Procedimientos que conducen a ideas y concepciones relacionadas con la ciencia

Suele ser motivo de discusión de los didactas, si la construcción del saber producido en el campo de la ciencia, esta relacionado con la concepción que tiene el docente del saber respectivo, también es motivo de preocupación, las transformaciones que realiza sobre el saber a enseñar, ya que el docente al manejar el sistema didáctico, será quien haga la selección y tratamiento de los contenidos académicos, o saber enseñado, que indiscutiblemente son contenidos didácticos, que posibilitan al alumno como ser social. En atención a este planteamiento, el presente ensayo pretende analizar en profundidad el saber enseñado por el docente, tomando como punto referencial sus concepciones sobre la ciencia o disciplina, que transformará en saber enseñado, entendiendo éste como un escenario complejo conformado por diferentes saberes: los saberes de las disciplinas, los saberes profesionales (comprendiendo la ciencia de la educación y la pedagogía) y los saberes de la experiencia cotidiana y como asume el proceso de transposición didáctica.

La Ciencia estudia la Naturaleza. Es la respuesta a la enorme curiosidad mostrada por el hombre, desde la antigüedad más remota, en todas las civilizaciones del planeta, a conocer el entorno que le rodea, describir sus fenómenos y tratar de poner un orden y una explicación, a veces razonable, a veces exotérica, de todo lo que en ella observaba. Al principio de la civilización, se manifestaban todas estas observaciones mediante el arte (rupestre, megalítico...) y en los comportamientos religiosos y rituales, siendo los sacerdotes y magos los depositarios de estos saberes, guardados celosamente.
El origen de la ciencia como conocimiento racional de la naturaleza, es muy profundo en el tiempo y se confunde con otras actividades humanas como el arte, la agricultura, la religión, la tecnología primitiva, etc., pero la Ciencia como actividad sistemática de estudio racional del mundo natural y su consiguiente aprovechamiento en beneficio del hombre, comienza a desarrollarse en el s. XVII, alcanzando en la época actual un crecimiento espectacular.

  Las percepciones e interpretaciones de los fenómenos naturales están fuertemente condicionadas por las creencias personales y culturales. Por tanto, a la hora de construir una teoría que explique los fenómenos observados, es necesario dotarnos de unos criterios que tiendan a minimizar estas influencias subjetivas. Este conjunto de procedimientos es lo que se ha venido denominando método científico, el proceso por el que los científicos tratan de construir una representación correcta del mundo, entendiendo por correcta, que sea fiable, consistente y libre de cualquier arbitrariedad
Las diferentes fases del método científico, se fueron introduciendo a lo largo de muchos años de investigación, en el método de trabajo de científicos y experimentadores. La existencia de un método científico general se manifiesta en el s. XVII, con Francis Bacon y René Descartes, que defendieron procesos inductivos y deductivos respectivamente. Esta supeditación al método a utilizar fue superada por Galileo Galilei, que aporta al método científico sus componentes principales: proponer hipótesis y someterlas a comprobaciones experimentales, aunque nunca llegó a enunciarlo como tal y sólo se limitó a ponerlo en práctica.

El método científico se ha perfeccionado desde su origen adaptándose al progreso del trabajo científico. Otras muchas ramas del saber como las ciencias sociales y humanas han adoptado el método científico en su desarrollo, habiéndose convertido en un método universal.
Podemos considerar cuatro etapas fundamentales en el método científico:
1. Observación y descripción de un fenómeno o grupo de fenómenos.
2. Formulación de una hipótesis que explique el fenómeno,
3. Uso de las hipótesis para predecir la existencia de otros fenómenos o para predecir cuantitativamente los resultados de nuevas observaciones.
4. Realización de experimentos que permitan contrastar las predicciones

