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La metafilosofía de la física y su papel en la enseñanza de la ciencia

By 10 agosto, 2019 No Comments

I. Introducción

El presente ensayo pretende vislumbrar a través de un conjunto de proposiciones, la validez que representa la aplicación del estudio de la naturaleza de la filosofía, específicamente en la enseñanza de la ciencia física. Dicho escrito está basado en los aprendizajes obtenidos en una asignatura cursada, destacando saberes externos que serán herramientas fundamentales para la argumentación plena de las premisas de las que se partirá a fin de explicar de forma integradora el nexo existente entre enseñar Física y la naturaleza de la realidad física desde una perspectiva pragmática.

1.1.Breve introducción a la metafilosofía

Desde la filosofía, no hay mejor manera de introducir una temática que con interrogantes, que no siempre se ven satisfechas o respondidas en un cien por ciento, dado que eso depende en gran medida en que dichas interrogantes se plantean en una forma declarativa. Lo que conlleva a que el conocimiento que se adquiere al practicar una ciencia necesita de verdad y creencia.

La metafilosofía se define según Lazerowitz (1970) citado por Joll (2017) como la investigación de la naturaleza de la filosofía. Una definición alternativa es la dada por Wittgenstein (2001) como la aplicación de la filosofía a la filosofía misma. Dado que la filosofía es una actividad de encontrar la forma correcta de pensar en las cosas, entonces con la metafilosofía estaríamos encontrando la forma correcta de aplicar las herramientas y técnicas específicas para razonar, discutir y expresarse utilizadas en la filosofía, y aplicarlas en otras materias como la física y la enseñanza.

Por lo tanto partimos de las preguntas: ¿Qué es filosofía? ¿Para qué es la filosofía? ¿Cómo debe hacerse la filosofía? Estas preguntas pretenden iniciar el estudio de la naturaleza de la filosofía, lo cual se enmarca en la división de tres metafilosofías contemporáneas, pudiéndose dividir en: filosofía analítica, filosofía pragmática y filosofía continental.

La filosofía analítica está representada por los pensamientos de eminentes pensadores como Bertrand Russell, Ludwig Wittgenstein y George Edward Moore. Este trabajo está fuertemente influenciado con el objetivo de partir de proposiciones basadas en la  lógica del lenguaje y mostrando la forma de establecer una relación con la enseñanza de la ciencia. En síntesis el pensamiento de este movimiento se centra en el análisis de las proposiciones.

En cuanto a la filosofía pragmática, McDermid (2006) afirma: “Una ideología o proposición es verdadera si funciona satisfactoriamente, que el significado de una proposición se encuentra en las consecuencias prácticas de aceptarlo”. La relevancia del pragmatismo es que amplía el alcance de la capacidad de la filosofía para resolver los problemas en diferentes campos, por ejemplo influyendo significativamente en la educación. Entre los pioneros destacan William James, Charles Sanders Peirce y John Dewey. Este último tendrá alto contraste con el propósito que se persigue con este ensayo.

La filosofía continental, basa su movimiento en un método fenomenológico característico del método científico, el cual busca convertir a la filosofía en una ciencia rigurosa y fundamental. Dado que su trascendencia en cuanto a su aplicabilidad ha sido en la ética y la política, su relevancia queda rezagada en cuanto a la temática en estudio.

1.2.Filosofía de la Ciencia

La filosofía de la ciencia ha trascendido el papel de la investigación científica hacia el planteamiento de preguntas apremiantes en todas las disciplinas de las ciencias. Lo que se ha convertido en tratar cada tema desde una perspectiva filosófica en la que se analice, se razone, se critique y se valore cada problema científico como un elemento clave para resolver problemas conceptuales que permite el avance en cada rama del conocimiento científico.

