La justificación que dan los profesores y diseñadores de currículo para solicitar más fondos, tiempo, energía y recursos para los trabajos de laboratorios de ciencias, es que con ellos se logra que los estudiantes adquieran experiencia y práctica en el uso del método científico. Este trabajo analiza la naturaleza cambiante de los trabajos de laboratorio, desde la década del 60 hasta el presente. Es decir desde el aprendizaje por descubrimiento, el enfoque de procesos hasta el constructivismo contemporáneo; y argumenta que en todos ellos se malinterpretó la naturaleza de la investigación científica.
Finalmente se hacen algunas sugerencias tendientes a reorientar los trabajos de laboratorios, con la finalidad de acercar una imagen más adecuada de lo que es actualmente la práctica científica.
Algunas veces es conveniente pensar la educación en ciencia como compuesta por tres tipos de criterios:
Aprender ciencia- adquisición y desarrollo de conocimiento conceptual y teórico.
Aprender sobre ciencia- desarrollo y comprensión de la naturaleza y métodos de la ciencia, y toma de conciencia de las complejas interacciones entre ciencia, tecnología, sociedad y medio ambiente(o entorno)
Hacer ciencia- compromiso y especialización en investigaciones científicas y la resolución de problemas.
Aunque el trabajo de laboratorio tiene un rol prominente en el cumplimiento de los tres objetivos, este artículo se interesa en ayudar a los estudiantes a comprender la naturaleza de la ciencia y proveer experiencia en la investigación científica.
Durante la década del 60, se diseñó un buen número de nuevos currículos para que los estudiantes descubrieran el conocimiento conceptual a través de actividades diseñadas para imitar/simular la investigación científica.
Los estudiantes aprenderían ciencia haciendo ciencia. En épocas más recientes, el conocido Enfoque de Proceso ha subordinado el “aprender ciencia” al “aprender sobre ciencia”, y ha intentado promover el punto de vista de que la ciencia comprende un procedimiento riguroso, algorítmico que es universalmente aplicable. Más recientemente, los enfoques constructivistas para el aprendizaje de la ciencia se han vuelto prominentes en la medida que los docentes y los diseñadores de currículos han buscado centrar el aprendizaje en la comprensión y la experiencia personal individual de los estudiantes. Este articulo argumenta que los tres movimientos han representado muy mal la naturaleza de la investigación científica y por lo tanto han contribuido sustancialmente a que los estudiantes malinterpretaran la ciencia
El surgimiento del aprendizaje por descubrimiento
El principal ímpetu en promover el aprendizaje por descubrimiento en Gran Bretaña durante los 60 fue la noción “progresiva” del aprendizaje centrado en el niño, considerando que el aprendizaje orientado como una investigación, es muy parecido a las “formas naturales de aprender de los niños”.
Durante mucho tiempo, se sostuvo la creencia que los niños, eran fuertemente motivados, si se les permitía realizar experiencias orientadas como una investigación. Además, se sostenía que los niños, aprendían mayormente realizando actividades de tipo similares a un juego y no estructuradas. Piaget popularizó el criterio de que la observación e investigación no estructurada y auto direccionada por el propio aprendiz, tiene lugar mediante una serie de etapas antes de llegar a los sofisticados procesos de razonamiento formal.
Era tal la frecuencia con la cual, el razonamiento abstracto, era precedido por una etapa operacional, en la cual la comprensión se basaba en una acción en sí misma, que parecía innegable, que el aprendizaje de la ciencia debía basarse en investigaciones realizadas e impulsadas por las preguntas y los intereses de los estudiantes.
En los Estados Unidos, el principal impulso vino de los trabajos de Jerome Bruner y Joseph Schwab. En su influyente ensayo “La Enseñanza de las ciencias como Investigación”, Schwab (1962) fijó una agenda para el currículo de la ciencia en la que pone el énfasis en la investigación científica, en el contenido y en el método como la solución de lo que el percibía, una crisis en la educación científica americana.
Argumentaba que las experiencias de laboratorio deberían preceder las instrucciones de clase y que el manual de laboratorio debería dejar de ser un volumen que le dice a los estudiantes lo que tienen que hacer y “que se espera”, para ser reemplazado por materiales permisivos y abiertos que apunten a áreas en las que se puedan encontrar problemas .
De la misma forma en que los científicos logran sus objetivos en gran parte por medio de la observación y experimentación, se creía que el aprendizaje de la ciencia también se lograba mejor de esta manera. Se creía que la mejor manera de aprender las ciencias era por medio de actividades basadas en un modelo de investigación científica.
