La metodología científica y la enseñanza de las ciencias : unas relaciones controvertidas

INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS LA METODOLOGIA CIENTIFICA Y LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS. UNAS RELACIONES CONTROVERTIDAS GIL PEREZ, Daniel Uni e si a Au dnoma de Ba celona (1) Comunicación p esen ada en el cong eso PEDAGOGIA'86. La Habana, Cuba. SUMMARY In his pape we make a e iew o he ela ionship be ween science lea ning and scien i ic me hodology. We y o show ha cohe en esul s o se e a1 lines o educa i e esea ch a e con ibu ing o he ising o a science lea - ning model as a concep ual and me hodological change, in which s uden s wo k has he cha ac e is ics o esea ch. 1. INTRODUCCION: UNA IMAGEN DEFOR- MADA DE LA CIENCIA En un ecien e y muy documen ado a ículo, De ek Hodson (1985) ha p ocedido a una e isión de la ima- gen de la ciencia p opo cionada a a és del cu icu- lum, así como de las expe iencias de ap endizaje asociadas. Como Hodson ecue da, a ines de los años cincuen a e mina un la go pe íodo de es abilidad en los cu icu- la de las ma e ias cien í icas en la enseñanza media. Se inicia así un p oceso de inno ación ma cado po el in- en o de supe a una adición cen ada en los con e- nidos -con una ausencia casi o al de abajos expe imen ales- concediendo un papel undamen al a la amilia ización con los mé odos de la ciencia. En ealidad, la p opues a de ap oxima el ap endizaje de las ciencias a las ca ac e ís icas del abajo cien i i- co, como o ma de supe a las de iciencias de la ense- ñanza adicional po ansmisión de conocimien os ela- bo ados, es bas an e an e io y puede ya encon a se explici amen e o mulada en au o es como Dewey (1916, 1945), conec ando con los plan eamien os de la llamada Pedagogía Mode na. Pe o es cie amen e du- an e los años sesen a/se en a cuando, como a i ma Hodson, se p oduce la eclosión de los p oyec os basa- dos en el ((ap endizaje po descub imien o)) (PSSC, BSCS, CBA, CHEM, Nu ield, ...). El abajo de Hodson cons i uye an e odo una c i ica cuidadosamen e undamen ada y documen ada de los esul ados ob enidos con los nue os cu icula, an o en lo que espec a al ap endizaje log ado po los alum- nos como a la imagen de la ciencia ansmi ida. Las conclusiones de su análisis e ue zan las de e isiones p eceden es (Robinson 1969; Ausubel 1978; Gil 1983; Yage y Penick 1983). Resumi emos b e emen e algu- nas de es as conclusiones que nos pa ecen pa icula - men e ele an es y que es án apoyadas po una abun- dan e li e a u a, en g an pa e ci ada po Hodson, aun- que, ex añamen e, al en e e encias a abajos muy conocidos en los que se han ealizado e isiones seme- jan es con pa ecidas conclusiones (Ausubel 1978): - Exis e aún hoy, muy ex endida en e el p o eso a- do y alumnado (e incluso en e algunos cien í icos), una concepción sob e la na u aleza de la me odología cien- í ica ma cada po el induc i ismo, que igno a las apo - aciones de la mode na epis emología (Bileh y Malik 1977; Ogunnigi y Pelia 1980; Rowell y Caw h on 1982; Gil 1983). - Es a isión del mé odo cien í ico in a alo a la c ea- i idad del abajo cien í ico, lle ando a los alumnos a pensa que la ciencia consis e en e dades incon o- e ibles (Rubba, Ho ne y Smi h 1981) e in oducien- do igidez e in ole ancia con a las opiniones des iacionis as». - El llamado ((ap endizaje po descub imien o)), que pone el acen o en el alo mo i acional de la expe ien- cia di ec a -en el ((descub i po sí mismo»- y en el uso de é minos ales como obse ación, expe imen o e in es igación, cons i uye un modelo de ap endizaje basado en concepciones empí ico/induc i is as de la ciencia. Tales mé odos de ap endizaje p esen an, pues, una isión dis o sionada e inadecuada de la me odo- logía cien í ica (Ausubel1978; B anden 1981: Welling- on 1981; Summe 1982; Gil 1983). Una isión en la ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1986, 4 (2), 111-121 ~ INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS que al an absolu amen e aspec os cla e de la me odo- logía cien í ica como la emisión de hipó esis o el dise- Íío de expe imen os (Enyea , Bake y Vanha lingen 1980; Gené y Gil 1983; Gil y Payá 1984), aspec os que ni siquie a apa ecen en e los obje i os de los abajos p ác icos (Swain 1974; Gunning y Johns one 1976; Bound e Al 1980). - Como Gould (1982) sehala ((Enseña que el aba- jo de los cien í icos iene dichas ca ac e ís icas es ya su icien emen e g a e, pe o lo que esul a más echa- zable es que los p o eso es de ciencias in en en aho - ma el compo amien o de sus alumnos a es a misma inco ec a imagen)). De hecho, los e ec os de es a o ien- ación cu icula sob e las ac i udes e in e eses de los alumnos no son nada p ome edo as (Meye 1970; Wal- e s y Bold 1970; Kempa y Du e 1974; Simmons y Es- le 1972). - En conclusión, pa ece necesa io p ocede a una e- isión adical de lo que -a la luz del pensamien o ac- Qual en iloso ía y sociología de la ciencia- cabe in- e p e a como ac i ud cien í ica, si se quie e modi i- ca la isión dis o sionada y pe judicial de la ciencia que ac ualmen e p opo cionan los cu icula de ense- ñanza media (Robinson 1969). 