Mario Quintanilla - Enseñanza de las ciencias para una nueva cultura docente

NATURALEZA DE LA CIENCIA Y APRENDIZAJE POR (Y DE) CPC

Durante los últimos cincuenta años se han producido cambios importantes en la manera de concebir y de llevar adelante la educación científica formal, no formal e informal. La llamada nueva enseñanza de las ciencias (NEC) se dirige ahora a todos los públicos y audiencias y niveles educativos, planteándose objetivos ambiciosos, no exentos de cierta cuota de utopía, alrededor de la necesidad de formar ciudadanos y ciudadanas de pleno derecho, capaces de intervenir en el mundo para colaborar en su transformación. Actualmente existe, en la comunidad académica de la didáctica de las ciencias naturales, consenso acerca de que estos objetivos requieren de un nuevo componente curricular, llamado naturaleza de la ciencia (Mathew, 1994; Adúriz-Bravo, 2005). Entendemos por naturaleza de la ciencia un conjunto de contenidos metacientíficos (principalmente, de la epistemología, la historia de la ciencia y la sociología de la ciencia), ecléctica y pragmáticamente seleccionados y fuertemente transpuestos, que pueden tener valor para una educación científica de calidad para todos y todas (Hopkins, 1996; Quintanilla et al., 2017). Así, las investigaciones de la última década en didáctica de las ciencias naturales sobre formación docente plantean la necesidad de que el profesor conozca qué es la ciencia, por qué es enseñada, cuál es la naturaleza de la ciencia (NOS), cómo se aprende la ciencia y cuáles son los métodos o estrategias de enseñanza que facilitan profundizar en el desarrollo de competencias de pensamiento científico (en adelante CPC). Los resultados muestran que el profesorado de ciencia le da poca o escasa importancia a los aspectos filosóficos que entraña la didáctica de las ciencias como disciplina a la hora de promover y desarrollar CPC en el estudiantado.

Ahora bien, el análisis de las imágenes de ciencia, el aprendizaje y la enseñanza son persistentes en los profesores, y manifiesta la existencia de formas diferentes de entender y actuar frente a estos aspectos, a saber: Un número significativo de profesores y profesoras consideran que la ciencia es un conjunto de conocimientos constituidos, hechos, leyes y fórmulas establecidas por un tipo especial de personas: los científicos, además de promover el androcentrismo cultural en la ciencia (Quintanilla y Solsona, 2019).También suponen que la ciencia explica perfectamente la realidad y en consecuencia “dice la verdad”. Respecto al estudiantado, creen que llegan al aula con la “mente vacía” en lo que a conocimientos científicos se refiere, así que su forma de enseñar las ciencias consiste en exponer lo más claramente posible los contenidos, las demostraciones experimentales, utilizando todos los recursos didácticos necesarios, preguntando y corrigiendo los “errores” de los alumnos en cuanto aparecen; unas clases bien preparadas por parte del profesorado y la responsabilidad del estudiantado para estudiar, es garantía de que aprenden ciencias, sin comprender la complejidad del conocimiento científico en todas las disciplinas, como propone Caamaño et al. (2020) para la enseñanza de la química en particular. Este es un modelo tradicional de enseñanza de las ciencias que favorece una postura más bien reproductiva y simplista del conocimiento científico. Otros profesores/as interpretan la ciencia como forma de aprendizaje por descubrimiento que se puede aplicar de tres formas diferentes según las finalidades del currículo: (i) inductivo, acumulación y ordenación de los datos que conducen a conclusiones nuevas o generalidades, (ii) deductivo, combinación y análisis de ideas generales para producir definiciones específicas y (iii) transductivo, relacionando dos elementos o conceptos, destacando aquellos aspectos en los que son iguales. En este sentido profesores y profesoras son conscientes de que como no puede aprenderse conocimiento científico “fácilmente”, lo más importante es enseñarle al alumnado a trabajar el método científico para que lo pueda aplicar y, por tanto, al enseñar ciencias les proporcionan los materiales y actividades que los motivan a comprobar, curiosear y preguntar sobre los temas que se les enseñan y demuestran cada paso en forma ordenada; diseñan el trabajo de laboratorio donde el (la) alumno (a) practica y el (la) profesor(a) observa si este (a) comprende adecuadamente el método científico. También consideran que el pensamiento del alumnado madura con la edad (según principios piagetanos), de manera que, si no aprende, es porque aún no llega a la etapa correspondiente de desarrollo de las operaciones que le permiten acceder a ese conocimiento específico y formal, no considerando aspectos culturales, lingüísticos o de contexto social en el aprendizaje de las ciencias (Quintanilla et al., 2017). En consecuencia, es necesario adecuar los contenidos científicos a la etapa evolutiva del estudiantado y enseñarles la metodología científica, ya que, en condiciones ideales, puede llegar a redescubrir la ciencia. A este modelo de enseñanza se le ha llamado modelo del descubrimiento y ha sido ampliamente controversial para el aprendizaje de las ciencias.

