Dividir el universo entre lo sensible, lo perceptible, lo imaginable y lo comprobable, es decir, el micro y el macrocosmos, sus espacios de conexión, duplicación y reflejo y luego integrarlo nuevamente en los procesos del pensamiento. La tecnología permite ver la célula y comprobar la existencia de partículas subatómicas, permite detectar las radio galaxias y cuantificar las diferencias térmicas, de gravedad, masa y movimiento para finalmente ubicarnos en el entendimiento, comprensión y manejo de la energía y la materia en sus niveles bióticos, físicos y termodinámicos, simultáneamente nos entrega la incertidumbre onda-partícula para continuar empleando el método científico en la búsqueda de la "verdad" o el episteme.
Es fundamental el permanente desarrollo del método científico y el desarrollo de sus pedagogías, por lo general un profesor no esta acostumbrado a actualizar sus conocimientos y transferirlos al nivel de clase o taller; mientras el profesor no investigue será un permanente reproductor del subdesarrollo.
Para culminar este proceso de Fundamentacion propuesto por el P.E.I. para dinamizar la educación pública, es pertinente resaltar la importancia de la pedagogía del juego en regiones de poca tradición académica y donde el estudio se asume como un sacrificio de tiempo y no como una dinámica placentera para el desarrollo de la comunidad.
Con base en lo anterior se hace necesario asumir una nueva actitud docente en la escuela y en especial con los niños que están haciendo la transición entre la tradicional primaria para ingresar a la secundaria. Esta nueva actitud debe contener una gran dosis de planificación previa y una distribución ordenada del trabajo escolar a través de proyectos científicos interdisciplinares desarrollados en pequeños grupos o comunidades científicas infantiles.
El diseño de modelos y metodologías aplicables a los contextos de nuestros estudiantes, la mayoría de ellos de estratos bajos y bajo condiciones difíciles de existencia, donde la mayoría pertenecen a familias disfuncionales o han sido abandonados, con grandes necesidades económicas para la subsistencia y pocos recursos para el desarrollo de sus actividades escolares, deben estar enfocados a atender las expectativas de una población joven con bajos niveles de autoestima, deficiencias en la concentración de la atención, dificultades de lectoescritura y altos niveles de agresión e hiperactividad. Aunque las anteriores características hacen pensar en aspectos en contra del mismo proyecto, está en la calidad del docente y su grado de creatividad el convertir estos aparentes defectos sociales en cualidades potenciales para el desarrollo de una inteligencia científica y tecnológica.
"La principal función de un maestro es enseñar
el amor por el conocimiento" J.G.
3.3. LOS ESTÁNDARES EDUCATIVOS EN CIENCIAS.
Bajo la consigna de "Formar en Ciencias, el desafío", el Ministerio de Educación Nacional, dentro del programa de Revolución Educativa "Colombia Aprende", propone unos estándares básicos de competencias en las diferentes áreas de acuerdo al plan de estudios básicos, con el acompañamiento de la Asociación Colombiana de Facultades de Educación – Ascofade[8]El texto inaugural desde la cartera política de la educación nacional se resume en el siguiente párrafo:
"El Gobierno Nacional se propuso la tarea de adelantar una Revolución Educativa y la fijó como la primera de sus herramientas en materia de equidad social, con el pleno convencimiento de que la educación es el camino para garantizar la paz, la igualdad de oportunidades y el desarrollo del país. El desafío, en el que queremos que nos acompañen todos los colombianos, es formar a las nuevas generaciones para que estén en plena capacidad de responder a los retos del siglo XXI, que incluyen su activa participación en la sociedad del conocimiento. A través de estrategias como el aumento de la cobertura y el mejoramiento de la calidad de la educación, pretendemos asegurar que los niños y niñas colombianas cuenten con un cupo en escuelas y colegios hasta terminar su ciclo educativo, y que sus conocimientos sean el instrumento principal para construir ciudadanía, mejorar su calidad de vida y continuar utilizando el aprendizaje como base para desarrollar mayores capacidades. En este contexto, y en el marco del Plan de Desarrollo, desde el 2003, el Ministerio de Educación Nacional, bajo la coordinación de la Asociación de Facultades de Educación y en conjunto con maestros, catedráticos y miembros de la comunidad educativa, viene trabajando en el mejoramiento de la calidad de la educación, basado en la definición de unos estándares básicos que pretenden desarrollar en los niños las competencias y habilidades necesarias que exige el mundo contemporáneo para vivir en sociedad.
Presentamos hoy los estándares básicos de competencias con el ánimo de que además de los profesores y profesoras, los padres y madres de familia y la sociedad en general, puedan sumarse a este proyecto educativo y acompañar a nuestros niños, niñas y jóvenes por los caminos del conocimiento.
Los estándares en ciencias buscan que los estudiantes desarrollen las habilidades científicas y las actitudes requeridas para explorar fenómenos y para resolver problemas. La búsqueda está centrada en devolverles el derecho de preguntar para aprender. Desde su nacimiento hasta que entran a la escuela, los niños y las niñas realizan su aprendizaje preguntando a sus padres, familiares, vecinos y amigos y es, precisamente en estos primeros años, en los cuales aprenden el mayor cúmulo de conocimientos y desarrollan las competencias fundamentales.
Agradecemos a los expertos, maestros y catedráticos que participaron en este proyecto con sus ideas y, en especial, a las Academias de Ciencias Exactas, Ciencias Geográficas y de Historia, así como a la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia, que validaron los estándares. Compartimos con ellos y toda la comunidad educativa el compromiso de mejorar los aprendizajes de nuestros niños y el deber inaplazable de prepararlos y formarlos para el futuro.
Si tenemos maestras y maestros creativos y autónomos en su labor de enseñar, desde el método o proyecto que sea, tendremos alumnas y alumnos creativos y autónomos y, además, seres humanos con plena capacidad para entender las nuevas realidades y transformar el país."
En esta presentación contrastada con la realidad actual del sistema educativo colombiano podemos observar las distancias existentes entre el proceso propositivo del texto y las condiciones en que se desarrolla la cotidianidad de este sistema educativo, con enormes deficiencias presupuestales que limitan significativamente el desarrollo didáctico y pedagógico, con edificaciones educativas obsoletas sin ningún tipo de planeación a futuro conllevando a los estudiantes al hacinamiento, con una infraestructura deficiente de laboratorios y talleres para la investigación, con un cuerpo de docentes cada día menos valorados y menos capacitados para la acción científica investigativa, restringiéndolos al denominado modelo de "Escuela Tradicional" o en el peor de los casos "Escuela nueva", consistente el primero en el clásico transmisionismo memorístico expresado en la didáctica "Repititio est estudiare" con los tres componentes tradicionales de los países subdesarrollados (Pizarra – docente – pupitre) y en el segundo caso se coloca a un docente normalista con escasos estudios en la escuela primaria a atender a los niños entre los grados primero a quinto, cuando en los países desarrollados los docentes de la escuela primaria son los más preparados y mejor valorados. Estos aspectos, además de las condiciones sociopolíticas del país, impiden, bajo cualquier argumento, desarrollar una revolución educativa o una escuela investigativa. No obstante se trabaja no tanto sobre la utopía sino sobre la urgente necesidad de colocar en dialogo educativo permanente a la sociedad civil colombiana para poder llegar a acuerdos duraderos que permitan una solución al subdesarrollo y poder abordar un modelo educativa que permita el abordaje de la ciencia y la tecnología con fundamentos pedagógicos y epistemológicos aplicados al contexto sociocultural.
Es necesario entonces registrar los estándares educativos del Ministerio de Educación Nacional para las áreas de Ciencias y Ciencias naturales y educación ambiental con el objeto de hacer un análisis de los mismos bajo la óptica de la Formación de docentes investigadores con énfasis en Epistemología Didáctica de la química experimental.
3.3.1. Los estándares básicos de competencias
Son criterios claros y públicos que permiten conocer lo que deben aprender nuestros niños, niñas y jóvenes, y establecen el punto de referencia de lo que están en capacidad de saber y saber hacer, en cada una de las áreas y niveles. Por lo tanto, son guía referencial para que todas las instituciones escolares, urbanas o rurales, privadas o públicas de todo el país, ofrezcan la misma calidad de educación a los estudiantes de Colombia.
3.3.2 Saber y saber hacer, para ser competente
Los estándares pretenden que las generaciones que estamos formando no se limiten a acumular conocimientos, sino que aprendan lo que es pertinente para su vida y puedan aplicarlo para solucionar problemas nuevos en situaciones cotidianas. Se trata de ser competente, no de competir.
3.3.3 La organización de los estándares
Con el fin de permitir un desarrollo integrado y gradual a lo largo de los diversos niveles de la educación, los estándares se articulan en una secuencia de complejidad creciente y se agrupan en conjuntos de grados, estableciendo lo que los estudiantes deben saber y saber hacer al finalizar su paso por ese conjunto de grados, así: de primero a tercero, de cuarto a quinto, de sexto a séptimo, de octavo a noveno y de décimo a undécimo.
