Conocimiento Científico y Enseñanza de las Ciencias: Implicaciones Didácticas

A continuación, se presentan las preguntas clave que deben ser respondidas a partir de los contenidos de esta presentación, con el fin de consolidar la comprensión de los temas abordados:

Preguntas Clave para la Reflexión

• ¿Cuál es el significado de “alfabetización científica”?
  • ¿Cuáles son las principales características de una persona alfabetizada científicamente?
  • ¿Qué relación existe entre la comprensión de la naturaleza de la ciencia y la alfabetización científica?
• Reflexione sobre algunas repercusiones del conocimiento científico en la vida de los ciudadanos, considerando cómo afectan al bienestar y a la calidad de vida.
• ¿Por qué es adecuado enseñar ciencias mediante la resolución de problemas?
  • ¿Es importante la conexión con fenómenos, necesidades e intereses próximos a los estudiantes?
• ¿En qué consiste y cómo debe realizarse la “transposición didáctica”? ¿Qué relación tiene con el conocimiento didáctico del contenido?

Necesidad de la Enseñanza de las Ciencias

El ser humano tiene la necesidad intrínseca de comprender su entorno para controlarlo, ya sea por mera satisfacción intelectual, para responder a las preguntas fundamentales sobre la existencia humana o para resolver las situaciones de su vida cotidiana.

En los dos últimos siglos, la evolución del conocimiento científico y su aprovechamiento a través de la tecnología han revolucionado la sociedad. Actualmente, la interdependencia entre ciencia y sociedad exige la participación activa del ciudadano en la toma de decisiones sobre numerosos temas de relevancia, como la clonación, los alimentos transgénicos, los recursos energéticos o la salud, entre otros.

Esta participación informada requiere una alfabetización científica de todos los ciudadanos, fundamental para que sus decisiones en asuntos relacionados con la ciencia sean adecuadas y responsables.

Sobre el Concepto de Alfabetización Científica

Según Furió y Vilches (1997), la alfabetización científica significará que “la gran mayoría de la población dispondrá de los conocimientos científicos y tecnológicos necesarios para desenvolverse en la vida diaria, ayudar a resolver los problemas y necesidades de salud y supervivencia básicos, tomar conciencia de las complejas relaciones entre ciencia y sociedad y, en definitiva, considerar la ciencia como parte de la cultura de nuestro tiempo”.

Sabariego y Manzanares (2006) complementan esta visión, afirmando que la alfabetización científica “debe ser concebida como un proceso de ‘investigación orientada’ que, superando el reduccionismo conceptual, permita a los alumnos participar en la aventura científica de enfrentarse a problemas relevantes y (re)construir los conocimientos científicos, que habitualmente la enseñanza transmite ya elaborados, lo que favorece el aprendizaje más eficiente y significativo”.

La NSTA (National Science Teachers Association, 1982) definió a una persona alfabetizada científicamente como “aquella capaz de comprender que la sociedad controla la ciencia y la tecnología, que usa conceptos científicos, habilidades procedimentales y valores en la toma de decisiones diaria, que reconoce las limitaciones así como las utilidades de la ciencia y la tecnología en la mejora del bienestar humano, que conoce los principales conceptos, hipótesis y teorías de la ciencia y es capaz de usarlos, que diferencia entre evidencia científica y opinión personal, que tiene una rica visión del mundo como consecuencia de la educación científica, y que conoce las fuentes fiables de información científica y tecnológica y utiliza fuentes en el proceso de toma de decisiones” (Sabariego y Manzanares, 2006).

La Naturaleza de la Ciencia (NdC) y su Relevancia

Como se ha señalado previamente, la ciencia no es un conocimiento neutro, estático y ajeno a los ciudadanos ni a la sociedad en la que se desarrolla.

Con frecuencia, se tiene una visión distorsionada de la investigación científica, especialmente cuando se entiende el “método científico” como un conjunto fijo y secuencial de pasos que todos los científicos siguen al intentar responder a preguntas científicas.

No podremos comprender el significado de dichos conceptos, leyes y teorías, ni valorar su alcance, si ignoramos los procesos metodológicos, la forma de actuar y de pensar que los hicieron posibles.

El desarrollo y los resultados de la investigación científica afectan directamente al estilo y calidad de vida, al bienestar, a la conservación y degradación del medio ambiente, y al desarrollo tecnológico, entre otros aspectos.

Importancia de la Comprensión de la Actividad Científica

Todas las investigaciones indican que la comprensión de la actividad científica por parte de los docentes es una condición necesaria, aunque no suficiente, para una enseñanza de las ciencias realmente eficiente.

El término “naturaleza de la ciencia” (NdC) se ha defendido como un objetivo importante de la enseñanza de las ciencias desde hace mucho tiempo.

También es necesario que los estudiantes comprendan la visión contemporánea de la investigación científica, donde las preguntas guían la búsqueda de soluciones y estas varían ampliamente dentro y entre las disciplinas científicas.

Objetivos de la Enseñanza de las Ciencias

Entre los objetivos fundamentales de la enseñanza de las ciencias, destacan los siguientes:

• La alfabetización científica de los ciudadanos.
• El conocimiento de la naturaleza de la ciencia (NdC), que implica su inserción en los currículos de ciencias:
  • Comprensión de que la ciencia es un hecho cultural dinámico que evoluciona.
  • Mejora de la imagen de la ciencia (mayor acercamiento y comprensión por parte de las personas).
• Aprender a pensar científicamente.
• La comprensión de que la ciencia no es solo contenido o conceptos, sino que estos se soportan y se relacionan con procedimientos y actitudes.

