La Didáctica de las Ciencias

UNIDAD 2
LECTURA 18
DIDÁCTICA I - BIOLOGÍA
PROF. INÉS PERDOMO
CUADERNOS DE PEDAGOGÌA 210
pp. 68 a 71
La Didáctica de
las Ciencias
Una 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 más
genuinamente epistemológica, la didáctica y la psicológica. A continuación, señala los aspectos que a su juicio
deberían desarrollarse para su consolidación disciplinar. Y, por último, esboza las áreas y tendencias de
investigación en el futuro.
RAFAEL PORLAN ARIZA*
Aun cuando existen precedentes históricos anteriores, para diversos autores (Fernández Una, 1979; Gutiérrez, 1987; Aliberas y
otros, 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 las
ciencias.
De tecnología auricular a disciplina práctica compleja
Ante el poderlo tecnológico del complejo industrial-militar de la URSS, y en pleno auge de la guerra fría, el gobierno, el
parlamento y otras instituciones de los Estados Unidos deciden impulsar decididamente una serie de medidas político-económicas
y educativas que permitan recuperar el supuesto retraso científico y tecnológico del país. En concreto, en el caso de la enseñanza de
las ciencias se ponen en marcha propuestas auriculares con fuerte apoyo económico y con la implicación de científicos, psicólogos y
pedagogos de prestigio (recuérdense, por ejemplo, los casos de los proyectos PSSC, CBA, y BSCS o el Science Curriculum
Improvement Study-SCIS). Todo ello da lugar al denominado movimiento de reforma curricular que se extiende a otras áreas
educativas y que acaba constituyéndose en un auténtico proceso de reforma del sistema educativo en su conjunto (Fernández
liria, 1979).
En Inglaterra, durante el mismo período, se ponen en marcha también ambiciosos proyectos curriculares para la enseñanza de
las ciencias (el caso más emblemático es el del programa de la Nuffield Foundation), al mismo tiempo que se presta una
atención 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 dicha
formación.
Todo este amplio movimiento de experimentación auricular en torno a la enseñanza de las ciencias dio lugar, en paralelo, a un
importante desarrollo conceptual de la didáctica correspondiente, de la misma manera que ocurría en otros ámbitos de las
Ciencias de la Educación. Por decirlo de una manera sencilla, la necesidad de un fuerte desarrollo tecnológico en los países
occidentales forzó la progresiva estructuración científico-positivista de las disciplinas educativas y en concreto de la Didáctica de
las 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 los
contenidos científicos atendiendo a la lógica de cada disciplina. Se incorpora, asimismo, una metodología didáctica emuladora de
la 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 y
actitudinales 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 el
comienzo de los 80 como el momento en que se produce una crisis de la tendencia cientifista y tecnológica en la enseñanza de las
ciencias. Una vez más, factores sociales y políticos determinan, en parte, la nueva situación. En los países occidentales comienza a
ponerse en duda la posibilidad de un desarrollismo ilimitado y los problemas ambientales y sociales ponen en crisis el papel social
de la ciencia. En el ámbito didáctico se produce un movimiento de crítica a los enfoques de investigación estadísticocuantitativos y 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 y
situacionales, se proponen metodologías cualitativas y de estudio de casos, y se comienzan a valorar los significados construidos
por 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 como
Kuhn (1962), Lakatos (1978), Feyerabend (1975) y Tpulmin (1972) ponen en evidencia las limitaciones del positivismo, y abren un
debate trascendental acerca de la naturaleza de las teorías científicas y de su carácter relativo y evolutivo, que pone en crisis muchas
de las presunciones del movimiento de reforma del currículum. Ya no se trata de enseñar una ciencia absoluta, sino tentativa, que
está sometida a procesos mas o menos acelerados y profundos de cambio.
Al mismo tiempo, desde la psicología del aprendizaje emergen nuevos problemas que trascienden al campo de la Didáctica de las
Ciencias. La crítica al conductismo abre la posibilidad de un abordaje científico del mundo de los significados personales (Ausubel,
1968; Kelly, 1970 y Claxton, 1984). Desde la psicología cognitiva se trata de establecer un programa de investigación que, sin caer
en la mera especulación del psicoanálisis, dé cuenta de las variables internas de los sujetos, no sólo para analizar la estructura de
los sistemas de ideas (Norman, 1982), sino también para describir los contenidos concretos de los mismos. Influidos por todo lo
anterior, y por la evidencia de las enormes dificultades que tienen los estudiantes para comprender determinados conceptos
científicos, se ponen en marcha una serie de estudios encaminados a detectar y analizar las concepciones de los alumnos durante
el aprendizaje científico. Autores como Novak (1977), Gior-dan (1978), Host (1978), Viennot (1979), Driver (1986), Gil (1987),
etc., comienzan a trabajar no siempre bajo los mismos presupuestos, en esa dirección.
