Los programas educativos
pueden llevar al error de creer que la cultura científica no es parte de la
Cultura con mayúsculas. La ciencia, además de ser parte de nuestro patrimonio cultural, es también una forma de cultura. Si la comunicación
falla no es posible compartir el conocimiento. Es decir, el aprendizaje de la
cultura científica incluye, además de comprender y usar modelos y conceptos,
desarrollar las destrezas de comunicación.
Education programmes can lead to erroneously think that scientific
culture is not a part of the Culture in capital letters. Science, besides being
part of our cultural heritage, is
also a type of culture. If the
communication fails knowledge cannot be shared. That is to say, scientific
culture learning includes, besides understanding and using models and concepts,
developing communication skills.
¿Qué es la
cultura científica? ¿Cómo puede aprenderse? ¿Cuál es la mejor forma de
enseñarla? Aunque las respuestas a estas preguntas podrían variar según quien
las conteste, entre quienes nos dedicamos a investigar el aprendizaje de las
ciencias, se consideran como dimensiones de la cultura científica, entre otras:
·
en primer lugar, la capacidad de interpretar fenómenos naturales;
·
en segundo, la de comprender mensajes, informaciones, textos de contenido
científico y, en su caso, de producirlos,
·
y, en tercero, la de evaluar enunciados o conclusiones de acuerdo con los datos
o justificaciones que los apoyan.
Antes de preguntarnos cómo se aprenden y
se enseñan estas capacidades, conviene quizá referirnos al contexto español en
el que, en mi opinión, la ciencia no se considera parte de la cultura general
en el mismo sentido que las humanidades y las artes, contempladas como
patrimonio cultural de toda la población mientras que las ciencias se
consideran dominio de los especialistas.1 Podemos suponer que la mayoría
de las personas cultas en España reconocen «Nuestras vidas son los ríos / que van a dar a la mar / que es el morir» como un poema de Jorge Manrique
o identifican la silueta de una menina de Velázquez. Sin embargo, muchas de
ellas no distinguen un abedul de un olmo y llaman «mármol» al granito o al
gabro pulidos. Una médica, especialista en salud pública, explica así el
incremento de la resistencia a los insecticidas de los piojos y por qué
desaconseja las colonias: «Dejas poca
cantidad de insecticida en el pelo, de manera que el piojo, lejos de morir,
aprende y se hace resistente»,2 reproduciendo
interpretaciones lamarckistas, que atribuyen cambios biológicos a la
adquisición individual de resistencia, no a cambios de frecuencia en la
población por supervivencia de los resistentes.
¿Cómo está contemplado en los programas
educativos el aprendizaje de la cultura científica? Creo que la idea de que la
cultura científica no es parte de la Cultura con mayúsculas está implícita en
artículos y declaraciones que lamentan una supuesta preeminencia de la ciencia
y la tecnología en los programas educativos, cuando lo cierto es que un
análisis estadístico muestra que las ciencias han perdido peso: recordemos que
al implantarse la LGE en 1970 contaban en los dos primeros años de bachillerato
con 5 (en 1º BUP) y 4 (en 2º BUP) horas semanales, frente a las 4 + 3 (estas
últimas optativas) en el segundo ciclo de ESO actual, lo que equivale a una
considerable reducción que, sin embargo, no se ha visto acompañada del correspondiente
ajuste de los contenidos en los programas. Hay que aclarar que, para el
aprendizaje de las ciencias, es tan importante contar con suficiente número de
horas como que los programas permitan dedicar tiempo a desarrollar las
capacidades a las que nos hemos referido anteriormente. Aunque se puede
aprender de memoria la definición de selección natural o el principio de
Arquímedes, es necesario practicar con distintos ejemplos hasta ser capaz de
aplicarlos a diferentes situaciones. ¿Y aprender a manejar un microscopio, a
interpretar un mapa geológico o a determinar la concentración de una
disolución? Son cosas que se aprenden practicándolas, dedicando tiempo a
hacerlas más de una vez. Hay quien cree que los programas escolares deben ser
una lista interminable de conocimientos, pero la investigación ha mostrado hace
años que dar una lección sobre un tema no garantiza automáticamente su
aprendizaje si no se dedica tiempo a que los estudiantes pongan en práctica los
nuevos conocimientos.
