viernes, 13 de agosto de 2010

La naturaleza de la ciencia en la enseñanza de las ciencias naturales

Lic. Luis Ibañes


Introducción.-

En los últimos treinta años, los profesores de ciencias naturales (física, química, biología, geología, astronomía...) hemos asistido a una verdadera "revolución "en la enseñanza de nuestras asignaturas. Bajo el rótulo de didáctica de las ciencias, gran cantidad de investigadores e innovadores en todo el mundo vienen produciendo y difundiendo ideas, propuestas y materiales que pueden transformar profundamente la forma en que enseñamos las ciencias naturales en los diferentes niveles educativos, especialmente en el nivel secundario. La mejora de la enseñanza de las ciencias discurre hoy en día por diferentes carriles: las prácticas de laboratorio, la resolución de problemas, el lenguaje científico, las nuevas tecnologías y el trabajo con las tan mentadas ideas previas son algunas de las líneas de trabajo más conocidas.

Dentro de este panorama de renovación, existe también una línea pujante que trabaja con la intención de incorporar las llamadas metaciencias a la enseñanza de las ciencias naturales. El término "metaciencia", construido con el prefijo griego meta (con el significado de "más allá") refiere a todas las disciplinas que tienen como objeto de estudio la ciencia; por ejemplo: la epistemología, la historia de la ciencia y la sociología de la ciencia. Estas disciplinas estudian las ciencias naturales desde diferentes perspectivas teóricas, que atienden, entre otras muchas cosas, a cómo son el conocimiento y la actividad científicas, cómo cambia la ciencia a lo largo del tiempo, quiénes han sido los científicos más relevantes de la historia, qué valores sostiene la comunidad científica, cómo se relaciona la ciencia con las demás disciplinas (tecnologías, humanidades, artes) y con las formas no disciplinares de entender el mundo (tales como la religión y el mito).

Primera parte.-

El interés de la didáctica por las metaciencias proviene del reconocimiento de que ellas pueden contribuir de muy diversas maneras a la enseñanza de las ciencias naturales, pues:

1. proporcionan una reflexión teórica potente sobre qué es el conocimiento científico y cómo se elabora, que permite entender mejor las ciencias, sus alcances y sus límites;

2. se constituyen en una producción intelectual valiosa, que debería formar parte de la cultura integral de los ciudadanos;

3. proveen herramientas de pensamiento y de discurso rigurosas, como la lógica formal;

4. ayudan a superar obstáculos en el aprendizaje de los contenidos, métodos y valores científicos;

5. generan ideas, materiales, recursos, enfoques y textos para diseñar la enseñanza de las ciencias; y

6. facilitan la estructuración de los currículos del área de ciencias naturales al permitir identificar los modelos más fundamentales de cada disciplina.

Las investigaciones e innovaciones para incorporar las metaciencias a la enseñanza de las ciencias naturales han generado un área de trabajo por derecho propio dentro de la didáctica de las ciencias, que lleva el nombre de su objeto de reflexión, la naturaleza de la ciencia.

Este libro constituye una introducción a esa área de investigación e innovación didácticas desde el punto de vista de sus aportaciones prácticas para la mejora de la enseñanza de las ciencias naturales en todos los niveles educativos, especialmente en el nivel secundario, donde las ciencias tienen un espacio curricular privilegiado y están dirigidas a todos los estudiantes.

¿Qué es la naturaleza de las ciencia?.-

En la didáctica de las ciencias hablamos de "naturaleza de la ciencia "para referirnos a un conjunto de ideas metacientíficas con valor para la enseñanza de las ciencias naturales. La vaguedad de esta definición es conveniente por varíos motivos. Primeramente, porque no separa muy estrictamente entre las diferentes metaciencias de las cuales este campo se nutre (epistemología, historia de la ciencia y sociología de la ciencia), y de este modo evita los conflictos que actualmente existen en la demarcación de los límites entre esas disciplinas académicas. En segundo lugar, porque habla de ideas metacientíficas sin especificar las escuelas teóricas de las cuales ellas provienen, permitiendo mayor flexibilidad y pragmatismo al elegir los contenidos a enseñar. Y en tercer lugar, porque evoca una selección cuidadosamente planificada, que rescata sólo aquellos elementos que tienen una incidencia positiva en la enseñanza de las ciencias naturales. Por ello, podemos decir que la naturaleza de la ciencia es un genuino intento de acercar las metaciencias a quienes no serán especialistas y de infundir una perspectiva metacientífica en el currículo de ciencias naturales.

