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Observación, comprensión y aprendizajes de la ciencia
 

A propósito del lanzamiento de los estándares básicos de competencias en Ciencias Naturales y Ciencias Sociales, diálogo y debate con cuatro destacados científicos colombianos: Eduardo Posada, presidente de la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia (ACAC); Moisés Wasserman, decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional; Margarita Garrido, profesora e investigadora de la Universidad de los Andes, y Jorge Orlando Melo, director de la Biblioteca Luis Ángel Arango. Publicado en: Altablero No. 30, junio-julio 2004

¿Cuál es la importancia del desarrollo de competencias científicas en los estudiantes colombianos? ¿Cómo pueden los maestros contribuir en la formación de científicos sociales y naturales? ¿Qué habilidades científicas debe desarrollar un estudiante?  

Revolución Educativa Al Tablero: ¿Por qué es importante el desarrollo de competencias científicas en los estudiantes colombianos?  

Eduardo Posada: La ciencia y la tecnología han sido esenciales en la construcción del mundo moderno y hacen parte fundamental de la cultura contemporánea. En Colombia, tanto las ciencias sociales como las naturales han tenido poco desarrollo, aún si nos comparamos con otros países de América Latina. El desarrollo de competencias científicas es importante, por una parte, para facilitar a los ciudadanos la comprensión de su entorno y por otra, para contribuir a aumentar la competitividad del sector productivo nacional.  

Jorge Orlando Melo: En una sociedad como la nuestra las formas de pensamiento irracional predominan con frecuencia sobre el pensamiento racional. Las personas deciden sobre temas que los afectan con base en criterios de autoridad, en el atractivo de las personas, en la seducción de las palabras. Los enfermos se dejan arrastrar al uso de medicinas no científicas, poniendo en riesgo su salud y sus vidas; los ciudadanos se dejan arrastrar por retóricas mesiánicas o por promesas sin bases; los políticos debaten las alternativas del país en términos de las personas. En la vida diaria, en la escuela, las formas de la discusión no se apoyan en la lógica científica, que trata de establecer mediante procedimientos rigurosos si algo es cierto. Frente a un dilema científico, tecnológico, práctico, las respuestas son emocionales, sin un esfuerzo por buscar la información relevante, sin tratar de tener los elementos de conocimiento que se requieren para resolver el problema.  

Los costos para una sociedad del dominio del pensamiento pre-científico son inmensos; el desarrollo técnico es más lento de lo que sería si predominara una mentalidad científica; el desarrollo económico, que depende en buena parte de la calidad de las decisiones empresariales, resulta más lento en este contexto. Por otra parte, el conocimiento científico avanzado es fuente de desarrollo económico y bienestar social. Los inventos y descubrimientos, los avances en las tecnologías de la computación, explican buena parte del aumento de la productividad humana reciente. Si llegáramos a convertirnos en importantes productores de ciencia, por supuesto, avanzaríamos muy rápido.  

Moisés Wasserman: El desarrollo de competencias científicas es importante hoy en día en cualquier país. El crecimiento de los conocimientos, casi en todas las áreas del pensamiento humano, es exponencial. Más aún en las áreas que tienen alguna dependencia con la tecnología -que hoy en día son casi todas-. Posiblemente en alguna época, hace no muchos años, la persona salía de la universidad con un bagaje de conocimientos, y con un “entrenamiento” que le permitía enfrentarse a su vida profesional adecuadamente. Hoy en día no es así. Cuando el graduando sale de la universidad, o muy poco después, sus conocimientos ya han sido en gran parte superados, y las técnicas que aprendió son obsoletas. No me refiero sólo a los graduandos en áreas de la ciencia. Un contador público ya no puede pensar en sus libros de papel y su estilógrafo, un arquitecto ya no dibuja los planos con tiralíneas. Por tanto, para permanecer activo y competitivo en su campo, el egresado debió haber adquirido competencias para cambiarse a sí mismo permanentemente. Debe ser capaz de detectar tempranamente los cambios significativos que se están dando y de encontrar autónomamente las fuentes que le permitan estudiarlos y apropiarlos. Esas son las competencias científicas. 

