La experimentación cualitativa y exploratoria como escenario de procesos argumentativos en la enseñanza de las ciencias

CAPÍTULO 4

como escenario de procesos argumentativos en la enseñanza de las ciencias Cristina Restrepo Olaya63 Juan Fernando Guzmán Restrepo64 Ángel Enrique Romero Chacón65

Introducción En la educación en ciencias ha sido permanente el cuestionamiento sobre las formas usuales de asumir la enseñanza, porque se considera que están orientadas bajo un modelo transmisionista en que subyace una perspectiva cientificista de la construcción del conocimiento científico. En el caso particular de la experimentación en la clase de ciencias, recientes estudios han permitido poner en evidencia que en la mayoría de propuestas pedagógicas que abordan esta temática se asume que la función y carácter de la experimentación es precisamente aquella signada por la imagen empiro-positivista de la ciencia, a saber: la aceptación de una distinción entre la dimensión teorética y dimensión experimental y la admisión del experimento como el único elemento de validación o contrastación entre teorías (Koponen & Mäntylä, 2006; Malagón et ál., 2011; García & Estany, 2010; Romero & Aguilar, 2012). Según estos autores, que esta forma de asumir la actividad experimental presenta graves

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Licenciada en Educación Básica, con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental. Magíster en Educación, en la línea de Educación en Ciencias Naturales. Licenciado en Educación Básica, con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental. Magíster en Educación, en la línea de Educación en Ciencias Naturales. Profesor-Investigador, Grupo de Estudios Culturales sobre las Ciencias y su Enseñanza (ECCE), Facultad de Educación, Universidad de Antioquia.

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inconvenientes en el ámbito educativo, toda vez que impide una adecuada comprensión del proceso de construcción conceptual propio de la actividad científica. Como respuesta a estas cuestiones han surgido propuestas alternativas de trabajo en el aula, en las cuales se reconoce que enseñar ciencias es más que la transmisión de conceptos, términos y procedimientos, a la vez que resaltan la importancia del lenguaje y de los aspectos socioculturales en la construcción de conocimiento. Tomando como fundamento una perspectiva sociocultural sobre la ciencia y su enseñanza, estas propuestas alternativas permiten identificar la relevancia de los debates, consensos, disensos, acuerdos y justificaciones, en suma, los procesos discursivos que median los procesos de enseñanza y aprendizaje. En el presente texto se sintetizan los fundamentos teóricos y las contribuciones pedagógicas de una propuesta de cualificación de profesores de ciencias, surgida en el marco de un trabajo de investigación (tesis) en el programa de maestría en Educación, en la línea de Educación en Ciencias Naturales, de la Universidad de Antioquia (Medellín, Colombia). La propuesta tuvo como propósito principal resaltar los aportes de una perspectiva de formación de profesores que abordara el problema de la experimentación en estrecha relación con las reflexiones surgidas sobre la naturaleza de las ciencias. A través de ella se propuso incentivar la argumentación en torno a la construcción de explicaciones en relación con la experimentación cualitativa y exploratoria, como formas de construcción de conocimiento que se oponen a prácticas verificacionistas e instrumentalistas y que, por el contrario, favorecen el desarrollo de procesos discursivos para una mejor comprensión de los fenómenos. La investigación ha asumido como fundamento la perspectiva epistemológica de Toulmin, en la medida en que esta perspectiva contiene el potencial pedagógico de una propuesta a la que es inherente una estrecha relación entre la construcción social de conocimiento y la negociación de significados, justificaciones, debates, críticas, la apertura al cambio y, por ende, la flexibilidad intelectual, ya que enfatiza que la calidad de los procesos de enseñanza de las ciencias debe estar dirigida no tanto a la exactitud con que se manejan los conceptos científicos, sino a las actitudes críticas con que los estudiantes aprenden a juzgar aún los conceptos expuestos por sus profesores (Toulmin, 1977). Se ha tomado como referente teórico la perspectiva sociocultural de la dinámica científica, con la cual se reivindica el carácter

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discursivo y sociohistórico del conocimiento científico. Esta perspectiva resalta en especial el rol fundamental de los procesos de debate y argumentación en la construcción y validación de los conocimientos científicos (Latour & Woolgar, 1995). De acuerdo con los análisis conceptuales y los hallazgos encontrados, consideramos que esta investigación constituye una forma diferente de abordar la experimentación por destacar la argumentación como una estrategia que promueve una visión representacional en que prima el carácter simbólico y cultural de los sistemas científicos, y resalta el papel del lenguaje como mediador de procesos de aprendizaje en el aula escolar (Henao & Stipcich, 2008).

Referentes teóricos y conceptuales La argumentación y su papel en la construcción de conocimiento Como punto de partida y consideración ineludible privilegiamos una perspectiva constructivista, sociocultural y pluralista sobre el conocimiento. Entendemos que existe multiplicidad de maneras de aproximarnos a la comprensión del mundo y que esta aproximación implica la construcción de modelos explicativos y predictivos que hacen posible dicha comprensión. En este sentido, de acuerdo con Toulmin (1977), las ciencias son consideradas actividades socioculturales a las que son inherentes procesos de cambio y transformación. En la búsqueda permanente de explicaciones adecuadas y pertinentes asociadas a esta actividad, se da un devenir estrechamente relacionado con procesos de flexibilidad intelectual y crítica. Tomando distancia de posturas empiro-positivistas y racionalistas, acogemos un punto de vista desde el cual se reivindica el papel del lenguaje y la importancia de la argumentación sustantiva en la construcción de explicaciones tanto del conocimiento científico como del conocimiento que se construye en el aula. Los procesos de construcción de explicaciones para dar sentido al mundo están estrechamente relacionados con los procesos de argumentación. Siguiendo a Toulmin (1977), las disciplinas científicas tienen formas propias de razonamiento y criterios específicos para valorar las explicaciones que se enmarcan en una cultura científica. La construcción de conocimiento en cada una de estas disciplinas se puede comprender como una búsqueda de modelos o maneras de ver y entender el mundo mediante preguntas, cuestionamientos y procesos metodológicos con formas particulares de validación. Este modo de asumir la actividad científica pone de

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relieve la pluralidad de perspectivas y los cambios a los que están expuestas las explicaciones y las formas de comprender el mundo, lo que da cuenta del carácter dinámico e inacabado del conocimiento. Estas consideraciones hacen resaltar como parte constitutiva de la dinámica científica la búsqueda, construcción y explicitación de buenas razones. Son precisamente estas buenas razones las que posibilitan la elección y aceptación de preguntas, explicaciones, metodologías y valores que merecen ser parte del legado cultural de cada disciplina. La alusión a estas buenas razones es lo que Toulmin (2003) denomina razonabilidad. Como se ha mencionado, la razonabilidad es aquella disposición a examinar y modificar puntos de vista y perspectivas explicativas a través de la búsqueda, construcción y explicitación de argumentos y procesos argumentativos que atiendan a evidencias, garantías y justificaciones adecuadas (Toulmin, 2003).66 Por las razones aludidas, encontramos en la línea de aprendizaje como argumentación una posibilidad de materializar los elementos que desde una perspectiva sociocultural podrían ser abordados en la enseñanza de las ciencias. Esto significa considerar que procesos epistémicos como relacionar datos y conclusiones, codificar información, relacionar datos empíricos que provienen de otras fuentes, usar modelos y conceptos de ciencia para soportar conclusiones, evaluar enunciados y modificar aseveraciones a partir de nuevos datos son inseparables de procesos eminentemente socioculturales como discutir, criticar, justificar y debatir. La argumentación, en este sentido, es un proceso implícito a la construcción de conocimiento, tanto de orden científico como escolar. Específicamente, en la educación en ciencias, un argumento se refiere a aquellos elementos (artifacts) que un estudiante o grupo de estudiantes crean cuando son requeridos para articular y justificar ideas o explicaciones científicas, mientras que la argumentación se refiere a los procesos de construcción de estos elementos (Sampson & Clark, 2008). Walton (2009), por su parte, diferencia entre un argumento en la lógica formal y uno en la lógica pragmática. El primero centra la atención en la veracidad o falsedad del argumento mismo, sin tener en cuenta su contexto de diálogo; en el segundo, dicho contexto es fundamental para llegar a considerar, a través del argumento en cuestión, una conclusión razonable.

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Ver capítulo 1.