Desde nuestro punto de vista, la contribución principal a la naturaleza de la ciencia debería provenir de la epistemología, en tanto reflexión teórica por excelencia sobre la ciencia. En el extenso contacto que tienen con las ciencias naturales quienes no serán especialistas, a lo largo de trece años de escolaridad, resulta interesante generar una imagen crítica sobre el funcionamiento de la ciencia actual, que valore sus alcances y limitaciones. Creemos que tal imagen se construye, fundamentalmente, mediante ideas epistemológicas.

La historia de la ciencia provee lo que llamamos una "ambientación" para esas ideas epistemológicas. La epistemología necesita aplicarse a contenidos científicos, y la historia de la ciencia es una fuente inagotable de episodios paradigmáticos de creación de contenidos con variados niveles de complejidad. Por último, la sociología de la ciencia contribuye con una lúcida llamada de atención contra el dogmatismo y el cientificismo de las visiones tradicionales acerca de la ciencia.

¿Qué es la naturaleza de las ciencia?2.-

Las aportaciones de esta epistemología "auxiliada" por la historia y la sociología de la ciencia a nuestra tarea de enseñar ciencias naturales pueden organizarse en tres grandes campos temáticos o perspectivas de análisis. Llamamos a estos campos "ejes" de la naturaleza de la ciencia; ellos corresponden a grandes rasgos a las tres preguntas fundamentales que podemos hacernos sobre la ciencia:

1. El eje epistemológico apunta a determinar qué es la ciencia y cómo se elabora.
2. El eje histórico intenta responder a la pregunta de cómo cambia la ciencia en el tiempo.
3. El eje sociológico quiere caracterizar la cuestión de cómo se relaciona la ciencia con la sociedad y la cultura.

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Del libro: UNA INTRODUCCION A LA NATURALEZA DE LA CIENCIA.

LA CIENCIA Y SU MÉTODO

Lic. Luis Ibañes


INTRODUCCIÓN.-

Michel Foucault, en el prefacio a su famosa obra Las palabras y las cosas (1991, orig. 1966), dice que esta obra nació de un texto de Borges que "le hizo reír durante mucho tiempo, no sin un malestar cierto y difícil de vencer". Ese texto cita "cierta enciclopedia china" donde está escrito que los animales se dividen en:

a) pertenecientes al emperador,
b) embalsamados,
c) amaestrados,
d) lechones,
e) sirenas,
f) fabulosos,
g) perros sueltos,
h) incluidos en esta clasificación,
i) que se agitan como locos,
j) innumerables,
k) dibujados con un pincel finísimo de pelo de camello,
l) etcétera,
m) que acaban de romper el jarrón,
n) que de lejos parecen moscas.1

Por lo que explica Foucault, la risa le vino, como a cualquier lector de esta taxonomía, por "la imposibilidad de pensar esto"; pero "el malestar cierto y difícil de vencer" se lo produjo el hecho de que esa taxonomía también revela "el límite de nuestro pensamiento", al volverse incapaz de entender que puede haber una cultura perspicaz y meticulosa como la china que ordena las cosas de otro modo.

'El idioma analítico de John Wilkins, Otras Inquisiciones, Emecé Editores, Buenos Aires, 1960, p. 142.

CAPÍTULO 1.-

La mente humana, nuestra mente, tiene una propensión natural a buscar regularidades y la capacidad básica de ordenar las cosas, según sean semejantes o diferentes; y "la ciencia, nuestra ciencia, empieza -según Bronowski (1978)- con la creencia de que el universo está ordenado o, mejor, de que puede ser ordenado por el hombre. Esta ordenación consiste en disponer las cosas según grupos, no de cosas idénticas, sino de cosas que parecen ser o comportarse de modo semejante" (pág. 65). Vista así, la ciencia sería un proceso de creación de nuevos conceptos que unificarían nuestra representación del universo.

Pero, se pregunta Foucault, ¿a partir de qué "tabla", según qué espacio de identidades, de semejanzas, de analogías, hemos tomado la costumbre de distribuir tantas cosas diferentes y parecidas?

Es aquí donde se presenta el problema central de nuestro interés: ¿surge el orden como una ley que hunde su positividad y se da en el interior de las cosas y lo captamos por una experiencia primaria y desnuda del mismo, o son los códigos fundamentales de cada cultura los que, por una historicidad profunda, rigen su lenguaje, sus esquemas perceptivos, sus cambios, sus técnicas, sus valores y la jerarquía de sus prácticas?

