Ciencia, tecnologíA, sociedad: implicaciones en la educación científica para el siglo XXI




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títuloCiencia, tecnologíA, sociedad: implicaciones en la educación científica para el siglo XXI
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Las interacciones ciencia, tecnología y sociedad: Una posible solución al cambio actitudinal en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias
Por tanto, una de las posibles causas del desinterés hacia las ciencias y su estudio y de las actitudes negativas de los estudiantes es la desconexión entre la ciencia que se enseña y el mundo que les rodea, su falta de aplicaciones prácticas, es decir, la ausencia de las interacciones CTS. De hecho, en investigaciones llevadas a cabo con profesores y estudiantes de ciencias, ambos estamentos señalan la importancia de dichas interacciones para lograr un mayor interés en el alumnado hacia el estudio de las ciencias (Solbes y Vilches 1992, 1995). Penick y Yager (1986), en el análisis de cursos de ciencias considerados excelentes realizados por estudiantes norteamericanos, señalaron que las relaciones ciencia, tecnología y sociedad, constituían una parte central de los cursos más valorados. Comprobaron, así mismo, que cursos con estas características además de favorecer el interés, mejoraban los resultados de los exámenes oficiales.

Así, parece confirmarse el importante papel que el tratamiento de las interacciones ciencia, tecnología y sociedad puede jugar en el aumento del interés de los estudiantes hacia la ciencia y su estudio. Pero, ¿sólo por su carácter motivador conviene introducir dichas interacciones en la enseñanza de las ciencias?
¿Por qué puede ser importante introducir el tratamiento de las interacciones CTS?, ¿Qué otros factores determinan su relevante papel en la enseñanza de las ciencias?.
Efectivamente el campo de investigación de las interacciones CTS ha confluido en los últimos años con los señalados anteriormente, es decir, con el estudio de las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia y su aprendizaje y también con las nuevas tendencias curriculares que promovían la alfabetización científica o ciencia para todos. En los dos casos, el tratamiento de las interacciones CTS puede ser un buen instrumento para la consecución de las finalidades de estas propuestas didácticas. Sin embargo, este dominio de la investigación se ha desarrollado desde hace años constituyendo el denominado movimiento CTS cuyo objetivo básico es resaltar la necesidad de relacionar la ciencia y la tecnología con el medio natural y social.

Desde el punto de vista de la educación, es importante señalar algunas de las causas que pueden dar relevancia al tratamiento de las interacciones CTS en la enseñanza básica. En primer lugar, ya hemos señalado que a muchos estudiantes la enseñanza de las ciencias puede parecerles poco interesante. Esto es comprensible si se tiene en cuenta que frecuentemente se presentan las materias científicas de forma que los alumnos y alumnas las ven como algo abstracto y puramente formal, sobre todo en el caso de la física y la química. Pero basta con fijarnos en la historia de la ciencia para darnos cuenta de que el desarrollo científico ha venido marcado por la controversia, las luchas por la libertad de pensamiento, las persecuciones, la búsqueda de soluciones a los grandes y pequeños problemas que la humanidad tenía planteados, y todo ello está lejos de resultar algo aburrido y monótono (Gagliardi 1988, Gil et al. 1991).

De ahí la necesidad de recuperar los aspectos sociohistóricos, de relación CTS, que permiten una visión más contextualizada de la ciencia y suministran un elevado potencial motivador. La discusión del papel social de la ciencia, del mito de la neutralidad del científico (Catalán y Catany 1986), de los espectaculares avances del siglo XX, que permiten contraponer los medios para salvar y mejorar la vida, con los medios para destruirla, así como del cada vez mayor conocimiento de nosotros mismos y de nuestro universo, o de los condicionamientos del desarrollo científico y tecnológico y sus consecuencias, deben suministrar a la enseñanza de las ciencias el potencial e interés del propio desarrollo científico enmarcado en un progreso social sostenible.