Con el estudio de lo que llamamos ciencia, se quiere comprender cuál es la naturaleza del conocimiento científico, haciéndonos un sin número de preguntas sobre el método científico, la herramienta fundamental para obtenerlo. Para tener una transición desde la filosofía de la ciencia hacia la disciplina de las ciencias físicas y su enseñanza, es necesario centrarnos en el estudio de los grandes debates sobre el método científico.

Se inicia con el inductivismo, partiendo desde una perspectiva comparativa con el deductivismo. Una inferencia deductiva involucraría solo la conclusión, por lo que si las premisas son verdaderas, entonces la conclusión debe ser verdadera, mientras que la inductiva simplemente hace que la conclusión sea probable. Pero en esencia platea que el método científico es inductivo. Los científicos hacen observaciones sobre el mundo, y sobre esta base esbozan inferencias inductivas para saber cómo es el mundo (Massimi & Pritchard, 2017). Es necesario destacar que el papel que juega en la enseñanza de la ciencia es que convierten las inferencias que son propiamente inductivas en falibles, pero con un componente racional.

Partiendo del Falsacionismo como principal creador a Sir Karl Popper. Esta corriente parte de ideas contrainductivistas por el hecho de que es muy inclusivo, al momento de considerar inferencias inductivas. Por lo que refiere sobre la posibilidad que las pseudociencias teoricen a partir de estas tipos de inferencias. Entonces el método científico en sí debe ser esencialmente deductivo.

El falsacionismo parte de hacer conjeturas que posteriormente deben ser puestas a pruebas, al hallar contraevidencia que refute o falsee la conjetura Por lo tanto a diferencia de la pseudociencia, las afirmaciones científicas son aquellas que proporcionan predicciones novedosas que pueden ser probadas empíricamente, de modo que si estas predicciones resultan ser incorrectas, entonces la afirmación en sí planteada es falsificada.

¿Pero puede realmente el falsacionismo refutar afirmaciones o conjetura de forma individual? A lo que lleva a la idea de la prueba de hipótesis. Duhem (1962) plantea que ninguna hipótesis científica puede probarse aisladamente, sino solo en conjunción con otras hipótesis teóricas principales más algunos auxiliares.

Esto conlleva al problema de la indeterminación de la teoría por medio de la evidencia. Para poner en perspectiva dicho problema, se plantea el siguiente ejemplo:

Se quiere probar la hipótesis de la habitabilidad en otros planetas. Para ello se tiene que basar de otras hipótesis teóricas. Sea A1, A2, A3, la tectónica de placas, abundancia de elementos químicos pesados, y la química orgánica respectivamente. Más las hipótesis auxiliares B1, B2, B3, siendo B1 la abundancia de elementos pesados en nubes interestelares; B2 la caracterización de la atmósfera planetaria, B3 el hallazgo de firmas de vida en los planetas del sistema solar y extrasolares encontrados.

Se dice que la evidencia es la vida, si la evidencia de vida en otros planetas no se encontró.

Por lo que no se sabe con certeza cuál de estas hipótesis principales o auxiliares es la responsable de no encontrar la evidencia, esto se quiere decir cuando la evidencia indetermina una teoría. Cabe destacar que este proceso no se puede hacer con las pseudociencias dado que aunque se hagan inferencias inductivas racionales, no existe una verificación empírica que lo respalde o dicho de otra forma sin evidencia no hay indeterminación y sin indeterminación no hay teoría falsable.

Retornando a demarcar el papel de la ciencia, se destaca Thomas Kuhn caracterizándola por tres etapas: ciencia normal, crisis y revoluciones científicas. El paso por estas etapas permite el surgimiento de paradigmas científicos.

Un paradigma científico típicamente incluiría la teoría científica dominante, los recursos experimentales y tecnológicos, el sistema de valores de la comunidad en un momento dado (Massimi & Pritchard, 2017). Es importante inferir que el surgimiento de un nuevo paradigma producto del paso de las etapas de la ciencia, no hace al nuevo paradigma mejor que el anterior, sino que permite resolver más problemas, esto es lo que permite hacer progreso científico según Kuhn.

