Sven-Olof Holmgren: la educación de las ciencias es más compleja que la física de partículas Inspire article

Traducido por Rafael Martínez-Oña. ¿Cree usted que la física de partículas es un tema complejo? Sven-Olof Holmgren no estaría de acuerdo teniendo en cuenta que él ha pasado de la investigación básica a la educación de las ciencias. El habla con Lucy Patterson y Marlene Rau acerca de…

Sven-Olof Holmgren
Imagen cortesía de Kajsa Kax
Wåghals

Sven-Olof Holmgren comenzó su carrera como físico de partículas. Obtuvo su doctorado en 1970 y una plaza de profesor en la Universidad de Estocolmo, Suecia, en 1992, donde también trabajó como Jefe del Departamento de Física durante varios años. Durante este período, Sven-Olof y su grupo trabajaron en una serie de grandes experimentos, incluyendo varios en el CERNw1 en Ginebra, Suiza.

Involucrados tanto en el desarrollo de detectores como en el análisis de datos, recientemente han trabajado en el detector ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El grupo de Sven-Olof ha diseñado y fabricado la electrónica de los paneles de lectura para el calorímetro, que recogerá la energía depositada por las partículas secundarias en las colisiones protón-protón. Por supuesto, Sven-Olof está ansioso por ver los resultados que ofrecerá el LHC: «Después de décadas de preparación, este es el momento de cosechar los resultados.»

Desde 1997, sin embargo, los intereses de Sven-Olof han cambiado para abarcar la educación científica cuando se involucró en el desarrollo de un programa de enseñanza de las ciencias de la Real Academia Sueca de Cienciasw2 (KVA). El describe su transición a la enseñanza de las ciencias y los últimos 13 años con el programa KVA para las escuelas como uno de los momentos más emocionantes de su carrera. Sin embargo, ha sido «un camino lleno de baches, con altibajos», como Sven-Olof dice. Uno de los grandes cambios para él era hacer frente al cambio en su trabajo de investigación de la ciencia pura de la física a la ciencia social de la educación. Ahora, inclusive el está co-supervisando a un estudiante de doctorado en educación de la ciencia.

«El cambio ha abierto un nuevo mundo para mí y un nuevo tipo de investigación. He pasado la mayor parte de mi vida profesional trabajando en temas de física básica. Pero como yo lo veo ahora, la física es realmente la más simple de las ciencias, porque realmente podemos controlar nuestros experimentos.

Tome un péndulo, por ejemplo: suspende un peso de una cuerda, dele un golpe y mida el tiempo que tarda en pasar de un extremo a otro – pronto encontrará que su periodo es constante. Entonces se podría formular una teoría sobre esto y con variables tales como – la masa o el tamaño del peso, la longitud de la cuerda, etc; realice experimentos controlados, cambiando solo una variable a la vez, mientras que mantiene las otras constantes y, finalmente, usted encontrará que el periodo depende de la longitud de la cuerda solamente. Hay un consenso en que los experimentos científicos se debe hacer así, en condiciones controladas – y en física, es relativamente fácil hacer esto – incluso en complicados experimentos como el LHC se realizan de acuerdo con estos principios.

El calorímetro de teja
desciende a la cavidad del
ATLAS

Imagen cortesía de the ATLAS
Experiment at CERN

«Hay una especie de aumento de la complejidad a través de la química y la biología, hasta llegar a las ciencias sociales, que son casi tan complejas como uno se pueda imaginar. Allí, la investigación es completamente diferente. Una teoría en las ciencias sociales no es en absoluto lo mismo que una teoría en la ciencia. Es psicología – hay que tener en cuenta la manera de pensar de la gente. Por supuesto que se llama ciencia social, porque uno trata de aplicar el razonamiento científico. Pero para mí, muchas de las teorías en las ciencias sociales, y de hecho en la educación de las ciencias, más parecen perspectivas. Uno interpreta los datos desde una perspectiva e incluso diseña su estudio desde esa perspectiva. Sin embargo, alguien más podría venir y ver lo mismo desde una perspectiva muy diferente. Así uno puede tener varias teorías diferentes en paralelo y es muy difícil ver el desarrollo. Es muy difícil probar que una teoría es mejor que otra, porque todo es muy complejo. Esto es algo a lo que los científicos de ciencias tenemos que acostumbrarnos – y creo que hemos estado criticando a los demás con demasiada frecuencia.

