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Comunicación y lenguajeen la clase de cienciasMaría Pilar Jiménez AleixandreDepartamento de Didáctica de las Ciencias ExperimentalesUniversidade de Santiago de Compostela

Se aborda la construcción de significados compartidos y el diseño de ambientes de aprendizajedonde tenga lugar verdadera comunicación.

La imagen que suele tener el alumnado y el público en general acerca de las ciencias experimentales estáasociada, precisamente, a los experimentos. Aunque es cierto que una parte importante del trabajocientífico consiste en planificar experimentos que puedan ayudar a resolver problemas, llevados a caboy registrar los resultados, también hay que tener en cuenta el papel que juegan en él el lenguaje y lacomunicación. Las clases y los laboratorios de ciencias escolares son también espacios de comunica-ción, donde se construyen significados (o discurso) por medio del lenguaje. En este capítulo se aborda:

¿Qué procesos comunicativos se dan en las clases de ciencias y por qué se interrumpen?Se tratan algunos aspectos de la comunicación en la enseñanza de las ciencias, qué procesoscomunicativos se dan y cómo a veces se cortan; algunas diferencias entre el lenguaje dentroy fuera de clase.¿Cómo se construyen significados a través de las explicaciones del profesorado?Se aborda el modelo propuesto por Ogborn y otros para las explicaciones, y la creación dediferencias como motor de la comunicación.¿Cómo se transforma el discurso científico «experto» en discurso científico escolar?Se discuten algunos mecanismos de reformulación del discurso científico, cambios en el esta-tus, en el lenguaje, uso de metáforas y de imágenes.¿Cómo promover el desarrollo de destrezas de comunicación y de razonamiento argumentativo?Se abordan las destrezas de argumentación, la capacidad de elegir entre distintas explicacionesteóricas y la relación entre datos y teorías.¿Cómo favorecer la constitución de comunidades de pensamiento, que en clase se hable cien-cias y se escriba ciencias?

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La comunicación en las 'clases de ciencias:construcción de significadosEl lenguaje juega un papel importante en el trabajo científico. Los datos, los re-

sultados de los experimentos, deben ser interpretados, es decir, narrados de otraforma, antes de pasar a ser tratados como hechos por la comunidad científica. Así,por ejemplo, Mendel contó unas 8.000 semillas de guisante, y obtuvo un resultado de6.022 semillas amarillas y 2.001 verdes, en cuanto al color, y 5.574 redondas y 1.850rugosas en cuanto a la forma, lo que, exactamente, representa unos porcentajes75,06/24,94 (color) y 75,08/24,92 (forma) respectivamente. Es necesaria una inter-pretación de los datos, una lectura diferente, para llegar a la conclusión de que sig-nifica 75/25 o, en otras palabras 3:1, tres amarillos por cada uno verde (véase elcuadro 1). Esta interpretación estadística fue tan novedosa en 1866 que sus contem-poráneos no la entendieron (Jiménez y Fernández, 1987), y los mecanismos de la he-rencia tardaron cuarenta años en pasar a formar parte del conocimiento científicocompartido, de las leyes de Mendel.

Como pone de manifiesto este ejemplo, el lenguaje y la comunicación sonparte sustancial del trabajo científico. Por una parte, la interpretación de los datosse lleva a cabo a través del lenguaje, sea en forma de explicaciones verbales o es-critas, sea mediante otros lenguajes. En este caso concreto, por un lado se lleva a caboel tratamiento estadístico que redondea los decimales, transformando una cifraaparentemente más «exacta», por ejemplo 24,92, en otra más significativa, 25%, queno indica un resultado particular sino una pauta general. Por otro la notación (A, a)ideada por Mendel para representar las distintas formas (o/e/os) de lo que él llama«factores» (hoy diríamos genes). En el caso de equipos de investigación, las discu-siones, conversaciones e informes escritos -discurso-, son, como analizan Latour yWoolgar (1995) procesos por los que los científicos y científicas transforman datos,dando significado a sus observaciones. Por otra parte, la comunicación es necesariatanto entre los miembros de un equipo como hacia otros equipos, pues sin esa di-fusión las ideas nuevas no pueden generar otras investigaciones. La genética, que seha mostrado tan fructífera a lo largo del siglo xx, no pudo hacer uso de las ideas deMendel durante los cuarenta años en que permanecieron olvidadas, y nació comotal a principios de ese siglo.

Cuadro 1. Datos de Mendel y su interpretación estadística

DATOS: NÚMERO PORCENTAJE PORCENTAJE PROPORCiÓNDE SEMILLAS EXACTO INTERPRETADO (PAUTA)

Amarillas 6.022 75,06 75 3Verdes 2.001 24,94 25 1

i,Redondas 5.574 75,08 75 3Rugosas 1.850 24,92 25 1

• •• •• •

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Ha sido la perspectiva sociocultural en psicología la que ha llamado la atenciónsobre la importancia del lenguaje en el aprendizaje. Esta perspectiva pretende expli-car los procesos mentales reconociendo su relación con el contexto cultural, históricoe institucional (Wertsch, 1993). En otras palabras, esta perspectiva analiza las fun-ciones mentales o, como diríamos nosotros, los procesos de aprendizaje de las ciencias,en conexión con el contexto social y no como si tuviesen lugar en el vacío o en con-diciones ideales de laboratorio. Los niños y niñas aprenden en un ambiente en el quese relacionan con otras personas (su familia, la maestra o maestro, los compañeros)en un contexto cultural y social determinado.

Este enfoque debe muchos de sus supuestos básicos al psicólogo soviético LevS. Vygotski (1896-1934) quien propuso que la interacción social juega un papel fun-damental en el desarrollo cognitivo, que las funciones mentales superiores (pensa-miento, atención, memoria) derivan de la vida social (Vygotski, 1979). No debeentenderse esto de forma simplista como si la psicología individual replicase los pro-cesos sociales, sino como un reconocimiento de la conexión entre los procesos men-tales y los sociales. Gran parte de los procesos sociales relacionados con las funcionesmentales son procesos comunicativos, y para Wertsch comunicación y desarrollocognitivo están conectados, pues son las prácticas comunicativas humanas las quehacen surgir las funciones mentales del individuo.