¿Cómo puede aprenderse la cultura
científica?
La ciencia, además de ser parte de nuestro patrimonio cultural, es
también una forma de cultura. Si,
como se mantiene desde la perspectiva de la cognición situada,3 el
aprendizaje de un campo debe insertarse en la cultura de ese campo, el
aprendizaje de las ciencias estará vinculado a la inmersión en la cultura
científica. Decir que «la cognición está situada» significa que los
conocimientos no pueden abstraerse de las situaciones en las que se aprenden y
utilizan. Igual que un aprendiz en un taller mecánico aprende para qué sirven
las herramientas viendo cómo se usan y usándolas, inmerso en la cultura del
oficio, los recursos o herramientas (conocimientos, métodos de trabajo) propios
de la cultura científica deberían aprenderse por inmersión en un contexto
adecuado. Para comprender en profundidad conocimientos y herramientas hay que
usarlos. La cultura de la ciencia, como la de una profesión o la de un oficio,
es un conjunto de conocimientos teóricos y prácticos, teniendo en cuenta que en
este contexto el término prácticos no
se refiere únicamente a manipulaciones o manejo de instrumentos, sino también a
la movilización de conceptos y modelos, a familiarizarse, por ejemplo con los
métodos que tiene la ciencia para elegir entre varias teorías o hipótesis
alternativas la que se corresponde mejor con los datos o justificaciones
disponibles.
Sin embargo, lo que a veces se pide a los
estudiantes es que usen las herramientas de una disciplina sin que hayan
adoptado su cultura, y quizás ésta sea una de las razones de las dificultades
que experimentan para utilizar el conocimiento científico, para resolver
problemas siguiendo las formas de trabajo de las ciencias.
Desde la educación se han vuelto los ojos
a la sociología de la ciencia, en un intento por crear en las clases de
ciencias ambientes de aprendizaje que favorezcan esta inmersión en la cultura
científica. Latour y Woolgar4 han analizado la cultura de un
laboratorio de investigación en neuroendocrinología, como un antropólogo estudia
la cultura de los indígenas en un país distante. Uno de los aspectos puesto de
manifiesto en su estudio es la importancia de la comunicación, de las discusiones, conversaciones, comentarios
informales e informes escritos como procesos por los que los científicos y
científicas transforman datos, dando significado a sus observaciones. Aunque en
la mitología popular sobre la ciencia se cree que los datos son evidentes, que
«golpean» al observador casi físicamente, como la manzana de Newton, quizá sea
más adecuado considerar que un mismo dato puede ser interpretado de distintas
formas. La experiencia de Francesco Redi, en 1668, comparando lo ocurrido con
dos pedazos de carne, uno tapado con una gasa y otro destapado, con el
resultado de la aparición de cresas o larvas de mosca sólo en el segundo, es
considerada hoy día la primera refutación experimental de la generación
espontánea. No obstante, para el propio Redi, esto era una prueba de que los
insectos, y en concreto las moscas, se reproducían sexualmente y nacían de
huevos, pero siguió afirmando que los gusanos intestinales o las larvas
xilófagas surgían por sí mismos. La experimentación es importante, pero también
lo es la comunicación, el uso del lenguaje científico, la construcción de
nuevos significados.
Lo que muestran los estudios de Latour y
Woolgar, y de otros autores, es que los datos, los resultados de los
experimentos deben ser interpretados,
es decir, narrados de otra forma, antes de pasar a ser tratados como hechos por
la comunidad científica. Si la comunicación falla y la comunidad no se da por
enterada, los nuevos trabajos no pasan a formar parte del conocimiento
científico compartido. Así ocurrió, por ejemplo, con los mecanismos de la
herencia estudiados por Mendel, publicados en 1866 en una revista de no mucho
impacto e incomprendidos, quizás entre otras cosas por su novedoso tratamiento
estadístico de los datos.5 Debido a ello el desarrollo de la
genética se retrasó durante, al menos, 40 años.
