UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA PROGRAMA: LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BÁSICA. ÉNFASIS: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL UNIDAD TEMÁTICA: DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS NATURALES. PROFESOR: JOSÉ OMAR ZÚÑIGA CARMONA

¿QUÉ SABEMOS SOBRE LA NATURALEZA DE LA CIENCIA?1

“Los científicos están acostumbrados a tratar con la duda y la incertidumbre. Todo conocimiento científico es incierto. Esta experiencia con la duda y la

incertidumbre es importante. Creo que tiene mucho valor, un valor que se extiende más allá de las ciencias”

(Feynman, 1999:37)2 En los últimos años se han escrito numerosos libros y artículos que analizan las diferentes posiciones en relación con la naturaleza de la ciencia. Se pueden encontrar muchas clasificaciones, todas ellas interesantes. Para los objetivos de estas reflexiones nos ha parecido útil partir de la propuesta de Duschl (1994)3 que, al analizar la evolución de las distintas concepciones de la ciencia, diferencia entre los puntos de vista tradicionales, la Nueva Filosofía de la Ciencia y el giro cognitivo en la Nueva Filosofía de la Ciencia. A) Los puntos de vista tradicionales Se consideran puntos de vista tradicionales de la naturaleza de la ciencia aquellos que asocian el origen del conocimiento científico a la observación – experimentación y/o a la racionalidad del pensamiento humano. Son posiciones empiricistas y lógicas que se fundamentan, por un lado, en la separación entre las observaciones y las teorías y, por otro lado, en el papel de la lógica en la justificación de las observaciones. Ya en el siglo XVII el debate estaba centrado entre los empiristas y los racionalistas. Ambos consideraban que la naturaleza humana tenía algo que permitía progresar en el conocimiento. Bacon (1561 – 1626), considerado como el padre de los empiristas, defendía que la ciencia avanza gracias a la capacidad del hombre de observar a través de los sentidos, a la posibilidad de hacer observaciones objetivas e inducciones. Descartes (1596 – 1650), en cambio, en su Discurso del método defiende la capacidad humana de pensar como el verdadero motor del progreso en el conocimiento. Considera que a través de razonamientos lógicos, combinando

1 Tomado de: Sanmartí, N. (2002). Didáctica de las ciencias en la educación secundaria

obligatoria [ESO]. Madrid: Síntesis. Pág. 40 y sgs. 2 Feynman, R. (1999). Qué significa todo eso. Barcelona:Crítica.

3 Duschl, R. (1994). Research on the history and philosophy of science. En: Gabel, D. (ed.):

Handbook of research on science teaching and learning. Macmillan Pub. Nueva York, pp. 443 – 465.

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juicios o proposiciones, se puede llegar a los cimientos del conocimiento. Si una persona razona cuidadosamente, estos juicios llegan a ser verdaderos. Un nuevo paso, y muy fundamental, en la discusión sobre cómo se genera la ciencia lo dio Galileo (1564 – 1642) con su propuesta de realización de experimentos. En un experimento se crea una situación artificial en la que se observan regularidades que se identifican como leyes científicas. Es decir, se parte de una hipótesis deducida de teorías previas y se hacen observaciones en las que se seleccionan y combinan unas variables, las que se consideran significativas, y se descartan otras. Por tanto [para Galileo], en el método experimental no sólo deben hacerse observaciones objetivas, sino que deben ser apropiadas al objeto de estudio. Estos experimentos también pueden se mentales, es decir, pueden desarrollar razonamientos sobre lo que ocurriría se si hiciesen. A principios del siglo XX, los filósofos adscritos al llamado Círculo de Viena promovieron la corriente conocida como positivista. Pretendían desarrollar lógicas consistentes que permitieran decidir que unas afirmaciones teóricas se derivan de unas determinadas afirmaciones observacionales. Estas reglas se sintetizan en el llamado método científico y se consideraba que si éste se aplicaba de una manera rigurosa se garantizaba que sus conclusiones serían incuestionables. Fue un momento álgido de la ciencia, que llevó a considerar que todo aquello que pudiera ser adjetivado como científico tenía la patente de verdadero, de indiscutible. Este es aún el punto de vista mayoritario entre buena parte de la población. B) La Nueva Filosofía de la Ciencia A mediados del siglo XX, en los años 50’s, surgió la llamada Nueva Filosofía de la Ciencia al ponerse en duda, primero, la relación entre la experimentación y el origen de nuevas teorías científicas y, posteriormente, la racionalidad de la ciencia. La confrontación entre, por un lado, una visión de ciencia objetiva, racional y rigurosa y, por el otro lado, el estudio sobre cómo el conocimiento se ha ido generando realmente a través de la historia, hizo surgir numerosos interrogantes. La idea básica desarrollada fue que el conocimiento científico está condicionado por las perspectivas teóricas de los que investigan o de la comunidad de investigadores. Aún así se pueden encontrar diferentes aproximaciones. Por ejemplo, los epistemólogos, quienes continúan defendiendo la racionalidad como motor del progreso de la ciencia. Este es el caso de Popper, Lakatos y Laudan. O bien los que, como Kuhn, opinan que los cambios son fruto básicamente de condicionamientos sociales. Incluso hay quien considera, como Feyerabend,