Margarita Garrido: Colombia, como todos los países de la región, enfrenta la necesidad de fortalecer las bases para un desarrollo económico sustentable. Para que esto sea posible, es indispensable la construcción de capacidades endógenas de producción, demanda y apropiación de conocimiento. La producción de conocimiento y la conversión de este en valor agregado fundamental de todas las decisiones que se tomen en las actividades públicas y privadas, creará una mayor demanda de capacidad científica, en un círculo virtuoso que produce un mercado científico y tecnológico y que, además, caracteriza a la sociedad del conocimiento. En nuestro país tenemos el reto específico de desarrollar ciencia y tecnología para una paz duradera, para la construcción de una sociedad que sepa dirimir los conflictos pacíficamente, que sea más justa y democrática, con menos violencia e inequidad. Pero, en general, el tema es inaplazable en un contexto globalizado donde el país o la región que no tenga capacidad endógena de producir conocimiento e innovación, no tiene capacidad de agregar mayor valor a sus productos y servicios, y puede quedar desconectado, precisamente en aquellos espacios en los que se esfuerza por conectarse. La capacidad endógena nos permitirá entonces dar soluciones a problemas locales y, con ello, ampliar nuestra capacidad de participar como socio competente de las comunidades científicas internacionales. La pertinencia local del conocimiento es condición de posibilidad para que la producción científica llegue a ser universal. Por ello, esta tarea es de toda la sociedad y muy especialmente del sistema educativo en todos sus niveles. Todos los estudiantes del país deben tener las posibilidades de desarrollar competencias científicas.  

Características y habilidades del pensar y hacer científico 

R.E.A.T: ¿Qué características tiene el pensamiento científico? 

M.W: Yo diría que el pensamiento científico consiste en un conjunto de metodologías que le permiten al individuo distinguir las premisas falsas, aunque ellas sean aparentemente verdaderas o provengan de una fuente de autoridad. Eso es suficiente. La ciencia, me atrevo a decirlo -aunque hoy en día en algunos círculos esta afirmación sea “políticamente incorrecta”- tiene como objeto la verdad. Es claro que ésta no se puede probar inequívocamente, pero sí es susceptible de una aproximación asintótica[1] usando los métodos científicos. Por otro lado, lo que sí se puede probar sin duda es la falsedad de una afirmación. El pensamiento científico por tanto constituye un acercamiento a la verdad por descarte de afirmaciones falsas. 

M.G: Tener un pensamiento científico no es algo prescrito sólo para algunos. El paradigma científico tradicional de una ciencia que produce verdades eternas, comprobables y replicables ha sido cuestionado. La ciencia es viva y dinámica, incompleta, en permanente cambio, en contexto, en diálogo e interlocución entre diversos saberes; permite la migración de paradigmas de una disciplina a otra; pregunta y liga los diferentes aspectos de la realidad, lo abstracto y lo concreto; es crítica, cuestiona las ideas espontáneas con el uso de conceptos, modelos y teorías; y es capaz de transformar las representaciones sociales y los procesos productivos. 

E. P: El pensamiento científico se origina en la curiosidad del ser humano para comprender su entorno; es fundamentalmente crítico y analítico pero, al mismo tiempo, desarrolla la creatividad y la capacidad de pensar de manera diferente. 

J.O.M: Las definiciones se prestan usualmente a debates muy finos que no conducen a mayores resultados. Pero, es evidente que el pensamiento científico es el que trata de comprender la realidad a partir de procedimientos rigurosos de observación, buscando explicar los diferentes fenómenos mediante evaluaciones precisas de causas y relaciones entre ellos. El pensamiento científico sólo usa argumentos demostrables racionalmente: renuncia a creer algo porque alguna autoridad lo sostenga, no acepta explicar nada con base en elementos misteriosos o indeterminados. La ciencia es limitada y sabe que hay cosas que desconoce, pero no acepta explicar irracionalmente lo desconocido. 

R.E.A.T: ¿Cuáles creen que son las principales habilidades científicas que debe desarrollar un estudiante?  

M. W: Para ejercer el pensamiento científico el estudiante debe ser imaginativo en sus propuestas de solución y riguroso en las pruebas a que las somete; ser capaz de localizar la literatura relevante a sus preocupaciones y entenderla adecuadamente, lo que incluye el dominio de lenguajes altamente formalizados como el matemático; y debe ser capaz de estimar los límites de credibilidad de la misma. Por supuesto, estas son las habilidades generales. Hay también habilidades específicas para cada área del conocimiento. 

