Читать книгу: «Enseñar evolución y genética para la alfabetización científica », страница 6

Para ello, se trabajó utilizando la Brújula de Diseño para Mejorar la Vida (Figura 3.2), desarrollado por INDEX12 bajo la metodología de Design Thinking (Stenlev y Boegeskov, 2016), la cual fue adaptada al contexto y a los tiempos disponibles.

Figura 3.2 Brújula de Diseño para mejorar la vida (Modificado de Stenlev y Boegeskov, 2016).

La primera fase de la Brújula —Preparar— tuvo por objetivo identificar, seleccionar y concretar el desafío que los estudiantes iban a abordar. Considerando las relaciones entre alfabetización científica, naturaleza de la ciencia y la cultura de la paz, se propuso a los estudiantes trabajar alguno de los siguientes cuatro “desafíos preliminares”. En negrita, se señalan las grandes ideas acerca de la ciencia y la educación en ciencias que están involucradas:

1 Les hago ver a mis (futuros) estudiantes, que la Ciencia y la Tecnología son un eje de desarrollo de la sociedad.

2 Les hago ver a mis (futuros) estudiantes que la Ciencia y la Tecnología tienen un papel importante en disminuir la violencia y fomentar la cultura de la paz.

3 A través de la educación en ciencias, promuevo en mis (futuros) estudiantes la idea de la Educación en Ciencia como herramienta para mejorar su/nuestra calidad de vida.

4 A través de la educación en ciencias, les hago ver a mis (futuros) estudiantes que la Ciencia está presente en la vida cotidiana y que el tener conocimiento científico no solo es una necesidad, sino también un derecho de todos

En torno a sus intereses, los estudiantes formaron cuatro grupos, cada uno de los cuales abordó uno de los desafíos. Luego, cada grupo realizó una lluvia de ideas escribiendo en papeles las preguntas, afirmaciones o conceptos que emergieran en relación con el desafío escogido. Estos papeles se expusieron en el suelo, y las ideas expresadas en ellos se categorizaron, se ordenaron, se discutieron y se resumieron en un mapa conceptual.

Cada grupo puso un nombre a su actividad. De modo de ilustrar lo realizado, se muestra como ejemplo lo desarrollado por el grupo que abordó el desafío n° 2, cuya actividad se nominó “La Ciencia de la Sequía”.

Una vez elaborados los mapas, se instó a los estudiantes a formular un desafío más específico, que pudiese ser abordado a través del diseño de una experiencia de aprendizaje contextualizada.

En el caso del grupo que eligió el desafío N° 2, la discusión derivó en que a menudo la Ciencia es vista como algo negativo, sin visualizar que el desarrollo científico podría ayudar a la resolución de conflictos a través de la mejora de la calidad de vida. No obstante, también se generó la discusión acerca de que la ciencia no siempre es neutral, y con frecuencia está cruzada por intereses económicos o políticos, que no siempre coinciden con buscar el bien común. Bajo este contexto, surgió la idea de abordar el problema del agua en Chile. Este tema posibilitaría la visualización de un conflicto real y, a la vez, podría mostrar el potencial rol de la ciencia para resolverlo, siempre y cuando el desarrollo científico-tecnológico tuviera como objetivo el bien común, y no los intereses de individuos particulares.

Luego de formulado el desafío específico, se pasó a la segunda fase de la Brújula —Percibir—, que tuvo como objetivo identificar qué sabemos y qué necesitamos saber. En una primera instancia, y teniendo a la vista su desafío, cada grupo respondió las siguientes preguntas: ¿Qué sabemos? ¿Qué creemos que sabemos? ¿Qué necesitamos saber? ¿A quién le podemos preguntar? ¿Dónde podemos buscar información? Otras preguntas orientadoras fueron: ¿Qué tema o concepto vamos a usar de “escenario” para desarrollar el desafío? ¿Qué se debe considerar en el diseño de la actividad para contribuir a la generación de un cambio conceptual y social? ¿Cuáles podrían ser posibles concepciones alternativas que dificulten el aprendizaje? ¿Cómo puedo “desafiar” a esas concepciones? De allí surgió la necesidad de saber más acerca del “usuario”. Dado que la experiencia de aprendizaje estaría dirigida a los estudiantes de primer año de la carrera, era necesario conocer más acerca de ellos. Para eso, cada grupo generó un conjunto de preguntas que permitieran exponer las concepciones previas que los estudiantes de primer año tenían acerca de los temas a abordar. Dichas preguntas se formularon por escrito y las respuestas fueron utilizadas en la siguiente fase. En el caso del grupo La Ciencia de la Sequía, las preguntas que se formularon a los estudiantes de primer año fueron: (a) Explica en un esquema el ciclo del agua; (b) ¿Cuál es el rol que cumple la ciencia para la sociedad? (c) ¿Crees que la ciencia es objetiva? ¿Tiene intereses económicos?

