CONCEPCIONES DE LOS ESTUDIANTES E HISTORIA DE LA CIENCIA: EL CASO DEL CONCEPTO DE VAC?O

1.3.Psicología del aprendizaje, epistemología e historia de la ciencia.

El psicólogo Jean Piaget reforzó las conexiones entre epistemología y aprendizaje científico, ya sugeridas previamente bien por científicos o bien por epistemólogos. En su Introducción a la Epistemología Genética (Piaget, 1974 ) el autor ya señalaba que la historia de la ciencia proporcionaba sugerencias sobre cómo conducir e interpretar la investigación en psicología genética, y a su vez, esta investigación proporcionaba criterios para seleccionar, organizar y reinterpretar el trabajo de los historiadores de la ciencia. Piaget formuló su hipótesis fundamental del paralelismo entre el el desarrollo cognitivo individual y el desarrollo histórico en Epistemología Genética (Piaget, 1970). Esta hipótesis ha sido interpretada por algunos autores (como por ejemplo, Matthews (1991, p.147)), como “ en el desarrollo cognitivo la ontogenia recapitula la filogenia ” y frecuentemente ha sido mal interpretada. Sin embargo, es con la publicación de Psicogénesis e historia de la ciencia (Piaget y Garcia, 1982) donde se presentan los más extensos argumentos en relación con las características comunes del desarrollo individual e histórico, esto es, plantean un modelo para las relaciones entre el desarrollo individual e histórico. El objetivo de este trabajo es estudiar los instrumentos que conducen al crecimiento y desarrollo del conocimiento en ambos dominios, psicogenético e histórico. En él se compara la psicología genética piagetiana con la historia de la mecánica, de la geometría y del álgebra.

La hipótesis de Piaget y Garcia en este trabajo establece que el desarrollo del conocimiento en ambos dominios está basado en los mismos instrumentos. Los instrumentos de construcción del conocimiento son las abstracciones y las generalizaciones. Asimismo, identifican los procesos resultantes de la acción de los instrumentos y los mecanismos operantes. El origen de los instrumentos se encuentra en la asimilación de objetos o hechos en estructuras de conocimiento previamente desarrolladas por los sujetos. Este proceso de asimilación incluye la acomodación, es decir, la modificación de las esructuras de conocimiento del sujeto con el fin de reequilibrarlas atendiendo a las caracteristicas de los objetos o hechos.

El papel crucial desempeñado por la asimilación explica la convergencia encontrada por los autores en la comparación del desarrollo de las ideas en el individuo y en la historia (Piaget y García, 1982, p. 247):

“Cada uno de nuestros capítulos ha desarrollado ejemplos tanto en la marcha de la historia como en el desarrollo mental, y la razón principal de las convergencias observadas en estos dos dominios es precisamente que el sujeto desempeña un papel activo en todo conocimiento y que la propiedad más general de sus actividades es la asimilación”.

La existencia de ciertos paralelismos entre los esquemas alternativos de los alumnos y

los primeros estadios del conocimiento científico en algunos campos ha sido puesta en evidencia por múltiples estudios, sobre todo en el campo de la mecánica. Algunos de ellos son citados por Matthews (1990). Estudios más recientes como los de Sequeira y Leite (1991) sobre concepciones alternativas en mecánica de estudiantes portugueses; Griffiths y Preston (1992) acerca de los errores conceptuales relacionados con las características de átomos y moléculas en estudiantes canadienses; Bar y colaboradores (1994) en relación con las ideas de niños israelíes sobre peso y caída libre; y Nardi (1994) sobre las ideas de alumnos brasileños sobre la noción de campo de fuerza; parecen confirmar la hipótesis emitida por Piaget.

Por otro lado, Susan Carey, una psicóloga cognitiva, señala la necesidad de que los investigadores en la didáctica de las ciencias tengan en cuenta que filosofía e historia de la ciencia pueden hacer comprender el desarrollo conceptual de los jóvenes aprendices (Carey, 1986). Así, esta investigadora apunta las semejanzas entre la progresión de la comprensión científica en los niños y la progresión en la comprensión científica en la historia de la ciencia. En particular, toma como base el análisis de la historia de la ciencia efectuado por Kuhn (1987a y 1989), a base de paradigmas y cambios de paradigmas, para distinguir entre la reestructuración débil y fuerte en los procesos de cambio conceptual de los sujetos. Una reestructuración débil en los esquemas deconocimiento de los sujetos supone simplemente anadir nuevos conceptos y relaciones entre ellos, es decir, estamos dentro del paradigma vigente en sentido kuhninano. La reeestructuración fuerte, que es equivalente a un desplazamiento de paradigma, implica un nuevo esquema de conocimiento donde los conceptos se transforman y se establecen nuevas relaciones. Esta autora, en definitiva, se centra en los paralelismos estructurales antes que en los de contenido conceptual. Nersessian (1989), por su parte, defiende que la clase de razonamiento implicado en los procesos de construcción de las representaciones científicas son los mismos en los científicos que en los estudiantes.