La inclusión de las relaciones CTS en la enseñanza da relevancia a las clases de ciencias, ya que, por un lado, atraen la atención de los estudiantes que quizás antes no habían visto la necesidad de estudiar ciencias y, por otro, estimulan también la enseñanza de las ciencias, al relacionarlas con las discusiones sobre cuestiones humanas, éticas e incluso políticas, contribuyendo a la comprensión pública de la ciencia.

El tratamiento de estos aspectos permitirá también salir al paso de aquellas actitudes entre los estudiantes de rechazo a toda actividad científica, al confundir la ciencia y la tecnología con las consecuencias más negativas de algunos desarrollos, como el deterioro del medio o la carrera armamentista, y al pensar que la solución a muchos problemas sociales, relacionados con la ciencia, dependen únicamente de un mayor conocimiento científico y de tecnologías más avanzadas. Así se ayudará a hacer comprender a los estudiantes que la toma de decisiones no constituye una cuestión puramente técnica (Aikenhead 1985). Se contribuirá a valorar el desarrollo científico y tecnológico y sus consecuencias, considerando ventajas e inconvenientes, contribuyendo así a generar actitudes "críticamente" positivas hacia la ciencia y la tecnología.

Por otro lado, cada vez más las interacciones CTS se plantean como una relación necesaria entre el aprendizaje de las ciencias y el medio exterior, es decir, como una profundización en el conocimiento científico, en los problemas asociados a su construcción, ya que el trabajo científico, como cualquier otra actividad humana, no tiene lugar aisladamente sino en un determinado medio social que afecta necesariamente a dicho trabajo. Del mismo modo, las circunstancias históricas del momento en que se desarrolla influyen en el mismo. Por tanto, el conocer la relación del conocimiento científico con el exterior, los problemas que el desarrollo científico y tecnológico genera o resuelve, va a permitir a los estudiantes y, en su caso, a los futuros científicos, tener una visión de la ciencia más completa y más contextualizada socialmente.

Los cambios habidos en nuestras sociedades, los nuevos riesgos a escala planetaria de algunos desarrollos, el papel de la ciencia y la tecnología como elementos estratégicos (alto nivel de inversiones públicas y privadas, creciente gestión estatal de la innovación), etc., motivan cada vez más los estudios en ciencia y tecnología y su evaluación. La comprensión de las complejas interacciones CTS se convierte en algo necesario si se pretende, pues, que en el futuro, las personas tengan que tomar decisiones, adoptar actitudes responsables frente al desarrollo y las consecuencias que de él se derivan. En la actualidad, el analfabetismo científico y tecnológico es mucho más peligroso que en cualquier situación anterior. Es peligroso que las personas ignoren lo que significa la contaminación atmosférica, el calentamiento global, la desaparición de especies, los problemas asociados al uso de diferentes fuentes de energía, a la seguridad, a las comunicaciones, a la solución de enfermedades, del hambre, de las condiciones de vida de los más pobres. ¿Cómo podrán tomar decisiones, incidir en las políticas de sus países si desconocen todos estos y muchos otros problemas y su impacto en el futuro?

Será necesaria también la educación en CTS para la incorporación del alumnado al mundo laboral, para su preparación para la vida adulta en la que se encontrarán con objetos y productos consecuencia del desarrollo científico y tecnológico en sus casas y lugares de trabajo y por lo tanto se debería incluir además una introducción a su estudio y utilización.

