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¿Qué física enseñar hoy?

Magisterio
14/12/2017 - 12:00
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Foto de Freepik. Tomada de Free Photo

Los paradigmas son hijos de su tiempo.

El paradigma newtoniano corresponde a la época en que la humanidad poseía una confianza a ultranza en la razón humana. El paradigma incluye entonces no solamente una concepción de la disciplina sino también una concepción del mundo.

¿Qué nos dice esta afirmación con respecto a los contenidos curriculares? Existen también perspectivas de realidad, que provienen de otras formas de observación, de otros niveles de realidad. Cómo nos afectan y cómo podrían contribuir a actualizar nuestras prácticas. Tal es el caso de las recurrencias y las retroalimentaciones de la biología.

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Finalmente, no todo está dicho y mucho de lo dicho está mal dicho. En este sentido existe una gran dictadura proveniente de la tradición. ¿Cuándo tendremos a Mandelbrot en el currículo?, por ejemplo.

Existen varios problemas serios con respecto a la física que enseñamos.

En primer lugar, la física que se enseña es útil solamente para solucionar los problemas del final de capítulo de los textos. Si nos enfrentamos a otro problema, a un problema que de verdad sea un problema de la vida, ya nuestras ecuaciones no funcionan, los supuestos que se hicieron cuando se formularon las expresiones y “leyes” ya no funcionan. La resistencia del aire no es despreciable, el rozamiento existe, los flujos no son estacionarios, las velocidades no son constantes, etc.

Claro, esto lo sabemos desde hace mucho tiempo, sin embargo, continuamos con las mismas prácticas aduciendo que en esta primera instancia de familiarización disciplinaria, nuestra intención no es solucionar problemas de verdad, sino dar una idea acerca de lo que es la física. Se trata de mostrar a nuestros estudiantes algo así como el sentido de la física. Esto nos lleva a un segundo problema.

Cuando solucionamos un problema con las leyes de los textos de física, ya sea con las leyes algebraicas del bachillerato o con las ecuaciones diferenciales, en cursos avanzados, nos encontramos siempre con una concepción determinista de la física, es la conocida lógica determinista de los tiempos de Laplace, que además nos presenta un mundo inmerso en la causalidad lineal. La flecha de la causalidad y la flecha el tiempo apuntan a una misma parte y, siempre en una misma dirección.

Tenemos entonces que aun cuando los resultados que se obtienen al solucionar un problema no son útiles en la práctica, lo que se logra es interiorizar una manera de ver y de concebir no solamente el manejo disciplinario, sino el mundo. Nos estamos adentrando así en un mundo que fue abandonado por la ciencia hace más de cien años, el mundo del determinismo y las linealidades, de lo absoluto y lo definitivo.

No sobra recordar que precisamente con la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad, esos supuestos de lo absoluto y del determinismo no solo se pusieron en duda sino que fueron rechazados. Aquí tendríamos dos preguntas: ¿será que es necesario que nuestros jóvenes sean primero Newtonianos para luego acceder a una formación contemporánea?. ¿No podríamos, por el contrario, procurar esta formación mediante las herramientas que no poseían en su tiempo Newton y sus contemporáneos y, desde el principio pensar a la vez, en una física útil para la vida y también despojada del determinismo propio de las ecuaciones diferenciales lineales, esto es más acorde con el mundo que estamos viviendo?.

Para comprender mejor estas afirmaciones recordemos la historia usual de las leyes en la física. Lo que sucede con frecuencia es que cuando se estudia un fenómeno (sea la oscilación de un péndulo o la vibración de una membrana o la propagación de una onda), son tantas las variables que aparecen en tal empresa que al incorporarlas en las ecuaciones correspondientes lo que resulta es una ecuación diferencial que no tiene solución. Se inicia entonces una serie de aproximaciones que a la larga permitirán la adecuación de la expresión que describe el fenómeno a las matemáticas disponibles. Logrado esto es posible escribir y solucionar las ecuaciones que describen el fenómeno. Es así como llegamos a las leyes de propagación del calor y de las cuerdas vibrantes. Para hacerlas solucionables se han depreciado las variables que incomodaban o que imposibilitaban el tratamiento matemático. Esta situación es reconocida en el mundo de la ingeniería en el cual cuando se trata de diseñar definitivamente, por ejemplo un puente, muchas de las decisiones se toman a partir de tablas empíricas y no de los desarrollos inmediatos de las ecuaciones.

