Modelos y Modelaje en Ciencias Naturales

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Las ciencias no tratan de explicar, incluso apenas tratan de interpretar, construyen modelos principalmente. Por modelo, se entiende una construcción matemática que, con la adición de ciertas interpretaciones verbales, describe los fenómenos observados. La justificación de tal construcción matemática es sólo y precisamente que se espera que funcione. 
John von Neumann 

La actividad principal de los científicos es evaluar cuál de entre dos o más modelos rivales encajan con la evidencia disponible y por lo tanto, cuál representa la explicación más convincente para determinado fenómeno en el mundo. 
Rosalind Driver

...por primera vez en la historia, estamos educando alumnos para vivir en un mundo acerca del cual sabemos muy poco, excepto que estará caracterizado por un vertiginoso cambio y que será más complejo e incierto que el mundo de hoy... 
Derek Hodson 

El mejor modelo material de un gato es otro. Preferentemente el mismo gato 
Arturo Rosenblueth


Sobre Modelos y Modelaje

El repensar la química a través de sus modelos fue la propuesta original, hace casi veinte años de Suckling, continuando una línea de pensamiento iniciada varias décadas atrás por von Neumann alrededor de la física y las matemáticas. Éste como otros tantos asuntos que escapan de la “normalidad científica” fue prácticamente olvidado y es ahora cuando las estrechas recetas sobre la actividad científica, realizadas por los investigadores y trasladadas a las aulas por los profesores, no alcanzan a tener el éxito deseado en todo el mundo, cuando se vuelven a reconsiderar, particularmente cuando queda cada día más claro que estamos educando alumnos que van a vivir en un mundo sobre el cual sabemos bien poco, pero que será mucho más complejo e incierto. A lo anterior hay que agregar un reciente e intenso interés por incorporar en la enseñanza de la ciencia las últimas discusiones filosóficas e históricas sobre estos temas, en las que se está reconceptualizando la naturaleza del conocimiento científico y que se han concretado en diversas reuniones internacionales y revistas especializadas. 

Así nos encontramos en un momento histórico en que es indispensable repensar de manera diferente no solo la naturaleza de la ciencia, sino también una manera diferente de enseñarla. Por ejemplo Driver, pionera en la investigación sobre las ideas previas de niños y adolescentes escribió sobre los modelos:

La actividad principal de los científicos es evaluar cuál de entre dos o más modelos rivales encajan con la evidencia disponible y por lo tanto, cuál representa la explicación más convincente para determinado fenómeno en el mundo. 

La anterior preocupación ha sido considerado en las nuevas propuestas curriculares para la educación secundaria en México, por la Secretaria de Educación Pública. Lo anterior específicamente en las asignaturas de física y química en las que por primera vez y de manera tan explicita se aborda el tema de los modelos y el modelaje, asunto para el que, sin embargo, los docentes actuales de dichas asignaturas no están preparados. Ésta situación ha sido identificada en las poquísimas investigaciones educativas llevadas a cabo ya sea por la novedad del asunto, o lo que es lo mismo la propia ignorancia de los docentes o por sus propias concepciones sobre el conocimiento científico muchas veces ancladas en la visión positivista de la ciencia. Así estudios recientes desde la perspectiva del conocimiento pedagógico del contenido indican que para los docentes en ciencias el uso de modelos y el modelaje esta ausente.

Entre los propósitos de los nuevos programas los propios documentos de la SEP indican que es necesario que los alumnos, por ejemplo: 

• comprendan el papel de los modelos en las explicaciones de los fenómenos físicos, así como sus ventajas y limitaciones
• reconozcan las dificultades que se encontraron en el desarrollo histórico del modelo cinético 
• empiecen a construir explicaciones utilizando un modelo atómico simple, reconociendo sus limitaciones y la existencia de otros más completos 
• construyan modelos de compuestos con base a la representación de Lewis 
• identifiquen la diferencia entre el modelo del enlace químico por transferencia de electrones del modelo del par electrónico y del octeto 
• elaboren generalizaciones y modelos

Así, una enseñanza de la ciencia a partir de modelos, como lo propone la Secretaria de Educación Pública debe ir acompañada por una formación de recursos humanos acorde con los nuevos tiempos y que no recoja únicamente las discusiones sobre su importancia sino también experiencias de los docentes en su construcción e implementación en las aulas.
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