3.3.4. Lo que no se evalúa, no se mejora
Al establecer lo que se debe saber y saber hacer en las distintas áreas y niveles, los estándares se constituyen en herramienta privilegiada para que cada institución pueda reflexionar en torno a su trabajo, evaluar su desempeño, promover prácticas pedagógicas creativas que incentiven el aprendizaje de sus estudiantes y diseñar planes de mejoramiento que permitan, no solo alcanzarlos, sino ojala superarlos.
3.3.5. Formar gente de ciencia desde el comienzo
Buscamos que estudiantes, maestros y maestras se acerquen al estudio de las ciencias como científicos y como investigadores, pues todo científico -grande o chico- se aproxima al conocimiento de una manera similar, partiendo de preguntas, conjeturas o hipótesis que inicialmente surgen de su curiosidad ante la observación del entorno y de su capacidad para analizar lo que observa. Ahora bien, a medida que se avanza en el aprendizaje de las ciencias, las preguntas, conjeturas e hipótesis de los niños, las niñas y jóvenes se hacen cada vez más complejas pues se relacionan con conocimientos previos más amplios y con conexiones que se establecen entre nociones aportadas por diferentes disciplinas.
3.3.6. El papel de los contenidos temáticos
En los estándares básicos de calidad se hace un mayor énfasis en las competencias, sin que con ello se pretenda excluir los contenidos temáticos. No hay competencias totalmente independientes de los contenidos de un ámbito del saber -qué, dónde y para qué de ese saber – pues cada competencia requiere conocimientos, habilidades, destrezas, actitudes y disposiciones específicas para su desarrollo y dominio. Todo eso, en su conjunto, es lo que permite valorar si la persona es realmente competente en un ámbito determinado. Por lo tanto, la noción de competencia propone que quienes aprenden, encuentren significado en todo lo que aprenden.
Como una manera de dimensionar el concepto de ciencia y tecnología adoptado por las directrices educativas del país y de alguna manera contrastar los presupuestos educativos con los recursos didácticos y el modelo pedagógico, es necesario tener como referencia los estándares del Ministerio de Educación Nacional para cada uno de los grados de la educación básica y media (Anexo 1 – Ver estándares de 1º a 11).
3.4. INTRODUCCIÓN A LA EDUCACIÓN SUPERIOR.
Al hacer un breve recorrido sobre los que se ha caracterizado como Educación superior desde la perspectiva de la Universidad como institución al servicio del desarrollo de la ciencia y la cultura y dentro del marco de la Universitología como campo que estudia los procesos históricos de la universidad en la humanidad, podemos detectar, y con relación a la investigación científica y el desarrollo tecnológico, las diferencias y los contrastes demarcados por la génesis y evolución de este territorio cultural y académico. Desde la misma academia platónica y el liceo aristotélico se va configurando el sentido de la universidad y de lo universal alrededor del conocimiento, iguales aportes hicieron pos procesos de la biblioteca de Alejandría, las academias judías que redactaron el Talmud y las universidades de Nalanda de la india donde se estudiaba el budismo y las universidades de Egipto y Marruecos con su aporte a la expansión del Islam. De alguna manera las culturas y las sociedades florecientes entendieron la necesidad de preservar y desarrollar el conocimiento, no sólo para cultivar las artes liberales sino también para constituirse en centros de investigación científica donde las disciplinas que van adquiriendo cuerpo y autonomía como la física, las matemáticas se alternan con aplicaciones como la medicina. A partir de los studium generale para nombrar el conjunto de las ciencias, o el estudio del saber universal. Como ejemplo heredado por efectos del descubrimiento y la colonización llegan de manera tardía dos modelos representados por la Universidad de Bolonia y en la universidad de Paris, el primero organizado bajo el esquema universitas scholarium organizado por estudiantes para aprender de los maestros y las que se formaba en las siete artes liberales: gramática, retórica y dialéctica (trivium) y aritmética, geometría, astronomía y música (cuatrivium) las cuales conducían al derecho de la educación superior representada en la medicina, el derecho y la teología. Del año 1317 ha perdurado esta universidad que hoy día (2006) propone las bases para la transición de la educación superior en la sociedad del conocimiento y la globalización características del siglo XXI[9]
El otro modelo representado en la universidad de Paris, organizada bajo el esquema universitas magistrorum organizado por maestros para ofrecer conocimiento a los estudiantes, que posteriormente con la influencia del teólogo Robert de Sorbon, fundador del colegio de la Sorbona, la universidad de Paris se empezó a conocer más popularmente como la Universidad de La Sorbona. De esta manera se alterna el modelo escolar con el modelo magisterial.
Dado que la influencia en Latinoamérica y en especial en Colombia le corresponde a la cultura hispánica, influenciada entonces por la cultura árabe principalmente en Toledo, Sevilla y Córdoba, la universidad de Salamanca se erige como centro de educación superior encargado de darle estructura a la cultura hispánica y en especial bajo la influencia de Alfonso X el Sabio. Es de entender que cada universidad se irá especializando en algunas ramas del saber de acuerdo a los intereses culturales o bien gracias a disponer de los manuscritos de los sabios, científicos, investigadores y filósofos de mayor influencia, lo que realmente podemos llamar textos clásicos fundamentados. Ya en la introducción se hace la distinción entre la educación del saber de letras de la cultura hispánica y la educación útil de la cultura sajona.
Haciendo una elipsis en el tiempo y en el territorio, nos encontramos con la universidad latinoamericana y la universidad publica colombiana, demasiado jóvenes para la producción de conocimiento y para asimilar el saber del legado universal y "absorberlo" dentro de los procesos culturales híbridos de las regiones conquistadas al sur del nuevo mundo.
La necesidad de reinventar la universidad y acometer una reingeniería de la historia del conocimiento en los territorios conquistados, surge del diagnostico que indica que la universidad no esta cumpliendo con las exigencias de la nueva sociedad y el nuevo ambiente de los saberes caracterizados por: a) la globalización de la economía y el conocimiento, b) El pluralismo y la diversidad, c) La complementariedad, d) La informalidad y la permeabilidad, e) Los cambios rápidos, la flexibilidad y la transitoriedad, f) las nuevas tecnologías para la información, la comunicación y el conocimiento. Esto implica un esquema de universidad gerencial alrededor del conocimiento al servicio de la sociedad y no sólo transmisora y depositaria, debe producir conocimiento, reiventarlo, traducirlo, transgredirlo y reciclarlo no exclusivamente dentro de los recintos sino al exterior y dentro de los ámbitos que ofrece la sociedad[10]
El énfasis investigativo en ciencia y tecnología es prioritario y crucial para el desarrollo de la nueva universidad y en especial para el desarrollo de las naciones latinoamericanas sumidas en la ignorancia tecnológica y el subdesarrollo. Debe ser una institución multifuncional dedicada a vigilar y actualizar la evolución científica y tecnológica, a saber traducir y transmitir estos nuevos significados y conceptos, a investigar y producir conocimiento y a impactar permanentemente el desarrollo de su contexto social y global. Entonces se habla de una universidad gerencial en torno al conocimiento cuyos perfiles de profesor, investigador y estudiante deben ser formados en la gestión y gerencia del conocimiento con capacidad de crear, difundir, preservar, aplicar el conocimiento en áreas disciplinares específicas. De lo contrario todo egresado permanecerá atrasado en su disciplina.
Para el caso presente se toman de ejemplo acotado, los programas de estudio, Temas – contenidos y métodos, de la asignatura introductoria a la química en las universidad del Valle y la Universidad Nacional de Colombia – sede Bogotá (Anexo III – Programas de química general I, universidades Nacional y del Valle)
3.5. LA EPISTEMOLOGÍA EN EL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO
3.5.1. El Conocimiento Científico[11]
Mientras que la epistemología ha sido entendida tradicionalmente como una teoría del conocimiento en general, en el siglo XX la filosofía se interesa principalmente por construir una teoría del conocimiento científico, suponiendo que si se lograra disponer de teorías adecuadas que explicaran los mecanismos de un conocimiento de este tipo, podrían avanzar considerablemente por la misma vía en la solución a diferentes problemas del conocimiento.
La postulación de una corriente epistemológica de este tipo constituyó la tarea abordada especialmente por los científicos del Círculo de Viena, quienes promovieron el empirismo o positivismo lógico. Para éstos filósofos se trataba de conseguir un sistema unitario de saber y conocimiento, lo que requería la unificación del lenguaje y la metodología de las ciencias. Este lenguaje debería ser intersubjetivo – lo que exigía la utilización de formalismos y de una semántica y una sintáctica universal, es decir, cualquier proposición debía poder traducirse a él.
