactitudinal que debe lograrse para construir a partir de las teorías implícitas un conocimientocientífico.

La principal diferencia reside en que las teorías científicas son producto de la reflexión y laconceptualización, basada en ciertos procedimientos técnicos de observación, medición, registro, etc,cosa que no suele suceder con las teorías implícitas, basadas "metodología de la superficialidad".

Pero además de estas diferencias metodológicas, pueden identificarse ciertos rasgos en lasestructuras conceptuales comunes a diversas teorías implícitas mantenidas por los alumnos, que lesdiferenciarían de las teorías científicas.



Esos rasgos estructurales actuarían como verdaderos obstáculos epistemológicos quetendrían que ser superados en cada dominio concreto, de forma que su superación caracteriza

precisamente a la mayor parte de las teorías científicas.

A modo de ejemplo citamos tres grandes grupos de dificultades, las cuales el alumno deberá

superar para asimilar el conocimiento científico:

a) Causalidad lineal vs. interacción de sistemas : Los alumnos tienden a recurrir a un esquemacausal muy simple para explicar los acontecimientos según el cual la relación entre la causa y elefecto es lineal y en un solo sentido. Sin embargo, la mayor parte de las teorías científicasrequieren entender las situaciones como una interacción de sistemas en las que como mínimo se

produce una de las dos situaciones siguientes:

b) Cambio y transformación vs. conservación y equilibrio: Otra restricción estructural en lasteorías implícitas de los alumnos, muy vinculada a la anterior, es la tendencia del pensamientocausal cotidiano a centrarse en el cambio más que en los estados. Las teorías implícitas de losalumnos se centran en lo que se transforma pero no en lo que se conserva. Sin embargo, la mayor

parte de los conceptos científicos implican una conservación. Cuando la conservación esdirectamente observable es asequible para los niños del período operacional concreto. Perocuando se trata de una conservación no observable, sólo puede alcanzarse por vía conceptual, esdecir tomando conciencia de las relaciones entre conceptos.

c) Relaciones cualitativas vs. esquemas de cuantificación: En nuestra vida cotidiana tendemos aestablecer relaciones cualitativas entre los hechos que escasamente somos capaces decuantificar. Sin embargo, la ciencia se caracteriza por el uso de operaciones cuantitativas

precisas, que determinan no sólo si existe una relación entre dos hechos sino también en qué

cantidad existe. Esta necesidad de cuantificar se traduce, en el caso del pensamiento científico,en el uso combinado de tres esquemas de cuantificación, cuyo uso dista mucho de ser generalentre los adolescentes e incluso los adultos universitarios

Desde un marco teórico basado en este tipo de estructuras, u otras similares, el cambioconceptual es algo muy diferente del paso de un concepto específico (erróneo) por otro conceptoespecífico correcto (el científico).

Es más bien un cambio en la forma de conceptualizar o en los esquemas conceptuales que seutilizan para interpretar los problemas.

Pero también implican una concepción más compleja del cambio conceptual, que no debebasarse "simplemente" en la sustitución de una idea por otra supuestamente más avanzada, sino que, por si esto fuera poco, debe tener en cuenta las diferencias entre el conocimiento personal ycientífico, tanto en su origen como en su estructura.

De este tipo de enfoque se siguen algunas implicaciones o consecuencias para la elaboración deun currículo de ciencias, en sus metas, la organización de sus contenidos y sus metodologíasdidácticas.

Implicaciones curriculares de los modelos de cambio teórico.

En primer lugar se deben jerarquizar las dificultades conceptuales encontradas, con el fin deestablecer diferentes secuencias o recorridos didácticos -basados en recursos y metodologíasdiferenciados- para superar cada una de esas dificultades.



Desde este enfoque, los currículos de ciencias, especialmente en estos niveles introductorios,deberían focalizarse sobre un número limitado de conceptos, en lugar de hacer esa presentación

pormenorizada de la mayor parte de los conceptos relevantes desde cierta perspectiva disciplinar

En la selección y organización de esos contenidos conceptuales debería considerarse como

meta el cambio de las estructuras conceptuales más que de los conceptos específicos en sí mismos, sibien ello sólo puede lograrse trabajando desde contenidos concretos, para luego integrar esosconceptos específicos en estructuras conceptuales más generales.

La comprensión de conceptos científicos específicos se vería facilitada si los alumnos hanaprendido a analizar los problemas desde ciertas estructuras conceptuales.

Así, la educación científica debe promover de manera solidaria cambios conceptuales,metodológicos y actitudinales. Los objetivos conceptuales deberían ser más generales (estructurasconceptuales) que específicos (conceptos específicos), aunque siempre a través de actividadesdidácticas concretas y específicas.

