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Estudios de Caso: un Instrumento para Captar el Pulso de la Historia de la Ciencia

Douglas Allchin

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Los estudios de caso de tipo histórico son una herramienta vital para enseñar:

  • raciocinio y habilidades científicas
  • las dimensiones humanas y culturales de la ciencia
  • perspectiva para la toma de decisiones basadas en la ciencia

May 2010

La historia es un valioso recurso para enseñar el proceso científico en forma más efectiva.
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En 1837 Darwin empezó su cuaderno de notas “b” sobre la Transmutación de las Especies, y en la página 36 escribió la frase “Yo pienso” en la parte superior del primer árbol evolutivo. Foto: Museo de Ciencias Naturales en Manhattan.

Durante el curso de sus estudios, todo estudiante de biología se encuentra con los grandes héroes: Charles Darwin, Gregor Mendel, James Watson y Francis Crick. Sus descubrimientos son motivo de celebración. Como modelos de conducta, pueden hasta ser fuente de inspiración para seguir una carrera en las ciencias, y en forma un poco más profunda, suministran un fugaz vistazo de la biología real en acción. Por lo tanto, todo profesor debe considerar la historia como un recurso valioso para enseñar el proceso científico en forma más efectiva. Los estudiantes disfrutan las historias. Los relatos de descubrimientos científicos en particular, son cautivantes. Para el profesor recursivo, las historias también son oportunidades que poseen tanto el potencial de enseñar como el de captar la atención de los estudiantes. Ellas son especialmente acertadas para las lecciones sobre la naturaleza de la ciencia, la cual es ahora un objetivo extendido dentro de la educación científica.3,5,14

La nariz de Darwin, la buena suerte de Mendel y el juego de Watson

Algunos hechos curiosos son responsables de la travesía de Darwin en el Beagle.

Considere por ejemplo la nariz de Darwin. Muchos libros de texto describen la importancia de la travesía de Darwin en el Beagle. Sin embargo, Darwin casi no va. A él se le dio el pasaje en parte para suministrarle un toque de sociedad a Robert FitzRoy, el capitán del barco. A FitzRoy le preocupó que la forma de la nariz de Darwin no reflejaba el criterio de “suficiente energía y determinación” para el viaje! Aparentemente, un primer encuentro amistoso parece haberlo persuadido.4 La anécdota es divertida, y sin embargo también es informativa:

  • En primer lugar uno puede ver la utilización de la fisiognosis, una práctica que ahora se considera pseudociencia: un cuento admonitorio, incluso para nuestra época.7
  • En segundo lugar, se puede ver cómo la ciencia depende de detalles inusuales de personalidad y de casualidades, no simplemente de métodos deliberados.
  • Por último, los criterios de FitzRoy en última instancia fueron de importancia para la ciencia.

Por la misma razón, la clase social de Darwin fue importante. FitzRoy, debido a su propio estatus, requería un compañero de igual rango social. Puede que los antecedentes familiares de Darwin parecieran secundarios, pero también le proporcionaron el tiempo libre para llevar a cabo sus viajes y le dieron el apoyo para que siguiera con su continua investigación cuando retornó. Los antecedentes familiares de Darwin pudieran parecer secundarios, pero le proporcionaron el tiempo libre para llevar a cabo sus viajes, y le dieron el apoyo necesario cuando retorno, para seguir con su continua labor de investigación. La ciencia requiere de tiempo y dinero. Y los numerosos descubrimientos de Darwin dependieron en parte de esta riqueza. Consideremos también la forma en que Mendel distinguió los patrones matemáticos de la herencia. Mendel dio la noticia de siete pares de rasgos en las alverjas que ahora son famosos: largo/corto, arrugado/liso, etc. Sin embargo, no todos los rasgos de las alverjas demuestran proporciones de dicotomía de recombinación, ni cada pareja tampoco demuestra variedad independiente.

¿Tuvo suerte Mendel al escoger 7 rasgos?

¿Tuvo suerte Mendel? ¿Tal vez sabía más desde un principio de lo que dio a entender? Muchos suponen que Mendel puso a prueba una hipótesis clara. Esto por lo menos concuerda con la versión del libro de texto sobre el método científico. Pero su estrategia parece ser bastante diferente. Aparentemente, él siguió veintidós rasgos, rastreándole la pista a varias combinaciones, con la esperanza de que emergerían patrones.8 Tan solo unas pocas variedades de reproducción pura eran disponibles comercialmente. Mendel trabajó con lo que tenía. Buscó en forma algo ciega e ignoró los resultados confusos. Aún así, hizo un descubrimiento importante.

El juego contribuyó al descubrimiento de la estructura del ADN.