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que no hay ningún indicio de racionalidad ni ningún método en el progreso de la ciencia. Los falsacionistas, entre los que se encuentra también Karl Popper, admiten que la observación es guiada por la teoría y la presupone, pero que se puede decidir racionalmente si una teoría es mejor que otra [...] En las aproximaciones menos racionales de la Nueva Filosofía de la Ciencia, como es el caso de Thomas Kuhn, tienen mucha importancia los estudios del campo de la Historia y de la Sociología de la Ciencia, que ponen de manifiesto la relevancia de los factores sociales en el desarrollo científico. Desde este campo de estudio, se aborda la influencia de factores económicos, ideológicos, de prestigio y de competencia entre los grupos de investigación en la decisión sobre cuáles son los problemas “objeto de “avance científico” y en la valoración de los resultados que van obteniendo. El abandono de una teoría por otra no se puede explicar sólo por la realización de observaciones y experimentaciones más cuidadosas y sistemáticas, o por la falsación de conjeturas. Una teoría es más que una suma de conceptos: es una estructura. Es especialmente importante resaltar el cambio de perspectiva que representó considerar el conocimiento científico como una construcción humana. Hasta ese momento se consideraba que la “verdad” existía y que los científicos buscaban confirmarla. En cambio, los nuevos planteamientos introducen la idea de que la ciencia construye interpretaciones de los fenómenos, modelos. Por ello, se habla de una visión constructivista de la ciencia que […] entronca con las teorías constructivistas del aprendizaje y de la enseñanza. C) El giro cognitivo de la Nueva Filosofía de la Ciencia El giro cognitivo de la Nueva Filosofía de la Ciencia se ha desarrollado en los últimos años, a partir del intento de preservar y comprender la racionalidad de la ciencia. Una teoría cognitiva de la ciencia es la que intenta explicar cómo los científicos utilizan sus capacidades cognitivas – percepción, control motor, memoria, imaginación y lenguaje – para construir la ciencia moderna. Esta concepción se basa, en cierto modo, en una visión evolutiva de la ciencia análoga a la evolución biológica (Giere, 19884). Los procesos cognitivos se

4 Giere, R. (1988). Explaining science: A cognitive approach. Chicago: University of

Chicago Press. [Citado por Sanmartí, N. Op. cit. Pág. 45].