La cultura china, y la oriental en general, siempre han incluido al sujeto con sus valores e intereses en la apreciación del mundo exterior, en la construcción de la imagen de ese mundo. No le interesa tanto lo que son las cosas en sí, cuanto lo que son para uno. En japonés, por ejemplo, una persona no dice: esto es "bonito", sino "bonito-mí" (bonito para mí); es decir, se le añade el sufijo que especifica al perceptor, para quien es bonito. Si a la cita de la enciclopedia china le cambiamos la forma impersonal se dividen en (traducido con mentalidad occidental) por los percibimos como, veremos que cambian bastante las cosas, y no nos asombramos tanto. Es más, nos asombraremos, quizá, más de que nuestra ciencia haya ubicado a una ballena y a un ratón en la misma clase, y de que un tulipán y una cebolla pertenezcan no sólo a la misma clase, sino también al mismo orden y a la misma familia.

Por esto, del énfasis puesto en cada una de estas dos alternativas (mundo en sí o mundo percibido), se originará también una racionalidad diferente. A lo largo de este siglo, se puede constatar un movimiento casi ininterrumpido del énfasis puesto en la primera racionalidad, la clásica y positivista, hacia la segunda: más cultural, histórica, pospositivista, y la explicación básica de ello es que la "plena objetividad" es una ilusión.

Los conocimientos heredados a principios de nuestra era de la cultura universal y, sobre todo, de la civilización grecorromana, se duplicaron en occidente según la historia de la ciencia, hacia el año 1000; se volvieron a duplicar hacia 1750 e, igualmente, lo hicieron en los años 1900, 1950 y 1964, aproximadamente. De ahí en adelante, los plazos de duplicación se han ido acortando aún más: su crecimiento sigue una curva netamente exponencial.

Estos conocimientos, que representan las realidades del mundo actual, están constituidos por una extensa red interdependiente de ideas e imágenes que tienen como referentes: objetos, seres, actividades, procesos, órdenes abstractos, sucesos y relaciones. Contemplados desde la perspectiva de las "especializaciones", se ven ordenados; vistos, en cambio, desde una panorámica global, presentan contradicciones, desconcierto y hasta caos.

Por esto, no es nada infrecuente que, paradójicamente, una persona vaya a un hospital a contraer una enfermedad, que nuestros jóvenes vayan a los centros educacionales a deformarse o que llevemos nuestro automóvil al taller y nos echen "una broma".

Esta situación no es algo superficial, ni coyuntural; el problema es mucho más profundo y serio: su raíz llega hasta las estructuras lógicas de nuestra mente, hasta los procesos que sigue nuestra razón en el modo de conceptualizar y dar sentido a las realidades; por ello, este problema desafía nuestro modo de entender, reta nuestra lógica, reclama un alerta, pide mayor sensibilidad intelectual, exige una actitud crítica constante, y todo ello bajo la amenaza de dejar sin rumbo y sin sentido nuestros conocimientos considerados como los más seguros por ser "científicos".

El autor de esta obra ha tenido que enfrentarse con estos desafíos a lo largo de 25 años en cursos de posgrado, donde los estudiantes, con su actitud cuestionadora y aguda crítica, promovida y fomentada desde la cátedra, han pedido y buscado soluciones satisfactorias intelectualmente. De este modo, el contenido de esta obra viene a ser, en cierto modo, el fruto de esos encuentros académicos.

CAPÍTULO 2.-

La epistemología actual ha ido logrando una serie de metas que pueden formar ya un conjunto de postulados irrenunciables, como los siguientes: toda observación es relativa al punto de vista del observador (Einstein); toda observación se hace desde una teoría (Hanson); toda observación afecta al fenómeno observado (Heisenberg); no existen hechos, sólo interpretaciones (Nietzsche); estamos condenados al significado (Merleau-Ponty); ningún lenguaje consistente puede contener los medios necesarios para definir su propia semántica (Tarski); ninguna ciencia está capacitada para demostrar científicamente su propia base (Descartes); ningún sistema matemático puede probar los axiomas en que se basa (Gódel); la pregunta ¿qué es la ciencia? no tiene una respuesta científica (Morin). Estas ideas matrices conforman una plataforma y una base lógica conceptual para asentar todo proceso racional con pretensión "científica", pero coliden con los parámetros de la racionalidad científica clásica tradicional.

