Naturaleza de la ciencia e indagación: cuestiones fundamentales para la educación científica del ciudadano
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CUADRO 1 Decálogo de Niaz
3. Indagación La indagación es una actividad multifacética que involucra hacer observaciones, hacer preguntas, examinar libros y otras fuentes de información para saber qué es lo que ya se sabe, planear investigaciones, revisar lo que se sabe en función de la evidencia experimental, utilizar herramientas para reunir, analizar e interpretar datos, proponer respuestas, explicaciones y predicciones, y comunicar los resultados. La indagación requiere la identificación de suposiciones, el empleo del razonamiento crítico y lógico y la consideración de explicaciones alternativas. National Research Council, 1996, p. 23 La definición que abre el epígrafe corresponde a los estándares nacionales de la educación científica estadounidense. La indagación científica se refiere a las diversas formas en las cuales los científicos estudian el mundo natural y proponen explicaciones basadas en la evidencia derivada de su trabajo. Los estudiantes que emplean la indagación para aprender ciencia se comprometen en muchas de las actividades y procesos de pensamiento de los científicos. La indagación también se refiere a las actividades estudiantiles en las cuales los alumnos desarrollan el conocimiento y el entendimiento de las ideas científicas, así como la comprensión de cómo los científicos estudian el mundo natural. Joseph Schwab (1966) fue una voz influyente en el establecimiento de esta visión de la educación científica en la década de 1960. Este educador arguyó que la ciencia debía verse como estructuras conceptuales que fueran frecuentemente revisadas como resultado de nuevas evidencias. Su visión sugirió que los profesores debían presentar la ciencia como un proceso de indagación; y que los estudiantes debían emplear la indagación para aprender los temas de la ciencia. Para lograr estos cambios, Schwab recomendó que los profesores de ciencia utilizaran primero el laboratorio y usaran estas experiencias, más que como continuación de, como guía de la fase de la enseñanza teórica de las ciencias. Schwab también sugirió que los profesores de ciencias consideraran tres aproximaciones en sus laboratorios (National Research Council, 2000).  Los manuales de laboratorio o los libros de texto podían emplearse para plantear preguntas y describir los métodos para investigar esas preguntas, permitiendo a los alumnos descubrir relaciones que no conocían.Los materiales de instrucción podían usarse para plantear problemas, pero los métodos y las respuestas se dejarían abiertas para que los alumnos las determinaran por sí mismos.Los estudiantes, en la aproximación más abierta, podían confrontar fenómenos sin el uso del libro de texto, mediante preguntas basadas en el trabajo experimental; podían hacer preguntas, reunir evidencias y proponer explicaciones científicas con base en sus propias investigaciones.Una estrategia del aprendizaje por indagación en la enseñanza de la física es la del Physics Education Group (PEG) de la Universidad de Washington (UW), en Seattle, EE.UU. (McDermott y otros, 1996; 1998), que persigue la construcción de conceptos básicos de física, el desarrollo de representaciones científicas y la elaboración de modelos con capacidad predictiva, teniendo en cuenta las siguientes premisas: La observación de fenómenos simples y el planteamiento de una primera explicación (para recoger las ideas previas de los estudiantes).El uso de distintas representaciones científicas para analizar el fenómeno.El planteamiento de preguntas y situaciones generadoras del aprendizaje.La construcción de modelos que expliquen el fenómeno y que tengan capacidad de predicción.La puesta a prueba del modelo mediante su contrastación con un fenómeno algo más complejo.En ¿Cómo poner en práctica el modelo de aprendizaje como investigación? de Gil y otros (2005), se pone en juego la indagación en la enseñanza, basándose en un modelo propuesto por el autor (Gil y otros, 1991; 1993; 1996). Muchos investigadores educativos nos confirman el despliegue internacional que ha tenido la estrategia de la indagación en la enseñanza de las ciencias (Abd-El-Khalick y otros, 2004). Muestra de ello es la gran cantidad de libros sobre experimentación en química que hoy tienen en su título la palabra inquiry -"indagación"- (Gallagher-Bolos y Smithenry, 2004; Moog y Farrell, 2005; Bauer, Birk y Sawyer, 2004; Garoutte, 2006; etc.). 4. La ndc y la indagación en los libros de texto ¿Cómo se puede incorporar la NdC y la indagación en los libros de texto de ciencia? Artículos recientemente publicados en revistas de didáctica de las ciencias hablan sobre los objetivos de los libros de texto científicos y ponen énfasis en la trascendencia que tienen como elemento didáctico sobre el cual se apoya una buena cantidad de profesores y profesoras. Veamos un par de citas textuales. Uno de los pilares básicos sobre los que se sustenta la acción docente en cualquier nivel educativo es el libro de texto. Resulta hoy por hoy incuestionable su poderosa influencia en el trabajo en el aula, tanto para los profesores como para los alumnos, constituyéndose en bastantes ocasiones como el referente exclusivo del saber científico. (Perales y Jiménez, 2002). Las funciones que puede cumplir un texto ayudan a