2. HACIA UN CURRICULUM EPISTEMOLO- GICAMENTE FUNDAMENTADO: LAS PRO- PUESTAS DE D. HODSON Pa iendo del análisis c í ico que hemos esumido en el apa ado an e io -que, epe imos, coincide con las apo aciones de muchos o os au o es, p o undizándo- las en algunos aspec os-, así como de una cuidadosa conside ación de la na u aleza del conocimien o cien- í ico, Hodson a anza algunas p opues as pa a la ela- bo ación de cu icula epis emológicamen e más áli- dos. Se a a, sin duda, de un abajo impo an e pe o en el que, como a a emos de mos a , Hodson no ha enido en cuen a ecien es y undamen ales apo acio- nes de la in es igación didác ica. Resumi emos a con- inuación las p opues as de Hodson y en el apa ado siguien e p ocede emos a su análisis a la luz de dichas apo aciones de la in es igación didác ica: l. Puede esul a con enien e, con obje o de a o e- ce una mejo comp ensión del abajo cien í ico, mos- a a los alumnos que la p ác ica cien í ica compo a es elemen os p incipales: Una ase c ea i a indi idual que pa e de los conoci- mien os acep ados co ien emen e po la comunidad. Una comple a comp ensión de la p ác ica cien í ica e- quie e que se de a los niiios la ocasión de pensa c ea- i amen e. Desg aciadamen e, la p eocupación de los p o eso es po enseiia los conocimien os cien í icos y elimina e o es, p o oca a menudo un echazo del pen- samien o especula i o de loqnihos (Donnely 1979) o- men ando una isión de la ciencia ca ac e izada po la igidez e in ole ancia. Una ase expe imen?al, u ilizando p ocedimien os acep ados y alidados po la comunidad. Pa a un buen diseiio cu icula es esencial que el a- bajo expe imen al en clase enga una unción cla amen- e de inida. En pa icula ha de mos a se la compleji- dad de las elaciones en e eo ía y expe imen os, lo que a amen e suele hace se en la p ác ica docen e habi ual, que iende a a ibui a los ex e imen os o bien un pa- pel induc i o o bien un papei de me a ilus ación (~il 1983). Una ase de análisis y comunicación de esul ados adop ando el ocabula io y las o mas de exposición ap obadas po la comunidad. Los cien í icos piensan y abajan u ilizando un (den- guaje p i ado)) lib e y c ea i o, pe o es án obligados a p esen a sus abajos en el ((lenguaje público)), o - malizado, de la ciencia. Los ex os escola es suelen ig- no a la exis encia de una ((ciencia p i ada)) y c ea i- a, p esen ándola sólo en su o ma ((pública» y den- o de los esquemas del pa adigma dominan e, con lo que se encub e la na u aleza e oluciona ia de los más impo an es a ances cien í icos (Siegel 1979). Se debe ía hace comp ende a los alumnos la di e en- cia en e los lenguajes «p i ado» y «público» de la cien- cia, con obje o de mos a el papel del pensamien o ' c ea i o. Puede u iliza se pa a ellos, an o la lec u a de algunos documen os (a ículos e in o mes pe sona- les de algunos cien i icos) como los p opios esc i os de los alumnos (bo ado es de abajos de labo a o ios es- c i os en lenguaje «p i ado» y memo ias p esen adas en lenguaje ((público))). 2. Se ha de pone en cues ión la posibilidad, e incluso el in e és, del ap endizaje como descub imien o. Y ello no sólo po que, como ya se ha indicado, los in en os ealizados no hayan dado esul ados posi i os, sino po que, en palab as de Hodson, ((Es absu do suge i que obje i os bas an e dis in os como son la comp en- sión de los p ocedimien os de la ciencia y la adquisi- ción de conocimien os cien í icos equie an que el es- udian e sea pues o en si uación de ap ende el con e- nido a a és del mé odo)). 3. Hodson se de iene ex ensamen e en in en a mos a los incon enien es del ap endizaje po descub imien o y su inadecuación pa a p opo ciona una co ec a ima- gen del abajo cien í ico. Y no se a a sólo de echa- za los mé odos de descub imien o ma cados po el in- duc i ismo, sino incluso aquellos que adop an una me- odología hipo é ico/deduc i a y en la que los aba- jos p ác icos son concebidos como con as ación de hi- pó esis, como el Nu ield Wo king wi h Science (Wild y Gilbe 1977). En e ec o, la isión del mé odo cien i- ico que p opagan ales cu sos sigue siendo demasia- do simplis a y conduce a pensa que las eo ías son sim- ples conje u as del ipo que los alumnos pueden ela- bo a después de b e es pe íodos de abajo de labo- a o io y que pueden se ácilmen e con as adas po 112 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS medio de obse aciones di ec as, acep ándose o echa- zándose en base a expe imen os aislados. De es a o - ma, la supues a elación en e el abajo escola y la ac i idad de los cien i icos esul a p o undamen e e b nea. Los alumnos han de se conscien es de que no se abandonan buenas hipó esis como consecuencia de unos pocos esul ados nega i os y de que, aunque el papel del expe imen o es c ucial en la ciencia, las eo- nas sólo se abandonan cuando exis e muy cla a e iden- cia en con a de la misma y/o una concepción al e na i a. Sena, pues, más ú il pa a los alumnos, es ablece la dis- inción en e los expe imen os escola es (diseñados con p opósi os pedagógicos) y la in es igación cien í ica eal, que pe mi i que se es ablezcan inco ec os pa a- lelismos impiíci os. 4. Po o a pa e, siemp e según Hodson, el p incipal obje i o de la enseñanza de las ciencias es que los alum- nos ap endan las eo ías igen es y sepan aplica las a los enómenos adecuados en las si uaciones ap opia- das. La mayo pa e del abajo de labo a o io en la escuela debena concen a se en la ilus ación de la eo- ía (a la mane a, según la e minología cien í ica de Kuhn, de la ciencia no mal). El echazo de una eona ( e olución cien í ica) es un suceso ela i amen e a o que puede se abo dado más co ec amen e po o os mé odos; po ejemplo a a és del es udio de casos que se concen an en las ci cuns ancias his ó icas del des- cub imien o y u ilicen documen os o iginales (adecua- damen e adap ados pa a acili a su comp ensión). 