Tanto la instrucción, la enseñanza de las ciencias, como el aprendizaje tienenlugar, en gran medida, a través del lenguaje, o mejor de los diferentes lenguajes:hablado y escrito, lenguaje en términos cotidianos y lenguaje científico, distintossistemas de signos. Algunos ejemplos de los lenguajes específicos de las cienciasson la notación genética, los símbolos de los elementos utilizados en la formulaciónquímica, las curvas de nivel que representan el relieve en los mapas topográficos,los vectores usados para representar fuerzas, la nomenclatura binomial empleadaen sistemática, los esquemas de circuitos eléctricos, las representaciones de redesalimentarias, los esquemas utilizados para representar moléculas, orgánulos o es-tructuras celulares, las representaciones convencionales de anatomía vegetal oanimal, etc.

Utilizar un lenguaje u otro no es indiferente y la construcción de una nuevateoría -o en la clase de ciencias el aprendizaje de nuevos modelos e interpretaciones-guarda estrecha relación con el empleo de un nuevo lenguaje. Así, por ejemplo, elmodelo atómico propuesto por Bohr en 1913, que suponía los electrones situados enórbitas fijas de las cuales las de mayor tamaño eran las externas, es substituido al-rededor de 1920 por el modelo cuántico de Schréidinger y Heisenberg, que suponelos electrones distribuidos en orbitales, que corresponden a posibles niveles o esta-dos energéticos. Hablar de órbitas o de orbitales equivale a situar la explicación en elmarco de uno u otro modelo. Otro ejemplo es la diferencia entre la primitiva nota-ción genética utilizada por Mendel para representar los descendientes de un cruce dehíbridos (o/aA/A) frente a la actual (aa/aA/AA) que pone de manifiesto no sólo losfenotipos que exhiben los descendientes sino sus genotipos, así como la existenciadel material genético por duplicado.

Si contemplamos las situaciones de aprendizaje como procesos comunicativos,se entiende que para que el aprendizaje se produzca tiene que haber comunicación,

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pues si la comunicación se rompe, el aprendizaje se dificulta o no se produce. Ahorabien, hay que tener en cuenta que el lenguaje que se utiliza en la clase de ciencias esun lenguaje específico, diferente del empleado en situaciones cotidianas, al menos endos dimensiones.

Una de estas diferencias es, por supuesto, la existencia de términos nuevos, dis-tintos, de palabras que no se emplean en las situaciones de la vida diaria, o, comodicen Ogborn, Kress, Martins y McGillicuddy (1998) de nuevos protagonistas de lashistorias: átomo, molécula, gen, aleto, antígeno, anticuerpo, metamorfismo, buza-miento, isotropía, quark, e/ectrolisis ... A pesar de lo que pueda parecer a primeravista, los problemas de incomunicación en la clase de ciencias no proceden tanto dela introducción de este nuevo léxico, como del empleo de una misma palabra quetiene significados diferentes en el lenguaje de las ciencias y en el cotidiano. Por su-puesto que la introducción de palabras nuevas en clase o en un libro de texto debehacerse de forma controlada, explicando adecuadamente cada término y cuidandode no acumular en exceso términos nuevos, sobre todo si no son indispensables parala explicación o interpretación de fenómenos. El excesivo énfasis en el aprendizaje detérminos, en ocasiones descontextualizados, separados de los problemas en el marcode cuya explicación han surgido, es característico de una enseñanza de las cienciasmemorística. Más de un docente ha tenido la experiencia de comprobar cómo unaparte del alumnado puede definir correctamente la fotosíntesis como el proceso denutrición de las plantas ya continuación explicar que el geranio de una maceta se ali-menta de la tierra contenida en ella. Dominar el lenguaje de las ciencias no es tantorecordar la definición de una palabra, como ser capaz de aplicar el concepto a la in-terpretación de los fenómenos naturales, por ejemplo en este caso explicar el creci-miento de un árbol, la formación de la madera nueva, por la síntesis de materiaorgánica que tiene lugar en la fotosíntesis.

Por otra parte hay un gran número de términos que pasan a formar parte dellenguaje cotidiano, al menos de una parte considerable de la población, como vi-taminas o agujero de ozono, y esto ocurre, por ejemplo, en los casos de aplicacio-nes científicas de grandes repercusiones para la vida diaria (como las vacunas o losantibióticos), o que reciben mucha atención de los medios de comunicación (comosucede en la actualidad con el genoma, la ingeniería genética o la donación).

La segunda dimensión de las diferencias entre el lenguaje cotidiano y el cientí-fico se encuentra en el uso en la clase de ciencias de palabras que tienen un significa-do conocido, familiar para el alumnado en la vida diaria y para las que es precisoconstruir un significado nuevo en el marco de las explicaciones científicas. Así ocu-rre, por ejemplo, con energía, que en casa o en la calle se refiere a veces al ánimo odisposición de una persona, mientras que en física se refiere a la capacidad para rea-lizar trabajo (teniendo en cuenta que, a su vez, trabajo en este caso tiene un signifi-cado distinto del cotidiano). Otro ejemplo puede ser el término vivo, que en casasuele emplearse como antónimo de muerto, por ejemplo cuando decimos que hemoscomprado unos salmonetes que estaban casi vivos. Pero en biología vivo es antó-nimo de inanimado y, para el docente o el libro de texto, no hay duda de que losdinosaurios pertenecen a la categoría de seres vivos aunque el último de ellos hayamuerto hace millones de años (hay una interpretación de las relaciones de parentesco

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entre los vertebrados según la cual las aves tienen tanta relación con los dinosauriosque podríamos decir que pertenecen a ese grupo, y que por tanto los dinosaurios nohan desaparecido, pero esa es otra cuestión).

El problema quizás no es tanto que las palabras energía, vivo, u otras muchascomo fuerza, peso, masa o respiración, se empleen con significados diferentes, sinoque el profesor o profesora dé por supuesto que el alumnado tiene que ser conscientede estas diferencias, que debe saber cuándo se utiliza vivo, energía con el signifi-cado de casa o con el científico. Esto ocurre porque muchas veces el profesorado nose da cuenta del problema de comunicación que se genera, lo cual en la práctica delaula equivale a dejar en la sombra una parte de la explicación, a callarnos algunascosas que deberíamos dejar claras desde el principio.