En España, aunque con retraso, también se vive, durante la década de los 80, un desarrollo importante de la Didáctica de las
Ciencias. Se establecen grupos y líneas de investigación más o menos estables, se editan revistas relacionadas directa o
indirectamente con la temática (Cuadernos de Pedagogía, Enseñanza de las Ciencias, Investigación en la Escuela, etc.) y se
realizan congresos periódicos en los que va tomando cuerpo una comunidad científica incipiente. Para una mayor
profundización sobre la situación de la Didáctica de las Ciencias en nuestro país, nos remitimos a los trabajos de Jiménez (1988)
y Cañal (1990), que realizan una buena síntesis de este aspecto.
Según Astolfi y Develay (1989), entre los años 1980 y 1985 se realiza, por parte de la comunidad científica que trabaja en la
Didáctica de las Ciencias, un proceso de integración y reelaboración de tres corrientes de investigación presentes en el campo: la
corriente más epistemológica, que se dedicaba a estudiar la estructura de los contenidos, su evolución histórica y los obstáculos
que se presentan en dicha evolución; la más psicológica, que se planteaba, asimismo, los significados que poseen los estudiantes
sobre los fenómenos de la realidad natural y los procesos a través de los cuales, dichos significados, se producen y evolucionan; y
la más didáctica, que se centraba en la estructura y la dinámica de la comunicación en el aula de ciencias.
Para estos autores, la integración de estas corrientes se hace desde una dimensión práctica, es decir, con la intención de
convertirlas en principios coherentes, fundamentados y articulados de intervención educativa.
AI mismo tiempo, este proceso de reconceptualización va acompañado de una nueva definición de los objetivos de la enseñanza
de las ciencias. Si en la década de los 60 y los 70, al calor del desarrollismo tecnológico, lo importante era enseñar más y mejor
ciencia, con la idea de aumentar la capacidad de producción científica y tecnológica de una determinada sociedad, en la década
de los 80, ante la evidencia de que las tendencias tradicionales y tecnológicas de enseñanza no provocan, en la mayoría de los
casos, aprendizajes significativos en los alumnos (Novak y Gowin, 1984, y Giordan, 1987), empieza a abrirse camino la idea de
una enseñanza de las ciencias para todos los ciudadanos que, lejos de plantearse como una fuente de futuros científicos, se concibe como un medio para democratizar el uso social y político de la tienda. Los ciudadanos, según esto, deben comprender para
poder decidir, deben desmitificar para poder participar, y deben incorporar, en su formación básica, valores y habilidades propias
del espíritu científico. La ciencia no es neutral, ni constituye un conocimiento superior; la ciencia está condicionada por factores
ideológicos, políticos y económicos y, sin embargo, es un patrimonio cultural de la humanidad, del que todos deben beneficiarse
y al que todos deben democráticamente controlar.
La Didáctica de las Ciencias, por tanto, ha sufrido en los últimos diez años un importantísimo proceso de clarificación. Ha
pasado de ser un conjunto de prescripciones curriculares de carácter tecnológico, que pretendía trasladar a la escuela una lógica
positivista de la ciencia y de su método, sin tener en cuenta, para ello, el conjunto de variables mediadoras que existen en los
sistemas de enseñanza-aprendizaje, a ser una disciplina posible (Aliberas y otros, 1989), de carácter práctico y complejo, que
dispone ya, aunque de manera rudimentaria, de algunos de los requisitos imprescindibles para ser considerada como tal (Bunge,
1976): una ubicación epistemológica más clara, una comunidad investigadora incipiente, unos medios de comunicación y
contraste (revistas, congresos, etc.), un cuerpo de conocimientos específicos, así como un objeto de estudio y una problemática
reconocida por dicha comunidad.
“ 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 forma
extensa determinados aspectos básicos para consolidar este status disciplinar. Desde nuestro punto de vista es necesario llevar a
cabo 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 necesario
aumentar 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 los
didácticos (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 ambientalista
de 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 mejores
mecanismos de comunicación con otros campos disciplinares, epistemológicamente próximos, especialmente con aquellos que se
encuentran 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 y
reconozcan las aportaciones novedosas que se vienen realizando desde la Didáctica de las Ciencias; valiosas tanto para sí mismas
como para el conjunto de las Ciencias de la Educación. Sólo desde una apertura sin prejuicios ni jerarquías, apertura a la que
todos 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, son
de carácter excepcional. En su gran mayoría está formada por profesores de ciencias de Enseñanzas Medias, y en menor
medida, por maestros y profesores universitarios de las Escuelas de Magisterio. Esta composición, tan alejada de las estructuras
académicas 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 está
haciendo realidad el modelo, tantas veces reivindicado y analizado, de profesor-investigador (Gimeno, 1983 y Portan, 1987). Es
decir, éste es un profesorado que vincula su docencia a una reflexión didáctica rigurosa y que entiende su perfeccionamiento como
un 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, se
convierte 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 departamentos permite incorporar tradiciones académicas realmente valiosas (programas de doctorado, tesis, documentación
bibliográfica, etc.), y general, al mismo tiempo, nuevos estilos que garanticen un compromiso con la transformación real de la
escuela (creación de equipos internivelares de investigación; incorporación de profesores de Primaria y Secundaria en régimen de
estancias para investigación; coordinación con equipos de innovación o/y experimentación que trabajen en el campo de una
determinada didáctica específica, etc.)
