Didactología y Epistemología Sesión 3

1. Didactología y EpistemologíaSesión 3 EL MODELO DE STEPHEN TOULMIN Mario Quintanilla Gatica Grupo de Reflexión e Investigación en Enseñanza de las Ciencias (GRECIA) de la Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile mquintag@puc.cl

2. 2. EL MODELO DE TOULMIN Toulmin se plantea la explicación del cambio científico en términos de cambio conceptual y para ello toma la teoría de la evolución de Darwin como modelo analógico para estudiar la evolución de los conceptos científicos. Dice al respecto: “Darwin dice en su libro en el Origen de las Especies: Si llegan a producirse variaciones sutiles en un ser orgánico, seguramente el individuo que posea ciertos caracteres tendrá la mejor posibilidad de conservarse para la lucha por la vida, y por el poderoso principio de la herencia tendera a engendrar vástagos con los mismos caracteres”... Un problema semejante se plantea con respecto a al evolución conceptual. El cambio conceptual en una ciencia puede realizarse, efectivamente, solo si las innovaciones transitorias no mueren automáticamente con sus creadores”.

3. CUESTIONES QUE SON CLAVES • Explicación del “cambio científico” en términos de “cambio conceptual” • Modelo de Darwin como referencia.

4. Para Toulmin la unidad básica de la dinámica científica es el cambio conceptual al rededor del que giran todos los demás cambios. Presenta 3 vías (no excluyentes entre si) para abordar la evolución de los conceptos: a) Una de corte temporal o transversal en la que las relaciones entre conceptos en un tiempo “t” son relaciones lógico-formales, y el desplazamiento de conceptos se realiza por ”buenas razones”. b) Representación longitudinal o genealógica en la que hay un seguimiento de los conceptos a través del tiempo; c) representación evolutiva que se mueve en dos parámetros: innovación(aspecto descriptivo) y selección(aspecto normativo).

5. Los problemas que surgen en el curso de la investigación científica juegan un papel importante en el modelo de Toulmin. Entiende los problemas científicos como el resultado de la diferencia entre los ideales explicativos y las posibilidades reales de la investigación científica. Toulmin distingue 15 tipos de variaciones conceptuales en función de 5 problemas y 3 modos de resolverlos.

6. Respecto a los tipos de problemas dice: a) Siempre hay ciertos fenómenos que la ciencia de la naturaleza puede esperar razonablemente explicar, pero para los que ningún procedimiento disponible proporciona todavía un tratamiento exitoso... b) siempre hay fenómenos que pueden ser explicados hasta cierto punto usando procedimientos explicativos corrientes, pero con respecto a los cuales los científicos desearían explicaciones mas completas o mas precisas ... c) comprende los problemas que se presentan cuando consideramos la mutua relación de diferentes conceptos co existentes en una misma rama de la ciencia... d) incluye los que conciernen a la mutua relación de conceptos de diferentes ramas de la ciencia ... e) estos problemas surgen de conflictos entre conceptos y procedimientos corrientes, de as ciencias especiales y las ideas y actitudes corrientes entre la gente y en general.

7. Respecto a los modos de resolver problema dice: “En teoría, en todo caso, se puede empezar a resolver problemas de cualquiera de los 5 tipos principales examinados con cualquiera de los 3 modos alternativos: 1) refinando al terminología, 2) introduciendo nuevas técnicas de representación o 3) modificando los criterios para identificar casos a los que sean aplicables la técnicas corrientes”

8. Al preguntarse por lo criterios de selección de variantes conceptuales, Toulmin distingue entre: - aquellos casos “claros”, es decir, cambios “rutinarios” en los que los criterios de selección están bien definidos, - y casos “nebulosos” o cambios “excepcionales” en los que lo que está cuestionándose son los propios criterios de racionalidad. En ambos casos tiene en cuenta los factores internos que giran alrededor del concepto de madurez de una disciplina, la cual está en función de la captación de problemas, de la construcción de modelos matemáticos, de la disponibilidad de los instrumentos necesarios, etc.; y los factores externos como los políticos, religiosos, ideológicos, etc.

