La enseñanza de la ciencia E-Book

Michael R. Matthews

• Herausgeber: Fondo de Cultura Económica
• Kategorie: Bildung
• Serie: Educación y Pedagogía
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2017

Seitenzahl: 1185

Beschreibung

El autor explica cómo la historia y la filosofía de la ciencia contribuyen a resolver aspectos teóricos, pedagógicos y curriculares en La enseñanza de la ciencia. Muestra por qué es esencial para los profesores de ciencias conocer y apreciar la historia y la filosofía de la materia que imparten y cómo este conocimiento enriquece la experiencia de la ciencia en el salón de clases. Desde su perspectiva histórica, el libro revela a estudiantes, profesores e investigadores las bases del conocimiento científico y su relación con la filosofía, la metafísica, las matemáticas y otras influencias sociales más amplias.

Leseprobe

SECCIÓN DE OBRAS DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA

LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA

Traducción MAIA F. MIRET

MICHAEL R. MATTHEWS

La enseñanza de la ciencia

UN ENFOQUE DESDE LA HISTORIA Y LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA

Edición de vigésimo aniversario revisada y aumentada

Primera edición en inglés, 1994 Segunda edición en inglés, 2015 Primera edición electrónica, 2017

Diseño de portada: Paola Álvarez Baldit

Título original: Science Teaching: The Contribution of History and Philosophy of Science © 2015 Taylor & Francis All Rights Reserved. Authorized translation from English language edition published by Routledge, an imprint of Taylor & Francis Group LLC.

D. R. © 2017, Fondo de Cultura Económica Carretera Picacho-Ajusco, 227; 14738 Ciudad de México

Comentarios:[email protected] Tel. [phone]

Se prohíbe la reproducción total o parcial de esta obra, sea cual fuere el medio. Todos los contenidos que se incluyen tales como características tipográficas y de diagramación, textos, gráficos, logotipos, iconos, imágenes, etc., son propiedad exclusiva del Fondo de Cultura Económica y están protegidos por las leyes mexicanas e internacionales del copyright o derecho de autor.

ISBN 978-607-16-5090-0 (ePub)

Hecho en México - Made in Mexico

Para mis hijas: Clare, Alice y Amelia

SUMARIO

PrefacioPrefacio a la edición de 1994AgradecimientosLa reconciliación entre la historia, la filosofía y la enseñanza de la cienciaLa tradición ilustrada en la enseñanza de la cienciaAvances históricos y actuales en los planes de estudio de cienciasLa historia de la ciencia en los planes de estudio y en las aulasLa filosofía en la ciencia y en las aulas de cienciaLa historia y la filosofía en el aula: el movimiento del pénduloLa historia y la filosofía en el aula: Joseph Priestley y el descubrimiento de la fotosíntesisEl constructivismo y la enseñanza de la cienciaUn tema central en la filosofía de la ciencia y en la enseñanza de la ciencia. El realismo y el antirrealismoCiencia, visiones del mundo y educaciónLa naturaleza de la ciencia y la enseñanza de la cienciaLa filosofía y la formación de maestrosÍndice onomásticoÍndice temáticoÍndice general

PREFACIO

Me complace mucho que el vigésimo aniversario de mi libro La enseñanza de la ciencia, publicado en 1994, se celebre con una edición actualizada y aumentada. El libro se ha reimpreso continuamente durante estos 20 años, lo cual sugiere que algún mérito debe tener. En el prefacio de la edición de 1994, que puede leerse más adelante, se describe el contexto intelectual del libro. Es reconfortante comprobar que los argumentos filosóficos sólidos conservan sus méritos durante largo tiempo; por supuesto, tener “méritos filosóficos” no equivale a “estar en lo correcto”, pero sí quiere decir que se es lo suficientemente claro como para permitir que los lectores descubran los errores por sí mismos (volveremos a este tema de la claridad en la comunicación y la argumentación en el capítulo XII). En dicho prefacio se declaraba la idea central de la primera edición:

Con todo y sus fallas, la tradición científica ha fomentado la racionalidad, el pensamiento crítico y la objetividad. Inculca un interés por la evidencia y por que las ideas sean juzgadas no por intereses personales o sociales, sino por la forma misma en que funciona el mundo; un sentido de “piedad cósmica”, como la llamó Bertrand Russell. Estos valores están bajo ataque, tanto dentro como fuera de la academia. Algunas versiones del posmodernismo y del constructivismo, muy influyentes en el ámbito educativo, le dan la espalda a la racionalidad y a la objetividad, arguyendo que la suya es una búsqueda quijotesca. Se trata, pues, de un desafío muy serio para la profesión de la enseñanza de la ciencia.

El vigor de la tradición científica y el impacto positivo que pueda tener en la sociedad dependen de que existan maestros que entiendan y valoren la ciencia y que sean capaces de presentar a los niños sus logros, sus métodos y sus procesos de pensamiento en forma efectiva. La historia y la filosofía de la ciencia contribuyen a su comprensión y a su valoración.

Durante los 20 años que han transcurrido desde que se escribió, los acontecimientos mundiales y la innovación educativa no han hecho más que fortalecer estas convicciones. Esta “huida de la ciencia” persiste y está ampliamente documentada en reportes gubernamentales de Estados Unidos y Europa. Se han debatido sin cesar muchos problemas sociocientíficos, tales como el uso de células troncales que provienen de células embrionarias fabricadas de manera artificial, el control o el uso de cultivos genéticamente modificados, el reconocimiento del cambio climático antropogénico y las formas de mitigarlo, el control —o descontrol— de la energía nuclear y la vacunación infantil obligatoria. Con la globalización económica y cultural se han formulado preguntas muy serias sobre la supuesta universalidad de la ciencia y sobre la justificación y la utilidad de enseñar una ciencia ortodoxa en culturas que tienen sus propios conocimientos tradicionales sobre la naturaleza y visiones del mundo no científicas. Tras la alarma kuhniana de la década de 1960 varias olas posmodernistas han cruzado el ámbito académico, incluidas las distintas escuelas de educación, cada una de las cuales ha puesto en duda las bases tradicionales de la enseñanza de la ciencia. Y hay muchos otros asuntos apremiantes, todos los cuales tienen dimensiones filosóficas.

En Oriente Medio, en África y en el subcontinente indio ha habido guerras incesantes, alimentadas por ideologías pero peleadas con armas de alta tecnología que son posibles gracias a la ciencia. Cada ataque de drones, cada reporte del uso de bombas termobáricas, por no hablar de las bombas ordinarias y del napalm, cada ataque con gas venenoso, pone en el centro de la discusión los valores de la ciencia, la responsabilidad de los científicos y el propósito de la enseñanza de la ciencia. Entender estos acontecimientos y problemas, y responder apropiadamente a ellos, requiere cierto grado de análisis racional, crítico y objetivo; la forma de avanzar no es, de ninguna manera, adoptar formas de pensamiento irracionales, acríticas y subjetivas. Estas capacidades intelectuales y personales —hábitos científicos de las mentes de temperamento científico— pueden desarrollarse en los salones de ciencia cuando los planes de estudio y la pedagogía incluyen elementos de la historia y la filosofía de la ciencia.

Desde la primera edición de este libro, ha habido muchos avances en los planes de estudio de enseñanza de la ciencia que reconocen explícitamente la importancia de enseñar las dimensiones filosóficas, culturales e históricas de la ciencia. En Estados Unidos, el National Research Council publicó los primerísimos Estándares Nacionales de Educación de la Ciencia en 1996 (National Research Council, 1996). Estos estándares reconocen el papel central que el conocimiento filosófico e histórico desempeña en la enseñanza de la ciencia. En Gran Bretaña un grupo de importantes pedagogos de la ciencia, tras reflexionar sobre el Currículo Nacional Británico y las formas más apropiadas de enseñar ciencia en el nuevo milenio, escribieron un reporte con 10 recomendaciones, la sexta de las cuales dice: “El plan de estudios de ciencia debería permitirle a los jóvenes comprender algunas ideas centrales de la ciencia, es decir, ideas sobre las formas en las que se ha obtenido en el pasado, y sigue obteniéndose, conocimiento confiable sobre el mundo natural” (Millar y Osborne, 1998, p. 20). Otros países europeos y asiáticos han hecho declaraciones comparables sobre los resultados, más amplios y más profundos, que se esperan de la ciencia escolar.

