“El Aprendizaje integrado de la Ciencia”

 

¿Qué es la ciencia?

La ciencia es el conjunto de conocimientos organizados, jerarquizados y comprobables, obtenidos a partir de la observación de los fenómenos naturales y sociales de la realidad (tanto natural como humana), y también de la experimentación y demostración empírica de las interpretaciones que les damos.

Estos conocimientos, además, son registrados y sirven de base a las generaciones futuras. Así que la ciencia se nutre a sí misma, se cuestiona, depura y acumula con el paso del tiempo.

En el concepto de ciencia están contenidos diferentes saberes, técnicas, teorías e instituciones. Todo ello, en principio, tiene como objetivo descubrir cuáles son las leyes fundamentales que rigen la realidad, cómo lo hacen y, de ser posible, por qué.

Se trata de un producto cultural de la humanidad moderna, quizá uno de los más celebrados y reconocidos de su historia, cuyas raíces sin embargo han estado con nosotros desde la Antigüedad clásica.

La ciencia es un modelo de pensamiento inspirado en la racionalidad humana y en el espíritu crítico, valores filosóficos que tuvieron su auge a partir del Renacimiento europeo. Es por ello que a los profundos cambios filosóficos y cosmológicos que tuvieron lugar entre los siglos XVI y XVII a menudo se les conoce como la Revolución Científica.

Características de la ciencia

En toda su complejidad, la ciencia se caracteriza por lo siguiente:

• Aspira a descubrir las leyes que rigen el universo que nos rodea, mediante métodos racionales, empíricos, demostrables y universales. En ese sentido, valora la objetividad y la metodicidad, y se aleja de las subjetividades.
• Analiza sus objetos de estudio tanto cuantitativa como cualitativamente, aunque no siempre acuda a modelos experimentales de comprobación (dependiendo de la materia).
• Se fundamenta en la investigación, esto es, en un espíritu crítico y analítico, así como en los pasos que establece el método científico, para formular leyes, modelos y teorías científicas que expliquen la realidad.
• Genera una importante cantidad de conocimiento especializado que debe ser puesto en duda y luego validado por la propia comunidad científica, antes de ser aceptado como cierto o valedero.
• Se compone de un número importante de ramas o campos especializados del saber, que estudian fenómenos naturales, formales o sociales, y que en su totalidad conforman un todo unificado.

Origen de la ciencia

Galileo Galilei cuestionó los saberes religiosos a través de la ciencia.

La palabra “ciencia” proviene del latín scientia, que traduce “conocimiento”, pero su empleo para denominar al estudio crítico de la naturaleza es reciente: en el siglo XIX el británico William Whewell (1794-1866) comenzó a emplear el término “científico” para referirse a quienes practicaban lo que toda la vida se llamó “filosofía”, “naturalismo”, “historia natural” o “filosofía natural”, esto es, el estudio de las leyes de la naturaleza.

De hecho, bajo algunos de esos nombres se cultivó en la Antigüedad el conocimiento científico, esto es, el interés por averiguar cómo funcionan las cosas del mundo y por qué. Pero en la Antigüedad la búsqueda científica era indisociable del pensamiento religioso, ya que la mitología y la magia eran las únicas formas de explicación disponibles para el ser humano.

Esto cambió significativamente en la Grecia clásica, al surgir la filosofía: una doctrina de pensamiento no religioso, cuyo fin era reflexionar y tratar de hallar las respuestas de manera lógica. Los grandes filósofos griegos eran también “científicos” de alguna manera, pues junto a la lógica formal y el pensamiento existencial cultivaban la matemática, la medicina y el naturalismo, o sea, la observación de la naturaleza.

Las disertaciones de Aristóteles (384-322 a. C.), por ejemplo, fueron tenidas por verdad incuestionable durante siglos. Rigieron incluso a lo largo del Medioevo cristiano, en el que el discurso religioso volvió a dominar el pensamiento de Occidente.