Figura 3.3 Ejemplo de mapa para el desafío N° 2. “Les hago ver a mis (futuros) estudiantes que la Ciencia y la Tecnología tienen un papel importante en disminuir la violencia y fomentar la cultura de la paz.

La tercera fase de la Brújula —Prototipar— consistió en diseñar la experiencia de aprendizaje propiamente tal. Los grupos debían considerar el análisis realizado a las respuestas de los estudiantes de primer año, y basarse, para el diseño, en el ciclo del aprendizaje propuesto por Sanmartí (2000), el cual considera las siguientes etapas: (a) Exploración o explicitación de concepciones alternativas; (b) Introducción de nuevos puntos de vista, (c) Formalización o síntesis; (d) Aplicación o generalización. Cada experiencia de aprendizaje estaba pensada para durar aproximadamente una hora, y en ella participarían entre siete y diez estudiantes de primer año. En el caso del grupo La Ciencia de la Sequía, la experiencia de aprendizaje consistió en las siguientes etapas:

 Exploración: Se muestra el video “Secos” (disponible en Internet: https://www.youtube.com/watch?time_continue=81&v=-buvEOEBnsQ), realizado por varios actores y actrices chilenas, que evidencia el problema del agua en Chile. Como se describió previamente, ya se había realizado una consulta a los estudiantes respecto de sus ideas sobre el agua y la neutralidad (o no) de la ciencia.

 Introducción de nuevos puntos de vista: A continuación, se pide a los estudiantes que imaginen estar en situación de crear un proyecto para dar solución al conflicto del agua en Chile. Se les indica que no hay límite de financiamiento. Esta actividad se llamó “Farkas”13, puesto que este personaje financiaría el proyecto. Posteriormente, se les sitúa en otro escenario, tanto político como económico, preguntándoles qué cambiarían de su proyecto si quienes lo financian quisieran venderlo o exportarlo a otros países. Esto, con el objetivo de poner en jaque sus concepciones alternativas respecto a que la ciencia es “neutra”, y hacerles ver que finalmente lo que se investiga depende también de los intereses de quienes financian la investigación.

 Síntesis: Se realizan preguntas en relación con la neutralidad (o no) de la ciencia, y si esta está ligada a fines económicos o políticos, y a otros factores que la puedan influir. Con ello, se espera llegar con los estudiantes a la conclusión de que la ciencia no siempre es neutral.

 Aplicación: A continuación, se les presenta un nuevo caso, el cual no tiene relación alguna con el problema del agua. Este caso consiste en una noticia actual y controversial. Específicamente, se les muestra una noticia sobre gemelas modificadas genéticamente. A partir del análisis de este caso, los estudiantes deben aplicar los conceptos aprendidos, y discutir respecto a que la Ciencia está influida por intereses económicos, políticos, entre otros.

La cuarta fase de la Brújula —Producir— implicó la realización de la actividad. Esta se llevó a cabo simultáneamente en cuatro salas (una por grupo), y resultó muy interesante para los estudiantes, tanto de primer como de segundo año, dado que pocas veces habían tenido la posibilidad de discutir ideas acerca de la ciencia, y las maneras en que esta se relaciona con aspectos sociales, económicos, políticos o éticos.

