Una propuesta de la construcción de modelos científicos para la escuela primaria
Bárbara Peisajovich
Bárbara Peisajovich
Vivimos en un mundo inundado de información científica y tecnológica que demanda ciudadanos alfabetizados en términos científicos y tecnológicos. Para lograr esta alfabetización con nuestros alumnos, los docentes debemos no sólo conocer los grandes núcleos conceptuales de la tecnología y las diferentes ramas de las ciencias naturales, sino también enseñar cómo se hace y se piensa la ciencia. Es decir, debemos enseñar los procedimientos y modos de conocer propios de la actividad científica no ya mediante su mera enunciación, sino llevando a cabo actividades que permitan que los alumnos pongan en práctica algunos de estos procedimientos.
La siguiente es una reflexión en torno a estas cuestiones y una propuesta de trabajo referida a uno de los procedimientos propios del quehacer científico: la elaboración de modelos.
¿Qué podemos esperar de la enseñanza de las ciencias en la escuela?
Primero, es preciso tener presente el hecho de que en la escuela no hacemos ciencia, sino que sólo podemos conocer la realidad al modo en el que los científicos lo hacen. Esto es, formar a los alumnos en los modos de hacer y pensar en términos científicos.
Esta tarea no es sencilla y demanda a los docentes diferentes tipos de saberes y destrezas que van desde los aspectos madurativos de nuestros alumnos, pasando por los grandes núcleos conceptuales de las diferentes disciplinas científicas, hasta los aspectos metodológicos de la actividad científica. Para abordar tamaña tarea es preciso volver a preguntarnos cuál es el sentido de la enseñanza de las ciencias naturales en la escuela.
Al ampliar o modificar las representaciones sobre el mundo natural no sólo se facilita una mayor aproximación al conocimiento científico sino que también se enriquece la visión del mundo. En este sentido, y considerando el hecho de que la realidad no es asequible a simple vista ni su comprensión nos es dada mediante la observación directa de los fenómenos que en ella se presentan, cabe preguntarse qué mecanismos arbitran las ciencias para interpretarla y anticipar una buena parte de estos fenómenos naturales.
Una de las características propias de las ciencias es su capacidad de modelización. Para interpretar la realidad, las ciencias construyen modelos que, lejos de proponerse representarla 'tal cual es', surgen del paradigma científico de un determinado momento y se ajustan a las necesidades de estudio del investigador.
En función de esto cabe destacar que la modelización es en sí misma un procedimiento a enseñar en el ámbito de las ciencias naturales. Esta capacidad ha de ser desarrollada y tomada por el área de manera tal que resulte un contenido en sí mismo.
¿Qué es un modelo científico?
El concepto modelo refiere a una representación esquemática y simplificada de la realidad, de manera que ésta resulte más comprensible. Como ya se dijo, esta realidad no es evidente sino que, por el contrario, está mediada por nuestra estructura cognitiva y nuestros esquemas mentales y, en este sentido, recurre en un mecanismo de simplificación en el que se conserven las partes y las relaciones que se consideren pertinentes.
Pero para que cumpla con esta función, los modelos científicos deben permitirnos operar sobre ellos produciendo transformaciones o procedimientos experimentales que arrojen datos o información compatible con los fenómenos que modelizan. Por ello, aunque no son la realidad en sí misma, un modelo científico permite realizar anticipaciones y predicciones que se corresponden con los fenómenos que se observan en la realidad.
Cuándo Modelizar
Hacia los 12 y 14 años, los alumnos se adentran en la etapa que Piaget denominó como pensamiento formal.1 Esta etapa, que entre otras cosas se caracteriza por el desarrollo de un razonamiento hipotético-deductivo a partir de hipótesis, no se da tajantemente, sino que coexiste con formas de pensamiento propias del periodo concreto en el que los niños operan sobre la realidad concreta, la de los objetos reales o inmediatamente representados. Atendiendo a esta cuestión, es preciso que hacia el final de la escolaridad primaria se instrumenten propuestas que lleven un estudio de la naturaleza menos fenomenológico hacia uno de mayor alcance explicativo.
En función de esto, es importante acompañar mediante imágenes o representaciones mentales el proceso de conceptualización, a la vez que se descentra de las propias representaciones mentales de los alumnos.
En el ámbito escolar es importante seleccionar qué aspecto de la realidad se pretende enseñar en relación con un tema. Y en este sentido, Fourez2 se pregunta: ¿es preciso conocer las características de los virus o del sistema inmune para concientizar acerca de los mecanismos de prevención del sida? ¿Es preciso conocer la aceleración de la gravedad para aprender a saltar?