9. 3.- EVOLUCIÓN DE IDEAS RELACIONADAS CON LA CIRCULACIÓN SANGUÍNEA DESDE LOS EGIPCIOS HASTA HARVEY • Dada la complejidad que conlleva realizar un análisis que contemple el desarrollo histórico de los conceptos del sistema circulatorio en su conjunto, se a preferido acotar este análisis sobre solo algunos factores fisiológicos cardiacos, siendo concientes que no son independientes de las concepciones respecto a otros elementos de este sistema. • Para realizar el análisis evolutivo de las concepciones sobre la fisiología cardiaca a través de la historia se utilizo el modelo de cambio conceptual de Toulmin (representación longitudinal). • Las representaciones longitudinales o genealógicas representan el seguimiento de un concepto determinado a través del tiempo. En nuestro caso significa analizar la evolución de los conceptos fisiológicos cardiacos, pese a que solo será desarrollada la representación longitudinal (Figura 1)

10. Nomenclatura utilizada en la figura 1, que corresponde a las representaciones longitudinales: Corresponde a un determinado concepto Indica un cambio dentro del mismo concepto Cqal Corresponde a un momento histórico especifico Concepto relacionado a Sistema circulatorio Conceptos desarrollados en la representación longitudinal: a = Movimientos de la sangre b = Presencia de Septum c = Dinámica cardiovascular

11. Cua’ Cwa’ Cya’’ Cra Cva Cuc’’’ Cxcv Cqc Crc’ Csc’’ Ctc’’ Cq Ct Cu Cv Cx Cy Cz Cr Cr Cw Representación Longitudinal o Genealógica de las ideas de: a) Movilidad de la sangre, b) Septum, c) Función cardiaca. a) Cub’ Cwb’ b) Ctb Czcv c)

12. a) Movilidad de la sangre Fluye en un largo recorrido a través de los pulmones (Miguel Servet 1511 – 1553 d.C) Fluye por los vasos hacia los pulmones regresando al ventrículo izquierdo (Ibn Al – Nafis 1205 – 1288 d.C) Cua’ Cya’’ * Cxa’ Cra Cta’ Circula en un solo sentido en un circuito cerrado (William Harvey 1578 - 1657) La sangre un liquido estático (Griegos 400 años a.C) La sangre refluye, esta sometida a un vaivén (Claudio Galeno 129 – 199 d. C) *: En 1547 Andrea Alpago de Belluno tradujo al latin, trabajos de Ibn Al Nafis

13. b) Septum “El grueso tabique del corazon no esta perforado y no tiene poros como piensan alguna gente o poros invisibles como pensaba galeno” (Ibn Al – Nafis 1205 – 1288 d.C) Concluyo que el tabique interventricular era impenetrable (Andrés Vesalio 1514 – 1564) Cub’ Cwb’ Ctb La sangre fluía de la cámara derecha del corazón a la izquierda a través de unos poros invisibles existentes en el septum (Claudio Galeno 129 – 199 d. C)

14. c) Funciónes cardio-vasculares. Observo que la sangre viajaba del ventriculo izquierdo al derecho pasando por los pulmones (Ibn Al – Nafis 1205 – 1288 d.C) El ventrículo derecho permite la salida de vapores de desecho a través de los pulmones (Galeno 129-199 a.C) El corazón se mueve buscando un lugar más amplio (Hipocrates 469-399 a.C) Czcv Cuc’’’ Cxcv Cqc Crc’ Csc’’ Ctc’’ Circula en un solo sentido en un circuito cerrado (William Harvey 1578 - 1657) Fluye en un largo recorrido a través de los pulmones (Miguel Servet 1511 – 1553 d.C) Sistema cardio-vascular sede de la inteligencia y percepción. (Egipto 1500 a.C) Por las arteria fluye aire (Proxágoras sigo IV a.C)

15. CONSIDERACIONES FINALES: Las representaciones longitudinales de estos conceptos, nos permiten visualizar la dinámica de los cambio conceptuales en su conjunto, observando el nacimiento de las ideas(como ideas iniciales) su evolución e incluso su desaparición Un ejemplo de esto es la idea planteada por Galeno de los poros que comunicaban ambas cámaras del corazón, idea que se mantuvo desde el siglos II y que recién se vio amenazada en el siglo XVII, sucumbiendo finalmente ante la observaciones acuciosas de algunos anatomistas. Otro elemento interesante de observar es la evolución de la idea de Circulación Menor, ya que Ibn Al –Nafis (1205-1288 d.C) describió con gran precisión el cómo la sangre pasaba del ventrículo derecho al izquierdo mediada por los pulmones, si embargo estas ideas no fueron reconocidas hasta su traducidas al latín poco antes que Servet y Colombo las manifestaran, ¿coincidencia o copiaron la idea de Ibn Al –Nafis?

