Imagen de la ciencia y vinculaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad

en textos universitarios de Química General

Images of Science and Science-Technology-Society relations

in General Chemistry university textbooks

Manuel MALAVER

Rafael PUJOL

agujero1@hotmail.com

Antonio D´ALESSANDRO MARTÍNEZ

dalessaa@camelot.rect.ucv.ve

En este trabajo se estudiaron los estilos de prosa científica, el enfoque Ciencia-Tecnología-Sociedad y la imagen de la ciencia en textos de Química de los cursos básicos universitarios en Venezuela, usando técnicas de análisis de contenido. Se encuentra que el estilo de prosa más utilizado es el conocimiento en ciencia, dándole poca importancia al enfoque Ciencia-Tecnología-Sociedad.

The paper studies prose style, STS relations and images of science in general chemistry textbooks commonly used at introductory university courses in Venezuela, applying to that purpose content analysis techniques. Results show that the prose style more used is "Knowledge of science", with very little presence of STS relations.

Key words: Content analysis, university science textbooks, prose style, images of science, Science-Technology-Society relations.

Using content analysis procedures, this article presents a study on the relationship between styles of scientific prose, the compound science-technology-society, and the image of science present in chemistry textbooks used in introductory courses at universities. It was found that the preferred prose style is that related to scientific knowledge while the one associated with the relationship between science, technology and society remains less emphasized.

Key Words: Content analysis, university textbooks, prose styles, scientific knowledge, science, technology and society.

Los libros de texto han sido y continúan siendo el material curricular más utilizado para la enseñanza de las ciencias en todos los niveles educativos. Esta importancia se ve reflejada en las investigaciones que se han realizado en los últimos años acerca de las características que debe tener un libro de texto de ciencias, así como las variables que influyen en el aprendizaje a partir de su contenido y su organización (Otero, 1997). Diversos autores han examinado su legibilidad y las actividades que le plantean al estudiante, además de las relaciones entre los modelos teóricos propuestos y su representación gráfica (Bullejos de la Higuera, 1983; Jiménez, Prieto y Perales, 1997).

Si bien los textos de ciencia deben ser una ayuda para el aprendizaje, los alumnos muchas veces tropiezan con serias dificultades cuando tienen que enfrentarse con ellos y una de estas dificultades es tratar de establecer la conexión entre el texto y el mundo experimental y real (Izquierdo y Rivera, 1997).

Por otra parte, Michinel y D´Alessandro (1993), analizaron la existencia de concepciones falsas, espontáneas, o no formales acerca del concepto de energía y otros que le son afines en libros de texto de 7o y 9o grado haciendo uso de técnicas de análisis de contenido, y encuentran que las interpretaciones de la energía se pueden clasificar en dos tipos: unas que expresan deficiencias en el conocimiento del autor y otras con características típicas de las concepciones espontáneas.

Uno de los problemas que presentan los estudiantes, al introducirse en la temática de la estructura de la materia, es la dificultad de establecer la conexión entre el mundo macroscópico de las observaciones y el mundo microscópico de átomos y moléculas, lo que implica que si los estudiantes no logran hacer esta conexión, es díficil que entiendan la importancia de la Química en la comprensión del mundo (Gillespie, 1997).

De acuerdo con Solbes y Vilches (1991), las ideas cuánticas, como por ejemplo: el principio de incertidumbre de Heisenberg, los orbitales atómicos y la dualidad onda-partícula de la materia, presentan graves errores conceptuales en los libros de texto de Química, imposibilitando una correcta formación y aprendizaje de estos contenidos en los estudiantes y facilitando la asimilación y el reforzamiento de concepciones erróneas por parte de los alumnos que se inician en el aprendizaje de la Química.

Otro aspecto que se toma en cuenta en este estudio es la relevancia de la perspectiva histórica en la formación científica. En los últimos años se ha verificado una progresiva incorporación de la historia de la ciencia en la enseñanza de las ciencias. De este modo, se produce un acercamiento entre áreas del conocimiento tradicionalmente ajenas entre sí, según una antigua clasificación que separa a las ciencias de las humanidades (Lombardi, 1997).

