401

Tercera aplicacin

Fundamentacin epistemolgica de la ciencia escolar

El tercer momento de nuestra argumentacin se genera cuando,

como resultado del anlisis epistemolgico de la didctica de las

ciencias, se identifica la ciencia escolar como el objeto propio

de la disciplina, creado a travs del proceso de transposicin

didctica, en el contexto de educacin cientfica en todos sus

niveles y modalidades. La ciencia escolar necesita entonces ser

fundamentada desde su enseabilidad (Galagovsky et al., 1999;

Izquierdo, 2000a; Izquierdo y Adriz-Bravo, en prensa;

Meinardi et al., en prensa), y para ello recurrimos por tercera

vez a la epistemologa como metaciencia. Cerramos as el

trayecto de las relaciones que hemos planteado entre esta

disciplina y la propia didctica de las ciencias (Adriz-Bravo,

2001e; Adriz-Bravo, Izquierdo et al., 2001).

Esta tercera aplicacin est dedicada a trasladar a la formacin inicial del profesorado

de ciencias los fundamentos epistemolgicos de la ciencia escolar, y a poner en accin

estos fundamentos en un ejemplo concreto de anlisis didctico en el campo de la

enseanza de la fsica en secundaria (Adriz-Bravo e Izquierdo, 2001b, 2001d; Adriz-

Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001). El trabajo de fundamentacin epistemolgica de la

ciencia escolar podra participar en un futuro prximo de la construccin del ncleo

terico de la didctica de las ciencias (Izquierdo, 1990b, 1999b; Adriz-Bravo, 1999b;

Espinet, 1999), ya que esta disciplina est interesada en entender la dinmica y

particularidades del conocimiento y la actividad cientficas en la escuela y, en general,

en todos los escenarios en los que se lleva a cabo la transmisin y la difusin de la

ciencia (Adriz-Bravo, 1999b, 2000e).

Se entiende que la ciencia escolar es un objeto autnomo y con caractersticas propias,

desarrollado en el contexto cientfico de educacin (Echeverra, 1995, 2001; Izquierdo,

1995a, 1995b, 1999b, 2000a; Adriz-Bravo, 1999b). Como tal, la ciencia escolar est en

Latercera

aplicacinpropone

a los futurosprofesoresde cienciasel anlisis

epistemolgicode un

ejemplo decienciaescolar

402

relacin bidireccional con la ciencia erudita, pero difiere de ella en muchos aspectos que

conviene sealar, con el fin de contribuir terica y prcticamente a la mejora de la

educacin cientfica (Izquierdo, 2000a; Izquierdo y Adriz-Bravo, en prensa):

La enseanza de las ciencias para todos (...) requiere un currculo especfico, diseado

por especialistas, que puede llegar a ser muy diferente de los que configuran los estudios

de ciencias universitarios; pero una y otros han de tener algo en comn, puesto que la

aceptacin y la comprensin social de la ciencia en el futuro dependern de la formacin

que hayan recibido los ciudadanos. (Izquierdo, 1999b: 5; las cursivas son nuestras)

El inters y la necesidad de caracterizar la ciencia escolar con el auxilio de las

metaciencias surgen de un intento de formacin epistemolgica inicial del profesorado

de ciencias ms coherente con las finalidades actuales proclamadas para la educacin

cientfica. Segn estas finalidades, el conocimiento de la ciencia per se es irrelevante si

no est acompaado de una transformacin significativa en la vida de los ciudadanos,

principalmente en lo que atae a la toma de decisiones sobre el desarrollo de las

sociedades democrticas (AAAS, 1989; Monk y Osborne, 1997; Matthews, 1998;

Millar y Osborne, 1998; Kolst, 2000; Villaman y Adriz-Bravo, 2001; Izquierdo, en

preparacin).

La tercera aplicacin est dedicada entonces a un estudio

internalista de la ciencia escolar, principalmente conducido con

las herramientas formales del modelo cognitivo de ciencia de

Ronald Giere (1986, 1992a, 1992b, 1993, 1996, 1999a, 1999b,

2001), complementadas con modelos de otras escuelas

epistemolgicas y aportes de otras disciplinas cientficas. Todas

las herramientas conceptuales que usamos estn adaptadas

libremente a las necesidades y propsitos de la didctica de las

ciencias, que proporcionan la matriz disciplinar desde la que se

desarrolla este trabajo (Izquierdo y Adriz-Bravo, 2001).

Aunque se trata de un estudio de caractersticas fundamentalmente epistemolgicas, se

lleva a cabo desde la perspectiva de los objetivos y valores de la didctica de las

ciencias, y en el contexto acadmico que proporciona esta disciplina. Esta afirmacin

Lafundamentacinepistemolgica

de lacienciaescolarse hace

por medio delmodelo

cognitivode ciencia

403

justifica la seleccin particular de los modelos tericos que usamos para la tarea, as

como el recorte de los problemas que tratamos, los ejemplos que desarrollamos y las

implicaciones que derivamos.

La epistemologa como reflexin terica sobre las ciencias naturales sustenta una

perspectiva conceptual bien definida, distinta de las de la historia, la sociologa, la

psicologa y la lingstica de la ciencia, y de la que tiene la propia didctica de las

ciencias, pero a la vez congruente y convergente con todas ellas (Izquierdo, 1996b;

McComas y Olson, 1998: figura T.1). La epistemologa como metadiscurso es capaz de

fundamentar las ciencias naturales eruditas y escolares desde la perspectiva de la

enseabilidad del conocimiento (Izquierdo, 1992, 2000a; Adriz-Bravo, en prensa-a, en

prensa-e; Meinardi et al., en prensa), y proporciona adems herramientas tericas para

comprender el proceso de transposicin entre unas y otras. De all su importancia para

la formacin del profesorado de ciencias.

Figura T.1 Las metaciencias como disciplinas convergentes, constituyendo la reflexin

sobre la naturaleza de la ciencia. Adaptado de McComas y Olson (1998: 50).

Consideramos el modelo de transposicin didctica como uno de los modelos tericos

estructurantes de la didctica de las ciencias (Izquierdo, 1990b, 1999b; Adriz-Bravo,

1999b), inscrito en el centro mismo de su ncleo terico. Segn este modelo

(Chevallard, 1997; Astolfi et al., 1997), la ciencia escolar es una entidad autnoma con

caractersticas distintivas, que comparte muchos rasgos con su contraparte erudita, pero

que, al estar sustentada por valores bien distintos a los de esta, difiere consecuentemente

epistemologa

historiade la ciencia

sociologade la ciencia psicologa

de la ciencia

naturalezade la

ciencia

404

de ella en muchos aspectos. La reflexin metaterica sobre ambos tipos de ciencia es

capaz de iluminar las semejanzas y diferencias entre ellas, ayudando a articularlas en el

contexto de educacin cientfica, con el fin de conseguir una enseanza de las ciencias

ms rica y valiosa.

El modelo de contextos de Javier Echeverra (1995, 2001) puede

ser usado para la didctica de las ciencias en dos sentidos bien

diferentes. Por un lado, nuestra disciplina, como cualquier otra,

tambin se desarrolla en cuatro contextos. As, por ejemplo, es

posible ubicar a los profesores de ciencias como tecnlogos en

el contexto de aplicacin de los conocimientos didcticos, o

destacar la labor de los departamentos universitarios de

didctica de las ciencias en la conformacin del contexto de

educacin didctica del profesorado de ciencias (Espinet y

Sanmart, 1998).

Pero por otro lado, la didctica de las ciencias es una disciplina surgida en la propia

complejidad del contexto de educacin de las ciencias naturales. Este se ha ampliado y

especializado al punto de demandar hoy conocimientos profesionales muy especficos

para su desarrollo. En este panorama terico, la ciencia escolar ha cobrado autonoma y

una personalidad propia. Estamos lejos de visiones como la de la didactizacin de los

saberes eruditos, como se expresa en esta cita:

La Didactique est un ectoplasme pistmologique, qui dforme, en les simplifiant, les

savoirs purs quelle emprunte, les rendant mconaissables. (Bailly, 1987: 40; cursivas

en el original)

Esta visin terica clsica presenta una didctica especfica que apenas est logrando su

separacin de la didctica general. Por una parte, se atribuye a la propia didctica de las

ciencias el trabajo de transformacin de los saberes cientficos en sus versiones

escolares. La disciplina cobra entonces sentido slo en el contexto de formar al

profesorado en la ciencia a ensear. As lo expresa un curso de didctica especfica con

este mismo enfoque tradicional:

Lacienciaescolar

se definea partir delmodelo decontextos

cientficosy del

modelo detransposicin

didctica

405

La razn principal de un curso de Didctica de la Fsica radica en su propio contenido

cientfico. (Lahera, 1968: 7)

Adems, este contenido transformado se ve como una versin simplificada e

irreconocible de la ciencia erudita.

La visin terica detentada actualmente por los didactas de las ciencias es bien distinta a

esta. Por un lado, existe un proceso muy elaborado de transposicin didctica

(Chevallard, 1997) que se lleva a cabo en la llamada noosfera, y en el que participan

profesionales de toda ndole y miembros de las distintas fuerzas sociales, adems de los

cientficos y los propios didactas de las ciencias:

There is a place for historians, philosophers, and sociologists of science in the

deliberation of science curriculum. (Duschl, 1988: 60)

Por otro lado, la ciencia escolar creada es un objeto vivo y cambiante, que se relaciona

con la ciencia erudita, pero que posee rasgos originales que no dependen de ella.

Adems, al estar caracterizada por valores propios aquellos del contexto de

educacin, la ciencia escolar tiene objetivos y metas que la alejan de ser una mera

copia a escala del trabajo de innovacin cientfica (Izquierdo, Espinet et al., 1999;

Izquierdo, 2000a).

En este panorama de ideas, la ciencia escolar se vuelve un objeto de estudio

preeminente para la didctica de las ciencias; nace as la necesidad de una verdadera

epistemologa de lo escolar (Astolfi et al., 1997; Porln y Rivero, 1998; Izquierdo,

2000a, 2001), que est actualmente en sus tmidos inicios tericos. Consideramos que

esta epistemologa de la ciencia escolar tiene un valor enorme para la formacin del

profesorado de ciencias.

Las relaciones complejas, bidireccionales e histricamente cambiantes entre la ciencia

escolar y su contraparte erudita (explicadas por el modelo de contextos y por el modelo

de transposicin), justifican que la didctica de las ciencias tenga una amplia

produccin acadmica ocupada de las ciencias naturales por s mismas, similar en su

objeto a la produccin de las otras metaciencias, pero separada de ellas por su

406

perspectiva terica, sus valores y objetivos, y sus fundamentos conceptuales (Adriz-

Bravo, 1999b) (figura T.2).