A modo de resumen, podemos decir que la inclusión de los programas CTS en la enseñanza va a contribuir no sólo a mejorar la actitud y a aumentar el interés hacia la ciencia y su aprendizaje, sino también va a permitir aprender más ciencia y saber más sobre la ciencia, al mostrar una imagen más completa y contextualizada de la misma.
Las interacciones CTS y la enseñanza de las ciencias
Hemos visto la importancia de tener en cuenta en la enseñanza las interacciones CTS. Debemos preguntarnos ahora qué ocurre en nuestras clases de ciencias, en relación a la presencia o ausencia de esta componente CTS en el proceso, a cómo son los materiales que utilizamos en el aula.
¿Están presentes las relaciones CTS en los libros de texto? ¿Qué aspectos no son tenidos en cuenta?
El análisis que se propone es de gran importancia, ya que la mayoría de profesores y profesoras apoyan su trabajo en un libro de texto. Una primera consecuencia del análisis será saber en qué medida los materiales didácticos habituales van a sernos o no de ayuda para la introducción de CTS en el aula. Si bien es cierto que, muy recientemente, se observa una progresiva introducción de contenidos CTS en algunos textos de ciencias de primaria y secundaria, no se puede decir todavía que estos aspectos tengan una consideración adecuada en el curriculum. Así, algunos trabajos han puesto de manifiesto que muchos libros de texto muestran una imagen de la ciencia distorsionada, que no tiene en cuenta las complejas interacciones CTS. En general, se ignoran también los aspectos históricos en la imagen de la ciencia que se transmite y, muchas veces, cuando se utilizan, se introducen tergiversaciones y errores históricos (Solbes y Vilches 1989, Solbes y Traver 1996, Romo 1998).

No se muestra adecuadamente en la mayor parte de los casos las relaciones entre la ciencia y la tecnología. Se citan simples aplicaciones técnicas de la ciencia pero sin plantear sus relaciones en ningún caso, sin tener en cuenta que, en muchas ocasiones, la frontera entre ciencia y técnica no está bien delimitada y que uno de los motores del progreso científico es el intento de solucionar algún problema técnico, lo que muchas veces ha permitido el desarrollo del conocimiento científico básico. Generalmente no se muestra el papel jugado por la ciencia en la modificación del medio, en el cambio de las ideas, en la propia historia de la humanidad o, en sentido contrario, se olvidan las notables influencias de la sociedad en el desarrollo científico. No se contribuye adecuadamente a mostrar el desarrollo científico como fruto del trabajo colectivo de muchas personas, sino más bien al contrario, se favorece una imagen tópica individualista de los científicos y escasísimas científicas, como personas que trabajan y descubren en solitario. No se consideran las numerosas aportaciones precedentes en cualquier invención ni que la investigación está cada vez más institucionalizada donde el trabajo se orienta a partir de líneas de investigación ya establecidas.

En la actualidad la situación ha podido cambiar, ya que en algunos países está teniendo lugar una reforma educativa en la que se contemplan objetivos actitudinales, así como la necesidad de incluir aspectos de relación ciencia, tecnología y sociedad en el curriculum de ciencias. El debate de estos aspectos puede ser una buena oportunidad para comparar la situación anterior con la actual de procesos de reforma en los distintos países de los asistentes.
¿Cómo afectarán las nuevas finalidades y objetivos de las reformas educativas en los materiales para la enseñanza de las ciencias que han aparecido en los últimos años?
Aunque al principio ya discutimos sobre las finalidades de la educación científica, conviene ahora centrarnos en particular en los cambios habidos en los currículos de los diferentes países, para apreciar la mayor atención prestada en particular a las relaciones CTS y ver cómo se reflejan estos cambios en los materiales habituales a utilizar en el aula. Se trata, en realidad de que el propio profesorado se plantee cómo se incorporan dichos cambios, si se les da la atención necesaria, si están los diferentes aspectos o alguno queda relegado.

Existen trabajos recientes que señalan las mejoras significativas detectadas en muchos de los materiales publicados tras las reformas educativas. Por ejemplo, destaca la atención prestada a las interacciones ciencia-medio ambiente o a las aplicaciones de muchos conocimientos científicos y a la relación de la ciencia y la tecnología con la vida cotidiana. Pero también se señala una escasa presencia de algunos aspectos CTS, como los relacionados con la toma de decisiones, las valoraciones críticas o los aspectos históricos (raras veces se refieren a las controversias que tanto han marcado el desarrollo científico). El análisis de esta cuestión permitirá a los docentes darse cuenta de que todavía queda mucho por hacer en este campo, a pesar de la existencia de numerosas propuestas o de proyectos innovadores, como veremos en un próximo apartado.