Es evidente que los objetivos de los Estándares Nacionales de Estados Unidos, del grupo de Gran Bretaña y de otros grupos nacionales sólo pueden alcanzarse si los maestros de ciencia poseen algún grado de familiaridad y entusiasmo por la historia y la filosofía de su materia. Un documento que publicó la US Association for the Education of Teachers in Science, la asociación profesional a la que pertenecen quienes preparan a los maestros de ciencia, lo reconoce en una de sus propias recomendaciones: “Estándar 1d: El maestro de ciencia principiante debe poseer niveles de comprensión de la filosofía, la sociología y la historia de la ciencia que superen los que se especifican en los documentos de la reforma [de Estados Unidos]” (Lederman et al., 1997, p. 236).

Los argumentos que proponen los autores de estos planes de estudio siguen siendo los mismos que se plantearon en la primera edición de este libro.

Además de los avances curriculares de los últimos 20 años, se ha amasado un gran volumen de investigación interdisciplinaria en el campo de la historia y la filosofía de la ciencia y la enseñanza de la ciencia. Esta investigación ha contribuido en tres categorías relevantes para los maestros de ciencia:

1) Preguntas teóricas que inciden en la enseñanza de la ciencia, tales como afirmaciones constructivistas sobre lo que la ciencia dice conocer, críticas feministas de la ciencia, el estatus de las ciencias indígenas o locales y si deben o no ser enseñadas en los programas de ciencia, la ciencia y la religión, el lugar que ocupan los modelos en ciencia, los valores científicos y su relación con los valores culturales, entre otras.

2) Preguntas curriculares sobre la estructura, el contenido y la planeación de los programas escolares de ciencia.

3) Preguntas pedagógicas sobre la forma en la que el uso de materiales históricos y filosóficos afecta la motivación, el interés y el aprendizaje de los alumnos, tanto de la ciencia como sobre ella.

El avance más importante en la investigación en la historia, la filosofía y la enseñanza de la ciencia desde la edición de 1994 ha sido la fundación y el crecimiento continuo de la revista Science & Education: Contributions from History, Philosophy and Sociology of Science and Education [Ciencia y educación: Contribuciones desde la historia, la filosofía y la sociología de la ciencia y la educación]. La revista está en su vigésimo tercer año de vida, y cada año se publican 10 números (www.springerlink.com). Se han publicado cerca de 800 artículos de investigación; en 2011, se realizaron 108 650 descargas del sitio web de la revista, la mayor parte de ella realizadas, curiosamente, desde Asia.

Una parte nodal de la infraestructura de la historia, la filosofía y la enseñanza de la ciencia ha sido el International History, Philosophy and Science Teaching Group (IHPST, www.ihpst.net). El grupo se asoció con la revista; celebró su reunión inaugural en Tallahassee en 1989 y desde entonces organiza exitosas conferencias bienales,1 algunas selecciones de cuyas actas se publican en la revista,2 y ha comenzado un programa de encuentros bienales regionales en América Latina y Asia3 a los que asisten maestros, pedagogos, historiadores, filósofos y científicos cognitivos.

La vitalidad y el alcance internacional de los saberes y los compromisos actuales de la historia, la filosofía y la enseñanza de la ciencia resultan evidentes en los tres volúmenes y 66 capítulos que componen el International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching [Manual internacional de investigación en enseñanza de la historia, la filosofía y la ciencia, Matthews, 2014]. Dicha obra, con secciones sobre Estudios pedagógicos, Estudios teóricos, Estudios nacionales y Estudios biográficos, está compuesta por contribuciones de 125 autores de 30 países y contiene 11 000 referencias. Muchos de los temas y de los debates que este libro “toca” se desarrollan ampliamente en los capítulos del Manual.

El libro tiene tres objetivos principales: uno, mostrarle a los educadores que la historia y la filosofía de la ciencia es un tema interesante y cautivador, y que puede servir para arrojar luz sobre muchos de los problemas teóricos, curriculares y pedagógicos con los que deben tratar; dos, enseñarle a los historiadores y a los filósofos que pueden usar sus propias experiencias y saberes en los debates sobre enseñanza de la ciencia, desarrollo de planes de estudio y enseñanza en las aulas, y tres, cultivar entre los maestros la sensación de que ellos también pertenecen y contribuyen a la tradición científica y filosófica que tan gran influencia social y cultural ha tenido en el mundo. Todos deberían estar conscientes de que no hay ciencia sin maestros de ciencia. Cité in extenso tantos fragmentos como pude de los principales pensadores que analizo en el texto —Aristóteles, Galileo, Huygens, Newton, Priestley, Mach y otros— para que puedan escucharse un poco sus propias voces; con demasiada frecuencia conocemos los nombres pero no los hemos oído hablar, y las citas son un recurso humilde para dejarlos expresarse por sí mismos.

MICHAEL R. MATTHEWS

School of Education, University of New South Wales,Sydney 2052, AustraliaFebrero de 2014

REFERENCIAS

Lederman, N. G., P. J. Kuerbis, C. C. Loving, L. Ramey-Gassert, A. Roychoudhury y B. S. Spector (1997), “Professional knowledge standards for science teacher educators”, Journal of Science Teacher Education, vol. 8, núm. 4, pp. 233-240.

Matthews, M. R. (coord.) (2014), International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching, 3 vols., Dordrecht, Springer.

Millar, R., y J. Osborne (1998), Beyond 2000: Science Education for the Future, Londres, School of Education, King’s College.

NRC (National Research Council) (1996), National Science Education Standards, Washington, D. C., National Academies Press.

PREFACIO A LA EDICIÓN DE 1994

El objetivo de este libro es contribuir a la enseñanza de la ciencia y a la formación de maestros de ciencia estrechando los lazos entre la historia y la filosofía de la ciencia y la enseñanza de la ciencia. Tengo la certeza de que la enseñanza de la ciencia puede mejorar si se le inculcan dimensiones históricas y filosóficas. Esta enseñanza contextual, o liberal, de la ciencia en las escuelas beneficia tanto a los alumnos que seguirán una carrera científica como a aquellos, la mayoría, para quienes la ciencia escolar es su último contacto con la enseñanza formal en esta área del conocimiento.

Esta convicción de que el aprendizaje de la ciencia debe estar acompañado por el aprendizaje sobre la ciencia es básica para los enfoques liberales de la enseñanza de la ciencia. Esta postura ha sido defendida con elocuencia entre otros por Ernst Mach, James Conant, Gerald Holton, Joseph Schwab y Martin Wagenschein. Este libro es un esfuerzo por ordenar las ideas de la tradición liberal: procura examinar la historia del debate en la materia; enumerar sus publicaciones principales; pormenorizar la investigación contemporánea relevante, particularmente sobre el aprendizaje de la ciencia en los niños; señalar problemas prácticos y teóricos de la enseñanza actual de la ciencia a cuya solución pueden contribuir la historia y la filosofía de la ciencia; ofrecer un recuento del desarrollo de los planes de estudio que encarnan el espíritu liberal de la enseñanza de la ciencia, e indicar formas en las que la historia y la filosofía de la ciencia puede incluirse con buenos resultados en los programas de formación de maestros.