Desafortunadamente, los cursos de Nuffield en Gran Bretaña, y los cursos como BSCS, PSSC Y CHEM en USA, combinaron esta hipótesis/suposición problemática fusionando los enfoques progresivos centrados en el niño, que ponen énfasis en la experiencia directa y el aprendizaje a través de la investigación, y el descubrimiento, con las ideas inductivistas obsoletas, acerca de la naturaleza de la investigación científica.
Lo que había comenzado como una justificación psicológica del aprendizaje a través del descubrimiento, se había deslizado en una cuestión epistemológica.
Desafortunadamente, el enfoque de la ciencia estimulada por el aprendizaje a través del descubrimiento se distorsionó por basarse en una serie de suposiciones erróneas acerca de la prioridad y seguridad de las observaciones.
• La Ciencia se inicia a partir de la observación
• Las observaciones científicas son confiables y desprejuiciadas.
• La observación produce información objetiva, libre de valores
• Las generalizaciones, hechos y leyes surgirán de toda esta información
• Las explicaciones pueden ser inducidas en la forma de principios y teorías a partir de estas informaciones.
• Estas teorías pueden confirmarse en forma directa, sin ambigüedades por medio de más observaciones y experimentaciones.
El trabajo de laboratorio fue visto como un medio de obtener información/data fáctica, a partir de la cual se sacarían conclusiones y eventualmente explicaciones. Se suponía (por el modelo inductivista de ciencia en el cual estaba basado), que esta información es pura y libre de contaminación de los prejuicios del observador, y que se puede organizar de forma tal que conduzca directamente al conocimiento confiable del mundo.
El espacio no permite consideraciones de las insuficiencias del modelo inductivista de ciencia inherente al aprendizaje a través del descubrimiento (Duschl,1988,1990; Hodson, 1985; Millar Driver, 1987).
Es suficiente decir que los filósofos y sociólogos de la ciencia han dejado de lado tales puntos de vista de la ciencia como representaciones de las formas en las que los científicos reales proceden.
¿Qué ocurrió en la práctica?
No solo el aprendizaje a través del descubrimiento es filosóficamente defectuoso (por estar basado en un falso modelo de ciencia), sino que es pedagógicamente impracticable. Por ejemplo, al principio en los cursos de Física de Nuffield, a los estudiantes se les daba una palanca, un fulcro y algunas pesas, y se los invitaba a explorar y descubrir cualquier cosa. No se enunciaba ningún problema particular; ni se recomendaba ningún procedimiento.
“Descubran lo que puedan sobre el equilibrio de un sube y baja, con el arreglo de pesas.Vean si pueden descubrir algún patrón de equilibrio que pudieran decirle a otras personas”. (Nuffield Physics, Teachers Guide I, p186, 1967).
Se cree que la Ley de Momentos simplemente surgirá de una exploración sin dirección y con final abierto. Nada podría estar más allá de la verdad. Primero, el sistema no se equilibra de la forma en que los estudiantes esperan porque el pívot esta por debajo del centro de gravedad. Si las pesas se suspenden por debajo del pívot, como en un conjunto de balanzas, el astil se equilibrará. No obstante, hay poca probabilidad de que los niños descubran esto por sí solos.
Segundo: los niños tienden a distribuir las pesas en forma irregular a lo largo de toda la extensión del astil. La complejidad de esta disposición oscurece la relación simple que se busca. Como consecuencia, los docentes comienzan a dar recomendaciones acerca de cómo simplificar el problema y elaborar instrucciones para una mejor forma de proceder.
Cosas similares ocurren cada vez que se les presenta a los niños este tipo de situación de final abierto. También está el problema de que muchos llamados “experimentos” no dan los resultados requeridos para alcanzar los objetivos curriculares relacionados con los contenidos. Los niños pueden cometer errores al observar, medir o registrar, tener accidentes, perder el interés o no poder terminar.
Pueden distraerse por el bullicio y el ruido de la actividad; pueden sumergirse tanto en los detalles prácticos de lo que están haciendo que pierden el significado conceptual del mismo.
Como nos recuerda Dearden (1967, p 153):
Un método de enseñanza que genuinamente deja las cosas abiertas al descubrimiento también deja necesariamente abierta la oportunidad para no descubrirlas.
Muchos docentes respondieron a los problemas pedagógicos del aprendizaje a través del descubrimiento involucrándose en lo que se conoció como el descubrimiento “guiado” o “dirigido.”