5. Po úl imo podemos e e i nos a la c í ica pa cial ealizada po Hodson a las p opues as de ciencia in e- g ada, uno de cuyos undamen os es la supues a exis- encia de una me odología común, independien e del con enido, y la acep ación de que la amilia ización con dicha me odología gene al - ans e ible de un domi- nio a o o- es un obje i o undamen al. Hodson mues a cómo es as pos u as suponen una implíci a acep ación de la o ien ación induc i is a e insis e en que las di e en es ciencias, debido a que ienen di e en es obje i os y di e en es dominios de aplicación, equie- en di e en es sue es de e idencia y emplean, po an- o, di e en es p ocedimien os de in es igación. No exis- e, pues, una ac i idad cien í ica independien e del con enido. 3. LA EMERGENCIA DE UN NUEVO MODE- LO DE ENSEÑANZA/APRENDIZAJE La c í ica igu osa que Hodson ealiza del modelo de ap endizaje po descub imien o y sus undamen os in- duc i is as es igu osa y deja poco luga a dudas. Se a a de una c i ica coinciden e, en muchos aspec os con la ealizada po Ausubel (1978) del ((ap endizaje po descub imien o inciden al y au ónomo)). Ambas, sin emba go, desembocan en una ei indicación -más bien implíci a en el caso de Hodson- del modelo de ansmisión/asimilación de conocimien os ya elabo a- dos: se a a de ap ende ciencia, no de ( e) hace cien- cia. Se a a de una p opues a que, en nues a opinión, -y pese a las indudables mejo as in oducidas po Ausubel en el modelo (Ausubel 1978; No ak 1982) - no da solución a los p incipales p oblemas del ap en- dizaje de las ciencias. En un abajo an e io (Gil 1983), in en amos unda- men a un modelo de enseñanza/ap endizaje de las ciencias aco de con el p oceso de p oducción cien í i- ca, alejado a la ez del de ((descub imien o induc i o y au ónomo)) y del de « ansmisión/asimilación de co- nocimien os ya elabo ados)). Desde en onces, nue as y ele an es apo aciones de la in es igación didác ica han mos ado, c eemos, la necesidad de dicho mode- lo, con ibuyendo a p ecisa lo. Es as apo aciones han enido luga en un dominio desconec ado, al menos apa en emen e, de la p eocupación po la in oducción de la me odología cien í ica en la enseñanza, ligada - como ocu e con el mismo abajo de Hodson- a in- es igaciones sob e el papel de los abajos p ác icos. En e ec o, el o igen del nue o modelo se encuen a en los es udios sob e ((esquemas concep uales al e na i- os» de los alumnos y las di icul ades pa a modi ica - los y hace adqui i los conocimien os cien í icos. Qui- zás po ello, Hodson -que apenas hace unas b e es e e encias a la cues ión de los p econcep os de los alumnos- no los iene en cuen a. En lo que sigue in- en a emos mos a cómo dichas in es igaciones un- damen an la eme gencia del nue o modelo. 3.1. Los e o es concep uales comonsin oma Una de las líneas de in es igación más ecundas que se han desa ollado a lo la go de la úl ima década en el campo de la didác ica de las ciencias, es, sin duda -como mues a la abundan e bibliog a ía (Osbo ne y Wi ock 1983; Ca ascosa 1985)- la iniciada en o - no al es udio de los g a es e o es concep uales come- idos po es udian es de cualquie ni el. Es a in es igación, en p ime luga , ha pues o en e i- dencia la escasa e ec i idad de una enseñanza de las ciencias incapaz de log a la comp ensión de concep- os undamen ales y ei e adamen e enseñados. Ello ha p oducido una mayo a ención al p oceso de enseñan- za/ap endizaje y la in es igación ha de i ado así des- de el es udio de los e o es concep uales a sus causas, con la cons a ación de que los alumnos poseen ideas in ui i as espon áneas -p econcep os o, más p ecisa- men e, e dade os esquemas concep uales- di ícil nen- e desplazables po los conocimien os cien í icos ense- ñados en la escuela. D i e (1986) se ha e e ido a dis in os abo des de es- as ideas in ui i as, designadas como schema a po Champage e A1 (1983), eo ías ingenuas po Ca amaz- za e A1 (1981), ciencia de los niños po Osbo ne, Be11 y Gilbe (1 983), o esquemas concep uales al e na i os ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS po Wa s (1982) o la p opia D i e (D i e y Easley 1978). Es p eciso e e i se aquí ambién a algunos p eceden- es que, con no able an elación, llama on la a ención sob e la p ehis o ia del ap endizaje (Vigo sky 1973) o se e i ie on a la exis encia de ba e as epis emológi- cas, es deci , al hecho de que, a menudo, «se conoce con a un conocimien o an e io )) (Bachela d 1938). Y es necesa io no ol ida ampoco los abajos de Piage (1971), que plan ean el as eo del o igen psicológico de las nociones has a sus es adios p ecien í icos, o de Ausube1(1978), que llega has a a i ma : «si yo u ie a que educi oda la psicología educa i a a un sólo p in- cipio, enuncia ía es e: a e igüese lo que el alumno ya sabe y ensé iese consecuen emen e)). Sin emba go, co- mo señala D i e (1986) u Osbo ne y Wi ock (1985) y e idencia la li e a u a publicada, es a mediados de los a ios se en a cuando es a línea de in es igación co- mienza a desa olla se plenamen e, g acias al impac o de algunos abajos como la esis doc o al de Vienn- no (1 976). La mayona de los es udios ealizados en campos muy di e sos, aunque muy pa icula men e en mecánica (McDe mo 1984), coinciden básicamen e en la ca ac- e ización de los conocimien os p e ios de los es udian es: - pa ecen do ados de cie a cohe encia in e na. - son comunes a es udian es de di e en es medios y edades. - p esen an cie a semejanza con concepciones que es u ie on igen es a lo la go de la his o ia del pensa- mien o (Clemen 1983) y - son pe sis en es, es deci , no se modi ican ácilmen- e median e la ense ianza habi ual, incluso ei e ada. Y aunque se deba sali al paso de la suposición de que odas las di icul ades que los alumnos ienen pa a com- p ende , po ejemplo, la mecánica new oniana, -p o- cedan de la exis encia de es os esquemas concep uales al e na i os (Whi e 1983, D i e 1986), esul a indu- dable que los es udios ealizados en es e campo han su- pues o, como ya hemos apun ado, una se ia llamada de a ención sob e la ine icacia de la ense ianza habi- ual de las ciencias y la necesidad de un eplan eamien o undamen ado de la misma. 