Níaz (1998) analizó los textos de Química que utilizan los estudiantes en el primer año de universidad para determinar la importancia de la historia y la filosofía de la ciencia en la formulación de los modelos atómicos de Thomson, Rutherford y Bohr, y encontró que la mayoría de los textos ignoran el hecho de que el progreso de la ciencia envuelve competición entre teorías rivales y no toman en cuenta el contexto histórico en el que se desarrollaron estos modelos atómicos.

La incorporación de la historia de la ciencia en la enseñanza de la misma permite mostrar la ciencia como una construcción humana, colectiva, fruto del trabajo de muchas personas, para evitar la idea de una ciencia hecha básicamente por genios, en su mayoria hombres, y presenta el carácter tentativo de la ciencia, las limitaciones de sus teorías, sus problemas pendientes de solución, evitando visiones dogmáticas (Solbes y Traver, 1996). Para muchos docentes, enseñar ciencias es enseñar contenidos científicos y procedimientos propios de la formación de científicos e ingenieros y no enseñan una ciencia que contribuya a la formación general de todos los ciudadanos (Solbes y Traver, 2001).

En definitiva, es importante que en los libros de texto se incorporen aspectos históricos y filosóficos que puedan promover una enseñanza más crítica y humana, además de permitir que tanto el estudiante como el docente tengan una idea más elaborada de lo que es realmente la ciencia (Matthews, 1994).

Los libros de texto influyen en la manera como los estudiantes perciben la actividad científica (Pujol, 1993). Desafortunadamente, por lo general esta imagen aparece deformada ya que los textos presentan a la ciencia como un cuerpo de conocimientos al cual se llegó sin cometer errores

(Chiappetta et al., 1991) .

Una manera de relacionar el contenido de los textos a los problemas reales es a través del enfoque Ciencia – Tecnología – Sociedad (CTS), ya que éste promueve el interés de los estudiantes por conectar la ciencia con las aplicaciones tecnológicas y los fenómenos de la vida cotidiana, aborda las implicaciones sociales y éticas que el uso de la tecnología conlleva y permite adquirir una comprensión de la naturaleza de la ciencia y del trabajo científico (Caamaño, 1995), además de que prepara ciudadanos alfabetizados científica y tecnológicamente, capaces de tomar decisiones informadas y acciones responsables (Membiela, 1997b). Con este enfoque se muestra una imagen más real de lo que es la ciencia, de cómo trabajan los científicos y de cómo las ciencias físico-químicas han influido en el desarrollo de la historia de la humanidad (Solbes y Vilches, 1992). En definitiva los objetivos del enfoque CTS pueden resumirse en tres campos: el de la ciencia aplicada, el de la ciencia y la sociedad y el de la naturaleza de la ciencia (Caamaño, 1995). Por ello, se consideró importante investigar si en los textos aparecen contenidos relacionados al enfoque CTS.

A modo de ejemplo se pueden señalar algunos temas CTS : el hambre en el mundo y los recursos alimentarios, el crecimiento de la población, la calidad del aire y de la atmósfera, los recursos del agua, la tecnología de guerra, la escasez de energía, el uso del suelo, las sustancias peligrosas, las reacciones nucleares y los recursos minerales (Bybee y Mau, 1986).

Debido a la importancia que tiene el estudio de la estructura de la materia en los cursos de Química Básica a nivel universitario y a las dificultades asociadas a su comprensión, es necesario conocer cómo se está abordando esta temática en los libros de texto de Química General que se utilizan en este nivel de enseñanza. Es de hacer notar que existen muy pocos estudios hechos en textos de Química de Educación Superior con relación a la estructura de la materia, razón adicional que justifica esta investigación. Asimismo, el impacto que ha tenido el desarrollo de la teoría atómica sobre la concepción moderna de la Química ha modificado la visión del mundo actual, por lo que es imprescindible incorporarla como una de las temáticas más importantes de la educación universitaria en ciencias e ingeniería.

