Cuando se inicia un curso es costumbre que cada profesor justifique el interés de su asignatura, su utilidad. En las clases de ciencias pocas veces los alumnos hacen la famosa pregunta ¿para qué me servirá?, ya que no se pone en duda la importancia de su aprendizaje para seguir estudiando o para encontrar trabajo. Sin embargo, habi- tualmente se utilizan poco los argumentos sobre el placer del conocimiento, como los del texto siguiente:
la educación científica... es importante tanto para el público en general como para los científicos... En cualquier sociedad madura, la ciencia debería ser una parte absolutamente integral de la sociedad... ¿Hay alguna razón para que la excitación y la satisfacción que el científico recibe en su búsqueda del conocimiento no pue- da ser compartida per todos? Yo no lo creo... No puedo ver ningún motivo para que el público en general, si la ciencia ha estado integrada en la educación desde la infancia, no pueda seguir los descubrimientos científicos de forma que este segui- miento sea una actividad placentera, casi con el mismo interés con el que sigue el fútbol, el tenis, o los campeonatos de ajedrez (J. P. Segest, Science, 182, 1973: 336).
Aunque la necesidad de la enseñanza de las Ciencias no se pone en duda, sí que hay, en cambio, muchas incógnitas acerca de si los contenidos enseñados son rele-
vantes. Las decisiones que se toman no son neutras, sino que responden a las con- cepciones del profesorado sobre la ciencia y sobre las finalidades de la educación, de la escuela y de la sociedad. De hecho, toda decisión curricular es consecuencia de los valores que están en la base de dichas concepciones.
Al discutir sobre cuál es actualmente la finalidad de la enseñanza de las Ciencias, los argumentos se sitúan en tres posibles planos, que no son ni mucho menos anta- gónicos:
a) La ciencia como cultura.
b) La ciencia como forma de razonar, de actuar y de valorar. c) La ciencia como un conocimiento aplicado.
A) La ciencia como cultura
La ciencia forma parte de la cultura construida por hombres y mujeres a lo lar- go de siglos. En este sentido, es similar a la literatura, la pintura o la historia. Las dis- tintas teorías científicas son conquistas humanas y su enseñanza posibilita el acceso de las nuevas generaciones a este conocimiento. Cuando se discute sobre la necesi- dad de que lo que se enseñe en la escuela sea “útil” o socialmente relevante, convie- ne consensuar qué se entiende por ello.
Por ejemplo, nos podemos preguntar hasta qué punto es necesario el estudio de la dinámica newtoniana en una ciencia escolar básica, y si este conocimiento no está ale- jado del objetivo de preparar a las nuevas generaciones para actuar en sociedades que querríamos cada vez más democráticas y solidarias. Pero, ¿acaso el pensamiento críti- co se desarrolla sólo con el estudio de contenidos socialmente relevantes?, y ¿no es tam- bién socialmente importante difundir la capacidad de hallar placer en la comprensión del maravilloso edificio de ideas humanas que constituye una determinada teoría?
Se puede, por tanto, afirmar que una de las finalidades de la enseñanza de las Ciencias en la escuela es su transmisión cultural, lo que se está llamando alfabetiza- ción científica. El conocimiento científico es distinto del conocimiento cotidiano y para acceder a él se necesita un aprendizaje específico que, al menos actualmente, sólo se puede realizar en la escuela.