Todo ello puede favorecer una modificación de la estructura profesional de la disciplina y permitirá que realmente crezca y se
desarrollo 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 un
problema de tiempo, experiencia y madurez disciplinar. Dado el carácter eminentemente práctico del conocimiento que se
persigue, 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 evidencia
las limitaciones del positivismo”
El problema estriba en que la experiencia de-\ viene en anécdota si no se encuadra teóricamente, por más que haya podido ser
muy importante para sus protagonistas. Corremos el peligro de que, so pretexto de no imponer en I las investigaciones una
racionalidad positivista, reverenciemos ahora tanto lo particular, que olvidemos el necesario análisis crítico desde la teoría (Carr y
Kemmis, 1983). Lo que queremos resaltar es la conveniencia de ir separando, con criterios de rigor, los datos empíricos que
describen una innovación no excesivamente fundamentada, de aquellos otros que responden a una hipótesis de intervención
curricular 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 la
información valiosa que se ha producido en los diez últimos años. En este sentido, por ejemplo, es paradigmático el exhaustivo
trabajo de Carmichael, Watts, Driver y otros (1990), en el que se ofrece una clasificación comentada de los numerosos estudios
realizados, 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 y
cualitativas de investigación, esto no se traduce en un esfuerzo paralelo por contrastar los instrumentos y las técnicas concretas. El
hábito 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 todos ellos deben elaborarse con ciertos protocolos semiestructurados que permitan establecer una conexión controlada entre los
problemas, las hipótesis y los hechos. Estos protocolos o guiones deben dirigir de manera flexible nuestra observación de la
realidad. El contraste en este nivel se considera, pues, necesario para mejorar el control intersubjetivo de los resultados empíricos.
Desarrollo futuro
Consideramos a la Didáctica de las Ciencias, pues, como una disciplina emergente que forma parte de la didáctica y que se
incluye en el campo más amplio de las Ciencias de la Educación. Aun cuando su origen está muy vinculado a las ciencias
experimentales, 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 un
cambio mucho más amplio y profundo de carácter social, económico, político y filosófico, ha marcado la evolución de sus cuarenta
años de existencia más o menos formal.
Problemas y líneas de investigación
El campo de estudio de la Didáctica de las Ciencias está constituido por el conjunto de los contextos (sistemas) de enseñanzaaprendizaje institucionalizados, en la medida en que manejan información relacionada con los sistemas naturales. Esto quiere
decir que los problemas que sean relevantes para la didáctica lo son también para la Didáctica de las Ciencias, y viceversa, pero lo
son, en el primero de los casos, desde una perspectiva mucho más concreta: desde la perspectiva de facilitar que los alumnos
describan, 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 de
intervención coherentes, fundamentadas y posibles,
la Didáctica de las Ciencias ha de plantearse, como disciplina práctica y compleja, uu conjunto determinado de problemas y líneas
de investigación. Diversos autores han reflexionado en los últimos años sobre esta cuestión (Host, 1978; Linn, 1987; Astolfi y
Develay, 1989; Fu-rió y Gil, 1989, y Cañal, 1990). En concreto, Astolfi y Develay establecen cuatro áreas fundamentales de
investigación:
-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, las
aportaciones de diversos autores y nuestra propia experiencia investigadora, podemos considerar que los problemas y las líneas de
investigación prioritarias en la Didáctica de las Ciencias son las mencionadas a continuación (Porlán, García y Cañal, 1988; y
Grupo Investigación en la Escuela, 1991).
-Profundización y unificación integradora de los fundamentos epistemológicos, psicológicos y didácticos, que incorporen
nuevos elementos de reflexión de carácter sociopolítico. En esta línea, se debe prestar especial atención a teorías como las
siguientes: 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 por
descubrimiento espontáneo). Detección de problemas e inconsistencias teóricas y empíricas de los mis-
"Se plantea democratizar el uso social y
político de la ciencia”
“Es preciso superar la dicotomía entre técnicas
cuantitativas 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 la
educación 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 coherencia
con las aportaciones de las tres líneas anteriores.
—Diseño y experimentación curricular en el campo de la enseñanza de las ciencias. Experimentación de unidades didácticas o
centros 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. Evaluación
de la dinámica de los contextos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Evaluación de los procesos de experimentación curricular
con estrategias de investigación-acción. ,
—Estudio de los problemas prácticos y de las preconcepciones didácticas y científicas de los profesores, así como de las estrategias
formativas que favorecen su cambio y evolución. •
Rafael Porlán Ariza es miembro del Departamento de Didáctica de las Ciencias de la
Universidad de Sevilla y del Grupo Investigación en la Escuela.
Para saber más
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