Hacer explícitas las diferencias entre el lenguaje cotidiano y el científico nosignifica proponer que el segundo substituya al primero en cualquier contexto. Entérminos cotidianos hablamos de ahorrar energía, enunciado que, tomado literal-mente, es contradictorio con la primera ley de la termodinámica, según la cual laenergía no puede ser creada ni destruida, sino transformada de una forma a otra enun proceso en el cual una parte puede disiparse como calor. Resultaría absurdotrasladar la precisión científica a todas las conversaciones diarias, substituir eseenunciado por utilizar transformaciones más eficientes u otro semejante (porejemplo, si se trata de una campaña que pretende reducir el despilfarro de com-bustibles fósiles), ya que el término ahorrar es inmediatamente comprendido porel público y otros no lo son tanto.

Coincidimos con Mortimer (2000) en que, en una perspectiva revisada del cam-bio conceptual, la construcción de conceptos nuevos no presupone necesariamenteel abandono de las concepciones previas, sino la toma de conciencia del contexto enque cada concepto, el nuevo o el previo, es aplicable. La cuestión es poder utilizar unmismo término o concepto con distintos significados, pero siendo conscientes de quelo hacemos, lo que significa un mayor control de la propia cognición, del propioaprendizaje. Está claro que hablar de lenguaje científico, en casos como éste, se re-fiere no sólo a términos o etiquetas, sino también a conceptos e incluso a cuestionesontológicas, a lo que son o no son determinadas entidades. Se refiere, por ejemplo, adejar de considerar al calor como una sustancia.

Admitir las diferencias de contexto no significa renunciar a la precisión. Unasimplificación excesiva es la que lleva, por ejemplo, a hablar en la prensa de los pro-blemas causados por el efecto invernadero, y no, como sería adecuado, por el incre-mento del efecto invernadero. Hacerlo así escamotea el hecho de que el efectoinvernadero existe de forma natural y es necesario para la vida en la Tierra en lascondiciones actuales, y de que es el incremento del mismo debido a la actividadhumana lo que puede llevar al cambio climático.

En resumen, aprender ciencias es, entre otras cosas, aprender a hablar delmundo en otros términos. Como dijo, con hermosas palabras, Richard Feynman:

El mundo parece tan distinto después de aprender ciencias. Por ejemplo, los árboles

están hechos básicamente de aire. Cuando se queman, vuelven al aire, y en el calor lla-

meante se libera el calor llameante del Sol que fue aprisionado para convertir el aire

en árbol.

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Explicaciones en las clases de cienciasEs indudable que las explicaciones constituyen una parte fundamental de las

clases de ciencias. Sin embargo, como indican Ogborn y otros (1998) en un libro queproporciona una nueva forma de analizar las explicaciones y al que nos referiremos eneste apartado, no han recibido tanta atención en los últimos tiempos como los pro-blemas de aprendizaje del alumnado. En nuestra opinión, aunque enseñanza yapren-dizaje guardan estrecha relación, no podemos pensar en ambas cosas como unaentidad indivisible (a lo que induce quizás el que a veces aparezcan escritas como en-señanza-aprendizaje). La enseñanza, y en concreto las formas de explicar, ese aspec-to específico de la comunicación en clase, merece ser analizada por separado,aunque, por supuesto, sin perder de vista el aprendizaje.

Uno de los aspectos centrales del marco o lenguaje propuesto por Ogborn y suscolaboradores para describir las explicaciones en las clases de ciencias es la construc-ción de significados en ellas. Dicha construcción tiene cuatro partes o componentes:

La creación de diferencias.La construcción de entidades.La transformación del conocimiento.La imposición de significado a lo material.

En el cuadro 2 hemos representado en un esquema propio estos componentes ysus relaciones, los dos primeros de los cuales se discuten brevemente a continuación.

Decir que la existencia de diferencias en el conocimiento es el motor de la co-municación equivale a subrayar que la comunicación y específica mente las explica-ciones en clase suponen que una persona sabe algo y otra no, y que la primera explicalo que sabe a la segunda con el objetivo de que la diferencia desaparezca. Ogborn yotros llaman a esta diferencia tensión semiótica, utilizando una metáfora que lacompara con la tensión eléctrica. Crear esta tensión, estas diferencias, es, por ejem-plo, confrontar a los estudiantes con sus propios conocimientos, bien poniendo demanifiesto la necesidad de saber algo que no saben (diferencia entre lo que no sesabe y lo que se sabe), bien produciendo un conflicto entre lo que creen saber (y enconsecuencia lo que esperan o predicen) y un conocimiento contradictorio con esascreencias. Un ejemplo del primer tipo puede ser el siguiente problema:

¿Por qué razón los diabéticos tienen que ponerse la insulina por medio de una inyección? ¿Nosería más cómodo que la tomasen en comprimidos?

Este problema resulta difícil para el alumnado de bachillerato e incluso para al-gunos estudiantes universitarios de biología, a pesar de que teóricamente disponendel conocimiento necesario para resolverlo:

1. La insulina es una proteína (en muchos libros de texto aparece como ejem-plo de secuencia de aminoácidos).

2. Las proteínas son digeridas en el estómago, sean componentes de los ali-mentos u otra cosa.

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Cuadro 2. Nuestra versión de los componentes, según Ogborn y otros, de la construc-ción de significados en las explicaciones

necesidad deexplicación

Crear diferencias[saber o no saber)

I motor comunicación

Tensiónsemiótica como debe ser

Condensarfenómeno

en «nombre»

t

versus comoparece

Construir entidadesCONSTRUCCiÓN

DE SIGNIFICADOSImponer significados

a lo material

Analogía metáforasexplicación-relato

Transformarconocimiento

hacer visibleslas teorías____ ..J

DemostraciónNuevospersonajes

Representansuceso

t

3. La acción de una hormona como ésta depende de la molécula completa consu estructura secundaria y terciaria intacta (no de sus componentes).

El hecho de que, disponiendo de estos conocimientos, una parte del alumnadono sea capaz de ponerlos en relación para resolver el problema es una muestra deque, como señala Toulmin (1977) sólo llegamos a comprender el significado científi-co de un conocimiento cuando aprendemos a aplicarlo. Un modelo de esta aplicación(que, para llegar a dominar, tendrán que practicar ellos después) es la explicación deldocente.