Figura T.2 Dos modelos tericos, el de contextos cientficos (Echeverra, 1995) y el de

transposicin didctica (Chevallard, 1997), nos permiten definir la ciencia escolar.

Nuestra concepcin de la didctica de las ciencias incorpora, como elemento central, el

desarrollo de una ciencia escolar que elabora sus propios modelos tericos para la

enseanza, en funcin de ayudar al estudiante (novato) a apropiarse de las formas de

representacin, las estrategias cognitivas, los modos de intervencin y el lenguaje

especfico del cientfico (experto). Para ello, consideramos fundamental el diseo de

interacciones en el aula de ciencias que faciliten tanto el aprendizaje significativo como

la toma de conciencia sobre lo aprendido, sobre las estrategias cognitivas, epistmicas,

discursivas, materiales y sociales empleadas (Adriz-Bravo, 2001d; Adriz-Bravo,

Izquierdo y Duschl, 2001; Galagovsky y Adriz-Bravo, 2001), y sobre las relaciones de

todo ello con la referencia cultural externa (Izquierdo, 1999b; Martins, 2001), que es la

ciencia entendida como cuerpo normativamente impuesto por la sociedad.

metaciencias

conocimientocientfico

actividadcientfica

estudian

desde cuatro perspectivasprincipales: epistemolgica,histrica, sociolgica ydidctica

en sus cuatro contextos:innovacin, aplicacin,evaluacin y educacin

transposicin

funciona a modo de conceptor que relaciona

407

En esta concepcin de la didctica de las ciencias, los profesores

de ciencias adquieren un papel fundamental, pues son los

responsables del momento final del proceso de transposicin

didctica262 y, por tanto, verdaderos creadores de la ciencia

escolar en el aula. Este modelo de profesor como tecnlogo, que

hemos desarrollado en la segunda aplicacin de esta tesis,

implica un profesorado de ciencias capaz de analizar

crticamente los fundamentos epistemolgicos de la ciencia

erudita y de la ciencia escolar, y de poner este anlisis al

servicio de la construccin de una ciencia escolar significativa

para sus estudiantes.

En este contexto, nuestro entendimiento del modelo de transposicin didctica est

apoyado en la idea de que los modelos tericos escolares (Izquierdo, 2000a, 2001) son

las entidades medulares de la educacin cientfica. Tambin postulamos la existencia

de mediadores de naturaleza analgica para facilitar a los estudiantes el proceso de

ascenso desde los modelos del sentido comn sobre el mundo natural hacia los modelos

tericos escolares (Galagovsky y Adriz-Bravo, 2001; Adriz-Bravo, Izquierdo y

Duschl, 2001).

El captulo 12 presenta una caracterizacin a grandes rasgos de

la ciencia escolar, originalmente debida a Merc Izquierdo

(1992, 1994b, 1995a, 1995b) y ampliada por ella y por nosotros

en sucesivos trabajos263. La caracterizacin inicial y sus

sucesivas ampliaciones se resean en las primeras secciones del

captulo; luego se introducen las nuevas aportaciones al modelo

que hemos desarrollado para esta tesis.

262 Llamado ltimo nivel de concrecin del currculo (Coll, 1988).263 Entre ellos: Izquierdo (1996a, 1999a, 1999b, 2000a, 2001); Adriz-Bravo (1999b);

Galagovsky et al. (1999); Izquierdo, Espinet et al. (1999); Adriz-Bravo, Meinardi y Duschl

(2001); Adriz-Bravo, Izquierdo y Duschl (2001); Izquierdo y Adriz-Bravo (en prensa);

Meinardi et al. (en prensa); Adriz-Bravo, Duschl e Izquierdo (en revisin).

Se resumela tercera

aplicacin

Elmodelo de

cienciaescolar

es coherente conel modelo

de profesorde ciencias

comotecnlogo(segunda

aplicacin)

408

Como se dijo, la caracterizacin epistemolgica que hacemos de la ciencia escolar

abreva principalmente en el modelo cognitivo de ciencia (Giere, 1992b). Este modelo es

muy rico y presenta gran cantidad de elementos; intentamos retomar algunos de ellos en

su transposicin al contexto especfico de la didctica de las ciencias (Izquierdo y

Adriz-Bravo, 2001, en prensa).

As como la fundamentacin epistemolgica de la ciencia erudita es tan extensa y

compleja que requiere de una serie de disciplinas especializadas, las metaciencias

(Mostern, 1982; Moulines, 1982, 1991; Estany, 1993; Adriz-Bravo, 1999b; Izquierdo,

1999b, 2000a), la fundamentacin epistemolgica de la ciencia escolar se revela como

una tarea titnica, capaz de dar lugar a una lnea de investigacin poderosa, con muchos

frentes, e involucrando numerosos estudios diferentes. Consecuentemente, nosotros no

podemos ms que intentar iniciar esta tarea, dejando abierto el juego a las aportaciones

tericas y empricas que vendrn ulteriormente264.

El captulo 12 desarrolla tambin algunos de los elementos de la

caracterizacin epistemolgica de la ciencia escolar con ms

detalle; hemos seleccionado estos elementos por tres motivos.

Primero, porque ellos son ejemplos paradigmticos de las

diferentes lneas de trabajo que esta rea de investigacin puede

dar de s (Izquierdo, 1995a, 1995b; Adriz-Bravo, 2001d;

Adriz-Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001). Se trata de lneas en

las cuales existe actualmente mucho conocimiento didctico

terico y prctico disponible, pero que estn an desarticuladas

y confusas. Segundo, porque son elementos importantes para

describir y explicar las prcticas de enseanza que seran ms

congruentes con nuestro modelo de ciencia escolar; en este

sentido, su exposicin en esta aplicacin est dirigida

especficamente a la formacin epistemolgica inicial del

profesorado de ciencias. Tercero, porque son elementos que

permitiran comenzar a operacionalizar el modelo de ciencia

264 Algunas de estas aportaciones estn sugeridas o esbozadas en trabajos de investigacin

actualmente en curso.

Lacienciaescolar

se caracterizaa travs

de cincoelementos:

estructura macroy

microcurricular,lenguaje,analoga

ymetaciencias

409

escolar en innovaciones didcticas concretas, introduciendo

cambios en la prctica real del aula de ciencias.

En particular, nos concentramos en cinco de los elementos caracterizadores de la ciencia

escolar265 (Adriz-Bravo, 2001d; Adriz-Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001):

1. Los modelos de organizacin macrocurricular. Nos dedicamos especialmente a

aquellos modelos curriculares postmodernos (Martins, 2001) que rompen con la

estructuracin tradicional, disciplinar y basada en los contenidos a ensear (Adriz-

Bravo y Meinardi, 2000; Adriz-Bravo, 2001d; Adriz-Bravo, Duschl e Izquierdo,

en revisin). En el campo de la seleccin y la secuenciacin de los contenidos, los

modelos que recogemos utilizan tcnicas de anlisis estructural que se valen de

herramientas formales de diseo, como son las ideas, conceptos y campos

estructurantes y transversales, las macroideas y metamodelos, y los modelos

irreductibles.

2. Los modelos de organizacin microcurricular. En el nivel del diseo de las

unidades didcticas propiamente dichas, examinamos algunos modelos de raigambre

constructivista que incorporan como elementos centrales la modelizacin, la

metacognicin y el discurso266.

3. El uso del lenguaje en la ciencia escolar. Tomamos elementos de la retrica como

disciplina para iluminar las interacciones lingsticas (entendidas en sentido amplio,

multisemitico) que se dan en el aula de ciencias durante la construccin de la

ciencia escolar267. Un uso particular del lenguaje que rescatamos en este apartado es

el involucrado en la reconstruccin escrita de la experimentacin escolar (Izquierdo,

1999b, 2000c, en prensa-a, en preparacin).

4. El uso de la analoga en la ciencia escolar. Un aspecto importante a examinar,

derivado del anlisis anterior, es el del papel que juegan la analoga y la metfora,

265 Complementamos los que se consideran en Izquierdo (1995a).266 Por ejemplo: Giordan (1982); Osborne y Wittrock (1985); Adriz-Bravo (1993); Galagovsky

(1993b); Sutton (1994, 1996); Osborne y Freyberg (1995); Sanmart (1995, 2000b); Sanmart e

Izquierdo (1997); Newton et al. (1999); Linn (2000).267 Expuestos por ejemplo en: Sutton (1994); Lemke (1997); Osborne (1999); Newton et al.

(1999); Borsese (2000); Martins (2000a, 2000b, 2001); Len (2001); Rodrguez Aguirre (2001).

410

tanto en sus aspectos retricos como representacionales, en la construccin de la

ciencia escolar en el aula268.

5. El uso instrumental de las metaciencias. Este ltimo aspecto refiere a la utilizacin

explcita de la epistemologa y la historia de la ciencia, tanto a nivel del currculo

como a nivel de la planificacin, para ayudar a la construccin de la ciencia escolar

(Izquierdo, 1990a, 1992, 1996b; Duschl, 1997; Adriz-Bravo, 1999b, 2001b;

Matthews, 2000).

Al final del captulo 12 introducimos el constructo de funcin modelo terico para

resumir nuestra propuesta terica. Este constructo es el elemento fundamental para

llevar a cabo el anlisis epistemolgico que se expone en el captulo siguiente como la

aplicacin propiamente dicha.

El captulo 13 pone en funcionamiento este aparato, con sus

diferentes elementos constituyentes, para la construccin de la

aplicacin: un primer ejemplo paradigmtico de anlisis

epistemolgico de la ciencia escolar. Se trata de un intento de

que los futuros profesores de ciencias revisen lo que llamamos

el modelo irreductible de ondas y campos para la fsica de nivel

secundario (Adriz-Bravo e Izquierdo, 2001b, 2001d; Adriz-

Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001). Nuestro ejemplo se apoya en

el anlisis de diversas propuestas didcticas, que hemos

seleccionado por su valor reconocido para la enseanza de las

ondas para diferentes poblaciones y contextos269.