Lo único que puede hacerse es formular la hipótesis de la existencia de una realidad independiente de nuestra experiencia e indicar criterios para su contrastación en la medida en que una afirmación de existencia implica determinados enunciados perceptivos. No hay ninguna posibilidad de decisión respecto a una realidad o idealidad absolutas. Ello sería, en palabras de assac, un seudo problema. Todas las formas epistemológicas de la tradición filosófica inspiradas en posiciones metafísicas – el idealismo y el realismo filosófico, el fenomelanismo, el solipsismo, y demás posiciones generadas por la posibilidad del ser y su conocimiento- caerían, así, fuera del ámbito del conocimiento empírico, ya que buscarían responder a una pregunta imposible.
3.5.2. Epistemología Moderna. [12]
A principios del siglo XX los problemas epistemológicos fueron discutidos a fondo y sutiles matices de diferencia empezaron a dividir a las distintas escuelas de pensamiento rivales. Se prestó especial atención a la relación entre el acto de percibir algo, el objeto percibido de una forma directa y la cosa que se puede decir que se conoce como resultado de la propia percepción. Los autores fenomenológicos afirmaron que los objetos de conocimiento son los mismos que los objetos percibidos. Los neorrealistas sostuvieron que se tienen percepciones directas de los objetos físicos o partes de los objetos físicos en vez de los estados mentales personales de cada uno. Los realistas críticos adoptaron una posición intermedia, manteniendo que aunque se perciben sólo datos sensoriales, como los colores y los sonidos, éstos representan objetos físicos sobre los cuales aportan conocimiento.
Un método para enfrentarse al problema de clarificar la relación entre el acto de conocer y el objeto conocido fue elaborado por el filósofo alemán Edmund Husserl. Perfiló un procedimiento elaborado, al que llamó fenomenología, por medio del cual se puede distinguir cómo son las cosas a partir de la descripción de la experiencia real y su representación en la conciencia sin recurrir a deducciones o teorías, tal cómo el ser piensa que son en realidad, alcanzando así una comprensión más precisa de la esencia de las cosas.
Durante el segundo cuarto del siglo XX surgieron dos escuelas de pensamiento, ambas deudoras del filósofo austriaco Ludwig Wittgenstein. Por una parte, la escuela del empirismo o positivismo lógico, tuvo su origen en Viena, Austria, pero pronto se extendió por todo el mundo. Los empiristas lógicos hicieron hincapié en que sólo hay una clase de conocimiento: el conocimiento científico; que cualquier conocimiento válido tiene que ser verificable en la experiencia; y, por lo tanto, que mucho de lo que había sido dado por bueno por la filosofía no era ni verdadero ni falso, sino carente de sentido. A la postre, siguiendo a Hume y a Kant, se tenía que establecer una clara distinción entre enunciados analíticos y sintéticos. El llamado criterio de verificabilidad del significado ha sufrido cambios como consecuencia de las discusiones entre los propios empiristas lógicos, así como entre sus críticos, pero no ha sido descartado.
La última de estas recientes escuelas de pensamiento, englobadas en el campo del análisis lingüístico, parece romper con la epistemología tradicional. Los analistas lingüísticos se han propuesto estudiar el modo real en que se usan los términos epistemológicos claves —términos como conocimiento, percepción y probabilidad— y formular reglas definitivas para su uso con objeto de evitar confusiones verbales. El filósofo británico John Langshaw Austin afirmó, por ejemplo, que decir que un enunciado es verdadero no añade nada al enunciado excepto una promesa por parte del que habla o escribe. Austin no considera la verdad como una cualidad o propiedad de los enunciados o elocuciones.
Antes de entrar en el análisis de la pertinencia entre la didáctica y la epistemología de la química experimental como base de este trabajo, y partiendo de la posibilidad de postular posiciones epistemológicas que logren dilucidar la teoría del conocimiento y en especial para los estratos culturales latinoamericanos, se puede desarrollar la hipótesis de una epistemología afectiva, donde el conocimiento se percibe, circula, se analiza y es atravesado permanentemente por un factor de sentimiento a partir del cual se genera y al cual retorna después del proceso racional, en términos generales se diría que sólo se conoce lo que se siente conocer. Y retomando a Derrida desde el territorio lingüístico y apuntando a la condensación conceptual del conocimiento, es claro que el lenguaje transita por el pensamiento y a su vez el pensamiento de la razón es un lenguaje permanentemente estimulado por las emociones y el sentimiento, en este momento la ciencia surge como una poética del conocimiento más que como un método investigativo, o más bien, el método investigativo se convierte en una herramienta expresiva de esta poética.
3.5.3. Epistemología Dialéctica y Epistemología didáctica
Partiendo del criterio de que un especialista debe estar informado, al menos medianamente, de por cuales derroteros transcurren las escuelas epistemológicas que abordan las ciencias de la rama del saber en que se ocupa y de la necesidad de implementar una didáctica fundamentada en la epistemología como verificación de los conocimientos construidos en la mediación sujeto – objeto de los procesos de enseñanza y aprendizaje, se hace necesario formar a los docentes del nuevo siglo en las diferentes escuelas epistemológicas a fin de que asuma una posición epistemológica y didáctica en su que hacer profesional y este en la capacidad de construir texto, hacer investigación y construir conocimiento con sus estudiantes.
Por otra parte, entre todas las escuelas epistemológicas hay rupturas y continuación, unicidad y desgarramientos[13]Puntos de contacto y espacios de severos distanciamientos. Los núcleos duros que las unen tienen que ver, ante todo, con el tratamiento que dan a lo que pudiera entenderse como cuestionamientos epistemológicos tradicionales ante los cuales el docente investigador debe asumir su propia visión y estarla reconstruyendo en su práctica didáctica[14]
El universo de aspectos vinculados con estos cuestionamientos se asocia a profundas indagaciones científicas y abordan no sólo los territorios novedosos del descubrimiento, sino incluso hasta componentes que pudiéramos considerar comunes, como el propio objeto de la ciencia en cuestión. Mas aún en los momentos actuales en los que proliferan ciencias debutantes. Y eso no quiere decir sólo que en las ciencias la madurez se alcance con los años sino también refiere al hecho real de que precisiones trascendentales para la ciencia, que parten desde la definición de su objeto del saber, llegan con el avance de los años y de la irrupción de lo que algunos han dado en llamar "zonas de sentido" (Gonzáles Rey, 1998)[15] o siguiendo a Foucalt "Umbral de epistemologización".( Foucault, 1972)[16].
Se parte de la posición, ante la pregunta de a cual corriente epistemológica acogerse ante epistémes particulares del contexto, que la pregunta no tendría sentido como no sea en la búsqueda de los métodos y fundamentos mas apropiados para dar solución a problemas específicos de la ciencia. Es decir, se debe partir de una interacción dialéctica enriquecida del pensar epistémico, a partir de lo mas valioso que ese pensar ha aportado al conocimiento humano, ya desde las bases constructivitas, o desde el racionalismo o empirismo lógico de mayor exigencia. Esto conduce a proponer y a postular los enunciados de una Epistemología Dialéctica al servicio de la didáctica en la formación investigativa y experimental de las ciencias y en particular de la química experimental.
3.5.3.1. Epistemología dialéctica
Para contextualizar, podemos escoger el caso cubano y abrir la discusión sobre los presupuestos epistémicos de la educación superior científica en la educación superior latinoamericana y en especial en la ciencia química que se imparte en el contexto colombiano con repercusión lógica en la formación científica de las población infantil y juvenil. Una primera visión o en el mejor de los casos, una hipótesis factible es el planteamiento de la dialéctica de las escuelas, los pensadores y la práctica. La Epistemología Dialéctica es la que refleja con mayor exactitud el enriquecimiento constante que se viene produciendo y toma suficiente distancia de posicionamientos exclusivamente constructivitas, o racionalistas, o evolucionistas.
La Epistemología Dialéctica parte de los propios cuestionamientos referidos, pero incursiona en ellos desde el principio de la materialidad y unicidad del universo así como desde los principios evolutivos que marca la dialéctica materialista.
Por otro lado, se trata de una Epistemología con un profundo compromiso antropológico, lo cual apunta a:
a. La defensa de lo que denominamos Hábitat Sociológico Del Hombre
b. La defensa de la necesidad de llevar el conocimiento y el adelanto científico más importante a la repercusión directa en la vida cotidiana de todas las personas sin discriminación alguna, es decir, entender que la llamada "sociedad del conocimiento"[17], "Globalización"[18] y "Nuevas tecnologías de la información y la comunicación"[19]. No podrán erigirse como fenómenos plenos del desarrollo tecnológico si no implican una praxis encaminada a la eliminación de la indignidad humana y las inequidades que no permiten erigir la superioridad del hombre dentro de su educación
c. La Epistemología Dialéctica asume la defensa del hábitat ambiental del hombre;
d. El profundo y creciente carácter social del conocimiento tiene que implicar un reordenamiento social, tiene que tener como asiento su socialización conducente a la mayor plenitud e integralidad de lo humano;
e. Retoma, con Marx, y eleva a rango de determinante, la comprensión del conocimiento como actividad humana, en la que el sujeto cognoscente es el ser social y no la individualidad.
f. Destaca la importancia del tratamiento de los problemas epistemológicos a partir del enfoque de sistema. Enfoca el conocimiento desde la óptica de la totalidad, enfoque con el que empalma la visión y el rol de la praxis en el proceso del conocimiento.