Esta situación nos debería llevar a tomar las ecuaciones y las leyes tal como se enuncian, como aproximaciones, si se quiere, como buenas aproximaciones, pero no como leyes definitivas.

Una de las características de la física que resulta de los procedimientos usuales es la a-­‐historicidad de los acontecimientos. Si tengo una ecuación que involucra el tiempo, para saber lo que acontece en el instante t= 10 s, no importa lo que haya sucedido en t = 9 s. Lo que importan son las condiciones iniciales y la ecuación nos dirá el resto para cualquier t.

Una cosa distinta sucede con la biología, en la cual lo que sucede en un instante cualquiera depende de lo que sucedió un instante antes y entonces los acontecimientos se van dando de una manera recurrente y cíclica. Esto conduce a una visión de la realidad muy distinta de la anterior, ahora lo determinante es la historia. Y nos encontramos entonces con situaciones en las que existen los procesos, con diversos estadios dinámicos de desarrollo y de autorregulación.

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Estas características del modelo de la naturaleza inspirado en la biología conduce a una causalidad cíclica, en bucles; a retroalimentaciones y a posibilidades tanto de caos como de equilibrio dinámico y de control. Estamos así en el entorno de la cibernética. Es tal vez por eso que suele afirmarse que, contrariamente a lo que existía hace 100 años cuando la ciencia prototípica era la física, estamos en un momento en el que la ciencia inspiradora es la biología.

Desde esta mirada de interacciones entre sistemas, de retroalimentaciones y autorregulaciones surgen elementos claves para la comprensión de nuestro entorno, los seres vivos y en particular el equilibrio, el aprendizaje, la evolución. Nos encontramos entonces con que las poblaciones en su devenir interactúan y no es en absoluto una rareza el que puedan coexistir en una pradera conejos y coyotes en situaciones de equilibrio, más aún, que los coyotes sean necesarios para la existencia de los conejos, así como éstos son necesarios para la existencia de aquellos.

No sobra anotar que este problema de poblaciones es muy parecido (incluso en su solución) al enfriamiento de un cuerpo o a la cinemática de un cuerpo que cae.

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Una tercera consideración resulta del excesivo respeto por las tradiciones. Es esa tal vez la razón para mantener casi invariables los contenidos de siempre, con la consecuencia generalizada de que a pesar de estudiarse la disciplina no logramos superar el estudio de los fundamentos y rara vez nos encontramos con el estudio de los verdaderos problemas que preocupan hoy a la comunidad científica. Esta práctica tiene múltiples implicaciones. Por una parte el estudio que se hace en la clase se torna estéril y casi siempre inútil. Por otra no se encuentran relaciones ciertas entre la disciplina que se estudia y el mundo en que se vive, relaciones que posiblemente podrían convertirse en intereses y curiosidades. Además, como los fundamentos están más cerca de la ciencia clásica que de la del siglo XX, la imagen del mundo es más positivista que contemporánea, en cuanto a la concepción del mundo.

Finalmente, existen desarrollos contemporáneos muy importantes que no solamente nos renuevan la concepción de realidad, sino que, en la práctica, son más útiles para lograr anticipaciones. Tal es el caso de las propuestas de Mandelbrot. Lo usual es el uso de la campana de Gauss para interpretar y explicar los acontecimientos del mundo que nos rodea. Realmente las condiciones que se exigen a los acontecimientos para ser reinterpretados por la curva de campana, solamente los cumplen las monedas cuando se juega a cara y sello y los dados no cargados. En casi todos los otros acontecimientos nos encontramos con hechos que tienen historia. Es por ello que no podemos inocentemente pensar en los promedios y las desviaciones estándar como datos válidos en los casos cotidianos. Al hacerlo nos equivocamos. Lo que sucede para muchos aspectos de la vida es, por ejemplo, que si sabemos que los dos autores que más han vendido, han vendido 1000 ejemplares, no podemos pensar que cada uno ha vendido unos 500 ejemplares, no. Lo que seguramente ha sucedido es que uno ha vendido 970 y el otro 30. La manera como se reparten las cosas, no es Gaussiana. Sabemos que el 80% de las propiedades rurales están en manos del 20% de la población. Es por ello que los currículos deben actualizarse, no podemos seguir enseñando o errores o inutilidades. Sería mucho mejor –con respecto a las probabilidades-­‐ que utilizáramos la distribuciones de Mandelbrot, que poseen dimensiones fraccionarias y se abandonara para casi todo la perspectiva gaussiana.