El captulo 13 se cierra exponiendo algunas conclusiones e implicaciones didcticas

derivadas de la combinacin entre el material terico y el anlisis de los textos

didcticos. Se sugieren algunas reas hacia las cuales los futuros profesores de ciencias

268 Algunos trabajos al respecto son: Thagard (1992a); Glynn (1990, 1995); Duit (1991);

Clement (1993); Ogborn et al. (1996); Lemke (1997); Greca y Moreira (1998); Adriz-Bravo,

Gmez Molin y Sanmart (2001); Galagovsky y Adriz-Bravo (2001).269 Nos ubicamos una vez ms dentro de un modelo de ciencia en el cual hablamos de ejemplos

paradigmticos como aquellos fenmenos del mundo reconstruidos en el seno del modelo

terico y de acuerdo con una racionalidad hipottica.

El anlisisepistemolgico

se hacesobre elmodelo

irreductiblede

ondasy campos

411

podran llevar el anlisis a partir de ahora. Estas sugerencias estn apoyadas por algunos

resultados tericos y empricos preliminares, que surgen de nuevas investigaciones

puestas en marcha.

Esta tercera aplicacin puede ser entendida, en su faceta emprica, como un anlisis

epistemolgico de una muestra de propuestas de la didctica de las ciencias que estn

ocupadas de la enseanza del tema de ondas. Queremos identificar algunos elementos

tericos y prcticos sugerentes, que permitan al profesorado de ciencias construir una

primera visin de conjunto de esta problemtica y hacer avanzar la discusin sobre los

modelos actuales de desarrollo curricular, transposicin didctica y ciencia escolar

(Chapman, 1994; Hodson y Prophet, 1994; Solomon, 1994a, 1994b; Adriz-Bravo,

Izquierdo y Duschl, 2001; Adriz-Bravo, Duschl e Izquierdo, en revisin). Para esta

identificacin de elementos, encontramos tiles algunas de las herramientas que se

pueden derivar del modelo cognitivo de ciencia escolar (Izquierdo, 2000a), que queda

perfilado por nuestra fundamentacin epistemolgica.

El anlisis de la ciencia escolar constituira una de las tres

facetas de la fundamentacin epistemolgica de la didctica de

las ciencias que, en esta tesis, queremos proponer como

componentes para la formacin del profesorado de ciencias.

Recuperamosla

tesisdel trabajo

(seccin 1.1)

412

Captulo 12

La ciencia escolar

En este captulo se hace un primer esbozo a grandes rasgos de lo

que a nuestro juicio constituira una fundamentacin

epistemolgica de la ciencia escolar con valor para la formacin

del profesorado de ciencias. Esta fundamentacin quedara

definida, preliminarmente, como un intento de que los

profesores de ciencias den respuesta a la pregunta de qu ciencia

ensear, usando para ello una seleccin de modelos

epistemolgicos transpuestos adecuadamente.

Los modelos tericos que utilizamos para esta tarea provienen de diversas escuelas de la

epistemologa del siglo XX, pero sin duda el que ms utilizaremos ser el modelo

cognitivo de ciencia270, por su enorme potencia formal y sus directas implicaciones para

la didctica de las ciencias (Izquierdo, 1999a, 2000a; Adriz-Bravo, 1999b; Izquierdo y

Adriz-Bravo, 2001).

La fundamentacin epistemolgica de la ciencia escolar se presenta como una tarea

compleja, debido a la complejidad del propio objeto de estudio. Nuestro intento en esta

direccin slo selecciona algunos de los muchos elementos que convergen en la posible

fundamentacin. Estos elementos son reconocidos como centrales por diversos didactas

de las ciencias271, pero puede haber otros elementos igualmente valiosos que hemos

excluido de nuestro abordaje particular.

En la primera seccin, se justifica la necesidad de un anlisis

epistemolgico de la ciencia escolar a la luz de los importantes

270 Siguiendo a: Giere (1986, 1992a, 1992b, 1999b); Nersessian (1989, 1992); Carey (1992); Chi

(1992).271 Ver: Gil-Prez (1993); Sanmart (1995); Duschl (1997); Galagovsky (1997); Jimnez

Aleixandre (1998); Espinet (1999); Izquierdo (1999b); Linn (2000).

Se definela idea de

fundamentacinepistemolgica

de lacienciaescolar

Se resumeel captulo

413

cambios en el concepto de educacin cientfica acaecidos en la

segunda mitad del siglo XX (Solomon, 1994a; Izquierdo,

2000a). La segunda seccin expone y desarrolla los elementos

epistemolgicos que se utilizarn en la tarea. Se presta particular

atencin al modelo cognitivo de ciencia, enmarcndolo en la

concepcin basada en modelos y en la escuela semntica de la

epistemologa, desarrolladas y difundidas en los ltimos treinta

aos (Kitcher, 1993; Suppe, 2000).

La tercera y cuarta secciones aplican estas herramientas conceptuales a la diseccin

terica de la ciencia escolar tal como se la ha llevado a cabo hasta el momento272. Se

identifican algunos de los elementos constituyentes y, dado el contexto de produccin

de esta tesis, se pone nfasis en las implicaciones de este modelo en la formacin del

profesorado de ciencias273.

La quinta seccin se desmarca un poco de las anteriores; se plantean algunos elementos

conceptuales novedosos que constituyen la contribucin que se hace desde esta tesis al

modelo de ciencia escolar, y que sirven para la construccin de la aplicacin. Estos

elementos, adems, se estn poniendo a prueba actualmente en tres investigaciones en

las que estamos participando274.

La sexta seccin desarrolla los cinco elementos que hemos seleccionado para que los

futuros profesores de ciencias fundamenten epistemolgicamente la ciencia escolar

(estructura macrocurricular, estructura microcurricular, lenguaje, analoga y

272 Para ello seguiremos de cerca el texto de uno de nuestros trabajos (Izquierdo y Adriz-

Bravo, en prensa).273 Esto es lo que Piet Lijnse (2000) llama dar sentido didctico a nuestra aportacin.274 La primera (Adriz-Bravo, Meinardi y Duschl, 2000) utiliza el modelo cognitivo de ciencia

para entender las ideas de los estudiantes acerca de la evolucin biolgica. La segunda (Adriz-

Bravo e Izquierdo, 2001b, 2001d; Adriz-Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001) propone un crdito

variable de ESO alrededor del tema de la acstica. La tercera (Galagovsky et al., 1999;

Meinardi et al., en prensa) explora las consecuencias de una aproximacin cognitiva al

desarrollo curricular en ciencias en el contexto de la reforma educativa argentina.

414

metaciencias). La sptima y ltima seccin presenta al profesorado de ciencias nuestro

constructo de funcin modelo terico.

12.1 La ciencia escolar como objeto epistemolgicamente autnomo

La necesidad actual de una educacin cientfica democrtica y

de calidad para toda la poblacin ha tornado indispensable y

urgente la reflexin sobre la cuestin de qu es la ciencia escolar

y cules son sus fundamentos epistemolgicos (Astolfi et al.,

1997; Porln y Rivero, 1998; Izquierdo, 2000a). Llevar la

ciencia a grandes capas de la poblacin y desde etapas muy

tempranas, con el fin de preparar a los ciudadanos para su

desempeo en las sociedades democrticas, exige un estudio de

los mecanismos conceptuales de la transposicin didctica275.

Un modelo terico de estos mecanismos hara posible una expansin de la educacin

cientfica guiada por valores epistmicos y ticos que no son exactamente los de la

propia ciencia erudita. Con una fundamentacin epistemolgica adecuada, podra

construirse una ciencia escolar encaminada hacia el mejor cumplimiento de los

objetivos generales de la educacin cientfica actual, desde una perspectiva

eminentemente democratizadora, emancipadora y crtica (AAAS, 1989; Levinson,

1994; Millar y Osborne, 1998; Kolst, 2000, en prensa-a; Villaman y Adriz-Bravo,

2001).

Ahora bien, la fundamentacin epistemolgica disponible tradicionalmente para la

ciencia escolar es coherente con un modelo de transposicin didctica lineal, en el cual

aquella es nada ms que una simplificacin de la ciencia erudita, adaptada al nivel

cognitivo de los estudiantes y a las restricciones del currculo de ciencias socialmente

impuesto. En este contexto, se ha usado reiteradamente una analoga entre el estudiante

y el cientfico, que hoy en da est fuertemente cuestionada desde la investigacin sobre

275 La idea pionera de una epistemologa desde el punto de vista del estudiante aparece en el

trabajo que Merc Izquierdo present en Minneapolis frente al IHPST Group (Izquierdo,

1995b).

El objetivode la

cienciapara todos

requierefundamentar

la cienciaescolar

415

la cognicin (Gil-Prez, 1993; Giere, 1996; Gopnik, 1996; Gutirrez, 1999; Pozo,

1999b).

La analoga del estudiante como cientfico fue considerada

apropiada por un siglo en la educacin cientfica, porque esta era

concebida para una lite y se concentraba en las ltimas etapas

de la educacin formal; pero hoy en da, en el panorama de los

importantes cambios que se dan sobre estos supuestos bsicos,

la analoga est mostrando sus grandes insuficiencias (Gopnik,

1996; Duschl et al., 1999). La ampliacin que hace Echeverra

(1995) del concepto epistemolgico clsico de contexto puede

ayudarnos a entender el porqu de estas insuficiencias.

La reflexin actual sobre la ciencia, desde las perspectivas de las escuelas

epistemolgicas que hemos llamado nueva filosofa de la ciencia, postmodernismo y

visiones contemporneas, seala los problemas de esta analoga y aporta elementos para

modificarla, enriquecerla y hacerla ms potente. Los nuevos modelos acerca de la

ciencia erudita que estas corrientes epistemolgicas proveen pueden ser tambin tiles

previa adaptacin a la hora de caracterizar analgicamente la ciencia escolar

(Izquierdo, 1995b; Izquierdo y Adriz-Bravo, 2001, en prensa), y esto es lo que

intentamos mostrar al profesorado de ciencias en esta aplicacin.

Para muchos didactas de las ciencias276, la educacin cientfica, para ser significativa,

debe generar cambios epistmicos, cognitivos, discursivos, conductuales, materiales y

sociales en la clase de ciencias. Con este objetivo, y desde hace unos quince aos (como

ya explicamos en la primera parte de la memoria), los modelos didcticos incorporan

una componente epistemolgica (Matthews, 1994b, 1998, 2000), que es la que justifica

el propio contenido a ensear pero tambin las actividades de gestin de ese contenido

en el sistema didctico (Adriz-Bravo, 1999b, 2000e). Ahora bien, esta componente

epistemolgica de los modelos didcticos, muchas veces implcita, incompleta o

276 Galagovsky (1993); Gil-Prez (1993); D. Kuhn (1993); Levinson (1994); Solomon et al.

(1994); Duschl (1997, 1998); Jimnez Aleixandre (1998); Ogborn (1999); Osborne (1999);

Martins (2000).