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En esta medida, los argumentos son construcciones situacionales y temporales que se ubican y evalúan en un contexto en particular. Toulmin (2003) considera que la argumentación es situacional. No obstante, reconoce que es regida por ciertas normas. Así, por ser pragmática, no está exenta de criterios de calidad y validez. Siguiendo a Toulmin, autores como Jiménez-Aleixandre & Díaz (2003) resaltan la argumentación sustantiva, no formal, y afirman que los argumentos son situacionales, están permeados por una cultura, y en la medida en que existen criterios para comparar enunciados alternativos y escoger el más adecuado, pueden ser considerados como relativos. En este sentido, Toulmin sostiene que un argumento es una estructura compleja de datos que involucra un movimiento que parte de una evidencia y llega al establecimiento de una conclusión. Describe asimismo los elementos constitutivos, representa las relaciones funcionales entre ellos y especifica los componentes del razonamiento desde los datos hasta las conclusiones. Así, todas las afirmaciones o aseveraciones que se realizan acerca del mundo pueden encajar en un modelo —Modelo Argumental de Toulmin (MAT)—, que contiene seis componentes claves: conclusión, datos, garantías, respaldos, calificadores modales y refutaciones. Tales componentes se describen sintéticamente en la tabla 4.1. Una ampliación de ellos es presentada en el anexo 1. De acuerdo al MAT, a partir de un dato se formula una aserción; una garantía conecta los datos con la aserción y se ofrece un soporte teórico, práctico o experimental (el respaldo). Los cualificadores indican el modo en que se interpreta la aserción como verdadera, contingente o probable. Finalmente, se consideran sus posibles reservas y objeciones.67 Toulmin (2007) insiste en que el papel de los científicos debe caracterizarse por construir representaciones más adecuadas y procedimientos explicativos que den cuenta de los aspectos importantes del mundo de la naturaleza, sin olvidar discernir sobre las condiciones y variables por medio de las cuales una representación puede ser pertinente como explicación. En este sentido, de acuerdo con Henao & Stipcich (2008), son tres los aspectos esenciales que estructuran el MAT: el lenguaje, referido a los términos relacionados con conceptos y con leyes o principios; las técnicas 67.

Cabe advertir que el uso del MAT en las clases de ciencias se puede adoptar para construir argumentos o para analizar diferentes procesos argumentativos que responden a diferentes enfoques.

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de representación, que pueden ser formalismos matemáticos, gráficas o diagramas, árboles taxonómicos y clasificaciones, elaboración de programas de computador, simulaciones, etc., y los procedimientos o situaciones empíricas de aplicación de la ciencia, que permiten explicar dichos conceptos. Tabla 4.1. Componentes constitutivos del MAT. Conclusión

Es la tesis que se va a defender, el asunto para debatir, demostrar o sostener en forma oral o escrita. Se llega a través del uso de expresiones como “por lo tanto”, “por consiguiente”.

Datos

Son los hechos o informaciones que constituyen la afirmación sobre la cual se construye el texto argumentativo. Pueden ser suministrados u obtenidos. Se puede considerar que es la evidencia o prueba que sustenta la aserción, como estadísticas, citas, reportes, evidencias físicas, experimentales o teóricas.

Garantías

Son razones, reglas o principios que se proponen para justificar las conexiones entre los datos y la conclusión. Se hace alusión a ellas a través de expresiones como “a causa de”, “debido a”.

Hacen referencia a los fundamentos o bases en que se sostienen las garantías de inferencia. Se identifican con expresiones como “teniendo en cuenta que”, “fundamentados en” y develan las creencias epistemológicas y ontológicas de la ecología intelectual. Confieren fuerza a las garantías y permiten dudar de ellas y poCualificadores nerlas en entredicho con un contrargumento o una refutación. Se modales representan con expresiones como “presumiblemente”, “probablemente”, “aproximadamente”. Soportes, respaldos o principios

Refutadores

Son aquellas expresiones que ponen en entredicho las conclusiones. Se identifican con el uso de expresiones como “a menos que”, “excepto que”.

En este orden de consideraciones, la educación en ciencias es un proceso que tiene por intencionalidad la apropiación de un acervo cultural, proceso que desde la perspectiva toulminiana se entiende como enculturación.68 En la medida en que este proceso implica tanto compartir significados como adquirir la capacidad de asumir posturas críticas, el aprendizaje también constituye una apropiación cultural que demanda flexibilidad intelectual y apertura a la crítica. Es precisamente en este sentido que en relación

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Ver capítulo 1.

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con la construcción de conocimiento tomamos distancia de posturas dogmáticas y privilegiamos una enseñanza en que se procuren espacios para proponer, discutir, validar y refutar puntos de vista; una enseñanza que conceda un lugar a los disensos y consensos, proceso que deriva, indefectiblemente, en una formación y un aprendizaje crítico.

A lo largo de la historia de la ciencia han surgido diversos modos de asumir la naturaleza de la actividad científica, los cuales han contribuido a configurar diversas maneras de considerar las dimensiones y aspectos propios de esta actividad.69 Por ser particularmente relevantes para efectos de analizar aspectos concernientes al rol de la experimentación en su relación con la construcción de conocimiento —propósito de la presente investigación—, resaltamos dos perspectivas. La primera de ellas se caracteriza por asumir que (lo que llamamos) el “mundo natural” tiene existencia en sí mismo, independiente de los sujetos cognoscentes. Desde esta perspectiva, la ciencia se concibe como un conjunto de productos (conceptos, leyes, teorías) que reflejan la estructura, naturaleza y dinámica del mundo exterior, expresados mediante verdades categóricas e irrefutables, en cuya base se encuentra la observación y contrastación de hechos por medio de la experimentación. En adelante la denominamos perspectiva cientificista, resaltando el enfoque clásico de lo que es el conocimiento científico aportado por la filosofía de la ciencia. La segunda perspectiva intenta explicar el mundo a partir de las relaciones que el hombre establece con “una realidad” que, a su juicio, se construye tanto con procesos de configuración y delimitación de los fenómenos de estudio como con procesos dialógicos de interacción social. Desde esta perspectiva, la ciencia se asume como una actividad que surge como respuesta a las exigencias y dinámicas de un grupo cultural, mediante la cual se precisa el conjunto de representaciones, expectativas y problemáticas asociadas con la forma en que nos relacionamos con lo que llamamos “mundo externo”. Las teorías científicas ya no reflejan la estructura subyacente del mundo sino que aportan los discursos y relatos

69.

Ver a este respecto Ferreirós & Ordóñez (2002), Iglesias (2004), García & Estany (2010), Guerrero (2012), Romero & Aguilar (2012).

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que edifican el sentido de la existencia de una comunidad, pues reflejan nuestras propias formas de interacción tanto con la comunidad como con el mundo. En atención al carácter constructivo de la realidad natural y de las fenomenologías que lo constituyen, la denominamos perspectiva sociocultural (Romero & Aguilar, 2012). Puesto que el presente trabajo de investigación asume como fundamento el carácter sociocultural de la actividad científica, se presentan a continuación algunos aportes de autores que asumen y desarrollan esta perspectiva. Resaltamos en primer lugar los aportes de Toulmin, quien considera el conocimiento como una construcción sociocultural. Las disciplinas científicas son vistas por él como (sub)culturas que se transforman constantemente debido a que en su dinámica ocurren diferentes procesos, como la generación de preguntas y problemas, la invención de explicaciones, el establecimiento de herramientas conceptuales y la utilización de elementos tecnológicos, aspectos que a su vez determinan, como se ha mencionado arriba, su razonabilidad concebida como flexibilidad intelectual y la apertura al cambio (Henao & Stipcich, 2008). Así, el carácter de racionalidad atribuido a las ciencias adquiere una connotación moderada, suscitada por cuestiones como la puesta en común de las teorías científicas, la búsqueda colectiva de alternativas de explicación y la reorganización y negociación de los conceptos existentes en su intención por indagar aquellos que tengan un mayor poder explicativo. En cuanto al rol asignado a la experimentación, en particular la perspectiva toulminiana propone que la ciencia no se plantea cuestiones concernientes a la verdad o falsedad empírica de los principios teóricos, pues la pertinencia empírica es un asunto de aplicabilidad y no de verdad. Sostiene además que la relevancia intelectual de una ciencia no reside en su propia verdad empírica directa ni en la verdad empírica de sus consecuencias lógicas, sino en su poder explicativo, que a su vez se valora por el ámbito, alcance y exactitud de sus técnicas de representación (Toulmin, 1977). Estos planteamientos se tornan importantes en el ámbito educativo, en la medida en que es posible afirmar que, para Toulmin, el aprendizaje de una disciplina científica implica compartir las formas de ver, los significados, las problemáticas, las formas de representación y los procedimientos metodológicos de validación, con los cuales la disciplina se ha constituido históricamente como tal. Inscritos en la perspectiva sociocultural, destacamos también a autores como Shapin y Latour & Woolgar, quienes reivindican el carácter discursivo y sociohistórico del conocimiento científico.