La siguiente secuencia de actividades se propone trabajar sobre la modelización de fenómenos de la realidad y pretende que los alumnos estudien un fenómeno como la circulación artificial del agua, focalizando en las entradas y salidas, pero soslayando otros aspectos tales como la fuerza que opera en el circuito hidráulico.
Cómo modelizar
La circulación artificial del agua
Con la idea de trabajar la modelización de un determinado aspecto de la realidad se dirige la atención de los alumnos de sexto grado de primaria hacia un problema próximo a su vida cotidiana. Para ello se plantea la siguiente pregunta: ¿cómo llega el agua que está en el río hasta la llave del baño?
Los alumnos ensayan distintas respuestas. La mayoría habla del río que se encuentra próximo a la ciudad y de cañerías que conducen agua que ha sido previamente purificada.
Ni el proceso de depuración del agua ni el sistema de bombeo constituyen un objeto de estudio de ese momento, sino que se dejan como incógnitas o cajas negras3 hasta más adelante.
Cómo llega el agua a la escuela.
A continuación, se les solicita que esquematicen cómo se imaginan que el agua llega hasta la escuela y de ahí hasta la llave del baño.
En este punto, se les señala que han formulado suposiciones con base en su experiencia y sus creencias respecto al fenómeno. Es decir, han formulado hipótesis que, a continuación, es preciso someter a pruebas para verificar si, efectivamente, explican el recorrido del agua en las instalaciones de la escuela.
Para ello realizan una investigación dentro del edificio explorando y observando sólo las entradas y salidas de agua, focalizándose en aquello que resulta pertinente para su objeto de estudio.
Así, realizan mapas y esquemas de tuberías que parten de la calle y recorridos que suponen que ocurren dentro de las paredes y los pisos del edificio.
Posteriormente, abren las llaves generales y observan cuáles regulan las entradas y salidas de las diferentes partes del edificio escolar. Algunos reformulan sus esquemas y suposiciones y los ajustan a las nuevas evidencias obtenidas durante la exploración.
Esquema de la tubería en la escuela.
Puesta en común
Una vez elaborados los esquemas, se les indica que los comparen y que decidan cuál o cuáles se ajustan mejor a lo que ocurre en realidad.
Para ello, se les solicita que discutan qué pruebas o evidencias tienen para sostener las características del diseño que han elaborado. Y, en este sentido, se destaca el hecho de que se aceptarán sólo aquellos modelos que cuenten con más y mejores evidencias.
La misma actividad puede realizarse con circuitos eléctricos, funcionamiento de bombas de agua y depósitos o cualquier sistema cuyo recorrido no esté expuesto a simple vista, de manera que deban inferirlo a partir de las llaves de entrada y las de salida.
¿Cómo favorecer el proceso de modelización?
Con la idea de explicitar el proceso de modelización es preciso que el docente favorezca la reflexión y dirija la atención hacia las prácticas que dan cuenta de dicho proceso, y para ello se hará hincapié en los siguientes aspectos:
.Los esquemas que han desarrollado acerca del recorrido de las cañerías constituyen modelos acerca del mismo.
.Experimentaron con objetos a los que no tenían acceso directo.
.Aun tratándose del mismo objeto (el recorrido de las cañerías), las representaciones pueden ser diferentes y algunos modelos describen mejor que otros lo que ocurre en el interior de las paredes.
A modo de conclusión
La naturaleza y los fenómenos que en ella acontecen existen independientemente de nuestra voluntad. Sin embargo, conocemos la realidad sólo a través de las representaciones que de ella construimos en nuestra mente. Estas representaciones varían según la estructura y la trama de significados desde las cuales se mire.
La ciencia es un modo particular de interpretar la realidad, y para ello elabora modelos que no son más que meras representaciones empobrecidas, pero que permiten estudiar los fenómenos complejos que en ella se presentan.
El modelo atómico, la doble hélice de ADN o el modelo de partículas no son la realidad en sí mismas sino una mera representación que selecciona los aspectos más relevantes y significativos para los investigadores y el problema que se plantean en un momento dado.
Por ello, promover la elaboración e interpretación de modelos resulta una de las funciones más importantes de la enseñanza de las ciencias en la escuela, de manera que todos los recursos orientados hacia ese objetivo, lejos de alejarnos de nuestros programas de enseñanza (cada vez más cargados de información a medida que avanzan las ciencias), aproximan a nuestros alumnos a la concepción actual de ciencia.
La siguiente es una reflexión en torno a estas cuestiones y una propuesta de trabajo referida a uno de los procedimientos propios del quehacer científico: la elaboración de modelos.
¿Qué podemos esperar de la enseñanza de las ciencias en la escuela?