Un ejemplo de experiencia que pretende provocar un conflicto del segundo tipopuede ser la que consiste en calentar una lata y taparla herméticamente, con lo cual,al enfriarse, se aplaste debido a la diferencia de presión entre el exterior y el interior,de modo que se pone de manifiesto que, en contra de la creencia de gran parte delalumnado, el aire tiene peso. Esto no significa que con la experiencia se resuelvan losproblemas, pues una parte del alumnado de secundaria la interpretará como la crea-ción de un «vacío» que «tira» hacia dentro de la lata. La creación de diferencias, detensión, es necesaria porque, como indican Ogborn y otros (1998), lo que resulta más

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difícil de explicar son las cosas que parecen obvias, que aparentemente no requierenexplicación (por ejemplo, cómo crece un bebé o por qué está oscuro el cielo por lanoche). Para salvar la distancia creada por las diferencias es necesaria la explicación,y una parte sustancial en ella es la construcción de entidades nuevas.

Explicar la presión atmosférica, la lata aplastada, requiere hablar en términosde moléculas que se agitan, de espacios entre ellas que aumentan o disminuyen conla temperatura, lleva a una nueva definición del calor. Interpretar la formación demadera de un árbol en términos de fotosíntesis precisa hacer entrar en escena enti-dades invisibles, como el dióxido de carbono, que reaccionan con otras visibles comoel agua, gracias a la energía de la luz solar.

Explicar es contar cómo unos personajes (moléculas, átomos y electrones,genes y cromosomas, células, mitocondrias y cloroplastos) actúan representando unsuceso, un fenómeno natural; es, en cierta forma, narrar una historia. En primerlugar es necesario presentar a los personajes, nombrarlos, definir o etiquetar estasentidades creadas por la ciencia. Y es importante, en nuestra opinión, no perder devista el objetivo de que los estudiantes aprendan a operar con ellas, de que, en unadistinción establecida por Deanna Kuhn, además de pensar sobre conceptos y teo-rías, piensen con ellos.

Otra manera de expresarlo -relacionada con la noción de los conocimientoscomo herramientas discutida en el capítulo «El aprendizaje de las ciencias: construiry usar herramientas»- consiste en decir que estos conceptos, ideas, términos y enti-dades, son recursos, herramientas para pensar científicamente, y una explicación delpapel que juegan la proporciona el concepto de mediador de Vygotski. Como se haindicado más arriba, para este autor los procesos de pensamiento, atención o memo-ria tienen su origen en actividades mediadas socialmente, y los mediadores son bienotras personas, bien herramientas que pueden ser de dos tipos:

Instrumentos materiales, es decir, herramientas técnicas. Por ejemplo, el mi-croscopio ha jugado un importante papel en la construcción de la teoría ce-lular, ya que posibilitó la observación y comparación de la estructura deplantas y animales, abriendo camino a la idea de que todos ellos están for-mados por células.Sistemas de signos (o símbolos), es decir, herramientas psicológicas.

Disponer de estas herramientas, de estos nuevos conceptos -qen, electrón, sub-ducción- modifica la propia función mental.

Definir un término no conlleva inmediatamente poder aplicarlo. En un libro queanaliza un tipo particular de explicaciones, las de los textos, Halliday y Martin (1993)ponen de manifiesto la enorme densidad del lenguaje científico, en el que un solotérmino puede condensar un complejo proceso. Consideremos, por ejemplo, el pro-blema de la sequía fisiológica: ¿por qué la mayoría de las plantas no pueden vivir enun lugar de alta salinidad? o, en un caso más contextualizado ¿por qué la niña le diceal Cid que, si le da cobijo, el rey «sembrará de sal el pobre campo que mi padre tra-baja»? La respuesta es ósmosis, pero este término contiene una serie de conocimien-tos sobre disoluciones, posibilidad de flujo de moléculas en una dirección y no enotra, modelo de partículas, etc.

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Uno de los objetivos que se propone la enseñanza de las ciencias es que el alum-nado se apropie de sus formas específicas de usar el lenguaje, que aprenda a hablardel mundo de otra manera, lo que constituye una parte de pensar científicamente.

Comunicación y transformación del discurso¿Son idénticos el discurso científico «interno» de la propia comunidad y el dis-

curso científico escolar? Parece evidente que ni lo son ni pueden serio. En este apar-tado se resumen algunas de las transformaciones que experimenta el discursocientífico empleado, por ejemplo, en una revista de investigación o en un libro paraespecialistas, cuando su receptor es un público no experto en la materia. Muchasde estas transformaciones son similares, sea el público receptor el alumnado de cien-cias, sea la población en general. En otras palabras, son las transformaciones que seemplean tanto al escribir un texto escolar (o explicar ciencias en clase) como al es-cribir un artículo de divulgación científica. Sutton (1997) se refiere al primer casoy el segundo ha sido analizado en distintos trabajos por Daniel Jacobi (1999), análi-sis que, en lo sustancial, consideramos válido para la comunicación escolar. Es im-portante reflexionar sobre cómo tienen lugar estos cambios si queremos promover eldesarrollo de las competencias de comunicación en el alumnado. Trataremos tres as-pectos de las transformaciones del discurso: la reformulación del vocabulario, el usode metáforas y la inclusión de imágenes e ilustraciones.

Léxico, vocabulario: mecanismos de reformulaciónLos problemas de comunicación derivados del uso del léxico científico son qui-

zás los percibidos en primer lugar por una mayoría del profesorado que, al escogerun libro de texto, se preocupa por el número de términos y sintagmas nuevos en losdiferentes temas y por la forma en que son introducidos. Consideremos el siguientepárrafo traducido de la página web de la Universidad de California donde se presentala investigación de Stanley Prusiner, descubridor de los priones, agentes de enferme-dades como la encefalopatía espongiforme bovina (senferrnedad de las vacas locas»]por lo que recibió el Nobel en 1997.

Un cambio conformacional posterior a la traducción tiene lugar en la conversión dela PrP celular (PrPC) en PrPSc, durante el cual las alfa-hé/ices se transforman en lá-minas beta.