3. Conclusión

Queremos concluir este capítulo enfatizando, desde las experiencias presentadas, la posibilidad que entregan las grandes ideas de la ciencia, tanto en términos de su naturaleza como de su construcción. En términos de su naturaleza, quisiéramos enfatizar la relevancia de mezclar las grandes ideas y el espacio/contexto local, como lo que propone Delia, cuando utiliza el humedal o genera un aprendizaje situado desde las observaciones de sus estudiantes sobre su contexto cercano a la escuela. Esta mezcla, de las grandes ideas y el contexto local, pensamos que podría contribuir directamente a la anhelada alfabetización científica de la población, por cuanto acerca la ciencia a la experiencia de los estudiantes. En este mismo sentido, en la segunda experiencia, se releva la importancia de agregar a las ideas acerca de la ciencia lo que tiene que ver con cómo la ciencia incide en cuestiones políticas, económicas y sociales. Nos parece interesante destacar, respecto de la naturaleza de las grandes ideas, la posibilidad de considerarlas en un nivel transversal, esto es, en diferentes niveles, ya sea en formación continua, práctica en el aula, o formación inicial. Dicho de otra manera, y pensando en que las grandes ideas han de co-construirse con los estudiantes, podríamos pensar en que estudiantes de básica, estudiantes de universidad y docentes en ejercicio, pueden trabajar las grandes ideas integradamente. De esa forma, las grandes ideas pueden considerarse un constructo que es “vacío” (empty signifier), porque permite el “llenado” de distintas conceptualizaciones. Tiene forma, pero no es prescriptivo, sino que, como principio general, indica cierto patrón que permite un desarrollo y no una limitación.

En cuanto a la construcción de las grandes ideas, nos parece importante destacar que, si bien existe un constructo desde la literatura —como lo propuesto por Harlen y colaboradores—, es vital considerar además las prácticas de los profes en una lógica híbrida de construcción de conocimiento. Pensamos que de esa manera se rescata mayor diversidad de experiencias, lo que aporta un aprendizaje más situado. Por último, las grandes ideas pueden ser consideras como un vehículo co-construido (academia, profesores en formación y ejercicio, estudiantes) que transporta estas ideas no solo de la ciencia, sino que también acerca de la ciencia y su relación con la sociedad.

Agradecimientos

Agradecemos la generosidad de la profesora Delia Cisternas y de los profesores en formación Catalina Cañete, Daniel Galaz, Eyleen González y Javiera Pino por compartir con nosotras sus ideas y permitir compartirlas con ustedes a través de este capítulo. Asimismo, agradecemos a los estudiantes de Delia, y a los estudiantes de primer y segundo año de la Carrera de Pedagogía en Biología y Ciencias Naturales 2019, por permitirnos aprender de sus experiencias.

4. Referencias

Boqué Torrermorell, M., Pañellas Valls, M., Alguacil de Nicolás, M. y García Raga, L. (2014). La cultura de paz en la educación para la ciudadanía y los derechos humanos en los libros de texto de educación primaria. Perfiles Educativos, 36 (146), 80-97.

Bravo, P., Astudillo, P., Cisternas, D. y Flores, R. (2019). Una profesora de kínder, una profesora de 4° y un profesor de 6° entran a una escuela: enseñando con grandes ideas de la ciencia. Perspectiva Educacional, 58(1), 49-68. doi: 10.4151/07189729-Vol.58-Iss.1-Art.822.

Chalmers, C., Carter, M., Cooper, T. y Nason, R. (2017). Implementing “Big Ideas” to Advance the Teaching and Learning of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). International Journal of Science and Mathematics Education, 15 (1), 25-43 .

El Halwany, S., Zouda, M. y Bencze, L. (2017). Supporting Pre-service Teachers to Teach for Citizenship in the Context of STSE Issues. En Bencze (Ed.), Science and Technology Education Promoting Wellbeing for Individuals, Societies and Environments, Cultural Studies of Science Education 14.

González-Weil, C. y Bravo, P. (2017). Qué son y cómo enseñar las “Grandes Ideas de la Ciencia”: relatos desde la discusión en torno a una práctica de aula. Pensamiento Educativo. Revista de Investigación Educacional Latinoamericana, 55(1), 1-16. doi: 10.7764/PEL.55.1.2018.1

Harlen, W. (2010). Principles and big ideas of science education (W. Harlen Ed.): Association for Science Education.

Harlen, W. (2015). Towards big ideas of science education. School Science Review, 97(359), 97-107.

Millar, R. y Osborne, J. (1998). Beyond 2000: Science education for the future: The report of a seminar series funded by the Nuffield Foundation. King’s College London.

Mineduc (2012). Bases curriculares 1° a 6° básico. Ministerio de Educación, Santiago, Chile.