El estudiantecomo cientfico?

416

inconsistente, debe ser revisada y fundamentada (Aliberas et al., 1989; Cleminson,

1990; Bereiter, 1994; Cobb, 1994; Driver et al., 1994; Matthews, 1994b; Izquierdo,

1999b, 2000a).

La fundamentacin epistemolgica de la propia didctica de las ciencias, a su vez,

debera tener en cuenta los modelos epistemolgicos del profesorado de ciencias, para

sintonizar con ellos y poder enriquecerlos adecuadamente (Monk y Osborne, 1997;

Izquierdo, 1999b). Esto sera congruente con el modelo tecnocientfico de la didctica

de las ciencias que hemos desarrollado en la segunda aplicacin.

Como hemos expuesto en la primera parte de la tesis, se dispone

hoy en da de evidencias de que los modelos sobre la naturaleza

de la ciencia que sustenta el profesorado de ciencias tienen

implicancias en sus modelos didcticos especficos (Lederman,

1995; McComas, 1998b; Porln y Rivero, 1998; Adriz-Bravo,

Salazar et al., en prensa), y por ello merecen atencin en la

investigacin didctica de las ciencias.

Los resultados de las investigaciones de la lnea NOS, de los que nos hemos ocupado en

el captulo 3, muestran que los modelos de ciencia del profesorado, aunque

insuficientes, se encuentran actualmente bastante alejados del dogmatismo, el

cientificismo y el empirismo ingenuo (neo)positivistas (Gwimbi, 2000; Perafn, 2000,

2001; Salazar, 2000; Kichawen, 2001; Adriz-Bravo, Salazar et al., en prensa). La

nueva filosofa de la ciencia ha llegado al aula de ciencias de la mano del

constructivismo, instalando visiones contextualistas ms adecuadas a los objetivos

generales de la educacin cientfica (Koulaidis y Ogborn, 1989, 1995).

El papel de la sociologa de la ciencia de los aos 80 y 90 tambin ha sido importante

en esta direccin, particularmente en el mundo anglosajn, pero el uso indiscriminado y

acrtico de los modelos exageradamente relativistas que ella propugna la ha vuelto una

influencia perniciosa para la alfabetizacin cientfica (Koertge, 1998; Izquierdo, 2000a;

Matthews, 2000). Hoy en da se hace necesario considerar en forma ms equilibrada los

aspectos epistmicos, cognitivos, discursivos, materiales y sociales, a fin de construir

una imagen de la ciencia que sea realista y racionalista, a la vez que adecuada para su

Se remitea las ideas

de losprofesoresde ciencias

acerca de lanaturaleza

de la ciencia(captulo 3)

417

introduccin en la escuela (AAAS, 1989; Izquierdo, 1995a, 1995b, 1999b, 2000a;

Koertge, 1998; Adriz-Bravo, 1999b, 2000a, 2000c; Izquierdo et al., 1999; Matthews,

2000; Good y Shymansky, 2001).

Los modelos relativistas de la sociologa de la ciencia,

especialmente los que provienen del llamado strong programme

(Gooding, 1992), son insuficientes para fundamentar

epistemolgicamente la ciencia escolar. Ellos incorporan una

llamada de atencin sobre los aspectos de creatividad e

invencin, discusin y consenso, negociacin y poder,

relatividad y provisoriedad del conocimiento, pero fallan al

poner en un segundo plano los aspectos semiticos intrnsecos

de la ciencia, que tienen que ver con su naturaleza

fundamentalmente terica, su lenguaje verstil y

pragmticamente complejo, su uso potente del proceso de

modelizacin, y su relacin activa e instrumentalmente mediada

con los fenmenos naturales, caracterizable como una

intervencin (Hacking, 1983; Estany, 1993; Adriz-Bravo,

1999b; Izquierdo, 2000a; Estany e Izquierdo, en prensa).

Se necesita un modelo epistemolgico ms completo que tenga en cuenta, adems de la

dimensin social, las dimensiones epistmica (del conocimiento en s), cognitiva (de las

representaciones mentales), praxeolgica (de las acciones) y semitica (de los sistemas

de smbolos). Para ello hay que dar un nuevo sentido a la analoga del estudiante como

cientfico (Gopnik, 1996).

En este contexto, las aportaciones importantsimas de la concepcin semntica de la

epistemologa (Suppe, 1979; Mostern, 1982; Moulines, 1982, 1991) pueden ser de gran

utilidad para conseguir estos objetivos de integracin, debido a la preocupacin de esta

corriente epistemolgica por la forma en que la ciencia da sentido al mundo. Entre los

modelos semnticos, el modelo cognitivo de ciencia en particular277 combina una serie

de elementos tericos que lo hacen especialmente susceptible de proveer una

277 Giere (1992a, 1992b, 1999b, 1999c, 2001).

Para lafundamentacin

de lacienciaescolar,

sustituimos elpostmodernismo

por lasvisiones

contemporneas

418

fundamentacin de la ciencia escolar compatible con el realismo y el racionalismo, y

que contenga y coordine todas las dimensiones de anlisis anteriormente citadas.

El reconocimiento de esta potencia heurstica ha llevado a que

los primeros intentos de fundamentacin epistemolgica de la

ciencia escolar generados en el Departament de Didctica de les

Matemtiques i de les Cincies Experimentals de la Universitat

Autnoma de Barcelona278, se valieran principalmente del

modelo cognitivo de ciencia. Nosotros seguimos en esta misma

lnea, pero expandindola con aportes de otras escuelas

epistemolgicas.

En la siguiente seccin recogemos, para referencia de los lectores, las principales

caractersticas del modelo cognitivo de ciencia, antes de pasar a aplicarlo a la ciencia

escolar. El modelo se desarrolla ms extensamente en la obra fundamental de Giere

(1992b), La explicacin de la ciencia. Un acercamiento cognoscitivo.

12.2 Herramientas tericas para fundamentar la ciencia escolar

Desde el final de la segunda guerra mundial se han producido

importantes cambios en el conocimiento acerca de la naturaleza

de la ciencia (conocimiento metacientfico). Muchos de estos

cambios han comenzado a influenciar positivamente la

educacin cientfica, al ser incorporados por el profesorado de

ciencias a sus prcticas profesionales (Abimbola, 1983;

Nussbaum, 1989; Cleminson, 1990; Izquierdo, 1995; Adriz-

Bravo, 1999b). Resumimos aqu brevemente los cambios ms

importantes en la epistemologa del siglo XX, a fin de

contextualizar la aparicin del modelo cognitivo de ciencia279.

278 Expuestos en Izquierdo (1992, 1994b, 1995a, 1995b).279 El lector interesado puede encontrar visiones ms completas en Chalmers (1984, 1992),

Estany (1990, 1993), Coffa (1991), Gillies (1995), Losee (1997), Echeverra (1999), Rosenberg

(2000), y en la primera parte de esta tesis.

Laepistemologa

en lasegunda mitad

del siglo XX

Nuestraepistemologa

de la cienciaescolarse basa

en elmodelo

cognitivode ciencia,siguiendo

la sugerenciade los miembros

del DDMCE

419

El positivismo lgico instaurado por el crculo de Viena en la dcada del 20 afront la

tarea de fundamentacin epistemolgica de la ciencia erudita desde un punto de vista

eminentemente logicista, fuertemente influenciado por los espectaculares avances de la

metamatemtica y de la fsica terica de finales del siglo XIX y principios del XX

(Coffa, 1991). La reformulacin estadounidense del positivismo lgico posterior al

Tercer Reich, bautizada como concepcin heredada, recogi el guante de las crticas

que le formulara el racionalismo crtico, pero no abandon su ideal epistmico

internalista de reconstruccin racional.

A fines de la dcada del 60, la concepcin heredada, y toda la epistemologa analtica

en general, perdieron peso en la escena metacientfica debido a su incapacidad de dar

respuesta a la gran cantidad de anomalas que enfrentaban (Suppe, 2000). La ambiciosa

tarea de la reconstruccin lgica de la ciencia fue paulatinamente abandonada despus

de experimentar sucesivas modificaciones ms o menos drsticas, tales como la

aplicacin de la lgica conjuntista dentro de la concepcin estructural (Stegmller,

1979; Mostern, 1982, 1984; Moulines, 1982, 1991; Estany, 1993).

La naturaleza eminentemente terica de la ciencia qued establecida a partir de una

variedad de trabajos disidentes con la concepcin heredada, que plantean, entre otras

cosas, la idea de que la observacin est cargada de teora (Hanson, 1971). Por otra

parte, la lingstica de la ciencia se perfil como una metaciencia interesante, con sus

nuevas perspectivas pragmtica y retrica, inspiradas en parte en el segundo

Wittgenstein (Izquierdo, 1999b; Acero, 2000; Izquierdo y Adriz-Bravo, 2001). Una

serie de estudios lingsticos mostraron que el lenguaje cientfico posee muchas

caractersticas comnmente atribuidas slo al lenguaje del sentido comn o al lenguaje

literario (Gross, 1990; Halliday y Martin, 1993; Adriz-Bravo, Molin y Sanmart,

2001).

A esto se sum la irrupcin de la historia de la ciencia en la epistemologa (Estany,

1990, 1993), que ilumin la ausencia de linealidad en el progreso cientfico y la

existencia de verdaderas revoluciones, a modo de profundas discontinuidades en los

paradigmas cientficos. La nueva filosofa de la ciencia se dedic a explicar estas

revoluciones en trminos de factores tanto internos como externos (Kuhn, 1962, 1971).

420

Estos autnticos cambios de Gestalt que se producen en las revoluciones cientficas son

tan profundos que modifican el sentido que se da a la evidencia emprica, generando

incluso la inconmensurabilidad de los paradigmas rivales y dificultando la

comunicacin entre cientficos.

Ahora bien, si se lleva esta lnea hasta su extremo y se considera que la evidencia

emprica carece de valor para aceptar o rechazar las teoras, queda construido un

panorama fuertemente irracionalista280, contradictorio con la propia naturaleza de la

ciencia y, sobre todo, con el contexto de educacin cientfica (Matthews, 1994a, 2000;

Koertge, 1998). Los modelos de dinmica cientfica debidos a Imre Lakatos (1971),

Stephen Toulmin (1977) y Larry Laudan (1978) recobran la componente

intrnsecamente racionalista de la ciencia, aunque la versin de racionalidad que ellos

propugnan es ms bien categrica, extensivamente reconstruida por medio de la lgica

formal. Actualmente hablamos de una racionalidad moderada para la ciencia (Newton-

Smith, 1981; Chalmers, 1984), caracterizada en forma naturalista por los objetivos

cognitivos que guan la accin cientfica (Giere, 1991, 1992b).

