Diplomado en educación en ciencias Aportaciones de la filosofía e historia de la ciencia para la educación en ciencias

1. Diplomado en educación en ciencias Aportaciones de la filosofía e historia de la ciencia para la educación en ciencias Mario Mendoza Toraya Septiembre- octubre de 2005

2. La ciencia y su transcurrir en el tiempo Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

3. La ciencia y su transcurrir en el tiempo Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

4. La ciencia y su transcurrir en el tiempo Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

5. La ciencia y su transcurrir en el tiempo Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

6. La ciencia y su transcurrir en el tiempo Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

7. Pero……. ¿Qué es eso que llamamos “la ciencia”? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

8. Y…….. ¿Qué entendemos por “el método científico”? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

9. La ciencia ¿Qué es la ciencia? Si queremos comprender que es eso que llamamos “la ciencia”, debemos reflexionar sobre lo que hacen los científicos, cómo lo hacen y sobre los resultados que obtienen. Pero también, debemos reflexionar sobre cómo se hace ciencia, qué es lo que produce, y cómo es posible esa producción. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

10. El estudio de la ciencia • ¿Podemos responder qué es la ciencia con una simple definición? • ¿De qué forma podemos responder a la pregunta anterior? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

11. El estudio de la ciencia Hay varias disciplinas que se preocupan por analizar esas preguntas y sobre los problemas que implican: • La filosofía de la ciencia • La sociología de la ciencia • La historia de la ciencia • La antropología de la ciencia Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

12. El estudio de la ciencia Para poder responder a esas preguntas, desde las disciplinas anteriores, el punto de partida ha consistido en considerar que las ciencias constituyen una parte de la realidad social y consisten en un complejo de actividades, de creencias, de saberes, de valores y normas, de costumbres, de instituciones, etc.(Olivé, 2000). Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

13. El estudio de la ciencia Así, estas disciplinas han intentado responder a la pregunta “¿Qué es la ciencia?” a través de diversos estudios empíricos, pero la simple pregunta ha hecho surgir otras cuestiones, por ejemplo: ¿Cuál es la naturaleza de las teorías científicas? ¿Cuál es su estructura lógica y cómo se desarrollan? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

14. El estudio de la ciencia ¿Cómo identificar las teorías? ¿Qué es una explicación científica? ¿Cuántos tipos de explicaciones hay? ¿Cuál es el papel de la observación y la experimentación? ¿Cuál es relación entre la observación y la teorías científicas? ¿Las observaciones son neutrales con respecto a los conocimientos teóricos? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

15. El estudio de la ciencia Pero existen otras preguntas con un contenido más social: ¿Qué son las comunidades científicas? ¿Cómo funcionan? ¿Cuál es el papel en la generación, la aceptación, la preservación, la transmisión y el desarrollo del conocimiento? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

16. Comencemos con el estudio Una opinión de sentido común ampliamente compartida sobre la ciencia: • El conocimiento científico es conocimiento probado. • Las teorías científicas se derivan, de algún modo riguroso, de los hechos de la experiencia adquiridos mediante la observación y la experimentación. • La ciencia se basa en lo que podemos ver, oír, tocar. • Las opiniones y preferencias personales y las imaginaciones especulativas no caben en la ciencia. • La ciencia es objetiva. • El conocimiento científico es fiable porque es conocimiento objetivamente probado. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

17. Continuamos con el repaso…. • Las opiniones anteriores resumen lo que en la época moderna es la noción tradicional sobre lo que es el conocimiento científico y la ciencia. • Esta opinión se hizo muy popular como consecuencia de la “revolución científica” que tuvo lugar en el siglo XVII y XVIII. Ejemplo de ello: el filósofo Francis Bacon y contemporáneos, resumían la actividad científica de la época insistiendo en que si queremos entender la naturaleza debemos consultarla. “La ciencia es la mejora del hombre en la tierra y esa finalidad se logra recogiendo hechos a través de la observación organizada y derivando de ellas teorías”. • Estimulados por los éxitos de los “grandes experimentadores”, como Galileo Galilei, consideraron cada vez más al experimento como la única fuente del conocimiento. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