La demanda más sentida actualmente en nuestros medios académicos es una sólida unificación de nuestra postura epistemológica y sus correspondientes procedimientos metodológicos. La gran mayoría de los hombres de ciencia de cada disciplina fueron unificadores. Newton y Einstein fueron los supremos unificadores de la física: Newton reunió las leyes de Kepler sobre el movimiento de los planetas, la ley de la caída libre postulada por Galileo, las leyes de las mareas y lo que era conocido acerca de los movimientos de los cometas, y estableció una ley general en 1680: la ley de la gravitación universal (terrestre y celeste) que las abarcaba todas; Faraday y Ampére unificaron en la teoría electromagnética la electricidad y el magnetismo en 1830; Maxwell unificó éstos con la óptica y las radiaciones en 1878, y Einstein unificó todos los anteriores, por medio de la teoría general de la relatividad, en 1916; Niels Bohr, por su parte, también concibió su famosa teoría atómica en 1913, al hacer una síntesis de dos teorías preexistentes: la teoría atómica de Rutherford y la teoría cuántica de Max Planck, y creó así la imagen moderna del átomo. Los grandes triunfos de la física fueron triunfos de unificación,

Popper señala, igualmente, que la aspiración propia de un metafísico es reunir todos los aspectos verdaderos del mundo (y no solamente los científicos) en una imagen unificadora que le ilumine a él y a los demás y que pueda un día convertirse en parte de una imagen aún más amplia, una imagen mejor, más verdadera (1985, pág. 222).

El objetivo central de esta obra se orienta precisamente en esa dirección: trata de dar un aporte a la unificación o, mejor, establecer una base de relación directa y lógica entre una fundamentación epistemológica pospositivista y el método correspondiente de investigación, especialmente en lo que se refiere a las ciencias humanas.

Esto nos remite al concepto de ciencia. Aristóteles, y la tradición clásica, siempre identificaron la ciencia con su demostración: la ciencia valía tanto cuanto era capaz de probar. Einstein, en cambio, dice que la ciencia consiste en crear teorías, y Kant había expresado que la ciencia es un sistema o totalidad de conocimientos ordenados según principios (1786, v). Un análisis del proceso de la demostración, del de sistematización de los conocimientos y del proceso de la creación de una teoría, nos hará ver que estos tres procesos no son antagónicos, sino más bien complementarios; es decir, que Aristóteles, Einstein y Kant ponen el énfasis en tres momentos de un mismo proceso más amplio:

CAPITULO 3.-

el proceso de la imaginación de una teoría que enlaza y da sentido a un grupo de datos (Einstein), el proceso de su sistematización (Kant) y el proceso por medio del cual se trata de demostrar, a uno mismo o a otra persona, que esa imaginación es lógica y razonable (Aristóteles). Es conveniente añadir que estos procesos pueden darse en cualquier disciplina, ya sea, por ejemplo, física, biología, psicología, historia, filosofía, teología, etcétera, cada una según su propia naturaleza; por tanto, todas serían acreedoras de una cierta cientificidad, aunque este término deba usarse en forma analógica.

Cada uno de estos momentos merece de por sí un tratado completo. El proceso de la imaginación creadora de una teoría y la sistematicidad de sus conocimientos revela la dotación y la genialidad del investigador y, por nuestra parte, lo hemos ilustrado ampliamente en otras obras (Martínez, M., 1994a, cap. 6; 1996b, cap. 13). El proceso de demostración, en cambio, es como el corazón de la actividad investigativa y académica. En efecto, la historia de la ciencia es una historia de remplazos sucesivos de una explicación por otra. La ciencia clásica centró su atención en las explicaciones causales, y, con ello, redujo el concepto mismo de causa al simple determinismo mecánico; pero la causalidad real no es sólo lineal, sino también una complejidad organizada, y deberá abarcar un conjunto de causalidades diferentes en cuanto a su origen y carácter: determinismos, aleatoriedad, finalidad, generatividad, diferenciación, evolución, entropía negativa, improbabilidad, creatividad, circularidad, etcétera. Todo esto crea en los seres vivos un orden pasmoso (Bertalanffy) de organización, mantenimiento de cambio continuo, regulación, teleología, etcétera.

Aristóteles también nos señaló que "el ser nunca se da a sí mismo en su plenitud, sino sólo según ciertos aspectos o categorías". Por esto, toda disciplina representa sólo algunos aspectos de sus referentes, y, además, sólo de una manera hipotética, incompleta y simbólica; pero ésta y no otra es la única forma posible en que la teoría refiere objetos reales de la manera más objetiva y verdadera posible: ninguna teoría pinta o retrata directamente un sistema real, porque toda teoría se construye con conceptos, los cuales sólo refieren algunos aspectos, considerados relevantes, de las realidades verdaderamente existentes. Toda disciplina intenta representar la realidad, aunque tal representación no puede ser sino hipotética, indirecta y parcial, pues todo conocimiento humano es incierto, inexacto y limitado.