En los capítulos dedicados a la enseñanza de la estructura de la materia, los siguientes temas se encuentran relacionados al enfoque CTS: emisión atómica, alumbrado público, utilidad del láser, superconductividad, isótopos radioactivos, rayos X, resonancia magnética nuclear, biografías de científicos que hicieron descubrimientos relacionados al comportamiento y estructura de la materia (Malaver, 2001).

A pesar de la gran importancia que se le atribuye al enfoque CTS en la educación científica, hay muy poco espacio dedicado a las interacciones CTS en los libros de texto de ciencias, es decir los textos de ciencias presentan escasa información acerca de cómo los científicos, ingenieros y técnicos adquieren un nuevo conocimiento y lo aplican para resolver problemas reales (Chiappetta et al., 1993; Fernández et al., 2002).

El objetivo de esta investigación documental es analizar los estilos de prosa más utilizados por los textos universitarios de Química General, la frecuencia con que aparecen las actividades y preguntas referidas al enfoque CTS y la imagen de la ciencia que proyectan estos libros en el contenido sobre la estructura de la materia, tema fundamental en todo curso introductorio de Química a nivel universitario.

3. metodología

Esta investigación se ubicó en la modalidad de estudio descriptivo, ya que se utilizaron técnicas de análisis de contenido en libros de texto, que permiten la recopilación de datos a fin de estudiar las características de dicho contenido, clasificando sus partes de acuerdo a categorías establecidas por el investigador (Ander-Egg, 1980; Ruiz Olabuenaga, 1996).

El análisis de contenido conforma tres etapas principales (Ander-Egg, 1980), a saber:

]]> Establecer unidades de análisis, que no es más que el fragmento que se toma como elemento para la investigación. En este trabajo se escogió como unidad de análisis la sección, la cual según Strube (1989) es una unidad de prosa que incluye una sola idea.
1. Determinar las categorías de análisis de las que dependen la clasificación y la selección de la información buscada.
2. Seleccionar la muestra del material a ser analizado.

Para el análisis, se establecieron tres categorías de estilos de prosa, teniendo en cuenta los criterios sugeridos por Strube (1989), Chiappetta et al., (1991) y Pujol (1993). Estas son:

1. Conocimiento en Ciencia: En este estilo de prosa se presenta el contenido en términos de conceptos, hipótesis, principios, leyes y teorías, sin reflejar el proceso de búsqueda científica que condujo a tales conocimientos.
2. Naturaleza del conocimiento científico: Se refleja la actividad de indagación de la ciencia que implica métodos y procesos, tales como: observar, medir, clasificar, inferir, recordar datos, hacer cálculos, realizar experimentos, desarrollar modelos, hipótesis, leyes, etc. Asimismo, se presenta el desarrollo histórico-epistemológico de la ciencia.
3. La interrelación Ciencia-Tecnología-Sociedad: En este estilo de prosa se representa el impacto de la ciencia y la tecnología en la sociedad y el ambiente.

La información obtenida sobre los estilos de prosa permitió establecer algunas conclusiones referidas a la importancia que se le da al enfoque CTS en los libros de texto, o si el contenido se presenta sustentado en argumentos o explicaciones científicas.

El análisis del aspecto correspondiente a la imagen de la ciencia se realizó tomando en cuenta la frecuencia de aparición de características que podrían ser atribuidas al trabajo científico y a la ciencia, entre las que se incluyen: considerar la ciencia como una simple sucesión de descubrimientos que condujeron a una construcción de conocimientos; el enfoque formalista de la ciencia, en el que se presentan supuestas verdades y conclusiones definitivas e incuestionables versus el carácter tentativo de su conocimiento; la naturaleza experimental de la ciencia en contraposición a una visión puramente empirista que pareciera no admitir el método hipotético-deductivo, entre otras. Es por esto que en el estudio de la imagen de la ciencia que proyectan los textos debe tomarse en cuenta la frecuencia de aparición del estilo de prosa denominado "La Naturaleza del Conocimiento Científico" (Pujol, 1993).