Recientemente ha habido una recuperacin del inters por el contexto cientfico de

descubrimiento281, que haba sido dejado de lado por la epistemologa clsica, de corte

justificacionista (Echeverra, 1995). En este contexto, se considera que la propia

actividad cientfica es de inters para la epistemologa, que se vuelca as hacia la

praxeologa. Se ha mostrado tambin la importancia que tienen, para el contexto de

innovacin, los razonamientos abductivo, relacional e inductivo, y el pensamiento

creativo, lateral y divergente (Giere, 1992a, 1992b; Samaja, 1994; Gardner, 2000).

Sumado a todo esto, estamos asistiendo a la llamada naturalizacin de la epistemologa

(Almeder, 1993; Siegel, 1993; Loving, 1997; Ambrogi, 2000), que pretende acercarla a

otras disciplinas empricas ocupadas del conocimiento. Esta naturalizacin, sin

embargo, no necesariamente implica una reduccin a la psicologa o a la biologa

(Estany, 1993, 1999).

280 Por ejemplo, el que explora Paul Feyerabend (1975).281 O contexto de innovacin (Echeverra, 1995).

421

Con el teln de fondo de la epistemologa naturalizada, se ha producido en los ltimos

aos el llamado giro cognitivo en la disciplina, que ha buscado la congruencia de los

modelos de ciencia con los hallazgos recientes de la ciencia cognitiva (Giere, 1992a,

2001; Estany, en prensa).

Hemos hablado entonces de los siguientes elementos epistemolgicos importantes:

1. crticas a la concepcin heredada desde diversos frentes,

2. nuevas visiones sobre el lenguaje cientfico,

3. irrupcin de la historia en la epistemologa,

4. desplazamiento del inters de la epistemologa hacia la

actividad cientfica,

5. naturalizacin de la epistemologa, y

6. giro cognitivo en los estudios sobre la ciencia.

Es en este panorama epistemolgico que surge la concepcin semntica de las teoras

cientficas como lnea epistemolgica general (Giere, 1988, 1992b; Suppe, 1979, 1989,

2000) que plantea una serie de herramientas tericas innovadoras. Esta lnea

experimenta un desarrollo espectacular en los ltimos treinta aos282.

12.2.1 El modelo cognitivo de ciencia

Una aportacin que consideramos extremadamente importante

dentro de la concepcin semntica, es aquella debida al

epistemlogo estadounidense Ronald Giere, de la University of

Minnesota, concentrada en la relacin semntica entre las teoras

y el mundo, que estuvo descuidada por mucho tiempo en la

epistemologa. Giere utiliza como unidad de anlisis

epistemolgico el modelo terico, que, a modo de conceptor

(Moulines, 1982, 1991; Mostern, 1984; Adriz-Bravo, 1999b;

Izquierdo, 1999b), permite conectar con los marcos tericos

282 Para Fred Suppe (2000), se trata de la escuela ms prometedora para el crecimiento de la

epistemologa en el futuro inmediato.

Elementosque dan lugar

a laconcepcin

semntica

Recuperamosla aportacin de

Ronald Gierepara la

didcticade las ciencias

422

actuales de las disciplinas que se ocupan del conocimiento y la

cognicin.

Algunas de las visiones contemporneas en la epistemologa han recuperado el intento

quineano de naturalizacin de la disciplina, acercndola a otras disciplinas empricas,

particularmente a aquellas que participan del rea llamada ciencia cognitiva (Estany,

1999). Algunos modelos epistemolgicos recientes han sido elaborados con la intencin

de incorporar los hallazgos de la investigacin cognitiva y de ser congruentes con los

modelos sobre el conocimiento cotidiano o del sentido comn (Estany, 1990, 1993,

1999, en prensa; Izquierdo, 1999a). El modelo cognitivo de ciencia apunta en esta

direccin, sin constituir un intento de reduccin de la epistemologa a la psicologa.

El modelo cognitivo de ciencia supone un cambio de perspectiva epistemolgica desde

el estudio del conocimiento cientfico (la ciencia como producto) hacia el estudio de la

actividad cientfica (la ciencia como proceso). La actividad cientfica, adems, no es

abordada con el enfoque metodolgico clsico (Echeverra, 1999), sino considerada

desde sus aspectos cognitivos, sociales, tecnolgicos y didcticos, entre otros.

La unidad estructural y funcional del modelo cognitivo de

ciencia es el llamado modelo terico (Giere, 1986, 1992b). Los

modelos tericos son representaciones mentales (internas y

abstractas) de la realidad, comparables a verdaderos mapas del

mundo. Estos modelos tericos estn conectados a la realidad a

travs de relaciones no lingsticas (analgicas) de similaridad.

La idea epistemolgica de similaridad, tal cual la desarrolla Giere (1992a, 1992b),

combina las relaciones clsicas de correspondencia y de convencin, exploradas por la

concepcin heredada y por la nueva filosofa de la ciencia respectivamente. Es decir, la

idea de similaridad entre los modelos y el mundo presupone cierta conexin realista

profunda entre unos y otros, pero a la vez admite una parte de arbitrariedad en el

establecimiento de los sistemas de smbolos que definen aquellos modelos.

El modelo cognitivo considera la ciencia como una actividad cuyo fin ltimo es otorgar

sentido al mundo e intervenir en l. En este proceso de creacin de significados, los

Se introduceel concepto de

similaridad

423

factores epistmicos, cognitivos, discursivos, materiales y sociales participan

influencindose mutuamente en forma sistmica. Las teoras283 son las entidades ms

importantes de la ciencia, ya que se perfilan como los instrumentos culturales que

permiten explicar el mundo (Hacking, 1983; Giere, 1992a; Duschl, 1997). El contexto

en el que se generan las teoras cientficas, y las caractersticas sociales del grupo que

las produce, tienen profundas influencias en los objetivos de la ciencia y en la visin

particular del mundo que ella provee. As, las teoras

dependen, en general, de todas las variables que influyen en las producciones humanas.

(Izquierdo, 1999b: 7)

Esta afirmacin, sin embargo, no comporta la aceptacin de una postura relativista, ya

que el modelo cognitivo de ciencia tambin da cuenta de la relacin semitica entre las

teoras y sus referentes. Segn el realismo pragmtico (Giere, 1999a), las componentes

terica y emprica se justifican mutuamente y por diversos mecanismos de uso. Las

teoras permiten la reconstruccin conceptual de los hechos para dar respuesta a

problemas relevantes pragmticamente formulados. Los hechos, a su vez, van llenando

de sentido las teoras, expandiendo su dominio semntico.

Ahora bien, la reconstruccin de las teoras cientficas en trminos axiomticos,

intrnseca a la concepcin heredada, ha probado ser una tarea con poca utilidad en la

realidad de la investigacin cientfica (Giere, 1992b; Suppe, 2000). En este sentido, el

modelo cognitivo de ciencia se preocupa ms por el uso que los cientficos hacen de las

teoras, y por la forma en que se las transmiten y apropian, que por una estructura

formal idealizada, ausente casi siempre de la actividad cientfica y de los libros de texto.

Esta preocupacin requiere prestar especial atencin a los mecanismos analgicos en

las ciencias (Giere, 1992a, 1992b, 1999a, 1999c).

El modelo cognitivo de ciencia parece ser adecuado para caracterizar el contexto

cientfico de innovacin, en el que se llevara a cabo el desarrollo terico. Sus resultados

de entre todos los actualmente disponibles parecen ser los ms idneos para

caracterizar la ciencia escolar, por la atencin que prestan a la componente semntica de

283 Familias de modelos.

424

las teoras, capaz de conectar con modelos tericos sobre el aprendizaje y la enseanza

(Izquierdo, 1999b, 2000a).

Como se dijo, la aceptacin de la relacin de similaridad entre

las teoras y la realidad es una pieza clave para aceptar la

convencionalidad socioconstruida del conocimiento cientfico

sin renunciar por ello a un realismo fuerte como modelo de

correspondencia (Adriz-Bravo, 2000c)284. Las relaciones

analgicas entre la teora y el mundo estn expresadas por

medio de las llamadas hiptesis tericas, lingsticamente

formuladas, que poseen contenido emprico, y a las que tiene

sentido atribuirles un valor de verdad en el sentido clsico.

Una teora cientfica puede ser vista entonces como una familia de modelos,

caracterizada mediante diferentes lenguajes, y conectada al mundo por medio de un

conjunto de hiptesis tericas que establecen el grado de similaridad entre este y aquella

(Adriz-Bravo, 1999b). La teora contiene sus interpretaciones empricas, que son los

sistemas enlazados por sus modelos, y no est completa si no aparece aplicada al mundo

(Moulines, 1982, 1991; Giere, 1986, 1992b, 2001; Suppe, 2000).

El modelo cognitivo de ciencia echa mano tambin del concepto

naturalista de racionalidad hipottica, que es aquella que

caracterizara toda actividad intelectual dirigida por sus fines. Se

trata de describir las estrategias cognitivas usadas por los

cientficos en forma instrumental para la consecucin de esos

fines epistmicos.

La presencia de estos elementos que hemos delineado, hace que la aproximacin

cognitiva (Giere, 1992b, 2001) al estudio de la ciencia sea capaz de establecer

relaciones tericas con otras metaciencias, y en especial con la ciencia cognitiva, la

historia de la ciencia y la sociologa de la ciencia (Nersessian, 1989, 1992; Chi, 1992;

Izquierdo y Adriz-Bravo, 2001). De all su relevancia para la didctica de las ciencias,

284 Es decir, el modelo de relacin entre conocimiento y realidad (captulo 5).

Elmodelo

cognitivode ciencia

esrealista

Elmodelo

cognitivode ciencia

esracionalista

425

que es una metaciencia ocupada de integrar coherentemente diversos elementos tericos

con el fin de mejorar la educacin cientfica285.

En el contexto del modelo cognitivo de ciencia, el aprendizaje de las ciencias puede ser

modelizado como otro aspecto del propio desarrollo de las ciencias (Chi, 1992;

Nersessian, 1992; Gilbert, 1999). De all la importancia de estudiar la especificidad de

la ciencia en el contexto de educacin sin presuponer que se gua estrictamente por la

misma lgica que la ciencia erudita.