Primero, es preciso tener presente el hecho de que en la escuela no hacemos ciencia, sino que sólo podemos conocer la realidad al modo en el que los científicos lo hacen. Esto es, formar a los alumnos en los modos de hacer y pensar en términos científicos.
Esta tarea no es sencilla y demanda a los docentes diferentes tipos de saberes y destrezas que van desde los aspectos madurativos de nuestros alumnos, pasando por los grandes núcleos conceptuales de las diferentes disciplinas científicas, hasta los aspectos metodológicos de la actividad científica. Para abordar tamaña tarea es preciso volver a preguntarnos cuál es el sentido de la enseñanza de las ciencias naturales en la escuela.
Al ampliar o modificar las representaciones sobre el mundo natural no sólo se facilita una mayor aproximación al conocimiento científico sino que también se enriquece la visión del mundo. En este sentido, y considerando el hecho de que la realidad no es asequible a simple vista ni su comprensión nos es dada mediante la observación directa de los fenómenos que en ella se presentan, cabe preguntarse qué mecanismos arbitran las ciencias para interpretarla y anticipar una buena parte de estos fenómenos naturales.
Una de las características propias de las ciencias es su capacidad de modelización. Para interpretar la realidad, las ciencias construyen modelos que, lejos de proponerse representarla 'tal cual es', surgen del paradigma científico de un determinado momento y se ajustan a las necesidades de estudio del investigador.
En función de esto cabe destacar que la modelización es en sí misma un procedimiento a enseñar en el ámbito de las ciencias naturales. Esta capacidad ha de ser desarrollada y tomada por el área de manera tal que resulte un contenido en sí mismo.
¿Qué es un modelo científico?
El concepto modelo refiere a una representación esquemática y simplificada de la realidad, de manera que ésta resulte más comprensible. Como ya se dijo, esta realidad no es evidente sino que, por el contrario, está mediada por nuestra estructura cognitiva y nuestros esquemas mentales y, en este sentido, recurre en un mecanismo de simplificación en el que se conserven las partes y las relaciones que se consideren pertinentes.
Pero para que cumpla con esta función, los modelos científicos deben permitirnos operar sobre ellos produciendo transformaciones o procedimientos experimentales que arrojen datos o información compatible con los fenómenos que modelizan. Por ello, aunque no son la realidad en sí misma, un modelo científico permite realizar anticipaciones y predicciones que se corresponden con los fenómenos que se observan en la realidad.
Cuándo Modelizar
Hacia los 12 y 14 años, los alumnos se adentran en la etapa que Piaget denominó como pensamiento formal.1 Esta etapa, que entre otras cosas se caracteriza por el desarrollo de un razonamiento hipotético-deductivo a partir de hipótesis, no se da tajantemente, sino que coexiste con formas de pensamiento propias del periodo concreto en el que los niños operan sobre la realidad concreta, la de los objetos reales o inmediatamente representados. Atendiendo a esta cuestión, es preciso que hacia el final de la escolaridad primaria se instrumenten propuestas que lleven un estudio de la naturaleza menos fenomenológico hacia uno de mayor alcance explicativo.
En función de esto, es importante acompañar mediante imágenes o representaciones mentales el proceso de conceptualización, a la vez que se descentra de las propias representaciones mentales de los alumnos.
En el ámbito escolar es importante seleccionar qué aspecto de la realidad se pretende enseñar en relación con un tema. Y en este sentido, Fourez2 se pregunta: ¿es preciso conocer las características de los virus o del sistema inmune para concientizar acerca de los mecanismos de prevención del sida? ¿Es preciso conocer la aceleración de la gravedad para aprender a saltar?
La siguiente secuencia de actividades se propone trabajar sobre la modelización de fenómenos de la realidad y pretende que los alumnos estudien un fenómeno como la circulación artificial del agua, focalizando en las entradas y salidas, pero soslayando otros aspectos tales como la fuerza que opera en el circuito hidráulico.
Cómo modelizar
La circulación artificial del agua
Con la idea de trabajar la modelización de un determinado aspecto de la realidad se dirige la atención de los alumnos de sexto grado de primaria hacia un problema próximo a su vida cotidiana. Para ello se plantea la siguiente pregunta: ¿cómo llega el agua que está en el río hasta la llave del baño?
Los alumnos ensayan distintas respuestas. La mayoría habla del río que se encuentra próximo a la ciudad y de cañerías que conducen agua que ha sido previamente purificada.
Ni el proceso de depuración del agua ni el sistema de bombeo constituyen un objeto de estudio de ese momento, sino que se dejan como incógnitas o cajas negras3 hasta más adelante.
Cómo llega el agua a la escuela.
A continuación, se les solicita que esquematicen cómo se imaginan que el agua llega hasta la escuela y de ahí hasta la llave del baño.