En el estudio de los contenidos referidos al enfoque CTS, se toma en consideración el porcentaje de aparición de temas relacionados con las aplicaciones tecnológicas de los contenidos sobre la estructura de la materia en los capítulos de la estructura de la materia en cada uno de los textos analizados. Entre estos temas se incluyen: las aplicaciones de la emisión atómica y el láser, aplicaciones del microscopio electrónico, usos del espectrómetro de masas y de los rayos X, desarrollo de la superconductividad y de la fibra óptica, usos de los isótopos radiactivos, usos de la resonancia magnética nuclear, y vida y obra de los científicos en el campo de la estructura atómica.

Para delimitar la muestra de libros a ser analizados, se realizó una consulta a docentes del área universitaria con experiencia en Química Básica acerca de los textos más recomendados a la comunidad estudiantil. Con esta información, se elaboró una encuesta que fue aplicada en librerías del área metropolitana de Caracas que presentan un alto volumen de ventas.

En definitiva la muestra quedó conformada por los siguientes libros de texto:

• Brown, T.L., Le May, E., y Bursten, B. (1993). Química: La ciencia central. México. D.F: Prentice-Hall Hispanoamérica.
• Chang, R (1995). Química. México, D.F.: Mc Graw-Hill Interamericana.
• Masterton, W., Slowinski, E., y Staniski, C. (1989). Química General Superior. México, D.F.: Mc Graw-Hill Interamericana.
• Mahan, B., y Myers, R. (1990). Química: Curso Universitario. Wilmington, EUA.: Addison- Wesley Iberoamericana.
• Mortimer, Ch. (1983). Química. México, D.F.: Grupo Editorial Iberoamérica.
]]>

En lo sucesivo, todas las referencias acerca de estos textos aparecerán de acuerdo a la denominación sugerida por Sanger y Greenbowe (1999), identificándolos con las iniciales de los apellidos de los autores. Siguiendo el orden anterior, los libros se identificaron como: BL, Ch, MSS, MM y M.

En el Cuadro 1 se muestran los diferentes criterios de análisis utilizados en el estudio del estilo de prosa en los textos universitarios de Química General. Cada categoría se clasifica en una serie de criterios de análisis. Para la categoría "Conocimiento en Ciencia", los criterios de análisis hacen énfasis en aspectos tales como: la presentación del contenido en los textos como un cuerpo de conocimientos acumulativos, visión formalista de la ciencia y uso de analogías en los textos. En la categoría "Naturaleza del Conocimiento", se toman en cuenta los siguientes criterios: carácter tentativo de la investigación, naturaleza empírica de la ciencia y uso de recursos históricos en la enseñanza de los conceptos y teorías científicas. Para la categoría de análisis "Interacción Ciencia-Tecnología-Sociedad", se abordan las relaciones entre la ciencia, la tecnología y el medio social en el que se desenvuelven y el carácter colectivo de la actividad científica. Se presenta a continuación el significado de cada criterio de análisis utilizado en el estudio del estilo de prosa para cada categoría escogida:

1. Conocimiento en Ciencia

Criterio 1.a.: Si se muestra la manera como se llega a una teoría o postulado. Si se presentan los hallazgos y observaciones experimentales que permitieron formular una teoría en particular.

Criterio 1.b.: Si las teorías o postulados establecidos están lo suficientemente sustentados en hechos y observaciones experimentales, es decir, si se explican los experimentos que conllevaron al desarrollo de una teoría o postulado.

Criterio 1.c.: Si los conocimientos científicos se presentan como producto de crisis y de cambios profundos de paradigmas científicos.

Criterio 1.d.: Si se utilizan ejemplos numéricos para apoyar o ilustrar la explicación de una teoría científica o postulado.

Criterio 1.e.: Si se utilizan analogías que permitan clarificar algunos conceptos y teorías de cierta complejidad estableciendo similitudes con hechos o experiencias de la vida diaria.