La Epistemología Dialéctica no es una contemplación explicativa del proceso del conocimiento y del desarrollo de las ciencias, o una reflexión epistemológica per se, pasa a asumir todos sus ínter condicionamientos sociales, históricos y políticos. Resume en sí la unidad con lo que se ha dado en llamar "sociología del conocimiento en sentido amplio". Toma distancia así de la noción de Max Scheler y Karl Mannheim sobre la Sociología del conocimiento, en el punto que aborda de manera directa el tratamiento de conceptos y categorías epistémicas. La Sociología del conocimiento en sentido amplio reconoce como parte de su trabajo, además de los análisis y teorías, la discusión y articulación de estos con discursos epistemológicos. La pretensión de esta posición es que la manera mas adecuada de desarrollar los discursos epistemológicos y sus conceptos, es en relación con conceptos fundamentales de la sociedad.
La Epistemología adquiere un protagonismo sustancial en la misión de defender para el conocimiento de alto valor social el lugar que en el desarrollo humano le corresponde. Estableciendo lecturas diferentes que se le da a lo que se ha dado en llamar "sociedad del conocimiento"[20].
El nuevo conocimiento no puede servir como no sea para el enriquecimiento conductual, axiológico del hombre. Justo el rol que se observa en el enfoque epistemológico de ese acelerado devenir de la ciencia está en cuidar la misión de ese nuevo conocimiento en función del engrandecimiento de la obra humana y no de su deterioro ulterior.
Como se ha apuntado, una Epistemología en el siglo XXI no puede estar de espaldas al condicionamiento histórico social del conocimiento y sus consecuencias. Por esta razón la didáctica de las ciencias y su epistemología deben partir de la construcción colectivizada del conocimiento para darle a este conocimiento un sentido social dentro del desarrollo del hombre y su superación como ente viviente. Todo conocimiento científico y tecnológico que descifre y ponga en acción las leyes de la naturaleza por parte del hombre debe pertenecer al hombre en su colectividad y finalmente ser patrimonio cultural de la humanidad para el beneficio de la vida de la especie humana sobre la tierra.
3.5.4. Epistemología – Currículo y Proyecto Educativo
Dentro del marco de "La Sociedad del Conocimiento, la Globalización y las Nuevas Tecnologías" es necesario repensar el hecho educativo dentro de su epistemología, su genealogía y su didáctica, ligadas a un proyecto educativo diseñado desde la base curricular. Aún dentro del planeta de naciones y dentro del ámbito de la competitividad, cada nación se fortalece en sus conocimientos científicos y tecnológicos mientras otras se debaten en diseñar un proyecto de nación que logre concertar sus posibilidades en la globalización. Aunque la vocación investigativa para la construcción de conocimientos aplicables no es la constante en la región latinoamericana y menos en Colombia, si se han establecido desde la teoría o más bien desde los textos gubernamentales propuestas importantes que no han logrado ser permeadas por la población educativa del país. Para mirar un poco el panorama institucional desde el currículo nacional en construcción, y viable una vez se consolide la paz o se concerte una convivencia pacífica a largo plazo.
Desde esta óptica podemos leer en el texto de lineamientos curriculares educativos del Ministerio de Educación Nacional para las Ciencias Naturales y la Educación Ambiental los textos de los referentes a) Filosófico y Epistemológico, b) Sociológico y c) Psico – cognitivo
3.5.4.1. Referentes Filosófico y Epistemológico
El concepto del mundo de la vida de Husserl
Existen dos razones fundamentales para ofrecer una propuesta renovada y revisada del marco general del área de ciencias naturales y educación ambiental. Se inicia con reflexiones en torno al concepto de "mundo de la vida" utilizado por el filósofo Edmund Husserl (1936[21]La primera es que cualquier cosa que se afirme dentro del contexto de una teoría científica, se refiere, directa o indirectamente, al Mundo de la Vida en cuyo centro está la persona humana. La segunda, y tal vez más importante para el educador, es que el conocimiento que trae el educando a la escuela, no es otro que el de su propia perspectiva del mundo; su perspectiva desde su experiencia infantil hecha posible gracias a su cerebro infantil en proceso de maduración y a las formas de interpretar esta experiencia que su cultura le ha legado. Y es que el niño, que llega a nuestras escuelas, al igual que el científico y cualquier otra persona, vive en ese mundo subjetivo y situativo que es el Mundo de la Vida. Y partiendo de él debe construir, con el apoyo y orientación de sus maestros, el conocimiento científico que sólo tiene sentido dentro de este mismo y para el hombre que en él vive.
Sin duda alguna el mundo de la vida convoca, reúne, estudia, construye y dignifica los procesos de conocimiento, y en especial cuando estos conocimientos son construidos y compartidos para el bienestar de la sociedad, del contexto y del ser humano. De igual forma se plantea un nuevo rol de relaciones entre el docente y el educando como un proceso de orientación o mediación entre el sujeto y el objeto que permite construir conocimiento.
El olvido del Mundo de la Vida que Husserl señala ha determinado que las idealizaciones científicas se absoluticen y que el método científico se convierta en la única racionalidad posible. Este "dogma" hará ver a cualquier pregunta por lo bueno o por lo bello como una trivialidad. En otras palabras, lo único importante son los avances científicos; la reflexión sobre las relaciones éticas y morales entre los individuos, o el goce que ellos puedan tener ante una obra de arte, carecen totalmente de importancia. No nos debe extrañar entonces la así llamada crisis de valores que hoy tanto nos preocupa.
Esta absolutización nos lleva a sentir que todo debe ser valorado por su importancia científica. Husserl ubica en el triunfo de esa admirable construcción que es la ciencia positiva, el origen y la razón de ese olvido. Llama entonces a Galileo descubridor y encubridor. Descubridor de esa ciencia moderna que ha logrado expresar en fórmulas numéricas las leyes de la naturaleza (en otras palabras, expresar las leyes causales en términos de relaciones funcionales) y encubridor de sus orígenes en el sentido de que deja de lado el suelo primigenio en el que se fundamentan todas las idealizaciones. Este suelo no es otro que el de la experiencia cotidiana, el de la experiencia que los estudiantes pueden tener cuando hacen deporte, cuando llevan sus libros en el camino a sus casas, cuando mezclan azúcar y agua para hacer limonada o cuando disuelven la panela o el chocolate en agua caliente para preparar el desayuno.
Conocimiento común, científico y tecnológico
*El conocimiento común, la ciencia y la tecnología, son formas del conocimiento humano que comparten propiedades esenciales, pero se diferencian unos de otros por sus intereses y por la forma como se construyen."
Es común ver la ciencia y la tecnología como actividades que sólo unos privilegiados puedan llevar a cabo; hay una gran cantidad de estereotipos y creencias en ese sentido, pero son totalmente infunda-das; en efecto, contrariamente a lo que en ocasiones se cree, ellas son tan propias del ser humano como pueden ser el arte o la agricultura, en los sistemas educativos latinoamericanos las ciencias llamadas exactas (Química, Física, matemáticas) sufren una especie de rechazo por la forma didáctica en que el docente ha confrontado la estructuración de estos conocimientos transmitidos por otras culturas y no construidos desde su génesis como lo demanda la epistemología aplicada a la didáctica.
En este parte se propone el concepto de idea estructurante en el cual se presenta un modelo a discutir en la transposición didáctica de la ciencia erudita a la ciencia educativa o escolar, este modelo presentado en la tesis doctoral de Agustín Adúriz-Bravo se acoge como posibilidad de debate en los llamados CAMPOS TEORICOS ESTRUCTURANTES.
Dentro de los desarrollos de la los Proyectos Educativos Institucionales es muy poco o casi nada el valor que se le ha dado a la epistemología, más aún cuando esta disciplina filosófica aún es novedad a nivel del profesorado y directivas de las Instituciones académicas de educación básica, media y superior.