situarlo en el contexto curricular: Los textos constituyen una recopilación de información textual e icónica.Los textos contienen una propuesta didáctica concreta para ser puesta en práctica.Los textos, al igual que otros materiales curriculares, constituyen un recurso didáctico, es decir, proporcionan ayuda al profesorado en la toma de decisiones (del Carmen y Jiménez-Aleixandre, 1997).En tal sentido, Izquierdo y Rivera (1997) han apuntado las características deseadas para los autores de los libros de texto y los objetivos que deben satisfacer al realizar su obra: Precisamos, quizás, nuevos textos escritos por didactas. Para ello, deberemos distinguir con cuidado las ideas científicas que están al alcance de las alumnas y los alumnos, determinar el objetivo que queremos alcanzar con el libro, presentar el mundo en el que estas ideas y objetivos tienen validez de manera consistente y estructurar el texto del modo más adecuado para facilitar su lectura. Según León (1999), para que se produzca una comprensión adecuada del contenido de un texto el lector requiere alcanzar los siguientes logros: Desentrañar las ideas que encierran las palabras (y las oraciones) del texto; o sea, construir ideas con las palabras del texto.Conectar las ideas entre sí; esto es, componer un hilo conductor entre ellas.Diferenciar y jerarquizar el valor de las ideas en el texto hasta adquirir lo que se denomina una macroestructura.Reconocer la trama de relaciones que articulan las ideas globales, la superestructura. Este complejo entramado de ideas, conocido como comprensión del discurso debe producirse en el lector como consecuencia de la lectura del texto. Por lo tanto, con estas características resulta muy difícil tipificar un texto como valioso en relación con otro que no lo es (Kintsch, 1988). Vamos a exponer a continuación algunas alternativas ejemplares para incluir el tema de la NdC y la indagación en el currículum y los libros de texto, con énfasis en la enseñanza de la química. Agustín Adúriz (2005): propone doce actividades didácticas diseñadas para enseñar algunos contenidos de la NdC que promueven una mirada sugerente sobre las ciencias naturales, particularmente en lo que se refiere a tres ejes: Epistemológico. Incluye la descripción y la explicación, la creación científica, la analogía, el pensar, decir y hacer sobre los fenómenos, el descubrimiento y la invención científica, y la abducción.Histórico. Constituido por tecnociencia, contrastación, paradigma.Sociológico. Integrado por axiología, los contextos y la imagen de la ciencia.Tales actividades tienen una estructura particular, que podría ser llamada "dialógica", y cuya característica es la de ir proponiendo tareas que luego se comentan trayendo a la discusión algunos aspectos de la NdC. Lloyd (1992; 1994): hace una revisión de orden general de las más importantes transformaciones curriculares del siglo XX y llega a las siguientes conclusiones sobre los deberes del curso universitario en el futuro: Debe presentarse una visión global de la química y de su significado para la civilización.Se busca desarrollar en los alumnos el aprecio por el espíritu y el método científicos.Desarrollo en los estudiantes del juicio crítico, la autoafirmación, la argumentación y la capacidad de razonar por ellos mismos.Fomento de un interés sostenido hacia la química.Como puede verse, existen varios intereses incluidos en la recomendación de Lloyd que están relacionados con la NdC. Gillespie (1993; 1997): escribió un par de trabajos en los que llega a cuatro recomendaciones importantes para la elaboración de libros sobre el tema: Hacer permanente énfasis en la relación entre el mundo macroscópico y el mundo microscópico.Suprimir todos los detalles innecesarios y el trabajo arduo, concentrándose en aquello que resulta imprescindible para entender la química.Mostrar una química de amplio contexto.Hacer libros más reducidos.Hawkes (1995): toca aspectos particulares del curso de Química general y extiende las siguientes recomendaciones: Incorporar al curso tanto temas de la frontera del conocimiento como otros de interés industrial y social.Preguntarse sobre la "necesidad de que los estudiantes conozcan en este momento" cada tema, con tal de reducir contenidos en un curso introductorio.Reducir el énfasis en la resolución de problemas numéricos y avanzar más hacia la comprensión de los conceptos básicos.Añadir más experimentación, e incluso guiar el curso por medio del laboratorio.Involucrar más a los estudiantes, ayudarlos a desarrollar la capacidad de analizar datos e interpretar información y hacer énfasis en la metodología de la ciencia. En lo referente al amplio contexto de Gillespie, que coincide con la visión global de la química de Lloyd, y con el tema del interés industrial y social de Hawkes, se trata de conseguir colocar un marco en el que se hable de las aplicaciones de la química en la industria y la vida diaria, parte de lo que consideramos como NdC. Citemos, finalmente, un par de ejemplos del autor de este trabajo donde han sido plasmados en el cuerpo de texto los elementos del enfoque CTS imbuido de la NdC y de la indagación, como forma de incluir estos aspectos en un libro de texto. En Tú y la química, Garritz y Chamizo (1994; 2001): señalamos que la enseñanza de la ciencia se presenta menos ligada a "la corriente de la propia ciencia" y más a "la corriente de una ciencia