En otras palabras, el aprendizaje de la
cultura científica incluye, además de comprender y usar modelos y conceptos,
desarrollar las destrezas de comunicación en relación con mensajes de contenido
científico, la capacidad de comprender y emitir mensajes científicos. Hay que
tener en cuenta que estos mensajes utilizan distintos lenguajes, además de
textos escritos (u orales), lenguajes específicos de las ciencias, sistemas de
símbolos como las curvas de nivel que representan el relieve en los mapas
topográficos, la formulación química, los vectores, o la notación genética
entre otros. A veces en el aprendizaje, tiene tanta importancia distinguir
entre el uso que se hace de un término en el lenguaje científico y en el
lenguaje cotidiano como aprender términos nuevos. Pensemos en lo que significan
en física fuerza o trabajo, y cómo usamos esas palabras a
diario; algo semejante ocurre con vivo,
respiración o mutante. Es importante prestar atención a los aspectos relacionados
con la comunicación y el lenguaje en la clase de ciencias, sin ellos la cultura
científica no será completa.
¿Cómo podemos enseñar la cultura
científica?
Esta pregunta también puede formularse
así: ¿podemos convertir las clases de ciencias en lugares donde el alumnado
experimente una inmersión en la cultura científica?
Quizás en primer lugar conviene aclarar
que esto, además de posible, es deseable. Es necesario aclararlo, ya que hay
quien piensa que no todas las personas necesitan una cultura científica, puesto
que sólo unas pocas se van a dedicar profesionalmente a la investigación o a enseñar
ciencias. Sin embargo, hay muchos lugares o situaciones donde se usa la ciencia
o se participa en ella, además de los laboratorios de investigación,6
lugares como el sistema judicial, las asociaciones ecologistas, de consumidores
o de apoyo a algunas enfermedades como el sida o la de Crohn. Por otra parte,
es difícil que la ciudadanía pueda participar en la toma de decisiones sobre
cuestiones como la energía nuclear, la clonación terapéutica o los organismos
transgénicos si no posee una cultura científica. Ciertamente, la cuestión de si
la formación en la cultura científica ha de ser dirigida a todos los
estudiantes o a unos pocos tiene consecuencias en el diseño de los itinerarios
educativos, pues si se segrega a una parte del alumnado a una edad temprana, se
les priva de la oportunidad de acceder a conocimientos necesarios en la
sociedad contemporánea.
En mi opinión, una forma de lograr la
inmersión en la cultura científica es transformar las clases de ciencias en lo
que Ann Brown ha llamado comunidades de
aprendizaje. En las comunidades de aprendizaje la responsabilidad de
aprender se comparte entre profesorado y alumnado y, un aspecto importante, el
trabajo del aula gira en torno a la resolución de problemas, sobre todo de los
llamados problemas auténticos. Es
decir, el propio diseño de las clases se corresponde con lo que es la esencia
del trabajo científico: resolver problemas de los que no se conoce la solución.
En este contexto se entiende por actividades o problemas auténticos los que
están enmarcados en la cultura científica, por oposición a problemas escolares
estereotipados que tienen poca relación con ella. Algunas características de
los problemas auténticos son:
Contexto: Están contextualizadas en
la vida real, en situaciones familiares (lo que no significa necesariamente
domésticas, pudiendo ser de otros países conocidas por los medios de
comunicación o la red), mejor que en un contexto abstracto. Lo importante es
que resulten relevantes para el alumnado, que perciba su utilidad para la vida.
Las actividades auténticas no tienen por qué ser verdaderas, aunque en algunos
casos se trata de problemas reales.
Apertura: Son, preferiblemente,
problemas abiertos, mal estructurados, como muchos problemas en la vida real, y
el proceso de resolución tiene tanta importancia como la solución final. Al ser
abiertos generan una variedad de respuestas posibles aún cuando, como ocurre
con muchos problemas de ciencias, tengan una sola. La apertura puede ser
entendida como variedad de soluciones o productos finales, lo que genera debate
entre los estudiantes, favoreciendo la justificación de cada opción, o como
diferentes procesos o caminos seguidos para su resolución.
Proceso de
resolución:
Es necesario poner en relación los datos disponibles con las posibles soluciones
(o hipótesis de causas); elegir unas o descartar otras en función de los datos
y justificaciones aportados, como ocurre en el trabajo científico.