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De acuerdo con Shapin (1991), el hecho científico —tomado como fundamento de lo que vale como conocimiento fundado— es una categoría tanto epistemológica como sociológica, «producto de la comunicación y de la forma social necesaria para sostener y favorecer tal comunicación» (1991: 4).70 Latour & Woolgar (1995), por su parte, resaltan el rol fundamental de los procesos de debate y argumentación en la construcción y validación de los conocimientos científicos. En su detallado estudio sociológico sobre el laboratorio como espacio privilegiado para el análisis de la construcción de conocimientos científicos, estos autores ponen en evidencia que es parte constitutiva de la dinámica científica que los científicos estén constantemente impelidos o abocados a convencer y ser convencidos de aceptar como hechos los enunciados y explicaciones que ellos mismos construyen. Para dar cuenta de estos procesos de debate y argumentación a través de los cuales se generan, justifican y establecen los hechos científicos, Latour & Woolgar (1995) adelantan un análisis de la forma en que los enunciados que constituyen los diversos escritos producidos por un grupo de científicos (notas, informes, borradores, artículos) son expresados y modificados. Reivindicando la importancia del lenguaje en los procesos de construcción social del conocimiento científico, estos autores tipifican en su análisis cinco clases de enunciados, cuya significación depende de las modalidades de los procesos discursivos en que son presentados. Proponen enunciados que van desde los que son asumidos como conjeturas o especulaciones (tipo I) hasta aquellos que son considerados como “hechos” dados sin discusión (tipo V). Estos tipos de enunciados y correspondiente su descripción es sintetizada en la tabla 2.1. Es importante resaltar aquí, como se ha señalado en el capítulo 2, que a medida que se va dando una transformación en el “grado de facticidad” de los enunciados (del tipo I al tipo V), se presenta un cambio en el “grado de artificialidad” de los instrumentos de inscripción de los cuales provinieron tales enunciados (del tipo V al tipo I).71 En este sentido, los instrumentos de inscripción mantienen una estrecha relación con los efectos y fenómenos objeto de

70. 71.

Ver capítulo 2. La noción de instrumento de inscripción es significada por Latour & Woolgar (1995) como un elemento o una configuración de elementos cuya función es transformar una sustancia material en una figura, diagrama o enunciado directamente utilizable (discursivamente) por los científicos. Ver capítulo 2.

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estudio de los científicos: tales efectos y fenómenos no solo dependen de los instrumentos materiales, sino que no podrían adquirir “realidad objetiva” fuera de los procesos discursivos producidos a partir de la utilización de estos instrumentos (Latour & Woolgar, 1995). El proceso en que estos fenómenos adquieren en el laboratorio carácter de realidad, construidos e interpretados por medio de técnicas y procedimientos materiales, es denominado por estos autores como fenomenotécnica.

de conocimiento Las discusiones anteriores sugieren que hay una necesidad de reconsiderar en la enseñanza de las ciencias el papel desempeñado por el experimento en la generación de nuevo conocimiento. Y esto en especial porque —pese a que existen varias perspectivas sobre el rol desempeñado por el experimento en su relación con la construcción del conocimiento científico— pocas veces son objeto de análisis y reflexión las implicaciones de tales perspectivas en la enseñanza de la física (Romero & Aguilar, 2012). Importantes estudios en el campo de la educación en ciencias han permitido poner en evidencia que en la mayoría de propuestas pedagógicas que tematizan el problema de la experimentación se asume que la función y carácter de la actividad experimental en la enseñanza de las ciencias es precisamente la misma asignada desde una imagen empiro-positivista, a saber: la aceptación de una clara distinción entre la conceptualización (teorización) y la experimentación y la admisión del experimento como el único elemento de validación o contrastación entre teorías (Koponen y Mäntylä, 2006; Malagón et ál., 2011; García y Estany, 2010; Romero & Aguilar, 2012). Concordamos con estos autores que esta forma de asumir la actividad experimental presenta graves inconvenientes en el ámbito educativo. En particular, a través de ella no solo se asume una clara separación entre teoría y experimento, sino que se perpetúa una visión demasiado simplificada de la actividad científica, según la cual los procesos de elaboración de teorías científicas comienzan con mediciones y datos precisos. Como una forma alternativa de dar respuesta a estos cuestionamientos, recientes estudios en el campo de la filosofía de las prácticas experimentales han planteado que es posible hacer una distinción de la experimentación en su relación con la dimensión

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conceptual, distinción que conduce a una doble tipología del experimento. De una parte, la distinción entre experimentación cualitativa y experimentación cuantitativa; de otra, entre experimentación exploratoria y experimentación guiada (Ferreirós & Ordóñez, 2002). Como se ha señalado en el capítulo 2, la primera distinción intenta superar el supuesto de que todo el proceso de elaboración conceptual comienza con datos cuantitativos precisos. Según Ferreirós & Ordóñez (2002), los experimentos cualitativos han sido una parte fundamental de los procesos de formación de conceptos. La segunda distinción propone que a la vez que se evidencia una “carga teórica de la observación”, opera una “carga experimental de la teoría”. Así, mientras que la experimentación guiada resalta aquellos procedimientos y diseños experimentales previstos y desarrollados en el marco de teorías claramente establecidas, la exploratoria está principalmente presente cuando se está aún lejos de tener conceptos y principios teóricos adecuados y bien desarrollados. Como señalan Romero & Aguilar (2012), a pesar de que la experimentación cualitativa y la exploratoria no han sido bien reconocidas ni analizadas, no quiere decir que sean poco importantes desde el punto de vista epistemológico; por el contrario, su contribución a la configuración de nuevos conceptos y el desarrollo de nuevas perspectivas explicativas es fundamental (Steinle, 1997 y 2002). Teniendo en cuenta estas consideraciones, la experimentación cualitativa y la exploratoria constituyen los tipos de experimentación que guían este trabajo, debido a que a través de ellas no se remite directamente a datos numéricos, cálculos ni comprobaciones, sino que se da paso a una flexibilidad metodológica y una intensa actividad creativa, enfocadas a dinamizar los procesos de construcción de conocimiento científico. El rol del lenguaje en dicha construcción es primordial, puesto que construir explicaciones implica llenar de significado la actividad experimental (García & Estany, 2010). Así, en la experimentación cualitativa y la exploratoria se diferencian asuntos eminentemente discursivos, como las discusiones que se ofrecen cuando se particularizan resultados en un contexto específico, la autonomía procedimental y la flexibilidad metodológica, lo que conlleva a la pluralidad de explicaciones en relación con los aspectos teóricos de los fenómenos. Estos tipos de experimentación resaltan además el carácter sociocultural en la construcción de conocimiento, ya que para construir una explicación adecuada de una situación o fenómeno es necesario identificar regularidades, construir simbologías y asegurar la comunicabilidad de tal construcción, aspectos que solo se

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obtendrán si es posible llegar a una serie de acuerdos y consensos en lo que perciben en determinadas circunstancias los participantes de la construcción del fenómeno (Romero & Aguliar, 2012). Reconocemos también las implicaciones de los instrumentos en este tipo de experimentación, puesto que «los instrumentos deben permitir un mayor abanico de variaciones y estar abiertos a una variedad mayor de posibles resultados, incluso algunos no previsibles» (Steinle, 1997: 72). Una perspectiva de la experimentación en la clase de ciencias, fundamentada en una mirada sociocultural sobre la construcción de conocimiento científico, se convierte en un espacio propicio para poner en relación los procesos epistémicos inherentes a enseñar a hacer ciencias —proponer, defender, negociar, validar y compartir significados y representaciones— con aquellos concernientes a enseñar sobre las ciencias —provisionalidad, dialéctica de la relación entre la teoría y el experimento—. Como resaltan algunos autores (Malagón, 2002; García & Estany, 2010), incentivar la construcción de explicaciones a fenómenos físicos en el marco de actividades experimentales encierra necesariamente procesos discursivos sobre lo que se quiere “observar”, lo que se “percibe”, lo que se nombra como “hecho” y lo que se pretende “representar” con ese hecho. En estos procesos el rol del lenguaje es primordial en la medida en que permite llenar de significado la experimentación (García & Estany, 2010).