Para comprenderlo es necesario conocer el significado específico que se da aconformación, que el diccionario define como 'colocación, distribución de las partesque forman un conjunto', pero que en biología se refiere a la disposición espacial deuna molécula (en este caso la proteína) a lo que se conoce como su estructura se-cundaria y terciaria, la forma y plegamientos que adopta, debido por ejemplo a en-laces entre distintos puntos de la molécula. De esta conformación dependen lasinteracciones de la molécula con otras y, en este caso, la nueva conformación beta-laminar es responsable de que la proteína priónica no sea inactivada por las proteasasni por las altas temperaturas que sí actuarían sobre la forma alfa-hélice.

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Algo semejante podríamos decir de otros términos como traducción, o de abre-viaturas como PrP (proteína priónica), cuyo desconocimiento puede bloquear la com-prensión del mensaje. Desde 1982, cuando Prusiner postuló por vez primera laexistencia de priones (de partícula proteínica infecciosa) hemos asistido a lo queLatour y Woolgar (1995) definen como la transformación de un enunciado hipotéti-co en un «hecho» científico. La identificación del agente de la enfermedad con unaproteína (carente de ácidos nucleicos) fue recibida con escepticismo por la comuni-dad científica, que dudaba de las posibilidades de multiplicación de una partícula queno tiene ADN ni ARN. Veinte años después pocos dudan en incluir a los priones, juntocon bacterias y virus, entre los agentes de enfermedades. Prión ha pasado a ser untérmino de circulación usual en la comunidad científica e incluso entre el público.

Es un proceso del enunciado al hecho y de éste al conocimiento implícito quepodemos representar, en la forma propuesta por Sutton (1997), por medio de cam-bios tanto en el lenguaje como en el estatus del conocimiento:

1. Enunciado con estotus provisional, dudoso: «Prusiner propone que los agentesque causan estos procesos degenerativos del sistema nervioso son proteínas».

2. Hecho aceptado: «Prusiner ha descubierto un nuevo tipo de agentes infec-ciosos, los priones».

3. Conocimiento implícito: «Los priones están presentes en el tejido nerviosode los animales afectados»,

Anteriormente, para aclarar el significado de conformación, hemos recurrido auna paráfrasis, a una explicación ampliada. Como indica Jacobi (1999), otro meca-nismo habitual de reformulación es la substitución de un término que se consideraininteligible o problemático por otro más frecuente. Por ejemplo, un libro de geolo-gía puede, a continuación de la palabra anticlinal, indicar que es un pliegue o, al in-troducir el proceso metamórfico de onotexio, aclarar que se trata de una fusión derocas y que este término en griego significa 'fusión'.

En ocasiones lo que es necesario aclarar no es un término, una sola palabra, sinoun sintagma, en el que el significado del conjunto no se deriva automáticamente delsignificado habitual de sus elementos. Por ejemplo rocas competentes son aquellasque, por ser rígidas, permiten la propagación unidireccional de los esfuerzos; ni com-petente ni incompetente poseen aquí el mismo significado que en otros contextos.

¿Y no sería posible -preguntan a veces los estudiantes- emplear sólo el términomás común, hablar de pliegue o de fusión, olvidar la complicada jerga científica? La res-puesta es que no es posible porque, aunque a veces se utilicen como sinónimos, los tér-minos científicos son muy específicos y, si bien todos los anticlinales son pliegues, notodos los pliegues son anticlinales. Esto nos lleva a la cuestión de las series supraorde-nadas: conjuntos de términos jerarquizados en un gradiente de especificidad creciente.

Fenómeno tectónico --1 deformación plástica --1 pliegue --1 anticlinal

Como indica Jacobi, aunque a veces se utilizan términos menos específicos dela misma serie como sinónimos de los más específicos, esto conlleva una pérdidade precisión, sacrificio sólo admisible en determinados contextos.

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Lenguaje figurado: metáforas y analogíasLas transformaciones del discurso a las que nos hemos referido hasta ahora tie-

nen por objeto palabras (términos) o grupos de palabras (sintagmas). Pero en otrasocasiones es necesario un recurso que pretende hacer más accesible el conocimientoal alumnado, presentando nuevos conocimientos, modelos e interpretaciones cientí-ficas por medio del lenguaje figurado, usando metáforas y analogías.

Para entender el papel de las metáforas en el lenguaje científico resulta útil ladistinción que establece Sutton (1997) entre dos funciones del lenguaje: sistema deetiquetado y sistema de interpretación. Como indica este autor, ambas funciones sonnecesarias y deben ser enseñadas y utilizadas en la clase de ciencias, pero el énfasisen las etiquetas puede llevar a una visión parcial que dificulte el procesamiento deideas por parte de la persona que aprende. El cuadro 3 recoge algunas de las dife-rencias señaladas por Sutton para estas dos perspectivas.

Cada una de estas visiones lleva, respectivamente, a dedicar más tiempo enclase a dar y recibir información, en un caso, o a discutir e interpretar, en el otro.Según Sutton, la visión del lenguaje como etiquetado concibe la comunicación comotransmisión, mientras que la que lo contempla como un sistema interpretativo serelaciona con la comunicación como persuasión, es decir, con el intento de que otraspersonas compartan un punto de vista. Si pretendemos que las ciencias sean vis-tas como algo más que una acumulación de hechos, es importante prestar atencióna la interpretación, a la persuasión que puede permitir construir lo que Sutton llamauna comunidad de pensamiento.

Una de las herramientas que los profesores y profesoras de ciencias utilizan confrecuencia en las explicaciones es el lenguaje figurado: las metáforas y las analogías.Como señala Sutton (1992), muchos de los propios términos científicos tienen su ori-gen en metáforas. Es el caso, por ejemplo, de campo magnético, debida a Faraday. Alhablar hoy de las células imaginamos la estructura un tejido, pero Hooke lo acuñó en1667 a partir de cello, 'celda o alvéolo de un panal', porque al observar al microsco-pio una muestra de corcho le pareció «perforada y llena de poros como un panal».

Cuadro 3. Distintas visiones del lenguaje (de Sutton, 1992, modificado)

VISTO COMO SISTEMA DE ETlOUETADO VISTO COMO SISTEMA DE INTERPRETACiÓN

En el aprendizaje se necesita una transmisióneficiente de profesor a alumno (receptor).