“En la educación de las ciencias uno no tiene un solo individuo – se tiene una clase de una treintena de estudiantes y un profesor, todos interactuando entre sí – es un sistema muy complejo. Ha habido intentos de comparar directamente dos modos de enseñar la misma materia de ciencias – el modo basado en la investigación frente al modo tradicional: los investigadores no encontraron mucha diferencia. Los resultados fueron evaluados en términos de cantidad de materia impartida. En términos de motivación de los estudiantes o de los profesores o de entusiasmo por la ciencia, que son importantes en el enfoque basado en la investigación, probablemente habría habido diferencias.

Una imagen generada por
ordenador del calorímetro de
ATLAS. Haga clic sobre la
imagen para ampliarla

Imagen cortesía de the ATLAS
Experiment at CERN

«Personalmente, creo que durante mucho tiempo nos hemos concentrado exclusivamente en la enseñanza de conocimientos. No sólo debemos enseñar conocimientos, sino también la forma en que se adquieren – como se hace en las ciencias. Esto falta a menudo no sólo en la escuela sino también a nivel universitario, y creo que es hora de un cambio de paradigma. Por otra parte, esto es también otra perspectiva, y tal vez difícil de probar.»

Desde que se dedicó a la educación, Sven-Olof ha sido testigo de un cambio de actitud hacia la educación de las ciencias y la enseñanza en general en Suecia – un momento interesante para él para perfeccionar sus nuevas habilidades. “En el pasado, la enseñanza de las ciencias en Suecia en la enseñanza primaria ha sido casual. Todo esto cambió gradualmente, culminando en 1994, con la introducción de importantes reformas en el sistema educativo sueco, incluidas las nuevas Normas Nacionales. Estas definen algunos “objetivos a alcanzar” y “objetivos a intentar alcanzar” que deberían cumplirse en los grados quinto y noveno. Curiosamente, sin embargo, no prescribe exactamente cómo alcanzarlos. Las Normas devuelven este control a los municipios locales, escuelas y profesores los cuales se espera que diseñen exactamente qué enseñar y cuándo hacerlo, utilizando su mejor criterio profesional. Al mismo tiempo, la descentralización del control de la economía y las políticas de educación de las escuelas – que fue entregado también a los municipios locales – ha ayudado a crear un sistema educativo de abajo arriba”.

En Suecia, los estudiantes asisten a nueve años de escolaridad obligatoria (Grundskola), después de lo cual hay tres años de escuela secundaria opcional. Con los objetivos educativos en las asignaturas de ciencias que tienen que ser alcanzados en quinto grado (11 años), la reforma conlleva que la planificación para alcanzar estos objetivos debe comenzar en primer grado (7 años). La idea de las nuevas Normas Nacionales ha sido tomada de los trabajos en curso en otros países, en particular de la Academia Nacional de Cienciasw3 de los EE.UU. Este trabajo plantea una nueva estrategia de educación de las ciencias. El mismo Sven-Olof ha participado en el desarrollo de un nuevo programa de educación de las ciencias llamado NTAw4 (Ciencias Naturales y Tecnología para Todos; ver recuadro).

Distintas fases de lainstrumentación de un
calorímetro en el CERN

Imagen cortesía de the ATLAS
Experiment at CERN

Sven-Olof cree que el mejor momento para introducir la ciencia a los niños es en la escuela primaria, mientras que los estudiantes todavía están tratando de entender el mundo por sí mismos. “Cuando los niños tienen cinco o seis años, ya han construido un modelo básico de cómo funciona el mundo, basado en la intuición. Sin embargo, este modelo es muy limitado porque nuestros sentidos son muy limitados. La ciencia desafía este modelo: cuando se empieza a medir el mundo de una manera científica, se encuentra que no encaja en el modelo básico intuitivo. Así que de nuevo hay que revisar y perfeccionar el modelo. Entonces hay que hacer experimentos más detallados que desafían incluso el modelo mejorado, etc… y cuando sacamos más provecho es cuando encontramos un fallo, porque entonces tenemos que revisar el modelo.

“Para mi, la alfabetización de la ciencia es ir más allá de este primer modelo desarrollado sobre la base de nuestros sentidos – se trata de desafiar la intuición y la aceptación de ideas que puedan parecer conceptos antiintuitivos.”