Procesos argumentativos de profesores de ciencias en el marco pedagógica Ruta metodológica de la investigación La investigación se enmarca en el enfoque cualitativo-interpretativo, que utiliza el estudio de caso como estrategia metodológica (Stake, 2007). Al constituir una investigación interpretativa, se asume que las concepciones, presupuestos y perspectivas de los sujetos se expresan en sus representaciones externas. En este sentido, un análisis cualitativo de contenido sobre lo que los participantes (maestros de ciencias) comuniquen, escriban y pongan en escena en relación con la ciencia y su enseñanza dará indicios sobre sus formas de razonar y argumentar. La investigación tuvo como propósito central analizar las producciones argumentativas de algunos profesores de ciencias mediante el diseño de un marco de

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análisis que permite valorar las características de sus argumentos e identificar las posibles contribuciones de las actividades pedagógicas fundamentadas en la experimentación cualitativa al campo de la enseñanza de las ciencias. Se privilegiaron estrategias de recolección y organización de información, que hicieron énfasis en las explicaciones, el trabajo colaborativo y la recolección de datos, con base en entrevistas semiestructuradas y protocolos de observación. En cuanto a las estrategias de investigación, este estudio privilegia el análisis cualitativo de contenido, al pretender desentrañar significados, posturas, consensos, disensos, tensiones, con base en diversos registros y documentos que recogen la producción escrita y oral de los participantes en el trascurso de la intervención (Piñuel, 2002). La propuesta pedagógica diseñada se implementó en La Escuela del Maestro (Medellín, Colombia), con un grupo de 21 profesores que, haciendo parte de la Red Pedagógica de Ciencias Naturales, de la Secretaría de Educación de Medellín, atendieron a la convocatoria del seminario-taller sobre «Experimentación de tipo cualitativo». El seminario-taller se realizó en septiembre de 2011 con el apoyo del grupo ECCE de la Universidad de Antioquia, y del aula-taller de Ciencia y Tecnología, de la Secretaría de Educación Municipal. Para la implementación se diseñaron seis sesiones (ver figura 4.1.) encaminadas a registrar información a nivel grupal e individual. Para analizar las producciones argumentales grupales diseñamos cinco actividades experimentales y dos conversatorios, estos últimos como actividades metacognitivas en que en conjunto con los profesores se pusieron en consideración los análisis de sus intervenciones a la luz de los marcos teóricos de esta investigación. Por otro lado, con el fin de analizar las producciones argumentales individuales, diseñamos tres actividades de producción escrita. La organización de las actividades se realizó de forma cronológica —actividad experimental, conversatorio, producción escrita— teniendo en cuenta dos criterios: 1) profundización conceptual del componente disciplinar de los fenómenos electrostáticos —al principio se propusieron actividades relativamente sencillas en relación con asuntos disciplinares para al fin alcanzar con los profesores explicaciones de mayor complejidad conceptual tanto a nivel oral como escrito—; 2) referencia a la complejidad de los argumentos —las actividades iniciales pedagógicas carecían de argumentos complejos según la perspectiva toulminiana, por lo que las actividades finales exhortaban a la construcción de argumentos más fundamentados, con la presencia de componentes como respaldos, cualificadores modales y refutaciones—.

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Figura 4.1. Diseño metodológico para la recolección de información.

Salvo la primera sesión, las actividades pedagógicas se estructuraron en tres momentos: 1) una contextualización del trabajo con base en lo realizado en la sesión anterior; 2) una actividad experimental72; 3) la socialización y puesta en común de los hallazgos y problemáticas discutidas en los grupos de trabajo que se constituyeron. En todas las sesiones planteamos preguntas que orientaron las discusiones y obedecieron a diferentes intencionalidades, de modo que se generaran posturas que incluyeran aspectos de orden disciplinar, epistémico y social. Es indudable que estos tres órdenes están presentes en la construcción de conocimiento. Sin duda, las preguntas de orden disciplinar fueron acordes con el aspecto

72.

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Para el diseño de las actividades experimentales se retomaron los análisis de Medina & Tarazona (2010)

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del fenómeno de la electrificación que se estuviera tratando, mientras que las de orden social y epistémico siempre fueron las mismas. En la tabla 4.2. se sintetizan las actividades pedagógicas implementadas. Siguiendo a Latour & Woolgar (1995), asumimos como unidades de registro algunos enunciados o secuencias de enunciados obtenidos tanto de producciones escritas como de transcripciones de las discusiones que surgieron durante la puesta en práctica del ejercicio. En este sentido, nos adherimos a la perspectiva de Foucault (2007), citado en Henao (2010), para quien los enunciados «son unidades de discurso que en sentido filosófico hacen posible un análisis del mismo en su complejidad, discontinuidades o rupturas, correlaciones y modos de existencia; así, los enunciados son unidades no equiparables a las oraciones gramaticales, ni a las proposiciones de la lógica formal» (2010: 188). Dichos enunciados fueron extraídos de las discusiones de los profesores participantes registradas en audio y después transcritas o de las actividades escritas de los participantes.

Categorías de análisis y propuesta pedagógica Tomando como fundamento las consideraciones teóricas mencionadas en el parágrafo anterior, para efectos de analizar las producciones argumentales de los profesores participantes en la investigación se propusieron dos macrocategorías: una centrada en los aspectos epistémicos de la argumentación y otra sobre las posturas epistemológicas respecto a la naturaleza de las ciencias (NdC) en su relación con la experimentación. La primera de ellas retoma los aportes del MAT (ver anexo 1), con el cual es posible caracterizar los enunciados según van de perspectivas dogmáticas a posturas más “razonables”. Para este propósito se identificaron enunciados con aseveraciones dogmáticas, con aseveraciones sustentadas y con aseveraciones sustantivas. Asumimos las aseveraciones dogmáticas como enunciados que aluden a un hecho que no se discute y que tienen una fuerza de “verdad”. Se caracterizaron dos tipos de aseveraciones dogmáticas: aseveraciones no sustentadas y aseveraciones “apoyadas” en la evidencia. Las aseveraciones sustentadas son concebidas como aquellas afirmaciones que van acompañadas de soportes. Se incluyen allí las aseveraciones sustentadas en datos, conocimientos o datos y conocimientos, dependiendo de si las fuentes de conocimiento en las que basan sus respaldos son de tipo disciplinar, común o de la propuesta pedagógica misma.

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La argumentación en la clase de ciencias

Sesión 3 La experimentación cualitativa como escenario para la argumentación

Sesión 2 Experimentación exploratoria como escenario para la argumentación

Producción argumental escrita: texto argumentativo sobre afirmación. «Todos los cuerpos se pueden electrificar, pero en diferente grado y forma». Análisis del discurso de los participantes en la construcción y uso de indicadores: su sensibilidad y pertinencia.

Diseño, construcción y uso de “indicadores” de electrificación. Discusión sobre sensibilidad de los instrumentos construidos y su pertinencia para evidenciar los efectos electrostáticos (atracción y repulsión).

Exploración de la electrificación con diferentes clases de materiales. Construcción de explicaciones (orales y escritas) sobre formas de electrificación.

Conversatorio sobre la temática que se ha de tratar, metodología, formas de participación y características de la propuesta.

Sesión 1 Presentación del seminario-taller

Producciones argumentales que se construyen cuando se discute acerca de las interacciones entre cuerpos electrificados. Análisis de los argumentos atendiendo a los elementos del MAT: Construcción de datos y “evidencias”. Caracterización de enunciados según su respaldo (aseveraciones dogmáticas y sustentadas).

Situaciones pedagógicas centradas Situaciones pedagógicas en la argumentación centradas en la NdC

Temática abordada

¿Qué condiciones y características son necesarias para que un indicador detecte adecuadamente la electrificación de un cuerpo? ¿Qué características debe tener un buen indicador?

¿Todos los cuerpos son susceptibles de ser electrificados? ¿Cuáles son las formas o procedimientos para ello? ¿Cómo identifica o evidencia cuando un cuerpo está electrificado?

Preguntas de orden disciplinar

Tabla 4.2. Actividades pedagógicas desarrolladas.

¿Está de acuerdo con la explicación de su compañero? ¿Qué tiene que decir acerca de la explicación de su compañero? ¿Con cuál explicación está más de acuerdo?

De orden social:

Preguntas de orden social y epistémico

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Sesión 6 El experimento en la clase de ciencias como construcción social

Sesión 5 Los instrumentos como discursos y prácticas reificadas

Sesión 4 El papel de los instrumentos en la construcción de fenomenologías

Temática abordada

Visita a la sala Física Viva del Parque Explora: elección y explicación de una actividad experimental. Análisis del discurso de los participantes sobre el uso otorgado al experimento en la construcción de conocimiento: (verificacioncita versus generador).

