Integración escalar para la generación de explicaciones causales explicaciones causales

Inicialmente hemos de considerar que explicar significa diferentes cosas dependiendo del autor/a que consultemos. Nosotras estamos de acuerdo con la sugerencia de Veslin (1988) respecto a que las explicaciones científicas contestan el por qué de una observación, de acuerdo a un modelo científico y también en que para ello se requiere mirar al nivel inferior de organización respecto al que se ha realizado la observación (Llibourty, in: Veslin, 1988). Sin embargo, incorporamos otro aspecto que nos parece primordial, y que tomamos de la propuesta de integración escalar y es la incorporación en la explicación del nivel superior de organización respecto al que se ha realizado la observación.

Así, estamos proponiendo entender la explicación como un entramado de dos aspectos: la identificación de un patrón observable, la explicación de las causas del

patrón desde la interacción de los mecanismos (nivel inferior) y las constricciones (nivel superior). Así, tenemos dos elementos básicos:

- La producción de generalizaciones, como patrones que requieren una explicación causal.

- La explicación de dichos patrones a través de los mecanismos y las constricciones, generando lo que hemos llamado explicaciones jerárquicamente anidadas, tomado de “nested hierarchy of causal explanation” (Pickett, Kolasa y Jones, 1994:39). Hemos traducido nested como anidada considerando que el diccionario Oxford (Crowther, 1999) indica: “nest: group or set of similar things of different sizes made to fit inside each other”, como las muñecas rusas que encajan unas dentro de otras. En la biología la palabra anidada se ha utilizado para referirse a un grupo de elementos que están relacionados y se condicionan mutuamente.

En el marco teórico se ha desarrollado esta idea desde la perspectiva de Pickett y colaboradores. Aquí señalaremos las precisiones, para estos dos aspectos, desde nuestra propuesta.

3.3.3.1. Las generalizaciones

Para Pickett y colaboradores las generalizaciones identifican patrones que resaltan algunos aspectos de los fenómenos que necesitan una explicación causal. El modo de generalización más concreto consiste en condensar una serie de observaciones similares en una especie de frase sumaria, ecuación, gráfica o valor numérico. La temperatura promedio mensual puede ser un ejemplo. La generalización es considerada parte del modelo teórico y requiere poner en juego los modelos antecedentes construidos siendo una abstracción en la que se considera los atributos relevantes y se dejan de lado otros que no lo son. Los científicos/as que realizan las generalizaciones tienen construidos los modelos teóricos antecedentes de referencia que permiten guiar sus observaciones.

En el caso del aula, los escolares no han construido aún estos modelos de referencia, o son muy rudimentarios, por lo que resulta difícil que produzcan generalizaciones significativas para el modelo que se pretende construyan. Esto implica una diferencia fundamental respecto al proceso de generalización. Los científicos/as observan los fenómenos desde unos modelos construidos y bajo un entrenamiento para dicha observación; sin embargo los escolares no, porque no han construido dichos modelos y sólo lo hacen desde percepciones propias del sentido común.

Lo anterior conlleva un problema en la construcción de modelos en el aula. La generalización, si bien se considera la primera parte en la generación de modelos, implica que existen, de hecho, los modelos construidos con antelación a la misma o al menos hipótesis que guían las observaciones.

En nuestra propuesta, situamos como primer momento para promover la construcción de modelos en el al aula las generalizaciones. En este caso la/el docente ejerce una función de regulación para guiar las observaciones de los escolares y permitir la producción de generalizaciones significativas. El docente actúa como mediador entre las observaciones y los registros realizados por los escolares y el modelo científico escolar, por lo que son los y las docentes quienes conocen las generalizaciones significativas, ayudando a los escolares a construirlas.

Consideramos que difícilmente los escolares producirían estas generalizaciones significativas sin la ayuda del docente. La exploración del entorno y la ampliación de la experiencia de los escolares es importante, pero sin ayuda ellos y ellas difícilmente

‘descubrirán’ los patrones significativos desde el modelo. Esto no quiere decir que consideramos que los escolares no tienen concepciones antecedentes o modelos rudimentarios o de partida construidos. Su experiencia tanto escolar como extraescolar se pondrá en juego en la construcción de generalizaciones más acordes con los modelos científicos escolares.