Finalmente, analicemos el desarrollo del modelo de la doble hélice del ADN realizado por James Watson y Francis Crick.18 El “método” de Watson recalca la dimensión creativa de la ciencia, la cual a veces depende de eventos inesperados y del juego. Siguiéndole los pasos a Linus Pauling, Watson primero consideró una hélice triple. Luego formó parejas de bases de nucleótidos en la parte exterior de un hueso de la columna vertebral. Más tarde formó parejas con aquellos que se asemejaban. ¿Cómo descubrió finalmente los pares complementarios? Cortó planillas de cartón de las bases. Luego, Watson jugó con ellas como si fueran las piezas de un rompecabezas. El compañero de oficina de Watson señaló que las formas de las bases de la guanina y la timina estaban probablemente mal. Las bases revisadas, combinadas y volteadas en forma apropiada, casaron.

Estas tres historias acerca de grandes descubrimientos en la biología, con todo y lo cortas, ofrecen importantes lecciones acerca de cómo tiene lugar la ciencia. La ciencia es más compleja, y más interesante!, que el método que se describe comúnmente en los libros de texto. La historia es importante porque retrata esta riqueza.

El uso de estudios de caso mensualmente sirve para enseñar cómo funciona la ciencia

Sin embargo, los profesores deberían ir más allá de la anécdota ocasional. Para que aprecien en forma plena las muchas dimensiones de la práctica científica, los estudiantes deben profundizar en los estudios de caso históricos. A través de los estudios de caso, los estudiantes ven el proceso de la ciencia y el contexto de la ciencia conjuntamente. En cada episodio se deben abordar preguntas apropiadas, que incluyen:

Los estudios de caso deberían abordar varias preguntas claves.
  • ¿Qué motivó el trabajo?
  • ¿Cómo fue que el individuo encontró un problema o pregunta en particular?
  • ¿Cómo recolectó el científico la información relevante?
  • ¿Cómo se aseguró su fiabilidad?
  • ¿Se criticaron sus afirmaciones? ¿Por qué?
  • ¿Cómo se abordaron las explicaciones alternativas?
  • ¿Cómo se resolvieron los desacuerdos?
  • ¿Cómo fue financiado o apoyado el trabajo?
  • ¿Qué cuestiones éticas, económicas, políticas, culturales, o de género pudieron haber estado involucradas en la investigación?
Los estudiantes aprenden mejor cuando se ven inmersos en el contexto histórico.

Los estudiantes aprenden en forma aun mas vivida cuando están inmersos en el contexto histórico. Se les puede invitar a que enfrenten algunos problemas ellos mismos, tales como interpretar resultados, encontrar explicaciones alternativas, diseñar experimentos, persuadir a los críticos, evaluar dilemas éticos, etc.10 Esto les ayuda a desarrollar sus propias habilidades de pensamiento, especialmente cuando pueden comparar su trabajo con la forma en que los anteriores científicos razonaron. Los estudiantes también pueden reconstruir debates históricos (por ejemplo, aquellos sobre generación espontanea16 o acerca de la visión en colores17. El revivir la incertidumbre destaca el reto de interpretar la evidencia antes de que se conozca la respuesta.

Los estudiantes que miran por encima del hombro de los científicos en forma virtual, aprenden cómo pudieron llegar ellos a conclusiones. No toda la investigación sigue la fórmula del “método científico” tan a menudo descrita en los libros de texto. Los biólogos usan una variedad de métodos. Ellos:

Los biólogos usan cajas de herramientas diversas y no un solo “método científico”.
  • construyen modelos
  • aplican analogías
  • inducen patrones
  • permiten que los resultados se auto- escojan ellos mismos
  • recolectan datos crudos para los archivos
  • buscan correlaciones estadísticas
  • llevan a cabo simulaciones en computador
  • hacen ensayos con aparatos experimentales
  • ponen a prueba las predicciones derivadas indirectamente de las hipótesis
Los estudios de caso ayudan a poner al descubierto los mitos generalizados que existen acerca de cómo se lleva a cabo la ciencia.

La biología en la actualidad permea a la toma de decisiones personales y públicas, desde el cambio climático y los pesticidas, hasta la clonación y las células madre. Las conclusiones son respaldadas usando muchos métodos. Los profesores necesitan preparar a los individuos para que interpreten la evidencia disponible y para que formulen preguntas relevantes adicionales, cualquiera que sea el caso.