Dos ejemplos de problemas auténticos,
experimentados en el proyecto RODA, llevados a cabo en la Universidad de
Santiago de Compostela, y financiados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología
(MCYT), son:
El tubo de
Budiño.7 Se informa a los alumnos a
través de una carta (supuesta) que la Consellería de Medio Ambiente solicita de
ellos un informe sobre la conveniencia o no de construir una red de colectores,
como parte del plan de saneamiento de las riberas del río Louro. En el caso de
que el informe sea negativo, debe proponerse una alternativa. Esta unidad se ha
llevado a cabo en 17 sesiones por parte de Cristina Pereiro con 38 alumnos de
3º de BUP nocturno (de edades comprendidas entre 16 a 21 años) en un Instituto
de Vigo, durante las clases de biología y geología. El problema de gestión
ambiental, que en este caso es real, además de auténtico, fue elegido porque el
plan de saneamiento presentaba tanto aspectos positivos, al estar el área muy
contaminada por residuos industriales y urbanos, como negativos, al implicar la
construcción de una red de más de 90 km de colectores de 2 m de diámetro que
cruzará una laguna y un humedal incluidos en la red Natura 2000, destruyendo
hábitats frágiles y raros donde viven, por ejemplo, algunas de las escasas
plantas insectívoras de Galicia. No tenía, por tanto, una respuesta obvia. Los
estudiantes, trabajando en seis equipos, realizaron una visita a la zona,
recogieron información de estudios de fauna y flora, y de los proyectos
oficiales y elaboraron sus informes, con conclusiones variadas, uno positivo, y
cinco proponiendo alternativas desde modificar el trazado de los colectores
para preservar la laguna, hasta situar las depuradoras junto a las fábricas,
para evitar canalizar el agua (lo que equivale a retirarla del humedal). En
conjunto, se comportaron como una comunidad de expertos, llegando a debatir sus
propuestas con el presidente de una asociación ecologista y con el ingeniero
autor del proyecto.
Al rescate del
U-201 Wolf.8 Se informa a los alumnos a través de una
noticia de periódico (simulada) de que el ayuntamiento convoca un concurso para
sacar a flote el submarino U-201 Wolf de la Segunda Guerra Mundial
hundido en la ría de Vigo. La tarea es construir un modelo de «submarino»,
hundirlo en una cubeta con agua y sacarlo a flote. Ha sido llevado a cabo por
Miguel Bernal con estudiantes de 4º de ESO. Como en el caso anterior, ya en la
primera sesión se aclara que es una simulación y que el concurso es ficticio,
aunque es cierto que el submarino está hundido en la ría.
En ambos casos, los conceptos científicos
necesarios para resolverlo, por ejemplo en el del submarino a flotación, son
parte del programa de ese nivel y se encuentran en los libros de texto, lo que
es diferente es el tratamiento en clase, la forma en que se implica a los
adolescentes en la resolución de un problema que pueden reconocer como parte de
la vida real.
Por desgracia, en el momento de redactar
este artículo desde Galicia, la marea negra provocada por el hundimiento del Prestige proporciona un gran número de
ejemplos de la relevancia de la cultura científica. Por citar sólo algunas de
las afirmaciones que tienen más directa relación con las ciencias: «El destino del fuel en el fondo del mar es
convertirse en adoquín»9 o «El
vicepresidente explicó también que los expertos consultados por el Gobierno
español coinciden en señalar que lo más probable es que el fuel que permanece
en las bodegas del barco hundido se haya solidificado y no salga a la
superficie».10
En relación con la segunda de estas
noticias se señalan la profundidad (3500 m) y la temperatura (2 ºC). Las
cuestiones implicadas son, en primer lugar, los cambios de estado físico y el
paso de líquido a sólido, y, en segundo, la flotación. Formulado como pregunta
sería: ¿es probable que el fuel se solidifique en el fondo del mar? ¿En caso de
que se solidifique, impediría esto que flotase hacia la superficie? Afirmar que
el fuel se va a solidificar a 2 ºC parece dar por supuesto que todas las
sustancias tienen un punto de fusión semejante al agua, cuando no es así. El
fuel del Erika, por ejemplo
solidifica a 46 ºC bajo cero y el del Prestige
debe hacerlo a una temperatura similar. Claro que difícilmente podría ser de
otra manera si pensamos que el fuel es utilizado como combustible por
rompehielos y otros vehículos que tienen que operar a temperaturas inferiores a
cero. Es fácil –al menos en Galicia, donde el fuel es ahora ubicuo y abundante–
tomar una muestra y meterla en el congelador para comprobar experimentalmente
que no se solidifica. Otra cosa es que su viscosidad cambie con la temperatura
y que si ésta es muy baja, dejase de fluir. En cuanto a la posibilidad de que
al solidificarse no flotase, no puede olvidarse que hay cuerpos sólidos que
flotan, pero la cuestión relevante en este caso es la densidad del fuel del Prestige, menor que la del agua dulce
(diferentes muestras dan valores alrededor de 0,995)11 y, por
supuesto, que el agua de mar, por lo que en cualquier caso flotaría sobre ella.