Sven-Olof considera que la necesidad de la alfabetización científica es aún mayor para las generaciones venideras. «Estamos enfrentando un gran problema hoy en día. Si le preguntas a chicos de 15 años de edad, están muy interesados en discutir problemas sociales como el cambio climático, desarrollo sostenible y el cambio de valores, pero a menudo carecen de la base científica para entender y tratar estas cuestiones. No estamos hablando de la ciencia para especialistas e investigadores – esto es ciencia para todos. Y eso, en mi opinión, es lo que realmente necesitamos. La alfabetización científica será realmente esencial para entender las alternativas y tomar las decisiones correctas. Para mí, al final es una cuestión de democracia e incluso del futuro de este planeta.”

 

El programa NTA sueco

En 1997, la Real Academia Sueca de Cienciasw2 (KVA) y la Real Academia Sueca de Ciencias de Ingenieríaw5 (IVA) comenzaron a desarrollar un nuevo programa de educación de las ciencias para las escuelas primarias y secundarias, que se conoció como NTA: “Ciencias naturales y Tecnología para todos”w4. Como miembro de la KVA, Sven-Olof se involucró en el proyecto desde el principio y, en la actualidad, preside el grupo de desarrollo.

El programa NTA incluye una serie de unidades temáticas para las escuelas primarias y secundarias que abarcan diferentes temas de áreas de biología, química, física y tecnología (por ejemplo, “flotación de materiales” o “crecimiento y desarrollo de las plantas”), junto con todos los materiales y formación específica para los profesores. Tras su éxito inicial, el programa NTA es cada vez mayor y accede a un número creciente de escuelas y municipios en toda Suecia. El último registro (primavera 2010) incluye 96.000 estudiantes y más de 7.000 profesores. Además, la KVA organiza los “días de inspiración del profesor” en los que los miembros de la Academia hablan de sus investigaciones a los profesores de ciencias, y otorgan premios anuales a los proyectos de los profesores de biología, física, química y matemáticas.


Web References

  • w1 – Para más información sobre el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, ver: www.cern.ch
  • w2 – Para saber más sobre la Real Academia Sueca de Ciencias, visitar: www.kva.se
  • w3 – Para saber más de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU (US Nacional Academy of Sciences) consultar: www.nasonline.org
  • w4 – Para tener más información acerca del programa ‘Ciencias Naturales y Tecnología para todos’, ver: www.nta.kva.se
  • w5 – Se puede encontrar más información sobre la Real Academia Sueca de las Ciencias de Ingeniería en: www.iva.se
  • w6 – El informe Rocard, con propuestas para ampliar los enfoques europeos de educación de la ciencia, puede descargarse del sitio web de la Comisión Europea (http://ec.europa.eu) o mediante un enlace directo: http://tinyurl.com/2mjrd7

Resources

Author(s)

Originalmente una bióloga, Lucy Patterson es ahora una comunicadora científica. Trabaja actualmente en el Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en Berlín, Alemania – un instituto de investigación especializado en medicina molecular que también intenta aplicar lo que aprenden los investigadores para ayudar en el diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades. Ella ayuda a los científicos a comunicarse mejor con el resto del mundo y con sus colegas.

Dr Marlene Rau nació en Alemania y creció en España. Tras obtener su doctorado en biología en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heilderberg, Alemania, estudió periodismo y se dedicó a la comunicación científica. Desde 2008 ha sido una de las editoras de Science in School.


Review

La física es una ciencia exacta que usa leyes universales y claramente articuladas y métodos cuantitativos de investigación. A diferencia de la física, la educación de las ciencias es un campo complejo, dominado por una serie de teorías psicológicas y sociales. En este artículo, Sven-Olof Holmgren describe el cambio ocurrido en su profesión de investigación en física de partículas a educación de las ciencias.

Para los profesores de ciencias, resultará estimulante leer acerca de una reforma educativa que hizo obligatoria la enseñanza de las ciencias desde el primer grado. El programa NTA sueco tiene previsto utilizar aprendizaje basado en la investigación. Así, la reforma estará de acuerdo con el informe Rocard, Educación de las ciencias ahora – una nueva pedagogía para el futuro de Europaw6.

El artículo se puede utilizar en la clase para estimular una discusión de las relaciones entre ciencia y educación de la ciencia.


Niels Bonderup Dohn, Dinamarca




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