Ya se ha resaltado que para gran parte del profesorado la finalidad básica de la educación científica es la preparación de los estudiantes para cursos posteriores. Es decir, se piensa en futuros científicos y no se tiene muy en cuenta la necesidad de alfabetizar científica y tecnológicamente a toda la población. Se olvida la necesidad de despertar cierto interés crítico hacia el papel de la ciencia como vehículo cultural, de potenciar la adquisición de conocimientos, procedimientos y valores que permitan a los futuros ciudadanos percibir tanto las utilidades de la ciencia y la tecnología en la mejora de la calidad de vida de los ciudadanos como las consecuencias negativas de su desarrollo. Si además, a pesar de las reformas curriculares, los materiales de ciencias no incorporan suficientemente o de forma adecuada la mayor parte de los aspectos CTS que pueden contribuir a la consecución de dichos objetivos y finalidades, cabría preguntarse qué consecuencias puede tener en el aprendizaje de las ciencias.
¿Qué consecuencias puede tener para el alumnado la ausencia de los aspectos de relación CTS en las clases de ciencias?
Sólo si los docentes comprenden la importancia de las interacciones CTS serán conscientes del problema de su ausencia en la enseñanza y por lo tanto de las consecuencias que esto puede tener en los estudiantes. Con todo lo que se ha señalado, es lógico esperar, y así lo han confirmado algunos trabajos ya citados, que los alumnos y las alumnas tengan una imagen de la ciencia y la tecnología alejada del mundo real, que no tiene en cuenta aspectos históricos, ni sus relaciones actuales con el medio y la sociedad. Por otro lado, aunque se ha indicado la existencia como consecuencia de todo esto de un desinterés hacia el estudio de la ciencia, uno de los aspectos señalados por el propio alumnado que contribuye a ese desinterés es la desconexión de lo que se estudia con la vida real, la ausencia de las aplicaciones, de la funcionalidad de lo estudiado. Del mismo modo, consideran que una solución para aumentar su interés hacia la ciencia es conectar la ciencia que se estudia con los problemas del mundo real, con el entorno y con la sociedad.

En definitiva, la enseñanza de las ciencias en la etapa de la educación obligatoria no parece que contribuya suficientemente a mejorar la formación cultural del ciudadano, ni a conformar actitudes positivas de los alumnos y las alumnas hacia la ciencia y su aprendizaje.
Educación en Ciencia, Tecnología y Sociedad
Todo esto no quiere decir que no haya profesores y profesoras, formas de enseñar y currículos de ciencia que a la hora de desarrollarlos contribuyan en la dirección de las nuevas finalidades de la educación científica y en el logro de un cambio actitudinal positivo. De hecho, como decíamos al principio, no sólo los currículos se han ido impregnando de objetivos y contenidos CTS sino que, además, existen numerosos proyectos en dicha área. Por lo tanto, una vez debatida la necesidad de contextualizar socialmente la ciencia que se enseña, será necesario que nos planteemos cómo podemos llevarlo a la práctica
¿Cómo se podrían introducir las relaciones CTS en las clases de ciencias?
Las orientaciones de los estudios en CTS, los enfoques en las investigaciones son diferentes en los distintos países y ámbitos educativos. Así, algunos autores señalan (Sanmartín et al. 1992) que los numerosos programas CTS existentes en EE.UU., por ejemplo, son muy diferentes entre sí. Sin embargo, en Europa, los programas han surgido en el Reino Unido y se han transferido después hacia otros países, teniendo todos ellos en común el concebir la ciencia y la tecnología como constructos sociales (constructivismo social). La atención creciente prestada en América latina hacia este campo de investigación es puesta de manifiesto en numerosos trabajos, en los que se señala la necesidad de aumentar el interés por las cuestiones sociales de la ciencia y la tecnología.