Este libro es el trabajo de un peón que limpia un poco el jardín, por usar la expresión de John Locke. Se hicieron unos surcos y se plantaron algunas semillas. Con suerte otras personas regarán el jardín, corregirán esos surcos, plantarán nuevas semillas y desyerbarán un poco. Si el libro estimula a los maestros de ciencia tanto escolar como universitaria a interesarse más por la historia y la filosofía de la ciencia, y anima a historiadores, filósofos y sociólogos de la ciencia a interesarse e involucrarse en la educación de la ciencia, habrá logrado uno de sus propósitos. Si contribuye a que se incluyan estudios sobre la historia y la filosofía de la ciencia en los programas de formación de maestros de ciencia, habrá conseguido otro propósito. Si fomenta el interés de los maestros de ciencia en la teoría educativa, habrá logrado uno más.

El argumento de este libro es que los maestros de ciencia requieren tener tres habilidades: primera, conocer y apreciar la ciencia; segunda, cierta comprensión de la historia y la filosofía de la ciencia para hacerle justicia a la materia que están enseñando y para enseñarla bien, así como para evaluar con inteligencia los muchos debates teóricos y educativos que se propagan con rapidez por los planes de estudio de ciencias, y tercera, una teoría o visión educativa que pueda contribuir a sus actividades en el aula y a su relación con los alumnos, y que les otorgue razones y propósitos a su trabajo pedagógico. Los maestros de ciencia contribuyen a la educación general de los estudiantes, de modo que necesitan tener una perspectiva más o menos sólida sobre qué es la educación y qué resultados buscan obtener. Los maestros deben mantener la mirada fija en el premio educativo, con mayor razón ahora que las presiones sociales devalúan cada vez más las tradiciones intelectuales y críticas de la educación.

En general se reconoce que existe una crisis en la educación científica occidental. Los niveles de alfabetismo científico son perturbadoramente bajos, lo cual es anómalo, puesto que la ciencia es uno de los mayores logros de la cultura humana. Tiene un pasado maravillosamente interesante y complejo, nos ha revelado enormes cantidades de cosas sobre nosotros mismos y sobre el mundo en el que vivimos, ha transformado en forma directa e indirecta nuestros universos sociales y naturales, y los problemas humanos y ambientales que requieren una comprensión científica son apremiantes; y sin embargo los alumnos y los maestros están desertando de la ciencia.

Esta fuga del aula de ciencias, emprendida tanto por maestros como por alumnos, está lamentablemente muy bien documentada. En Estados Unidos se estimó a mediados de la década de 1980 que cada año se incorporaban a la docencia 600 graduados de ciencia, y que 8 000 la abandonaban (Mayer, 1987). En 1986, 7 100 preparatorias de Estados Unidos no tenían clase de física, y 4 200 no tenían un curso de química (Mayer, 1987). En 1990, únicamente cuatro estados exigían que se cursaran los tres años de ciencias básicas que recomendaba el aleccionador reporte A Nation at Risk [Una nación en peligro, publicado en 1983]; el resto permitía que los alumnos se graduaran de preparatoria con sólo dos años de ciencia (Beardsley, 1992, p. 80). Independientemente de cuántos años se exigieran, 70% de los alumnos abandonaban las ciencias a la primera oportunidad que tenían, y ésta es una de las razones por las cuales en 1986 menos de uno de cada cinco graduados de preparatoria había estudiado algo de física. En 1991, la Carnegie Commission on Science, Technology and Government advirtió que los fracasos de la enseñanza de las ciencias eran tan graves que representaban una “amenaza seria y crónica para el futuro de nuestra nación” (Beardsley, 1992, p. 79). En Gran Bretaña, los reportes recientes de la National Commision on Education y de la Royal Society han documentado tendencias similares. Un estudioso de la materia dijo que “adondequiera que mires los alumnos están dándole la espalda a la ciencia […] Los que llegan a la universidad con frecuencia son de un calibre alarmantemente bajo” (Bown, 1993, p. 12). En Australia, en 1989 los programas de ciencia tuvieron los requisitos de entrada más bajos de todas las carreras.

Existen complejas razones económicas, sociales, culturales y sistémicas para este rechazo de la ciencia, y rectificarlas está fuera del alcance de los maestros. Pero también hay razones educativas sobre las que pueden incidir los maestros y los funcionarios. En 1989, por ejemplo, una proporción muy preocupante de los alumnos que obtuvieron las mejores calificaciones en las clases de ciencia en las escuelas de Australia dijo que la razón por la cual no planeaba seguir una carrera universitaria de ciencias era que le parecía “demasiado aburrida”. Son estos fracasos curriculares y pedagógicos los que la historia de la filosofía y de la ciencia puede ayudar a enmendar.

Una parte de esta contribución de la historia y la filosofía de la ciencia es la de conectar temas dentro de disciplinas científicas particulares, vincular las disciplinas científicas entre sí, relacionar las ciencias en general con las matemáticas, la filosofía, la literatura, la psicología, la historia, la tecnología, el comercio y la teología y, finalmente, demostrar en forma más amplia las interconexiones que existen entre la ciencia y la cultura: el arte, la ética, la religión, la política. La ciencia se ha desarrollado en conjunto con otras disciplinas; ha existido una interdependencia mutua. También se ha desarrollado, y se practica, dentro de un entorno cultural y social más amplio. Estas interconexiones e interdependencias pueden explorarse adecuadamente en los programas de ciencia, desde la educación básica hasta los programas de posgrado. El resultado que se alcanza así es más satisfactorio para los alumnos que esos temas descontextualizados que conforman la mayor parte de los programas de ciencia, desde la educación básica hasta la universidad. Con demasiada frecuencia las clases de ciencia son, como dijo un alumno, “marchas forzadas a través de un territorio desconocido, sin tiempo para mirar hacia los lados”.

La defensa de la ciencia en la escuela es importante, si no es que indispensable, para la salud intelectual de la sociedad. Las visiones irracionales y pseudocientíficas del mundo ya están bien afianzadas en la cultura occidental, y la anticiencia es cada vez más popular. Las murallas de la sociedad no son las únicas que han cedido —como atestigua la prensa amarillista con sus notas del tipo “Elvis vive”, las encuestas de Gallup que muestran que 40% de la población adulta de Estados Unidos cree que la vida humana comenzó en la Tierra hace apenas un par de miles de años, y los horóscopos en todos los periódicos—; según una encuesta de 1988 (pequeña y esperemos que no representativa), 30% de los maestros de biología en Estados Unidos rechazaban la teoría de la evolución, y 22% creían en fantasmas (Martin, 1994). Con todo y sus fallas, la tradición científica ha promovido la racionalidad, el pensamiento crítico y la objetividad; inculca un interés por la evidencia y porque las ideas sean juzgadas no por intereses personales o sociales, sino por la forma misma en que funciona el mundo (un sentido de “piedad cósmica”, como lo llamó Bertrand Russell). Estos valores están bajo ataque, tanto dentro como fuera de la academia. Algunas versiones del posmodernismo y del constructivismo muy influyentes en el ámbito educativo le dan la espalda a la racionalidad y a la objetividad, arguyendo que la suya es una búsqueda quijotesca. Se trata, pues, de un desafío muy serio para la profesión de la enseñanza de la ciencia.

El vigor de la tradición científica y su impacto positivo en la sociedad dependen de que existan maestros que entiendan y valoren la ciencia y que sean capaces de presentar a los niños sus logros, sus métodos y sus procesos de pensamiento en forma efectiva. La historia y la filosofía de la ciencia contribuyen a su comprensión y a su valoración.