Surge aquí otra consideración para la adaptación de la propuesta de integración escalar para la ciencia escolar:

- Si bien compartimos la idea de la producción de generalizaciones como patrones a explicar causalmente, el proceso de construcción de generalizaciones en el aula difiere del propuesto por Pickett y colaboradores, en tanto los escolares no han construido modelos de referencia desde los cuales identificar los patrones significativos. Por otra parte, las generalizaciones han de tener sentido para los escolares, por lo que puede diferir el campo experencial de aquellas formuladas en los modelos científicos eruditos de referencia.

Por otra parte, a partir del proceso de generalización descrito por Pickett y colaboradores, hemos generado tres tipos de generalización, que aplicamos en el análisis de los datos de esta tesis, pero que nos parecen de sumo interés para su trabajo en los procesos de modelización. Estas son la simplificación, la condensación y la unificación. La simplificación supone el que los escolares generen dominios significativos a través identificar regularidades en los fenómenos. En este proceso las experiencias tanto generadas en la escuela como en otros ámbitos se van organizando y observando a través de nuevos puntos de vista, así se genera un grupo de observaciones o experiencias con unidad en el modelo. La unificación implica el emparejamiento de dominios que permiten integrar un grupo de observaciones o experiencias en otro que tiene unidad respecto al modelo. Finalmente la condensación, representa la caracterización de un dominio, que puede funcionar a manera de definición para los escolares o de axioma para los docentes.

En Pickett y colaboradores (1994) las generalizaciones son explicadas casualmente a través de los mecanismos y las constricciones. Para nosotras esta idea es potente y la adaptamos a la ciencia escolar. A continuación puntualizamos dicha adaptación.

3.3.3.2. Las explicaciones jerárquicamente anidadas:

mecanismos y constricciones

Un elemento importante para nuestra propuesta se refiere a la incorporación de las constricciones en la explicación. Esto implica el introducir en una explicación, con igual importancia, el nivel superior de organización (constricciones) y el nivel inferior de organización (mecanismos). Generalmente se estudia los seres vivos atendiendo únicamente a los mecanismos explicativos, es decir los órganos y sistemas y sus funciones, poniendo poco énfasis en los cambios del medio que les afectan y la forma en que estos influyen en las funciones de órganos y sistemas.

Lo anterior supone poner el énfasis en la interacción entre los seres vivos y el medio, para la explicación y comprensión del patrón detectado. En este sentido coincidimos con Allen y Starr (1982) (ver sección 2.4.2.2. del marco teórico).

Esto tiene una consecuencia en el trabajo en el aula:

- La forma como se planifican y llevan al aula las actividades tendientes a promover la modelización estaría centrada en identificar y estudiar las interacciones entre los seres vivos y con el medio estableciendo relaciones entre los dos niveles escalares, mecanismos y constricciones, con la finalidad de explicar las observaciones.

En el caso de la unidad didáctica que proponemos, la pregunta ¿qué sucede a los seres vivos cuando hay un incendio? se entiende cómo ¿qué sucede en los sistemas y órganos de un ser vivo, cuando el medio cambia? o ¿qué cambio del medio afecta a los seres vivos, cómo les afecta y por qué? El acento se ha puesto en la interacción entre los seres vivos y con el medio.

En este sentido es relevante la elección de los fenómenos a explicar y de las preguntas planteadas. Ello también implica que se han de plantear sub-preguntas y realizar modificaciones y adaptaciones de la pregunta o fenómeno inicial de acuerdo a la forma en que se va desarrollando el trabajo en el aula.

Por otra parte, poner el énfasis en la interacción entre los seres vivos y con el medio, implica tomar en consideración la multicausalidad. Si bien hablamos de explicaciones causales, es claro que el incorporar los tres niveles de observación escalar nos permite en el aula considerar la complejidad de los fenómenos.

