En conformidad con el objetivo de la educación científica, enseñar a los y las estudiantes a pensar por medio de las teorías para dar sentido al mundo (Izquierdo, 2000a) o como lo propone la OCDE (2006) formar personas capaces de tomar decisiones fundadas y de comprender y participar de sociedades donde el conocimiento científico esta inmensamente presente, se ha reconocido que el modelo cognitivo de ciencia (Giere, 1992) proporciona herramientas desde la epistemología naturalizada (Toulmin, 1977) y de la actividad científica escolar (Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2003), para la construcción de modelos con fines cognitivos, epistémicos y valóricos en un momento histórico, social y cultural determinado, los que permiten dar cuenta de la ciencia escolar, específicamente de la química en el contexto educativo.
La idea central de la ciencia cognoscitiva es que los hombres y mujeres producen representaciones internas de su ambiente, así como de sí mismos, representaciones internas mentales se denominan como ‘esquemas’ ‘mapas cognoscitivos’ ‘modelos mentales’. Estas representaciones pueden ser de mayor o menor complejidad, mediante por ejemplo el uso de símbolos, fórmulas y pueden constituir teorías mediante familias de modelos. Esta construcción de modelos o representaciones de los hechos del mundo en hechos fundamentados con teoría científica, constituyen un proceso de modelización científica, en el que tanto los químicos y las químicas como los escolares atribuyen sentido a la actividad científica.
En este proceso de modelización científica, se construyen representaciones de similitud más no de correspondencia (no son conexiones lógicas), en vista que éstas van a caracterizarse por ajustarse a ciertos aspectos y grados, a diversos propósitos, representaciones limitadas que no son verdaderas ni falsas, sólo describen ciertos hechos para los cuales dan explicaciones. Así las representaciones que se construyen y reconstruyen pueden recurrir a analogías y metáforas que permiten la evolución de estas representaciones en modelos teóricos de diversa naturaleza que permiten comprender y explicar el mundo, desde esta perspectiva se puede asumir este proceso como cambio conceptual, en el cual se construyen activamente representaciones mediante procedimientos problemáticos de la misma manera como se ha visto que ocurre en la Historia de la Ciencia, por esta razón los procesos históricos proporcionan un modelo para la actividad de aprendizaje. Es decir, que las representaciones evolucionan admitiendo procesos de variabilidad, adaptación y selección, por lo que el estudio cognitivo de la ciencia da lugar a una epistemología evolutiva (Toulmin, 1977).
Según señala Izquierdo et al (2007), los procesos de modelización científica en el contexto escolar son más complejos porque tienen dos dimensiones principales que se han de considerar simultáneamente:
La intervención en los fenómenos que van a ser científicos porque generan preguntas que se van a poder responder mediante los modelos científicos. El desarrollo personal del estudiantado y la superación de sus problemas de
De tal manera, que la autora establece la necesidad de formular preguntas relevantes para los y las estudiantes, para llegar a comprender cómo funcionan, pero que a la vez se ha de aprender a identificar las dudas y dificultades en cada uno de ellos y ellas. Esto hace que se reconsideren los programas curriculares de educación en química particularmente, se orienten hacia la enseñanza-aprendizaje-evaluación de hechos relevantes en la disciplina y que puedan dar lugar a una intervención significativa para los participantes del proceso educativo, la formulación de preguntas (Márquez, 2006) y los procesos reflexivos de la actividad escolar. “No es la ciencia de los químicos la que decide los contenidos de la química escolar, sino una reflexión propia del profesorado de ciencias, para identificar qué cosas se van a aprender a partir de aquella actividad científica escolar que sea factible” (Izquierdo et al, 2007, p.100).
Las teorías científicas escolares son diferentes de las teorías científicas eruditas tanto en sus aspectos representacionales como lingüísticos (Galagovsky y Adúriz-Bravo, 2001), aún en cuando ambas están caracterizadas por su poder explicativo es decir, las primeras evolucionarán cada vez a teorías más elaboradas incorporando y/o mejorando su lenguaje, técnicas de representación y procedimientos de aplicación. Como señala Izquierdo et al (2007), el lenguaje y la experimentación son dos elementos importantes para el modelo cognitivo de la ciencia escolar, son instrumentos para construir ideas científicas en la medida en que se piensa, se actúa y se comunican.
La actividad científica (química) escolar bajo el modelo cognitivo considera además una relación reticular entre los elementos cognitivos que intervienen en el razonamiento científico conocimiento, experiencia y lenguaje (Guidoni i Mazzoli, 1990 citado en Izquierdo y Aliberas, 2004). La experiencia es
el camino de interacción directa con la realidad, el conocimiento viene cuando la realidad material es reconstruida a través del lenguaje de manera autónoma, cada uno de estos elementos requiere del otro para lograr una actividad científica funcional. La construcción del hecho científico, que es la tarea cognitiva más compleja requiere de actuación material, el modelo instrumental y el modelo del fenómeno (teórico), pero además, como lo señala Laudan (1986) estos elementos se encuentran relacionados para cumplir una meta ‘saber para qué’ al reconocer que la actividad científica es una actividad humana intencionada y por ello también se consideran valores y reglas que garantizan el proceso (Figura 2.3).
Figura 2.3. Conocimiento, lenguaje, experiencia, valores y reglas: elementos que se interrelacionan e intervienen en el razonamiento científico.
Tomado de: Izquierdo y Aliberas, 2004, p. 42.
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