Al querer abordar la epistemología como elemento fundamental en la edificación de un Proyecto Educativo se hace necesario tomar una posición de referencia en lo que constituye la genealogía del conocimiento en el hombre, sus respectivas taxonomías y la nomenologías con que se ha referido a las diferentes cuestiones y campos del conocimiento científico. Es por esto que para esta breve presentación abordaremos el concepto de CAMPO TEORICO ESTRUCTURANTE, al encontrar dentro de la pedagogía significativa Ausebeliana el concepto de idea estructurante como una herramienta de gran utilidad en la didáctica erudita y escolar. Estas ideas estructurantes son conceptos disciplinares de alto nivel de generalización e inclusividad en las estructuras cognitivas del estudiante. Son ideas con capacidad de organizar los conceptos y modelos presentes en la estructura de una disciplina científica o de un currículo., Prescribiendo su enseñanza y desarrollo en algún nivel educativo. En este sentido las Ideas estructurantes son los ejes directores de la organización del conocimiento tanto a nivel sintáctico como a nivel curricular de un área del conocimiento. Desde la inspiración Bacherlardiana, estos conceptos estructurantes tienen el poder de estructurar la cognición. (Epistemología cognitiva), son conceptos que van a alterar permanentemente y van a transformar la estructura cognitiva del estudiante de una manera significativa, permitiéndole adquirir nuevos conocimientos coherentes, construyendo nuevos significados o modificando los precedentes, lo cual se ha llamado la catarsis Bacherlardiana.
El siguiente esquema intenta de alguna manera representar la transposición de la ciencia a la didáctica:
Figura 3.1.: Mapa de Transposición de la ciencia a la didáctica del conocimiento
(Adúriz – Bravo)
Los modelos irreductibles, que actúan como conceptos integrador con capacidad de síntesis, se transforman en modelos teóricos generadores de cada una de las familias disciplinares necesarias para construir la estructura de una ciencia erudita y su consecuente transición a la ciencias escolar. Se pueden exponer, a manera de ejemplo, modelos irreductibles para el caso de las ciencias naturales, como el modelo de cambio químico, el modelo de ser vivo, el de partículas y movimiento, ondas y campos, y el modelo de sistema Tierra.
En cualquier disciplina son abundantes las ideas estructurantes ya sea de manera disjunta o complementaria, abordan muchas líneas de concentricidad y líneas de fuga en áreas temáticas y/o aspectos de la disciplina. Estos aspectos crecen agrupados en torno a cuestiones clásicas que son las que recorren o atraviesan la disciplina. Se llama CAMPO TEORICO ESTRUCTURANTE a cada uno de los conjuntos coherentes de ideas fundamentales que otorgan identidad a una disciplina académica. Cada campo se explicita a través de una Formulación Conceptual Binaria, es decir, que cada CAMPO TEORICO ESTRUCTURANTE se describe por sustantivos abstractos que remiten a cuestiones epistemológicas históricamente importantes dentro de la genealogía del conocimiento.
Figura 3.2: Mapa de correlación de campos teóricos estructurantes conceptos epistemológicos
(Adúriz – Bravo)
*En la ciencia, por cada puerta que se cierra se abren diez.
Esta sentencia popperiana (Popper, 1967)[22] permite poner en evidencia que cada nueva solución en ciencia da surgimiento a nuevas preguntas. La tabla periódica de Mendeleiev, daba respuesta a la pregunta sobre los rasgos comunes en cuanto a la forma de reaccionar de ciertos elementos con otros. Pero entonces surgía el problema de las casillas que quedaban vacías. Para Mendeleiev esas casillas correspondían a elementos que debían existir en la naturaleza pero que hasta el momento no se habían aislado. Estas nuevas preguntas nos proyectan hacia nuevos conocimientos. Pero, además, nos permiten relacionarlos con aquéllos conocidos hasta el momento y, por tanto, reestructurar nuestra concepción del mundo.
En este sentido, una respuesta a un problema científico no puede ser concebida únicamente como la culminación de un camino sino, más bien, como un nodo de una red en continuo crecimiento. Ahora bien, este modelo puede representar tanto el sistema de conocimiento de una comunidad científica como el de un individuo particular. Estos dos sistemas son isomorfos en su mecanismo de construcción y pueden serlo también en su estructura.
El crecimiento de la red no solamente es un ensanchamiento de las fronteras sino el establecimiento de nuevas conexiones entre nodos que hasta el momento eran independientes y un enriquecimiento de las conexiones ya existentes. La respuesta a una pregunta puede implicar el replanteamiento de otras que ya habían recibido respuesta. Éste puede desembocar en uno de los caminos siguientes: un nodo se reubica dentro del contexto de la red o se elimina como tal; también puede darse el caso de que un nodo que había sido eliminado se restituya nuevamente.
En el siglo XVII se aceptaba ampliamente que el calor era una manifestación del movimiento. Científicos, filósofos y matemáticos como Bacon, Descartes, Boyle, Hooke, Newton, Locke, Leibniz y otros aceptaban lo que Galileo un tiempo antes había formulado; el calor se relaciona con la rápida agitación de las pequeñísimas partículas de las que está hecha la materia de la cual se componen todos los cuerpos. Esta agitación se denomina energía cinética interna. Posteriormente esta forma de ver el problema se reemplazó por la teoría del calórico que ya había sido adoptada por algunos filósofos griegos siglos antes. Hoy nuevamente vemos el calor como algo estrechamente relacionado con la energía cinética interna de un cuerpo. Éste es pues un caso en el que un nodo de esta red de conceptos que había sido eliminado, se restituye.
*Quien asume la ciencia debe ser consciente de que la autocrítica y la crítica de los demás jugadores son las únicas estrategias de juego que garantizan una aproximación a la verdad
.La única forma como se puede establecer si una teoría explicativa es defectuosa, es sometiéndola a la crítica. Las leyes científicas son, desde el punto de vista lógico, implicaciones. Hay entonces dos caminos para someter a crítica las teorías. El primero es hacer un despliegue de las predicciones que en virtud de las implicaciones se pueden hacer y tratar de hacer observaciones cuidadosas y controladas para ver si ellas se cumplen o no. El segundo es hacer un examen de la coherencia entre las implicaciones y las definiciones de la teoría. El primer camino se encuentra muy bien ilustrado por una declaración de Einstein que decía algo como lo siguiente: estoy dispuesto a aceptar que mi teoría general de la relatividad es insostenible, si ante un potencial de gravitación no se observa una desviación hacia el rojo de las líneas del espectro. En mayo de 1919, una expedición británica se ubicó en un sitio propicio para llevar a cabo una serie de experimentos durante un eclipse de sol. Ellos pudieron establecer que la predicción acerca de la desviación hacia el rojo y del cambio aparente de ubicación de una estrella eran ciertas. Con ello se ponía a prueba la teoría general de la relatividad pues se observaba efectivamente lo que de ella se deducía que debía observarse.
Cada vez que imaginamos una nueva hipótesis, ella debe ser consistente con las demás. En otras palabras, el sistema de hipótesis que conforma la teoría no debe ser contradictorio. Nuevamente aquí es ilustrativo analizar la teoría de la relatividad de Einstein. Su hipótesis de que la velocidad mayor posible tenía un valor finito y constante era incongruente con las hipótesis más importantes de la física clásica, a saber: que el tiempo y el espacio son dimensiones homogéneas.
En otras palabras, la hipótesis de que la velocidad de la luz es siempre 300.000 km/s y la mayor posible, sea cual sea el observador que la mide, era incompatible con la de que el tiempo es infinito, invariable y el mismo para todos; era incompatible también con la de que el espacio es un recipiente infinito, inmodificable e independiente de su posible contenido: la materia. Si existe una incompatibilidad entre hipótesis es necesario descartar unas u otras. Parte de la genialidad de Einstein fue la osadía de descartar las que eran más aceptadas universalmente y que, se podría decir, eran esenciales. En efecto, la homogeneidad del tiempo y del espacio es necesaria para que toda la estructura newtoniana se mantenga.
En esa transposición de lo erudito a lo escolar o a lo educativo dentro de la formación científica, el docente debe saber entender las dimensiones culturales y cognitivas de los educandos para así poder proponer los experimentos e investigaciones propicias que permitan ir construyendo un conocimiento nodal en cadena sin dejar vacíos ni baches que generen ambivalencias de sentido e interpretación practica de los conocimientos.
3.5.4.2. Referente Psico-Cognitivo
La construcción del pensamiento científico
Existen diversos trabajos acerca de cómo el ser humano construye conocimientos científicos. Se plantea la hipótesis de que el desarrollo del pensamiento científico puede ser dividido en tres grandes períodos llamados: período preteórico, período teórico restringido y período teórico holistico. A lo largo de estos períodos se puede construir pensamiento científico, entonces la función del docente investigador es saber desencadenar y fortalecer procesos cognitivos-formativos en los estudiantes.