Este libro tiene su origen en el International History, Philosophy, and Science Teaching Group, con el cual contribuye. Se trata de un grupo heterogéneo de maestros, científicos, pedagogos, historiadores, matemáticos, filósofos de la educación y filósofos de la ciencia que durante los últimos cinco años han organizados dos conferencias1 y se han ocupado de que se publiquen muchos números especiales en revistas académicas consagradas a la historia y la filosofía de la ciencia y a la enseñanza de la ciencia.2 En el libro History, Philosophy, and Science Teaching: Select Readings [Historia, filosofía y enseñanza de la ciencia: Lecturas selectas, Matthews, 1991] se han recogido y publicado algunos artículos básicos para el campo que pueden ser útiles como lecturas adicionales. El Grupo Internacional de Enseñanza de la Historia, la Ciencia y la Filosofía también está asociado con una nueva revista dedicada al tema de este libro: Science & Education: Contributions from the History, Philosophy, and Sociology of Science and Mathematics [Ciencia y educación: Contribuciones de la historia, la filosofía y la sociología de la ciencia y las matemáticas].3

REFERENCIAS

Beardsley, T. (1992), “Teaching real science”, Scientific American, octubre, pp. 78-86.

Bown, W. (1993), “Classroom science goes into freefall”, New Scientist, diciembre, pp. 12-13.

Herget, D. E. (coord.) (1989), The History and Philosophy of Science in Science Teaching, Tallahassee, Florida State University.

———— (1990), The History and Philosophy of Science in Science Teaching, Tallahassee, Florida State University.

Hills, S. (coord.) (1992), The History and Philosophy of Science in Science Education, 2 vols., Kingston, Queen’s University.

Martin, M. (1994), “Pseudoscience, the paranormal, and science education”, Science & Education, vol. 3, núm. 4, pp. 357-372.

Matthews, M. R. (coord.) (1991), History, Philosophy and Science Teaching: Selected Readings, Toronto, OISE Press.

Mayer, J. (1987), “Consequences of a weak science education”, Boston Globe, septiembre.

AGRADECIMIENTOS

La mayor parte de mis deudas personales para esta edición del vigésimo aniversario de la publicación de mi libro de 1994 son las mismas que para el original. En primer lugar, como ocurre siempre que se escribe un libro, las familias pagan el precio. Desde 1994 mi familia, conformada por mi esposa Julie y por mis hijas Clare y Alice, se ha visto engrosada con el nacimiento de una tercera hija, Amelia, y dos nietos, Joshua y Elenore. Todos ellos vieron cómo este proyecto consumió mucho de mi tiempo, y por suerte confiaron en que hacía algo que valía la pena. Los lectores tendrán que juzgar por sí mismos si mi tiempo habría estado mejor aprovechado haciéndole caso a mi familia.

Escribir esta segunda edición ha sido una oportunidad maravillosa para revisar y reevaluar ideas y argumentos que escribí originalmente como respuesta a una invitación de Israel Scheffler, en 1989, para escribir un libro sobre enseñanza de la ciencia para la Routledge Philosophy of Education Research Library. Ninguno de los dos se habría imaginado que el libro seguiría reimprimiéndose durante tanto tiempo, o que se justificaría una segunda edición 25 años después.

En 1994 mencioné mi deuda con los maestros que me dieron a conocer, por primera vez, el tema de este libro: en la Universidad de Sídney, Wallis Suchting (filosofía) y Bill Andersen (enseñanza); en la Universidad de Boston, Robert S. Cohen, Abner Shimony y Marx Wartofsky (filosofía). Naturalmente la deuda con los maestros cultos y preparados dura para siempre. En los 20 años que han transcurrido desde la primera edición, he aprendido cosas de muchos estudiosos que tuve la suerte de conocer y tratar. Entre ellos Mario Bunge merece una mención aparte. Con sus 94 años sigue escribiendo libros y artículos que transitan fácilmente, pero con gran erudición, por la historia de la filosofía, la ciencia y la filosofía de la ciencia, siempre con una forma admirablemente clara de expresarse y con la disposición de ocuparse de temas educativos muy serios.

En 1994 mencioné lo afortunado que era de editar la revista Science & Education, que por entonces iba en su segundo año de vida. Después de 20 años sigo editándola, y me ha puesto en contacto con cientos de académicos de decenas de países de todo el mundo. Ellos han sido un gran repositorio de ideas y una forma privilegiada de mantenerse al corriente de las investigaciones actuales, aunque este conocimiento no siempre ha sido asimilado como merece.

En 1994 también mencioné mi gran deuda con el IHPST, que no ha hecho más que crecer durante 20 años de amistades muy valiosas y muy productivas intelectualmente. Los encuentros que hemos mantenido en Grecia, Finlandia, Argentina, Brasil, México, Dinamarca, España, India y Corea han sido especialmente notables, oportunidades maravillosas para discutir y escuchar sobre la enseñanza de la historia, la filosofía y la ciencia en contextos distintos del dominante ámbito angloamericano. Dentro de este ámbito los encuentros bienales del IHPST que han tenido lugar durante los últimos 20 años han sido también reuniones alegres y enormemente productivas, caracterizadas por una mezcla admirable de academia y compañerismo.

Me ayudó enormemente haber sido el editor de los tres volúmenes y 66 capítulos que componen el Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching [Manual de investigación sobre la enseñanza de la historia, la filosofía y la ciencia, Springer, 2014], que recibió las contribuciones de 125 autores de 30 países. En la lista de Referencias que aparece en cada uno de los capítulos de este libro es fácil ver lo enorme de mi deuda. Este libro podría considerarse un “esbozo” de ese manual; todos los argumentos que se encuentran aquí, y más, están exhaustivamente desarrollados y documentados en dicho trabajo posterior.

Muchos amigos han leído y comentado los diferentes capítulos de este libro: Ricardo Karam, Yann Benétrau-Dupin, Colin Gauld, Robert Nola, Roland Schulz, Edgar Jenkins y Gürol Irzik. Yo, y los lectores, estamos en deuda con ellos por sus sugerencias y correcciones. Julie House y Hans Schneider tuvieron la amabilidad de hacer la corrección de pruebas y de estilo de distintos capítulos. Tengo una deuda particular con Paul McColl, que leyó detenidamente el manuscrito entero, corrigió el estilo y me hizo sugerencias muy valiosas: una tarea heroica. Agradezco especialmente la diligencia y la competencia profesional de Louis Smith, la revisora a la que Routledge encomendó mi manuscrito en Gran Bretaña y que, aún después de todas las lecturas y correcciones mencionadas, se las arregló para reunir una lista de 110 “preguntas para el autor”. Que estos 110 errores no llegaran a imprenta le ahorraron a los lectores bastantes frustraciones. Le recomiendo a todos los autores los servicios de esta excelente correctora.

Para terminar, este libro no existiría de no ser por la amable invitación de Naomi Silverman, la editora de Routledge, Taylor & Francis Education, para que escribiera una segunda edición aumentada del libro de 1994. Trabajar con ella ha sido una experiencia alegre y sencilla; se la deseo a todos los autores.

M. R. M.

FUENTES

Le agradezco a Springer y a SAGE su permiso para usar este material. En varios puntos de esta edición aumentada se citan materiales que he publicado a lo largo de los últimos 20 años, en particular:

El capítulo VI está basado en parte en M. R. Matthews (2001), “Methodology and politics in science: The case of Huygens’ 1673 proposal of the seconds pendulum as an International Standard of Length and some educational suggestions”, Science & Education, vol. 10, núms. 1-2.El capítulo VII se basa en parte en M. R. Matthews (2009), “Science and worldviews in the classroom: Joseph Priestley and photosynthesis”, Science & Education, vol. 18, núms. 6-7.El capítulo X se basa en parte en M. R. Matthews (2009), “Teaching the philosophical and worldview components of science”, Science & Education, vol. 18, núms. 6-7.El capítulo XI está basado en parte en M. R. Matthews (2012), “Changing the focus: From nature of science (NOS) to features of science (FOS)”, en M. S. Khine (coord.), Advances in Nature of Science Research, Dordrecht, Springer.El capítulo XII está basado en parte en M. R. Matthews (2014), “Discipline-based philosophy of education and classroom teaching”, Theory and Research in Education, vol. 12, núm. 1, pp. 19-108.