2. Naturaleza del Conocimiento

]]> Criterio 2.a.: Se relaciona con el hecho de que en la sección o fragmento analizado la ciencia se considera como descubrimiento y no como una construcción de conocimientos, es decir, si se muestra en la sección un planteamiento lineal y acumulativo del desarrollo científico en el que no aparecen la existencia de cambios conceptuales o de paradigma en las ideas aceptadas por los científicos.

Criterio 2.b.: Si se toma en cuenta el papel de los problemas y dificultades en el desarrollo de la ciencia y los problemas que originaron la aparición de teorías importantes.

Criterio 2.c.: Si se presenta en la sección o fragmento una visión empírica de la ciencia en el que los conocimientos científicos se forman a partir de observaciones y experimentos.

Criterio 2.d.: Si en los textos se muestra el desarrollo de los modelos científicos que permitieron explicar un fenómeno determinado, es decir, si se hace referencia a la elaboración de los modelos científicos que llevaron a establecer postulados como el modelo atómico de Bohr, el principio de incertidumbre de Heisenberg o el postulado de De Broglie.

Criterio 2.e.: Si se hace referencia a observaciones y hechos experimentales que apoyen o refuten un modelo científico propuesto para explicar un fenómeno determinado.

3. Interacción Ciencia-Tecnología-Sociedad

Criterio 3.a.: Se refiere a aspectos en los que el capítulo o fragmento analizado contiene tópicos en el que se relacione la ciencia a los problemas reales y cotidianos, es decir si se presentan temas vinculados a las aplicaciones tecnológicas, como por ejemplo, las aplicaciones del rayo láser, desarrollo de la superconductividad y de la fibra óptica, uso de isótopos radiactivos, etc.

Criterio 3.b.: Si se hace énfasis en el poder de la ciencia para transformar los métodos de producción, de cambiar las relaciones sociales o de destruir regiones del planeta con armas nucleares, etc.

Criterio 3.c.: Hace énfasis en el papel que ha desempeñado la ciencia a lo largo de la historia en la evolución cultural de la humanidad, es decir, que aparezcan tópicos en los que se muestre que la evolución de la ciencia es un proceso en el que existen crisis, revoluciones, provocando cambios de paradigmas o que se incluyan en los capítulos analizados aspectos como la importancia de la ciencia en la evolución de las ideas filosóficas, artísticas, religiosas y las influencias de las ideologías en el desarrollo de la ciencia.

Criterio 3.d.: Si se incluyen aspectos referidos al papel de la ciencia en la modificación del medio y problemas relacionados a cambios ambientales como el efecto invernadero, destrucción de la capa de ozono, lluvia ácida, etc.

]]> Criterio 3.e.: Si se muestra la ciencia como un producto colectivo, donde los logros y hallazgos se deben al trabajo de varios grupos de científicos.

Criterio 3.f.: Si se muestran actividades en las que se señalen las consecuencias que tendría para la humanidad las aplicaciones tecnológicas de la ciencia como el desarrollo y fabricación de reactores nucleares para fines pacíficos o la utilidad de los isótopos radiactivos en medicina.

Cuadro 1

Criterios de análisis utilizados en el estudio del estilo de prosa de los textos de Química Básica a nivel universitario.

Categoría	Criterio de Análisis
1. Conocimiento en Ciencia	1.a: Resultados con explicaciones científicas. ]]> 1.b: Conocimientos científicos como producto de crisis y cambios profundos de paradigmas. 1.c: Contenido como un cuerpo de conocimientos acumulativos. 1.d: Uso de ejemplos numéricos. 1.e: Uso de analogías.
2. Naturaleza del Conocimiento	2.a: Desarrollo histórico de conceptos y teorías científicas. 2.b: Carácter tentativo de la investigación. 2.c: Naturaleza empírica de la ciencia. 2.d: Elaboración de modelos científicos. 2.e: Evidencias experimentales que apoyen o refuten un modelo científico.
]]> 3. Interacción Ciencia – Tecnología – Sociedad	3.a: Tratamiento detenido de las relaciones ciencia / tecnología. 3.b: Ciencia como una fuerza productiva o destructiva. 3.c: Papel de la ciencia en la evolución de las ideas. 3.d: Papel de la ciencia en la modificación del medio. 3.e: Ciencia como fruto del trabajo colectivo. 3.f: Valoración crítica del papel de la ciencia.