Un tratamiento predisciplinar de los problemas debería basarse en el trabajo sobre lasestructuras conceptuales que diferencian a las ciencias de las teorías implícitas con las que el alumnollega al aula.

Otra meta sería por tanto diferenciar los discursos científicos de los modelos cotidianos. Eneste sentido, la propia naturaleza del cambio conceptual es más compleja, o menos lineal, de lo quetradicionalmente se ha supuesto, a partir de las estrategias de conflicto cognitivo promovidas desdeel enfoque de las concepciones alternativas.

Las teorías implícitas, en lugar de ser reemplazadas por los modelos científicos tras el cambioconceptual suelen coexistir e incluso competir con ellos por su activación en diversos contextos.

Ello entraría en aparente contradicción con uno de los objetivos básicos de la enseñanza de laciencia en la Educación Obligatoria: el uso del conocimiento científico para interpretar el mundo quenos rodea. En cuanto "consumidores" habituales de ciencia es necesario no sólo que conozcan los

principales productos de la cultura científica sino también que sean capaces de utilizarlos en elanálisis de problemas cotidianos, tanto sociales como personales, y en la toma de decisiones en la vidacotidiana.

Sin embargo, por loable que sea este empeño, hay datos abrumadores que muestran la

dificultad de alcanzarlo, ya que los alumnos apenas transfieren sus conocimientos escolares más alláde las paredes del aula. Ello tradicionalmente no ha hecho sino incrementar los esfuerzos deinvestigación e innovación para hacer que los alumnos usen fuera del aula los conocimientos científicosen lugar de recurrir a sus conocimientos, creencias o teorías personales.

Según este enfoque, la adquisición de una nueva teoría o modelo (por ej., la mecánicanewtoniana o la teoría corpuscular) no tendría por qué implicar un abandono de las teorías implícitas,ya que las teorías científicas y las teorías implícitas implican niveles de análisis distintos, que losalumnos deberían aprender a diferenciar, utilizándolas de modo discriminativo en función delcontexto, pero también a integrar en un todo explicativo, dado el mayor poder conceptual de lasteorías científicas.



La diferenciación contextual entre el conocimiento científico y cotidiano hace necesarioreconsiderar la función de la educación científica en el marco de las relaciones entre el conocimientoescolar y el conocimiento cotidiano y sus contextos de uso.

El objetivo sería que el alumno aprendiera alternativas de conocimiento que debería saber

diferenciar y utilizar de modo discriminativo en función del contexto. Entendida así, la transferenciasólo sería útil cuando las situaciones escolares y cotidianas compartieran las mismas metas. Mientrasque la mayor parte de las situaciones cotidianas sólo requieren realizar una conducta eficaz, otrassituaciones requieren una mayor conceptualización o reflexión ("comprender" por qué se acierta o sedisuelve el cacao, en lugar de sólo tener éxito).

El objetivo del aprendizaje de la ciencia no sería tanto conocer el mundo que nos rodea sinocomo comprender algunos modelos científicos sobre el mundo que nos rodea y, a través de ellos,

alcanzar un mayor grado de conocimiento sobre los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor.

En cualquier caso, estos objetivos son incompatibles con una concepción academicista de laeducación científica, consistente en presentar los principales núcleos del saber científico como unaverdad establecida que todo ciudadano debe conocer.

Pero ese conocimiento es inútil si no se acompaña de una comprensión de la informaciónrecibida. Los datos de la investigación psicológica y didáctica en numerosos países avalan el hecho deque los currículos enciclopédicos al uso no promueven niveles satisfactorios de comprensión entre losalumnos, no ya en la Educación Primaria y Secundaria sino ni siquiera en el Universitario.

Finalmente, si bien hemos hecho un breve recorrido por algunos de los principios psicológicosde la enseñanza de la ciencia, la aproximación realizada a los mismos deja claramente sentada la

complejidad del problema de la enseñanza de la ciencia.

Como docentes no podemos quedarnos en el discurso frecuentemente escuchado sobre que“Piaget ya ha sido superado” o que el constructivismo ha “vaciado de contenidos” a la escuela. Lamayoría de las veces subyace en estas expresiones algo mucho más grave que el disenso con unacorriente de pensamiento pedagógico: El desprecio por la necesidad de la pedagogía en la enseñanzade las ciencias.

Hemos visto cómo nuevas ideas y avances en la pedagogía de la ciencia se suceden a diario ycontribuyen fuertemente a mejorar la enseñanza. Cada uno de los docentes tenemos en nuestrasmanos una poderosa herramienta para manejarnos con los distintos métodos y su didáctica: Si ellos no

llevan a la calidad y excelencia educativa para nuestros alumnos, algo no está funcionando bien.

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