Podemos caracterizar la educacin cientfica por su objetivo

cognitivo de ensear a los estudiantes a pensar por medio de

teoras para dar sentido al mundo (Izquierdo, 2000a). En este

contexto, una cuestin fundamental es investigar cmo son las

teoras cientficas escolares. El modelo cognitivo de ciencia

dispone de las herramientas tericas para responder a esta

pregunta con cierta especificidad.

El modelo cognitivo de ciencia rebate la idea de que la estructura formal y la definicin

lingstica de la teora son sus caractersticas ms importantes. Este modelo,

incorporado a la didctica de las ciencias, se opondra a los intentos de desarrollo

curricular que ponen la estructura de la ciencia en el centro del aprendizaje de los

estudiantes (Adriz-Bravo, Izquierdo y Duschl, 2001; Adriz-Bravo, Duschl e

Izquierdo, en revisin).

El modelo cognitivo de ciencia afirma que la funcin central de una teora es la de

permitir a sus usuarios la comprensin del mundo; si la teora falla en este aspecto, no

tiene ningn valor en la ciencia erudita. La consecuencia didctica de esta afirmacin es

fuerte porque desautoriza buena parte de lo que se ha hecho en la enseanza de las

ciencias tradicional. Creemos que aquellas teoras escolares que no conectan

firmemente con hechos del mundo para darles sentido, no deberan tener cabida en la

educacin cientfica.

285 Esta es la idea de los registros, que presentamos en la segunda aplicacin de la tesis.

La cienciaescolar

como unaactividad que

da sentidoal mundo

426

Tenemos ya brevemente descritos los elementos del modelo cognitivo de ciencia que

utilizamos para caracterizar la ciencia escolar:

18. epistemologa naturalizada,

19. actividad cientfica,

20. modelo terico,

21. fines epistmicos,

22. modelo gnoseolgico racionalista y realista,

23. creacin de significados (semiosis), y

24. aproximacin cognitiva a la ciencia.

12.3 Un modelo cognitivo para la ciencia escolar

Como dijimos, el modelo cognitivo de ciencia presenta la

actividad cientfica como una empresa intelectual que se

propone interpretar la realidad mediante las capacidades

cognitivas humanas de representarse tericamente el mundo, de

comunicar en forma inteligible estas representaciones, y de

progresar en la consecucin de fines tanto epistmicos como

alticos (Newton-Smith, 1986; Giere, 1992b). Es entonces til

para la modelizacin de la ciencia erudita y tambin de la

ciencia escolar, en tanto que ambas son actividades

fundamentalmente guiadas por objetivos cognitivos, expresados

externamente en objetivos epistmicos socialmente compartidos.

Ambas ciencias se proponen entender el mundo por medio de teoras y comunicar este

entendimiento a travs de un lenguaje significativo y riguroso. Pero tambin hay

importantes diferencias entre estos dos tipos de ciencia, fundamentalmente ubicadas a

nivel de los valores que las sustentan (Izquierdo, 1999b)286.

286 Establecer estas diferencias implica considerar ambas ciencias distintas pero no separadas.

La ciencia escolar sera un estadio previo necesario para llegar a la ciencia erudita. Somos

conscientes de que esta afirmacin es polmica, pero queremos separarnos de la educacin

cientfica tradicional que impone la ciencia erudita, sin mediaciones, en la escuela.

Elementosdel modelo

cognitivopara

caracterizarla ciencia

escolar

La cienciaescolar

como unaactividad

427

La ciencia escolar est de alguna manera sobredeterminada por la ciencia erudita, en el

sentido de que la primera debe ser construida normativamente teniendo como lmite

ltimo ideal a la segunda (Chevallard, 1997), considerada como el referente cultural

socialmente impuesto. Sin embargo, en este proceso de construccin de la ciencia

escolar, el margen de libertad es muy amplio, y abre el juego para una intervencin

profesional del profesorado de ciencias (Izquierdo, 1999b, 2000a, en preparacin).

Examinamos ahora algunas caractersticas de la ciencia escolar en las que esta difiere de

la ciencia erudita; el modelo cognitivo nos ayuda a iluminar estas diferencias y conectar

fuertemente ambas clases de ciencia. Intentamos mostrar que la ciencia escolar puede

ser reconstruida a la luz del modelo cognitivo, como ya se hace con la ciencia erudita en

sus diferentes aspectos287.

12.3.1 Caractersticas de la ciencia escolar

La visin reticular de Laudan (1978), ya mencionada en esta

tesis, plantea la interaccin tridica de fines (objetivos), medios

(metodologa) e instrumentos (representaciones) en el proceso

de construccin de la ciencia. Estos tres elementos pueden servir

para caracterizar tambin el funcionamiento de la ciencia

escolar, desde el punto de vista del modelo cognitivo de ciencia.

12.3.1.1 Los objetivos: dar sentido al mundo

El estudio de las ciencias naturales es obligatorio e importantsimo dentro del currculo,

independientemente de los intereses de los estudiantes. La retrica de la ciencia escolar

est condicionada entonces por esta normatividad intrnseca, en la cual el profesor tiene

un rol esencial (Groisman et al., 1991). Este aspecto normativo tiene una influencia

directa sobre las actividades diseadas para ensear ciencias en la escuela, ya que debe

ser compatibilizado con la originalidad del conocimiento escolar y con la autonoma

intelectual de los estudiantes. La normatividad tambin plantea una diferencia entre la

287 Ver: Carey (1992); Chi (1992); Giere (1992a); Gooding (1992); Nersessian (1992).

Fines,medios

einstrumentos

de lacienciaescolar

428

ciencia erudita y la escolar: aunque ambas responden a valores externos, su grado de

autonoma respecto de los mandatos sociales es distinto.

Los cientficos eligen, dentro de ciertos mrgenes amplios, tanto los problemas

relevantes a estudiar como los modelos tericos y los sistemas de smbolos con los que

darn respuesta a estos problemas. En la ciencia escolar esto no es del todo posible,

aunque muchas veces la didctica de las ciencias ha afirmado lo contrario288.

La ciencia escolar tiene objetivos diferentes a los de la ciencia

erudita, conectados con los valores de la educacin general que

la escuela pretende transmitir. La ciencia escolar, adems, puede

ser relacionada con las ciencias sociales, las otras reas

curriculares, y la propia epistemologa, de modo de presentarse

significativa (Izquierdo, 1999b). En este sentido, los valores

generales de la educacin tienen dos importantes resultados:

alejan la ciencia escolar de la hiperespecializacin y la

autoconsistencia caractersticas de la ciencia erudita289, y la

ponen al servicio de la formacin de un utpico ciudadano

autnomo, creativo, crtico y solidario.

Los cientficos construyen, modifican y difunden las teoras subordinndolas al fin

epistmico de dar sentido a un mundo artificialmente transformado por la tecnologa

ms compleja. Esta actividad no es viable, exactamente reconstruida, en el aula de

ciencias, pero es posible pensar en una actividad anloga que sea educativamente

valiosa para los estudiantes.

El objetivo central de la educacin cientfica tambin es interpretar el mundo a travs de

modelos tericos (AAAS, 1989; Duschl, 1997; Millar y Osborne, 1998; Izquierdo,

1999b, 2000a, en preparacin), y he aqu la conexin con la ciencia erudita. Pero el

valor esencialmente formativo y emancipatorio de tal interpretacin terica no es una

caracterstica epistmicamente central en esta ltima, mientras que s lo es en la ciencia

288 Particularmente desde una visin socioconstructivista radical (Reif y Larkin, 1991).289 Caractersticas criticadas por Chapman (1991) y Maxwell (1992).

Lacienciaescolar

tieneobjetivos

educativos

429

escolar. Los estudiantes deberan llegar a comprender que el mundo natural presenta

una cierta estructura interna que es susceptible de modelizacin terica, pero tambin

deberan reconocer que esta modelizacin terica parte del inters por mejorar su

calidad de vida y la de los dems.

Para conseguir tan ambicioso objetivo, el profesorado de

ciencias presenta una serie de hechos y fenmenos

didcticamente significativos, reconstruidos tericamente por

medio de sistemas simblicos (Izquierdo y Mrquez, 1993).

Sobre estos hechos paradigmticos se construyen los diversos

aspectos de los modelos tericos escolares, por medio de

argumentaciones cientficas escolares especficamente

diseadas (Duschl, 1998; Jimnez Aleixandre, 1998; Sard y

Sanmart, 2000).

El compromiso de los profesores de ciencias con la difusin y la perpetuacin de la

ciencia los lleva a presentarla inmersa en una retrica de verdad incuestionable. Pero

esta retrica debe ser compatible con la educacin integral del ciudadano (Millar y

Driver, 1987). Ahora bien, aprender ciencia no es hacer ciencia: las profundas

diferencias entre estas dos actividades son objeto de reflexin de la propia didctica de

las ciencias (Adriz-Bravo, 1999b; Izquierdo, 1999b).

Dentro de un marco constructivista, la tarea profesional de los profesores de ciencias es

la de transponer la ciencia erudita acercndola a los modelos del sentido comn que

manejan los estudiantes. Para ello, el profesorado de ciencias puede recurrir a las

analogas y metforas que ayudan en la transicin de unos modelos a otros (Duit, 1991;

Flick, 1991; Ingham, 1991; Clement, 1993; Galagovsky y Adriz-Bravo, 2001). La

transposicin didctica puede ser vista entonces como un proceso de seleccin de

grandes problemas relevantes (Adriz-Bravo, 1993), que pueden estar inducidos por

una serie de hechos del mundo con significado potente para los estudiantes.

Esta afirmacin sugiere que el proceso de anclaje de los

modelos tericos escolares puede hacerse a travs de

mediadores conceptuales (analgicos) que no necesariamente

Se introduceel concepto de

argumentacincientfica

escolar

Se introduceel concepto de

mediacinanalgica

en lacienciaescolar

430

tengan la estructura formal estricta de los modelos tericos

eruditos. Tal posibilidad abre el juego para una gran cantidad de

estrategias didcticas muy poderosas, que estn presentes en el

bagaje del conocimiento profesional de los profesores de

ciencias desde tiempos inmemoriales (Solomon, 1994a; Ogborn

et al., 1996; Izquierdo, 1999b). Exploramos algunas

implicaciones de esta visin flexible y verstil de la ciencia

escolar por medio de la introduccin de nuestro concepto de

funcin modelo terico.