AGRADECIMIENTOS DE LA EDICIÓN DE 1994

Durante los últimos cinco años, la escritura de este libro ha irrumpido sin misericordia en mi vida familiar. Mi esposa, Julie House, y mis hijas Clare y Alice, merecen que les dé las gracias por su paciencia. Para Julie House, merece un enorme agradecimiento por revisar y corregir los borradores del libro. Enmendó las peores redacciones, los más serios errores gramaticales y los frecuentes errores ortográficos que encontró. Además, discutió la mayor parte de los puntos centrales del libro e insistió en mantener el texto centrado en su tema. Todos los lectores están en deuda con ella por hacer su experiencia mucho más sencilla de lo que lo hubiera sido de otro modo.

Vuelvo a agradecerle al profesor Israel Scheffler su invitación para escribir este libro, así como a Vernon Howard, de la Philosophy of Education Library, y a Jayne Fargnoli, la editora de Routledge Education, por su paciencia.

Estoy en deuda con los muchos miembros del Grupo Internacional de Enseñanza de la Historia, la Filosofía y la Ciencia, que durante los últimos cinco años han sido muy generosos con sus ideas, su hospitalidad y su entusiasmo. Hubo dos importantes conferencias, organizadas por Ken Tobin y David Gruender (Tallahassee, 1989) y Skip Hills y Brian McAndrews (Kingston, 1992), que sirvieron como estímulo para muchas de las ideas que se han vertido en este libro. Ser editor de la revista Science & Education, que está consagrada al tema del que se ocupa el libro, me ha permitido leer y beneficiarme del trabajo de una amplia gama de autores de todo el mundo. La asesoría y el estímulo de Martin Eger y Fabio Bevilacque han sido de particular importancia. Espero que muchos otros, demasiados para que pueda mencionarlos aquí, sepan lo agradecido que estoy con ellos.

Tengo una gran deuda con los maestros que me permitieron conocer la historia y la filosofía de la ciencia. Estoy particularmente agradecido con el profesor Wallis A. Suchting, antes en la Universidad de Sídney; sus estándares académicos y el alcance de sus conocimientos son un modelo a seguir para todos los que tuvimos la suerte de ser sus alumnos. El profesor Abner Shimony, de la Universidad de Boston, me dio a conocer los escritos de Galileo, y los profesores Robert S. Cohen y Marx W. Wartofsky, también de la Universidad de Boston, me ayudaron a situar la ciencia y la filosofía de la ciencia en un contexto social e histórico más amplio. También estoy agradecido con el doctor Bill Andersen, antes en la Universidad de Sídney, mi primer maestro de filosofía de la educación, que estuvo entre quienes animaron a un joven e ingenuo estudiante de ciencia a identificar y tratar los problemas filosóficos en educación.

Mis patrones, la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad de Auckland, hicieron posible este libro. La biblioteca de la Universidad de Nueva Gales del Sur es una cornucopia de materiales sobre la enseñanza de la ciencia y la historia y la filosofía de la ciencia. La Universidad de Auckland fue un jefe generoso y comprensivo durante los dos años que pasé allí como profesor Foundation de enseñanza de la ciencia; fue gracias a esto que pude terminar de escribir la presente obra.

Algunos amigos han tenido la amabilidad de leer la penúltima versión del manuscrito y de sugerir correcciones y ofrecerme valiosos consejos. Les estoy muy agradecido a los doctores Michael Howard, Peter Slezak, Colin Gauld, Wallis Suchting, Richard Thorley, Fabio Bevilacqua, Harvery Siegel y James Wandersee. Su erudición y su atención a los detalles le han ahorrado a los lectores mis más crasos errores. Jan Duncan ha sido de gran ayuda para corregir las pruebas, revisar las referencias y preparar las imágenes.

Para terminar, le agradezco a Gill Kent, el revisor de Routledge, por su meticulosa atención al detalle. Gracias a su cuidadoso trabajo el libro está mucho más limpio y redondo.

I. LA RECONCILIACIÓN ENTRE LA HISTORIA, LA FILOSOFÍA Y LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA

La ciencia es la rama del conocimiento que más ha contribuido a nuestra comprensión del mundo natural y social, y gracias a sus vínculos con la religión, las visiones del mundo, las economías y las tecnologías también ha sido una influencia fundamental en nuestra cultura. La producción de alimentos, la medicina, el entretenimiento, la guerra, la industria, la reproducción, el transporte, el hospedaje, la religión, la exploración espacial, las formas en las que las personas se entienden a sí mismas y sus visiones del mundo —su sentido de pertenencia al universo y a la naturaleza— se han visto profundamente afectadas por la ciencia, en general para bien, a veces para mal. Comprender el equilibrio entre todas estas cosas es de enorme importancia, y dicha comprensión sólo es posible si se conoce la historia y la filosofía de la ciencia. Este capítulo mencionará algunos de los elementos que conforman la reconciliación actual entre la historia, la filosofía y la enseñanza de la ciencia, que podemos llamar componentes del “programa HFC&EC”. Éstos incluyen:

la relación particular que los historiadores y los filósofos entablan con problemas teóricos, curriculares y pedagógicos de la enseñanza de la ciencia;la popularización de la educación liberal y la toma de conciencia sobre cuáles son los componentes históricos y filosóficos necesarios para esta educación;el reconocimiento de que la filosofía básica es indispensable para lograr una buena enseñanza técnica de la ciencia;la certeza de que la historia y la filosofía de la ciencia pueden contribuir a atenuar algunos de los problemas generalizados y bien conocidos de la enseñanza de la ciencia;el reconocimiento de que la historia y la filosofía de la ciencia son una condición necesaria para lograr cualquier efecto de “derrama” de conocimientos, desde el aprendizaje de la ciencia hacia la solución de problemas importantes en la vida social y personal;la certeza de que el conocimiento de la historia y la filosofía de la ciencia es fundamental para lograr los requisitos explícitos de muchos planes de estudio de ciencia nacionales y estatales.

LOS FILÓSOFOS Y LOS HISTORIADORES ENTABLAN RELACIONESCON LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA

Hace 35 años Robert Ennis hizo una meticulosa revisión de la bibliografía disponible por entonces sobre temas de filosofía de la ciencia y enseñanza de la ciencia. En esta revisión menciona seis preguntas que los maestros de ciencia se encuentran continuamente en las aulas y en los salones de maestros, preguntas sobre las cuales las reflexiones e investigaciones de los filósofos y los historiadores de la ciencia pueden arrojar luz. Las preguntas son:

¿Qué caracteriza el método científico?¿En qué consiste la reflexión crítica sobre las afirmaciones empíricas?¿Cuál es la estructura de las disciplinas científicas?¿Qué es una explicación científica?¿Qué papel desempeñan los juicios de valor en el trabajo de los científicos?¿Qué constituye una buena prueba de comprensión científica?