A. Período preteórico
En este período se pueden distinguir dos etapas. La primera de confusión entre descripción y explicación, el estudiante es capaz de hacer descripciones de objetos y sucesos, pero no es capaz de distinguir la descripción de un suceso de su explicación. En la segunda etapa, el estudiante es capaz de distinguir las explicaciones de las descripciones y hace explicaciones subjuntivas: explica un suceso mostrándolo como un caso particular de una relación general. Esta etapa se denomina como etapa de las explicaciones subjuntivas
. B. Período teórico restringido
Este período se compone de una etapa en la que el estudiante hace explicaciones acudiendo a conceptos teóricos y a relaciones entre leyes interconectadas lógicamente. Pero estas explicaciones se mantienen restringidas al campo relativo al fenómeno explicado
. C. Período teórico holistico
Este período se compone de dos etapas. La primera llamada de las explicaciones generales en la que el estudiante es capaz de hacer explicaciones acudiendo a conceptos teóricos y a relaciones entre leyes interconectadas lógicamente, sin restringirse, como en el período anterior, a las relaciones dentro del campo del fenómeno explicado, sino por el contrario con la capacidad de establecer relaciones entre este campo y otros campos dentro de la disciplina, mostrando la capacidad de integrar el conocimiento disciplinar mediante una teoría general . La segunda etapa llamada de las explicaciones generales holísticas se caracteriza por la capacidad que tienen los estudiantes de esta etapa de hacer explicaciones generales como las de la primera etapa de este período, pero además son capaces de establecer relaciones entre las diversas teorías generales disciplinares, conformando así una gran teoría holística sobre el mundo de lo natural que se puede integrar con una teoría holística sobre lo social permitiéndole así tener una cosmovisión gracias a la cual puede situarse a sí mismo en su mundo en el contexto de un proyecto personal de vida.
3.5.5. Pedagogía y Didáctica de las ciencias
Howard Gardner (1991)[23] denomina "preconcepciones equivocadas" a las ideas erróneas en las ciencias naturales. Muchos son los ejemplos reseñados que sobre preconcepciones equivocadas se dan desde diferentes disciplinas.
La caracterización de estos conocimientos previos (preconcepciones) coincide básicamente en que:
Están dotados de cierta coherencia interna.
Son comunes a estudiantes de diferentes medios y edades.
Presentan cierta semejanza con concepciones que estuvieron vigentes a lo largo de la historia del pensamiento.
Son persistentes, es decir, no se modifican fácilmente mediante la enseñanza habitual, incluso reiterada.
3.5.5.1. El lenguaje científico y la enseñanza de las ciencias naturales y la educación
Generalmente el profesor de ciencias utiliza prematuramente en su clase lenguajes formalizados y modelos. Las ciencias naturales por ser ciencias factuales están referidas a las cosas, eventos y procesos del mundo natural. Sus proposiciones, escritas en general en un lenguaje técnico o formalizado describen, en forma directa o indirecta, propiedades o relaciones entre entes físicos. Si un profesor de biología y/o química lee la ecuación:
Sabe perfectamente que ella representa el proceso de la fotosíntesis mediante el cual por cada molécula de glucosa (C6H12O6) que se sintetice, se liberan seis (6) moléculas de gas oxígeno (O2) y para ello se requiere que se combinen seis (6) moléculas de dióxido de carbono (CO2) con seis (6) moléculas de agua (H2O) en presencia de la luz y de la clorofila.
Pero mucho antes de que se pudiera expresar esta ecuación utilizando la sintaxis y los símbolos químicos y matemáticos, era posible referirnos a la fotosíntesis en un lenguaje natural a través del castellano o de cualquier otro idioma o dialecto.
Toda persona para comunicarse utiliza un lenguaje natural: palabras, señales, símbolos, orales o escritos, gesticulaciones, que cuando están codificados y estructurados conforman un sistema de expresión verbal (lengua) utilizado para designar tanto propiedades como relaciones, entre otras cosas. El proceso natural es que toda aserción o concepción acerca del mundo se exprese primero en un lenguaje natural; esta expresión, y muchas otras, van siendo depuradas, simplificadas, precisadas y relacionadas con la ayuda de un sistema simbólico que poco a poco se va convirtiendo en el lenguaje formalizado propiamente dicho y que en muchos casos, se compendia en fórmulas matemáticas que permiten eliminar cualquier ambigüedad y expresar las relaciones con generalidad y precisión. El uso de sistemas numéricos es el único instrumento capaz de establecer relaciones cuantitativas entre las propiedades de objetos o fenómenos.
Pero a pesar de todo lo anterior, y hasta ciertos niveles de abstracción, todo lo que se dice en un lenguaje formalizado puede decirse también en lenguaje natural, dependiendo de la comunidad lingüística en la que se aborde la temática.
Ahora bien, el lenguaje natural cuenta con la ventaja pedagógica de que el estudiante entiende muchísimo más fácilmente cualquier proposición expresada en él que su correspondiente en un lenguaje formalizado. La primera razón para la preferencia del estudiante por el lenguaje natural es el vocabulario. Los lenguajes formalizados usan términos extraños para el estudiante ("constante gravitacional" o "coeficiente de dilatación", "potencial de ionización", "genes recesivos" por ejemplo); o usan términos que le son familiares pero con significados tan restringidos y especializados que esta familiaridad termina siendo un obstáculo porque al estudiante se le dificulta desligar el término de su significado y sus connotaciones cotidianas. (Las nociones de "trabajo", "calor" "mutación", "equilibrio", son buenos ejemplos).
El paso apresurado a los lenguajes formalizados, lo único que produce es un manejo sintáctico, en ocasiones correcto, desprovisto de toda semántica. Se encuentran entonces casos, bastante numerosos, de estudiantes que saben expresar cantidades en notación científica y multiplicar y dividir potencias de 10, pero que no saben por ejemplo qué cantidad es 1.2 X 108 cm3 de agua. Se encuentran también estudiantes que reproducen todos los pasos de una demostración sin entender qué es demostrar ni qué han demostrado; estudiantes que desarrollan aparentemente en forma impecable la solución de un problema sin entender qué problema tenían que resolver; estudiantes que resuelven un tipo de problema con una presentación determinada pero que no resuelven otro del mismo tipo porque se presenta de una forma distinta.
La introducción de los lenguajes formalizados requiere entonces de un cuidadoso proceso que le permita al estudiante ver la necesidad de utilizar un lenguaje de esa naturaleza y le otorgue el tiempo suficiente para hacer esa transición que, históricamente, se dio en forma paulatina.
La práctica educativa debe, entonces, involucrar una acción comunicativa a través del lenguaje que permita al alumno encontrar sentido y significado, y no sea un obstáculo que bloquee al estudiante para acceder a los conocimientos científicos. Los símbolos, las fórmulas, las ecuaciones, son la síntesis de las abstracciones conceptuales científicas y como diría Einstein "La ecuación es lo último que se escribe".
Una de las estrategias con las cuales el educador puede orientar las actividades en el proceso de enseñanza de las ciencias, es la de desarrollar trabajos que permitan al educando analizar los procesos evolutivos del conocimiento científico a través del tiempo (didáctica epistémica), o sea, su transformación histórica en la cual se dan los cambios o rupturas de paradigma.
Y no sólo seguir la genealogía de los conocimientos científicos, sino dentro del modelo de la Escuela investigativa, reproducir los experimentos y pruebas de laboratorio que llevaron a los científicos a la conclusión de conceptos científicos.
3.5.5.2. El papel del laboratorio
*Los alumnos y el profesor, al igual que los científicos, van al laboratorio para "interrogar" a la naturaleza con el fin de confirmar o rechazar sus hipótesis.
Cuando el científico va al laboratorio para hacer un experimento, él sabe ya, o mejor, cree saber, lo que sucederá. Este señalamiento lo hace Kant en el prólogo de la segunda edición de su Crítica de la razón pura. Llama la atención sobre el hecho de que no es posible conocer sino aquello que la razón ya sabía previamente. El experimento tiene el papel de confirmar o falsear las hipótesis que el científico ha construido sobre la base de sus idealizaciones acerca del Mundo de la Vida. El instrumental y la forma como éste se ha dispuesto son ya una consecuencia de esta idealización.