Hacia el siglo XV se produjo el Renacimiento y nuevas mentes comenzaron a cuestionar lo que dictaban los textos bíblicos. Aumentó la confianza en la interpretación racional y empírica de la evidencia, produciendo un importante quiebre que permitió el paulatino nacimiento de la ciencia.

En ello jugaron un rol importantísimo muchos pensadores renacentistas y postrenacentistas, influenciados por el Humanismo que, por primera vez, convenció a la humanidad de que podía hallar sus propias respuestas a las eternas preguntas sobre el porqué de las cosas. Destacan los nombres de Galileo Galilei (1564-1642), René Descartes (1596-1650), sir Francis Bacon (1561-1626) e Isaac Newton (1643-1727), entre otros.

Así nació formalmente el pensamiento científico que fue cobrando cada vez mayor relevancia en el orden cultural de la sociedad. De hecho, a partir del siglo XVIII la transformó profunda y radicalmente en combinación con la técnica, creando así la tecnología y dando inicio a la Revolución Industrial.

Ramas de la ciencia

Las ciencias sociales estudian la humanidad tanto de la actualidad como en la historia.

La ciencia abarca un enorme conjunto de saberes organizados, que se distribuyen a lo largo de tres grandes ramas, que son:

• Ciencias naturales. Se llama así a todas aquellas disciplinas científicas que se dedican al estudio de la naturaleza, empleando el método científico para reproducir experimentalmente (o sea, en condiciones controladas) los fenómenos en los que se interesan. Se las conoce también como ciencias experimentales, ciencias duras o ciencias físico-naturales, y son ejemplo de ello: la biología, la física, la química, la astronomía, la geología, etc.
• Ciencias formales. A diferencia de las ciencias naturales, las formales no se dedican a estudiar la naturaleza, sino objetos y sistemas puramente abstractos, que sin embargo pueden ser aplicados al mundo real. Así, sus objetos de estudio existen sólo en el mundo de la mente, y su validez se deriva no de experimentos, sino de axiomas, razonamientos e inferencias. Son ejemplo de este tipo de ciencias: la matemática, la lógica, la informática, etc.
• Ciencias sociales. También conocidas como ciencias humanas, este conjunto de disciplinas se dedica al estudio de la humanidad, pero conservando una perspectiva empírica, crítica, guiada por el método científico. Se alejan, así, de las humanidades y del mundo de la subjetividad, aunque también del mundo experimental, acudiendo en su lugar a la estadística, la transdisciplinariedad y el análisis del discurso. Son ejemplo de este tipo de ciencias: la sociología, la antropología, las ciencias políticas, la economía, la geografía, etc.

Etapas del método científico 

La observación de un fenómeno es el primer paso del método científico.

Se conoce con este nombre a una metodología propia del pensamiento científico, propuesto inicialmente por sir Francis Bacon, pero fruto de años de pensamiento racionalista y empírico, y de la colaboración de pensadores posteriores, como David Hume (1711-1776) o William Whewell (1794-1866), por citar sólo dos nombres.

Este método exige la construcción del conocimiento según criterios de falsabilidad o refutabilidad (o sea, que pueda ser sometido a potenciales pruebas que lo contradigan) y de reproductibilidad o repetibilidad (o sea, que otros puedan hacer una verificación más de una vez y dar con el mismo resultado).

Los pasos del método científico son los siguientes:

1. Observación. Ir a buscar el fenómeno que se desea estudiar en su contexto natural, para obtener así datos e información con los que analizarlo.
2. Hipótesis. Formulación de una explicación tentativa o “de trabajo” que nos permita seguir indagando en la naturaleza del fenómeno, teniendo ya una dirección y una posibilidad interpretativa.
3. Experimentación. Llevar a cabo pruebas, ya en un ambiente controlado (por ejemplo, un laboratorio), para replicar el fenómeno y poder estudiar sus mecanismos internos o sus respuestas a determinadas modificaciones.
4. Teoría. Retomar la hipótesis más probable y proceder a explicarla conforme a los resultados experimentales y a la información total obtenida, brindándole sentido al fenómeno dentro del marco científico de la época.
5. Conclusiones. Se expresan las conclusiones finales de la teoría formulada.