18. Otras propuestas: Estudio de varias disciplinas: Filosofía de la ciencia Historia de la ciencia Sociología de la ciencia ¿Quién es? Ciencia (química) Problemas lógicos Problemas metodológicos Problemas del desarrollo de la ciencia La organización de la ciencia en ese momento Una propuesta: Siguió el método científico clásico: Observó en varias ocasiones Realizó una hipótesis Formuló una teoría Verificó sus datos Concluyó La actividad científica constituye una parte de la realidad social que consiste en: un complejo de actividades creencias saberes valores y normas costumbres instituciones Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

19. El estudio de la ciencia Aquí está el detalle: Lo anterior nos lleva a que cada estudio, historia u obra de divulgación de la ciencia va acompañada de una imagen de la ciencia (la que tenga el escritor, el profesor, científico, divulgador, etc.). Así, con otros enfoques, podríamos repetir la historia de Lavoisier. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

20. Otras imágenes Sociedad Imagen tradicional Ciencia Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

21. El estudio de la ciencia Una de las consecuencias que ha producido los estudio de la ciencia realizados por las disciplinas mencionadas hasta ahora, ha sido obtener una imagen más compleja (¿completa?) de la ciencia. Dos de las preguntas más importantes son: ¿Las teorías y los métodos en las ciencias cambian a lo largo de la historia? ¿Cómo cambian? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

22. Pero para poder comprender esas imágenes, debemos entender los diversas formas en las que se ha estudiado a la ciencia 1920 Empirismo lógico 1930 Racionalismo lógico Historia de la ciencia (nuevos enfoques) 1960 Kuhn (Historicismo) 1970 Programa fuerte de la sociología de la ciencia Estudios Sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad 1940 Merton y sociología de la ciencia 1980 Estudios de laboratorio Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

23. La primera imagen: Empirismo lógico. El Círculo de Viena • El Círculo de Viena se constituyó en 1922, en torno a la cátedra de filosofía de las ciencias inductivas. En 1929 adquirió consistencia como una escuela con concepciones propias sobre la ciencia. Sus miembros fueron en su mayor parte personas con formación científica: Karl Menger, Hans Hahn, Philipp Frank, Kurt Göedel acudían a las reuniones de Carnap, Neurath, Schlick. • Sus tesis básicas consistían en la combinación y reinterpretación de posturas provenientes de las ideas de Comte y Hume. A partir de los años 30 se le denominó positivismo lógico. • El proyecto del Círculo estribó en conformar una filosofía científica. Las matemáticas (y la lógica), así como la física, eran los dos grandes modelos a los que debía tender toda forma de discurso científico. Su premisa era: “Hay que tratar sobre los fundamentos lógicos de todos los ámbitos científicos, y no sólo de la matemática y de la física”. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

24. El Círculo de Viena, la unidad de las ciencias y el inductivismo • Uno de los principales objetivos perseguidos por el Círculo se concentraba en convocar a científicos de diversas disciplinas para reflexionar sobre la unidad de la ciencia y cómo lograrla. Los problemas de la inducción, la probabilidad. Las aplicaciones de la lógica a otras disciplinas, la sociología científica y la historia de la ciencia fueron señalados como ámbitos de trabajo. • La unidad de la ciencias tenía como objetivo crear un lenguaje común (llamado fisicalista desarrollado por Otto Neurath) para todas las ciencias y perfectamente entendible por cualquier persona. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

25. El Círculo de Viena, la unidad de las ciencias y el inductivismo • La reducción a ese lenguaje fisicalista era, pues, el medio de llevar a cabo el programa para la unificación de la ciencia, y para ello se debía partir siempre de enunciados empíricos, y preferentemente observacionales. • Según la postura anterior, la ciencia comienza a partir de los sentidos (la observación) y su relación con la naturaleza. • Los enunciados a los que se llega de este modo (llamados enunciados observacionales) forman la base de la que se derivan las leyes y teorías que constituyen el conocimiento científico. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