El docente guía la discusión de la clase acerca del experimento que se va a llevar a cabo; orquesta el diseño de ese experimento, usa aparatos que ha llevado y puesto sobre el banco, camina por la clase, dando recomendaciones a los “experimentadores” acerca de las técnicas, el reconocimiento y registro de las observaciones significativas, e ignorando o reformulando otras, y guía la discusión de la clase para lograr el descubrimiento de los principios teóricos subyacentes a ser usados en la explicación de los resultados.
A través de estas actividades, el docente simula que la clase está embarcada en una investigación de final abierto y deliberadamente suprime (por un momento) el conocimiento que usó al planear la investigación. Lo que propende a ser una investigación conducida por los estudiantes termina siendo una sutil, pero muy poderosa forma de dirección y control docente.
Establecer una situación que demanda ser conducida por los estudiantes y con final abierto, pero que en realidad, exige un resultado particular es confundir aprender ciencia (que tiene un resultado definitivo en mente) con hacer ciencia (que no lo tiene).
Mientras que es relativamente fácil ver cómo y por qué los que desarrollaron currículos en 1960, sin el beneficio de las perspectivas contemporáneas de la filosofía y la sociología de la ciencia o los hallazgos de investigaciones recientes acerca del aprendizaje de la ciencia en los niños, inclinados hacia el aprendizaje por medio del descubrimiento orientado en forma inductiva; es mucho más problemático explicar por qué algunos educadores en ciencia continúan avocados a este enfoque.
Pareciera haber varios factores que contribuyen a esto. Primero, su aparente simplicidad. El punto de vista “perspectivista” de la ciencia, encapsulado en el aprendizaje por medio del descubrimiento es más directo que otros modelos de ciencia y, por lo tanto, algunos docentes lo perciben más fácil de seguir por los niños.
Hay evidencia para sugerir que los docentes que adoptan modelos alternativos con grupos de excelentes habilidades vuelven a puntos de vista inductivistas con aquellas clases percibidas como menos capaces.
Segundo, la respetabilidad pedagógica de los métodos centrados en el niño que por tener características lingüísticas comunes (investigación, indagación, observación, descubrimiento, etc.) aparentan favorecer un modelo inductivista de la ciencia. (Harry y Taylor, 1983).
Tercero, los puntos de vistas inadecuados del docente acerca de la naturaleza de la ciencia, que derivan de sus propias experiencias de aprendizaje en los cursos de ciencia en la escuela o la universidad y son reforzados por la mitología de los libros de texto en ciencias y materiales curriculares (Cawthron y Rowell, 1978; Nadeau y Desautels, 1984; Smolicz y Nunan, 1975).
Cuarto, la comodidad derivada de una creencia en un método científico distintivo, o un algoritmo preciso, para conducir investigaciones científicas. Es esta motivación particular que en parte, sustenta el tan llamado Enfoque de Proceso para la enseñanza y aprendizaje de la ciencia.
Los Orígenes del Enfoque del Proceso.
El enfoque “hands–on” para aprender ciencia comenzó en el Reino Unido a principios de los 70 y se extendió a cursos para un campo de habilidades y un grupo por edades más amplio que los cursos más bien elitistas, como el nivel-0 (Ordinary Level) perteneciente al GCE (General Certificate of Education) de Nuffield, dando como resultado desarrollos tales como La Ciencia Secundaria de Nuffield, La Ciencia Joven de Nuffield y La Ciencia del Consejo de Escuelas 5-13. (Nuffield Secondary Science, Nuffield Junior Science, and the Schools Council’s Science 5-13).
Estos cursos fueron más abiertos que los anteriores y la adquisición de un conocimiento conceptual particular fue visto menos importante que la comprensión y el desarrollo de habilidades y técnicas de indagación científica (Woolnough, 1988), dando inicio a iniciativas tales como
“Warwick process Science”, “Science in process” y “Active Science”.
La raíz común, al menos en cuanto a iniciativas dirigidas a las escuelas primarias en el Reino Unido, fue la centralización del aprendizaje activo en el niño, en particular la noción de que los niños son científicos naturales: Pensar en forma científica proviene naturalmente de los niños”.(Raper & Stringer, 197, p26).
Si los niños piensan como científicos o por decirlo de otro modo, el pensamiento del científico es esencialmente como el del niño, se desprende la idea de que el currículo construido en concordancia con el modo de proceder científico capitaliza las formas naturales de aprendizaje del niño, mientras simultáneamente provee más investigación en la indagación científica.
La resolución de problemas prácticos de los niños es esencialmente una forma de trabajo científico., de modo que la tarea en la escuela no es la de enseñar ciencia a los niños, sino más bien utilizar el modo científico propio de los niños como una potente herramienta educativa. Sus propias preguntas parecen ser las más significativas y con frecuencia resultan en una investigación cuidadosa.