• Las palabras guían el pensamiento, subrayan-do rasgos a los que se atiende.Con el lenguaje se explora, imagina.Se escogen palabras que influyen en como sepercibe algo nuevo.

• Correspondencia simple entre las palabras yel mundo exterior.Con el lenguaje se describe, informa.Se descubre un hecho y después las palabraspara describirlo.

En el aprendizaje el proceso fundamental es lainterpretación activa y reexpresión de ideasde quien aprende.

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Sin embargo para Hooke célula no significaba, como para nosotros, la unidad de or-ganización de los seres vivos, sino que se preguntó si eran secciones de vasos oconductos sin llegar a resolverlo (Giordan, 1988); la teoría celular hubo de esperar casidoscientos años a que Schwann la formulase. Tanto en la historia de la ciencia comoen clase el significado de los términos, de las entidades científicas cambia, su capa-cidad explicativa aumenta.

Las metáforas y las analogías son recursos explicativos semejantes. Las analo-gías establecen una comparación que, a veces, tiene un carácter muy concreto. Porejemplo, cuando un alumno de secundaria, al observar por el microscopio unamuestra de tejido vegetal en la que aparecen estomas, dice que «parecen "donuts'»(Díaz de Bustamante, 1999), está recurriendo a una analogía. Lo mismo puede de-cirse del docente que compara las ondas sísmicas con las que produce una piedraarrojada al agua, o del que explica la necesidad de obtener energía mediante la nu-trición recurriendo al automóvil que necesita gasolina (en mi opinión esta últimaanalogía tiene un problema: refuerza la tendencia del alumnado a olvidar la impor-tancia de los nutrientes plásticos, nuestras «piezas de recarnbio»).

La metáfora traslada una idea de un contexto a otro. Si viajamos a Grecia, qui-zás nos sorprenda ver esta palabra escrita en la cinta transportadora de maletas delaeropuerto o sobre un gran camión de mudanzas. Lo que sucede es que metáforasignifica 'transporte' en griego, y consiste en una traslación del sentido de una cosaa otra. En nuestro caso se trata del paso de un modelo científico a un fenómeno fa-miliar para el alumnado. Así, por ejemplo, podemos citar la metáfora del sistemasolar para un modelo atómico, la construcción de palabras a partir de letras en elcódigo genético o la traducción de una lengua a otra para explicar la transcripciónde ADN a ARN y la traducción de ARN a proteínas. Otra metáfora es la utilizada porLuffiego y otros (1994) para explicar la dinámica de sistemas no deterministas: esimposible predecir la trayectoria o la posición final de una bola arrojada sobre unsombrero esférico (o una taza sin pie) situado boca abajo, mientras que sí podríapredecirse en el sombrero o la taza boca arriba (sistemas deterministas), puesto quecaería en la concavidad.

En resumen, al explicar ciencias utilizamos metáforas y analogías, algunas ex-plícitas, otras de origen ya olvidado, con el objetivo de transformar el conocimiento,de imponer nuevos significados al mundo material.

El papel de las imágenes en el discurso científicoEs difícil concebir un texto de ciencias, sea escolar o de divulgación, sin ilustra-

ciones: dibujos, esquemas, fotografías o micrografías, diagramas y gráficos. Aunque aveces se da por supuesto que el papel de las imágenes es el de ilustrar las explicacio-nes del texto, lo cierto es que constituyen un mensaje que puede ser paralelo o com-plementario al del texto, e incluso contradictorio con él. Por ejemplo, cuando en unlibro de ciencias de primaria se representa la fotosíntesis en un dibujo en el que sóloaparecen el agua y el C02 (entrando en la hoja) y el 02 (saliendo), sin ninguna men-ción a la glucosa o al almidón, se está favoreciendo una percepción (frecuente entreel alumnado) de la fotosíntesis como un intercambio gaseoso (a veces entendido como«opuesto» a la respiración), sin tener en cuenta la síntesis de materia orgánica.

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Las ilustraciones desempeñan un papel crucial en la visualización de entidadesno visibles, como, por ejemplo los vectores que representan las fuerzas que actúansobre un objeto, o de otras que el ojo humano no puede percibir, la disposición delos átomos en una molécula, el interior de una célula o la representación de interac-ciones mediante partículas virtuales. No siempre se trata de entidades demasiado pe-queñas. Las ilustraciones también pueden representar otras muy grandes, como lascapas que constituyen el interior de la Tierra, cuya existencia conocemos por datosindirectos, como su comportamiento ante las ondas sísmicas. Un mapa geológiconos ayuda a conocer los distintos tipos de rocas presentes en una región de unaforma más inmediata que la observación directa en el campo, donde las rocas pue-den ser difíciles tanto de observar directamente, debido a la cubierta de vegetación,como de distinguir unas de otras para quienes no son expertos.

Las imágenes científicas tienen sus propios códigos que es preciso conocer parapoder interpretarlas. Sin embargo ocurre a veces que el profesorado da por supues-to que el alumnado conoce estos códigos y no dedica suficiente tiempo a hacerlosexplícitos. Así, por ejemplo, los cortes de las células representados en los libros pue-den favorecer la imagen de una célula plana, no tridimensional (Díaz y Jiménez,1996) y, como se indica en este trabajo, parte de los estudiantes muestran otras di-ficultades, como la atribución de rasgos macroscópicos a una muestra microscópica(por ejemplo, dibujar la epidermis de cebolla como aros concéntricos); los problemaspara reconocer una orientación diferente de la habitual (por ejemplo, células en mi-tosis vistas desde un polo); o dificultades en pasar de una escala a otra. En las ilus-traciones de células se presentan a veces mezcladas imágenes procedentes demicroscopía óptica y electrónica, sin aclarar las diferencias entre unas y otras, mos-trando, por ejemplo, la estructura de las mitocondrias o los cloroplastos como si pu-diera observarse al microscopio óptico. Otro ejemplo puede ser la coloración en rojoy azul de la sangre arterial y venosa en un esquema de la circulación en el cuerpohumano, que puede llevar a confusión.