Así, la idea de un conocimiento científico absolutamente verdadero y definitivo, de una verdad absoluta, ha sido abandonada por casi todos los epistemólogos de las últimas décadas. Nuestra máxima aspiración en esta empresa será la de poder disminuir el margen de error mediante una crítica rigurosa y sistemática, utilizando todos los medios intelectuales a nuestro alcance, pero siempre conscientes de que el conocimiento así logrado será sólo una verdad provisional.

Si nuestra crítica ha sido realizada en todas las direcciones y a todos los niveles que la situación permite y, no obstante, la conclusión a que hemos llegado se mantiene en pie, podremos considerarla como una "verdad científica" del presente; es decir, que nuestra ciencia -como decía Kant- no es más que "el conocimiento logrado por medio de un procedimiento rigurosamente crítico y sistemático".

En efecto, los criterios de la ciencia establecidos y aceptados como tales no surgen de manera espontánea, sino que son el producto de investigadores que, como hombres, participan de un modo particular en el proceso ideológico, político y económico de una sociedad concreta; por tanto, su concepción del hombre y de la realidad está en íntima relación y, generalmente, condicionada o al menos influida por su ubicación particular en ese contexto específico. De ese modo, se hace necesaria una ciencia que sustente dicha estructura social. Ahora bien, una nueva estructura social genera, a su vez, una nueva praxis científica, una nueva praxis en el pensar y, por lo mismo, nuevos paradigmas epistemológicos.


CAPÍTULO 4

La estructura y naturaleza básica de la mentalidad lógica occidental se fundamenta en el paradigma racionalista que recibimos de los griegos. Los griegos pensaban que la estructura del pensamiento racional y la estructura de la realidad representada por él eran más similares que análogas. Entre ellos había una equivalencia adecuada (adaequatio). Por esto, el pensamiento griego, en general, confundió el mapa con el territorio, es decir, las palabras o conceptos con la realidad; así, manipulando el mapa pensaban manipular la realidad.

Wittgenstcin aclara, en cierto modo, todo esto con su analogía preferida del engranaje: lo que podría llamarse, explica él, la "legitimidad" o la "justificación" de un juego de lenguaje se basa en su integración con actividades vitales. Un lenguaje (un juego de lenguaje) es como un sistema de ruedas- Si estas ruedas engranan unas con otras y con la realidad, el lenguaje está justificado; pero aunque engranen unas con otras, si no engranan con la realidad, el lenguaje carece de base.

La teoría del conocimiento o filosofía de la nueva ciencia en que se apoyan, sobre todo, las ciencias humanas, rechazan el modelo especular, que considera al sujeto conocedor como un espejo y esencialmente pasivo, al estilo de la cámara fotográfica. Aceptan, en cambio, el modelo dialéctico, respaldado por toda la orientación pospositivista actual, que considera el conocimiento como el resultado de una dialéctica (de un diálogo) entre el sujeto (sus intereses, valores, creencias, etc.) y el objeto o fenómeno en estudio. No existirían, por consiguiente, conocimientos estrictamente objetivos, y esto implica la redefinición de muchos otros términos como, por ejemplo, lógica, verdad, verificación, significado, descubrimiento científico, variable, inferencia, generalización, causa y efecto, etcétera.

En síntesis, esta obra, partiendo de un análisis profundo y riguroso de los fundamentos de la ciencia (caps. 1 y 2), examinará las reglas del juego científico en su evolución histórica hasta constituir la nueva racionalidad (caps. 3 y 4), los nuevos desafíos epistemológicos que han aparecido en las últimas décadas y su impacto en la ciencia y el método (cap. 5), la estructura, implicaciones y alcances de los postulados fundamentales de la nueva racionalidad (cap. 6), la evolución y cambio de los modelos axiomáticos y la adopción de la lógica dialéctica y sus implicaciones metodológicas (cap. 7), la insuficiencia e inadecuación de los modelos matemáticos, tratando de darles el justo puesto instrumental y más apropiado que le corresponde, especialmente en su aplicación en las ciencias humanas (cap. 8), la impropiedad básica y funcional de las definiciones operacionales (fulcro en que se apoya la racionalidad clásica) (cap. 9), el contraste de los dos enfoques metodológicos que se originan de la racionalidad clásica y de la nueva ¡racionalidad, con un énfasis particular en el cualitativo (cap. 10), los criterios que se han revelado más adecuados para la superación del debate metodológico cualitativo/cuantitativo (cap. 11) y, finalmente, los criterios para la evaluación y aceptación de proyectos e investigaciones en las ciencias humanas (cap. 12). Se añade un ejemplo de investigación cualitativa para ilustrar prácticamente algunos puntos de lo señalado a lo largo de la obra (cap. 13).
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Del libro: LA NUEVA CIENCIA.