No obstante, no podemos hablar de un sólo método científico como forma de proceder en el campo de la ciencia, pues el proceso de descubrimientos científicos ha sido, en realidad muy variado. Sin embargo, sí podemos considerar el método científico expuesto anteriormente como un modelo en la forma de construir una teoría científica que engloba las dos características fundamentales de la tarea científica: la observación y la experimentación.
- Observación: El primer paso del método científico consiste simplemente en la observación de un fenómeno. Ésta ha de ser sistemática, de tal modo que podamos obtener la información adecuada que nos permita registrar los aspectos más relevantes de lo observado. Esto conduce a uno de los aspectos característicos de las ciencias experimentales: el proceso de medida. En consecuencia, debemos seleccionar aquellas magnitudes que sean relevantes en el fenómeno observado y que a su vez puedan ser medidas convenientemente y con suficiente precisión.
- Análisis e hipótesis: El siguiente paso consiste en buscar una relación entre dichas magnitudes. Seguidamente podemos elaborar alguna hipótesis que describa y tenga en cuenta la relación encontrada entre las magnitudes medidas. Estas hipótesis las usaremos para predecir los resultados en situaciones en las que no se han realizado medidas todavía.
- Experimentación: En las ciencias experimentales, los experimentos tienen la última palabra. Si estos no confirman las hipótesis de partida, éstas deben ser rechazadas o modificas. Por el contrario, si los experimentos corroboran una hipótesis, entonces puede ser considerada como una teoría o ley de la naturaleza. No obstante, si los resultados están en contradicción con las predicciones de una teoría bien establecida ésta deber ser descartada y no puede ser considerada como una descripción de la realidad. Ahora bien, la vieja teoría puede seguir siendo aplicada de dentro de un margen determinado de valores de algunos parámetros. Es el caso de las leyes de la mecánica clásica en el rango de velocidades mucho más pequeñas que la velocidad de la luz.
 

 

LOS GRANDES CAMBIOS: LAS REVOLUCIONES CIENTÍFICAS
Los mecanismos mediante los cuales se produce el crecimiento de la ciencia han sido objeto de estudio por parte de los historiadores de la ciencia. Una de las obras más influyentes en este campo es sin duda La estructura de las revoluciones científicas de Thomas S. Kuhn. Según este físico e historiador en el desarrollo de una ciencia es necesario distinguir entre períodos de ciencia normal y revoluciones científicas. Así, una disciplina científica atraviesa distintas etapas: la etapa pre-paradigmática, la etapa de ciencia normal, la aparición de la anomalía y la crisis, y el nacimiento y asimilación de un nuevo paradigma.

La etapa pre-paradigmática
Largo período de tiempo caracterizado por una investigación algo rudimentaria y sin una dirección clara. Varias escuelas de pensamiento compiten entre ellas, con concepciones fundamentalmente diferentes de los problemas básicos de la disciplina, los métodos que deberían ser usados para la resolución de los problemas y los problemas que han de ser resueltos. Cada científico se siente obligado a construir su propio campo de investigación desde el principio, siendo completamente libre de elegir las observaciones y experimentos que permitan sostener su teoría.
Un ejemplo de esta situación es el estado en el que se encontraba la óptica física desde la antigüedad hasta el s. XVII, especialmente en la descripción adecuada de la naturaleza de la luz. A falta de una opinión única aceptada y generalizada, muchas escuelas seguían las teorías epicúreas, aristotélicas o platónicas. Para algunos, la luz estaba compuesta de partículas que emanan de los cuerpos materiales, para otros, era una modificación del medio existente entre el objeto y el ojo; y otros la explicaban en términos de interacción entre el medio y una emanación del ojo.