En resumen, hay que tener en cuenta que la información visual empleada en lostextos y clases de ciencias tiene un lenguaje propio, y que es preciso dedicar algúntiempo a trabajarlo con el alumnado para que pueda aprovechar todas sus posibili-dades y utilizarlo en la medida de lo posible. Es una forma más de comunicación, unaforma que en la actualidad cobra gran importancia y que merece nuestra atención.

Razonamiento y argumentación:justificar conclusiones con datosPor argumentación se entiende la capacidad de relacionar datos y conclusio-

nes, de evaluar enunciados teóricos a la luz de los datos empíricos o procedentes deotras fuentes. La enseñanza de las ciencias debería dar la oportunidad de desarro-llar, entre otras, la capacidad de razonar y argumentar, ya que uno de los fines delas ciencias es la generación y justificación de enunciados y acciones encaminadosa la comprensión de la naturaleza. Para poder construir modelos, explicaciones del

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mundo natural y operar con ellos, las y los estudiantes, además de aprender signifi-cativamente los conceptos implicados, necesitan ser capaces de escoger entre dis-tintas opciones o explicaciones y de razonar los criterios que permiten evaluar laopción más adecuada. En la comunidad científica, estas elecciones tienen lugar enel marco de debates; en clase, el diálogo argumentativo se lleva a cabo presentan-do posiciones opuestas y las pruebas o fuentes que las apoyan, estableciendo un tipoespecífico de comunicación.

Un ejemplo pueden ser las distintas teorías orogénicas que, a lo largo de la his-toria, han intentado explicar el origen de las montañas. Dejando aparte las explica-ciones fijistas, durante la primera mitad del siglo xx, competían dos teorías: lacontracción terrestre y la deriva continental propuesta por Alfred Wegener. En la ac-tualidad diferentes datos, como la expansión de los fondos oceánicos, el bandeadomagnético, la progresión de la separación entre Eurasia y América, convergen en latectónica de placas o tectónica global que incorpora, revisada, la hipótesis de Wege-ner, y establece una relación entre la formación de las montañas y los movimientosde las placas. La teoría de la contracción sostenía que el único agente capaz de pro-ducir grandes transformaciones era el calor, y que la Tierra, al irse enfriando, se con-traía, con lo cual su corteza se plegaba. Algunas objeciones de Holmes, partidario deWegener, para oponerse en 1942 a la contracción fueron las siguientes:

Si la Tierra se contrajese como una manzana seca, los pliegues estarían dis-tribuidos uniformemente, en vez de localizarse en algunas regiones.El enfriamiento hubiera debido hacerse progresivamente más lento y losintervalos entre orogenias cada vez más largos. Pero no responden a estepatrón.Es improbable que en los últimos 200 millones de años la Tierra se hayaenfriado lo suficiente para proporcionar una contracción como la oroge-nia alpina.En el cuadro 4 se representa el argumento de Holmes con las dos primerasobjeciones, en un formato propuesto por Stephen Toulmin.

Cuadro 4. Argumento de Holmes en formato de Toulmin

DATOS CONCLUSiÓN

Iporque

fI

porque

f

El origen delas montañas no

se debe a lacontracción.

• Relieve terrestre.• Datación

orogenias.

por tanto

Justificación 1 las montañasno presentandistribuciónuniforme.

los intervalos Justificación 2entre orogeniasno son mayores

cada vez.

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La elección entre teorías que compiten se basa en los datos disponibles, en laforma en que concuerdan o no con la teoría. En un libro sobre el papel central de lasteorías en la enseñanza de las ciencias Duschl (1997) propone algunos ejemplos deeste tipo de elecciones.

La perspectiva que contempla el aprendizaje de las ciencias como argumentación,como debate entre ideas, y no sólo como exploración ha sido propuesta por DeannaKuhn (1993), para quien la capacidad de emitir juicios razonados debe ser conside-rada parte de «pensar bien», Es importante aclarar la relación entre argumentación yrazonamiento, pues aunque algunos autores ven la argumentación sólo como unaforma del razonamiento lógico, nosotros (siguiendo a Hintikka) distinguimos entrela lógica formal, y la lógica y argumentación en el discurso natural. La primera esmás útil para analizar el conocimiento establecido que para interpretar la comuni-cación en las situaciones en que se está generando conocimiento nuevo (Jiménez yDíaz, en prensa). Por ejemplo, al resolver un problema en clase o en el laboratorio,pueden formularse enunciados no totalmente correctos, o incluso falacias desde laperspectiva de la lógica formal, pero que al mismo tiempo constituyen pasos fruc-tíferos en la construcción del conocimiento. En el siguiente fragmento alumnos de3.° de ESO (15 años) están intentando identificar una muestra desconocida en unapreparación microscópica, averiguar si es animal o vegetal y si tiene más de un tipode células:

114 FLAVlo: Esto no tiene estomas.115 FABRI:Pero tenía el coso verde. íEh! Lo que ... yo creo es clorofila.

El argumento de Fabri puede cumplir su función en el diálogo: persuadir a losdemás de que la solución propuesta (es una muestra vegetal) es correcta, a pesar deque una de las premisas sea falsa o al menos incierta, pues que una estructura celu-lar se vea verde a través del microscopio no significa necesariamente que sea cloro-fila, sino que puede deberse a una tinción. Esto invalidaría el argumento desde elpunto de vista de la lógica formal, pero en el proceso de argumentación de los estu-diantes, que más adelante llegan a concluir que se trata de tejido conductor vegetal,ha constituido un paso adelante. En otras palabras, la argumentación en el contextoeducativo, de aprendizaje de las ciencias, que tiene una dosis de ambigüedad, no serige exactamente por los mismos patrones que la argumentación en filosofía, quesigue las reglas de la lógica, que demandan abstracción y precisión.

En el proyecto RODA de la Universidade de Santiago de Compostela se prestaatención al discurso del aula, a las conversaciones de alumnado y profesorado y delos estudiantes entre sí, con el objetivo de analizar el sistema de comunicación en lasclases de ciencias, de identificar procesos de aprendizaje u obstáculos al mismo y deanalizar el razonamiento argumentativo del alumnado, cómo llegan a conclusiones ycómo las justifican. Aunque todos los argumentos están situados, es decir, influidospor una cultura dada, por una época, por una ideología determinada, esto no implicaque sean totalmente relativos, ya que, en una gran parte de los casos, existen criteriospara comparar enunciados alternativos y escoger el más adecuado. Es importante

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Comunidades de pensamiento:hablar ciencias y hacer ciencias

tener en cuenta que, cuando los estudiantes dialogan, cuando hablan de cuestionesde ciencias, no siempre están transfiriendo información, explicándole algo a otra per-sona, sino que muchas veces están explicándoselo a sí mismos, tratando de com-prenderlo mejor.