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relacionan con la evolución de las teorías de forma similar a cómo los mecanismos genéticos se relacionan con la evolución de las poblaciones. La genética condiciona la diversidad entre los organismos y la herencia, pero la supervivencia y la evolución dependen de las condiciones ambientales. Asimismo, se puede hablar de diversidad de representaciones o de modelos científicos y de herencia a través de la transmisión cultural de estas representaciones, cuya supervivencia o evolución también depende de factores sociales. Se considera pues que las teorías y los modelos son construcciones humanas que se ajustan más o menos a los hechos del mundo. Cada representación proporciona una perspectiva de dichos hechos, por lo que en cualquier caso siempre es parcial y algo imprecisa. Se afirma, por tanto, que el núcleo de una teoría científica no lo constituye un conjunto de axiomas o leyes sino un conjunto de modelos. Estos modelos son entidades abstractas idealizadas, definidas por sus afirmaciones, por modelos a escala física o por medio de ecuaciones. Gráficos, diseños generados por computador, etc. Por ejemplo, son modelos las ideas de “cambio químico”, “onda”, “ser vivo”, “ecosistema”, etc. La conexión entre el modelo abstracto se hace a través de hipótesis teóricas que aseveran la similitud entre el modelo abstracto y cualquier cosa del mundo real (Figura Nº 1) Desde este punto de vista, los modelos se generan para dar respuesta a una “forma de mirar” la realidad ya que “el ajuste modelo – realidad no es global, sino sólo relativo a aquellos aspectos del mundo que los modelos intentan capturar” (Giere, 1999:64)5. Del modelo se deducen preguntas y se hacen predicciones que se contrastan con los datos provenientes de la experimentación (Figura Nº 2). Por ello se puede afirmar que – de alguna manera – la realidad observada forma parte del modelo tanto porque se genera en relación a ella, como porque ésta se observa a través de él.

5 Giere, R. (1999). Using models to represent reality. In Magnani, N. Nersessian y P.

Thagard (eds.). Model-based reasoning in scientific discovery. Nueva York: Plenum Publichers Ed. [Citado por Sanmartí, N. Op. cit. Pág. 46].

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Objetos en el mundo real

Datos Predicción

Modelo ¿Se ajusta?

¿Está de acuerdo?

Figura Nº 2: elementos de un informe científico. Fuente: Giere,1999.

Figura Nº 1: aproximaciones de las teorías científicas, basadas en “modelos” Fuente: Giere, 1999.

MODELO

Enunciados

Ecuaciones

Diagramas

Sistema en el mundo real

Se ajusta a través de hipótesis

teóricas

Definición

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Para ayudar a entender dicho punto de vista es útil analizar, tal como propone Giere, algunas propiedades de los mapas aunque obviamente no son lo mismo que los modelos científicos. Un mapa se refiere a una realidad, pero no existe un mapa auténtico que reproduzca dicha realidad. La selección de las características a representar no depende sólo del deseo, por parte de quien dibuja el mapa, de ser objetivo y fiel a lo observado, sino también de otros criterios […] […] Para la Didáctica de las Ciencias esta visión de la ciencia [como construcción humana] implica poner el acento de la actividad escolar en construcción de modelos por parte de los estudiantes, modelos que les proporcionen una buena representación y explicación de las características de los fenómenos. Estos modelos de la ciencia escolar irán evolucionando a lo largo de la escolaridad (y de toda la vida). Los modelos, como fuertes depositarios de analogías y metáforas, sirven para conocer algo nuevo a partir de lo ya conocido, para unir dos realidades que hasta el momento eran extrañas. Pensar a través de modelos posibilita establecer relaciones entre “lo real” y “lo construido”, y desarrollar una visión multicausal a partir de considerar más de una variable al mismo tiempo, todo ello con la finalidad de pode predecir y explicar. Los modelos son pues las entidades principales del conocimiento científico escolar, siempre y cuando conecten con fenómenos que sean relevantes para los que aprenden y permitan pensar sobre ellos para pode actuar (Izquierdo et al., 1999)6

6 Izquierdo, M. et al (1999). Caracterización y fundamentación de la ciencia escolar.

Enseñanza de las Ciencias. Aportación de un modelo cognitivo a la enseñanza de las ciencias, Extra, pp. 79 – 91. [Citado por Sanmartí, N. Op. cit. Pág. 48].