Es éste un debate que tiene gran interés normalmente para el profesorado ya que permite plantearse cómo conseguir todos los objetivos propuestos. En la bibliografía, se citan habitualmente tres formas de introducir los contenidos CTS (Kortland 1992, Sanmartín y Luján 1992, Furió y Vilches 1997, López Cerezo 1998b), que pueden orientar la discusión.

En primer lugar, los que incorporan temas o estudios CTS en un curso de ciencias, sin alterar el programa habitual, entre los que se pueden destacar: Harvard Project Physics (EE.UU.), que integra breves estudios CTS, introduciendo, en particular, aspectos históricos en la exposición de temas científicos. SATIS (Science and Technology in Society, Reino Unido) que inserta temas relevantes de CTS en momentos adecuados de un curso de ciencias y fue promovido por la Association for Science Education en 1984. Este proyecto presenta una serie de unidades didácticas elaboradas en niveles distintos para estudiantes de 8 a 19 años. Ciencia a través de Europa propone temas CTS conectados con los programas escolares con los que además se pretende introducir una dimensión europea en la enseñanza de las ciencias, promoviendo la colaboración de países. Esta propuesta ha sido imitada por países asiáticos y EE.UU. En esta estructura también se encontraría la propuesta de incluir los contenidos CTS como temas transversales en el currículo.

Otra forma de estructurar los contenidos CTS consiste en enseñar ciencia a través de un enfoque CTS. Los cursos y programas están centrados en la solución de problemas CTS y se desarrollan después, cuando surgen, los contenidos científicos. El proyecto PLON (Physics Curriculum Development Project) pertenece a este grupo y se trata de una disciplina que se estableció en 1972 coordinada desde la Universidad de Utrecht (Holanda), con unidades para utilizar en un curso de física que pretenden mostrar la contribución de la disciplina a los diferentes papeles que el estudiante puede jugar en el futuro como consumidor o simplemente como ciudadano. Otra modalidad es NMEVO (Environmental Education in Secondary Schools), constituido por cursos científicos multidisciplinares, con origen en Holanda en 1986, en los que se desarrollan unidades que, partiendo de un problema medio ambiental relacionado con las ciencias, plantean y valoran cuestiones implicadas con el problema, evaluando soluciones alternativas. APQUA (Aprendizaje de los Productos Químicos, sus usos y aplicaciones) tiene su origen en California, EE.UU. y, basándose en aspectos CTS de la química, enseña contenidos, procesos y habilidades para que los estudiantes puedan tomar decisiones sobre temas relacionados con los productos químicos. tratando de que comprendan cómo éstos interaccionan con las personas y el medio. El proyecto británico Advanced Chemistry Salters, elaborado por el Science Educational Group de la Universidad de York, ha sido diseñado para estudiantes de 17 y 18 años y tiene como eje vertebrador las aplicaciones de la química en la vida diaria y sus implicaciones sociales. Ha sido adaptado en diferentes países como el caso del Proyecto Química SALTERS que está siendo experimentado en España y se proyecta difundir en Latinoamérica.

Por último, están los proyectos llamados CTS "puros", en los que se enseña CTS y el contenido científico juega un papel subordinado, como el SISCON in Schools (Science in a Social Context in Schools), del Reino Unido que, utilizando la historia de la ciencia y la tecnología, muestra cómo se abordan cuestiones sociales relacionadas con la ciencia y la tecnología para estudiantes de 17 y 18 años. El proyecto deriva de su homólogo universitario y está patrocinado por la British Associaton for Science Education para la enseñanza secundaria. En este grupo podrían incluirse algunas asignaturas llamadas CTS que tratan de introducir a los estudiantes en los problemas sociales, culturales, medioambientales y éticos, relacionados con la ciencia y la tecnología.

Estos son algunos de los más representativos ejemplos de proyectos CTS sobre los que existe abundante bibliografía, donde se analizan las diferentes propuestas, se evalúan algunos resultados o se comparan las diferentes modalidades (Caamaño et al. 1995). Es conveniente, por tanto, discutir a continuación algún ejemplo, con el fin de valorar las diferentes propuestas y sus posibilidades de ser llevadas al aula.
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