3.2. El cambio concep ual: una nue a concepción del ap endizaje de las ciencias. El p incipal in e és de las in es igaciones sob e esque- mas concep uales al e na i os de los alumnos no esi- de, po supues o, en el conocimien o de allado de cuales son,sus p econcep os en cada campo, aun cuando di- cho conocimien o apa ezca hoy imp escindible pa a un co ec o plan eamien o de las si uaciones conc e as de ap endizaje. La ecundidad de es a línea de in es iga- ción es á asociada, sob e odo, a la elabo ación de un nue o modelo de ap endizaje de las ciencias. También aquí podemos e e i nos a abajos inicialmen e inde- pendien es pe o con e gen es en sus conclusiones e in- se os en una misma o ien ación que podemos desig- na como cons n c i ismo. Resul a ácil, en e ec o, es- ablece las semejanzas en e la isión cons uc i is a, al como es expues a po D i e (1986) y el modelo de ap endizaje gene a i o (Gene a i e Lea ning Model) de Osbo ne y Wi ock (1985). Así, pa a D i e , las p in- cipales ca ac e ís icas de la isión cons uc i is a se ían: - Lo que hay en el ce eb o del que a a ap ende ie- ne impo ancia. - Encon a sen ido supone es ablece elaciones: los conocimien os que pueden conse a se pe manen e- men e en la memo ia no son hechos aislados, sino aque- llos muy es uc u ados y que se in e elacionan de múl- iples o mas. - Quien ap ende cons uye ac i amen e signi icados. - Los es udian es son esponsables de su p opio ap endizaje. Po su pa e, Osbome y Wi ock (1985) si úan su mo- delo de ap endizaje gene a i o den o de la adición cons uc i is a, con una mención exp esa a la in luen- cia de Piage y una e e encia pa icula a las ideas cons- uc i is as de Kelly (Pope y Gilbe 1983) (Clax on 1984), basadas en la simili ud del pensamien o o dina- io de una pe sona con el p oceso de elabo ación de las eo ías cien í icas. Pa a Osbo ne y Wi ock, es a simili ud es á ambién apoyada en la mayo comp ensión de la na u aleza de la in es igación cien í ica alcanzada g acias a los a- bajos de Kuhn, Poppe , Faye abend,. . . que han mos- ado, en pa icula , la impo ancia de las ideas exis- en es en un momen o dado sob e las in es igaciones que se ealizan. Pa icula in luencia en el eplan eamien o de la ense- ianza de las ciencias es á eje ciendo la p opues a de conside a el ap endizaje como un cambio concep ual (Posne , S ike, Hewson y Ge zog 1982), undamen- ada ambién en un cie o pa alelismo en e el desa o- llo concep ual de un indi iduo y la e olución his ó ica de los conocimien os cien í icos. Segun es o, el ap en- dizaje signi ica i o de las ciencias cons i uye una ac i- idad acional semejan e a la in es igación cien í ica; y sus esul ados -el cambio concep ual- pueden con- empla se como el equi alen e de -siguiendo la e - minología de Kuhn (1 979)- un cambio de pa adigma. A pa i de las ideas de Toulmin (1972) sob e iloso ía de la ciencia, Posne e Al iden i ican cua o condi- ciones pa a que enga luga el cambio concep ual: l. Es p eciso que se p oduzca insa is acción con los con- cep os exis en es. 2. Ha de exis i una concepción mínimamen e in eligi- ble que ENSERANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS 3. debe llega a se plausible, aunque inicialmen e con- adiga las ideas p e ias del alumno y 4. Ha de se po encialmen e uc í e a, dando explica- ción a las anomalías encon adas y ab iendo nue as á eas de in es igación. Aunque la e e encia explíci a a la idea de cambio con- cep ual sólo apa ezca en el abajo de Posne e Al, pue de cons a a se la indudable semejanza de las p opues- as a anzadas pa a un eplan eamien o del ap endiza- je de las ciencias con ca ac e ís icas simila es a la p o- pia in es igación cien í ica. Po nues a pa e, una cuidadosa conside ación de las ca ac e ís icas básicas del abajo cien í ico a la luz de las o ien aciones epis emológicas ac uales, nos ha pe - mi ido alcanza conclusiones semejan es: «Se dibuja así con oda cla idad el pa alelismo en e los pa adigmas eó icos- y los esquemas concep uales de los alumnos y su desa ollo, incluidas las ees uc u aciones p o un- das, los cambios concep uales, lo que supone un p i- me e impo an e apoyo al pa adigma didác ico que p oponemos en es e abajo ... » (Gil 1983). La con eniencia de o ien a el ap endizaje de las cien- cias como in es igación apa ece así apoyada po es u- dios inicialmen e muy alejados del in e és po la me- odología cien í ica, lo que en a en con adicción con las conclusiones de Hodson (1 985) a que ya hemos he- cho e e encia, sob e la necesidad de plan ea el ap en- dizaje de conocimien os cien í icos como obje i o in- dependien e, desligado de los mé odos de la ciencia. Sin emba go, la o ien ación de ap endizaje como in- es igación que es os abajos pa ecen suge i es á muy lejos del ap endizaje po descub imien o, jus amen e c i icado po Hodson. Abo da emos es o, con mayo de enimien o, en el apa ado siguien e. 3.3. La in es igación en la escuela: una ac i idad no na u al Como a ios au o es han apun ado, los cambios con- cep uales que pa ece exigi el ap endizaje de las cien- cias no esul an áciles de log a , incluso cuando se o- man en conside ación los p econcep os (F ede e y Lochhead 1981) (D i e 1986). En nues a opinión (Gil y Ca ascosa 1985) ello puede en ende se como una consecuencia más del pa alelis- mo exis en e en e la e olución his ó ica de la ciencia y la o mación de las concepciones in ui i