Frente a este modelo, surge una alternativa filosófica de corte más protagónico del estudiantado, donde se considera que la ciencia es una construcción humana con carácter temporal pues depende del momento histórico, político y social en el que se construye ese conocimiento, que intenta explicar la realidad a partir de las elaboraciones de los científicos, las cuales a su vez son validadas dentro de su comunidad, a través de criterios de tipo racional, empírico y de utilidad tanto conocida como consensuada (Izquierdo, García-Martínez, Quintanilla y Adúriz-Bravo, 2016). La concepción de aprendizaje que subyace a esta imagen de ciencia considera que la mente del alumnado está llena de ideas y que aprende si es capaz de relacionarlas con las nuevas informaciones que el profesorado intenciona oportunamente. Al docente le interesa conocer estas ideas, hacerlas explícitas y conscientes en el sujeto que aprende, así dichas actividades donde se favorece la duda, el conflicto, la interacción entre sus ideas y las de los demás, lo desafía a predecir y explicar, todo lo cual le permite desarrollar progresivamente argumentaciones y explicaciones más complejas y elaboradas frente a las teorías que explican los distintos fenómenos, que se asemejan así a las generadas por la comunidad científica en la propia historia de la ciencia (Quintanilla, Daza y Cabrera, 2014; Izquierdo, García-Martínez, Quintanilla y Adúriz-Bravo, 2016).