La cultura científica no debería asimilarse al mero conocimiento de nombres y fórmulas. Para este tipo de conocimiento no se necesita la escuela, especialmente en la era actual en la que se dispone de amplios medios para encontrar información rápi- damente. Por cultura científica debería entenderse el conjunto de modelos y teorías de que se dispone actualmente para responder a las preguntas sobre los hechos que suceden a nuestro alrededor. Aprender los nombres de los huesos del cuerpo huma- no, o a nombrar distintos tipos de fuerzas, se puede conseguir buscando dicha infor- Capítulo 3: ¿Para qué enseñar Ciencias?
mación navegando por Internet o leyendo un libro (y no hay problema en olvidar- lo porque se puede recuperar dicho conocimiento rápidamente). Pero aprender a explicar para qué sirve un esqueleto, cómo se desarrollan los huesos a partir de una célula inicial, qué es eso llamado fuerza, por qué esta idea sirve para explicar fenó- menos tan distintos como la caída de una manzana o el movimiento de los planetas, todo ello no se aprende sin la mediación de la escuela. Se necesita construir teorías y modelos relacionados con los inventados por la ciencia sobre la función de relación en los seres vivos, genética o fuerza, y una persona no iniciada en el conocimiento de estas ideas en la escuela difícilmente puede entender un texto que hable sobre ello.
Sin embargo, conviene preguntarse también si los currículos actuales dan res- puesta a esta finalidad. En muy pocos casos se enseña qué ideas son las básicas y por qué, qué preguntas o problemas fueron los que desencadenaron cambios importan- tes en las formas de explicar los fenómenos, en qué contexto social se plantearon, qué aspectos favorecieron llegar a nuevas respuestas, hasta qué punto aquello que se aprende forma parte de una ciencia ya consolidada o aún en discusión...
Por otro lado, tampoco parece que los estudiantes lleguen a apropiarse de los modelos y teorías que se les pretende enseñar. Los estudios sobre las concepciones alternativas del alumnado (y del profesorado) muestran cómo, a pesar de años de aprendizaje escolar, las personas continuamos explicando los fenómenos utilizando conocimientos provenientes del “sentido común” más que de los aportados por la ciencia. La ciencia continúa siendo hoy patrimonio de muy pocos, por lo que el reto de una cultura científica para todos aún está muy lejos de ser realidad.
Cuadro 3.2. ¿Enfrentamiento entre culturas?
El CO2gana a Pla
No hace falta leer a Cervantes ni a Pla para plantarse en la universidad. Así de sen- cillo. Es más importante resolver ecuaciones de segundo grado o saber la composición
del dióxido de carbono (CO2) que enfrentarse a la lectura de algún clásico.
La Vanguardia, 2000. Después de leer este comentario periodístico reflexionar sobre:
a) ¿Qué visión de la ciencia refleja este comentario?
b) ¿Con qué problemas del mundo actual está relacionado el conocimiento del CO2? ¿Es socialmente relevante su estudio?
c) ¿Cuál puede ser la finalidad de un comentario como éste? ¿Con qué intenciones se
pudo escribir?
d) Todas las disciplinas del conocimiento son culturalmente importantes pero los alum-
nos tienen un número de horas limitado para aprenderlas. ¿Cómo se puede solucio- nar este problema? ¿Qué decisiones se podrían tomar?
Muchas veces, tal como muestra el artículo periodístico reproducido en el cua- dro 3.2, se tiende a enfrentar las llamadas dos culturas: la humanística y la científi- ca. La escuela no es ajena a ello y es algo que en el futuro sin duda se revisará. Es posible que la tradicional separación entre ciencias y letras deje de tener sentido, al menos tal como actualmente se definen en el marco escolar, y lo cierto es que cada vez más el profesor ha de ser una persona con un amplio bagaje cultural, capaz de establecer puentes entre las distintas “culturas”, entre las diversas formas de mirar e interpretar aquello que sucede o ha sucedido en el mundo.
B) La ciencia como forma de razonar, de actuar y de valorar
La ciencia es una forma de mirar el mundo, de pensar sobre él, de hablar... Cuan- do una persona afronta “científicamente” el estudio de algún fenómeno, tiene que poner en práctica un método, un sistema de razonamientos y unas actitudes. Ha de plantear hipótesis, intentar falsearlas a partir de datos objetivables, dudar sistemáti- camente de las observaciones y de las ideas. Ha de imaginar nuevas formas raciona- les de explicar los hechos y buscar cómo comunicar su pensamiento y su acción con el máximo de precisión, para que puedan ser contrastados y discutidos.