para todos". Una estrategia educativa como la CTS, que intenta conectar los aspectos científicos y tecnológicos con las necesidades y problemas sociales, implica un enlace inmediato con aspectos que son relevantes y significativos para los alumnos y alumnas. Pero, si bien el aprendizaje ocurre cuando la persona involucrada puede enlazar ideas que impliquen una construcción de significados personales, el proceso no ocurre siempre en forma aislada. Así, el salón de clase puede ser un lugar donde los estudiantes compartan sus propias construcciones personales y donde los docentes motiven el aprendizaje retando a las concepciones de los aprendices. El esquema de incorporación de la dimensión CTS se da a través de lecturas que hacen énfasis en algún problema social y su relación en dos direcciones con la ciencia y la tecnología. De esta manera, se mantiene en cierto grado la estructura escolarizada tradicional de la enseñanza de la química, pero en equilibrio con un esquema CTS que intenta relacionar la ciencia con la vida cotidiana de los estudiantes. Más de doscientos ensayos CTS incorporan Garritz y Chamizo en su texto. Este esquema ya había sido empleado por el proyecto británico SATIS (Sciencie And Technology In Society) (Hunt, 1988). En Química universitaria, Garritz, Gasque y Martínez (2005): pretendemos lograr que el estudiante: Aprecie la estructura global de la química, sin desagregarla en sus supuestas porciones constitutivas (fisicoquímica, inorgánica, orgánica, analítica, bioquímica, etc.), en la búsqueda del tratamiento de la química desde una perspectiva amplia, que incluya los descubrimientos recientes en la frontera del conocimiento o aspectos de aplicación.Enlace la teoría con la práctica, para entender cómo una retroalimenta a la otra en el desarrollo de la ciencia. Se persigue que el aprendizaje práctico se convierta en guía para montar el proceso de indagación, partiendo del escepticismo.Aplique los modelos científicos más simples al entendimiento de los fenómenos químicos.Entienda el papel crucial que ha jugado la química en el desarrollo de la sociedad (salud, industria, vestido, alimentación, tecnología, etcétera.), sopesando las calamidades que pueden derivar de su aplicación irracional.Otras motivaciones que nos parecen importantes de resaltar son: El énfasis en la formación de la capacidad de abstracción, de razonamiento crítico, de indagación, búsqueda, análisis y discriminación de información, de trabajo en equipo y de resolución de problemas.El abordaje de la formación del espíritu científico; es decir, el carácter racional, escéptico, sistemático e inquisitivo del alumnado, así como la faceta ética de la ciencia en la búsqueda de la formación de valores para un adecuado equilibrio entre los riesgos y los beneficios aportados por la química.Para ello, además de desarrollarse los temas específicamente químicos en cada capítulo, aparecen con frecuencia secciones que pretenden dar una idea más clara a los estudiantes sobre la naturaleza de la ciencia: Escepticismo. Se pretende convencer a los estudiantes de lo sano que es disentir, de lo conveniente que es preguntarse cuestiones y ponerse a indagar sobre ellas. Se pretende ayudar a formar el espíritu inquisitivo y la apreciación de valores. Ciencia, tecnología y sociedad (CTS). Temas de aplicación en los que se demuestre el papel relevante de la ciencia y la tecnología químicas en la elevación de la calidad de vida de la sociedad, y viceversa, donde la sociedad ha influido en el desarrollo tecnocientífico. Química hispanoamericana. Descripción de algún problema local o global resuelto, o del avance de la ciencia realizado por investigadores de la región.De frontera. Hallazgos científicos espectaculares (de los últimos veinte o treinta años).Del pasado. Cita histórica sobre algún científico o sobre el desarrollo de un concepto.Así, en este libro no sólo se incluye la lectura de ensayos CTS, sino de otros que dan una perspectiva crítica, histórica, regional o contemporánea de la ciencia y la tecnología, ampliando la visión de la NdC. De forma enteramente similar, la inclusión de la indagación en relación con este enfoque se lleva adelante, en cada capítulo, a partir de los siguientes elementos: ¿Cómo se resuelve? (ejercicio resuelto con todo detalle).Te toca a ti (ejercicio individual de reflexión y acción para que el estudiante lo resuelva).En equipo (trabajos para desarrollar en grupo, sea en la clase o en la casa).En la red (recomendaciones sobre direcciones electrónicas donde se puede encontrar información interesante). Problemas y actividades propuestos (ejercicios al final del capítulo).Descúbrelo tú (experimentos de química atractivos, algunos de ellos en microescala, tendientes a que el estudiante sea capaz de resolver un problema o encontrar la respuesta a una pregunta iniciadora, no limitándose a la mera observación o comprobación de los fenómenos; se guía al estudiante en lo que debe hacer; la respuesta a la pregunta iniciadora debe obtenerse como resultado del experimento, es decir, no se da en el libro).En estos dos libros hemos incorporado explícitamente información y hemos propuesto el debate en relación con aspectos críticos de la ciencia y la tecnología para provocar una discusión argumentada en la clase de química; lo cual, sin duda, fomentará el escepticismo y el desarrollo de temas de la NdC y de la indagación. |