16. Muchas otros análisis se pueden realizar al observar la evolución de los conceptos aplicando el modelo de Toulmin, más aun al incorporar otros conceptos y sus posibles relaciones. Es por esto, que los esquemas transversales y evolutivos de los conceptos abordados, serán desarrollados posteriormente, con el fin de completar el presente análisis longitudinal. A su vez seria interesante realizar análisis de la evolución de los conceptos de sangre, arterias y venas

17. Consideraciones ... Factores internos: madurez de la disciplina , captación de problemas, modelos matemáticos construidos, instrumentos disponibles.. Factores externos: políticos, religiosos, ideológicos, culturales, económicos, sociales

18. Aportes del Modelo de S.Toulmin a la Didactología como campo de conocimiento e investigación Sistematización de posturas divergentes Visión histórica “racional” Cambio conceptual “didáctico” análogo al cambio conceptual “científico”

19. Consideraciones finales... Criterios de racionalidad moderada Modelo de “cambio científico sincrónico” Valoración de la cultura y del contexto de construcción del conocimiento Dependencia disciplinar Subjetividad vinculada a la relatividad interpretativa del juicio científico

20. El modelo de Toulmin es útil para comprender la evolución de las ideas de los profesores y alumnos... • Permite comprender el conocimiento en una complejidad de factores • Artícula los procesos socio-culturales conel conocimiento • Favorece la interpretación “relativa” de los cambios científicos • Establece una conexión directa entre la FC y la HC • Proporciona criterios de validez que se fortalecen en función de modelos interpretativos específicos. • Genera una visión “humana” de la ciencia,su método y naturaleza.

21. EVOLUCIÓN DE LOS APRENDIZAJES DISCIPLINARES MEDIADOS POR EL DESARROLLO DEL LENGUAJE Poco elaborados inestables, simples,poco coherentes Autorregulación y corregulación de los estudiantes Nuevo modelo Modelos iniciales de los estudiantes Regulación del profesor Introducción + experiencias + variables nuevas analogías etc Autorregulación Agrupan conceptos valores,palabras experiencias,etc Modelo más complejo Autorregulación

22. MODELO COGNITIVO DE CIENCIA y DE ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS Meta humana Contexto Cultura / Valores Teorías= M.Teóricos Lenguaje Racionalidad Moderada Juicios Práctica = H.Observados Evolución de ideas Interpretar el mundo Nuevos dominios de fenómenos

23. Consideraciones y reflexiones • Reestructurar los conocimientos para hacerlos ‘comunicables’ y ‘aprendibles’ • El contenido como problema • Ciencia de los científicos y ciencia escolar • Superar las contradicciones • Propuestas desde la Didáctica de las CCEE

24. Posible respuesta a la pregunta qué es ciencia • Teoría científica = Relación semántica • Filosofía práctica (práctica científica - gestión-decisiones) • Complejidad de los procesos de cambio científico • Creación de nuevas entidades(simbólicas) • Ciencia escrita (lenguaje) • Valores

25. Direccionalidad teórico-metodológica para la formación epistemológica del profesorado Prof. Mario Quintanilla Gatica

26. Finalidades de la ciencia Orientaciones…. Historia de las Teorías Científicas Historia de los Públicos de la Ciencia Historia de los Métodos, instrumentos

27. Modelo de Realidad Modelo de Aprendizaje Modelo de conocimiento Didáctica Desde los modelos cognitivos o desde los modelos histórico-culturales, el desarrollo del lenguaje y su contenido se conciben como un proceso metacognitivo y disciplinar, en el que no está ausente la naturaleza afectiva de los sujetos.