Este tipo de creencia condujo a un desarrollo de lo que muchos llamaron “ciencia de contenido libre”. El argumento era que ya que no hay un cuerpo particular de conocimiento que pueda ser considerado esencial para la escuela primaria, no hay razón por la cual diferentes niños no debieran estudiar diferentes tópicos, por preferencia, aquellos en los cuales han expresado un interés particular.
Fue considerado muy importante el valor motivador de elegir sus propios intereses y la experiencia de la ciencia como un proceso, como un conjunto de actividades.
Los conceptos surgen “automáticamente” del compromiso en los procesos y son de poca significación.
El contenido es de relativa importancia en esta fase. Lo que es importante es la situación a la cual se le aplica la lógica (Hayes 1982). Esta noción de la escasa importancia del contenido es tan fuertemente sostenida que Hayes concluye su argumento con la sorprendente aseveración de que “las habilidades implícitas en un enfoque científico de los problemas pueden enseñarse en forma tan efectiva en historia, matemáticas, o estudios sociales, o podrían ser seleccionados/tomados por los alumnos como un juego.”
¿Por qué, entonces, uno se tienta con preguntar y se molesta en enseñar ciencia? En años más recientes, la noción de que los procesos de la ciencia deberían tener prioridad sobre el contenido se ha trasladado a la escuela secundaria.
Wellington (1989) aporta un contexto histórico al crecimiento de tales cursos en Gran Bretaña, citando un número de factores causales, que incluyen la percepción de que “el currículo orientado en el contenido ha fracasado”, el crecimiento del movimiento La Ciencia para Todos (necesitando un enfoque menos demandante), la tan llamada “explosión de información” (que da como resultado la redundancia inicial de información científica y por lo tanto, menos demanda de que sea conocida), el desarrollo de la tecnología de la información (que hace innecesario para el estudiante manejar un gran cuerpo de conocimiento) y la creencia en la noción de que los procesos de la ciencia son genéricos y transferibles (y por lo tanto, son más importante que el conocimiento).
Otro impulso en el movimiento del proceso, que no es tenido en cuenta por Wellington, es el impacto de la evaluación, especialmente el interés en la evaluación del trabajo práctico.
En los últimos años, se ha focalizado considerable atención en la necesidad de desarrollar estrategias y procedimientos efectivos y eficientes para la evaluación del trabajo de laboratorio de los estudiantes, bajo la concepción de que solamente cuando los aspectos prácticos de la educación en ciencia sea recompensada por medio de calificaciones y notas los docentes le darán a estas actividades la prioridad curricular que muchos creen deberían tener.
La necesidad de proveer procedimientos e instrumentos para evaluar la habilidad de los estudiantes para comprometerse en la investigación (indagación) científica ha alimentado el impulso de especificar, en detalles analíticos, lo que comprende la indagación (investigación científica).
Cuando tales procedimientos e instrumentos tienen que ser capaces de utilizarse con cualquier currícula de la ciencia o todas (estas iniciativas existieron antes de establecer la Currícula Nacional en Inglaterra y Gales), el ímpetu hacia un currículo basado en procesos percibidos como genéricos (y, por lo tanto, generalizable y transferible) se intensifica.
Iniciativas americanas
Robert Gagne (1963) propuso que el propósito de la educación en ciencia, visto como al que los estudiantes le puedan emplear la indagación de un modo bien conocido por los científicos, debería ser principalmente reconocido con tres sub-objetivos: asegurarse de que los estudiantes adquieran (i) actitudes de indagación, (ii) los métodos de indagación, y (iii) comprensión de la indagación (investigación).
Estos sub-objetivos deberían entonces estar sujetos al análisis de tareas a fin de proveer una descripción clara y no ambigua de las actividades de los científicos investigadores.
El usa el análisis vertical (de arriba hacia abajo) de los comportamientos terminales (finales) deseados para construir una jerarquía de aprendizaje de objetivos para la educación en ciencia en varios niveles de escolaridad, eventualmente llegando a objetivos para escuelas primarias.
En síntesis, su conclusión es que la capacidad de actuar como un científico depende de la posesión del “conocimiento general e incisivo” (que es generalizable y capaz de discriminar entre ideas buenas y malas en ciencia) el cual presupone que ciertas capacidades fundamentales- la capacidad de observar, clasificar, inferir, etc. hayan sido adquiridas.