Discusión sobre los usos otorgados al experimento en la construcción de conocimiento. Conversatorio sobre el rol de la experimentación en la enseñanza de las ciencias y la dialéctica teoría-experimento. Aspectos a destacar de la argumentación en la clase de ciencias

Análisis de la sensibilidad de los diferentes indicadores construidos. Producción de fenomenologías asociadas a la electrificación de los cuerpos (atracción y repulsión). Construcción de explicaciones (orales y escritas) sobre efectos de la interacción de cuerpos electrificados: atracción y/o repulsión. Discusión sobre el significado de la interacción eléctrica. Análisis del discurso de los partiConstrucción y uso de péncipantes sobre el uso otorgado al dulos electrostáticos. experimento en la construcción de Usos y trasformación de los conocimiento: Identificación de “indicadores” en la producperspectivas epistemológicas de base ción de efectos electrostá(cientificista versus sociocultural). ticos.

Conversatorio sobre la relación entre la experimentación cualitativa y la argumentación. Producción argumental escrita: texto argumentativo sobre las condiciones para que se den los efectos de la electrificación. Análisis del grado de razonabilidad de producciones argumentales mediante el análisis de las variables implicadas en cada indicador (uso de cualificadores modales, uso de refutaciones).

Situaciones pedagógicas centradas Situaciones pedagógicas en la argumentación centradas en la NdC

¿Es posible electrificar un cuerpo sin tocarlo? ¿Cómo? ¿Cómo explica que cuando se toca la base del indicador (electroscopio) se pierde el efecto de electrificación?

¿Cuál considera es el papel del instrumento en la identificación de la electrificación de los cuerpos? ¿Cómo evidenciar los dos efectos de la electrificación (atracción y repulsión)?

Preguntas de orden disciplinar

¿En que se apoya para dar la explicación? ¿Cree que es coherente y suficiente la explicación de sus compañeros? ¿Por qué? ¿En qué situaciones la explicación no es adecuada? ¿Bajo qué condiciones sería más o menos válida la explicación?

De orden epistémico:

Preguntas de orden social y epistémico

Las aseveraciones sustantivas, en fin, son aquellos enunciados en los cuales es posible identificar un uso de matizaciones o la presencia de posibles refutaciones. Este tipo de aseveraciones dan cuenta de una puesta en duda por parte de quien plantea un argumento. En la segunda macrocategoría se consideraron enunciados o secuencias de enunciados en que se identifican ideas relacionadas con dos posturas epistemológicas: la perspectiva cientificista y la perspectiva sociocultural. Por perspectiva cientificista se considera aquella caracterizada por asumir una concepción de ciencia como un conjunto de verdades irrefutables y en la que el experimento es visto como el único elemento que permite la verificación o demostración de las teorías. En esta perspectiva, el instrumento se concibe como un dispositivo externo a las conceptualizaciones, destinado a obtener datos o a validar un procedimiento, y los modelos explicativos se asumen como una forma de autoridad en la medida en que aquello que plantean se adopta como verdad irrefutable. La perspectiva sociocultural se entiende, por el contrario, como aquella que enfatiza una construcción colectiva de conocimiento científico mediada por procesos discursivos. En esta perspectiva, los datos y los efectos sensibles se asumen como una construcción y no como aspectos “evidentes” y con existencia propia. Se caracteriza igualmente por defender un enfoque dialéctico de la relación entre la teoría y la experimentación, en la que el experimento es visto como un espacio de construcción discursiva, de discusión, exploración y organización de fenómenos. Estas formas de asumir la NdC en relación con la experimentación fueron objeto de análisis en tres aspectos: los usos que los profesores otorgan al experimento, el rol que juega el instrumento en la construcción de explicaciones y el uso de modelos a través del lenguaje. Esta red de categorías, sintetizada en la figura 4.2., constituyó el referente que orientó el diseño e implementación de una propuesta pedagógica fundamentada en la experimentación cualitativa y la exploratoria como un escenario que favorece procesos argumentativos en la producción de conocimiento.

Algunos hallazgos Se enuncian a continuación algunos hallazgos de la propuesta pedagógica diseñada e implementada, analizados a la luz de la red de categorías propuestas.

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La argumentación en la clase de ciencias

Figura 4.2. Red de categorías de análisis.

toria en la construcción de una perspectiva sociocultural En primera instancia, resaltamos en que las discusiones de los docentes participantes correspondientes a las primeras sesiones de la propuesta predominaron ideas relacionadas con una postura epistemológica cientificista: primaron expresiones que develaron características de la ciencia como conocimiento verdadero, dado por sentado, no susceptible de discusión, y que debe ser demostrado o verificado a través de la experimentación. Ésta, por su parte, es vista como si tuviera poco impacto en la comprensión de los conceptos científicos, ya que solo entraña un elemento externo, verificador de teorías o indicador de efectos, como lo veremos a continuación.

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Durante la primera sesión, cuando se discutía acerca de los efectos de la electrificación con los diferentes materiales, Lina expresa: «Cuando uno frota un cuerpo, pues le altera la carga, porque, por lo general, los cuerpos están neutros; pero si, por ejemplo, como hicimos aquí, frotamos la bomba, obviamente se genera la atracción, pero ya, si frotamos las dos bombas con el mismo material, se genera una repulsión» (actividad experimental 1: 3/10/2011).73

Lina utilizó el experimento para demostrar los efectos de la electrificación (atracción y repulsión) y ofrecer así una explicación sobre la manera de generarlos, aunque su explicación no permitió comprender lo que sucedía en la bomba cuando se frotaba. Además, la explicación ofrecida en aquel momento corresponde a un modelo que ha aceptado, pero no ha cuestionado, pues sus ideas no fueron suficientes para explicar los efectos explorados. Por lo tanto, para esta profesora, el experimento es un elemento externo y verificador de teorías. En la misma discusión, Iván expresó: «Yo también pensaría eso. Si la estoy frotando con el mismo material y las dos bombas son del mismo material, entonces van a sufrir una repulsión, porque van a tener la misma carga ambas. Pero si se frotan con un material diferente, van a sufrir atracción, debido a que la carga que se adquiere es opuesta» (actividad experimental 1: 3/10/2011).

En esta experiencia, Iván atribuyó los efectos de la electrificación al tipo de material que se frotaba: si el material fuera el mismo, se experimentaría repulsión; si fuera diferente, habría atracción. Con sano criterio, se puede pensar que Iván explicó lo sucedido en la experiencia a partir de un modelo que reconoce como verdad, el cual demostró a través de la experiencia que realizó con sus compañeros. Así, ambos profesores expresaron ideas que guardan cierta correspondencia con una postura cientificista frente al uso que se puede dar al experimento como un elemento comprobador de teorías. Sin embargo, en las sesiones posteriores los profesores mencionados dejaron ver cambios que nos conllevan a pensar que sus ideas están más acordes con una postura sociocultural, cambios que al parecer se dieron por el tipo de experiencias que se les planteó y por las discusiones que se lograban entre todos los participantes cuando se realizaban los experimentos. 73.

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Se han asignado a los participantes nombres ficticios (de dos sílabas) para proteger su identidad.

La argumentación en la clase de ciencias

Imagen 4.1. Participantes del seminario-taller Experimentación de tipo cualitativo

Es el caso de Iván, que logra acentuar sus ideas relacionadas con la postura socio-cultural, cuando en la tercera sesión (relativa a la actividad experimental de los indicadores), frente a la solicitud hecha a los profesores para evaluar la actividad y teniendo en cuenta que las discusiones exigían mayor elaboración de sus argumentos y explicaciones más rigurosas respecto al componente disciplinar, concluye: El hecho de que uno vaya llevando al estudiante a construir el conocimiento y no mostrarlo como verdadero, sino poder decir que se perciben los fenómenos, pero no se sabe qué es a ciencia cierta lo que pasa, entonces, vamos ayudando al estudiante a conocer cómo son las cosas, por medio de la experimentación, y que él vaya construyendo sus propios conocimientos a través de su propia experiencia (actividad experimental 3: 24/10/2011).

Resulta claro que Iván, en el momento de esta intervención, expresa ideas que tienen tendencia a una postura de carácter sociocultural: argumenta que los estudiantes pueden construir conocimiento a través de su propia experiencia y destaca que el conocimiento se puede elaborar a partir de la construcción de los fenómenos. Lo anterior permite inferir que este profesor otorga ahora una connotación especial a la experimentación, al asumirla

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como una manera de estudiar los fenómenos y construir explicaciones, no como un medio de verificación o contrastación de teorías —en cuanto la experimentación cualitativa se establece como una forma alternativa de hacer significativo el conocimiento—. De igual manera, en esta misma discusión, la profesora Lina planteó: «Este tipo de actividades son una forma de hacerle ver al estudiante cómo se hace la ciencia, porque uno a veces no pone en uso la creatividad para inventarse formas de estudiar los fenómenos y acercar a los estudiantes a otros tipos de explicaciones o ideas» (actividad experimental 3: 24/10/2011).