En relación con esto, Duschl, Hamilton y Grandy (1990) sostienen que el camino entre la psicología cognitiva y la filosofía de la ciencia tiene dos sentidos, y por ello algunos epistemólogos también han tenido en cuenta conceptos de la psicología cognitiva en sus estudios. En otros trabajos, citan el de Giere (1988) en el cual se establece la necesidad de aplicar los conceptos de la psicología cognitiva en la reestructuración de los esquemas de conocimiento para desarrollar una apropiada comprensión de los cambios de teorías científicos. En este mismo sentido, el epistemólogo e historiador de la ciencia Thomas S. Kuhn en su libro La Tensión Esencial (1987 b, p.46) apoya esta mismo argumento cuando reconoce que:

“Hace veinte años descubrí, y más o menos al mismo tiempo, tanto el interés intelectual por la historia de la ciencia como los estudios psicológicos de Jean Piaget. Desde entonces, ambas inquietudes han influido recíprocamente tanto en mi mente como en mi trabajo. Parte de lo que sé sobre la forma de interrogar a los científicos que ya han muerto lo aprendí examinando la forma en que Piaget interroga a los niños que estudia”.

No obstante esto, no podemos dejar de citar aquí las investigaciones que ponen el acento en las limitaciones del trabajo de Piaget. Así, Deanna Kuhn (1989) mantiene que la metáfora de los niños como científicos intuitivos o ingenuos ha de interpretarse solamente con el significado de una semejanza con respecto a la comprensión científica. Esto es, ambos, niños y científicos, mejoran la comprensión del mundo mediante la construcción y revisión de una sucesión modelos mentales. Sin ambargo, los procesos que guian las relaciones entre modelos mentales (teorías o paradigmas) y las nuevas evidencias, hechos u objetos, son significativamente diferentes. Consecuentemente, desde este punto de vista los estudiantes no se comportan como científicos. En el razonamiento de sentido común que emplean los estudiantes no hay un verdadero control sobre la interacción modelo/evidencia, en tanto que en los procesos de desarrollo del pensamiento científico se produce una progresiva diferenciación y coordinación de teoría y evidencia. En estos procesos de desarrollo del pensamiento científico, por otra parte, se requiere reflexionar sobre las teorías, no sólo con las teorías, y sobre las evidencias, no sólo dejarse influir por ellas. En consecuencia, son procesos de desarrollo de carácter metacognitivo y estratégico. Es decir, vienen a reflejar el control sobre la interacción entre las teorías y las evidencias en el propio pensamiento.

Franco y Colinvaux-de-Dominguez (1992) critican, entre otras cosas, que Piaget no dé una explicación convincente de las diferencias entre el conocimiento científico y el conocimiento del sentido común que emplean los estudiantes. Fillon (1991), por su parte, afirma que la ontogénesis no recapitula la filogénesis porque los modelos mentales de los alumnos (modelos espontáneos) no pueden ser los de los científicos de épocas pasadas, ya que ni poseen los mismos conocimientos ni las mismas capacidades de razonamiento. Esto se justifica en razón de sus diferentes entornos materiales y sociales. Así, por ejemplo, los obstáculos encontrados por unos y por otros para construir conocimientos tienen origen y naturaleza diferente. Con todo, los autores apuntan que los modelos espontáneos de los alumnos tienen, en ocasiones, semejanzas sorprendentes con los modelos científicos de determinados momentos en la historia de la ciencia.

Por último, Duschl, Hamilton y Grandy (1990) indican que se pueden encontrar casos en que las teorías científicas en determinados momentos de la historia y las ideas de los alumnos nunca serán coincidentes. Ponen como ejemplo las teorías o modelos del Universo. Otro ejemplo lo proporciona el trabajo de Furió y Guisasola (1993), en el que se concluye que las ideas de los alumnos sobre los conceptos de carga y potencial eléctricos no pueden ser clasificadas como pertenecientes a los modelos tomados como referentes históricos.