Unidad 1 . PERSPECTIVAS FUNDAMENTALES DE LAS CIENCIAS NATURALES

Unidad 1 . PERSPECTIVAS FUNDAMENTALES DE LAS CIENCIAS NATURALES

1.1 Perspectivas históricas de la evolución y el impacto del conocimiento científico

A lo largo de la historia de la humanidad, se han desarrollado y probado muchas ideas relacionadas entre sí sobre los ámbitos físico, biológico, psicológico y social. Dichas ideas han permitido a las generaciones posteriores entender de manera cada vez más clara y confiable a la especie humana y su entorno. Los medios utilizados para desarrollar tales ideas son formas particulares de observar, pensar, experimentar y probar, las cuales representan un aspecto fundamental de la naturaleza de la ciencia y reflejan cuánto difiere ésta de otras formas de conocimiento. La unión de la ciencia, las matemáticas y la tecnología conforma el que hace científico y hace que éste tenga éxito. Aunque cada una de estas empresas humanas tiene su propio carácter e historia, son interdependientes y se refuerzan entre sí. De acuerdo con ello, en los tres primeros capítulos de recomendaciones se esbozan perfiles de la ciencia, las matemáticas y la tecnología, que ponen de relieve sus papeles en la labor científica y revelan algunas semejanzas y conexiones entre ellas.

CIENCIA: CONOCIMIENTO PARA TODOS

El estudio de la ciencia como un esfuerzo intelectual y social -la aplicación de la inteligencia humana para descifrar el mundo- debe ocupar un lugar prominente en cualquier plan de estudio que incluya a la cultura científica como uno de sus objetivos. Se debe considerar lo siguiente:

• Cuando las personas entienden la metodología que usan los científicos y cómo llegan a sus conclusiones, es más factible que reaccionen con cuidado a los descubrimientos científicos, y menos probable que los rechacen de inmediato o los acepten automáticamente.

• Una vez que la gente logra entender cómo se desarrolla la ciencia, junto con una base de conceptos científicos clave para ser comprendida posteriormente, pueden seguir la historia de la aventura científica durante el resto de sus vidas.

• Las imágenes que se tienen de la ciencia y de cómo funciona son distorsionadas con frecuencia. Los mitos y los estereotipos que los jóvenes tienen al respecto no se disipan cuando la enseñanza científica se centra estrechamente en sus leyes, conceptos y teorías; por tanto, el estudio de la ciencia como una forma de conocimiento necesita explicitarse en el plan de estudio.

La adquisición de la perspectiva científica sobre cómo funciona el mundo no necesariamente implica un conocimiento de cómo se desarrolla la ciencia misma, ni tampoco el de la filosofía y sociología de la ciencia, que por sí mismas conducen al entendimiento científico del mundo. El reto para los educadores es estructurar juntos estos diferentes aspectos de la ciencia de tal forma que se refuercen entre sí.

Para los estudiantes de los primeros grados, el conocimiento de los fenómenos naturales y sociales, así como el de la ciencia, podría ser abrumador. Las abstracciones de todo tipo gradualmente ayudarán a madurar como estudiante, y a desarrollar una capacidad para manejar las explicaciones complejas y abstractas. En realidad, este avance por fases se aplica a las generalizaciones acerca de la visión del mundo, la investigación y el trabajo científico, lo cual no significa que deba soslayarse la abstracción en los grados iníciales.

Al obtener experiencia haciendo ciencia, adquiriendo destreza en la conducción de investigaciones y en la presentación de resultados, los estudiantes acumulan un conjunto de conocimientos en los cuales pueden sustentarse para reflexionar sobre el proceso. Al mismo tiempo, las conclusiones que se les presentan (en libros y en clase) sobre cómo los científicos explican los fenómenos habrán de aumentarse gradualmente con información sobre cómo éstos llegaron a tales conclusiones. Realmente, al avanzar los estudiantes deberán ser motivados para preguntar una y otra vez: "¿cómo sabemos que eso es cierto?"

La historia ofrece otro camino para entender cómo funciona la ciencia, lo que es una de las razones principales por las que, tanto en Ciencia: Conocimiento para todos como en Avances en el conocimiento científico, se incluye un capítulo sobre las perspectivas históricas, y aunque en éste se recalcan los grandes avances en la ciencia, es igualmente importante que los estudiantes se enteren de que la mayor parte del progreso de la ciencia y la tecnología es el resultado de la acumulación de conocimientos adquiridos durante muchos siglos.

