La Didáctica de las Ciencias. Una disciplina emergente

UNIDAD 2LECTURA 18DIDÁCTICA I - BIOLOGÍAPROF. INÉS PERDOMOCUADERNOS DE PEDAGOGÌA 210pp. 68 a 71La Didáctica delas CienciasUna disciplina emergente

El autor traza el complejo itinerario de esta disciplina a la luz de los cambios culturales,tecnológicos y sociopolíticos, destacando el proceso de integración de tres líneas de investigación: la másgenuinamente epistemológica, la didáctica y la psicológica. A continuación, señala los aspectos que a su juiciodeberían desarrollarse para su consolidación disciplinar. Y, por último, esboza las áreas y tendencias deinvestigación en el futuro.

RAFAEL PORLAN ARIZA*A un cuando existen precedentes históricos anteriores, para diversos autores (Fernández Una, 1979; Gutiérrez, 1987; Aliberas yotros, 1989; Cañal, 1990), el origen de la Didáctica de las Ciencias como área de conocimiento hay que situarlo en los años SO,asociado al impulso institucional que en los países anglosajones, y especialmente en Estados Unidos, se da a la enseñanza de lasciencias.De tecnología auricular a disciplina práctica complejaAnte el poderlo tecnológico del complejo industrial-militar de la URSS, y en pleno auge de la guerra fría, el gobierno, elparlamento y otras instituciones de los Estados Unidos deciden impulsar decididamente una serie de medidas político-económicasy educativas que permitan recuperar el supuesto retraso científico y tecnológico del país. En concreto, en el caso de la enseñanza delas ciencias se ponen en marcha propuestas auriculares con fuerte apoyo económico y con la implicación de científicos, psicólogos ypedagogos de prestigio (recuérdense, por ejemplo, los casos de los proyectos PSSC, CBA, y BSCS o el Science CurriculumImprovement Study-SCIS). Todo ello da lugar al denominado movimiento de reforma curricular que se extiende a otras áreaseducativas y que acaba constituyéndose en un auténtico proceso de reforma del sistema educativo en su conjunto (Fernándezliria, 1979).En Inglaterra, durante el mismo período, se ponen en marcha también ambiciosos proyectos curriculares para la enseñanza delas ciencias (el caso más emblemático es el del programa de la Nuffield Foundation), al mismo tiempo que se presta unaatención especial a la formación permanente del profesorado. Surgen instituciones como la Association for Science Education o,en un sentido mucho más amplio, los Centros de Profesores, que tienen como objetivo fundamental el atender y dinamizar dichaformación.Todo este amplio movimiento de experimentación auricular en torno a la enseñanza de las ciencias dio lugar, en paralelo, a unimportante desarrollo conceptual de la didáctica correspondiente, de la misma manera que ocurría en otros ámbitos de lasCiencias de la Educación. Por decirlo de una manera sencilla, la necesidad de un fuerte desarrollo tecnológico en los paísesoccidentales forzó la progresiva estructuración científico-positivista de las disciplinas educativas y en concreto de la Didáctica delas Ciencias.En el caso de los proyectos curriculares de ciencia, se apuesta por la superación de los enfoques tradicionales de enseñanza,que transmiten una visión anecdótica e inconexa de la ciencia, desprovista de su andamiaje metodológico, y se articulan loscontenidos científicos atendiendo a la lógica de cada disciplina. Se incorpora, asimismo, una metodología didáctica emuladora dela metodología científica, bien en sus aspectos más deductivos, o en aquellos otros de carácter inductivo. Se elaboran, por último,taxonomías de objetivos científicos que pretenden desarrollar operativamente las competencias conceptuales, procedimentales yactitudinales de los estudiantes (Bloom, 1972).En diferentes trabajos (Gutiérrez, 1987; Astolfi y Develay, 1989; y Cañal, 1990) se considera el final de los años 70 y elcomienzo de los 80 como el momento en que se produce una crisis de la tendencia cientifista y tecnológica en la enseñanza de lasciencias. Una vez más, factores sociales y políticos determinan, en parte, la nueva situación. En los países occidentales comienza aponerse en duda la posibilidad de un desarrollismo ilimitado y los problemas ambientales y sociales ponen en crisis el papel socialde la ciencia. En el ámbito didáctico se produce un movimiento de crítica a los enfoques de investigación estadísticocuantitativosy a los modelos didácticos simplificadores que consideran la enseñanza como causa directa y única del aprendizaje(modelos proceso-producto) (Pérez Gómez, 1983; Portón, 1989). Se resaltan, por contraposición, los enfoques holísticos ysituacionales, se proponen metodologías cualitativas y de estudio de casos, y se comienzan a valorar los significados construidospor los profesores como una variable mediadora en el proceso de enseñanza-aprendizaje (Yinger y Clark, 1982).En la Didáctica de las Ciencias, las aportaciones de la nueva epistemología influyen de manera determinante. Autores comoKuhn (1962), Lakatos (1978), Feyerabend (1975) y Tpulmin (1972) ponen en evidencia las limitaciones del positivismo, y abren undebate trascendental acerca de la naturaleza de las teorías científicas y de su carácter relativo y evolutivo, que pone en crisis muchasde las presunciones del movimiento de reforma del currículum. Ya no se trata de enseñar una ciencia absoluta, sino tentativa, queestá sometida a procesos mas o menos acelerados y profundos de cambio.