Mineduc (2015). Bases curriculares 7° a 2° medio. Ministerio de Educación, Santiago, Chile.

Mineduc (2019). Bases curriculares 3° a 4° medio. Ministerio de Educación, Santiago, Chile.

Mitchell, I., Keast, S., Panizzon, D. y Mitchell, J. (2016). Using ‘big ideas’ to enhance teaching and student learning. Teachers and Teaching, 23 (5), 1-15. doi:10.1080/13540602.2016.1218328.

Plummer, J. D. y Krajcik, J. (2010). Building a learning progression for celestial motion: Elementary levels from an earth-based perspective. Journal of research in science teaching, 47(7), 768-787. doi:10.1002/tea.20355.

Ogborn, J. (2002). Ownership and transformation: Teachers using curriculum innovations. Physics Education, 37(2), 142-146.

Olson, J. K. (2008). Concept-Focused Teaching: Using Big Ideas to Guide Instruction in Science. Science and Children, 46(4), 45-49.

Sanmartí, N. (2000). Didáctica de las Ciencias en la Educación Secundaria Obligatoria. Editorial Síntesis.

Sjöström, J. y Eilks, I. (2016). Reconsidering Different Visions of Scientific Literacy and Science Education Based on the Concept of Bildung. En Y.J. Dori, Z. Mevarech y D. Baker (Eds.), Cognition, Metacognition, and Culture in STEM Education. Learning, Teaching and Assessment (pp. 65-88) Springer.

Stenlev, L. y Boegeskov, L. (2016). Aprendizaje innovador desde el colegio, la experiencia danesa. Revista Base Diseño e Innovación, 2, 51 – 60.

Vergara, C. y Cofré, H. (2014). Conocimiento Pedagógico del Contenido: ¿el paradigma perdido en la formación inicial y continua de profesores en Chile? Estudios pedagógicos, 40, 323-338.

Whiteley, M. (2012). Big ideas: A close look at the Australian history curriculum. Agora, 47, 41–45.

1 Facultad de Filosofía y Humanidades. Universidad Alberto Hurtado. E-mail: clvergara@uahurtado.cl

2 Instituto de Biología, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. E-mail: hernan.cofre@pucv.cl

3 Profesor de la Facultad de Educación, Psicología y Familia, Universidad Finis Terrae, Santiago, Chile.

4 Ms. en Didáctica de las Ciencias Experimentales. Bióloga y profesora de Biología. Investigadora en el Laboratorio de Neurociencias, Escuela de Kinesiología. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. E-mail: martina.valencia@pucv.cl

5 Dr. en Educación Científica. Profesor de Didáctica de la Biología, Freie Universität Berlín. E-mail: dirk.krueger@fu-berlin.de

6 Instituto de Biología, Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

7 UCL Institute of Education, London, UK.

8 Centro de Investigación Avanzada en Educación, Chile.

9 El primer reporte, Principios y grandes ideas de la educación en ciencias, es posible recuperarlo de la página: http://innovec.org.mx/home/images/Grandes%20Ideas%20de%20la%20Ciencia%20Espaol%2020112.pdf

El segundo reporte, Trabajando con grandes ideas de la educación en ciencias, es posible recuperarlo de la página: https://www.interacademies.org/28260/Working-with-Big-Ideas-of-Science-Education-Spanish-version

10 La información que se ocupó para construir este relato fueron observaciones de clase más dos entrevistas realizadas a la profesora. La segunda entrevista fue del tipo de recuerdo estimulado, lo que significó mostrarle extractos de la clase observada para incitar la reflexión sobre la práctica. Este material es parte de una investigación doctoral y su uso cuenta con el consentimiento de la profesora.

11 Entendemos por cultura de la paz, un nuevo tipo de cultura que ayuda a las personas a analizar críticamente la realidad, con el fin de situarse en ella y actuar en consecuencia. Se relaciona con el empoderamiento, ciudadanía democrática, transformación social y solución pacífica de conflictos (Boqué, Pañellas, Alguacil y García, 2014)

12 INDEX: The Index Project, es una organización danesa sin fines de lucro, establecida el año 2002, que premia, enseña e invierte en iniciativas de diseño que sean un aporte a la sociedad. A través de ello, han generado el movimiento “diseñar para mejorar la vida” (ver https://theindexproject.org/).