26. Enunciados singulares y enunciados universales • Dentro del inductivismo, que sirve como base para la formulación de leyes y teorías, existen dos tipos de enunciados: • Enunciados singulares: se refieren a un determinado acontecimiento o estado de cosas en un determinado lugar y momento. El papel de tornasol se vuelve rojo al ser sumergido en el líquido. • Enunciados universales: se refieren a todos los acontecimientos de un determinado tipo en todos los lugares y en todos los tiempos. Los ácidos vuelven rojo el papel de tornasol. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

27. Razonamiento inductivo • El tipo de razonamiento analizado se denomina inductivo y el proceso por el que se lleva a cabo se denomina inducción. • Así, para el inductivista el conocimiento científico se construye mediante la inducción a partir de la base segura que proporciona la observación. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

28. Razonamiento deductivo • Para el razonamiento deductivo, una vez que se cuenta con leyes y teorías universales es posible extraer de ellas diversas explicaciones y predicciones. Leyes y teorías Deducción Inducción Predicciones y explicaciones Hechos adquiridos a través de la observación Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

29. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. Analizar la ciencia concentrándose en cuestiones acerca de la confirmación de hipótesis mediante la evidencia, la naturaleza de las leyes y teorías científicas. La ciencia es un saber que se distingue del resto de las actividades culturales por haber adquirido un método especial que constituye un modo privilegiado de conocer al mundo. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

30. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. La ciencia es una actividad que acumula conocimientos por medio de la evaluación de teorías a través de un método que permite su confrontación con el mundo natural. Existe una relevancia a la lógica de la confirmación, la estructura lógica de las teorías y la lógica de la explicación. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

31. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. El método científico es un conjunto de procedimientos que permite hacer investigaciones sistemáticas y que tienden hacia el descubrimiento de verdades: diferentes científicos pueden hacer los mismos experimentos y a partir de esta evidencia pueden aceptar o rechazar la misma hipótesis. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

32. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. Para el positivismo lógico: El significado de una teoría viene de consideraciones lógicas y empíricas que la hacen verdadera o falsa. Las teorías científicas se construyen a través de la manipulación lógica de observaciones. El método científico transforma datos individuales en generalizaciones. El progreso científico consiste en un aumento en el número y el rango de las observaciones que la teoría indica. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

33. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. El proceso de generación de teorías es un proceso inductivo: los hechos individuales se convierten en afirmaciones generales. El primer cuervo es negro El segundo cuervo es negro El tercer cuervo es negro Conclusión: Todos los cuervos son negros La inducción nos ayuda a cubrir nuevos casos y garantizamos el avance de la ciencia. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

34. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. Un problema: El primer cuervo es negro El segundo cuervo es negro .::::::: .::::::::: El n cuervo es negro Conclusión: Todos los cuervos son negros ¿Qué sucedería en el caso n+1? ¿Si aparece un cuervo no negro? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

35. Positivismo lógico. Ideas de ciencia y método científico. Contexto de justificación: Formular con precisión las reglas lógicas del método que garantizan la correcta práctica científica y el conocimiento auténtico y verdadero. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

36. Analicemos un ejemplo Alrededor de 1800, los astrónomos trabajaban aún en la elaboración de tablas y gráficas de la posición de los planetas apoyados en los modelos Newtonianos. Sin embargo, Urano, el planeta más externo, causaba algunas dificultades pues su posición observada difería notablemente de lo calculado por los modelos. La diferencia era mucho mayor que la que podía atribuirse a errores de medición. ¿Qué estaba pasando? Hacia 1843, J. C. Adams y Le Verrier, independientemente propusieron que la órbita de Urano podía ser calculada con modelos newtonianos si se consideraba que un planeta adicional, externo, cuyo campo gravitacional producía efectos sobre Urano, por lo que este se alejaba de las predicciones newtonianas previas (modelos de siete planetas). Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

37. Analicemos un ejemplo Adams y Le Verrier elaboraron el modelo correspondiente y calcularon la posición del planeta externo a partir de la órbita de Urano. Los astrónomos de diversos observatorios buscaron el planeta en el cielo: En 1846 el planeta fue observado justo donde se predijo; recibió el nombre de Neptuno. Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005

38. ¿la observación es guiada por la teoría? Diplomado en educación en ciencias. Sep-Oct 2005