M.G: Creo que la habilidad para formular preguntas es la principal. Implica habilidades para observar, analizar, relacionar lo concreto y lo abstracto, y comprender y sintetizar. Creo que una habilidad muy importante es la de trabajar desde distintas representaciones de la realidad, distintos lenguajes y distintos puntos de vista. Las habilidades para trabajar en equipo, argumentar, plantear disensos y construir consensos, y evitar la reducción de los problemas a una sola dimensión especializada del conocimiento.  

E. P: Dado que la información es hoy mucho más accesible que en el pasado, se debe desarrollar la capacidad crítica para utilizarla adecuadamente. Eso requiere, antes que todo, comprender los conceptos básicos de la ciencia y, sobre esa base, desarrollar el espíritu crítico y la creatividad. 

J.O.M: El estudiante debe desarrollar unas habilidades y capacidades muy elementales: Despertar la curiosidad, el afán de entender el mundo, de explicar; adquirir la disciplina para conocer lo mejor posible una disciplina: para leer literatura científica y comprenderla, para buscar información en los libros y la bibliotecas; desarrollar la capacidad de razonar, argumentar, hablar con claridad y precisión, distinguir los argumentos válidos de los sofismas, de los argumentos personales, de los recursos retóricos efectistas, de las palabras grandiosas; disciplinarse para observar y registrar las observaciones de la realidad sin sesgos ni prejuicios y en forma ordenada; ser capaz de abstraer los elementos críticos de un proceso y definir con precisión los problemas, de evaluar como se resuelven los problemas y como se comprueban las posibles explicaciones, y de proponer y buscar explicaciones sin prejuicios. 

Competencias científicas: aprendizajes y oportunidades 

R.E.A.T: ¿Cómo y por qué las habilidades científicas ayudan a desarrollar pensamiento concreto, abstracto y crítico?  

E.P: En las ciencias naturales se establecen, a partir de observaciones de la naturaleza y a través de un proceso de abstracción, modelos o teorías que, para ser válidos, deben ser sometidos a verificación experimental. Esto obliga necesariamente a formular planteamientos concretos y a analizar los datos de manera crítica.                  

M.G: Al enfrentarse a la formulación de una pregunta y a la solución de  problemas, el estudiante se verá obligado a pasar de ser oyente a ser lector; a buscar cómo otros han formulado esa pregunta y cuáles respuestas se han dado; a reconocer en la lectura determinaciones, estructuras, conceptos y aún intuiciones de los autores. En el análisis de preguntas y respuestas dadas aprenderá, entre otras muchas operaciones, a establecer relaciones entre lo concreto y lo abstracto, entre los hechos y los procesos, entre la permanencia y el cambio, entre la cantidad y la calidad, la acumulación y la duración, la intensidad y la densidad, los detalles y la síntesis. Aprenderá a observar desde diversas representaciones, paradigmas y lenguajes, a comparar, a descubrir similitudes y diferencias, paralelismos, simetrías y asimetrías, balances y desequilibrios. Con todo ello se formará un pensamiento crítico, la capacidad de preguntar y de responder siguiendo métodos de búsqueda que lo llevan a apropiarse del conocimiento, a argumentar y ser capaz de producir sus propias respuestas. 

J.O.M: El pensamiento científico realiza procesos muy drásticos de abstracción de la realidad. La matemática, la geometría, son ejemplos radicales de abstracción. La ciencia tiende a no mirar el objeto concreto, el aquí y el ahora de la gravedad, sino “la fuerza de gravedad”: mientras se refiera menos a individuos y más a reglas generales, más sólida es una ciencia. Sin embargo, el saber abstracto y general se aplica a hechos concretos. Las leyes de la mecánica son abstractas, el uso que les doy al calcular la trayectoria de una rama de árbol que voy a tumbar es una aplicación concreta.  Esta dialéctica de lo general y abstracto a lo particular y concreto y viceversa es esencial en la ciencia.  

La ciencia es en esencia pensamiento crítico, al menos en el sentido de que para la ciencia no hay saberes definitivos ni absolutos. Por supuesto, hay cosas que no se pondrán en duda más: la matemática elemental es un ejemplo, y nadie tratará de refutar la idea de que la Tierra es redonda. Pero la ciencia está siempre en la frontera de lo conocido: lo que importa al científico no es saber lo que se sabía, sino ver en qué punto puede mostrar que lo que se sabe es incorrecto, incompleto, inexacto. El científico se mueve por el afán de encontrar el error, de demostrar insuficiencias y equivocaciones en lo que sabemos. Por definición, es un pensamiento que critica lo que sabemos. Y por definición, se opone a la pretensión de cualquier institución de determinar, en temas donde no hay una demostración sólida, lo que hay que creer. Y por eso se opone a los criterios de autoridad, a la idea de que alguien sabe y alguien aprende: todos tienen la misma capacidad de razonar, y todo saber científico debe ser demostrable.  