Estas preguntas son una preocupación permanente de los maestros de ciencia y de los programas de formación de estos maestros. Sin embargo, Ennis hace la melancólica observación de que “con algunas excepciones, los filósofos de la ciencia no han mostrado mucho interés explícito en los problemas de la enseñanza de la ciencia” (Ennis, 1979, p. 138). Afortunadamente, en décadas recientes ha habido cierta reconciliación entre estos campos. Tanto la teoría de la enseñanza de la ciencia como, notablemente, los planes de estudio de ciencia y la pedagogía del aula cada vez reciben más influencia de la historia y filosofía de la ciencia. (Nos referiremos a todos estos temas como historia, filosofía y enseñanza de la ciencia.) Este libro contribuye a la historia, filosofía y enseñanza de la ciencia al:

delimitar los argumentos que se usan para defender el papel de la historia y la filosofía de la ciencia en la enseñanza de la ciencia;revisar la historia de los planes de estudio de historia en la escuela para comparar las afirmaciones de la enseñanza de la ciencia basada en la historia y la filosofía de la ciencia con otros enfoques de la pedagogía de la ciencia;estudiar los éxitos y los fracasos de los esfuerzos previos por poner la historia y la filosofía de la ciencia en contacto más estrecho con los programas de ciencia;desarrollar algunos estudios de caso en los que pueda evaluarse el contraste entre la historia y la filosofía de la ciencia y los enfoques “profesionales” o “técnicos” de la enseñanza de la ciencia y del desarrollo de currículos;examinar algunos ejemplos de debates educativos importantes sobre la educación de la ciencia —constructivismo, feminismo, multiculturalismo, visiones del mundo y naturaleza de la ciencia— que pueden ser aclarados por la historia y la filosofía de la ciencia y abrevar de ella;resumir la contribución que puede hacer la historia y la filosofía de la ciencia para la formación de los maestros de ciencia.

Se espera que el libro estimule el interés de historiadores y filósofos de la ciencia en temas de enseñanza, y que en el caso de los maestros de ciencia, y en particular en los formadores de estos maestros, despierte interés por temas históricos y filosóficos.

Cuando Ennis escribió su libro, a finales de la década de 1970, las excepciones entre los historiadores y filósofos de la posguerra que habían escrito sobre educación de la ciencia incluían a Michael Martin, que publicó una serie de artículos (1971, 1974, 1986/1991) y escribió un libro bastante popular, Concepts of Science Education [Conceptos de enseñanza de la ciencia, 1972] sobre la filosofía y la enseñanza de la ciencia. Otros filósofos e historiadores de la ciencia que escribieron sobre el tema hace 40 años incluyen a Stephen Brush (1969), Robert Cohen (1964), Yehuda Elkana (1970), Herbert Feigl (1955), Philipp Frank (1947/1949), Gerald Holton (1975, 1987), Noretta Koertge (1969), Enrst Nagel (1969, 1975) e Israel Scheffler (1973). Afortunadamente, esta situación de relativo abandono filosófico e histórico ha cambiado, y en las últimas décadas muchos filósofos1 y los historiadores2 de la ciencia se han ocupado de algunos de los incontables problemas teóricos, curriculares y pedagógicos de la enseñanza de la ciencia.

La relación que han entablado los filósofos y los historiadores con la enseñanza de la ciencia puede verse en distintas contribuciones a los números monográficos de la revista Science & Education3 y en contribuciones a antologías como History, Philosophy and Science Teaching [Historia, filosofía y enseñanza de la ciencia, Matthews, 1991], Science, Worldviews and Education [Ciencia, visiones del mundo y educación, Matthews, 2009], Epistemology and Science Education [Epistemología y enseñanza de la ciencia, Taylor y Ferrari, 2011] y Philosophy of Biology: A Companion for Educators [Filosofía de la biología: Una guía para educadores, Kampourakis, 2013], así como en el International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching [Manual internacional de investigación en historia, filosofía y enseñanza de la ciencia, Matthews, 2014].

Las seis preguntas que identificó Ennis son perennes, pero no agotan el campo de temas de acción de la historia, la filosofía y la enseñanza de la ciencia, como puede comprobarse fácilmente al leer los títulos de los artículos antes citados. Los filósofos han hecho contribuciones útiles a los problemas pedagógicos, a las discusiones curriculares y al debate acerca de los siguientes asuntos teóricos: las críticas feministas de la ciencia, la ciencia y el multiculturalismo, la evaluación de la teoría constructivista, la ética ambiental, la naturaleza de la ciencia, la ciencia y la religión, etc. Una de las tesis de este libro es que para los maestros no se trata de problemas extracurriculares o accesorios: la filosofía de la ciencia es parte de la urdimbre de la enseñanza de la ciencia, y los estudiantes adquieren o “contraen” la filosofía de la ciencia mediante el contacto con sus maestros. El tema es con cuánta claridad se reconoce que esto sucede, y qué tan explícitamente se tratan los problemas filosóficos. Resulta claro que todas estas discusiones mejoran con las contribuciones de la filosofía y la historia; de hecho, es imposible mantener una discusión informada e inteligente de todos los temas teóricos citados sin ayuda de la historia y la filosofía de la ciencia.

LA HISTORIA Y LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA SON SOCIAS

Este libro fue escrito con la convicción de que la filosofía de la ciencia debe estar familiarizada con la historia de la ciencia, y viceversa: “La filosofía de la ciencia sin historia de la ciencia está vacía; la historia de la ciencia sin filosofía de la ciencia está ciega”, como dijo Imre Lakatos, de forma inolvidable, sobre el tema (Lakatos, 1978, p. 102). Esta postura se contrapone a la de quienes piensan que la filosofía ocupa una posición autónoma, por ejemplo Hans Reichenbach, que expresó esta opinión en su clásica distinción entre los contextos de descubrimiento y los contextos de justificación en ciencia. Para Reichenbach, la filosofía sólo se ocupa del contexto de la justificación, mientras que la historia, la sociología y la filosofía se ocupan del contexto del descubrimiento (Reichenbach, 1938).

Se debate mucho cuál es la relación exacta entre la historia y la filosofía de la ciencia, y los expertos discrepan sobre qué tan necesaria es la primera para la segunda. En cierto momento, Hilary Putnam llegó a decir que la historia de la ciencia es “irrelevante” para la filosofía de la ciencia (Suppe, 1977, p. 437). Hasta el mismísimo Rudolf Carnap, el influyente filósofo positivista de la ciencia, dijo sobre sí mismo que “era la persona con la mentalidad menos histórica que pudiera imaginarse” (Suppe, 1977, p. 30). Willard van Orman Quine, alumno de Carnap, dijo lo mismo; su influyente trabajo epistemológico está totalmente despojado de referencias históricas (Quine, 1960).

Por el otro lado, para quienes esperan mantener la historia de la ciencia separada de la filosofía surgen preguntas del tipo: ¿cómo identificamos qué es historia de la ciencia sin algunos supuestos filosóficos? ¿Cómo separamos la historia de la ciencia útil de la inútil sin alguna idea previa de cuál es el método correcto? Parece que antes de escribir una historia de la ciencia debemos saber qué cuenta como ciencia; sin esa perspectiva elemental presumiblemente podemos investigar lo mismo astrología, numerología y filatelia que química o geología.