En la misma línea del profesor Iván, Lina considera que la ciencia es una actividad de construcción de explicaciones: expresa que “se hace ciencia” empleando elementos como la creatividad, capacidad que es esencial para variar las condiciones cuando se intenta explicar un fenómeno. De esta manera, ambos logran señalar que existen diferentes explicaciones, por lo que dan a entender que poseen una concepción sobre la naturaleza de las ciencias alejada de posturas cientificistas, en contra de lo que se manifestó en la primera sesión cuando Lina expresó ideas alusivas al experimento como elemento externo y verificador de teorías, concepción propia de una postura cientificista. Consideramos que para Lina fue importante el tipo de experimentación realizada en las actividades, ya que para ella se desvirtúa la experimentación convencional, donde se toman datos y medidas y se evalúa el éxito de la misma en términos de si se logra demostrar lo que se pretende, y se da paso a otro tipo de experimentación que ampara la argumentación y admite otras posibilidades de significación y donde cobra especial relevancia el carácter discursivo en la construcción de fenómenos. Esto lo podemos apreciar en la siguiente intervención: Es que a mí me cuestiona que, precisamente, lo que vemos acá, con todos estos materiales, es contrario a lo que dice la teoría, porque los que están presentando electrificación son los que se dice que son aislantes a nivel teórico. Se dice que el vidrio es aislante, se dice que el plástico es aislante y esos fueron los que vimos que tenían como mayor facilidad para atraer o repeler. Además, en el metal que se dice que es conductor, no pudimos observar la electrificación, sabiendo que, normalmente, vemos que uno siente la corriente cuando se acerca a un cable pelado o a algo de metal que esté cargado. Entonces, ¿cuál es el experimento que me puede garantizar que lo que dicen las teorías se puede verificar? Porque si lo dicen, y es lo que a uno le enseñan, es porque lo comprobaron (actividad experimental 5: 04/11/2011).

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Para el caso, Lina presentó argumentos que dejaron traslucir su inconformidad con respecto a la adecuación de los modelos teóricos sobre los materiales aislantes y conductores, ya que en la actividad con algunos de esos materiales apreció efectos contrarios en cuanto no logró demostrar sus propiedades, como está establecido sobre los mismos. De ahí que se preguntara sobre el tipo de experimento que permita verificar lo que siempre supo. Ello dio lugar, primero, a un cuestionamiento importante sobre el tipo de experimento verificacionista característico de la postura cientificista y, segundo, a un replanteamiento sobre sus concepciones iniciales.

toria en la construcción de argumentos sustantivos La propuesta pedagógica puso en evidencia que a medida que se avanzaba en el trabajo con los profesores, ellos fueron cambiando sus aseveraciones: empezaron con las dogmáticas, siguieron luego con las sustentadas y llegaron finalmente a la utilización de unas de tipo más sustantivo. Al principio de la implementación de la propuesta pedagógica se presentaron en un alto nivel las aseveraciones de tipo dogmáticas, aquellos enunciados que revisten el carácter de verdad para un contexto particular. Este tipo de aseveraciones entra en estrecha relación con una visión convencional del trabajo experimental, en la cual se considera el experimento como un elemento que posibilita la verificación de enunciados y busca llegar a generalizaciones. En la primera actividad experimental (ver tabla 4.2.) los participantes exploraron con diferentes materiales los efectos de atracción y repulsión. Al respecto, Ana dice: «Sandra, para qué vamos a frotar eso; eso es aislante [se refiere a una barra de plástico]; es imposible electrificar el plástico» (actividad experimental 1: 03/10/2011). A lo que Sandra responde: «Bueno, entonces frotemos esto [se refiere a un pitillo]». En la intervención de Ana es posible considerar que el uso dado al conocimiento que tiene sobre las propiedades eléctricas del plástico es de carácter dogmático, porque, de una parte, es tal la certeza que tiene sobre su aseveración que no ve necesario frotar el cuerpo: está segura de que es imposible electrificarlo; de otra, la aseveración que hace es tan contundente para Sandra que ella no se interesa en realizar la experiencia para observar lo que pasa con la barra de plástico, sino que opta por frotar otro cuerpo, en este caso, un pitillo. Ahora bien, la expresión «es imposible» muestra un convencimiento casi absoluto del punto de vista de Ana, convicción a la

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que se adhiere y “confirma” Sandra respondiendo: «Bueno, entonces frotemos esto» (recuérdese que se refiere a un pitillo, aceptando sin reparo el punto de vista de Ana). Por lo tanto, es válido indicar que durante las primeras actividades experimentales los participantes dieron a conocer sus ideas sin sustento alguno y fueron un lugar común las aseveraciones dogmáticas en la medida en que no había posibilidad para dudar. Enunciados como: “este cuerpo no está cargado”, “el plástico no conduce”, “el metal es conductor”, “cargas opuestas se atraen y cargas iguales se repelen” (actividad experimental 1: 03/10/2011), son aseveraciones que aparecieron con mucha regularidad y que en cierta medida empobrecieron las discusiones al no permitir refutaciones y puestas en duda por parte de quienes intervinieron. Así, formas verbales como “imposible”, “obviamente”, “es obvio”, “jamás”, develan un dogmatismo debido a que el uso de estas expresiones para acompañar sus aseveraciones entraña el desconocimiento de otros puntos de vista, rasgo distintivo de las aseveraciones de tipo dogmático.

Imagen 4.2. Participantes construyendo indicadores

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En las sesiones posteriores se pudieron identificar aseveraciones sustentadas, aquellas que vienen acompañadas de alguna justificación —trátese de datos o garantías—: es posible identificar reflexiones que se alejan de posturas dogmáticas al manifestar la necesidad de incluir sustentos en sus afirmaciones. En estas aseveraciones es común encontrar de forma simultánea el uso de datos y conocimientos para sustentar una aseveración. Es el caso de Kelly, que, cuando se discutía sobre los materiales conductores y aislantes a la luz de las observaciones hechas en la actividad experimental 1, expresó: «Aunque esta barra de metal no atrae los papelitos, no podemos afirmar que no es [sic] una conductora, pues, como sabes, el metal es conductor. Y con relación al vidrio, es normal que no atraiga, pues es considerado como un aislante; por lo menos, yo así lo he entendido toda la vida» (actividad experimental 1: 3/10/2011).

En esta intervención, Kelly considera que “no es posible afirmar que la barra de metal no es conductora”, a pesar de las observaciones que ella y sus compañeros realizan sobre la ausencia de la manifestación de los efectos. Es decir, no valida la observación hecha sobre la no atracción de los papelitos, pues, de base, hay un conocimiento sobre las propiedades del metal que no se corresponde con sus observaciones. Por otra parte, Lina apunta: «Pero la teoría no se corresponde con lo que estamos viendo. Vea que esa barra [de metal] no atrae». A lo que Kelly responde: «Pues, si no atrae, debe ser que necesita ser frotada con más fuerza, pues no todos los cuerpos se electrifican de la misma forma; algunos necesitan más fuerza para lograr afectar su estado neutro y que se manifieste su electrificación» (actividad experimental 1: 3/10/2011).

A pesar del llamado de Lina a dar validez a la observación, Kelly en ningún momento duda de su conocimiento; para ella, la barra de metal sí es un material conductor. Incluso logra dar una explicación, a manera de justificación, en que le asigna la causa de la no atracción a una nueva variable: la fuerza de frotación sobre el cuerpo. Teniendo en cuenta las consideraciones y discusiones anteriores, podemos afirmar que las intervenciones de los profesores fueron cambiando, de modo que en las primeras sesiones de la implementación de la propuesta pedagógica aparecieron expresiones de carácter dogmático, pero su presencia fue disminuyendo a medida que se avanzaba en el trabajo con los profesores: comenzaban a aparecer enunciados en que fue posible identificar una postura sociocultural de la ciencias. La figura 4.3. nos permite apreciar la

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presencia de aseveraciones sustantivas, donde podemos notar cómo se incrementan conforme avanzamos en el trabajo experimental.

Figura 4.3. Presencia de aseveraciones sustantivas.