Maestros retadores, saberes y ciencias 

R.E.A:T: ¿Cómo pueden los maestros orientar el desarrollo de estas competencias?  

J.O.M: En primer lugar, estimulando la curiosidad de los estudiantes a partir de los temas más atractivos del conocimiento científico. La ciencia está llena de temas interesantes, de sorpresas, de actividades atractivas. A unos jóvenes los pueden atraer los fractales o la geometría, a otros hacer una colección de mariposas o de piedras, a otros la lectura de libros de divulgación. El maestro debe ofrecer temas atractivos para despertar el afán de saber; en segundo lugar, estar al día, atento a los nuevos descubrimientos, leer las revistas de divulgación para mostrar, en forma viva, que la ciencia cambia todos los días. En tercer lugar, lograr que los estudiantes hagan proyectos científicos: de recolección sistemática de información, por ejemplo, el inventario de todas las plantas del colegio o la lista de todos los plásticos usados en la clase. Esta información debe ser confrontable con libros de referencia. En cuarto lugar, el maestro debe ser capaz de orientar a los estudiantes para encontrar respuestas a sus inquietudes: debe conocer las bibliotecas para guiar a los estudiantes en su búsqueda y saber usar los laboratorios para mostrar cómo se resuelven experimentalmente los problemas.   

E.P: La metodología para la investigación se aprende investigando y, por lo tanto, los maestros deben centrarse en el desarrollo de proyectos de investigación en los cuales esté claramente involucrada la metodología científica. Una tarea básica debe ser el desarrollo de la curiosidad, la creatividad y la confianza de los estudiantes en sí mismos. Dentro de ese marco es muy importante dar la oportunidad a los alumnos de fabricar objetos concretos o de llevar a cabo proyectos que produzcan resultados definidos. 

M.W: El maestro debe dejar de ser alguien que proporciona respuestas, para empezar a ser quien estimula preguntas. Es más importante mostrarles a los estudiantes los procesos por los cuáles se llegó a un conocimiento, que resumirles las conclusiones. Debe estimular la autonomía en el aprendizaje y la apropiación del conocimiento. 

M.G: Los maestros tienen un gran reto. El primer paso es asumir el salón de clase como un espacio de construcción social de conocimiento, y al maestro o la maestra como facilitadores, acompañantes de ese proceso. Desde una perspectiva más amplia, se trata de hacer de la escuela un espacio de investigación. Uno de los principios que empieza a ser aceptado es que el proceso de aprendizaje debe seguir los pasos del proceso de investigación y producción de conocimiento propios de la disciplina que se enseña, aunque sin encerrarse en ella. Un buen principio es la escogencia de temas centrales, que ofrezcan muchas posibilidades para preguntar, que sean relevantes para los alumnos en su contexto.  

El grupo de investigadores del Proyecto Cero de la Universidad de Harvard ha definido como Tópicos Generativos aquellos temas que involucran espirales de indagación, en los que un conjunto de respuestas llevan a preguntas más profundas, permitiendo conexiones entre el tópico y otras ideas y problemas. Ellos proponen unos criterios para la elección, por parte de los maestros, de estos Tópicos Generativos. Por ejemplo, que el tema de indagación escogido sea central para la disciplina; es decir, que esté vinculado a conceptos clave, a controversias perdurables y modalidades de indagación importantes; que sea accesible e interesante para los estudiantes, de acuerdo con su edad, contexto e intereses; que excite pasiones intelectuales del docente, su asombro y su compromiso intelectual; que se conecte con otros temas internos y externos de la disciplina, por estar de alguna manera relacionado con sus experiencias, y les permita trabajar en mapas conceptuales. 

Cambios desde el sistema 

R.E.A.T: ¿Qué cambios y transformaciones deberá implementar el sistema educativo para fortalecer el desarrollo de competencias científicas?  