as de los alumnos. En e ec o, si los alumnos ienen una isión de, po ejemplo, el compo amien o mecánico de la ma- e ia, simila al pa adigma a is o élico/escolás ico, no puede se simple casualidad, sino el esul ado de idén- icas causas: conc e amen e, la endencia a gene aliza acn icamen e en base a obse aciones cuali a i as no con oladas -Dues a de elie e Do Piane (1969) en p oblemas, que hemos denominado ((me odología de la supe icialidad)) (Ca ascosa y Gil 1985), es á am- bién p esen e en la ísica p egalileana, conocida jus a- men e como «Física del sen ido común)) (Hol on y Ro- lle 1963). Es a es la o ma de pensamien o que con- duce, po ejemplo, a A is ó eles, a esc ibi : «Un peso dado cub e una cie a al u a en un iempo dado; un peso mayo cub e la misma al u a en menos iempo, es ando los iempos en p opo ción in e sa a los pesos. Así, si un peso es doble que o o, a da á la mi ad de iempo en un mo imien o dado» (De Caelo). Y no de- be ol ida se que las concepciones a is o élico/escolás- icas sólo pudie on se desplazadas -después de siglos de igencia- g acias a un cambio me odológico nada ácil, que ino a supe a la segu idad en las e idencias de sen ido común, in oduciendo una o ma de pensa- mien o a la ez más c ea i a y más igu osa; una me- odología que obligaba a imagina nue as posibilida- des a í ulo de hipó esis (poniendo en cues ión lo ob- io) y a some e dichas hipó esis a con as ación en con- diciones con oladas. Cabe espe a , pues, que igual ocu a con los alumnos: sólo si son pues os ei e ada- men e en si uación de a~lica la nue a me odolonía -es deci , en si uación de Plan ea p oblemas de emi i hipó esis a la luz de sus conocimien os p e ios, de diseña expe imen os, de analiza cuidadosamen e los esul ados iendo como a ec an al esquema concep- ual de pa ida,. . . pod án llega a supe a la ((me odo- logía de la supe icialidad)) haciendo posible los p o- undos cambios concep uales que la adquisición de los conocimien os cien í icos exige. Dicho de o a mane- a: la p incipal di icul ad pa a una co ec a adquisi- ción de conocimien os cien í icos no esidina en la exis- encia de los esquemas concep uales al e na i os o con- cepciones in ui i as, sino en la me odología de la su- pe icialidad que es á en su o igen. El nue o modelo didác ico debe ía, pues, en oca el ap endizaje, no sólo como cambio concep ual, sino co- mo cambio concep ual y me odológico (Gil y Ca as- cosa 1985). Es p eciso, a es e espec o, insis i en las di icul ades que en aña la supe ación de la ((me odo- logía de la supe icialidad)), ípica del pensamien o p e- cien í ico (Ca ascosa y Gil 1985) y las implicaciones didác icas que se de i an. En p ime luga , insis imos, lo que hoy denominamos me odología cien í ica supuso his ó icamen e un cam- bio d ás ico en la o ma de abo da los p oblemas, una e dade a e olución. No puede, pues, concebi se que el manejo de es a me odología po los alumnos pueda da se sin un p o undo cambio me odológico que a ec- e a hábi os muy en aizados, u o de la o ma de abo - da las si uaciones en la ida co idiana. La in es iga- ción cien í ica no es y no puede conside a se una ac i- idad «na u al», sino, po el con a io, la up u a -necesa ia pe o di ícil- con o mas conna u ales de pensamien o. . el compo amien o de los niiiosi que conduce a «'e i- Po o a pa e, con iene llama la a ención sob e la ne- dencias de sen ido común)). Es a o ma de abo da los cesidad de plan ea -la amilia ización con la me o- ENSERANZA DE LAS CIENCIAS 115 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS logía cien i ica como un obje i o explíci o pe o no au ó- nomo, sino ín imamen e ligado a la adquisición signi- ica i a de conocimien os. En e ec o, como hemos in- en ado jus i ica , sin cambio me odológico no puede habe cambio concep ual; pe o po o a pa e, los p o- cesos cien í icos sólo ienen sen ido en el ma co de es- quemas concep uales (o pa adigmas eó icos) como pun o de pa ida y é minos: sin a ención a los con e- nidos -o con a amien os pun uales, desligados, de los mismos- la me odología cien i ica queda des i - uada, no es al. Al a i ma es o descali icamos como in es ig ión a ac i idades a menudo plan eadas en la enseñanza como ales pe o que en absolu o esponden a las ca ac e ís icas del abajo cien í ico. Nos e e i- mos conc e amen e a la adición ep esen ada po el llamado ap endizaje po descub imien o induc i o y au ónomo (Gil 1983), cuyos esul ados, muy nega i os, han sido epe idamen e denunciados (Ausubel 1978) (Hodson 1985). Así, pues, la p io idad casi exclusi a que la enseñanza po ansmisión de conocimien os pone en los con e- nidos o que el ap endizaje po descub imien o induc- i o pone en los p ocesos cien í icos (unos p ocesos de los que suelen es a ausen es los aspec os de pensamien- o di e gen e, lo que empob ece y des i úa o almen- e la na u aleza del abajo cien í ico), no pe mi e ni siquie a alcanza los obje i os pa ciales que se ma can. Según es o, solo un plan eamien o del ap endizaje de las ciencias o ien ado, a la ez, como cambio concep- ual y me odológico, pe mi i ía una adquisición signi- ica i a de conocimien os. Con iene de ene se en la conside ación de las di icul- ades que plan ea es e cambio me odológico. Como Hodson (1985) ha mos ado en su cuidadosa e alua- ción de las elaciones en e las ca ac e ís icas del a- bajo cien í ico y la imagen 'que p opo ciona la ense- ñanza de las ciencias, es a imagen des i úa p o unda- men e lo que puede en ende se po in es igación. Y ello no sólo cuando los plan eamien os ienen ma cados, como ocu e muy ecuen emen e, po un induc i is- mo que poco o nada iene que e con la o ma como - - abajan los cien í icos, sino ambién incluso cuando se in en a segui un plan eamien o hipo é ico/deduc- i o, pe o se deja c ee a los alumnos que la cues ión de la acep ación/ echazo de una eo ía depende de ex- pe imen os aislados o de escasos esul ados como los que pueden ob ene se en un labo a o io escola . Es p e- ciso supe a es as isiones simplis as: el papel de los expe imen os es c ucial, pe o una eo ía cien í ica no se abandona has a que hay muy cla a e idencia en con- a y/o una concepción al e na i a. Las mismas di i- cul ades p esen a la modi icación de los esquemas con- cep uales de los alumnos, que s610 puede se el esul- ado de un la go p oceso que debe plan ea se, además, en el momen o opo uno. Abo da emos es e aspec o en el siguien e apa ado. 3.4. Búsqueda e in es igación: una dis inción necesa ia La p eocupación c ecien e po el acaso de la escuela en log a que los alumnos adquie an habilidades cien- í icas, ha conducido a muchos educado es a inicia más y más p on o el en enamien o en el abajo cien í i- co, llegándose, como señalan Colub y Kolen (1976), a plan ea se el ap endizaje po descub imien o inclu- so en p eescola . A menudo ello se asocia a los in en- os, sin duda necesa ios, de supe a una enseñanza po ansmisión de conocimien os que di icul a, en es e ni- el más quizás que en cualquie o o, la ac i idad c ea- i a y la p og esi a au onomía del niño. Pe o es e in- en o de in oduci la me odología cien í ica en los p i- me os ni eles, supone implíci amen e conside a , o bien que las o mas o dina ias de pensamien o son nega i- as -po lo que con endna e i a las o e adica las cuan o an es- o bien que no hay di e encias subs an- ciales en e pensamien o o dina io y pensamien o cien í ico. Digamos en p ime luga que de ningún modo puede acep a se que el pensamien o o dina io sea algo nega- i o. Ni los esquemas concep uales «al e na i os» de los alumnos ni la « ísica del sen ido común)) me ecen dicha conside ación. Po el con a io, se a a de cons- ucciones do adas de una indudable cohe encia, ca- paces de explica buen núme o de si uaciones, e c (D i- e 1986). No debe ol ida se a es e espec o, an o la la ga igencia del pa adigma a is o élico (¡du an e ca- si ein e siglos!) como la pe sis encia de la ideas in ui- i as de los alumnos. Po supues o, la ((me odología de la supe icialidad)) que es á en el o igen de es as cons uc&ones ca ece de la po encia de la me odolo- gía cien í ica; pe o supone una indudable conquis a del pensamien o humano, que se mues a así capaz de ea- liza p edicciones, gene aliza obse aciones, elabo a conje u as explica i as, e c. El p og eso que ello sig- ni ica puede comp ende se si se iene en cuen a has a qué pun o es e pensamien o acional, que a a de ex- plica y encon a sen ido en lo que ocu e, con as a con las concepciones mágicas ípicas de sociedades más p imi i as o del mismo pensamien o in an il. En el ex emo opues o encon a emos a quienes no es- ablecen di e encias en e las o mas co idianas de abo - da los p oblemas y la ac i idad cien í ica. Ya hemos hecho e e encia a las ideas de Kelly (Pope y Keen 1981) pa a quien el plan eamien o de p oblemas, la expe i- men ación, la e isión y modi icación de las ideas co- mo consecuencia de la alsación de hipó esis, e c., que cons i uyen aspec os básicos de la eo ización cien í i- ca, ca ac e izan ambién el compo amien o o dina io de las pe sonas, cuando se en en an a un p oblema p ác ico. Pe o, aun econociendo, como acabamos de hace , el alo de la o ma de pensamien o o dina io, no es posible igno a sus di e encias con la me odolo- gía cien í ica, que ya hemos pues o de elie e al e e- i nos a la me odología de la supe icialidad. ENSE~ANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS Desde es e pun o de is a no iene sen ido plan ea el ap endizaje de niños muy jó enes como in es igación. Po el con a io, an o los abajos de epis emología gené ica (Piage 1970) como la conside ación de la e e lución his ó ica del pensamien o humano, apun an a la con eniencia de a o ece , en una p ime a ase, la o ma de pensamien o ípica de la ida o dina ia, u- o de la mul iplicidad de ac i idades, del abo de de p o- blemas p ác icos y p egun as que los mismos niños se plan ean. Es e en oque, que Kamiii y De ies designan como conocimien o iico ((sub aya, pues, la inicia i- a de los ni ios, sus acciones sob e los obje os (. . .) De es a o ma el ap endizaje en el en oque de conocimien o ísico siemp e queda en aizado en el desa ollo na u- al del ni io)) (Kamii y De ies 1983). Cie o es que así e mina an pensando (iy sin iendo!) que, po ejemplo, el mo imien o es á asociado a ue zas, lo que cons i- uye -desde el pun o de is a de la ciencia- una au én- ica ba e a epis emológica que obliga á a un p o un- do cambio concep ual; pe o el incon enien e que ello supond á en el u u o es i ele an e en e a lo que sig- ni ica el desa ollo así log ado, que se ena impedido po un in en o de aho ma la ac i ud in an il a o mas de compo amien o más igu osas, menos espon áneas. Puede, pues, deci se que los mismos a gumen os que ecomiendan la in oducción de la me odología cien i- ica en cie o momen o del desa ollo de los alumnos, ecomiendan ambién, en oda una la ga e apa inicial, un ipo de ac i idad más espon ánea, más lib e y p ó- xima a la o ma de abo da los p oblemas en la ida co idiana, que podemos designa ac i idad de búsque- da. O que o os au o es (Mo eno 1985) denominan ac- i idad explo a o ia. Se espe a así un desa ollo más na u al y aco de con la p opia e olución cul u al de nues a sociedad, en la que la in es igación cien í ica ha es ado p ecedida po la gos siglos de un