En estas intervenciones se pone en evidencia el cambio en los argumentos de los participantes, porque así como hay aseveraciones sustentadas en datos y conocimientos o en ambos, hay algunas que además incluyen en sus explicaciones una puesta en duda de estos componentes, acompañando sus aseveraciones de cualificadores modales o adelantándose a posibles refutaciones, aspectos característicos de argumentos más razonables (por ejemplo, cuando Kelly expresa “no es posible afirmar”), lo que nos permite ratificar que los cualificadores modales aparecen con mayor frecuencia en los discursos alrededor de las actividades experimentales en que se abordó la construcción de los indicadores, como veremos en la sesión posterior. Ahora bien, podemos decir que las aseveraciones sustantivas constituyeron un posible punto de llegada, ya que nuestra propuesta tiene la pretensión de mostrar que en las prácticas experimentales de tipo exploratorio y cualitativo es posible otorgar un papel primordial al lenguaje, lo que enriquece no solo la capacidad argumentativa de los estudiantes, sino también la comprensión conceptual de los fenómenos físicos, como se muestra en los argumentos de Kelly.

•

Los instrumentos: elementos mediados por el lenguaje para la construcción del fenómeno

Complementariamente, en la implementación de la propuesta los argumentos sustantivos aparecieron con mayor frecuencia du-

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rante los discursos sobre las actividades experimentales en que se abordó la construcción de los indicadores. En la primera actividad experimental, Kelly afirmó: «Ese cuerpo no está cargado… ¡Miren!» (actividad experimental 1: 3/10/2011), al referirse a una barra de metal que después de frotarla mucho no lograba atraer los papelitos. Más adelante, en la implementación de la propuesta, específicamente en la cuarta sesión, Kelly volvió a frotar la barra de metal y logró percibir la manifestación del fenómeno, es decir, hubo atracción, sin que sus resultados fueran cuestionados. Ella misma evoca las observaciones hechas en la primera actividad experimental —la primera vez que frotó la barra y no logró evidenciar el fenómeno de atracción—: «Ah, la barra de metal sí atrae. Con este indicador sí hay atracción» (actividad experimental 3: 24/10/2011). En primer lugar, con respecto a este enunciado, es posible considerar que la aseveración que dio a conocer en la actividad de exploración, afirmada con tanta certeza, pierde fuerza al lograr percibir los efectos de la electrificación de ese material bajo otras condiciones. Al preguntársele de nuevo si la barra de metal se podría electrificar, ella responde: No se puede afirmar que un cuerpo está cargado o no con una simple observación. Es necesario mirar cómo se comporta al ponerlo en contacto con otros indicadores más especializados, pues, puede ser que esté electrificado y que no se logré ver por qué el instrumento no tiene la sensibilidad necesaria para percibir el movimiento de los papelitos (actividad experimental 3: 24/10/2011).

Apreciamos en esta última intervención una matización de la aseveración que dio al principio: reconoce explícitamente que no es posible afirmar que un cuerpo está cargado o no con una simple observación, poniendo en duda la carga empírica de la actividad experimental que tuvo en cuenta a la hora de dar a conocer su aseveración en la primera sesión. Adviértase que ella tiene en cuenta que para afirmar que un cuerpo está o no electrificado es necesario ponerlo en contacto con otros indicadores. A partir de esto, es posible inferir que ella reconoce la necesidad de generar instrumentos y pruebas para constatar o refutar la observación inicial. En este proceso de matización de la aseveración presentada por Kelly, es notable el papel del indicador en la sustantivación de su discurso; es necesario reconocer que las nuevas observaciones hechas sobre el fenómeno son las que posibilitan que ella ponga en duda su aseveración inicial. En este proceso, los indicadores son

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importantes en cuanto nos permiten relacionar las manifestaciones del fenómeno electrostático con las interpretaciones que de ellas se pueden hacer, debido a que una configuración de materiales por sí misma no constituye un instrumento, sino que estos son significativos a la luz de diferentes procesos de pensamiento. ¿Por qué? Nuestro organismo no posee un sentido que tenga la suficiente sensibilidad para detectar cuerpos electrificados; debe ser el uso del indicador lo que permita la percepción de las interacciones en un sistema electrificado.

Imagen 4.3. Participante utilizando un indicador

Ahora bien, en la sesión correspondiente a la actividad de construcción de indicadores, luego de discutir acerca del peso, una variable importante que incide en la percepción de la electrificación, se resalta la importancia del instrumento en la construcción del fenómeno. En esta sesión, Luis expresa: Yo pensaría que más que eliminar variables, es crear las condiciones para que el efecto del peso no sea tan evidente, eso es también empezar a construir el fenómeno; es decir, los efectos a simple vista en la naturaleza no se presentan porque yo quiero que aparezca un efecto. Simplemente observándolos en la naturaleza

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no se me van a dar los efectos, para estos hay que crear las condiciones para que se den (actividad experimental 3: 24/10/2011).

Este participante resalta asimismo la relación dialéctica entre el objeto y el sujeto: Usualmente nos dicen que la experimentación es solamente observar. La experimentación ahí también está sesgada por una intención de quien hace la experimentación y ese instrumento… está construido con una intención particular y es… evitar la influencia del peso entonces tiene una… carga subjetiva importante que es el papel del experimentador que está ahí presente, que es también parte de… la idea de experimentación que se quiere… poner en evidencia aquí. Experimentar no es simplemente observar, sino también es construir las condiciones para que algún efecto se dé (actividad experimental 3: 24/10/2011).

En la misma sesión preguntamos al grupo de profesores: ¿Qué papel juega el instrumento en la explicación del fenómeno? Pedro respondió: Es que el instrumento como que está implícito en el proceso. Por ejemplo, yo tenía la duda de cómo hacer posible que éste sea el indicador y no el fenómeno, porque yo decía “bueno, ese es un simple instrumento”, pero ¿qué es lo que me indica que está ocurriendo? ¿El fenómeno de que hay atracción o repulsión o el fin con el que se hizo el indicador? Entonces de alguna manera los dos no se pueden separar; el uno no funciona sin el otro (actividad experimental 4: 28/10/2011).

Sobre lo anterior es viable relacionar el uso de los indicadores con la presencia de argumentos sustantivos, ya que al permitir nuevos acercamientos a la experiencia, exige a los participantes, por un lado, una mayor solvencia conceptual en términos de conocimiento sobre el fenómeno, es decir, demanda sustentos a sus aseveraciones, y, por otro, les indica que observar el fenómeno de la electrificación depende de diferentes variables, entre ellas el tipo de indicador que se use, lo que soporta que maticen sus aseveraciones y reconozcan la posibilidad de encontrar resultados diferentes entre un escenario experimental y otro. Es precisamente en este sentido que constatamos que con el uso de indicadores los participantes incluyeron en sus discursos elementos para matizar sus aseveraciones de manera más permanente. Así los indicadores constituyen instrumentos de inscripción.74

74.

Ver capítulo 2.

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Potencialidades de la propuesta y perspectivas de trabajo Sobre los análisis realizados podemos decir que esta propuesta encierra un gran potencial en cuanto permite reflexionar acerca del conocimiento y adquirir así posturas más razonables, como expresa Luis, uno de los profesores que participaron el taller, quien da cuenta del trabajo realizado en esta propuesta pedagógica: Realmente me siento satisfecho de haber participado en este taller y valoro mucho que a la argumentación se le pueda dar un espacio fuerte dentro del aula de clase, ya que le permite a uno conocer los procesos de pensamiento de los muchachos y no, simplemente, hallar resultados, datos o medidas, sino que a través de este tipo de experimentación se vayan dando cuenta de lo que está ocurriendo con los fenómenos, para poder argumentar los procesos. Y me parece que eso es, pues, un acercamiento a lo que realmente ocurre dentro de un individuo cuando construye conocimiento a partir de este tipo de experimentación en clases (conversatorio final: 4/11/2011).

Luis realizó una evaluación a la luz de aspectos pedagógicos, procedimentales y conceptuales: reconoció esta forma de experimentar como una oportunidad de abordar los conceptos de modo alternativo, al permitir al estudiante construir conocimiento sobre los fenómenos de una manera más consciente; no solo dedicarse a tomar datos, sino plantear condiciones para observar regularidades, crear situaciones para apreciar efectos, establecer relaciones entre variables, lo que en sí posibilita construir explicaciones y evaluar el conocimiento establecido en las ciencias. Además de la riqueza que encuentra en la argumentación, Luis manifestó que le permite como profesor acercarse a los procesos de pensamiento de los estudiantes. En la sesión seis, durante la evaluación de la propuesta pedagógica, Pablo expresa: Yo creo que cuando estábamos trabajando estos experimentos en los que no teníamos que realizar medidas ni tomar datos era lo que posibilitaba cuestionarnos más, dejar las puertas abiertas a otras relaciones, pensar otras explicaciones y no ceñirse a la teoría, porque uno en el transcurso de la universidad hizo muchas experimentos de los cuales casi ninguno resultaba exacto, entones uno se quedaba con los interrogantes, porque si estamos en la universidad con materiales y profesores buenos, entonces por qué no se daban las cosas. Por eso estos experimentos en los que no se toman datos son los que posibilitan argumentar y plantear otras explicaciones que uno por lo general con lo numérico no hace, porque se basa solamente en los datos o si dio o no dio (actividad experimental 5: 04/11/2011).