Gagne insiste en que “un individuo necesita saber cómo observar, clasificar… antes que él pueda entender la ciencia” (Gagne 2963, p152). Gagne identifica once habilidades o procesos de la ciencia. Observar, medir, inferir, predecir, clasificar, juntar información, registrar información, son consideradas como habilidades básicas; interpretar información, controlar variables, definir en forma operativa, y formular hipótesis son consideradas como habilidades integradas de mayor nivel.
En el enfoque Ciencia-un proceso (SAPA), que esta basado en las ideas de Gagne, los procesos básicos son introducidos en el nivel Kinder-3. y los procesos integrados de las ciencias se introducen y desarrollan de 4to a 6to grado.
Se considera a los procesos básicos como esenciales para comprender y usar los procesos integrados. En otras palabras, hay una jerarquía de habilidades de proceso. Todos los interrogantes en cuanto a la estructura y organización del currículo se responden en términos del desarrollo de las habilidades de proceso.
La creencia de si los niños pueden manejar los procesos de la ciencia, pueden comprender y usar cualquier contenido. Aunque SAPA no se edita más, su influencia persiste y ha sido instrumental en una serie de iniciativas curriculares recientes conocidas por algunos educadores americanos en ciencia como “sciencing” (Cain & Evans, 1990)
Los enfoques orientados al proceso, son una serie de creencias, cada una de las cuales requieren un análisis mas detallado:
• La indagación/investigación científica puede describirse en términos de una serie de procesos discretos.
• Los procesos son genéricos. Esto significa que son independientes del contexto y por lo tanto transferibles.
• El conocimiento científico resulta del compromiso en estos procesos.
• El desempeño de esas habilidades pueden ser observadas, y medidas con precisión y confiabilidad.
• Por medio de la práctica y el desarrollo de estas habilidades, los estudiantes adquieren la capacidad de conducir indagaciones/ investigaciones científicas.
La ciencia como procesos discretos libres de contenidos.
Los argumentos concernientes a la teoría-sobrecargada de observación son lo suficientemente conocidos como para no ser reiterados aquí. Argumentos similares se extienden a todos los otros procesos de la ciencia, tales como clasificar, medir, confeccionar hipótesis e inferir. Se debe clasificar y medir (mensurar) algo, más que cualquier otra cosa; se debe hacer hipótesis sobre entidades particulares o eventos.
Simplemente no es posible comprometerse en estos procesos independientemente del contenido. Más aún, el modo en que se clasifica, mensura y realizan hipótesis, y el nivel de sofisticación al hacerlo, depende de la comprensión teórica que se tenga. Pongámoslo así: no le estamos enseñando a los estudiantes a observar, clasificar, mensurar, e hipotetizar en si. Ellos ya lo saben hacer perfectamente. Lo han hecho desde mucho antes de ingresar a nuestras clases de ciencia, y continúan haciéndolo todos los días de sus vidas fuera del laboratorio.
Lo que estamos enseñando en la ciencia de la escuela es la observación científica, la clasificación científica, la realización de hipótesis científica, etc. Lo que hace que estos procesos sean científicos es la utilización de conceptos científicos relevantes y apropiados en la búsqueda de un propósito científico.
La clasificación científica, por ejemplo, no es sólo un asunto de notar similitudes y diferencias -o sería suficiente en clases de ciencia clasificar billetes y estampillas postales- (usando un criterio como origen, color, tamaño, medida o estilo de ilustración). Más bien implica la aplicación de categorías científicamente significativas y apropiadas, adecuadas para el propósito por el cual se está llevando a cabo la clasificación. Diferentes propósitos demandan diferentes criterios, podría implicar diferente comprensión teórica.
De este modo, ya sea si uno clasifica un animal particular como mamífero/reptil/pez, carnívoro/ herbívoro, que viva en la tierra o que viva en el agua, que pueda o no pueda volar, o lo que sea, depende de si se está estudiando la evolución, si se está comprometido con un trabajo de ecología o intentando cazar, cocinar o comer uno!
La tarea de clasificación, y la habilidad del estudiante para llevarla a cabo con éxito, depende del conocimiento, la experiencia, las creencias y expectativas acerca del propósito que pueda motivarlo. Cualquier actividad áulica que involucre la clasificación o “búsqueda de patrones” está, por lo tanto, ligada a la teoría (conceptos apropiados para clasificar) y a los propósitos.
De este modo se procede en las mediciones, predicciones, recolección de información, registro de información, y todos los otros procesos en ciencia. Ninguno de ellos puede llevarse a cabo sin la medida sustancial del conocimiento teórico.
El reconocimiento de la naturaleza conducida por la teoría de la investigación científica hace ingenuo el argumento de que hacer ciencia es simplemente un asunto de operar un algoritmo para todo propósito que comprenda una serie de pasos transferibles, generalizables y libres de contenido, como apoyo de la aseveración del enfoque del proceso.