abajo con las ca ac e ís icas de lo que hemos denominado ac i idades de búsqueda, y del que la « ísica del sen ido común)) ue un esul ado pa adigmá ico. Pod ía quizás pensa se que in oduci el é mino bús- queda es una ma ización e minológica sin impo an- cia y que bas ana con da al concep o de in es igación un sen ido más amplio y laxo, como implíci amen e ha- cen Kelly o quienes se e ie en al ap endizaje de niños muy jó enes como in es igación (Tonucci 1976). El pe- lig o en es e caso es iba en igno a la necesidad de que, en una e apa pos e io del desa ollo, se p oduzca un p oceso de cambio me odológico, sin el cual, como he- mos mos ado, no puede ealiza se un abajo cien i- ico ni puede da se una adquisición signi ica i a de conocimien os. Po el con a io, se a a de a o ece , en una p ime a ase, una ac i ud de búsqueda que, en su momen o, exi- gi á la up u a, el cambio concep ual y me odológico. Lo que sí esul a común a ambas ases es la necesidad de un nue o es ilo didác ico que supe e una ense ian- zdap endizaje de ansmisión/asimilación de conoci- mien os. Ya nos hemos e e ido a es o al habla de en- señanza como in es igación. Kamii y De ies (1983) in- sis en ambién en ello al e e i se a la ac i idad de bús- queda -que ellos designan como «de conocimen o ísico»- en p eescola : «el niño cons uye el conoci- mien o al ac ua sob e los obje os y las pe sonas y no al ene un maes o que in oduce o expone concep os ya hechos». Es e nue o modelo didác ico no puede, sin emba go, concebi se como algo uni o me, aplicable po igual des- de p eescola a la enseñanza supe io , sino como un modelo dinámico con, al menos, dos ases bien de ini- das: búsqueda, a pa i de p oblemas p ác icos que con- duzcan a acciones sob e los obje os pa a p oduci e ec- os deseados, ealizando p edicciones, es ableciendo compa aciones, in en ando p og esi amen e explica los «cómo» y los «po qué», e c. (Kamii y De ies 1983). Y una segunda ase de en onización de la me odolo- gía cien í ica como o ma de ac i idad a la ez más c ea i a y más igu osa, que pone en cues ión las ce - ezas del sen ido común, imaginando nue as posibili- dades a í ulo de hipó esis y some iendo dichas hipó e- sis a con as ación en condiciones con oladas. La dis- inción en e búsqueda e in es igación se con ie e así en un elemen o esencial del nue o modelo didác ico. 3.5. El ap endizaje como in es igación: más allá del abajo expe imen al y au ónomo El modelo eme gen e de enseñanza/ap endizaje de las ciencias que hemos a ado de undamen a a pa i de ecien es in es igaciones didác icas, supone, como he- mos is o, asocia la adquisición signi ica i a de co- nocimien os al cambio me odoló~ico. es deci . a la a- milia ización con la me odología Cien i ica. N; sólo no se a a de obje i os dis in os, como Hodson sos iene, sino que enuncia a una co ec a amilia ización con la me odología cien í ica -al cambio me odológico-, supond ía enuncia a un ap endizaje signi ica i o -al cambio concep ual- capaz de modi ica los esque- mas concep uales in ui i os de los alumnos. Pe o un co ec o plan eamien o de es a in eg ación de la me o- dología cien í ica en el ap endizaje exige supe a el in- duc i ismo habi ual y, muy conc e amen e, desliga las p opues as de ense ianza como in es igación de las e- e encias casi exclusi as a las p ác icas de labo a o io, ex endiendo dichas p opues as a odo el abajo de No se a a, pues, de inicia a los niños en a eas de cons ucción de conocimien os. También en es a ha- in es igación. T as es a p opues a hay, o bien una p o- bi ual asociación (que lle a al mismo Hodson a eali- unda des i uación y i ialización de lo que cons i- za su c í ica del ap endizaje po descub imen o den- uye el abajo cien í ico, o bien el ol ido de los p e- o de un apa ado i ulado «el papel de los abajos equisi os que dicho abajo exige en los indi iduos. p ác icos))) se mues a la in luencia del pun o de is a ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS 117 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS induc i is a. Supe a el induc i ismo no es iba simple- men e en modi ica las p ác icas de labo a o io, aun- que ello sea absolu amen e necesa io (Gené y Gil 1983; Gil y Payá 1984), sino, sob e odo, en ex ende el plan- eamien o de in es igación a odo el abajo de cons- ucción de conocimien os: desde la in oducción (in- ención) de concep os a la esolución de p oblemas a la luz de los conocimien os elabo ados. P ecisamen e es a esolución de p oblemas puede con e i se -co ,o hemos mos ado en o o luga (Gil y M nez-To eg osa 1983 y 1984)- en una ocasión p i ilegiada de p ac i- ca la «ciencia no mal)) en el sen ido Kuhniano, supe- ando su ca ác e habi ual de simples eje cicios epe i- i os y conduciendo al abo de de si uaciones que en- cuen an solución en el cue po de conocimien os dis- ponibles, ac uando como «con as aciÓn» la cohe en- cia de los esul ados ob enidos con dicho cue po de conocimien os. Po o a pa e, la in oducción y manejo de cie os co- nocimen os, conc e amen e la Mecánica, es ambién una ocasión p i ilegiada (y necesa ia) pa a asoma a los alumnos (a a és de su p opio compo amien o) a lo que ep esen a un cambio de pa adigma y sus di- icul ades. No se a a, pues, de que los alumnos «co- nozcan» que ha habido e oluciones cien í icas, como p opone ambién Hodson; se a a de que expe imen- en en ellos mismos un cambio semejan e. En o o ca- so queda ían anclados en la ísica del sen ido común. Es e plan eamien o del ap endizaje como cambio con- cep ual y me odológico, pe mi e así p opo ciona una imagen más co ec a de lo que es el abajo cien í ico -incluyendo an o la ciencia no mal como