Kuhn introdujo lo que es la inconmensurabilidad de los paradigmas científicos, por la falta de capacidad para evaluar la racionalidad de dos paradigmas científicos porque los diferentes paradigmas usan diferentes conceptos y métodos. Lo que apoya la idea que un paradigma nuevo no es mejor al anterior, o dicho desde una perspectiva filosófica, no hay argumentos con los que probar la validez de uno a otro.

En esencia el debate principal del que se ocupa la filosofía de la ciencia, siendo un debate que no es referido a un tema o teoría, o en sí, a determinada disciplina, sino un debate amplio sobre lo que es la ciencia, es decir, sobre los objetivos de la ciencia.

Por una parte la ciencia pretende salvar el fenómeno, a lo que apunta en describir de manera precisa una determinada teoría científica, mediante el análisis de la evidencia experimental o bien de datos científicos disponibles y de la observación. Por otro lado, no solo se trata de salvar el fenómeno, sino de ir más allá e investigar sobre el mecanismo involucrado en su ejecución, dando paso a explicaciones relacionadas a entidades no observables, o más allá de la intuición humana, que permitan vislumbrar el aparataje completo de la naturaleza, proporcionando pautas que describan la fenomenología de la ciencia, es decir, el cómo hacer ciencia.

Por lo tanto, dependiendo si el objetivo de la ciencia es salvar el fenómeno o dar una historia completa sobre estos fenómenos, es en lo que se basa ambos lados del debate, correspondiéndose entre el antirrealismo científico y el realismo científico respectivamente.

II. Desarrollo

2.1. Enseñanza de la Ciencia

La búsqueda de un conocimiento verdadero y comprobado a través de una metodología científica y la construcción de teorías científicas basadas en el razonamiento, la falsabilidad, la rigurosidad y el entendimiento de la realidad desde una perspectiva objetiva y ajena a los sentidos humanos constituye una ruta específica de cómo se deben hacer las cosas en la ciencia. Desde esa filosofía se encamina la enseñanza en cuanto a construir esos cimientos de instrucción enmarcada con la metodología científica.

“De hecho desde hace años se venido abogando por los beneficios culturales, educativos, personales y científicos de infundir la historia y la filosofía de la ciencia en los programas de ciencias y el plan de estudios” (Matthews, 2012, pág.1). Es decir sobre la naturaleza de la ciencia mientras se enseña ciencia propiamente.

Por lo que el carácter epistemológico de los contenidos resulta vital entenderlos como un aspecto importante de la enseñanza de la ciencia. Dado que estos se traducen en un aprendizaje explícito que el estudiante adquiere, entonces se basa en lo que llamamos aprendizaje conceptual.

Con el aprendizaje conceptual el profesor hace explícito “los marcos alternativos de los estudiantes antes de diseñar un enfoque de enseñanza que consistiera en ideas que no se ajustaran a las ideas existentes de los estudiantes y, por lo tanto, promoviera la insatisfacción” (Duit & Treagust, 2003, pág. 673). Posteriormente se le enseña la ciencia formal que explicará las inconsistencias.

Este aprendizaje conceptual que el estudiante se considerará desde la perspectiva moderna del constructivismo, en el cual los estudiantes deben formar su propio conocimiento, pero este conocimiento se construye con base a las concepciones que ellos obtienen, por ello es importante tener un manejo de estas concepciones puesto que en ocasiones se conlleva a interpretaciones erróneas del proceso científico tales como: La ciencia es una colección de hechos, la ciencia está completa. Las ideas científicas son absolutas e inmutables. Las concepciones erróneas que suele dar en la enseñanza de la ciencia en general, también se reproducen en la enseñanza de las ciencias físicas.

Desde esta visión del alumnado en el que deben formar su propio conocimiento y en su rol activo en el proceso, su involucramiento hace efectivo la enseñanza de la ciencia. Para Niebert (2018) el cincuenta por ciento de las variables yace bajo la responsabilidad del estudiante. Dichas variables son las que convierten la enseñanza de la ciencia en efectiva.