Es ingenuo pensar que una vez que los estudiantes hayan adquirido las habilidades de proceso separadas puedan necesariamente unirlas en un procedimiento para la ciencia. En otras palabras, que hacer ciencia consiste en la suma de sus partes y que no es más que la suma de sus partes.
Lograr llevar a cabo una o varias de las tareas descontextualizadas que focalicen la observación, la clasificación, o la medición, dice muy poco sobre la capacidad que se tiene para conducir una verdadera investigación científica real.
Efectivamente, a veces los estudiantes pueden realizar tales actividades descontextualizadas en forma adecuada y no pueden integrar estas tácticas y habilidades en una estrategia efectiva y coherente para la investigación científica. Muchos que realizan estos test con resultados pobres pueden involucrarse en investigaciones científicas interesantes y exitosas cuando se los alienta adecuadamente y se les da la libertad y el apoyo para seguir sus intereses (Hodson, 1992)
Transferibilidad
La naturaleza impregnada de teoría de los procesos científicos crea considerables problemas para la noción de transferibilidad, que es un principio central del Enfoque del Proceso y es fundamental para establecer una evaluación centrada en las habilidades.
En mi opinión, es insostenible la idea de que la habilidad para observar, clasificar, y medir en un contexto pueda ser tomado como indicativo de la capacidad del alumno para hacer determinada cosa en un contexto completamente diferente. La competencia en una habilidad tal como la observación, no puede transferirse de un contexto a otro a menos que los dos contextos, y los conceptos científicos que corporicen tengan mucho en común.
Las habilidades involucradas al observar el comportamiento de un pez de acuario, por ejemplo, tiene poca relevancia, si es que tiene alguna, con la observación del comportamiento de los químicos al calor, observar una nebulosa distante a través del telescopio o leer placas de rayos X. Como consecuencia, las habilidades usadas para esto, no importa lo espléndidamente bien que sean exhibidas, no pueden ser de ayuda en estas otras actividades.
A través del análisis conceptual y la manipulación, nuevos problemas de observación se solucionan y nuevas actividades de observaciones se completan, mucho mejor que por la rigurosa aplicación de un conjunto de procedimientos (Millar y Driver, 1987). La transferibilidad depende de la familiaridad con los conceptos relevantes y por lo tanto la capacidad demostrada de ejercer una habilidad en un contexto particular no es garantía de esa habilidad en un contexto conceptual diferente.
La dificultad de una actividad de observación depende de lo que se esté observando y de qué constituye una observación apropiada y significativa de lo mismo. En otras palabras, está regido por la naturaleza de los conceptos incluidos.
De esta manera, la inclusión de actividades de observación en un esquema evaluativo brindará tanto información acerca de la comprensión conceptual de los estudiantes, como acerca de sus habilidades de observación en sí.
Lo que los estudiantes notarán y elegirán reportar y cómo lo harán, depende no solo de su poder de discriminación, sino de que posean criterio teórico relevante para aplicar. Un argumento similar se extiende a todos los otros procesos implícitos al hacer ciencia.
La competencia para clasificar o hacer hipótesis, por ejemplo, no puede transferirse a un contexto que es independiente del contexto en el cual esa habilidad fue adquirida. O sea que no incluye el criterio que el estudiante ha aprendido a usar para clasificar, o las relaciones conceptuales sobre las que el estudiante ha aprendido a hipotetizar.
Si decimos evaluar los procesos de la ciencia como habilidades separadas, decimos que el desempeño en un contexto es una medida de un posible desempeño en otra completamente diferente. Creo que ambas ideas no tienen sentido.
Si hiciéramos ese tipo de de aseveraciones en medicina nos someteríamos a una operación de cerebro llevada a cabo por un obstetra o un psiquiatra. En realidad, el contexto en el cual se adquieren las habilidades es crucial para el desempeño adecuado de esa habilidad y para nuestra confianza en quien la practica.
¿Qué acerca del Constructivismo?
Como lo señalamos anteriormente, los estudiantes que carecen del marco teórico como requisito no sabrán dónde mirar y cómo mirar a fin de hacer observaciones adecuadas a la actividad en marcha y cómo interpretar lo que ven. En consecuencia, buena parte de la actividad será improductiva.
En la práctica, la situación puede ser mucho más compleja y considerablemente más perjudicial para el aprendizaje cuando los estudiantes tienen distinto marco teórico del que el docente supone que tienen, podrían mirar en un lugar diferente de una manera diferente, errónea, y hacer interpretaciones diferentes, erróneas, negando algunas veces la evidencia observada que entra en conflicto con sus puntos de vista existentes. (Gunstone, 1991).