Finalmente hemos de agregar dado que la escala no se define únicamente en el plano espacial, sino temporal y contextual y que un nivel escalar se genera en la interacción, establecer a priori los niveles escalares puede resultar una limitante en esta visión. Los niveles escalares tradicionales son un referente útil, sin dejar de considerar que en algunos casos pueden considerarse otros.

3.3.3.3. Ámbito de aplicación de la propuesta

Esta propuesta surgió tras un trabajo de investigación – acción de cuatro años en los cuales aplicamos y analizamos tres unidades didácticas, tal como lo hemos explicado en esta sección del trabajo. En el capitulo cinco y seis de este trabajo hacemos un análisis de su aplicación en el aula. Si bien nuestra intención no es generalizar y la propuesta que presentamos ha surgido en un ámbito específico a partir de interpretar incendios forestales en el aula y apoyar la construcción del modelo ser vivo, consideramos que puede ser útil en dos aspectos en el área de didáctica de las ciencias, uno para proveer instrumentos de análisis en la investigación y otro para la planificación y realización de unidades didácticas.

Para la investigación en didáctica: La propuesta de visión escalar puede aplicarse como marco de referencia para generar indicadores en el análisis de diversos instrumentos que apoyan la construcción de modelos en el aula. Algunos trabajos del departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Matemáticas de la UAB han retomado esta propuesta de visión escalar para la ciencia escolar y la han aplicado. En el análisis de textos (Marba, 2004), incorporando la idea de explicación como integración de los niveles superiores e inferiores de observación escalar. En el análisis de preguntas realizadas en el aula (Roca, tesis doctoral en desarrollo), en el cual las generalizaciones y explicaciones causales son útiles para definir los tipos de preguntas en los libros de texto, esta investigadora además retoma y adapta otros aspectos de la propuesta de Pickett y colaboradores, como la predicción y la gestión.

Algunos otros trabajos se encuentran en desarrollo, por lo que vemos que su integración en investigación tiene aplicabilidad.

Para apoyar el trabajo en el aula: La visión escalar para la ciencia escolar puede resultar una herramienta útil para apoyar la construcción en el aula el modelo científico escolar ser vivo y el modelo científico escolar ecosistema durante la interpretación de otros fenómenos biológicos además de los incendios forestales, en los que pueden ser utilizadas las consideraciones explicitadas en este apartado y algunos resultados del análisis de su aplicación en el aula que presentamos en este informe.

4.1. Enfoque metodológico... 108 4.1.1. La mirada etnográfica ... 108 4.1.2. Los contextos argumentativos ... 110 4.2. Contexto de obtención de los datos: Unidad didáctica ‘Los seres vivos y los incendios forestales’ ... 111 4.3. Diseño de la investigación: instrumentos de análisis y aplicación ... 114 4.3.1. Primera etapa del análisis: Definición de cintas a transcribir... 117 4.3.1.1. Unidad de análisis... 117 4.3.1.2. Instrumento de análisis: gradilla de descripción de cintas... 117 4.3.1.3. Criterios de selección... 118 4.4.1.4. Decisión tomada: definición de cintas a transcribir... 118 4.3.1.5. Resultado: Criterios de transcripción de trece actividades ... 120 4.3.2. Segunda etapa del análisis: Determinación de secuencias discursivas.. 122 4.3.2.1. Unidad de análisis... 122 4.3.2.2. Instrumento de análisis: red de categorías e indicadores... 122 4.3.2.3. Criterios de selección... 125 4.3.2.4. Decisión tomada: definición de secuencias discursivas ... 127 4.3.2.5. Resultado: tablas de secuencias discursivas ... 129 4.3.3. Tercera etapa del análisis: Análisis interpretativo de las actividades.... 138 4.3.3.1. Unidad de análisis... 138 4.3.3.2. Instrumento de análisis ... 138 4.3.3.3. Criterios de selección... 138 4.3.3.4. Decisión tomada: análisis interpretativo de las seis actividades... 138 4.3.3.5. Resultado: Análisis interpretativo de las actividades ... 139 4.3.4. Cuarta etapa del análisis: Análisis Global ... 148