¿Qué es la tecnología?

La tecnología es el conjunto de nociones y conocimientos científicos que el ser humano utiliza para lograr un objetivo preciso, que puede ser la solución de un problema específico del individuo o la satisfacción de alguna de sus necesidades.

Es un concepto amplio que abarca una gran variedad de aspectos y disciplinas dentro de la electrónica, el arte o la medicina. Por ejemplo: La creación de robots para la automatización de tareas repetitivas o la clonación animal.

Tipos de tecnologías

La tecnología se puede clasificar de diferentes maneras según las características que se tomen en cuenta.

Según el tipo de producto:

• Tecnologías duras. Utilizan elementos de las ciencias duras como la ingeniería, la mecánica, la matemática, la física, la química. El producto que se obtiene es visible y tangible, es decir, se trata de la producción de bienes materiales. Por ejemplo: la elaboración de un dispositivo móvil.
• Tecnologías blandas. Se apoyan sobre las ciencias humanísticas o blandas, como la sociología, la psicología, la economía. Por lo general, se las utiliza para mejorar procesos y lograr mayor eficiencia en instituciones o empresas. El producto que se obtiene no es visible ni tangible, dado que consiste en la elaboración de servicios, estrategias, teorías. Por ejemplo: la elaboración de un software.

Según el sociólogo estadounidense James David Thompson:

• Tecnologías flexibles. Son utilizadas en distintas áreas, es decir, poseen varios usos. Por ejemplo: el microchip que se utiliza en teléfonos y computadoras.
• Tecnologías fijas. Se utilizan para la producción de un determinado producto, o en un área determinada. Son tecnologías diseñadas y producidas con un solo fin. Por ejemplo: el veneno para ratas se utiliza solo para la eliminación de dicho animal.

Según el nivel de innovación:

• Tecnologías de punta. También llamadas “altas tecnologías” o “últimas tecnología”, son tecnologías más avanzadas, disponibles en un determinado lugar y momento.
• Tecnologías adecuadas. Son tecnologías que se diseñan teniendo en cuenta el impacto ambiental, social y económico en una determinada sociedad.

Según su aplicación:

• Tecnologías de operación. Se obtienen después de un largo período de tiempo de estudio, observación y experiencia.
• Tecnologías de equipo. Son desarrolladas por los fabricantes de un determinado producto.
• Tecnologías de producto. Combinan herramientas y conocimientos para producir un determinado producto.

Origen y evolución de la tecnología

El descubrimiento del uso del fuego fue uno de los primeros avances tecnológicos.

Instintivamente, desde el inicio de la historia, las personas buscaron desarrollar tecnología (técnicas para mejorar su calidad de vida). Los descubrimientos que ha hecho el hombre a lo largo de los años han ido conformando el mundo tal como se lo conoce hoy en día, por lo tanto, la tecnología existe desde el inicio de la especie, aunque no ha sido llamada como tal sino hasta el siglo XVIII.

Formalmente hablando, la tecnología tiene su origen cuando la técnica (inicialmente empírica) se empezó a vincular con la ciencia y de esta forma se estructuran los métodos de producción.