La comunicación en el aula debería permitir a los participantes construir sig-nificados compartidos (tanto en la dimensión cognitiva como en la social), peroesto no siempre ocurre, ya que los estudiantes pueden compartir tareas o actividadessin compartir conocimiento, y ésta es una de las razones por las que, en la práctica,distintos estudiantes de un mismo grupo tienen diferente acceso al conocimiento.

Si las explicaciones y la transformación del discurso se refieren fundamental-mente a la comunicación entre profesorado y alumnado, la argumentación y la ense-ñanza recíproca en las comunidades de aprendizaje a las que nos hemos referido en elcapítulo «El aprendizaje de las ciencias: construir y usar herramientas» se refieren sobretodo a la comunicación de los estudiantes entre ellos. Lemke (1997) ha acuñado la ex-presión hablar ciencias para caracterizar las situaciones de clase donde se produceverdadera comunicación entre el alumnado, donde discuten problemas entre ellos, re-dactan informes o hacen preguntas sobre lo que les interesa, en oposición a lo que hallamado diálogo triádico, que está caracterizado por el esquema pregunta del docen-te-respuesta del estudiante-evaluación del docente, es decir, situaciones en las que lasy los estudiantes sólo intervienen para responder a una pregunta del profesor.

Una destreza específica de comunicación, que puede considerarse parte de estehablar ciencias, es la capacidad de escribir textos científicos. Como señala Sanmartí(1997), aprender ciencias requiere apropiarse de las formas lingüísticas de formalizar lacultura científica, transmitidas fundamentalmente a través de textos escritos. Para estaautora muchas de las demandas que se hacen al alumnado en la clase de ciencias (ex-plicar, razonar, o argumentar) pueden no ser entendidas en el sentido deseado por eldocente, ya que el texto científico posee una serie de rasgos, como precisión o uso deléxico que no tienen por qué poseer otros textos. Por ello Sanmartí propone enseñar aescribir (además de a leer y a hablar de ciencias) textos científicos, distinguiendo entretextos descriptivos y justificativos/argumentativos y proponiendo criterios para queel alumnado pueda regular su propio aprendizaje en este terreno y valorar la calidadde los textos (cuestiones que también se desarrollan en Izquierdo y Sanmartí, 2000).Naturalmente, un factor que influirá en la calidad de los textos producidos por elalumnado es la calidad de los libros y otros materiales curriculares utilizados en clase.Lloréns (1997) ha elaborado una detallada propuesta de indicadores para evaluar ellenguaje empleado en ellos, tanto desde puntos de vista relacionados con la comuni-cación, como en cuanto al modelo de aprendizaje que revelan.

En nuestra opinión, lograr que los alumnos hablen y escriban ciencias tiene quever con varias dimensiones, entre las cuales se encuentran: el clima del aula, de diá-

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logo y respeto mutuo, la metodología del profesorado y el diseño de actividades deinstrucción, que constituyan problemas auténticos, es decir, relevantes para la vidadel alumnado y que al ser resueltos ponen en juego formas de trabajo propias de lacomunidad científica. De esta forma puede llegar a constituirse una verdadera co-munidad de pensamiento y de aprendizaje en clase.

Una perspectiva complementaria es la que contempla las clases de cienciascomo uno de los lugares donde se produce y se utiliza el conocimiento científico.Parte de la idea de que los laboratorios de investigación no son el único lugar dondese moviliza este conocimiento, sino que en la sociedad actual hay otras situaciones(por ejemplo, el sistema judicial -pruebas de ADN-, las asociaciones de apoyo a en-fermos del sida o de Cron, los movimientos ecologistas) en las que se utiliza activa-mente el conocimiento científico y se puede llegar, en algún caso, a modificar lapráctica. Las clases de ciencias pueden llegar a ser uno de estos lugares, una comu-nidad de producción de conocimiento, de utilización activa, y no sólo un lugar dondeel alumnado sea receptor pasivo.

Podrían resumirse algunas de las ideas discutidas en este apartado con unafrase del filósofo de la ciencia Stephen Toulmin (1977) según el cual cada uno de no-sotros piensa sus propios pensamientos, pero los conceptos los compartimos connuestros semejantes. En otras palabras, pensamos con conceptos colectivos, y, aun-que es innegable que muchas grandes ideas han nacido en la mente de una persona,de un individuo, también es cierto que su desarrollo se produce en la interacciónentre varias personas, en el seno de un grupo, por medio de la comunicación. Es im-portante, pues, devolver a la comunicación, a las palabras, al lenguaje, un papel cen-tral en el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias.

Bibliografía comentadaAA.W. (1997): Monografía «Lenguaje y comunicación». Alambique, n. 12, pp. 5-85.

Monográfico coordinado por A. Caamaño sobre estas cuestiones, que incluyeartículos como los de Sutton, Sanmartí y Iloréns a los que se ha hecho refe-rencia y, en general, proporciona una panorámica sobre diferentes facetas dellenguaje en la clase de ciencias.

OGBORN, J.; KRESS,G.; MARTlNS, l.: McGILLlCUDDY, K. (1998): Formas de explicar. Laenseñanza de las ciencias en secundaria. Madrid. Santillana.Este interesante libro es uno de los pocos trabajos que centra su atención en elprofesorado más que en el alumnado y, específica mente, en las característicasde las explicaciones en clase.

TOULMIN, S. (1977): La comprensión humana. 1 El uso colectivo y la evolución de losconceptos. Madrid. Alianza Universidad.Este libro del filósofo Stephen Toulmin sigue constituyendo, al cabo de casitreinta años, una visión muy sugerente sobre la forma en que los seres huma-nos utilizamos los conceptos. Muchas personas pueden sorprenderse al encon-trar en él ideas de Toulmin que fueron tomadas por el modelo de cambioconceptual.

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