“ Hay un cuerpo teórico fragmentado,pero convergente”Sin embargo, si profundizamos en la integración de las diferentes corrientes de investigación, aún se necesita desarrollar de formaextensa determinados aspectos básicos para consolidar este status disciplinar. Desde nuestro punto de vista es necesario llevar acabo las siguientes acciones:• Consolidar un auténtico marco teórico de referencia.Frente a la situación actual donde, tal como dice Aliberas, hay «un cuerpo teórico fragmentado, pero convergente», es necesarioaumentar el grado de confluencia de los aspectos epistemológicos (en el sentido de fortalecer una teoría del conocimiento escolar),de los psicológicos (en el sentido de profundizar en el constructivismo como teoría evolutiva del conocimiento escolar), de losdidácticos (en el sentido de establecer una teoría sistémica y compleja de los contextos de enseñanza-aprendizaje institucionalizados),y, por último, de los más claramente sociopolíticos (en el sentido de construir una teoría-crítica y ambientalistade las relaciones ciencia-tecnología-escuela-sociedad).• Avanzar en una perspectiva más interdisciplinar.Frente a la situación actual, en la que predominan, dentro de la comunidad científica qué trabaja en Didáctica de las Ciencias,personas procedentes de licenciaturas en ciencias (biólogos, físicos, químicos, etc.), es necesario crear mayores y mejoresmecanismos de comunicación con otros campos disciplinares, epistemológicamente próximos, especialmente con aquellos que seencuentran dentro del ámbito de las Ciencias de la Educación (psicología del aprendizaje, didáctica general, teoría del currículum,didáctica de las matemáticas, didáctica de las ciencias sociales, etc.) (Gutiérrez, 1987).Claro está que esta apertura debe ser recíproca, en el sentido de que otras disciplinas, especialmente las didácticas, se interesen yreconozcan las aportaciones novedosas que se vienen realizando desde la Didáctica de las Ciencias; valiosas tanto para sí mismascomo para el conjunto de las Ciencias de la Educación. Sólo desde una apertura sin prejuicios ni jerarquías, apertura a la quetodos estamos objetivamente abocados, se podrá consolidar el status científico de todas las disciplinas de carácter didáctico.• Modificar la estructura profesional de la disciplina.Las características de la comunidad científica que trabaja en este campo, y en general en todas las didácticas específicas, sonde carácter excepcional. En su gran mayoría está formada por profesores de ciencias de Enseñanzas Medias, y en menormedida, por maestros y profesores universitarios de las Escuelas de Magisterio. Esta composición, tan alejada de las estructurasacadémicas clásicas, encierra grandes ventajas, pero también enormes inconvenientes.Entre las ventajas, cabe destacar el hecho de que existe ya un sector minoritario del profesorado no universitario que estáhaciendo realidad el modelo, tantas veces reivindicado y analizado, de profesor-investigador (Gimeno, 1983 y Portan, 1987). Esdecir, éste es un profesorado que vincula su docencia a una reflexión didáctica rigurosa y que entiende su perfeccionamiento comoun ensanchamiento cualitativo y cuantitativo de los límites en que tradicional-mente se ha movido la profesionalidad docente,ensanchamiento que incluye tareas de investigación didáctica y escolar.Entre los inconvenientes, hay que destacar la falta de tradición en el trabajo científico que presenta esta comunidad incipiente.La ausencia de estructuras estables, y con experiencia, que den soporte y continuidad a las diferentes líneas de investigación, seconvierte en una dificultad, a veces insalvable, para el desarrollo de la disciplina. En este sentido, los nuevos departamentos