Arthur Lucas (1993) escribe que a la pregunta “Por qué enseñar ciencias?” una de las respuestas que daría es: “Asegurarse de que los estudiantes reconocen el valor de los argumentos racionales y del uso de la evidencia”. Ello comporta aprender a cues- tionarse las propias ideas y conclusiones, a buscar evidencias y a utilizarlas en la argu- mentación. Esta actuación conlleva un conjunto de valores y actitudes asociadas. La dinámica de la actividad científica está tradicionalmente relacionada, por lo menos como tendencia, con actitudes como la creatividad, el espíritu crítico, el rigor, la hones- tidad, la perseverancia, la trabajo en equipo... (cuadro 3.3).
Sin embargo, es preciso tener presente que la racionalidad y todos estos valores se corresponden con una visión idealizada de la ciencia. Es sabido que, en la prácti- ca, entre investigadores o grupos de investigadores hay más competencia que cola- boración, que en algunos casos se han falseado datos y que se acostumbra a defen- der de forma acrítica el propio punto de vista. No hay que olvidar que tras un descubrimiento suele haber posibles ganancias económicas y, muy especialmente, ganancias en prestigio y poder. Por tanto, cuando se habla de actitudes científicas se está haciendo referencia a conductas que la comunidad científica valora como impor- tantes, a pesar de que no siempre se apliquen.
A finales de los años 60 se inició una fuerte corriente de innovación curricular en la que se promovieron programas para el aprendizaje de las Ciencias, especialmente para los primeros cursos de Secundaria, fundamentados en la enseñanza de los procesos pro- pios del llamado método científico y de actitudes. Ante la imposibilidad de enseñar
Cuadro 3.3. Actitudes relacionadas con el aprendizaje de las Ciencias. En relación con las actitudes a promover en las clases de Ciencias se puede distinguir entre:
a) Actitudes generales hacia las ideas y la información:
• Tendencia a la curiosidad, apertura, escepticismo, humildad, antiautoritarismo y crea- tividad.
b) Actitudes relacionadas con la evaluación de las ideas y de la información. Pensamiento
crítico basado en:
• Tendencia a la objetividad (sin provocar sesgos personales y empleando criterios cien- tíficos tales como el uso de datos precisos, experimentación controlada, lógica y razo- namiento y, al mismo tiempo, reconociendo sus limitaciones).
• Honestidad intelectual.
• Duda sistemática (cautela y voluntad de valorar todas las evidencias posibles y de cam- biar de opinión/hipótesis si es necesario, si los resultados lo requieren).
c) Actitudes relacionadas con las creencias científicas:
• Valoración de que la naturaleza y los fenómenos que en ella tienen lugar se pueden explicar y que existen relaciones causa-efecto.
• No creencia en las supersticiones y mitos.
d) Actitudes relacionadas con la toma de conciencia sobre el uso del medio social y natural:
• Tendencia a valorar la necesidad de utilizar de forma sostenible las materias primas, los instrumentos, los organismos, la salud y el ambiente en general.
todos los conceptos científicos se pensó que lo más importante era aprender a “hacer ciencia”. Si ello se conseguía se creía que el estudiante podría aprender cualquier cosa. Se enseñaban, fundamentalmente, las operaciones básicas o procesos vinculados al llamado método científico, muy relacionados con las operaciones lógicas definidas por Jean Piaget (véase el cuadro 3.4). Se trataba de enseñar a razonar lógicamente y a aplicar este razonamiento a la resolución de problemas que pudieran ser estudiados científica- mente.