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Expresiones como tales nos permiten considerar que la propuesta discutida encierra un gran valor pedagógico y didáctico en cuanto rescata un tipo de experimentación que ha sido relegada y a la que son inherentes procesos discursivos en la construcción de explicaciones. Asimismo, hacen un llamado a la reflexión y la crítica acerca de los modelos curriculares imperativos que destacan una concepción empíro-positivista de las ciencias, a partir de la relevancia de cuestiones como los disensos, los consensos, la diversidad de explicaciones —que son posibles cuando se implementan prácticas experimentales cualitativas—. Señalamos también la relación que se establece entre la propuesta epistemológica de Toulmin y el trabajo experimental cualitativo. Constituye una opción de formación con un enfoque sociocultural, puesto que favorece la construcción y evaluación de otros puntos de vista, da lugar a la crítica y la toma de posturas propias y a la vez conlleva a valorar el pensamiento de los demás y reconocer la pluralidad de explicaciones. Además, permite avaluar los argumentos propios y los ajenos haciendo uso de refutaciones, matizaciones, justificaciones, que conducen a procesos socioculturales en la apropiación de la cultura científica, lo que redunda en un acercamiento a las dinámicas propias de la construcción de conocimiento, de modo que se enseña a hacer ciencia y se enseña sobre la ciencia. Por lo demás, podemos decir que posibilita develar las complejas acciones propias del trabajo del laboratorio en la clase de ciencias, a la vez que promueve una imagen sociocultural del mismo al permitir significar la experimentación como un proceso discursivo de construcción de explicaciones, proceso estrechamente relacionado con la formación en valores como el respeto por el pensamiento y la palabra del otro, la actitud crítica y reflexiva para plantear y sustentar explicaciones y la apertura al diálogo. También puede ser una alternativa para iniciar a los estudiantes en el estudio de fenómenos que encierran otro nivel de abstracción —en nuestro caso, la electrificación— a partir de la indagación, la percepción, el establecimiento de regularidades, las relaciones entre variables, etc. En cuanto a la práctica pedagógica de los profesores, consideramos que la propuesta favorece una reflexión sobre la práctica pedagógica misma. Por un lado, posibilita examinar las formas de proceder de los profesores, enriqueciéndolas con estrategias alternativas para implementar y evaluar las prácticas experimentales en el contexto escolar. Por otro lado, constituye una oportunidad para adelantar cuestionamientos en torno a las concepciones de

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ciencia que tienen tanto profesores como estudiantes, movilizando sus posturas epistemológicas hacia perspectivas de carácter sociocultural. Finalmente pensamos que el trabajo realizado es un reto para la educación en ciencias, pues lleva a pensar sobre otras formas de propiciar espacios formativos que faciliten la apropiación de las culturas científicas.

FERREIRÓS, José y ORDÓÑEZ, Javier (2002). «Hacia una filosofía de la experimentación». En: Crítica. Revista hispanoamericana de filosofía, Vol. 34, N.o 102, pp. 47-86. México, D.F.: Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). GARCÍA A., Edwin G. y ESTANY, Anna (2010). «Filosofía de las prácticas experimentales y enseñanza de las ciencias». En: Praxis Filosófica, N.o 31, pp. 7-24, julio-diciembre. Cali: Universidad del Valle. GUERRERO, Germán (2012). «Datos, fenómenos y teorías». En: Estudios de filosofía, N.o 45, pp. 9-32, enero-junio. Medellín: Instituto de Filosofía, Universidad de Antioquia. HENAO SIERRA, Berta Lucila y STIPCICH, María Silvia (2008). «Educación en ciencias y argumentación: la perspectiva de Toulmin como posible respuesta a las demandas y desafíos contemporáneos para la enseñanza de las Ciencias Experimentales». En: Revista electrónica de enseñanza de las ciencias, Vol. 7, N.o 1, pp. 47- 62. Vigo: Universidade de Vigo. HENAO SIERRA, Berta Lucila (2010). Hacia la construcción de una ecología representacional: aproximación al aprendizaje como argumentación desde la perspectiva de Stephen Toulmin. Tesis Doctoral. Programa Internacional de Doctorado. Enseñanza de las ciencias. Burgos: Universidad de Burgos. IGLESIAS, Mercedes (2004). «El giro hacia la práctica en filosofía de la ciencia: una nueva perspectiva de la actividad experimental». En: Opción, Vol. 20, N.o 44, pp. 98-119. Maracaibo: Universidad del Zulia. JIMÉNEZ-ALEIXANDRE, María Pilar y DÍAZ DE BUSTAMANTE, Joaquín (2003). «Discurso de aula y argumentación en la clase de ciencias: cuestiones teóricas y metodológicas». En: Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas, Vol. 21, N.o 3, pp. 359-370. Barcelona: Universitat Autònoma de Barcelona. KOPONEN, Ismo y MÄNTYLÄ, Terhi (2006). «Generative Role of Experiments in Physics and in Teaching Physics: A Suggestion for Epistemological Reconstruction» En: Science Education, Vol. 15, N.o 1, pp. 31-54. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. LATOUR, Bruno y WOOLGAR, Steve (1995). La vida en el laboratorio. La construcción de los hechos científicos. Madrid: Alianza. MALAGÓN SÁNCHEZ, José Francisco (2002). «Teoría y experimento, una relación dinámica: implicaciones en la enseñanza de la física». Bogotá: Universidad Pedagógica Nacional (UPN), Departamento de Física. Documento Inédito. MALAGÓN SÁNCHEZ, José Francisco et ál. (2011). El experimento en el aula: comprensión de fenomenologías y construcción de magnitudes. Bogotá: Fondo Editorial Universidad Pedagógica Nacional.

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La argumentación en la clase de ciencias

MEDINA TAMAYO, Julián David y TARAZONA PALACIO, Milton Gonzalo (2010). «El papel del experimento en la construcción del conocimiento físico: el caso de la construcción del potencial eléctrico como una magnitud física. Elementos para propuestas en la formación inicial y continuada de profesores de física». Tesis de Maestría en Educación, línea de Educación en Ciencias Naturales. Medellín: Universidad de Antioquia. Texto inédito. PIÑUEL, José Luis (2002). «Epistemología, metodología y técnicas de análisis de contenido». En: Estudios de sociolinguística, Vol. 3, N.o 1, pp. 1-42. Madrid: Universidad Complutense de Madrid. ROMERO CHACÓN, Ángel Enrique y AGUILAR MOSQUERA, Yirsen (2012). «La experimentación y el desarrollo del pensamiento físico. Un análisis histórico y epistemológico con fines didácticos». Medellín: Universidad de Antioquia, CIEP. Informe de investigación. SAMPSON, Victor y CLARK, Douglas B. (2008). «Assessment of the Ways Students Generate Arguments in Science Education: Current Perspectives and Recommendations for Future Directions». En: Science Education, Vol. 92, N.o 3, pp. 447-472. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. SHAPIN, Steven (1991). «Una bomba circunstancial. La tecnología literaria de Boyle». En: CALLON, Michel y LATOUR, Bruno (Dirs.) (1990). La science telle qu’elle se fait. París: La Découverte. Traducción de Germán Pineda, Bogotá, Universidad Nacional. STAKE, Robert E. (2007). Investigación con estudio de casos. 4.a ed. Madrid: Morata. STEINLE, Friedrich (1997). «Entering New Files: Exploratory Uses of Experimentation». En: Philosophy of Science, Vol. 64, Supplement. Proceedings of the 1996 Biennial Meetings of the Philosophy of Science Association. Part II: Symposia Papers, pp. S65-S74. Chicago: Chicago University Press. STEINLE, Friedrich (2002). «Challenging Established Concepts. Ampère and Exploratory Experimentation». En: Theoria. Revista de Teoría, Historia y Fundamentos de la Ciencia, Vol. 17, N.o 2, pp. 291-316. Charlottesville, Virginia: Philosophy Documentation Center. TOULMIN, Stephen (1977). La comprensión humana: el uso colectivo y la evolución de los conceptos. Madrid: Alianza. TOULMIN, Stephen (2003). Regreso a la razón. Barcelona: Ediciones Península. TOULMIN, Stephen (2007). Los usos de la argumentación. Barcelona: Ediciones Península. WALTON, Douglas (2009). Informal Logic: A Pragmatic Approach. Cambridge: Cambridge University Press.

La experimentación cualitativa... C. Restrepo, J. F. Guzmán y Á. E. Romero

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