El plano inclinado que pulió Galileo y las esferas de diversas masas que hizo rodar por él mientras contaba los compases que con un instrumento de cuerda podía ejecutar desde el momento en que la esfera se ponía en movimiento hasta cuando tocaba la mesa, eran las condiciones más cercanas a las ideales que podía lograr con aquello que estaba a su alcance. Y ese ideal era permitir el movimiento de esferas de diversas masas sin que actuara sobre ellas algo diferente de la fuerza ejercida por la atracción entre la masa de la tierra y la de la esfera, con el fin de mostrar lo que él ya sabia: que Aristóteles estaba equivocado al afirmar que los cuerpos pesados caen más rápidamente que los livianos. Mediante un plano perfectamente pulido, él estaba idealizando ciertos sucesos del Mundo de la Vida: los objetos que caen. Y era necesario hacerlo así pues los cuerpos cayendo tal como caen las piedras, o el vaso de la mesa o la famosa manzana del árbol, planteaban problemas de medida insalvables para la época. Para poder hallar alguna regularidad expresable a través de relaciones numéricas es imposible, la mayoría de las veces, actuar sobre los sucesos tal como se presentan en el Mundo de la Vida. Es necesario hacer arreglos cuidadosos para poder establecer aquello que ya se sabe. Es necesario, diría Kant, saber interrogar a la naturaleza para establecer si ella se comporta como previamente se ha determinado que lo hace, apoyándose en buenas razones. Es así como los experimentos de Galileo, los de Mendel o los de cualquier otro científico fueron diseñados teniendo en cuenta sus conjeturas, sus hipótesis, que no pueden entenderse sino dentro del amplio contexto de su obra científica global: el experimento de Galileo con el plano pretendía poner a prueba la hipótesis de que las esferas aumentarán su velocidad a una tasa constante y que esta tasa sería independiente de su masa; en otras palabras, Galileo pensaba que una esfera de gran masa aumenta su velocidad a la misma tasa que lo hace una de muy poca masa. Y esta hipótesis era congruente con toda una forma de entender el movimiento de los cuerpos en el espacio y, lo que es más importante, esto era congruente con una filosofía, una cosmovisión del mundo (opuesta a la de Aristóteles) que le daba contexto y la hacía comprensible. Así mismo, Mendel antes de hacer sus experimentos con sus plantaciones de guisantes (que por el hecho de hacerlas mediante ciertos arreglos cuidadosamente diseñados, su huerta se convertía en su laboratorio) suponía qué resultados iba a obtener porque ya había construido una teoría que le permitía entender cómo los organismos vivos heredan sus características físicas.
El laboratorio es pues el sitio donde se diseña la forma de someter a contraste las idealizaciones que hemos logrado acerca del Mundo de la Vida, mediante procedimientos que son concebidos dentro de la racionalidad de estas mismas idealizaciones y que tienen la misión de proveer elementos de juicio para tomar una decisión acerca de la objetividad de estas idealizaciones. En otras palabras, en el laboratorio podemos encontrar los argumentos de mayor peso para poder argumentar ante la comunidad científica la necesidad de refutar o confirmar la teoría que explica la clase de fenómenos a la cual pertenece lo observado en el laboratorio. Sin esas idealizaciones, sin un marco teórico que le dé al estudiante la posibilidad de observar, el experimento en el laboratorio es una actividad enteramente superflua.
3.6. LA EPISTEMOLOGÍA DE LA DIDÁCTICA
Desde una perspectiva constructivista, la mejor manera de iniciar un tema científico es planteando un problema que se refiera a ese tema. Es importante señalar de entrada que lo que para el profesor es un problema para el estudiante puede no serlo: o bien no es comprensible para él, o puede no ser motivante. En cualquiera de estos dos casos el problema no invita ni incita al alumno a resolverlo y, en consecuencia, no tiene las propiedades de los problemas que han originado los trabajos científicos responsables del crecimiento del corpus de conocimiento científico. Los problemas que los científicos abordan comprometen toda su energía, lo involucran integralmente.
Pensamos que un postulado pedagógico constructivista que está en el fondo de este componente es que el ambiente escolar debería reproducir el ambiente de las comunidades científicas en las que la voluntad de saber y el amor por el conocimiento son elementos de central importancia. Los problemas incomprensibles para los estudiantes o que no tienen ningún interés para ellos están muy lejos de reproducir ese ambiente científico.
El problema con el que se inicia un tema debe tener entonces las siguientes propiedades:
a. Debe ser lo suficientemente sencillo como para que todo el curso lo entienda y se sienta capaz de ofrecer una solución posible y de opinar acerca de las propuestas de solución de sus compañeros o del profesor.
b. Debe ser lo suficientemente complejo como para que no exista una solución trivial, canónica (una respuesta correcta se diría en el modelo tradicional).
c. Debe ser motivante; debe involucrar a los estudiantes, debe comprometerlos en el trabajo para hallar respuestas válidas, convincentes, bien argumentadas. Debe desequilibrarlos y, en consecuencia, desconcertarlos o asombrarlos.
d. Debe permitir que se adopten diversas posiciones, ojala opuestas, de forma tal que sea posible promover la discusión entre los estudiantes.
Un elemento muy importante para ser tenido en cuenta es el lenguaje en el que se plantea el problema. En palabras del doctor Federici, los problemas deberían ser planteados en el lenguaje blando del mundo de la vida. Los tecnicismos y el lenguaje duro de las ciencias no es el más apropiado para el planteamiento de estos problemas. En este sentido, la gran mayoría de los problemas de los libros de texto de física deberán ser descartados como buenos problemas para iniciar un tema. Ellos son, en palabras del doctor Perkins, problemas sesgados hacia el profesor; en otras palabras son problemas para el profesor pero no necesariamente para el alumno.
Los problemas de los cuales hablamos aquí están muy relacionados con el concepto de Tópicos Generativos de los cuales hablan el doctor Perkins y sus colaboradores en su propuesta de Enseñanza para la Comprensión (Teaching for Understanding). "Los tópicos generativos se refieren a aquellas ideas y preguntas centrales, que establecen múltiples relaciones entre unos temas y otros, y entre estos temas y la vida de los estudiantes, por lo cual generan un auténtico interés por conocer acerca de ellos. Se han llamado Tópicos Generativos porque este nombre evoca su poder para generar conocimientos, relaciones, un interés y necesidad -y por ende un compromiso auténtico – por indagar sobre el asunto que se quiere entender".
Resaltemos un punto de suma importancia: desde el momento en que el profesor o los alumnos plantean un problema, debe intentarse instalar a los alumnos en un ambiente de búsqueda, de discusión, de análisis, de apertura a las nuevas ideas (así no sean buenas desde la perspectiva del profesor), de comunicación en el que todos pueden expresar sus ideas y ser oídos con atención, de buena disposición para intentar situarse en la perspectiva del otro… Este ambiente es esencial para el éxito pedagógico.
Un último elemento importante: debemos partir de los sistemas concretos y no de los sistemas simbólicos. Vasco (1994)[24] distingue en todo sistema matemático tres subsistemas: un sistema concreto, un sistema conceptual y un sistema simbólico. Pensamos que algo equivalente sucede en los sistemas físicos. En efecto, creemos que en todo sistema físico existe un sistema concreto compuesto por:
a. Unos elementos concretos: los objetos del mundo (es decir lo real organizado): una bicicleta, el ascensor de Virginia, unas esferas de metal y de madera, un balón de fútbol.
b. Unas relaciones concretas: los objetos del mundo están relacionados temporal y espacialmente entre sí: Virginia está dentro del ascensor; la esfera de metal llega al suelo primero que la de madera; el balón de fútbol sigue una trayectoria curva en el eje horizontal con respecto al jugador que lo patea.
c. Unas operaciones concretas: algunos objetos actúan sobre otros y modifican sus relaciones con los demás o los modifican a ellos mismos: El jugador de fútbol patea el balón con chanfle; la tierra atrae las esferas de metal; el ascensor se estrella contra la tierra.
En un sistema físico existe también un sistema conceptual desde el cual podemos organizar lo real y entenderlo como nuestro mundo; este sistema que nos permite entender lo real no es otro que un modelo mental con el cual modelamos lo real para organizarlo. Este sistema está compuesto por:
a. Los elementos conceptuales que denotan los elementos concretos: todo objeto es producto de una construcción activa de los sujetos que trabajan un cierto sector de lo real gracias a su acción sobre los procesos ahí. (Escobedo,1997) Todas estas acciones interiorizadas gracias al lenguaje y la reflexión sobre ellas dan surgimiento a los conceptos.
b. Las relaciones conceptuales que denotan las relaciones concretas entre los elementos concretos: toda relación entre los objetos no puede ser entendida sino desde el modelo activado en forma similar a como todo objeto no puede ser concebido sino desde ese mismo modelo. La relación de equivalencia entre las magnitudes de dos objetos.
c. Las operaciones conceptuales que denotan las operaciones concretas sobre los elementos concretos: lo propio es válido para las operaciones sobre los objetos concretos. La operación de unir la masa de dos objetos en una balanza o la de incrementar la velocidad de un cuerpo mediante la aplicación de una fuerza, por ejemplo.
Por último, en todo sistema físico existe un sistema simbólico que se refiere al sistema conceptual. En ciencias naturales es usual y deseable contar con un sistema simbólico que permita un "manejo funcional" del sistema conceptual cuando se trata de predecir y controlar lo que sucede en el nivel de los sistemas concretos. Los símbolos que se refieren a ciertos objetos y los símbolos que se refieren a ciertas relaciones y pueden ser utilizados para hacer cálculos precisos acerca de un estado futuro de los objetos. Este sistema en forma equivalente a los otros dos sistemas está compuesto por:
a. Elementos simbólicos que simbolizan los elementos conceptuales: el símbolo M para el concepto de masa; el símbolo P para el concepto de peso.
b. Relaciones simbólicas que simbolizan las relaciones conceptuales: el símbolo = para simbolizar relaciones de igualdad entre magnitudes de la misma clase.
c. Operaciones simbólicas que simbolizan las operaciones conceptuales: el símbolo + para simbolizar la unión de dos magnitudes.