En este punto, se les señala que han formulado suposiciones con base en su experiencia y sus creencias respecto al fenómeno. Es decir, han formulado hipótesis que, a continuación, es preciso someter a pruebas para verificar si, efectivamente, explican el recorrido del agua en las instalaciones de la escuela.
Para ello realizan una investigación dentro del edificio explorando y observando sólo las entradas y salidas de agua, focalizándose en aquello que resulta pertinente para su objeto de estudio.
Así, realizan mapas y esquemas de tuberías que parten de la calle y recorridos que suponen que ocurren dentro de las paredes y los pisos del edificio.
Posteriormente, abren las llaves generales y observan cuáles regulan las entradas y salidas de las diferentes partes del edificio escolar. Algunos reformulan sus esquemas y suposiciones y los ajustan a las nuevas evidencias obtenidas durante la exploración.
Esquema de la tubería en la escuela.
Puesta en común
Una vez elaborados los esquemas, se les indica que los comparen y que decidan cuál o cuáles se ajustan mejor a lo que ocurre en realidad.
Para ello, se les solicita que discutan qué pruebas o evidencias tienen para sostener las características del diseño que han elaborado. Y, en este sentido, se destaca el hecho de que se aceptarán sólo aquellos modelos que cuenten con más y mejores evidencias.
La misma actividad puede realizarse con circuitos eléctricos, funcionamiento de bombas de agua y depósitos o cualquier sistema cuyo recorrido no esté expuesto a simple vista, de manera que deban inferirlo a partir de las llaves de entrada y las de salida.
¿Cómo favorecer el proceso de modelización?
Con la idea de explicitar el proceso de modelización es preciso que el docente favorezca la reflexión y dirija la atención hacia las prácticas que dan cuenta de dicho proceso, y para ello se hará hincapié en los siguientes aspectos:
.Los esquemas que han desarrollado acerca del recorrido de las cañerías constituyen modelos acerca del mismo.
.Experimentaron con objetos a los que no tenían acceso directo.
.Aun tratándose del mismo objeto (el recorrido de las cañerías), las representaciones pueden ser diferentes y algunos modelos describen mejor que otros lo que ocurre en el interior de las paredes.
A modo de conclusión
La naturaleza y los fenómenos que en ella acontecen existen independientemente de nuestra voluntad. Sin embargo, conocemos la realidad sólo a través de las representaciones que de ella construimos en nuestra mente. Estas representaciones varían según la estructura y la trama de significados desde las cuales se mire.
La ciencia es un modo particular de interpretar la realidad, y para ello elabora modelos que no son más que meras representaciones empobrecidas, pero que permiten estudiar los fenómenos complejos que en ella se presentan.
El modelo atómico, la doble hélice de ADN o el modelo de partículas no son la realidad en sí mismas sino una mera representación que selecciona los aspectos más relevantes y significativos para los investigadores y el problema que se plantean en un momento dado.
Por ello, promover la elaboración e interpretación de modelos resulta una de las funciones más importantes de la enseñanza de las ciencias en la escuela, de manera que todos los recursos orientados hacia ese objetivo, lejos de alejarnos de nuestros programas de enseñanza (cada vez más cargados de información a medida que avanzan las ciencias), aproximan a nuestros alumnos a la concepción actual de ciencia.
Citas
1 J. Piaget, Psicología y pedagogía, Ariel, Barcelona, 1969.
2G. Fourez, Alfabetización científica y tecnológica, Colihue, Buenos Aires, 1994, p. 66.
3Fourez toma de la física el concepto de 'cajas negras' y lo utiliza en la enseñanza de las ciencias destacando que "se trata de una representación de una parte del mundo y que se acepta en su globalidad sin considerar útil examinar los mecanismos de su funcionamiento" (G. Fourez, op. cit., p. 65).
Bibliografía
PIAGET,J, Psicología y pedagogía, Ariel, Barcelona, 1969.FOUREZ, G, Alfabetización científica y tecnológica, Colihue, Buenos Aires, 1994.
1 J. Piaget, Psicología y pedagogía, Ariel, Barcelona, 1969.
2G. Fourez, Alfabetización científica y tecnológica, Colihue, Buenos Aires, 1994, p. 66.
3Fourez toma de la física el concepto de 'cajas negras' y lo utiliza en la enseñanza de las ciencias destacando que "se trata de una representación de una parte del mundo y que se acepta en su globalidad sin considerar útil examinar los mecanismos de su funcionamiento" (G. Fourez, op. cit., p. 65).
Bibliografía
PIAGET,J, Psicología y pedagogía, Ariel, Barcelona, 1969.FOUREZ, G, Alfabetización científica y tecnológica, Colihue, Buenos Aires, 1994.
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