Frecuentemente los estudiantes se ajustarán o modificarán sus observaciones para conformar las expectativas a las que sus teorías existentes dan lugar. En otras palabras, ven lo que esperan ver. Como consecuencia pueden pasar por una experiencia completa basada en el laboratorio malinterpretando el propósito de la actividad, el procedimiento y los descubrimientos; incorporando cualquier falsa concepción que hayan traído con ellos a la actividad.
Debido a que las predicciones, percepciones, y explicaciones están fuertemente influenciadas por la comprensión conceptual previa, los estudiantes que tienen diferentes marcos conceptuales de significados conducen investigaciones esencialmente diferentes con su correspondiente producción de aprendizaje. Driver (1983) y Tasker (1981) tienen muchos ejemplos de este tipo.
Observaciones como estas y una extensa investigación en el conocimiento previo de los niños, han llevado a establecer rápidamente enfoques constructivistas para la enseñanza y aprendizaje de las ciencias (ver Bell 1993).
En esencia hay cuatro pasos principales en el enfoque constructivista:
1. Identificar las ideas o puntos de vista de los alumnos
2. Crear oportunidades para que los estudiantes exploren sus ideas y testeen su solidez al explicar fenómenos que den cuenta de acontecimientos y hacer predicciones.
3. Brindar estímulo a los estudiantes para desarrollar, modificar y cambiar sus ideas y puntos de vista donde sea necesario.
4. Apoyar sus intentos para repensar y reconstruir sus ideas y puntos de vista.
Durante la década y media pasada en la investigación interesada en que los niños formen sus puntos de vista en ciencia, se han aplicado diferentes términos en forma variada respecto a las creencias que ellos tienen en común: marcos alternativos, conceptos previos o alternativos, mini teorías, teorías naives, ciencia de los niños, etc. Cada término tiene sus adherentes y sus justificativos particulares, (Abimbola 1988). Pero como entonces, todavía hoy no hay un término universalmente aceptado, más allá de un interés general de evitar el uso de malas concepciones.
Palabras como “mal” y “malas concepciones” son usadas aquí; no obstante para enfatizar mi oposición al relativismo que es un rasgo proveniente de muchos escritos contemporáneos que tratan el constructivismo en la enseñanza.
Aprender ciencia no es simplemente un asunto de “darle sentido al mundo” (Biddulph y Osborne 1984) en cualquier término y razón que satisfaga al estudiante. Aprender ciencia implica la introducción al mundo de los conceptos, las ideas, la comprensión y las teorías que los científicos han desarrollado y acumulado (lo que la ciencia sabe).
El conocimiento científico es más que una creencia sostenida en forma personal reforzada por una confirmación y observación reunida personalmente. Es un intento de explicar y dar cuenta de la naturaleza real del universo físico (la ciencia tiene objetivos realistas), no importa si tiene sentido en el significado cotidiano de esa expresión. Mucho conocimiento científico vuela en la cara del sentido común; la Física de Galileo, Newton o Einstein se compara en forma desfavorable con las perspectivas de Aristóteles si el sentido común fuese el árbitro.
El conocimiento científico es aquel que ha sido sujeto y ha sobrevivido al examen crítico de los miembros de la comunidad científica, usando cualquier método y criterio de refrenda para asegurar el grado de validez y confiabilidad. De este modo una parte crucial de la educación en ciencia implica comprender la racionalidad particular que los científicos emplean en generalizar y validar el conocimiento.
Aprender sobre ciencia no se trata de solo de aprender como llevar adelante un test en una feria de ciencias mediante el control sistemático de variables con el fin de satisfacerse sobre una creencia en particular. Implica introducirse en las técnicas establecidas, estrategias, parámetros, y criterios de la ciencia (Ej.: cómo sabe la ciencia). Implica la apreciación crítica de la naturaleza de la evidencia científica, la comprensión del rol y el status del conocimiento científico (incluyendo la distinción entre los modelos instrumentalistas y las teorías realistas) y el reconocimiento de la locación social y por lo tanto dependencia cultural del emprendimiento científico.
A temas como estos se les presta poca o ninguna atención en la mayor parte de los escritos constructivistas. (Gil- Perez 1994, Matthews, 1993).