La ciencia normal
Entre estas escuelas de pensamiento, puede surgir una que domine la disciplina. Los miembros de esta disciplina se reúnen alrededor de cierta escuela que es capaz de resolver muchos de los problemas propios de la materia y que plantea líneas claras de investigación futura. Se inicia así una etapa de ciencia normal.
La ciencia normal es la investigación basada en una o más realizaciones pasadas que alguna comunidad científica posterior reconoce, durante cierto tiempo, como fundamento para su práctica posterior. Es lo que Kuhn denomina paradigma. Así, la ciencia normal se caracteriza por la aprobación unánime de un paradigma particular por parte de los miembros de una determinada disciplina.
El concepto de paradigma engloba tanto a la teoría como a sus aplicaciones y los medios instrumentales necesarios para el desarrollo de la práctica científica. Un paradigma alcanza su status como tal si tiene más éxito que sus competidores para explicar un determinado problema o fenómeno no resuelto hasta el momento por la comunidad científica. No significa esto que el nuevo paradigma tenga un éxito completo o permita resolver satisfactoriamente todos los problemas relacionados: el objetivo de la ciencia normal es ampliar el campo de aplicación del paradigma intentando acoplar los hechos con las predicciones del mismo.

 Aparición de la anomalía y crisis
Los resultados de la ciencia normal contribuyen a aumentar el alcance y la precisión de la aplicación de un paradigma, pero no aspiran a elaborar nuevas teorías. Ahora bien, la investigación científica descubre continuamente fenómenos que no concuerdan con las teorías vigentes. Ante esta situación, los científicos intentan encontrar una solución dentro del marco del paradigma, buscando la solución del problema que se ha convertido en una anomalía.
Si el problema persiste y las soluciones propuestas no alcanzan la aceptación general, se llega a una crisis dentro de la disciplina, llevando al convencimiento general de que se debe proceder a la sustitución del paradigma. Esto conduce a la aparición de diferentes escuelas como las que caracterizan a las etapas pre-paradigmáticas que señalan el final del viejo paradigma. Un ejemplo de esta situación fue la dificultad de explicar mediante la teoría del flogisto el aumento de peso de ciertas sustancias cuando eran quemadas o calentadas.

Nacimiento y asimilación de un nuevo paradigma
Una de las aproximaciones que compiten para resolver una anomalía produce una solución que por su generalidad y perspectivas de investigación futura, produce un seguimiento amplio por la comunidad. Esta solución llega a convertirse en el nuevo paradigma.
Una revolución científica es un episodio de desarrollo no acumulativo que, procedente de una crisis, termina por sustituir un viejo paradigma por otro nuevo. Como en las revoluciones políticas, en las científicas se da como pre-requisito un sentimiento de malfuncionamiento que puede conducir a una crisis.
Aunque en un principio no todos los miembros de la comunidad científica se adhieran al nuevo paradigma, con el tiempo, éste es capaz de resolver tal cantidad de nuevos problemas que la mayoría acaban por aceptarlo.

LOS CIENTÍFICOS Y SUS CONDICIONAMIENTOS SOCIALES
La curiosidad, el deseo de saber sin ningún objetivo práctico, es lo que ha motivado la investigación científica desde sus inicios. Probablemente sea así aún en la actualidad, pero la relación entre ciencia y sociedad es bastante diferente hoy a la existente en el s. XVII. En el pasado había una separación temporal entre el descubrimiento y sus aplicaciones prácticas, existiendo además una diferencia clara entre científicos puros y aplicados. Para los científicos, el objetivo de la investigación era comprender las leyes de la naturaleza, y puesto que estas no se ven afectadas por las emociones y reacciones humanas, éstas no tienen cabida en la ciencia. Convencidos de que la ciencia no tenía nada que ver con la política y que no podían ser culpados de su mala utilización, les llevó a encerrarse en una especie de torre de marfil.
Hoy en día es difícil mantener esta visión idealista de la ciencia. En primer lugar porque la distinción entre investigación pura y aplicada es cada vez más difusa. Las aplicaciones son casi inmediatas, encontradas por los mismos investigadores y frecuentemente marcan sus líneas de trabajo. Por otra parte, cada vez son más los medios necesarios para poder abordar ciertas investigaciones, lo que genera dependencia de la administración pública o de entidades privadas con intereses muy particulares.