¿Por qué es tan importante la NdC para el currículo de ciencias?

Acevedo (2008) responde a esta pregunta de acuerdo con las razones apuntadas por Driver et al. (1996):

• Utilitarista: La comprensión de la NdC es un requisito para tener cierta idea de la ciencia y manejar objetos y procesos tecnológicos de la vida cotidiana.
• Democrática: La comprensión de la NdC es necesaria para analizar y tomar decisiones bien informadas en cuestiones tecnocientíficas con interés social.
• Cultural: La comprensión de la NdC es necesaria para apreciar el valor de la ciencia como un elemento importante de la cultura contemporánea.
• Axiológica: La comprensión de la NdC ayuda a entender mejor las normas y valores de la comunidad científica que contienen compromisos éticos con un valor general para la sociedad.
• Docente: La comprensión de la NdC facilita el aprendizaje de los contenidos de las materias científicas y el consiguiente cambio conceptual.

La Ciencia Escolar vs. la Ciencia de los Científicos

La “ciencia escolar” está supeditada a las reflexiones y decisiones que tomemos en función de nuestras creencias, conocimientos, intenciones educativas y nuestra formación como profesores.

No debe confundirse la ciencia de los científicos con la ciencia escolar. La mitificación del saber científico es consecuencia de la visión distorsionada que se suele transmitir de la ciencia, de los científicos y de su trabajo.

Se supone que los científicos tienen una preparación especializada y han experimentado un gran desarrollo de sus capacidades intelectuales; el alumnado, por su parte, está desarrollándose pero todavía tiene importantes limitaciones cognitivas.

¿Qué Ciencia Enseñar?

El profesorado juega un papel determinante en la selección de contenidos que realiza en las clases de ciencias, lo que implica que se impartan unos conocimientos pero también que no se impartan otros.

El contenido de ciencias que se desarrolle en el aula debe estar conectado con hechos y fenómenos próximos al estudiante, con sus intereses, con sus necesidades, etc. El alumnado solo aprende lo que comprende, ve útil y es capaz de procesar y transferir a otras situaciones.

Por ejemplo, hemos visto que la ciencia se basa en la resolución de problemas: si queremos ser coherentes con su forma de construir conocimientos, necesitamos partir de interrogantes o cuestiones que queramos resolver, no de «listas de conocimientos». Los problemas no se plantean solo para resolverlos, sino para desarrollarlos y darles sentido y utilidad.

Enseñar y Aprender Ciencias en Primaria

Aprender ciencias implica empezar a cambiar la manera de ver los fenómenos, la manera de razonar sobre ellos y la forma de compartir e intercambiar conocimientos y sensaciones con los demás.

Es favorecer que los estudiantes encuentren las explicaciones más ajustadas sobre los fenómenos y objetos naturales que están a su alrededor o que de algún modo les resultan próximos o interesantes.

Para la reflexión pedagógica:

• ¿Qué contenidos de la ciencia que nos enseñaron hemos utilizado en la vida cotidiana?
• ¿Cuáles nos han hecho mejores ciudadanos?
• ¿Cuáles han favorecido el desarrollo de hábitos adecuados?
• ¿Cuáles despertaron nuestra curiosidad para seguir aprendiendo ciencias?

Ciencia para Enseñar: Transposición Didáctica

En una situación de enseñanza y aprendizaje, la ciencia que el profesor trata en el aula es diferente de la del científico. Es el resultado de un proceso, no siempre explícito, de reelaboración del conocimiento de los expertos.

Los contenidos de un campo específico del conocimiento y su estructura tienen que ser transformados y adaptados para la enseñanza; este proceso es lo que se denomina “transposición didáctica”.

Ciencia para Enseñar: Conocimiento Didáctico del Contenido

El conocimiento didáctico del contenido implica que los contenidos no solo tienen que ser simplificados (con el fin de hacerlos accesibles para los estudiantes), sino que:

• También tienen que ser enriquecidos al ubicarlos en contextos que tengan sentido para los estudiantes.
• Además, hay que tener en cuenta los propósitos de la enseñanza y las características cognitivas y afectivas de los estudiantes.

Es necesario que el maestro conozca la estructura de la ciencia para que pueda identificar las dificultades que los alumnos pueden tener con ese conocimiento. Esto también le ayuda a la hora de tomar decisiones sobre el desarrollo del currículo y sobre los contenidos que se van a trabajar.

Además, deberá tomar decisiones sobre el ambiente de enseñanza-aprendizaje más adecuado para el alumno en función de las características del conocimiento y del desarrollo cognitivo de los alumnos.

Es crucial conocer las teorías de aprendizaje más relevantes para elegir la metodología de enseñanza-aprendizaje más adecuada en cada circunstancia.

Estrategias de Integración de la NdC en el Currículo Escolar

Acevedo y García-Carmona (2016) proponen las siguientes estrategias habituales para la integración de la Naturaleza de la Ciencia (NdC) en el currículo escolar:

• En indagaciones científicas escolares: planteando cuestiones que hagan reflexionar a los estudiantes sobre el sentido y la adecuación del procedimiento experimental usado para responder a la pregunta formulada.
• Mediante el análisis de casos actuales de sociología de la ciencia: analizando pruebas contrarias en cuestiones científicas actuales o cuestiones socio-científicas controvertidas, tales como el cambio climático, las células madre, etc.
• Usando la historia de la ciencia: permite conocer las relaciones entre ciencia y sociedad de cada época.
• Mediante el uso de recursos como la lectura crítica y reflexiva de noticias científicas de los medios de comunicación.