J.O.M: Es necesario avanzar en una pedagogía más activa, en la que la observación y el experimento de laboratorio sean más importantes que oír una conferencia del profesor o aprenderse un manual. Hay que lograr que los estudiantes lean, en vez del manual,  libros diferentes para responder a sus inquietudes. Y esto supone que haya en la clase o en las bibliotecas cercanas, en vez de libros de textos, libros de ciencia, libros de divulgación, videos, materiales de referencia. El libro de texto debe reducirse a un papel muy secundario en la mayoría de las materias científicas. Y el laboratorio debe incrementar su papel en casi todos los campos científicos, para que el estudiante empiece a pensar como un científico, a darse cuenta de cómo se desarrolla el conocimiento. 

M.W: Por supuesto se necesitan currículos diferentes, más orientados a generar competencias que a transmitir información. Se necesita también una infraestructura que incluya bibliotecas y salas de cómputo con acceso a bases de datos. Se necesitan laboratorios y salidas guiadas a la naturaleza. Pero el cambio fundamental debe estar en los maestros. Es imposible transmitir una competencia científica para quien no la tiene. Se puede aprender de memoria una clasificación, repetirla y hacer que los estudiantes la repitan, pero no se puede aprender de memoria una comprensión del tema, ni una capacidad de intuir, ni una curiosidad. Es un proceso educativo que no puede desconocer el hecho de que debe incluir necesaria y principalmente una preparación diferente de los maestros. Esa transformación no va a ser posible sin una transformación paralela de sus condiciones de trabajo y de vida. Es posible que con los niveles actuales de inversión necesitemos 40 años de vagar por el desierto.  

E.P: Es imposible pensar en enseñar ciencias naturales sin contar con laboratorios adecuados y con talleres de electrónica, mecánica, etc. Es indispensable que los maestros sepan utilizar adecuadamente esa infraestructura. En ciencias sociales, aunque no se requiere una infraestructura como la anterior, sí es necesario que los estudiantes puedan desarrollar proyectos definidos. Considero que en la formación de maestros se deben involucrar las ideas antes enunciadas para que éstos adquieran la capacidad de desarrollar proyectos de investigación, tanto en ciencias naturales como en ciencias sociales. 

M.G: Me parece que la formación de docentes merece el mayor esfuerzo. Un buen docente es capaz de enseñar a investigar en diversas circunstancias. Es necesario ofrecerles oportunidades reales de reflexionar sobre su quehacer y de mejorar su formación. Es necesario que haya un ambiente institucional y un marco reglamentario adecuado, algunos recursos especialmente de tiempo y de estímulos, no sólo controles. 

Creo que el apoyo en la construcción de curriculum es muy importante. Las tecnologías de la información son útiles para dar ese apoyo al maestro y, de hecho, ya hay en el país algunos sitios de ese tipo. Debería haber muchos más. Todo ello debe ser propiciado por las instituciones. 

Nuestros sistemas de enseñanza tienden a realizar una disyunción entre las humanidades y las ciencias, y a encerrar el conocimiento en disciplinas que desintegran la realidad y la descontextualizan. Debemos superar, en la escuela y en la universidad, la explicación de algo exclusivamente dentro de los parámetros de una sola disciplina, para apuntar más bien a la comprensión profunda, más allá de la disciplina misma, y a la construcción de representaciones en diversos lenguajes, sin caer en un collage o yuxtaposición de temas de diversas disciplinas. 

Es más importante mostrarles a los estudiantes los procesos por los cuáles se llegó a un conocimiento, que resumirles las conclusiones.

Es necesario avanzar en una pedagogía más activa, en la que la observación y el experimento de laboratorio sean más importantes que oir una conferencia del profesor o aprenderse un manual. 

Es imposible transmitir una competencia científica para quien no la tiene. Se puede aprender de memoria una clasificación, repetirla y hacer que los estudiantes la repitan, pero no se puede aprender de memoria una comprensión del tema, ni una capacidad de intuir, ni una curiosidad. 

En la escuela y en la universidad debemos superar la explicación de algo exclusivamente dentro de los parámetros de una sola disciplina, para apuntar más bien a la comprensión profunda, más allá de la disciplina misma.


 

[1] Dícese de la curva que se acerca de continuo a una recta o a otra curva sin llegar nunca a encontrarla, Diccionario de la Lengua Española.

 
 

 

 

Derechos Reservados de Autor. Jorge Orlando Melo. Bogotá, Colombia.
Ultima actualización octubre 2016
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