Una consideración adicional, que no solo se refiere a lo que se hace en la clase de ciencias y en particular en la clase de física, sino que es pertinente para la escuela en general, se relaciona con el significado o el papel que juega la escuela para la sociedad y conexamente, con la importancia de la ciencia (y, en general, del conocimiento) para la sociedad. Y en este punto quizás debamos ser reiterativos al plantear ciertas parejas conceptuales tal vez antagónicas (y a veces complementarias).

¿Posee la escuela un compromiso con el contexto?. Uno podría preguntarse qué espera la sociedad de su escuela, de su sistema educativo. En otras palabras, ¿posee la escuela un compromiso con su contexto inmediato?. Por ejemplo, en nuestro país en estos momentos existen una serie de problemas tan delicados que de su solución o de las decisiones que se tomen, dependerá el futuro del país y concretamente de nuestros jóvenes de hoy. Me refiero a asuntos como estos:

1. La minería.

2. Los agro-­‐combustibles.

3. La seguridad alimentaria.

4. Los transgénicos.

5. Las inundaciones.

6. Los tratados de libre comercio.

Y la pregunta es, qué tanto hace la escuela para comprender lo que sucede, para lograr incidencia de la sociedad en la toma de decisiones al respecto, para preparar a los jóvenes a una realidad que ya no es futuro sino presente. Y lo que vemos es que la escuela se encuentra encerrada con sus problemas curriculares, con sus evaluaciones nacionales e internacionales, de espalda a la realidad inmediata. A nuestro juicio, no debemos mantener la escuela encerrada en una torre de marfil con funciones tan ajenas a los problemas del mundo en que vivimos como lo son la preparación para los exámenes nacionales e internacionales y la expedición de certificaciones, títulos y diplomas y un descuido abismal por lo que está sucediendo en el país y en el mundo.

Y, es en este contexto en el que se plantean los temas anteriores. Lo que se está pensando hacer y que en alguna medida ya se está haciendo con la minería a cielo abierto, con las plantaciones de caña y de palma para la obtención de etanol y biodisel, con la desaparición de la agricultura (en un país tropical!), con el peligro en que se coloca nuestra insipiente industria con los TLC y con la renuncia al conocimiento como elemento determinante para la sobrevivencia de un país, especialmente en estos momentos, tiene sus consecuencias. Preguntado de una manera más dramática: ¿Cuál es el país que le vamos a dejar a las generaciones venideras?

Claro, en mi opinión el abismo que existe entre las nuevas generaciones y nosotros los adultos, en alguna medida se debe a nuestra irresponsabilidad como adultos y en parte, a nuestra ceguera frente a lo que son las consecuencias de nuestros actos.

Cuando se sopesa el estado del planeta, caemos en la cuenta de que lo que sucede ha sucedido porque esta generación de la cual formamos parte, permitió que esto sucediera. Nosotros no fuimos capaces de manejar ni el conocimiento, ni los recursos, ni las posibilidades. Planteado esto, ¿con qué autoridad vamos a determinar lo que deben saber y deben estudiar nuestros niños y jóvenes?. ¿Con qué autoridad pensamos moldear el futuro de las nuevas generaciones?

No podemos, desde el conocimiento y desde la ciencia, continuar culpando de nuestras calamidades a la mala suerte, esto es al Niño o a la Niña. Pocos países están tan indefensos frente al clima como nosotros porque nuestras vías se destruyen, nuestros edificios se inundan, hay que buscar los puentes rio abajo, los cultivos se pierden. Hay barrios que desaparecen por los deslizamientos. Y uno se pregunta por qué se construyeron los edificios en donde podía haber inundaciones y los barrios sobre montañas de escombros y las casas de los pobres en donde los ríos se amplían por la erosión …. Y uno se pregunta por los Planes de Ordenamiento Territorial de los municipios … Y, dónde se han formado todos esos profesionales que estuvieron al frente de las construcciones.

Y, lo único que atinamos a reiterar es que somos un país de mala suerte!

Tomado de: http://www.dinosegurarobayo.com/uploads/4/6/0/3/46032427/_que_fisica_ensenar_hoy_.pdf

Foto de Freepik. Tomada de Free Photo

 

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