Vida? Esta pregunta relativamente simple pareciera tener una respuesta sencilla. Sin embargo, la respuesta es compleja e incluso profesores de Biología tienen dificultades para ofrecer una respuesta definitiva. Es mucho más fácil describir características de organismos vivos, en contraste con objetos inanimados, que ofrecer una definición clara. Una lista común de características normalmente contiene unos 12 elementos, la mayoría de los cuales los estudiantes pueden deducir conceptualmente al examinar seres vivientes e inanimados o imágenes disponibles. Una lista típica incluye los siguientes:
1 Las células son la base estructural de la vida y todas las células provienen de células preexistentes.
2 Reproducción
3 Metabolismo
4 Secreción
5 Excreción
6 Adaptación
7 Absorción
8 Irritabilidad
9 Digestión
10 Respiración
11 Asimilación
12 Locomoción
Reitero que esta lista no es exhaustiva o definitiva (por ejemplo, ¿están los virus vivos o no?), pero ayuda a los estudiantes a distinguir entre lo vivo y lo no vivo, y lo que será estudiado durante su curso de biología. Ahora que hemos discutido la parte Vida de la respuesta a la pregunta ¿qué es Biología?, nuestra atención debe volcarse a la parte que no hemos respondido aún.
2. Desarrollo
2.1 ¿Qué es Ciencia?
Nuevamente, esta es una pregunta engañosamente simple que los profesores de ciencias deberían ser capaces de responder. Sin embargo, desde la experiencia, sabemos que si se hace esta pregunta a un grupo de 30 profesores de ciencia, recibiremos alrededor de 20 respuestas distintas. Esta pregunta es tan difícil de responder como: ¿Qué es la vida? La respuesta que consideraremos aquí tiene tres partes: un cuerpo de conocimiento, la indagación o prácticas científicas, y NOSK. El cuerpo de conocimiento de ciencia (o biología en este caso), ha sido recientemente discutido. La indagación/prácticas científicas es lo que los científicos hacen para desarrollar un cuerpo de conocimiento (por ejemplo, desarrollar preguntas, observar, recolectar y analizar datos, generar conclusiones, etc.). Una discusión mucho más detallada de indagación/prácticas se presenta en el Capítulo 6 de este libro. Sin embargo, basta decir que la indagación/prácticas y NOSK son los dos aspectos de la ciencia que no están incluidos de manera adecuada en la enseñanza de la ciencia y el currículum de ciencias. También son los dos aspectos de la ciencia que, además del conocimiento de la disciplina, son claves para el logro de la alfabetización científica (Showalter, 1974).
Dada la forma en que los científicos desarrollan el conocimiento científico (por ejemplo, indagación/prácticas), ese conocimiento es generado con ciertas características. Estas características son lo que típicamente constituyen NOSK (Lederman, 2007). Hay una falta de consenso entre científicos, historiadores de la ciencia, filósofos de la ciencia, y educadores de ciencias, respecto de cuáles son los aspectos particulares de NOSK. Esta falta de consenso, sin embargo, no debería ser ni desconcertante ni sorprendente, dada la naturaleza multifacética y la complejidad del quehacer científico. Las concepciones de NOSK han cambiado a través del desarrollo de la ciencia y el pensamiento sistemático sobre ella, y se reflejan en la forma en que la comunidad científica y de educación en ciencias han definido la frase “naturaleza de la ciencia” (NOS) durante los pasados 100 años (por ejemplo, AAAS, 1990, 1993; Lederman, 2007; NSTA, 1982). Sin embargo, muchos de los desacuerdos respecto de la definición o el significado de NOSK que aún existen entre filósofos, historiadores y educadores en ciencias son irrelevantes para la enseñanza escolar primaria y secundaria. El problema de la existencia de una realidad objetiva comparada con las realidades fenomenológicas es un buen ejemplo. Hay un nivel aceptable de generalidad en relación con NOSK que es accesible a estudiantes de educación primaria y secundaria, y es relevante para sus vidas cotidianas. En este nivel, existe poco desacuerdo entre filósofos, historiadores y educadores en ciencias. Entre las características de la empresa científica que corresponden a este nivel de generalidad tenemos que el conocimiento científico es tentativo (sujeto a cambios); con base empírica (basado en y/o derivado de las observaciones del mundo natural); subjetivo (con una carga teórica); implica necesariamente inferencia, imaginación y creatividad humana (incluye la invención de explicaciones); y está inserto social y culturalmente. Dos importantes aspectos adicionales son: la distinción entre observación e inferencias, y las funciones de, y las relaciones entre las teorías y las leyes científicas. Lo que sigue es una breve consideración de estas características de la ciencia y del conocimiento científico. Estos siete aspectos de NOSK no deben ser considerados como una lista exhaustiva o “LA” lista, pero está filtrada en relación con la audiencia escolar primaria y secundaria.