En general los estudiantes empiezan las clases de biología con nociones sobre cómo se lleva a cabo la ciencia. A menudo creen en descripciones romantizadas sobre genios extraordinarios y raros momentos de perspicacia, y no ven ningún motivo para cuestionar estos mitos generalizados. Para cualquier biólogo que trabaja duro ya sea en el laboratorio o en el campo, que verifica cada control, o lucha para desarrollar un nuevo procedimiento experimental, los mitos son pura. Por supuesto, la historia de buena calidad puede remediar tales conceptos erróneos.2 Pero la historia de por si debe estar bien informada. Los profesores por lo tanto deberían asegurarse de que sus propias fuentes son fiables y completas. También deben transmitir bien el contexto histórico.1

La mejor forma de utilizar los estudios de caso es en forma sucesiva.

Cada estudio de caso le añade al estudiante profundidad en el conocimiento de la ciencia. A menudo un solo episodio es suficiente para transformar los estereotipos preconcebidos sobre la ciencia por ejemplo, o la certeza instantánea. Sin embargo, la ciencia es compleja y llena de matices. Lo ideal es presentar varios estudios de caso en forma sucesiva. Múltiples episodios exponen la diversidad, y también recalcan temas en común. Por lo tanto, en forma ideal se debería presentar por lo menos un estudio de caso al mes. Es posible que así otras lecciones se vean desplazadas. Pero el compromiso vale la pena. Los estudiantes pueden aprender de un libro cualquier cosa que deban aprender, cuando la ocasión lo requiera. Pero este no es el caso con la habilidad para interpretar lo que leen o escuchan de los científicos. Las habilidades y la perspectiva requieren de alguien que las modele, de práctica y guía. Los profesores van a encontrar que los estudiantes fácilmente declaran que lo que aprenden de los estudios de caso históricos es valioso.

Mas lecciones sobre la naturaleza de la ciencia

La historia demuestra cómo los científicos se pueden equivocar y cambiar de ideas.

Aquellos que ahondan aun más en la historia reciben el beneficio de lecciones adicionales. Por ejemplo, las ideas científicas cambian. A veces revelan errores anteriores. A veces la investigación no es concluyente o la interpretación de los resultados es incierta. Esto también puede ser importante para las políticas públicas y la toma de decisiones. Los estudiantes deben aprender tanto los límites como los fundamentos de las afirmaciones científicas. Una vez más la historia es una poderosa herramienta educativa. Los episodios de cambios conceptuales ayudan a revelar cómo es que el significado de la evidencia a veces cambia de trayectoria en forma dramática.

Consideremos a Christiaan Eijkman y la causa del beriberi.6,10 Aquí el estudiante puede observar tanto el poder como las limitaciones de los experimentos controlados.

Christiaan Eijkman, ganador del Premio Nobel, estaba en lo cierto y estaba equivocado al mismo tiempo.
  • Por 1890, Eijkman aplicó la nueva teoría recientemente establecida sobre gérmenes, y pensó que la enfermedad era de origen bacteriano. A través de una serie de accidentes creyó que había aislado la fuente del microorganismo en el arroz blanco. Para confirmarlo, coordinó en Java un gran estudio controlado con más de un cuarto de millón de prisioneros demostrando como una dieta de arroz blanco, en vez de algún otro factor de higiene, estaba correlacionada con el beriberi.

  • Basándose en sus hallazgos, las dietas fueron cambiadas y el beriberi disminuyó.

  • Sin embargo Eijkman no había considerado (y su sucesor más tarde lo mostró) que el arroz blanco carecía de un nutriente esencial (identificado más tarde como la vitamina tiamina). Eijkman incluso rechazó la idea cuando fue propuesta por primera vez!

  • Él estaba equivocado acerca de la bacteria. Erró. Sin embargo, su logro fue significativo y le mereció compartir el Premio Nobel en 1929.

Los prejuicios culturales y de género pueden afectar la investigación científica.

Otros relatos de errores podrían impartir una imagen menos noble de la ciencia. La ciencia, en última instancia, es una empresa humana. Y a veces los científicos expresan prejuicios culturales. Por ejemplo, en los Estados Unidos, en los años cincuenta, un grupo de investigadores no le suministró tratamiento a algunos pacientes con sífilis porque querían estudiar los estados avanzados de su enfermedad. No les pidieron su consentimiento informado. Los sujetos eran todos personas de raza negra. Para nosotros hoy en día, el racismo que permitió el lapso en ética de la investigación es dolorosamente obvio.12 Demuestra que los biólogos no son inmunes a los prejuicios humanos simplemente porque son científicos. De hecho, los resultados “científicos” han sido utilizados para apoyar las ideologías racistas. Los estudios sobre inteligencias, basados primero en cráneos, y más tarde en cociente intelectual, típicamente se esforzaron por demostrar la superioridad de aquellos iguales a los investigadores. Los científicos parecen más que todo no haber sido conscientes de sus propios errores, incluso mientras alegaban la autoridad de la ciencia.9

Así mismo, algunos conceptos de anatomía, comportamiento, y naturaleza han sido moldeados a veces por perspectivas de género.11,15 Es fácil imaginar cómo el estandarte de la ciencia le da legitimidad a tales estudios. Un individuo científicamente alfabetizado se encuentra por consiguiente familiarizado con tales casos y está preparado para analizar y criticar a la ciencia, especialmente en aquellos casos en que el poder y las ganancias están en juego.