Esta concepción choca con los conceptos erróneos establecidos sobre el progreso científico. Lo que se ha dado en llamar ciencia normativa, en contraste con las revoluciones científicas, es lo que se impone la mayor parte del tiempo, lo que compromete a la mayoría de la gente y lo que produce gran parte de los avances. Mientras que los "descubrimientos sensacionales" y las "revoluciones" atraen su atención más que el crecimiento lento, centrarse exclusivamente en tales eventos distorsionará la idea que tienen los estudiantes de la ciencia, ya que tanto el desarrollo gradual como los cambios radicales ocasionales forman parte de la historia de la ciencia.

Por la misma razón, la enseñanza no deberá enfatizarse en la vidas de los grandes científicos, aquellas escasas figuras son bien conocidas debido a su genio, oportunidad y buena fortuna. Los estudiantes deben convencerse de que todo tipo de personas, gente como ellos mismos, han hecho, hacen y continuarán haciendo ciencia.

Para obtener este conocimiento, los estudiantes necesitarán materiales de aprendizaje adecuados. Serán esenciales los estudios de casos históricos, respaldados por una sólida colección de biografías y películas de referencia. También será necesario modificar los libros de texto sobre ciencia e historia para incluir o ampliar la historia de la ciencia. Se deberá empezar con las ciencias, las matemáticas y la tecnología en las culturas egipcia, griega, china y árabe antiguas, estos materiales deberán extenderse hasta los tiempos modernos, y deberán contener información sobre las contribuciones de hombres y mujeres de todas partes del mundo.

PERSPECTIVAS HISTÓRICAS

Existen dos razones principales para incluir algún conocimiento sobre la historia entre las recomendaciones. Una es que las generalizaciones acerca de cómo trabaja la empresa científica pudiera estar vacía sin ejemplos concretos. Considérense, por ejemplo, las proposiciones de que las nuevas ideas están limitadas por el contexto en el cual se conciben; a menudo son rechazadas por el establishment1 científico; a veces nacen de hallazgos inesperados; y generalmente crecen con lentitud a través de contribuciones de muchos investigadores diferentes. Sin ejemplos históricos, estas generalizaciones no serian más que consignas, por mucho que se recuerden. Para este propósito, puede seleccionarse cualquier número de episodios.

Una segunda razón es que algunos acontecimientos en la historia del desarrollo científico son de suma importancia para la herencia cultural. Éstos incluyen ciertamente el papel de Galileo al cambiar la percepción del sitio que ocupa la humanidad en el universo; la demostración de Newton de que las mismas leyes del movimiento se aplican tanto en la Tierra como en el cielo; las largas observaciones de Darwin sobre la variedad y la relación de las formas de vida que lo llevaron a postular el mecanismo por el cual llegaron a desarrollarse; la cuidadosa documentación de Lyell de la increíble edad de la Tierra; y el estudio de Pasteur de la enfermedad infecciosa causada por organismos pequeños que pudieron ser vistos solamente con un microscopio. Estas historias constituyen algunos de los hitos del desarrollo de todo el pensamiento en la civilización occidental.

Todas las culturas han incluido estudios sobre la naturaleza el movimiento de cuerpos celestes, el comportamiento de los animales; las propiedades de los materiales, las propiedades medicinales de las plantas, etc. Las recomendaciones en este capítulo se enfocan en el desarrollo de la ciencia, las matemáticas y la tecnología en la cultura occidental, pero no en cómo éste tomó ideas de las culturas primitivas egipcia, china, griega y arábica. Las ciencias consideradas en este informe son parte de una gran tradición de pensamiento que se ha desarrollado en Europa en los últimos 500 años una tradición a la cual contribuye hoy gente de todas las culturas.

El énfasis aquí se encuentra en diez narraciones de descubrimientos y cambios significativos que ejemplifican la evolución y el impacto del conocimiento científico: 1. la Tierra planetaria, 2. la gravitación universal, 3. la relatividad, 4. la edad geológica, 5. la tectónica de placas, 6. la conservación de la materia, 7. la radiactividad y la fisión nuclear, 8. la evolución de las especies, 9. la naturaleza de la enfermedad, y 10. la revolución industrial. Aun cuando otras elecciones pueden ser igualmente válidas, éstas se adecuan claramente a nuestro doble criterio de ejemplificar temas históricos y tener un destacamiento cultural.

LA TIERRA DEJA DE SER EL CENTRO DEL UNIVERSO

Para los observadores sobre la Tierra parece que ésta se mantiene quieta y todo lo demás se mueve a su alrededor. Así, al tratar de imaginar cómo funciona el universo, le dio un buen sentido a la gente en épocas antiguas para iniciar con estas verdades aparentes. Los antiguos pensadores griegos, en especial Aristóteles, establecieron un patrón que duró 2 000 años aproximadamente: una gran Tierra estacionaria en el centro del universo, y puestos alrededor de ésta el Sol, la Luna,

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