La realidad proporciona continuamente
ejemplos que permiten poner en juego en el aula los conocimientos y destrezas
que forman parte de la cultura científica. Partiendo de problemas relevantes,
que despierten el interés de los estudiantes, es posible activar en el aula
comunidades de aprendizaje, verdaderas comunidades de pensamiento. Es un camino
hacia una ciudadanía más culta, que pueda tomar decisiones informadas, que
tenga la capacidad de criticar las que no se apoyan en criterios científicos.
Agradecimientos
El proyecto RODA (RazonamientO, Debate,
Argumentación) está financiado por el MCYT y los fondos FEDER, código
BSO2002-04073-C02-02.
[1] Jiménez Aleixandre, M.P.
(coord.), Caamaño, A., Oñorbe, A., Pedrinaci, E. y De Pro, A.: Enseñar
Ciencias, Barcelona, Graó, 2003.
2 El País,
11.04.2000.
3 Brown J.S., Collins A. y Duguid P.: «Situated cognition and the
culture of learning», Educational
Researcher 1989; 18: 32-42.
4 Latour, B. y
Woolgar, S.: La vida en el laboratorio. La construcción
de los hechos científicos, Madrid, Alianza Universidad, 1995.
5 Jiménez
Aleixandre, M.P. y Fernández Pérez, J.: «El ‘desconocido’ artículo de Mendel y su empleo en
el aula», Enseñanza de las Ciencias
1987; 5: 239-246.
6 McGinn, M. y Roth ,W.-M.: «Preparing Students for competent scientific
practice: Implications of recent research in Science and Technology
Studies», Educational Researcher 1999; 28: 14-24.
7 Aznar V. y Pereiro C.: «Una consultora en 3º de BUP: ¿Construir
un colector?», Alambique 1999; 20:
29-36
8 Bernal M.,
Álvarez V. y Jiménez M.P.:
«Ao rescate do U-201 Wolf: unha experiencia no proxecto RODA», Boletín das Ciencias 1997; 32: 61-66.
9 Declaraciones de Arsenio Fernández de Mesa, delegado
del Gobierno en Galicia, publicadas en La Voz de Galicia, 19.11.2002.
10 O Correo Galego, 23.11.2002. (El
vicepresidente aludido es Mariano Rajoy.)
11 www.ifremer.fr/cedre.
Doctora en Biología por la Universidad Complutense de
Madrid (UCM), con una tesis sobre el aprendizaje de la selección natural que
mereció un premio nacional de investigación educativa (en su conjunto) en 1991
y el premio de investigación Xunta de Galicia, Ciencias Sociales (a una
publicación derivada de ella) en 1996. En la actualidad es profesora de
Didáctica de Ciencias y Educación Ambiental en la Universidade de Santiago de
Compostela (USC). Desde 1994 dirige un proyecto de investigación sobre el
discurso y la comunicación en las clases y laboratorios de ciencias. Forma
parte del consejo asesor de las principales revistas de didáctica de ciencias
internacionales y españolas, y ha pertenecido a los comités ejecutivos de las
asociaciones European Science Education Research Association (ESERA) e
International Union Biological Sciences (IUBS). Actualmente dirige un proyecto
sobre las noticias ambientales en la prensa gallega.