A lo largo de los diferentes períodos de la humanidad ha habido descubrimientos que modificaron la manera en la que el ser humano se relaciona con él mismo y con el medio que lo rodea:

• Edad de Piedra (paleolítico, mesolítico y neolítico). Se caracterizó por el uso de la piedra para la fabricación de utensilios y el desarrollo de la agricultura con rudimentarias herramientas para el manejo de la tierra. El descubrimiento del fuego fue una de las primeras tecnologías que brindó beneficios notorios al ser humano.
• Edad de los Metales. Se caracterizó por el desarrollo de la agricultura, la domesticación animal y el paso del nomadismo al sedentarismo. Se desarrolló la fundición del cobre, el bronce y el hierro. A la civilización egipcia se le atribuye el descubrimiento del papiro y la alfarería; los romanos desarrollaron una agricultura sofisticada, mejoraron la tecnología del trabajo con hierro y desarrollaron la ingeniería civil y militar; a la civilización china se le atribuye el descubrimiento del papel, el arado de hierro, la brújula, la hélice, la ballesta y la pólvora.
• Edad Media. La aparición de la imprenta moderna fue uno de los hitos más importantes dentro de este período.
• Revolución Industrial. Fue un período de transformaciones sociales, económicas, tecnológicas y culturales caracterizado por el desarrollo de una economía urbana e industrializada. Uno de los inventos más destacados de esta época fue la máquina de vapor. Durante el siglo XIX surgieron el telégrafo, la bombilla, el teléfono, el automóvil.
• Siglo XX. Se dio un gran desarrollo tecnológico con descubrimientos como el avión, la radio, la televisión, el computador, además de importantes progresos en la tecnología nuclear, tecnología aplicada a la medicina y la tecnología espacial. Dentro de este siglo se dio la Revolución de la información y telecomunicación o la Era de la información (1985-2000).
• Siglo XXI. El progreso tecnológico (también llamado revolución científico-tecnológica o revolución de la inteligencia) evolucionó rápidamente. La tecnología y las comunicaciones transforman la industria. Las nuevas tecnologías son aquellas que surgen después de la Segunda Guerra Mundial. Su rápido crecimiento e inserción en la sociedad, trajeron importantes consecuencias. El riesgo fundamentalmente está dado en que el ser humano sea capaz de controlarlas y dominarlas.

Importancia de la tecnología

La tecnología nos ha permitido acceder a mayores territorios del mundo.

Los descubrimientos y la aparición de nuevas herramientas producidas a través de la tecnología fueron clave para el desarrollo humano y de las sociedades. La tecnología aporta grandes descubrimientos que permiten mejorar la producción, ahorrar tiempo, aumentar la calidad de vida, facilitar la vida en sociedad, acortar distancias, conocer el planeta.

La tecnología surgió como una necesidad del hombre de suplir deseos individuales y colectivos utilizando conocimientos científico y técnicas para resolver problemas y satisfacer sus necesidades. Ha permitido al ser humano conocer a fondo el medio que lo rodea y modificarlo para lograr sus fines; a través de los siglos el hombre inventó y modificó herramientas para mejorar su estilo de vida.

La tecnología ha traído consigo descubrimientos en el plano de la medicina, avances en el acceso a la información, en la comunicación y el transporte, en la simplificación de tareas.

Características de la tecnología

• Está presente en todos los ámbitos de la vida personal y en sociedad, como el trabajo, la educación, la medicina, la comunicación.
• Permite fabricar nuevos objetos: a través de ella, el ser humano modifica el medio que lo rodea.
• Es responsable de la mayoría de los descubrimientos del hombre.
• Si está bien utilizada mejora la calidad de vida del ser humano, si está mal utilizada puede causar graves daños a los individuos y a la sociedad.
• Está sujeta al cambio (los cambios tecnológicos se dan de manera discontinua).
• Sus desarrollos implican cambios culturales, laborales y sociales.
• El desarrollo tecnológico dispar puede generar brechas sociales y económicas dentro de una comunidad o entre regiones o naciones.

Ejemplos de tecnologías

Las impresoras 3D crean objetos tridimensionales superponiendo capas de materiales.