Ciencia, política y economía
La necesidad creciente de recursos materiales para desarrollar la investigación ha dado lugar a la gradual pérdida de autonomía y el aumento del grado de dependencia de los poderes públicos y los sectores económicos.
Los científicos compiten con otros grupos sociales para obtener recursos públicos y la administración debe justificar ante la ciudadanía el destino de estos recursos. Así, la dotación de recursos dependerá del atractivo político que despierte determinado campo de investigación y no del atractivo científico o la capacidad de los investigadores.
Por tanto, la imagen que la sociedad se forme de la ciencia es fundamental para el desarrollo de muchos campos científicos. La confrontación con creencias tradicionales religiosas o éticas, o aquellos campos de investigación asociados a tecnologías contaminantes se encontrarán con mayores dificultades políticas.
De ese modo, la escasez de recursos públicos ha provocado el acercamiento de los científicos a las fuentes privadas de financiación (la industria), lo que ha supuesto una disminución de la diferencia entre ciencia básica y aplicada con la consiguiente pérdida de libertad.
En resumen, la idea de separación entre la ciencia, la política y al economía corresponde a una visión idealizada de la ciencia y también probablemente a los deseos de los científicos, pero no responde a la realidad actual.

LAS ACTITUDES CIENTÍFICAS EN LA VIDA COTIDIANA
En la sociedad actual, la ciencia como fuente de conocimiento goza de un gran prestigio, no sólo por su poder para transformar las condiciones de vida del hombre, sino también en la medida que sus conceptos son absorbidos por la cultura general.
Hablamos de ethos de la ciencia para definir el conjunto de valores y reglas que se considera obligatorio para el hombre de ciencia. Obligatorias para la práctica científica, no sólo porque son eficientes, sino también porque se consideran correctas y buenas. Es decir, son prescripciones técnicas pero también morales.
Según Robert K. Merton, el ethos de la ciencia incluye cuatro imperativos: el universalismo, el comunismo, el desinterés y el escepticismo organizado. El universalismo es una expresión de la creencia de que la ciencia es independiente de fronteras, razas o credos. Una teoría científica es aceptada o rechazada independientemente de las características personales o sociales de su ponente. En palabras de Louis Pasteur, “el sabio tiene una patria, la ciencia no”.
El comunismo, en el sentido más extenso de propiedad común de bienes, es el segundo integrante del ethos de la ciencia. El avance de ésta no es el fruto de labores aisladas, sino de un trabajo colectivo de colaboración social. Las teorías y leyes no son de uso exclusivo de sus descubridores, todo a lo que pueden aspirar estos es al reconocimiento social por su aportación al conocimiento humano. Este carácter se pone de manifiesto en el reconocimiento al trabajo de generaciones pasadas, como queda reflejada en la frase atribuía a Newton: “si he visto más lejos es porque estaba subido sobre hombros de gigantes”.
El desinterés es otro elemento básico de la ciencia. Como hemos dicho, el científico solo puede aspirar a alcanzar el reconocimiento de la comunidad científica. Esto puede dar lugar a la aparición de procesos fraudulentos. Ahora bien, la necesaria verificabilidad de las teorías científicas y el descrédito al que pueden verse abocados aquellos científicos sin escrúpulos, hace que la existencia de fraudes en el mundo de la ciencia sea mucho menor que en otros campos o actividades sociales.
El último ingrediente del ethos científico es la actitud de escepticismo organizado. Es una obligación en el mundo científico no emitir un juicio hasta disponer de datos suficientes. Sólo aquellas propuestas con amplio apoyo consensual son seleccionadas. Esto es, la ciencia avanza mediante un proceso de selección crítica. Es precisamente este escepticismo lo que ha confrontado a la ciencia históricamente con otras instituciones, como la Iglesia. Como afirma R.K. Merton, la oposición a la ciencia parece asociarse a una aprensión difusa de que el escepticismo es una amenaza para la actual distribución de poder.
De lo visto anteriormente, podemos inferir algunas actitudes típicas del mundo de la ciencia, ligadas íntimamente al espíritu científico: respeto a la diversidad, honestidad, tolerancia, necesidad de libertad e independencia, predisposición al trabajo en grupo, objetividad, tenacidad, escepticismo y espíritu crítico.