13 Leonardo Farkas es un empresario y magnate chileno, conocido por sus actos filantrópicos.

Capítulo 4

La Biología y la Naturaleza del Conocimiento Científico

Norman G. Lederman1

Resumen

Este capítulo describe la relación entre el estudio de la biología y la naturaleza del conocimiento científico (NOSK de ahora en adelante por sus siglas en inglés [nature of scientific knowledge]), también conocido como naturaleza de la ciencia (NOS del inglés nature of science). No se debiera asumir que los estudiantes entenderán NOSK como un producto de “hacer” actividades de investigación en biología, sino que debe ser planificado, enseñado explícitamente y evaluado. Los siete aspectos de NOSK que son considerados apropiados para ser aprendidos en la escuela primaria y secundaria son: su tentatividad (sujeta a cambios); el que incluye observación e inferencia; es subjetiva (o guiada por alguna teoría); es creativa; usa y distingue entre teorías y leyes; es social y culturalmente integrada; y tiene una base empírica. Aquí revisamos cada uno de estos aspectos y se dan ejemplos de cómo generar actividades que puedan promover de forma explícita su comprensión. Las actividades que trabajan NOSK solo necesitan incluir algunas preguntas bien planeadas que inviten a la reflexión de estos aspectos.

1. Introducción

Como profesor(a) de biología o ciencias de la vida, es probable que usted pase una parte del primer día de clases explicando a sus estudiantes qué es la biología y qué debieran estudiar durante el año. Normalmente, puede que usted les pregunte a sus alumnos qué piensan que es la biología y cuál será el enfoque de la asignatura. Si no les pregunta a sus estudiantes, puede que ellos hagan la pregunta o, al menos, se harán la pregunta mentalmente. Parece ser una pregunta fácil de responder. Después de todo, usted es un profesor de Biología. Sin embargo, lo más importante es que el enfoque de este capítulo será describir la relación entre el estudio de la biología y la naturaleza del conocimiento científico (NOSK). El nombre más común para este concepto es naturaleza de la ciencia (NOS), tal como se incluye en todos los documentos curriculares de Chile (ej. Mineduc, 2015, 2019). Sin embargo, NOSK fue la expresión original en los años sesenta y describe de manera más precisa el enfoque de NOS. Esto es, las características del conocimiento científico, que no es lo mismo que la diferencia entre la ciencia y otras formas de conocer (por ejemplo: arte, historia, religión). Los detalles de NOSK serán discutidos con mayor detalle posteriormente, así como también se presentarán ejemplos concretos de cómo puede ser abordada mientras se enseña la asignatura de Biología. Pero, lo primero es lo primero.

¿Qué es la Biología?

Prácticamente todos los textos y el currículum de Biología, independientemente del nivel o curso, comienzan con esta pregunta, y la respuesta simple es: la ciencia/estudio de la vida (Curtis, 2009; Lederman, 2007; Lederman y Lederman, 2014). Esto lógicamente nos lleva a una discusión sobre ¿qué es la Vida? Aquí es donde le explicamos a los estudiantes lo que aprenderán durante el año escolar. Pareciera ser, como ya se dijo, una pregunta fácil de responder, pero ¿lo es realmente? Un curso de biología generalmente se divide en las siguientes áreas de estudio principales:

1 ¿Qué es Biología?

2 Base de la Vida Física/Química

3 Estructura, Organización y Procesos Celulares

4 Flujo de Energía

5 ATP, Glucólisis y Respiración

6 Fotosíntesis

7 Genética

8 Clasificación de Organismos Vivos

9 Procariontes

10 Protistas

11 Hongos

12 Reino Animal

13 Reino Vegetal

14 Biología de la Población

15 Variabilidad y Evolución

16 Ecología

Estas áreas de estudio están expresadas en términos muy generales (los resultados de aprendizaje específicos no están delineados) y la secuencia de dichas áreas normalmente varía de un docente a otro y de currículum a currículum. Sin embargo, todo lo que ha sido presentado aquí es específico de lo que se incluye en el estudio de los seres vivos. No obstante, la pregunta más importante es: ¿Qué es la Vida? Esta pregunta relativamente simple pareciera tener una respuesta sencilla. Sin embargo, la respuesta es compleja e incluso profesores de Biología tienen dificultades para ofrecer una respuesta definitiva. Es mucho más fácil describir características de organismos vivos, en contraste con objetos inanimados, que ofrecer una definición clara. Una lista común de características normalmente contiene unos 12 elementos, la mayoría de los cuales los estudiantes pueden deducir conceptualmente al examinar seres vivientes e inanimados o imágenes disponibles. Una lista típica incluye los siguientes:

1 Las células son la base estructural de la vida y todas las células provienen de células preexistentes.

2 Reproducción

3 Metabolismo

4 Secreción

5 Excreción

6 Adaptación

7 Absorción

8 Irritabilidad

9 Digestión

10 Respiración

11 Asimilación

12 Locomoción

Reitero que esta lista no es exhaustiva o definitiva (por ejemplo, ¿están los virus vivos o no?), pero ayuda a los estudiantes a distinguir entre lo vivo y lo no vivo, y lo que será estudiado durante su curso de biología. Ahora que hemos discutido la parte Vida de la respuesta a la pregunta ¿qué es Biología?, nuestra atención debe volcarse a la parte que no hemos respondido aún.

2. Desarrollo

2.1 ¿Qué es Ciencia?

Nuevamente, esta es una pregunta engañosamente simple que los profesores de ciencias deberían ser capaces de responder. Sin embargo, desde la experiencia, sabemos que si se hace esta pregunta a un grupo de 30 profesores de ciencia, recibiremos alrededor de 20 respuestas distintas. Esta pregunta es tan difícil de responder como: ¿Qué es la vida? La respuesta que consideraremos aquí tiene tres partes: un cuerpo de conocimiento, la indagación o prácticas científicas, y NOSK. El cuerpo de conocimiento de ciencia (o biología en este caso), ha sido recientemente discutido. La indagación/prácticas científicas es lo que los científicos hacen para desarrollar un cuerpo de conocimiento (por ejemplo, desarrollar preguntas, observar, recolectar y analizar datos, generar conclusiones, etc.). Una discusión mucho más detallada de indagación/prácticas se presenta en el Capítulo 6 de este libro. Sin embargo, basta decir que la indagación/prácticas y NOSK son los dos aspectos de la ciencia que no están incluidos de manera adecuada en la enseñanza de la ciencia y el currículum de ciencias. También son los dos aspectos de la ciencia que, además del conocimiento de la disciplina, son claves para el logro de la alfabetización científica (Showalter, 1974).

Dada la forma en que los científicos desarrollan el conocimiento científico (por ejemplo, indagación/prácticas), ese conocimiento es generado con ciertas características. Estas características son lo que típicamente constituyen NOSK (Lederman, 2007). Hay una falta de consenso entre científicos, historiadores de la ciencia, filósofos de la ciencia, y educadores de ciencias, respecto de cuáles son los aspectos particulares de NOSK. Esta falta de consenso, sin embargo, no debería ser ni desconcertante ni sorprendente, dada la naturaleza multifacética y la complejidad del quehacer científico. Las concepciones de NOSK han cambiado a través del desarrollo de la ciencia y el pensamiento sistemático sobre ella, y se reflejan en la forma en que la comunidad científica y de educación en ciencias han definido la frase “naturaleza de la ciencia” (NOS) durante los pasados 100 años (por ejemplo, AAAS, 1990, 1993; Lederman, 2007; NSTA, 1982). Sin embargo, muchos de los desacuerdos respecto de la definición o el significado de NOSK que aún existen entre filósofos, historiadores y educadores en ciencias son irrelevantes para la enseñanza escolar primaria y secundaria. El problema de la existencia de una realidad objetiva comparada con las realidades fenomenológicas es un buen ejemplo. Hay un nivel aceptable de generalidad en relación con NOSK que es accesible a estudiantes de educación primaria y secundaria, y es relevante para sus vidas cotidianas. En este nivel, existe poco desacuerdo entre filósofos, historiadores y educadores en ciencias. Entre las características de la empresa científica que corresponden a este nivel de generalidad tenemos que el conocimiento científico es tentativo (sujeto a cambios); con base empírica (basado en y/o derivado de las observaciones del mundo natural); subjetivo (con una carga teórica); implica necesariamente inferencia, imaginación y creatividad humana (incluye la invención de explicaciones); y está inserto social y culturalmente. Dos importantes aspectos adicionales son: la distinción entre observación e inferencias, y las funciones de, y las relaciones entre las teorías y las leyes científicas. Lo que sigue es una breve consideración de estas características de la ciencia y del conocimiento científico. Estos siete aspectos de NOSK no deben ser considerados como una lista exhaustiva o “LA” lista, pero está filtrada en relación con la audiencia escolar primaria y secundaria.