3.6.1. Virtudes de la experimentación
Vasco (1996), en un trabajo sobre enseñanza de las ciencias, cita un aparte de un texto escrito por algunos profesores de ciencias muy calificados; el texto dice: "Entendemos la experimentación como una serie de actividades diseñadas, controladas y desarrolladas en un medio escolar". Vasco dice lo siguiente sobre esta forma de entender la experimentación: "Efectivamente, eso describe lo que pasa en los laboratorios de los colegios y universidades. Pero para mí, la experimentación coherente con la epistemología piagetiana no puede ser ni tan diseñada como parece decirse en esta descripción, ni tan controlada, ni tiene que desarrollarse necesariamente en el medio escolar. Lo ideal sería que el alumno mismo pudiera orientar su actividad para poner a prueba sus propias hipótesis; que él mismo controlara las variables y los posibles errores, y que ojala continuara sus actividades experimentales después de la jornada escolar". La experimentación tal como la concebimos aquí es coincidente con la posición de Vasco. No se trata de que el profesor diseñe un experimento con todas las medidas y los controles bien planeados desde su propia concepción del problema. Se trata de que, por el contrario, tal como propone Vasco, los mismos estudiantes diseñen el experimento que pondrá a prueba sus propias hipótesis.
El experimento en un primer momento será muy probablemente deficiente, insuficiente para poner a prueba las hipótesis correspondientes; pero eso es lo de menos. Lo importante es que se haya logrado construir un buen contexto para el experimento. El buen contexto son los modelos opuestos en virtud de los cuales se esperan resultados opuestos. Este contexto garantizará que los resultados del experimento, cuales quiera que ellos sean, serán contrarios a las expectativas de un grupo de estudiantes. Ellos se encargarán de impugnar el experimento, si no hay otros estudiantes que se hayan ya percatado de que el experimento tiene algún error de procedimiento o de medida. Los cuestionamientos que los mismos alumnos le hagan al experimento permitirán ir disolviendo los problemas que el diseño inicial presentaba. Con ello se habrá ganado el objetivo primordial: que todos entiendan qué es un control experimental y, en el caso que los ocupa, por qué es indispensable hacer los controles que los diversos participantes en la discusión señalan como necesarios.
La experimentación así concebida, conserva su carácter de instrumento de contrastación de las teorías. La experimentación "ilustrativa" nos parece inadecuada especialmente en los primeros cursos de ciencias. Este tipo de experimentación se da cuando el profesor establece en la clase teórica qué debe acontecer en determinadas circunstancias según una determinada teoría. En el laboratorio correspondiente realiza un experimento para mostrar que en efecto sucede lo que dice la teoría que debe suceder; si tiene experiencia y algo de suerte, sucede algo muy parecido a lo predicho; si no, obtiene un resultado muy diferente y se ve obligado a decir que por problemas del material o de ciertas circunstancias el experimento no arrojó los resultados esperados, pero que si se hubiera realizado en las condiciones requeridas por la teoría sí se hubieran observado los resultados esperados.
Aquí el papel del profesor cambia radicalmente. Su misión no consiste ya en preparar un experimento sin defectos para mostrarle al alumno que "la teoría es verdadera", sino, como anota Vasco en el documento citado, en contar con una buena cantidad de material variado, ojala cercano a la vida cotidiana, que él ofrecerá oportunamente a sus alumnos cuando ellos lo pidan o lo sugerirá hábilmente cuando ellos no imaginen la posibilidad de utilizarlo. El profesor experimentado, que conoce las "teorías de sus alumnos" sabrá anticiparse a las necesidades creadas por ellas y contará en el laboratorio con el material idóneo para contrastarlas.
El experimento concebido de esta manera, guarda en el salón de clase el mismo sentido de ser un instrumento para construir conocimiento válido y convincente. El experimento debe encontrarse siempre como una pieza clave dentro de un proceso de argumentación. Como lo señala Vasco en el mismo documento, "no se debe permitir a los estudiantes empezar a experimentar sólo "para ver qué pasa", sin haber formulado antes predicciones precisas, y sin haber dado razones y explicaciones hipotéticas para sustentar cada predicción. Los estudiantes cambian sus predicciones si no sucede lo que ellos creían, y no aceptan tan fácilmente comprometerse con una predicción y arriesgarse a "quedar mal". Muchas veces es conveniente exigir que se ponga por escrito, en el tablero o en una hoja de papel, la predicción o la razón para ella." Las teorías de los alumnos le dan el valor de un verdadero experimento al experimento en el salón de clases.
Después de diversos intentos, después de repetir varias veces el experimento mejorado cada vez por las críticas y las sugerencias de los alumnos o del profesor, cuando él lo considere pertinente (cuando vea por ejemplo que ninguno de los alumnos señala un error de medida o la falta de control de una variable), se puede establecer cuál fue el modelo respaldado por los resultados del experimento.
3.7. LINEAMIENTOS CURRICULARES
Desde lo conceptual partiremos de la propuesta de lineamientos y contenidos curriculares propuestos por el Ministerio de Educación nacional para las Ciencias Naturales y la Educación Ambiental, documento en el cual se recogen algunos de los conceptos ya expresados y que apuntan desde la teoría a una escuela investigativa y problemita para la enseñanza de las ciencias, a manera de resumen se presentan las secuencias propuestas en dos gráficos que ilustran la estructura currícular propuesta:
Diagrama para interpretar la estructura curricular MEN
a. El currículo debe diseñarse centrando la atención en el estudiante y sus capacidades cognitivas. Por esta razón las columnas que se refieren a los Procesos de pensamiento y acción determinan las demás.
b. Se hace una propuesta para organizar los contenidos científicos por temas guardando una relación con los niveles de complejidad de los procesos de pensamiento y acción y con el Mundo de la Vida a la cual estos conocimientos se refieren.
c. El conocimiento construido por los estudiantes adquiere sentido en su relación con el Mundo de la Vida. El conocimiento se construye como respuesta a los problemas que el ser humano encuentra en su mundo y éste es atendido en forma diferente gracias al conocimiento construido, lo cual da surgimiento a nuevos problemas y nuevos interrogantes.
Figura 3.3: Mapa de lenguajes para la enseñanza integral de las ciencias
No deja de ser importante analizar la propuesta de contenidos curriculares presentada a la comunidad educativa por el Ministerio de Educación nacional por grupos de grados desde el grado preescolar hasta el grado 11. (Anexo)
3.8. LA QUÍMICA EXPERIMENTAL
3.8.1. Breve reseña del origen y desarrollo de una disciplina científica.
3.8.1.1. El nacimiento de la química
En el periodo que se extiende desde el siglo XVII al XIX se produce el tránsito del absolutismo real, como forma de gobierno en el mundo occidental, al sistema capitalista y a la reconfiguración de la estructura social en su composición de clases. Esta sociedad capitalista emergente alentó cambios en las tecnologías que dieron lugar a la Primera Revolución Industrial representativa de la conquista de la energía del vapor y del desarrollo de la industria metalúrgica y los textiles.
En el campo de la Química el siglo XVII marca el inicio de la introducción de la balanza para estudiar las transformaciones químicas y un cambio en el centro de interés del tipo de sustancias objeto de estudio desde los minerales y metales hacia ¨los vapores o espíritus. Pionero de estos virajes es el médico flamenco J.B. Van Helmont (1577 -1644).
Si un alquimista al observar la deposición de una capa de cobre sobre un clavo introducido en una solución de azul de vitriolo, creía ver la transmutación del hierro en cobre, Van Helmont estudia la disolución de los metales en los tres ácidos minerales fuertes y la recuperación de los metales de estas disoluciones.
Se enfrasca también Van Helmont en la penosa tarea de atrapar las sustancias escurridizas que se escapan en numerosas transformaciones a las cuales bautizó con el término de gases, derivado del griego "chaos". Así aísla el gas liberado en la fermentación del vino que identifica con el gas desprendido en la reacción entre el carbonato de calcio y el ácido acético, al cual llama gas silvestre.
Pero fueron los trabajos del primer químico, el irlandés Robert Boyle (1627 – 1691), los que marcaron una nueva pauta. En 1622 descubre, al estudiar el comportamiento que experimenta el volumen de los gases con las variaciones de la presión, la ley que llega a nuestros días como ley de Boyle. En su libro "El químico escéptico" se suprime el prefijo de la vieja alquimia pero la verdadera ruptura que propone con el pasado no se reduce a un cambio ortográfico. A partir de él, los elementos no resultan deducidos del razonamiento especulativo, sino del criterio experimental de carácter primario en el sentido de no admitir una ulterior descomposición.
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