2.2 Características de NOSK
Primero, los estudiantes deberían estar conscientes de la distinción clave entre la observación y la inferencia, y del hecho de que todo conocimiento científico se deriva de la observación y, al menos de manera parcial, de la inferencia. Las observaciones son declaraciones descriptivas sobre fenómenos naturales “directamente” accesibles a través de los sentidos (o de extensiones de estos) y sobre los cuales varios observadores pueden alcanzar un consenso con relativa facilidad. En contraste, las inferencias son declaraciones sobre fenómenos que no son “directamente” accesibles a los sentidos. Por ejemplo, los objetos tienden a caer al suelo debido a la “gravedad”. La noción de gravedad es inferencial en el sentido de que solo se puede acceder a ella y/o medir a través de sus manifestaciones o efectos. Ejemplos de tales efectos incluyen las perturbaciones en órbitas planetarias pronosticadas debido a “atracciones” interplanetarias, y la refracción de la luz proveniente de las estrellas que sucede cuando sus rayos pasan a través del campo “gravitacional” solar.
Segundo, la distinción entre las leyes y las teorías científicas es otra cosa de la que los estudiantes deben estar conscientes. Los individuos a menudo tienen una visión simplista, jerárquica, de la relación entre las teorías y las leyes a través de las cuales las teorías se convierten en leyes, dependiendo de la disponibilidad de la evidencia de respaldo. Se desprende de esta noción que las leyes científicas tienen un estatus más alto que las teorías científicas. Ambas nociones, sin embargo, son inapropiadas porque, entre otras cosas, las teorías y las leyes son diferentes tipos de conocimiento, y una no puede desarrollarse o ser transformada en la otra. Las leyes son declaraciones o descripciones de relaciones entre fenómenos observables. La ley de Boyle, que relaciona la presión de gas a su volumen a una temperatura constante, es un buen ejemplo (Lederman, 1998). Las teorías, en contraste, son explicaciones inferidas de fenómenos observables. La teoría molecular cinética, que explica la ley de Boyle, es un ejemplo. Además, tanto las teorías como las leyes son un legítimo producto de la ciencia. Los científicos normalmente no formulan teorías con la esperanza de que un día adquieran el estatus de “leyes”. Las teorías científicas, en sí mismas, tienen roles importantes, tales como guiar la investigación y generar nuevos problemas de investigación, además de explicar grandes grupos de observaciones aparentemente no relacionadas en más de un campo de investigación.
Tercero, aunque el conocimiento científico está, al menos en parte, basado en y/o derivado de observaciones del mundo natural (por ejemplo, empírico), un cuarto aspecto importante implica imaginación y creatividad humana. La ciencia, contrariamente a la creencia popular, no es una actividad carente de vida, y extremadamente racional y ordenada. La ciencia implica la invención de explicaciones, y esto requiere una gran cantidad de creatividad por parte de los científicos. El “salto” desde líneas espectrales atómicas al modelo atómico de Bohr, con sus órbitas elaboradas y niveles de energía, es otro buen ejemplo. Este aspecto de la ciencia, acompañado de su naturaleza inferencial, implica que los conceptos científicos, tales como átomos, agujeros negros y especies, son modelos teóricos funcionales, más que copias fieles de la realidad.
Quinto, el conocimiento científico es subjetivo o con carga teórica. Los compromisos teóricos de los científicos, así como sus creencias, conocimientos