Como sucede con muchas preguntas que buscan una solución unívoca, la respuesta se encuentra en algún lugar intermedio. La relación entre la historia de la ciencia y la filosofía de la ciencia tiene que ser interactiva. Existen muchos ejemplos de historias de la ciencia que se escriben al servicio de compromisos filosóficos, políticos y religiosos. Resulta notable que Galileo se haya convertido en un “hombre para todos los gustos filosóficos” (Crombie, 1981), puesto que todos los metodólogos descubren que Galileo siguió la metodología favorita de cada uno de ellos. Así, la historia está manipulada, en el mejor de los casos, y la historia de la ciencia pierde su oportunidad de refinar o de cambiar sus compromisos filosóficos. La historia que narra Thomas Kuhn sobre su propia transformación filosófica, que ocurrió gracias a que se vio obligado a dictar en Harvard un curso para público general, es un ejemplo bien conocido de la forma en que la historia transforma a la filosofía. Se necesita la filosofía para empezar a escribir historia, pero ésta debería ser capaz de verse transformada por el estudio histórico.4

Este debate sobre el lugar de la historia es característico de muchos problemas en la filosofía de la ciencia; sería temerario afirmar que están resueltas las disputas sobre el realismo, el empiricismo, la causalidad, la explicación, la idealización, la verdad, la falsación y la racionalidad. Pero sí hay consenso sobre algunas de las cosas que se refieren a la interacción entre la filosofía y la historia. Resulta evidente que la historia de la ciencia debería emplearse para ilustrar las posturas a las que se ha llegado en filosofía de la ciencia. Sería raro encontrarse con una exposición sobre la naturaleza de la ciencia, la evaluación de teorías o los compromisos ontológicos de la ciencia que no hiciera mención de Galileo, Newton, Kepler, Lavoisier, Darwin, Mendel, Mach o Einstein y de las controversias científicas que engendraron. Desgraciadamente, con demasiada frecuencia las clases de filosofía de la ciencia descuidan la historia de la ciencia. Por lo general, los alumnos leen acerca de los debates sobre la metodología de la ciencia de los que se ocupan Carnap, Nagel, Popper, Kuhn, Lakatos, Feyerabend, Laudan, van Raassen y otros autores, pero deben aceptar sus interpretaciones históricas opuestas sobre Aristóteles, Galileo, Huygens y Newton como un acto de fe; los alumnos se convierten en espectadores de un juego académico. Un curso que debería servir para promover la apreciación de la tradición científica y la reflexión profunda sobre el tema puede convertirse, en ausencia de la historia, en un catecismo. Esto resulta particularmente extraño en un entorno educativo en el que los maestros y los alumnos de ciencia han oído sobre todas estas personas famosas y esperan que su trabajo aparezca mencionado en cualquier discusión sobre la naturaleza de la ciencia u otros asuntos filosóficos provocados por la ciencia.5 Esto es lo que se llama Bildung en la tradición europea.

LA CIENCIA Y LA EDUCACIÓN LIBERAL

La reconciliación actual entre la historia y la filosofía de la ciencia y la enseñanza de la ciencia representa, en parte, un renacimiento de la largamente marginada tradición liberal, o contextual, de la enseñanza de la ciencia, a la que durante los últimos 100 años han contribuido científicos y educadores como Ernst Mach, Pierre Duhem, Alfred North Whitehead, Frederick W. Westaway, E. J. Holmyard, Percy Nunn, James Conant, Joseph Schwab, Martin Wagenschein, Walter Jung y Gerald Holton. En su nivel más general, la tradición liberal de la enseñanza sigue los ideales aristotélicos de la verdad, la bondad y la belleza como los valores que las personas deberían cultivar en sus respectivas esferas. Es decir, en los asuntos intelectuales debe buscarse la verdad, en los asuntos morales la bondad y en los asuntos artísticos y creativos, la belleza. La educación debe contribuir a estos fines: debe fomentar la adquisición de conocimientos de una persona, sus opiniones y comportamientos morales y sus sentimientos y capacidades estéticos. Para los pedagogos liberales, la educación es más que preparar para el trabajo; la educación es valiosa porque contribuye al desarrollo cognitivo y moral tanto de los individuos como de su cultura.

La tradición liberal tiene varios compromisos educativos.6 Uno es que la educación entraña presentarle a los niños las mejores tradiciones de su propia cultura, incluidas las disciplinas académicas, en forma tal que comprendan las afirmaciones y las teorías de una disciplina específica y conozcan algo sobre la disciplina misma: su metodología, sus supuestos, sus limitaciones, su historia, etc. Un segundo compromiso es que, en la medida de lo posible y de forma apropiada para la edad, deberían reconocerse e investigarse las relaciones mutuas entre temas particulares y también su relación con el entramado de la ética, la religión, la cultura, la economía y la política. La tradición liberal busca imponerse a la fragmentación intelectual. Un tercer compromiso es que la educación debe llevarse a cabo de forma ética, y esto se aplica tanto al aula en particular como a la gestión institucional de la escolaridad. La ética tiene un alcance tanto proximal como distal.

La tradición liberal sostiene que la enseñanza de la ciencia no debería ser únicamente una educación o capacitación en ciencia, aunque por supuesto debe serlo, sino también una educación sobre ciencia. Los alumnos de ciencia deberían ser capaces de apreciar los métodos científicos, su diversidad y sus limitaciones. Deberían tener cierta idea sobre los temas metodológicos, por ejemplo cómo se evalúan las teorías científicas, cómo se valoran las teorías opuestas, qué tan común es la controversia en ciencia y qué papel desempeñan la argumentación y el debate científicos en la solución de estas controversias; también deberían poder apreciar las relaciones que existen entre los experimentos, las matemáticas y los compromisos religiosos, filosóficos e ideológicos y cómo contribuyen al desarrollo de la ciencia. Todos los alumnos, sigan o no una carrera científica, deberían saber algo sobre los grandes episodios en el desarrollo de la ciencia y, por lo tanto, de la cultura: la desmitificación del mundo; la expulsión copernicana de la Tierra del centro del sistema solar; el desarrollo de la ciencia experimental y matemática asociada con Galileo y Newton; la demostración de Newton de que las leyes terrestres de atracción operaban también en el reino celeste; la histórica teoría de la evolución de Darwin y sus reivindicaciones de una comprensión naturalista de la vida; el descubrimiento de Pasteur de las bases microbianas de la infección; las teorías de la gravedad y la relatividad de Einstein, y el descubrimiento del código del ADN y la investigación sobre las bases genética de la vida.7 Deberían poder entender, según su edad, los factores intelectuales, técnicos, sociales y personales que contribuyeron a estos logros monumentales.

Como es natural, todas estas metas para la educación en general, y para la enseñanza de la ciencia en particular, requieren que se integre la historia y la filosofía de la ciencia en el currículo de ciencia de las escuelas y en los programas de formación de maestros. Como desarrollaremos en el capítulo XII, los buenos maestros de ciencia, y de hecho de todas las disciplinas, necesitan saber algo sobre la historia y la filosofía de las áreas que enseñan y ser capaces de entusiasmar a sus alumnos con estas dimensiones de su tema.

LA HISTORIA, LA FILOSOFÍA Y LA EDUCACIÓN TÉCNICA

La reconciliación entre la historia y la filosofía de la ciencia y la enseñanza de la ciencia no depende solamente de poseer una comprensión liberal de esta última: una buena educación científica técnica también requiere cierta integración de la historia y la filosofía en el programa. Saber ciencia implica conocer los hechos, las leyes y las teorías científicas: los productos de la ciencia; también entraña conocer los procesos de la ciencia, es decir las formas sociales, técnicas e intelectuales en las que se desarrolla la ciencia y pone a prueba lo que afirma conocer. La historia y la filosofía de la ciencia es importante para comprender estas destrezas procedimentales. La enseñanza técnica —o “profesional” o “disciplinaria”, como se le llama a veces— es mejor cuando los alumnos conocen el significado de los términos que usan; si pueden pensar en forma crítica sobre textos, reportes y sobre su propia actividad científica; si pueden dilucidar la forma en la que ciertas evidencias tienen o no que ver con la hipótesis que se busca probar; si pueden representar los datos y pasar de los datos a los fenómenos en forma inteligente y cuidadosa, y si pueden discutir, argumentar y proponer ideas entre sus colegas. Estas habilidades científicas se enriquecen si los alumnos han leído ejemplos de investigaciones bien fundamentadas, experimentos ingeniosos, hipótesis perspicaces y debates ejemplares sobre la evaluación y la puesta a prueba de las hipótesis. Al terminar la segunda Guerra Mundial, Alfred North Whitehead escribió, sobre lo que constituye una buena educación técnica: “La antítesis entre una educación técnica y una liberal es una falacia. No puede haber una educación técnica adecuada que no sea liberal, y ninguna educación liberal que no sea técnica: es decir, una educación que no imparta una perspectiva tanto técnica como intelectual” (Whitehead, 1947, p. 73).