La carencia de un cuerpo teórico robusto y coherente de conocimientos en didáctica de las ciencias, y que orienten al profesorado, es quizá uno de los mayores problemas que evidencian esta situación, manifestándose continuamente en las incoherencias de las prácticas de enseñanza, aprendizaje y evaluación a la hora de promover aprendizaje competencial de calidad en sus estudiantes, cuestión que desarrollaré más adelante. Creemos, por tanto, que la naturaleza de la ciencia, como componente curricular emergente, nos ayudaría a desarrollar en las clases una genuina actividad científica escolar (Izquierdo, 2000; Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2003), en la cual se activan y desarrollan diferentes procesos cognitivos y lingüísticos superiores, usuales de la investigación científica, que pueden contribuir al desarrollo de potentes competencias de pensamiento científico, y al mismo tiempo desarrollar aprendizajes superiores que faciliten en el estudiantado el pensar con teoría los hechos del mundo (Izquierdo, García-Martínez, Quintanilla y Adúriz-Bravo, 2016; Sanmartí e Izquierdo, 1997). Entre estos procesos sicológicos superiores (procedimientos, habilidades, actitudes, capacidades, competencias), podrían mencionarse varios que nos parecen sumamente relevantes: la explicación, la argumentación, la analogía, los razonamientos (deductivos, inductivos, abductivos); la generación y puesta a prueba de hipótesis; la resolución de problemas, el ordenamiento, categorización y tratamiento de datos y la presentación de información científica, la modelización y la narrativa, que son el sustento más evidente del desarrollo de CPC y que pueden ser orientadas en la gestión del aula, y constituirse en un marco metodológico y epistemológico sustancial para modificar los procesos y sistemas evaluativos así como las actitudes hacia la clase de ciencias (Jiménez-Aleixandre, M. P. y Gallástegui, J. R., 2011; Muñoz, Quintanilla y Manzanilla, 2019). Desde este punto de vista, hemos asumido desde hace más de una década que la Teoría de los modelos de Giere (1992) puede encontrar un camino apropiado y educativo para la transposición del saber erudito en la clase de ciencias, que parece ser muy interesante y prometedor para enfrentar la enseñanza, aprendizaje y evaluación como un proceso de desarrollo del sujeto que aprende, ya que promueve razonables conexiones entre los modelos teóricos (el mundo de las ideas, el pensamiento), y el sistema real (trabajo experimental, manipulación de lo real, actividad, experiencia) buscando establecer similitudes a través de las hipótesis teóricas y entidades lingüísticas que los relacionan (Giere, 1994; Quintanilla, 2012). De esta forma, se piensa, se hace y se expresa la ciencia, conectando permanentemente estos tres componentes sin separar la teoría de lo empírico, ya que como plantea Izquierdo (1992), asumimos la elaboración de modelos teóricos tanto de los fenómenos con que estamos trabajando o modelo fenomenológico, de los instrumentos que estamos usando o modelo instrumental y de nuestra intervención sobre el mundo real o modelo cotidiano. Una idea interesante que postula este modelo o imagen de ciencia es el racionalismo hipotético o racionalismo moderado que significa que si yo tengo una meta voy hacia ella planteando cómo hacerlo “en el camino” (Izquierdo, 1992). En definiva, las comunidades científicas y las personas saben valorar si se acercan “adecuadamente” más o menos a la meta que se han propuesto, sobre la base de una construcción en común de un hecho paradigmático y de la interpretación de este a partir de diferentes miradas del mismo fenómeno, por ejemplo, diversidad de explicaciones científicas en el alumnado frente a por qué combustiona una vela. En este sentido, el estudio de cómo funciona una comunidad científica, cuáles son sus “criterios de racionalidad”, etc. nos acercan a esta racionalidad moderada para comprender la ciencia que enseñamos, y la variedad de objetivos que proponemos a la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación de CPC. Creemos que una de las finalidades principales de la educación científica de hoy es el lograr que niños y niñas, adolescentes y jóvenes, sean capaces de poner en marcha, de forma autónoma y crítica, estos procesos cognitivo lingüísticos para dar coherencia a su pensamiento teórico, discurso y acción sobre el mundo natural, de modo de darle sentido, intervenir activamente en él, tomar decisiones fundamentadas y establecer juicios de valor robustos que contribuyan a la cultura ciudadana y a la promoción de la paz y la democracia. Resulta ineludible el abordaje del sistema de CPC y cómo ellas aparecen en el proceso formativo; es decir, la formación del pensamiento como tarea pedagógica y didáctica, que no puede realizarse plenamente si no se cuenta con el sistema de situaciones y dispositivos de evaluación, que hagan factible tanto la identificación como el correspondiente proceso formativo y formador (Quintanilla, 2012). Esta tarea solo puede llevarse a cabo satisfactoriamente apoyados en una concepción y acción didáctica formativa, que incorpore el aprendizaje de las ciencias naturales, en todos los niveles de escolaridad desde la etapa inicial hasta el universitario, de una manera diferente a como ha venido haciéndose históricamente en nuestros países, en las que las situaciones evaluativas sean reales y profundamente educativas y emancipadoras; esto es, que formen personas con las capacidades de saber, saber hacer, saber ser y saber vivir juntos. En esta línea, es urgente la emergencia de un modelo de ciencia y de desarrollo del pensamiento científico, como actividades profundamente humanas: hechas por humanos y para humanos (Izquierdo,2000; Henao, B., Stipcich, M., Moreira, M., 2010).