universitarios centrados en las didácticas específicas tienen una enorme responsabilidad. La existencia reciente de estos departamentospermite incorporar tradiciones académicas realmente valiosas (programas de doctorado, tesis, documentaciónbibliográfica, etc.), y general, al mismo tiempo, nuevos estilos que garanticen un compromiso con la transformación real de laescuela (creación de equipos internivelares de investigación; incorporación de profesores de Primaria y Secundaria en régimen deestancias para investigación; coordinación con equipos de innovación o/y experimentación que trabajen en el campo de unadeterminada didáctica específica, etc.)Todo ello puede favorecer una modificación de la estructura profesional de la disciplina y permitirá que realmente crezca y sedesarrollo un conocimiento práctico riguroso y, lo que es igualmente importante, aplicable.• Catalogar y organizar la información empírica disponible.Éste quizás es el empeño más difícil de conseguir, en parte porque es subsidiario de los anteriores, en parte porque es unproblema de tiempo, experiencia y madurez disciplinar. Dado el carácter eminentemente práctico del conocimiento que sepersigue, con facilidad se con-j funde con la mera experiencia o con el relato ' de situaciones escolares más o menos innovadoras.“La nueva Epistemología Pone en evidencialas limitaciones del positivismo”El problema estriba en que la experiencia de-\ viene en anécdota si no se encuadra teóricamente, por más que haya podido sermuy importante para sus protagonistas. Corremos el peligro de que, so pretexto de no imponer en I las investigaciones unaracionalidad positivista, reverenciemos ahora tanto lo particular, que olvidemos el necesario análisis crítico desde la teoría (Carr yKemmis, 1983). Lo que queremos resaltar es la conveniencia de ir separando, con criterios de rigor, los datos empíricos quedescriben una innovación no excesivamente fundamentada, de aquellos otros que responden a una hipótesis de intervencióncurricular o a una línea de investigación teóricamente justificada.Al mismo tiempo, queremos señalar también la urgencia de acometer trabajos de revisión, sistematización, y categorización de lainformación valiosa que se ha producido en los diez últimos años. En este sentido, por ejemplo, es paradigmático el exhaustivotrabajo de Carmichael, Watts, Driver y otros (1990), en el que se ofrece una clasificación comentada de los numerosos estudiosrealizados, en el mundo anglosajón, sobre las concepciones de los alumnos relativas a diversos tópicos científicos (fotosíntesis,respiración, digestión, reproducción, evolución, soluciones, estados de la materia, electroquímica, electricidad, energía, átomos,astronomía, matemáticas, etc.). En esta línea nos proponemos continuar.• Contrastar y validar las técnicas e instrumentos de investigación.Si bien en numerosos trabajos de los últimos años se insiste en la necesidad de superar la dicotomía entre técnicas cuantitativas ycualitativas de investigación, esto no se traduce en un esfuerzo paralelo por contrastar los instrumentos y las técnicas concretas. Elhábito de replicar instrumentos elaborados por otros investigadores, o de aplicar, en contextos diferentes, técnicas ya diseñadas,no es aún excesivamente habitual en la Didáctica de las Ciencias. Inevitablemente las técnicas e instrumentos cualitativos(observaciones, diarios, entrevistas, cuestionarios abiertos, etc.) requieren de grandes dosis de adecuación al contexto. Pero todosellos deben elaborarse con ciertos protocolos semiestructurados que permitan establecer una conexión controlada entre losproblemas, las hipótesis y los hechos. Estos protocolos o guiones deben dirigir de manera flexible nuestra observación de larealidad. El contraste en este nivel se considera, pues, necesario para mejorar el control intersubjetivo de los resultados empíricos.Desarrollo futuroConsideramos a la Didáctica de las Ciencias, pues, como una disciplina emergente que forma parte de la didáctica y que seincluye en el campo más amplio de las Ciencias de la Educación. Aun cuando su origen está muy vinculado a las cienciasexperimentales, actualmente, después de un largo proceso de reflexión y reelaboración epistemológica, psicológica y didáctica,