Aprender a Hacer Ciencia y Aprender Ciencia Haciendo Ciencia
Algunos investigadores han demostrado que las ideas de los niños en ciencia, las cuales a menudo tienen una sorprendente semejanza con las ideas del comienzo de la historia la ciencia (Nussbaum, 1983, 1989), son resistentes al cambio, aún cuando la enseñanza esté dirigida directamente a efectuar un cambio conceptual (Clough & Driver, 1986; Duschl & Gitomer, 1991; White & Gunstone,1989).
Debido a que las estrategias de enseñanza del constructivismo para un cambio conceptual efectivo se concentra solamente en conceptos y le presta escasa atención a temas epistemológicos y metodológicos, tal vez no debiéramos sorprendernos de que los niños mantengan la “metodología de la superficialidad” (Gil & Carrascosa,1985) que produjo este entendimiento en primer lugar.
Gil-Perez y Carrascosa –Alis(1994) trazaron un paralelo entre el desarrollo histórico de la ciencia, que necesitaba un cambio a partir del “sentido común” hacia formas científicas de procedimientos y educación en ciencia, donde los cambios conceptuales del tipo requerido por la currícula contemporánea de la ciencia puede ser únicamente efectuada por un tipo similar de cambio metodológico. ¡El sentido común no es suficiente!
Algunos escritores constructivistas aseveran que todos somos científicos, inclusive los niños. En Nueva Zelanda, un país en el cual el constructivismo ha dominado tanto la educación científica en las escuelas como la formación docente (Mattews 1993), el Ministerio de Educación establece que “todos somos científicos” (Ministerio de Educación, 1989, p5) y que “la ciencia es una actividad que toda la gente puede llevar a cabo como parte de su vida cotidiana”. (Ministerio de Educación, 1992, p8).
Nada podría estar más alejado de la verdad. No todas las investigaciones e indagaciones son científicas y no todo el conocimiento y explicaciones que resulten de ellas son válidas desde un punto de vista científico. Algunas ideas tienen más credibilidad, validez y confiabilidad científica que otras justamente porque las indagaciones que las produjeron adhieren a un criterio bien establecido para juzgar y evaluar el conocimiento y los parámetros rigurosos para conducir y valorar las investigaciones científicas. Estos parámetros y criterios deben aprenderse.
No obstante, debido a que el procedimiento para conducir investigaciones científicas no está fijado, e implica un componente que es dependiente de la experiencia en un sentido muy personal, este no es enseñable en forma directa. O sea que no se puede aprender ciencia aprendiendo una prescripción o un algoritmo a aplicarse en todas las situaciones.
La única forma efectiva de aprender a hacer ciencia es haciendo ciencia, acompañados de practicantes bien entrenados y experimentados que puedan brindar apoyo, crítica y consejo durante la actividad, y quien sea capaz de modelar los procesos implicados y facilitar la crítica del estudiante.
Tengo en mente un enfoque de tres fases: el modelado, donde el docente expone el comportamiento deseado; la práctica guiada, donde el estudiante actúa con la ayuda del docente; la aplicación, donde los estudiantes actúan independientemente del docente.
El docente modelador de las prácticas científicas afirma la hipótesis de que la observación de actores bien entrenados facilita el aprendizaje de habilidades, en este caso las habilidades estratégicas para conducir investigaciones científicas. (véase Kirschner, 1992).
En el transcurso de las investigaciones modeladas los estudiantes deberían trabajar a través de un programa cuidadosamente secuenciado de ejercicios de investigación durante los cuales el rol del docente fuese actuar como un recurso de aprendizaje, un facilitador, consultor y crítico.
De allí en adelante, los estudiantes pueden proceder independientemente: eligiendo sus propios temas y situaciones problemáticas, y abordándolos desde sus propios medios. A partir de este punto de vista
son responsables de todo el proceso, desde la identificación del problema inicial hasta la evaluación final.
Como consecuencia, experimentan tanto “ la euforia del éxito como la agonía que surge de una planificación inadecuada y las malas decisiones”. (Brusic 1992). Gil-Pérez (1994) usa la metáfora “los alumnos como investigadores novicios” para caracterizar los tres elementos de la educación para la ciencia: en esencia, los estudiantes aprenden ciencia y aprenden más sobre ciencia conduciendo investigaciones bien diseñadas (Ej.: haciendo ciencia) bajo la mirada atenta y la guía de un profesional bien entrenado (véase Hodson, 1993 b).
Estas sugerencias tienen implicancias muy significativas para la formación tanto del docente en formación como para el docente en actividad, siendo un requisito que todos los docentes tengan experiencia en la conducción de investigaciones científicas Es de esta manera que podemos asegurar que el trabajo de laboratorio cumple sus potenciales para que los estudiantes puedan aprender sobre ciencia y hacer ciencia.
Derek Hodson.