Pero los estudios sobre las concepciones de los estudiantes y el debate en torno a cómo se genera la ciencia pusieron en duda este tipo de orientación curricular. Por mucho que se apliquen las reglas de la investigación científica, habitualmente a tra- vés de la experimentación sólo se confirma lo que ya se sabe, por lo que los estu- diantes continúan con sus ideas alternativas, previas al proceso de aprendizaje (véa- se el cuadro 6.1). Actualmente, todos los estudios muestran que es imposible separar contenidos conceptuales y procedimentales, y que es necesario revisar la concepción de la experimentación en el aprendizaje científico.
Cuadro 3.4. Procesos asociados a los métodos de la ciencia. 1. Observar: capacidad de:
a) Recoger datos a través de los sentidos.
b) Realizar afirmaciones sobre observaciones en términos cualitativos y cuantitativos.
2. Comparar: capacidad de reconocer y establecer semejanzas y diferencias entre objetos, sucesos y lugares.
3. Identificar: capacidad de:
a) Nombrar objetos, sucesos y lugares.
b) Seleccionar entre varias posibilidades el objeto, suceso, lugar o secuencia desig-
nados.
c) Idear un método para medir ciertas propiedades de los objetos.
4. Clasificar: capacidad de formar grupos basados en una o varias propiedades comunes. 5. Medir: capacidad de cuantificar una observación utilizando un marco de referencia. 6. Recoger y organizar datos: capacidad de:
a) Elaborar tablas, cuadros de doble entrada... b) Construir un gráfico a partir de una tabla de datos.
7. Inferir: capacidad de:
a) Elaborar un juicio no observable a partir de observaciones y comparaciones. b) Interpretar una tabla de datos.
8. Predecir: capacidad de establecer algo que ocurrirá en el futuro basándose en observa- ciones previas.
9. Verificar: capacidad de comprobar o examinar la certeza de una predicción.
10. Formular hipótesis: capacidad de dar respuesta a un problema a partir de observaciones y comparaciones generalizadas.
11. Aislar y controlar variables: capacidad de:
a) Distinguir entre factores que afectarán o no al resultado de una experiencia. b) Identificar los valores que permanecen constantes y los que se manipulan.
12. Resolver problemas: capacidad de:
a) Reconocer y formular un problema.
b) Proyectar y realizar el examen de una hipótesis.
c) Utilizar los resultados recogidos para dar posibles respuestas al problema.
13. Comunicar: capacidad de expresar el problema, el procedimiento, los datos y las con- clusiones de forma que otros lo entiendan y pudieran repetir el proceso, si lo considera- ran necesario.
Fuente: Adaptado de: George, K. D.; Dietz, M. A.; Abraham,E. C. y Nelson, M. A. Las Ciencias Naturales en la Edu- cación Básica. Fundamento y métodos. Educación Abierta/Santillana, 1977: 43-45.
Sin embargo, ello no implica que no se continúe considerando que el apren- dizaje de los aspectos que configuran la actividad científica sea una finalidad muy importante de la enseñanza de las Ciencias. Lo único que se cuestiona es la posi- bilidad de separar el aprendizaje de los procesos de la ciencia de los de los mode- los o teorías, y que éstas se puedan descubrir aplicando el método científico. Las hipó- tesis que se puedan plantear y los experimentos que se puedan diseñar son consecuencia de unos modelos iniciales y sirven para su validación y para generar nuevas ideas. La propia experimentación forma parte del modelo teórico, por lo que es imposible separarlos.
C) La ciencia como un conocimiento aplicado
La ciencia posibilita entender el mundo, hacer predicciones y transformar prác- ticas. Si se considera que la escuela tiene la finalidad de preparar a los individuos para comprender, juzgar e intervenir en su comunidad de manera responsable, justa, solida- ria y democrática, la enseñanza de las Ciencias es un componente fundamental en esta formación.
En los últimos años han adquirido mucha importancia los movimientos curri- culares que promueven la enseñanza de una ciencia aplicada o ciencia en la acción, muy especialmente los vinculados a los currículos Ciencia-Tecnología-Sociedad (CTS) y a la educación en los llamados temas transversales: educación ambiental, para la salud, del consumidor, para la paz, etc.