No todas los problemas relevantes ni todos los ejemplos paradigmticos pueden ser

abordados en la educacin cientfica, segn un principio de economa didctica

(Izquierdo, 1999b). Por ello, es quizs conveniente explorar aquellos ejemplos que

plantean relaciones ms ricas con otras disciplinas escolares y permiten conseguir la

transversalidad del currculo (Garca y Merchn, 1997), demandando reflexiones

filosficas, histricas o sociolgicas, y conectando con problemas ticos, culturales o

sociales. Los profesores de ciencias, como representantes de la ciencia erudita en la

escuela, eligen y priorizan aquellas caractersticas de los modelos tericos escolares que

son centrales en las disciplinas de origen (Gardner, 2000; Adriz-Bravo, 2001f),

entendidas como formas culturalmente valiosas de modelizar el mundo. Pero tambin

conjugan esta visin disciplinar con los valores de la educacin general.

El valor que la ciencia escolar tenga para los estudiantes depender fuertemente de que

ellos sean capaces de representarse las finalidades de la educacin cientfica en todos

sus niveles (Sanmart, 2000a), desde las orientaciones que guan la alfabetizacin

cientfica para todos, hasta los objetivos especficos que persigue cada unidad didctica

en el aula de ciencias. En este sentido, lo que puede otorgar valor a la ciencia escolar es

establecer objetivos epistmicos que tengan sentido para los estudiantes, a la vez que

satisfagan sus expectativas acerca de la educacin cientfica (Izquierdo, 1995b).

El objetivo principal de los cientficos es la generacin de conocimiento original sobre

el mundo, que les permita intervenir activamente en l, a nivel macro-, meso- y

microcsmico. Este objetivo aparta la ciencia erudita de su contraparte escolar. Pero la

labor del profesorado de ciencias debe hacer aparecer la ciencia como algo inteligible en

431

s mismo, por su relacin sustantiva con el mundo real, y no como algo impuesto desde

afuera:

Achieving the main goal of school science should then mean that the student is able to

explain the world (its facts and phenomena) through scientific theories. (Izquierdo y

Adriz-Bravo, en prensa: 6)

El aprendizaje de la ciencia no es del todo comparable a la

creacin de nueva ciencia, como lo sugiere la analoga del

estudiante como cientfico. Pero el modelo de ciencia escolar

que proponemos es coherente con una hiptesis de continuidad

entre ambos tipos de ciencia (Pozo, 1999a, 1999b). El elemento

en comn entre la ciencia erudita y la ciencia escolar es el

proceso de dar sentido al mundo mediante modelos tericos.

Entonces, son los modelos tericos escolares las entidades

mediadoras que deben asegurar esta continuidad entre ambos

tipos de ciencia.

El modelo cognitivo de ciencia provee una caracterizacin contextual y evolutiva de las

teoras, que las conecta con sus referentes empricos y con los valores que las generan.

Tambin concibe el mtodo cientfico como una estructura flexible, descrita en forma

naturalista, que pone numerosas capacidades cognitivas muy variadas, evolutivamente

desarrolladas (Giere, 1992b), al servicio del pensamiento terico riguroso (Izquierdo,

2000a).

Usando la idea de los modelos tericos podemos establecer un puente entre la ciencia

erudita as caracterizada y su versin transpuesta escolar. Para ello, debemos enfocarnos

en los puntos de contacto entre ambas ciencias, preservados en el proceso de

transposicin didctica290.

290 Hablamos de una transposicin didctica homomrfica, que preserva en la ciencia escolar los

modelos irreductibles de la ciencia erudita.

Se introduceel concepto de

modelotericoescolar

432

12.3.1.2 Las representaciones: el pensamiento terico

Para que la actividad cientfica escolar tenga sentido para los estudiantes y pueda

generar en ellos un pensamiento crtico y creativo, es necesario plantear objetivos

plausibles y valiosos desde el punto de vista de los estudiantes y del currculo de

ciencias socialmente impuesto. Esto implica conectar significativamente el pensamiento

del sentido comn y la ciencia erudita, a travs de encontrar hilos conductores entre sus

respectivos modelos (mentales y tericos).

En la escuela, el objetivo de aprender ocupa uno de los niveles

ms altos de la jerarqua de valores. Pero slo se transforma en

genuino objetivo epistmico (esto es, de conocimiento) de la

actividad cientfica escolar si los estudiantes se lo apropian,

pasando a considerar la ciencia escolar como una actividad

cognitiva y social con sentido para ellos mismos.

Ahora bien, la conciencia sobre los objetivos epistmicos de la actividad cientfica

escolar es un proceso psicolgico superior de ndole metacognitiva, relacionado con la

capacidad de autorregular la tarea de aprender ciencias (Sanmart, 2000a). La

autorregulacin debera ser entonces parte integrante del proceso de aprendizaje de las

ciencias, enmarcada en el llamado contrato didctico (Sanmart, 1995, 2000a, 2000b;

Estany e Izquierdo, en prensa), que le da el sentido curricular y social. Los estudiantes

deberan percibir explcitamente que son responsables de la construccin de su

conocimiento terico acerca del mundo natural.

Las ideas del sentido comn que los estudiantes tienen acerca

del mundo natural pueden resultar los protomodelos tericos

iniciales a considerarse en la clase de ciencias para el proceso de

anclaje. La tarea del profesorado de ciencias sera conectar estas

ideas con los modelos tericos escolares, creando as un

intertexto con los referentes culturales establecidos (Martins,

2001). Para ello, los profesores de ciencias se valen de

estrategias didcticas que incorporan el uso de mediadores y que

pongan la analoga en un lugar central.

Elprofesoradode ciencias

utiliza unbagaje

de estrategiasdidcticas

Se introduceel concepto de

actividadcientfica

escolar

433

La educacin cientfica transpone y reconstruye los modelos tericos eruditos para

tornarlos inteligibles y significativos para los estudiantes, en el contexto de la ciencia

escolar. Si el proceso tiene xito, los estudiantes incorporan criterios epistmicos sobre

qu conocimiento sobre el mundo es vlido, y cmo se justifica esa validez (Joshua y

Dupin, 1993; Millar, 1994; Monk y Osborne, 1997; Monk y Dillon, 2000).

La libertad de trabajo que tienen los profesores de ciencias en el proceso de

transposicin didctica es muy grande; ellos ponen en juego muchas estrategias

complejas a la hora de disear actividades que pongan a los estudiantes en contacto

activo con los fenmenos naturales. Para contribuir a la significatividad de estas

actividades didcticas, puede ser til organizarlas alrededor de los modelos tericos

escolares. Estos deberan conectar con las ideas de los estudiantes y tener potencia para

dar sentido a hechos del mundo observados, culturalmente transmitidos, o generados

por experimentacin (Izquierdo y Mrquez, 1993; Duschl, 1995, 2000c).

Las teoras cientficas escolares291 son naturalmente muy diferentes de las teoras

cientficas eruditas, tanto en sus aspectos representacionales como lingsticos

(Galagovsky y Adriz-Bravo, 2001). Sin embargo, ambas entidades estn caracterizadas

fundamentalmente por su poder explicativo. Las teoras cientficas escolares, por tanto,

deberan estar construidas de forma tal de permitir la evolucin hacia entidades cada vez

ms elaboradas; la evolucin se producira incorporando paulatinamente ms hechos a

explicar (algunos de ellos, experimentalmente generados), y ms sistemas simblicos de

representacin.

12.3.1.3 Los mtodos: la experimentacin y el lenguaje

En el modelo cognitivo de ciencia escolar tal cual lo presenta Merc Izquierdo (2000a,

2001), la experimentacin y el lenguaje son los dos elementos clave. Como seala

Ralph Levinson (1994), un paso importante en la educacin cientfica es encontrar el

equilibrio

291 Consideradas como metaentidades de alto poder de organizacin que estructuran los

conjuntos de modelos tericos escolares.

434

between interpreting scientists ideas through what they say and write, on the one hand,

and practical work to test their validity, on the other. (p. 3)

Representacin, lenguaje y accin, entendidos como esferas independientes de la

cognicin, interactan en forma armnica (figura 12.1)292. Sin embargo, en la ciencia

escolar, el lenguaje tira de alguna manera de los otros dos elementos, para poder

enriquecerlos en la evolucin hacia el pensamiento terico. Los lenguajes cientficos

escolares (operando en diferentes registros semiticos) dan sentido a la actividad y

estructuran el pensamiento de los estudiantes.

Por otra parte, los hechos empricos sufren diversas

transformaciones (Duschl, 1997, 2000c) para entrar a formar

parte de la ciencia erudita, y son reconstruidos en el seno de las

teoras por medio de la correlacin entre acciones,

representaciones, instrumentos y lenguaje (Izquierdo, 1995;

Izquierdo et al., 1999). Esta idea es muy potente para construir

una experimentacin cientfica escolar.

Las ideas de argumentar por escrito y construir hechos paradigmticos en la clase de

ciencias son entonces los dos pilares para la ciencia escolar. Estas ideas requieren que el

profesorado de ciencias ensee explcitamente a los estudiantes a usar el lenguaje

cientfico (Sard y Sanmart, 2000) y a actuar cientficamente sobre el mundo

(Izquierdo, Sanmart y Espinet, 1999).

292 Esta idea se debe al didacta de las ciencias italiano Paolo Guidoni.

Se introduceel concepto de

experimentacincientfica

escolar

435

12.4 Reconstruccin epistemolgica de la ciencia escolar

Muchos autores293 han mostrado que las orientaciones actuales

de la didctica de las ciencias modelan una ciencia escolar

compatible con los postulados del modelo cognitivo de ciencia.

Para cumplir el objetivo de construir conocimiento sobre el

mundo natural, los estudiantes necesitan de modelos tericos

escolares; estos pueden ser generados en la clase, si el

profesorado de ciencias planifica cuidadosamente la tarea de

transposicin didctica.

Actualmente sabemos que los modelos didcticos que plantean el redescubrimiento de

la ciencia erudita en el aula, o la implantacin del mtodo cientfico sin mayores

mediaciones, conducen a resultados pobres en la educacin cientfica (Hodson, 1992,

1994a, 1994b; Solomon, 1994b). Pero esto no significa que podamos desestimar de

plano los valores de la ciencia erudita. La componente normativa de la ciencia erudita

tiene que ser de alguna manera compatible con el respeto por la autonoma e

individualidad de los estudiantes, contrario al adoctrinamiento y la masificacin.