está plenamente integrada en las ciencias sociales. En gran medida, este proceso de redefinición, que ha estado inmerso en uncambio mucho más amplio y profundo de carácter social, económico, político y filosófico, ha marcado la evolución de sus cuarentaaños de existencia más o menos formal.Problemas y líneas de investigaciónEl campo de estudio de la Didáctica de las Ciencias está constituido por el conjunto de los contextos (sistemas) de enseñanzaaprendizajeinstitucionalizados, en la medida en que manejan información relacionada con los sistemas naturales. Esto quieredecir que los problemas que sean relevantes para la didáctica lo son también para la Didáctica de las Ciencias, y viceversa, pero loson, en el primero de los casos, desde una perspectiva mucho más concreta: desde la perspectiva de facilitar que los alumnosdescriban, comprendan y conceptualicen el mundo natural y sus relaciones con los sistemas sociales, así como que desarrollen,en relación con lo anterior, determinadas capacidades, actitudes y comportamientos.Para conseguir una modelización no simplificadora de los sistemas de enseñanza-aprendizaje de las ciencias y unas hipótesis deintervención coherentes, fundamentadas y posibles,

la Didáctica de las Ciencias ha de plantearse, como disciplina práctica y compleja, uu conjunto determinado de problemas y líneasde investigación. Diversos autores han reflexionado en los últimos años sobre esta cuestión (Host, 1978; Linn, 1987; Astolfi yDevelay, 1989; Fu-rió y Gil, 1989, y Cañal, 1990). En concreto, Astolfi y Develay establecen cuatro áreas fundamentales deinvestigación:-Investigaciones sobre los contenidos disciplinares, que deriven hada investigaciones curriculares.—Investigaciones sobre los métodos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, que integran las dimensiones epistemológicas,psicológicas y de interacción social (estudios de representaciones de los alumnos, aprendizaje por resolución de problemas, etc.).—Investigaciones en torno a la construcción y regulación de un modelo pedagógico de referencia.—Investigaciones sobre la organización escolar en relación con propuestas didácticas concretas.Por nuestra parte, si tenemos en cuenta el desarrollo histórico que hemos descrito, las necesidades que se han formulado, lasaportaciones de diversos autores y nuestra propia experiencia investigadora, podemos considerar que los problemas y las líneas deinvestigación prioritarias en la Didáctica de las Ciencias son las mencionadas a continuación (Porlán, García y Cañal, 1988; yGrupo Investigación en la Escuela, 1991).-Profundización y unificación integradora de los fundamentos epistemológicos, psicológicos y didácticos, que incorporennuevos elementos de reflexión de carácter sociopolítico. En esta línea, se debe prestar especial atención a teorías como lassiguientes: constructivismo, perspectiva sistémica y compleja, teoría crítica, teoría evolutiva del conocimiento, teoría de esquemas,leonas de la comunicación, etc.—Análisis critico de los modelos vigentes de enseñanza-aprendizaje de las ciencias (por transmisión verbal, tecnológico y pordescubrimiento espontáneo). Detección de problemas e inconsistencias teóricas y empíricas de los mis-"Se plantea democratizar el uso social ypolítico de la ciencia”“Es preciso superar la dicotomía entre técnicascuantitativas y cualitativas”mos. Elaboración de aportaciones a un modelo alternativo integrador.—Determinación de los nuevos fines de la enseñanza de las ciencias, con especial atención a los planteamientos promovidos desde laeducación ambiental y desde otros ámbitos alternativos (educación para la paz, no sexista, etc.).—Elaboración de una teoría sistémica de los contextos de enseñanza-aprendizaje, en colaboración con otras disciplinas didácticas.—Elaboración de una teoría del conocimiento escolar, de su cambio y evolución. Establecimiento de una epistemología escolar.-Estudio de las concepciones de los alumnos en situaciones escolares, con especial atención a la catalogación, comparación y

difusión de las mismas, así como al análisis de sus implicaciones didácticas.—Estudio histórico y epistemológico de los conceptos. Análisis de la transposición didáctica de estos.—Elaboración y experimentación de tramas de conocimiento escolar a diferentes niveles de complejidad, que guarden coherenciacon las aportaciones de las tres líneas anteriores.—Diseño y experimentación curricular en el campo de la enseñanza de las ciencias. Experimentación de unidades didácticas ocentros de interés con un enfoque constructivista e investigativo del aprendizaje.-Evaluación de los procesos concretos de aprendizaje y de los cambios producidos en las concepciones de los alumnos. Evaluaciónde la dinámica de los contextos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Evaluación de los procesos de experimentación curricularcon estrategias de investigación-acción. ,—Estudio de los problemas prácticos y de las preconcepciones didácticas y científicas de los profesores, así como de las estrategiasformativas que favorecen su cambio y evolución. •Rafael Porlán Ariza es miembro del Departamento de Didáctica de las Ciencias de laUniversidad de Sevilla y del Grupo Investigación en la Escuela.

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