28. epistemología Ep Historia de la Ciencia Sociología de la Ciencia NC HC SC Socio historia de la ciencia La Naturaleza de la Ciencia’

29. registro epistemo-lógico contenidos materiales profesor enseñanza comunicación contexto didáctica de las ciencias registro pedagógico registro psicológico alumno aprendizaje cognición El modelo de las tres ‘P’

30. epistemología historia de la ciencia metaciencias registro epistemo-lógico didáctica general teoría del currículo filosofía de la educación sociología antropología lingüística psicología ciencia cognitiva didáctica de las ciencias registro pedagógico registro psicológico psicopedagogía El modelo de las tres ‘P’

31. Cuatro grupos temáticos • Contenidos metacientíficos (4) • Estructuración y operacionalización de los contenidos epistemológicos (currículo) (4) • Homogenización epistemológica del profesor de ciencias (2) • Metodología Didáctica (2)

32. Primer grupo directivo “Los contenidos metacientíficos”

33. Primer grupo directivo • Roles de la epistemología y de la historia de la ciencia • Revalorización de las escuelas epistemológicas del siglo XX • Transposición Didáctica de la epistemología • Realismo y racionalismo como ejes organizadores

34. Roles de la epistemología y de la historia de la ciencia • Filosofía de la ciencia • Historia de la ciencia (Ambientación) • Actividades paradigmáticas

35. Revalorización de las escuelas epistemológicas del siglo XX • Restricción selectiva e intencionada (pensamiento clásico,medioeval y moderno) • Círculo de Viena • Escuela de Edimburgo • Concepción heredada • Socioconstructivismo

36. Transposición Didáctica de la epistemología • Criterios fuertemente pragmáticos • Aprender a pensar con modelos metateóricos y con ejemplos

37. Realismo y racionalismo como ejes organizadores • Correspondencia • Racionalidad

38. Nuestra postura epistemológica • Realismo perspectivo (modelos teóricos y sistemas reales = semejanzas) • Racionalismo crítico = empresa científica = paradigma naturalizado

39. Segundo grupo directivo “Estructuración y operacionalización de los contenidos epistemológicos”

40. Segundo grupo directivo • Finalidades de la epistemología en la formación del profesorado • Equilibrio entre las componentes del currículo de formación inicial del profesorado • Contextualización de la componente epistemológica en la formación del profesorado • Organización de los contenidos epistemológicos

41. Finalidades de la epistemología en la formación del profesorado • Objetivos didácticos: • Conocimiento de modelos teóricos (rigor) • Reflexión de la ciencia por medio de modelos(metateoría) • Mejora del aprendizaje de las ciencias naturales (ontogenia y filogenia).”rutas didácticas”

42. Equilibrio entre las componentes del currículo de formación inicial del profesorado • Reflexión metateórica específica y naturaleza de la ciencia(contenidos) • Componente didáctica • Interacción simultánea

43. Contextualización de la componente epistemológica en la formación del profesorado • Introducción metateórica relativa: cursos de ciencia o de didáctica de las ciencias • Integración epistemología - historia -didáctica

44. Organización de los contenidos epistemológicos • Identificar, organizar y secuenciar los contenidos derivados de la modelización teórica (Escuelas) • Grandes campos teóricos • Tópicos • Ideas clave • Episodios científicos

45. Tercer grupo directivo “La homogeneización de la formación epistemológica del profesorado de ciencias”

46. Tercer grupo directivo • Generalidad de la formación epistemológica • Universalidad de los contenidos epistemológicos

47. Generalidad de la formación epistemológica • Pensar “sobre la disciplina” con un MEG • Modelo hipotético-deductivo (metodología científica) de la HC • Reflexión interdisciplinaria

48. Universalidad de los contenidos epistemológicos • Continuo epistemológico de E.Ciencias (Infantil-----> superior) • Campos teóricos estructurantes (ejes) • Diferentes grados de profundidad y complejidad según los niveles educativos y las asignaturas específicas

49. Cuarto grupo directivo “La metodología didáctica de la formación epistemológica del profesorado”

50. Cuartogrupo directivo • Carácter metacognitivo de la formación epistemológica • Formación epistemológica generativa