los cam- bios de pa adigma-; una imagen menos lineal y más c ea i a, que de ningún modo puede asocia se de o - ma exclusi a, insis imos, al abajo de labo a o io. Es a isión más c ea i a supone ambién una posible solución al p oblema de la ac i ud nega i a de los es- udian es hacia el ap endizaje de las ciencias (James y Smi h 1985). En e ec o, es e ap endizaje adquie e aho a el ca ác e de una a en u a: la a en u a que supone en- en a se c ea i amen e a p oblemas abie os, la cons- a ación g a i ican e de que las p opias ideas ienen la alidez (iy los e o es!) de las de los cien í icos, e c. e c. No podemos de ene nos aquí en es e aspec o esen- cial del ap endizaje, que apun a a la con eniencia de comple a el modelo y concebi el ap endizaje no sólo como cambio concep ual y me odológico sino ambién -y quizás an e odo- como cambio ac i udinal (Gil 1985). Pa a e mina que emos e e i nos a la idea, a menu- do expues a, de que la ealización de un ap endizaje cohe en e con la me odología cien í ica exigi ía que los alumnos, «po sí solos)), cons uyan (( odos los cono- cimien os)). Po supues o que ello no es posible, ni ie- ne ampoco sen ido supone que los alumnos pueden ((de iba una eo ía)) as una b e e e lexión y unos escasos esul ados expe imen ales. Eiio no sólo no es posible, sino que no esponde ía en absolu o a las ca- ac e ís icas del abajo cien í ico como a ea colec i- a y di igida, lo que se e idencia, como seííalabamos en o o luga (Gil 1983), «no sólo en el hecho de que el pun o de pa ida -el pa adigma eó ico igen e- es la c is alización de las apo aciones de gene aciones de in es igado es, sino ambién en que la in es igación esponde cada ez más a es uc u as ins i ucionaliza- das, en las que la labo de los indi iduos es o ien ada po las líneas de in es igación es ablecidas, po el a- bajo del equipo del que o man pa e, ca eciendo p ác- icamen e de sen ido la idea de una in es igación com- ple amen e au ónoma)). También en es e aspec o el ap endizaje de las ciencias ha de se cohe en e con la me odología cien í ica, y así lo e lejan in es igado es de muy di e so o igen. Podemos e e i nos, po ejem- plo, a los abajos de Piage (1969) en o no al papel de la ac i idad y de la in e acción social en el desa o- llo in elec ual, o al amplio pano ama de las in es iga- ciones didác icas sob e el abajo en g upos p esen a- do po Ausubel (1978), quien, aunque no se p onun- cia de o ma gene al sob e las en ajas del abajo en g upos, econoce que ((la discusión es el mé odo más e icaz y ealmen e el único ac ible de p omo e el de- sa ollo in elec ual con espec o a los aspec os menos bien es ablecidos y más con o e idos de la ma e ia de es udio)). ¿Pe o, acaso oda nue a a ea no iene pa- a los alumnos la ca ac e ís ica de «poco es ablecida)) y «con o e ida»?. En de ini i a, a menos que sólo se p e enda hace epe i a los alumnos a eas ya eali- zadas po el p o eso o desc i as en un ex o, la es uc- u ación de la clase en pequeííos g upos apa ece como un ú il indispensable, «el único ac ible)) en palab as de Ausubel. Es as conclusiones, alidas pa a el ap en- dizaje en gene al, son pa icula men e aplicables en el ap endizaje de las ciencias (Ab aham 1976; Hohnson 1976; May ield 1976), en pa icula allí donde los alum- nos ienen ya una isión que ha de modi ica se, o in- cluso con la que es p eciso ompe . Dichos cambios concep uales exigen con on ación, discusión de enida de las dis in as al e na i as (Nussbaum y No ik 1980; Gilbe y Pope 1982; Gil 1983; D i e 1986). Po o a pa e, es p eciso insis i en que el abajo en g upos conlle a un papel o ien ado sob e cada alum- no; y, po supues o, el p o eso juega ambién un pa- pel ele age en esa labo o ien ado a, cohe en emen e con la na u aleza social, colec i a y o ien ada del a- bajo cien í ico. De acue do con ello, la guía del p o e- so ha de es a p esen e en la p og amación misma de las ac i idades a p opone a los g upos de alumnos: unas ac i idades que pe mi an la ( e)cons ucción de los conocimien os y se es uc u en con un cla o hilo conduc o que pe mi a a los alumnos en ende lo que a a hace se y su conexión con lo ya alizado. CONCLUSION Podemos e mina insis iendo en que, de acue do con ecien es in es igaciones a las que hemos hecho e e- ENSERANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS encia, el plan eamien o del ap endizaje de las ciencias como in es igación -en una pe spec i a de cambio concep ual y me odológico- apa ece como una nece- sidad, no sólo pa a cub i el obje i o de amilia iza a los alumnos con la me odología cien í ica, sino am- bién pa a hace posible una adquisición e dade amen- e signi ica i a de conocimien os y a o ece una ac i- ud posi i a hacia el ap endizaje. Dicho plan eamien- o exige, sin emba go, la supe ación de g a es y ex en- didos e o es sob e qué en ende po me odología cien- í ica, subyacen es en oda la co ien e de ap endizaje po descub imien o induc i o y au ónomo que, du an e l REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS más de dos décadas, se ha desa ollado como espues- a a las ca encias de la ense ianza adicional po ans- misión de conocimien os ya elabo ados. La si uación ac ual es á, pues, ca ac e izada po la eme gencia de un nue o pa adigma de enseÍíanza/ap endizaje de las ciencias, deudo , como hemos mos ado, de muy di- e sas apo aciones -algunas de ellas inicialmen e muy alejadas del in e és po in oduci la me odología cien- í ica en la ense ianza- que es án con e giendo en mos- a la necesidad de que el ap endizaje de las ciencias se ap oxime a las ca ac ens icas del abajo cien í ico. 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