Por lo que la relación vital entre objeto, concepción, proposición (expresión lingüística) y el entendimiento semántico desde este enfoque es de interés de la metafilosofía de la ciencia dado que se quiere encontrar la forma correcta de enseñar basados en proposiciones lógicas que permitan conectar la teoría científica con la forma en que se le enseña al alumnado.

Finalmente existe una intrínseca relación entre la filosofía de la ciencia y el cómo debe ser la enseñanza que esté orientado a potenciar las habilidades de pensamiento superior en el estudiante, a fin de que pueda garantizar unir diferentes aspectos que han aprendido, diferentes tipos de conocimiento que han aprendido. Y realmente unirlos a conceptos para comprender situaciones, necesitan comparar cosas. Entonces, dada la naturaleza epistemológica de la ciencia y filosofar sobre la forma de enseñar se conjuga todo en un sistema de proposiciones que orienten el proceso educativo.

2.2. Metafilosofía de la Física

La filosofía de la física pretende estudiar las problemáticas enfrentándolas desde diferentes perspectivas a fin de entender la naturaleza de la realidad que nos rodea, acoplándose a las leyes y teorías científica construidas a partir del razonamiento puro y la experimentación y siguiendo una metodología científica, constituyéndose en sí misma como una ciencia empírica de amplio conocimiento del mundo que nos rodea. Las preguntas que por lo general se plantean son: ¿Qué queremos decir con realidad física? ¿Cómo confirman o desconfirman los resultados experimentales una hipótesis? ¿Qué distingue una buena teoría científica de una mala? ¿Son las leyes físicas un constructo humano o son el reflejo objetivo de la naturaleza de la existencia?

Dentro del profundo pensamiento de la metafísica estas leyes de la naturaleza se pueden plantear desde dos perspectivas diferentes, una se basa en que las leyes son meras descripciones de la forma en que es el mundo, entiéndase mundo como la realidad misma.

Y el segundo plantea que las Leyes de la Naturaleza son los principios que gobiernan los fenómenos naturales del mundo. Para Swartz (2012) el mundo natural obedece las leyes de la naturaleza.

Ubicando en una perspectiva histórica, los antiguos pensadores y astrónomos no pretendían proporcionar una verdadera historia de los fenómenos celestes, sino que el realizar afirmaciones científicas de acuerdo a hipótesis sofisticadas que pudieran explicar el fenómeno en estudio. Para Duhem (1962) los antiguos astrónomos griegos estaban preocupados por el movimiento celeste aparente de los planetas, es decir, estaban preocupados por el movimiento de los planetas tal como les parecía. Por lo que ellos sabían la importancia de explicar el fenómeno, pero no creían que sus hipótesis fueran una descripción verdadera del fenómeno. Las tres perspectivas anteriores ejemplifica perfectamente las dos posturas del debate de los objetivos de la ciencia, entre el antirrealismo y el realismo científico, inmersas en la metafilosofía de la física.

Por lo tanto, cuando se plantea la realización de las proposiciones, explícitamente consideraremos que al momento de enseñar ciencia se debe apegar a la única e inexorable naturaleza de la realidad siendo está explicada plenamente por estas leyes, salvaguardando o no los fenómenos. Entonces el papel que juega la metafilosofía de la física, consiste en comprender la naturaleza de la física conectándola con la enseñanza y su impacto en la creación de nuevo conocimiento, tratando en su camino en responder las preguntas fundamentales que le son objeto de estudio a la propia filosofía de la ciencia, en el campo propio de la física.

2.3. La naturaleza de las proposiciones

Para Russell las palabras significan objetos (términos), y como las oraciones se construyen a partir de varias palabras, se deduce que lo que significa una oración, una proposición, también es una entidad – una unidad de esas entidades significada por las palabras de la oración, a saber, cosas y conceptos (Carey, 2010). Cada cosa y objeto es identificado por el hecho de que la primera es una entidad con nombre, y la segunda es una entidad pero con palabras que no sean nombres.