Una herramienta de enseñanza valiosa

La historia guía a los estudiantes hacia un entendimiento de cómo se lleva a cabo la ciencia.

Finalmente, la historia también le ofrece a los profesores herramientas para enseñar contenido básico. Por ejemplo, la historia suministra un marco para motivar a los estudiantes. El contexto le da sentido a los interrogantes biológicos, y si se les arregla en secuencia, a menudo pueden proveer la estructura para un currículo.13 Los estudiantes a menudo comparten ideas preconcebidas con sus contrapartes históricas. La experiencia del pasado ofrece pistas sobre como guiar a los estudiantes hacia puntos de vista más sofisticados. De este modo, la historia ofrece más que un desfile de descubrimientos heroicos o apartes para el interés humano. Un enfoque saludable hacia la ciencia adopta la historia como una herramienta para la enseñanza del proceso de la ciencia: los patrones de raciocinio y los estándares de la evidencia, así como sus límites. La historia también es esencial para representar la naturaleza de la ciencia en forma completa, incluyendo sus dimensiones humanas y culturales. Para los no científicos en particular, la historia hace que la biología sea atractiva e informativa.

Douglas Allchin, Ph.D., es un historiador y filósofo de la biología en la Universidad de Minesota. Recibió su doctorado en historia y filosofía de la ciencia de la Universidad de Chicago. En la actualidad es el líder del Grupo Internacional de Enseñanza de la Historia, la Filosofía, y la Ciencia [International History, Philosophy and Science Teaching Group] y edita el sitio web del SHiPS (por sus siglas en ingles) (Centro de Recursos de la Sociología, la Historia, y la Filosofía de la Ciencia) [Sociology, History, and Philosophy of Science Resource Center]. (ships.umn.edu).
http://www.tc.umn.edu/~allch001/

Estudios de Caso: un Instrumento para Captar el Pulso de la Historia de la Ciencia

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

  1. Allchin, Douglas. 2001. “How not to teach historical cases in science.” Journal of College Science Teaching 30(1):33-37.
  2. Allchin, Douglas. 2002 (in press). “Scientific myth-conceptions.” Science & Education.
  3. American Association for the Advancement of Science, Project 2061. 2001. Atlas of Scientific Literacy. Washington, DC: AAAS and NSTA.
  4. Browne, Janet. 1995. Charles Darwin: Voyaging. Princeton, NJ: Princeton University Press.
  5. BSCS. 1993. Developing Biological Literacy. Dubuque, IA: Kendall/Hunt.
  6. Carpenter, Kenneth J. 2000. Beriberi, White Rice and Vitamin B. Berkeley, CA: Univ. of California Press.
  7. Cordingley, Bill. 2001. In Your Face: What Facial Features Reveal about the People You Know and Love. Far Hills, NJ: New Horizon Press.
  8. Di Trocchio, F. 1991. “Mendel’s experiments: a reinterpretation.” Jrnl of the History of Biology 24:485-519.
  9. Gould, Stephen J. 1981. The Mismeasure of Man. New York, NY: W.W. Norton.
  10. Hagen, Joel, Douglas Allchin & Fred Singer. 1996. Doing Biology. Glenview, IL: Harper Collins.
  11. Haraway, Donna. 1989. Primate Visions. New York, NY: Routledge.
  12. Jones, James H. 1981. Bad Blood: The Tuskegee Syphilis Experiment. New York, NY: Free Press.
  13. Mix, Michael C., Paul Farber & Keith I. King. 1996. Biology: The Network of Life, 2nd ed. New York, NY: Harper Collins.
  14. National Research Council. 1996. National Science Education Standards. Washington, DC: National Academy Press.
  15. Schiebinger, Londa. 1993. Nature’s Body: Gender in the Making of Modern Science. Boston, MA: Beacon Press.
  16. Strick, James L. 2000. Sparks of Life: Darwinism and the Victorian Debates over Spontaneous Generation. Cambridge, MA: Harvard University Press.
  17. Turner, R. Steven. 1994. In the Eye’s Mind. Vision and the HelmholtzHering Controversy. Princeton, NJ: Princeton University Press.
  18. Watson, James D. 1964. The Double Helix. New York, NY: Atheneum.

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