Las diferencias entre la ciencia erudita y la ciencia escolar no deberan conducir a una

desconexin entre ambas. La segunda, constitutiva del contexto cientfico de educacin,

ha tenido histricamente, y tiene en la actualidad, una importancia decisiva en el

desarrollo y perpetuacin de la primera (Izquierdo, 1999b, en preparacin). La historia

de la ciencia muestra que la ciencia erudita evoluciona en buena medida siguiendo los

lineamientos de lo que se ensea sobre ella (Hannaway, 1975; Nye, 1993; Izquierdo,

1995a, 1995b, en preparacin); entonces, es deseable recuperar muchas de las

caractersticas de la ciencia erudita en el aula de ciencias.

293 Izquierdo (1995b; 1999b, 2000a, 2000b, en prensa-b); Aliberas (1994); Duschl y Erduran

(1997); Giere (1999b); Linn (2000).

Elconstructivismo

didcticode las cienciases compatible

con elmodelo

cognitivode ciencia

436

La posibilidad de conectar ambas ciencias se apoya en el

reconocimiento de que la voluntad de explicacin terica del

mundo es la caracterstica distintiva de la ciencia erudita y, al

mismo tiempo, el principal objetivo intrnseco de la ciencia

escolar. Con esta restriccin, la ciencia escolar puede tornarse

una actividad significativa para los estudiantes, que ponga a su

disposicin conocimiento sobre el mundo que est

epistemolgicamente bien fundamentado, esto es, que sea

congruente con una visin realista y racionalista de la ciencia

(Shymansky y Good, 2001).

El modelo cognitivo de ciencia, aplicado a la ciencia escolar, enfoca la atencin sobre

los modelos cientficos escolares y su rol en la interpretacin terica del mundo. Un

aspecto central de la ciencia escolar, en su reconstruccin cognitiva, es el de su

evolucin: los modelos tericos escolares se van enriqueciendo a medida que aparecen

nuevos fenmenos naturales que requieren explicacin terica.

Los lenguajes usados en la clase de ciencias (natural, simblico,

matemtico, grfico, computacional, gestual, artstico, entre

otros muchos), y el nivel de abstraccin que ellos pueden

alcanzar sin perder la referencia, son determinados en cada

situacin con la ayuda del modelo de transposicin didctica y

de acuerdo con una perspectiva realista pragmtica.

El modelo cognitivo de ciencia escolar rechaza por una parte la creencia tradicional de

que la presentacin axiomtica de las teoras sea valiosa per se en la ciencia escolar. Por

otra parte, muestra que la comprensin del mundo guiada por objetivos cognitivos

socialmente sancionados es crucial, y que cualquier teora a la que le falte este elemento

axiolgico no tiene valor en la escuela.

El valor epistemolgico que pueda tener la ciencia escolar queda entonces configurado a

partir de la interaccin entre los diversos elementos que le dan sentido, y que hemos

venido enumerando. Pero, como consecuencia de estas ideas, aparecen nuevos

Lacienciaescolar

esrealista

yracionalista

Se introduceel concepto de

lenguajecientfico

escolar

437

problemas tericos y prcticos que es necesario investigar dentro de la didctica de las

ciencias (Izquierdo, 1995b).

El conocimiento terico sobre el mundo parte de problemas

relevantes (Adriz-Bravo, 1993; Galagovsky, 1993b; Pessoa de

Carvalho, 1994), e intenta darles solucin enlanzando

analgicamente fenmenos naturales o artificialmente

generados. Pero los hechos empricos necesitan ser

reconstruidos en el marco de las teoras cientficas para tener

sentido al ser sometidos a una intervencin. La experimentacin

y el lenguaje son dos de los elementos clave en este proceso

semitico de otorgar sentido a la realidad (Levinson, 1994;

Sutton, 1994). La idea de hecho paradigmtico (Izquierdo y

Mrquez, 1993; Izquierdo, 1999b) puede ayudarnos a mostrar la

relevancia de estos elementos en la ciencia escolar.

La experimentacin no puede tener en la ciencia escolar el mismo valor epistemolgico

que en la ciencia erudita294. La componente experimental tiene gran importancia en la

ciencia erudita histrica y actual. El conocimiento cientfico sobre el mundo tiene una

base fuertemente experimental, y los textos cientficos presentan la experimentacin

como uno de los recursos retricos destinados a convencer (Izquierdo, 2000c). La

construccin terica de un hecho cientfico est motivada por el deseo de dar sentido al

mundo,

a wish to understand, to construct mental and discursive tools, to communicate ideas, and

to be able to intervene on the world. (Izquierdo y Adriz-Bravo, en prensa: 8)

Resulta interesante promover procesos similares en la propia

ciencia escolar, y construir modelos tericos escolares que den

sentido a hechos generados experimentalmente en el laboratorio

294 Hay mucha evidencia de que el laboratorio de ciencias escolar ha sido de poca ayuda a la

hora de que los estudiantes construyan modelos tericos escolares (Hodson, 1992, 1994a,

1994b; Solomon, 1994b).

Se introduceel concepto de

hechoparadigmtico

Se recuperala idea de

modeloterico

irreductible(captulo 5)

438

cientfico escolar. Los hechos paradigmticos que

seleccionemos para la construccin del currculo de ciencias

deberan ser muy pocos y muy potentes (Izquierdo, 1999b, en

preparacin). A partir de ellos, deberamos generar los modelos

tericos irreductibles295. Esta generacin terica en la clase, a

travs de mecanismos retricos, puede ser considerada uno de

los objetivos centrales de la ciencia escolar (di Sessa, 1983;

Izquierdo y Mrquez, 1993).

Un hecho reconstruido al interior de la ciencia escolar usando inicialmente los modelos

del sentido comn de los estudiantes, puede proporcionar el anclaje para los modelos

tericos escolares, funcionando as de intermediario cognitivo y retrico. La relacin de

similaridad entre modelos y fenmenos es significativa y nos ayuda a pensar sobre el

mundo. Los fenmenos validan el modelo, pero es este ltimo el que da sentido a

aquellos, que slo pueden ser entendidos en el marco del modelo. El realismo

pragmtico que queda as configurado escapa a los peligros del realismo ingenuo

representacional y del instrumentalismo ms extremo. El primero acepta acrticamente

la existencia de todas las entidades tericas; el segundo niega que las teoras cientficas

digan algo verdadero sobre el mundo.

La experimentacin cientfica escolar, a su vez, debe ser reconstruida por escrito

utilizando mecanismos de inscripcin altamente elaborados y abstractos (Kuhn, 1993;

Kelly et al., 2000). La aceptacin de esta premisa deriva en un modelo didctico que

equipara la educacin cientfica a ensear a los estudiantes a hablar y a escribir

ciencias (Lemke, 1990; Izquierdo y Sanmart, 1998; Adriz-Bravo, Molin y Sanmart,

2001). Esto incluye las capacidades de explicar y argumentar.

Una buena explicacin cientfica escolar (Duschl, 1998;

Jimnez Aleixandre, 1998; Sard y Sanmart, 2000) debera

estar basada en la relacin coherente entre accin, instrumento y

295 No ponemos los calificativos de escolares o eruditos porque, dentro del modelo de

transposicin didctica homrfica al que adherimos, unos modelos irreductibles son altamente

identificables con los otros.

Se introduceel concepto de

explicacincientfica

escolar

439

modelo terico; este ltimo podra estar analgicamente

mediado por diversas estrategias (Galagovsky y Adriz-Bravo,

2001). Una explicacin que est establecida en un lenguaje

formal riguroso, pero que no conecta con lo que los estudiantes

pueden hacer o con los fenmenos a los que ellos tienen acceso,

no tiene un genuino valor educativo para ellos. Se trata de un

formalismo vaco, y pretender que los estudiantes la aprecien

por su sola cientificidad contradice los valores de la propia

ciencia escolar296.

La relacin entre los modelos del sentido comn y la realidad representada suele ser de

primer orden, sin organizacin terica de los sistemas ni transformaciones elaboradas de

los datos (Duschl, 1997, 2000c; Galagovsky y Adriz-Bravo, 2001; Adriz-Bravo y

Morales, en prensa). La experimentacin, reconstruida por medio del lenguaje escrito,

lleva a los estudiantes a un nuevo nivel epistmico, caracterizado por un tipo de relacin

entre realidad y representacin muy abstracta y convencional, la relacin simblica, en

la cual la conexin eficaz entre signos y referencias es sumamente relevante. Esta

representacin simblica slo conecta correctamente con sus referentes en el mundo si

se siguen todos los pasos del proceso de semiosis cientfica (Nye, 1993).

En el camino hacia la reconstruccin terica, un elemento

importante sin duda es la argumentacin (Duschl, 1998;

Jimnez Aleixandre, 1998; Newton et al., 1999; Osborne, 1999;

Sard y Sanmart, 2000; Duschl y Ellenbogen, 2001). La

argumentacin cientfica tiene una estructura formal compleja

difcil de capturar con un silogismo deductivo tradicional. Los

argumentos cientficos valiosos pueden ser analgicos, causales,

hipottico-deductivos, probabilsticos, inductivos, entre otros

muchos.

296 El tema de la experimentacin y la argumentacin cientficas escolares est explorado con

profundidad en la memoria final del proyecto del DDMCE financiado por el CIDE.

Se recuperala importancia

de laabduccincientfica(primera

aplicacin)

440

Unos argumentos especialmente potentes son los abductivos, por el rol que juegan en el

proceso de modelizacin. Su funcin es apoyar la plausibilidad de los modelos tericos

mostrando explcitamente que ellos proveen explicaciones para problemas relevantes.

La argumentacin en la ciencia escolar ha de tener en cuenta la evidencia emprica para

generar una relacin de correspondencia con el mundo (Duschl, 1998; Jimnez

Aleixandre, 1998); pero este no es un requerimiento fcil de conseguir. En la ciencia

erudita, el grado de certeza es dependiente de la validez del marco terico particular a

travs del cual se analizan los resultados de los experimentos; esto no impide que las

argumentaciones sean pragmticamente adecuadas a los objetivos con los cuales son

diseadas. Este puede ser tambin el caso en la ciencia escolar.

Un modelo de explicacin particularmente adecuado para la

ciencia escolar es el modelo ilocutivo, tal como lo presentamos

en el captulo 5. Este modelo presta atencin tanto a la

estructura de la explicacin como al proceso de explicar y, lo

que es ms importante, a sus resultados (Achinstein, 1968,

1989; Estany, 1993; Izquierdo, 1999b). Una explicacin

cientfica escolar es aquella que da una respuesta pragmtica a

un problema cientfico escolar quedndose en un contexto

cientfico escolar. Esto es a menudo descuidado en la enseanza

de las ciencias tradicional.

El argumento e