En principio, los currículos CTS nacieron del problema de la falta de motiva- ción de los estudiantes hacia el aprendizaje científico. Este problema es uno de los que más han preocupado en aquellos países en que la optatividad en la enseñanza es elevada. En ellos se da la circunstancia de que muy pocos estudiantes optan por asig- naturas científicas, muy especialmente la Química, la Física y las Matemáticas. Por ejemplo, ya en los años sesenta surgió el prestigioso proyecto Harward Project Phy- sics (HPP) que se basaba en una visión socio-histórica del aprendizaje de la Física, con el intento de captar a los estudiantes con intereses sociales.
A partir de los años ochenta este movimiento se ha extendido fuertemente y no sólo con el objetivo de motivar a todos los estudiantes y promover su alfabetización científica, sino también con el propósito de que la ciencia escolar conecte con los problemas cotidianos y sirva para que los individuos sean más autónomos en la toma de decisiones y capaces de participar democráticamente en la resolución de los pro- blemas de la sociedad. Es lo que Layton (1992) llama conocimiento para la acción.
Según esta línea de trabajo, los contenidos deben ser seleccionados no tanto por su valor en relación con la ciencia de los científicos, como por su utilidad para que los estudiantes puedan comprender los problemas de su entorno y actuar conse-
cuentemente, es decir, por su relevancia social. En ella los contenidos de tipo actitu- dinal adquieren una valoración muy importante.
Paralelamente, se desarrollan los movimientos de la Educación Ambiental y de la Educación para la Salud que, sin estar totalmente vinculados con la orientación CTS, participan de buena parte de los mismos objetivos. Mientras que el movimien- to CTS nació fundamentalmente del campo de la Didáctica de las Ciencias vincu- lado a las disciplinas de Física y Química, la Educación Ambiental y la Educación para la Salud se originaron en el ámbito de la Biología.
Priorizar esta finalidad en el aprendizaje de las Ciencias no se reduce a un cam- bio en los ejemplos utilizados para motivar al alumnado o en el contenido de los ejer- cicios propuestos. Implica sobre todo replantear el énfasis que se pone en el trata- miento de diferentes temas y, muy especialmente, la estructura del currículo. Así, en este tipo de currículos es difícilmente justificable el estudio detallado de la anatomía de una serie de organismos o la insistencia en la resolución de problemas cuantitati- vos descontextualizados, y en cambio puede ser necesario introducir conceptos que tradicionalmente no se han considerado propios de una ciencia elemental, como es el caso del segundo principio de la termodinámica, que son básicos para poder inter- pretar y predecir problemas ambientales de relevancia social (cuadro 3.5).
Cuadro 3.5. ¿Qué conocimientos se necesitan para entender una información periodística?
Los expertos restan importancia al germen, pero piden información
Incógnitas sobre la resistencia a antibióticos
El hecho de que el ántrax (carbunco) no se contagie persona a persona, y su bue- na respuesta a los antibióticos comunes, le resta mucho valor como arma bioterroris- ta [...]. Pero algunos expertos creen que, a pesar de ello, los médicos necesitan disponer de más información sobre esta bacteria, los protocolos de diagnóstico y, sobre todo, los patrones de resistencia a antibióticos que muestran las esporas utilizadas estos días en las cartas infectadas [...].
El País, 16-10-2001 a) Analizar qué contenidos (conceptuales, procedimientales y actitudinales) se necesitan para
entender esta información y formar una opinión fundamentada.
b) Comparar con el contenido de libros de texto en relación con esta temática.
Estas posibles finalidades de la enseñanza de las Ciencias se sitúan en el plano de la utopía, ya que no debemos olvidar que la escuela es fundamentalmente una insti- tución reproductora de los modelos sociales imperantes. Su objetivo primordial, aque-