En cuanto a la construcción de un conjunto de proposiciones, Wittgenstein se refiere a la filosofía del lenguaje ordinario, lo cual implica la centralización del análisis con proposiciones. “Wittgenstein sostuvo que podíamos llegar a una concepción del lenguaje como consistente en proposiciones elementales relacionadas por los elementos ahora familiares de la lógica” (Wolf, 2006). La diferencia con Russel es que lo realiza de una forma menos técnica de abordar los problemas filosóficos. En lo que compete a este escrito se seguirá un lenguaje ordinario para evitar la abstracción innecesaria en la enseñanza de la ciencia.

2.4. Conjunto de proposiciones de la metafilosofía de la física y la enseñanza

Este sistema de proposiciones permite establecer una aplicación de la filosofía de la física con la enseñanza desde un punto de vista pragmático que permita resolver problemas referidos a la enseñanza de esta ciencia desde el paradigma constructivista.

  1. La naturaleza de la realidad es una entidad fundamental para el establecimiento de leyes físicas.
  2. Las leyes físicas son un constructo necesario para la explicación de lo que sucede en la naturaleza.
  3. Existe una simbiosis entre 1 y 2, puesto que permite enseñar las leyes físicas de forma inductiva o deductiva.
  4. El desarrollo de habilidades cognitivas permiten diferenciar la naturaleza de la realidad de todo lo demás.
  5. Establecer conceptualizaciones de entidades físicas tangibles que son externas o internas a nuestros sentidos, que provienen de la materia o todo lo que compone la realidad es un irrestricto elemento de enseñanza y pone en perspectiva el realismo científico.
  6. El estilo de enseñanza debe ser activo y dirigido plenamente a comprender la realidad, lo que implica la búsqueda de leyes que se aproximen a la verdadera naturaleza.
  7. Deben existir leyes físicas que no sean una aproximación de la realidad, las cuales son literalmente la verdadera naturaleza de la realidad y la última incógnita a resolver.

 III. Conclusiones

  • La metafilosofía de la física tiene un papel que permite comprender la manera en que la enseñanza de la ciencia se convierte trascendente a fin de resolver su objeto de estudio siendo este la naturaleza de la realidad. Dado que cada sujeto se le enseñan las leyes de la naturaleza, intrínsecamente en dicho proceso, está aprendiendo sobre la naturaleza de la realidad, y aporta en sí mismo una perspectiva diferente en la explicación de cómo es la mejor manera pensar en las cosas.
  • Admitir que la Física como ciencia empírica se encuentra necesariamente ante la situación de que las leyes físicas son una aproximación de la naturaleza de la realidad, entiéndase esto como un conjunto de teorías científicas que buscan ser una sola, hasta abarcar toda la realidad misma
  • Al ser naturalmente leyes aproximadas y un constructo para describir la naturaleza, puede ser enseñada desde ambas perspectivas, desde lo general a lo particular, o de lo particular a lo general, brindando los argumentos necesarios en las que en dependencia del contexto, puede ser más eficiente una u otra manera.
  • El paradigma constructivista tiene un papel esencial en el aprendizaje del alumnado para describir y preguntarse las incógnitas fundamentales de la metafilosofía de la física.
  • La enseñanza de la ciencia y la filosofía de la física tienen aportes que son recíprocos, y permiten avanzar y enriquecer la epistemología de la física.

La naturaleza de las proposiciones brindadas, no pretenden ser la verdad absoluta del nexo que se realizó entre la metafilosofía de la física y la enseñanza de la ciencia, sino una apertura hacia el debate inmiscuyéndolas hacia un amplio análisis de su posible aplicación en la propia enseñanza de la física desde una perspectiva epistemológica.

IV. Bibliografía

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Carlos Narváez 

Física-Matemática

Polímates

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