Enseñar la ley de Boyle sin reflexionar sobre lo que significa “ley” en ciencia, sin considerar qué constituye una evidencia en ciencia, y sin prestar atención a quién era Boyle, cuándo vivió y qué hizo, es enseñar de una forma lamentablemente truncada. La acción educativa puede aprovecharse mucho más que para sólo enseñar o para ayudar a los alumnos a descubrir que, para un gas dado, a una temperatura constante, la presión multiplicada por el volumen es una constante. Ya es algo, pero puede hacerse mucho más. Del mismo modo, resultaría muy limitado enseñar la teoría de la evolución darwiniana sin reflexionar sobre la teoría y la evidencia, el papel del razonamiento inductivo, deductivo y abductivo, la vida y la época de Darwin y las controversias religiosas, literarias y filosóficas que suscitó su teoría. Los alumnos que realizan e interpretan experimentos necesitan saber un poco sobre la forma en la que la descripción de los datos depende de la teoría, qué relación tiene la evidencia con los fundamentos inductivos o las falsaciones deductivas de las hipótesis, cómo se vinculan en ciencia los casos reales con los casos ideales, el modo en el que las caóticas “experiencias vividas” se relacionan con las teorías científicas abstractas e idealizadas, y una multitud de temas más, todos relacionados con problemas filosóficos o metodológicos. La ciencia tiene una historia compleja e importante y está repleta de ramificaciones filosóficas y culturales. La enseñanza de la ciencia debería acercar a los alumnos a parte de esta riqueza, y ponerlos en contacto con algunos de los grandes temas que han obsesionado a los científicos. Si estos problemas se consideran extracientíficos o intracientíficos no es, en términos pedagógicos, demasiado importante.

PROBLEMAS EN LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA

En todo el mundo se reconoce que existen problemas en la enseñanza de la ciencia. La enseñanza ortodoxa, técnica, descontextualizada no está cumpliendo su tarea de entusiasmar a los alumnos o de promover el conocimiento y la apreciación de la ciencia entre la población en general. Existe una crisis bien documentada en la enseñanza contemporánea de la ciencia que resulta evidente en el abandono, tanto de maestros como de alumnos, del aula de ciencia y en las desastrosas cifras de analfabetismo científico en el mundo occidental. Esta situación ha obligado a repensar y reformar los planes de estudio nacionales y las políticas de enseñanza de la ciencia en el mundo.

La fuga de la ciencia

En Estados Unidos, estos esfuerzos por reformar los programas educativos tienen 30 años de historia.8 Hace dos décadas, 70% de los alumnos en Estados Unidos eliminaban la ciencia de su programa a la primera oportunidad que encontraban. La American National Science Foundation (NSF) aseveró que “los programas nacionales de licenciatura para las carreras de ciencia, matemáticas y tecnología se han deteriorado en calidad y en alcance a tal grado que ya no cumplen las necesidades nacionales. Se ha erosionado un recurso estadunidense único” (Heilbron, 1987, p. 556). Algunos reportes recientes sobre la matriculación en los programas universitarios de ciencia en Estados Unidos son igual de pesimistas (Ashby, 2006). El National Research Council (NRC) dice, en sus Next Generation Standards [Estándares de nueva generación], que

Estados Unidos tiene una tubería de talentos que gotea en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM), pues muy pocos alumnos entran a las especialidades y a las carreras de STEM en todos los niveles […] Necesitamos nuevos estándares de ciencia que estimulen y construyan el interés en las áreas de STEM [NRC, 2013].

En Europa, los esfuerzos políticos y educativos han dado como resultados iniciativas de reforma igual de ambiciosas. Un reporte de la Comisión Europa de 1995 dijo que:

La enseñanza tradicional de la ciencia, cuyo objetivo es conseguir el dominio de un estricto orden lógico, del sistema deductivo, de conceptos abstractos entre los que prevalecen las matemáticas, parece paralizar a quien aprende, lo convierte en un sujeto pasivo y sofoca su imaginación [CE, 1995, en Dibattista y Morgese, 2014].

Un reporte de 2004 de la Comisión Europea, que reconocía el fracaso de la enseñanza de la ciencia y el abandono de la ciencia, llevaba el contundente título de “Europa necesita más científicos” (CE, 2004). Al año siguiente, la Comisión encargó una encuesta en toda Europa que reveló que 50% de los adultos pensaban que sus clases de ciencia en la escuela no habían sido “suficientemente atractivas”, e instó a realizar cambios curriculares y pedagógicos que rectificaran los problemas de alfabetismo científico y falta de vinculación con la ciencia.9

Alfabetismo científico

Si se factoriza la cantidad de dinero y de recursos estatales y privados que recibe la enseñanza de la ciencia, los niveles de alfabetismo científico de los adultos resultan deprimente (Roberts, 2007; Shamos, 1995). Durante cuatro décadas, Jon D. Miller y sus colegas han realizado una serie de estudios de gran escala sobre el alfabetismo científico en Estados Unidos, patrocinados por la NSF (Miller, 1983, 1987, 1992, 2007). Para Miller, el alfabetismo se mide en dos dimensiones: el conocimiento de los contenidos de la ciencia y el de sus procesos. La primera incluye conocimiento básicos sobre el significado de conceptos tales como “átomo”, “gravedad”, “gen”, etc., un conocimiento factual básico. En la segunda, el alfabetismo requiere ciertos conocimientos sobre cómo funciona la ciencia, qué significa estudiar algo de forma científica y conocer algunos hechos básicos sobre los experimentos y la comprobación de hipótesis. En 1985, concluyó que sólo 3% de los graduados de preparatoria, 12% de los graduados de universidad y 18% de los graduados de doctorado estaban científicamente alfabetizados. Entre las afirmaciones que le presentó a una muestra representativa de 2 000 adultos para que respondieran si eran verdaderas o falsas se encuentran: “Los primeros humanos vivieron al mismo tiempo que los dinosaurios” y “los antibióticos matan tanto virus como bacterias”. Sólo 37% de la muestra respondió correctamente en el primer caso, y 26% en el segundo. Concluyó que entre 5 y 9% de los ciudadanos de Estados Unidos estaban científicamente alfabetizados (Miller, 1992, p. 14). En 2005, extendió el muestreo a 34 países; afortunadamente el alfabetismo científico en Estados Unidos subió a 28%, pero sólo un país, Suecia, registró una tasa de alfabetismo científico en adultos superior a 30% (Miller, 2007).10

Por supuesto, existen diversos argumentos sobre qué constituye el alfabetismo científico11 y por qué los ciudadanos y los funcionarios educativos deben preocuparse por los niveles bajos —y en descenso— de alfabetismo científico. Las razones estándares han sido hasta ahora:

Culturales: La ciencia, como la música y el arte, es una parte importante de nuestra herencia cultural y por lo tanto debemos conocerla;Vocacionales: La ciencia, como las matemáticas y las habilidades computacionales, es indispensable para una gama cada vez mayor de ocupaciones contemporáneas, y por lo tanto hay que dominarla;Disciplinarias: Si no se extienden algunas nociones científicas básicas no existirá un conjunto suficientemente grande de alumnos que se decidan por emprender una carrera en ciencia, o un público que apoye la idea de que sus impuestos se destinen a financiar la investigación en disciplinas científicas;Ambientales: La gente debería saber algo sobre los habitantes, la conformación y los procesos propios de los mundos físicos y biológicos naturales en los que viven, y que deben conservarse;Utilitarias: El conocimiento científico es útil para un sinnúmero de tareas y decisiones cotidianas.