• Robótica. Utiliza herramientas y conocimientos de diversas disciplinas (ingeniería electrónica, ingeniería eléctrica, informática) para el diseño y fabricación de robots. Se espera que estos robots puedan realizar tareas automatizadas y trabajos que resultan rutinarios y tediosos para el ser humano o abaratar costos de producción en las industrias.
• Criptomonedas. Son un tipo de divisa digital que utiliza una tecnología de registro distribuido (permite registrar y sincronizar transacciones entre múltiples usuarios en distintas ubicaciones).
• Impresión 3D. Es un tipo de impresión por adición que crea de forma eficiente piezas únicas y geometrías complejas en una gran variedad de materiales. A través de la impresión 3D se crea un objeto tridimensional mediante la superposición de las capas de materiales, y se utiliza en gran cantidad de industrias para diferentes usos.
• Inteligencia artificial. Implica la creación de máquinas que imitan las funciones cognitivas de los seres humanos. Esta tecnología es utilizada en varias disciplinas como economía, medicina, transporte, software de videojuegos, control de sistemas, reconocimiento de escritura, reconocimiento del habla y reconocimiento de patrones en los asistentes en línea.
• Vehículos autónomos. Se utiliza la tecnología para la creación de automóviles sin conductor que están programados para imitar las capacidades humanas de manejo y control. Este tipo de vehículos percibe el entorno mediante sistemas de láser, radares, visión computarizada. Existen varios programas que están poniendo a prueba esta nueva tecnología para ver si puede darse un uso extensivo.
• Biotecnología. Es la disciplina que utiliza la tecnología para crear productos a partir de sistemas biológicos y organismos vivos. La biotecnología ha sido la responsable de la creación de vacunas y anticuerpos y se utiliza en medicina, agricultura, industria y cuidado del medio ambiente.

Formas alternativas de aprendizaje integrado de la Ciencia

 Una forma alternativa de aprendizaje integrado en la ciencia es la implementación de herramientas tecnológicas en el aprendizaje, lo cual puede ocurrir en un aula diferente a la que denominaremos “laboratorio de aprendizaje”, o en la misma sala de clase. El laboratorio de aprendizaje es en donde los alumnos utilizan la tecnología para investigar, descubrir, analizar experimentar, para luego volcar todo lo adquirido en una presentación, ya sea local o pública.

El uso de plataformas y redes en la educación de posgrado es hoy una práctica frecuente, pero ya insuficiente en algunas ramas de las ciencias. La creciente conectividad de la aparatología de laboratorio en ingeniería y otras ramas del conocimiento hace que en las prácticas pedagógicas se torne indispensable incluir también procedimientos de obtención y procesamiento de la información que permitan  el trabajo colaborativo y a distancia.

Las nuevas TICs utilizadas con destreza por el docente permiten actividades que promueven la comprensión y el análisis crítico de modelos para la construcción del conocimiento. A su vez, desempeñan diversas funciones: a) motivadora en la medida que su aplicación torna más atractiva la experiencia de aprendizaje y promueva el interés del alumno, b) investigadora, porque a través de ella se ofrecen al alumno entornos para que indague, controle variables y tome decisiones, c) formativa, porque apoyan la presentación de los contenidos integrando diversas actividades sobre ellos.

Las formas de aprendizajes integradas a la ciencia deben ser algo paulatino, de manera que los estudiantes no se sientan ‘invadidos’ con diversas tareas a la vez. Un modo muy práctico es trabajar con grupos, en una dinámica en la que cada grupo tendrá una tarea de investigación y utilizará un elemento, procurando que aprovechan al máximo sus recursos, no obstante se reconoce que un mejor trabajo aún es hacer algo colaborativo en donde entre todos colaboran para un trabajo final. Permitiendo así obtener conocimientos estructurados y sistematizados de la realidad, mediante el estudio, investigación, e interpretación de los fenómenos naturales, sociales, culturales, y artificiales, mediante la observación y la experimentación.

Por lo que la mejor forma de desarrollar todos nuestros potencial es a través de la integración de las herramientas tecnológicas, aplicando en ellas los pasos establecido en el métodos científico.