2.2 Características de NOSK

Primero, los estudiantes deberían estar conscientes de la distinción clave entre la observación y la inferencia, y del hecho de que todo conocimiento científico se deriva de la observación y, al menos de manera parcial, de la inferencia. Las observaciones son declaraciones descriptivas sobre fenómenos naturales “directamente” accesibles a través de los sentidos (o de extensiones de estos) y sobre los cuales varios observadores pueden alcanzar un consenso con relativa facilidad. En contraste, las inferencias son declaraciones sobre fenómenos que no son “directamente” accesibles a los sentidos. Por ejemplo, los objetos tienden a caer al suelo debido a la “gravedad”. La noción de gravedad es inferencial en el sentido de que solo se puede acceder a ella y/o medir a través de sus manifestaciones o efectos. Ejemplos de tales efectos incluyen las perturbaciones en órbitas planetarias pronosticadas debido a “atracciones” interplanetarias, y la refracción de la luz proveniente de las estrellas que sucede cuando sus rayos pasan a través del campo “gravitacional” solar.

Segundo, la distinción entre las leyes y las teorías científicas es otra cosa de la que los estudiantes deben estar conscientes. Los individuos a menudo tienen una visión simplista, jerárquica, de la relación entre las teorías y las leyes a través de las cuales las teorías se convierten en leyes, dependiendo de la disponibilidad de la evidencia de respaldo. Se desprende de esta noción que las leyes científicas tienen un estatus más alto que las teorías científicas. Ambas nociones, sin embargo, son inapropiadas porque, entre otras cosas, las teorías y las leyes son diferentes tipos de conocimiento, y una no puede desarrollarse o ser transformada en la otra. Las leyes son declaraciones o descripciones de relaciones entre fenómenos observables. La ley de Boyle, que relaciona la presión de gas a su volumen a una temperatura constante, es un buen ejemplo (Lederman, 1998). Las teorías, en contraste, son explicaciones inferidas de fenómenos observables. La teoría molecular cinética, que explica la ley de Boyle, es un ejemplo. Además, tanto las teorías como las leyes son un legítimo producto de la ciencia. Los científicos normalmente no formulan teorías con la esperanza de que un día adquieran el estatus de “leyes”. Las teorías científicas, en sí mismas, tienen roles importantes, tales como guiar la investigación y generar nuevos problemas de investigación, además de explicar grandes grupos de observaciones aparentemente no relacionadas en más de un campo de investigación.

Tercero, aunque el conocimiento científico está, al menos en parte, basado en y/o derivado de observaciones del mundo natural (por ejemplo, empírico), un cuarto aspecto importante implica imaginación y creatividad humana. La ciencia, contrariamente a la creencia popular, no es una actividad carente de vida, y extremadamente racional y ordenada. La ciencia implica la invención de explicaciones, y esto requiere una gran cantidad de creatividad por parte de los científicos. El “salto” desde líneas espectrales atómicas al modelo atómico de Bohr, con sus órbitas elaboradas y niveles de energía, es otro buen ejemplo. Este aspecto de la ciencia, acompañado de su naturaleza inferencial, implica que los conceptos científicos, tales como átomos, agujeros negros y especies, son modelos teóricos funcionales, más que copias fieles de la realidad.

Quinto, el conocimiento científico es subjetivo o con carga teórica. Los compromisos teóricos de los científicos, así como sus creencias, conocimientos previos, formación, experiencias y expectativas, influyen en su trabajo. Todos estos factores contextuales forman una mentalidad que afecta los problemas que los científicos investigan y cómo conducen sus investigaciones, qué observan (y qué no observan), y cómo dan sentido e interpretan sus observaciones. Es digno de atención que, contrariamente a la creencia popular, la ciencia nunca comienza con observaciones neutrales (Chalmers, 1982). Las observaciones (e investigaciones) siempre son motivadas y guiadas por y adquieren significado en referencia a preguntas o problemas. Estas preguntas o problemas, a su vez, surgen desde ciertas perspectivas teóricas.