4. Resultados

En el cuadro 2 se muestra cómo se distribuyen los diferentes criterios analizados de los estilos de prosa en las secciones que se refieren a la estructura de la materia de los textos universitarios de Química General de la muestra.

Cuadro 2

]]> Frecuencia con la que aparecen los diferentes criterios de análisis que caracterizan a los estilos de prosa de los textos de Química Básica a nivel universitario.

Criterio de Análisis (Ver Cuadro 1)	N° de Secciones que hacen referencia a ese criterio en cada texto
	BL NT =70			Ch NT=72			MSS NT = 37			]]> MM NT = 56			M NT = 42
	N		%	N		%	N	]]>	%	N		%	N		%
1.a	59	]]>	84,3	39		54,2	34		91,9	56		]]> 100	36		85,7
b	36		51,4	36		]]> 50,0	20		54,1	40		71,4	29		69,0
]]> c	16		22,9	5		6,9	0,0		0,0	]]> 17		30,4	8		19,0
d	42		60,0	]]> 45		62,5	25		67,6	31		55,4	15	]]>	35,7
e	7		10,0	10		13,9	0	]]>	0,0	0		0,0	0		0,0
2.a	4	]]>	5,7	14		19,4	3		8,1	16		]]> 28,6	5		11,9
b	5		7,1	11		]]> 15,3	3		8,1	24		42,9	4		9,5
]]> c	16		22,9	16		22,2	3		8,1	]]> 22		39,3	21		50,0
d	33		47,1	]]> 20		27,8	19		51,4	38		67,9	23	]]>	54,8
e	10		14,3	21		29,2	17	]]>	45,9	35		62,5	17		40,5
3.a	9	]]>	12,9	11		15,3	1		2,7	0		]]> 0,0	0		0,0
b	0		0,0	1		]]> 1,4	0		0,0	0		0,0	0		0,0
]]> c	0		0,0	2		2,8	0		0,0	]]> 0		0,0	0		0,0
d	1		1,4	]]> 5		6,9	0		0,0	0		0,0	0	]]>	0,0
e	2		2,9	4		5,6	0	]]>	0,0	14		25,0	6		14,3
f	3	]]>	4,3	4		5,6	0		0,0	18		]]> 32,1	7		16,7

N = Número de secciones que presentan los diferentes criterios.

N_T = Total de secciones en cada uno de los textos analizados.

Se observa que, en los cinco textos, el estilo de prosa que predomina es el "Conocimiento en Ciencia". Para el criterio 1.a, los porcentajes obtenidos oscilan entre 54,0% y 92,0% en los cinco textos, donde el libro señalado como Ch alcanza un 54,2%, resultado que indica que casi la mitad de las secciones en este texto presenta enunciados o resultados con explicaciones en los que no se discute o analiza la forma en que se llegó a una ley, principio o concepto. En los textos restantes se observa que el número de secciones que tienen enunciados con explicaciones científicas es relativamente alto.

En los textos analizados se observa un bajo predominio del criterio 1.c, el cual se refiere a que los conocimientos científicos se presentan como un producto de crisis y cambios profundos de paradigmas científicos. El caso más extremo es el texto MSS con 0,0%.

En relación al criterio 1.d, que corresponde al uso de ejemplos numéricos, cuatro de los cinco textos estudiados (BL, Ch, MSS y MM) utilizan con más frecuencia ejemplos numéricos para ilustrar ideas científicas importantes, siendo el caso más destacado, nuevamente, el texto MSS, con un 67,6%.

Para el criterio 1.e (utilización de analogías), apenas se observa que dos textos (BL y Ch) utilizan estos recursos en sus explicaciones científicas, y con muy poca frecuencia (10,0% y 14,0% con respecto al total de secciones analizadas).

]]> Con respecto al estilo de prosa denominado "La Naturaleza del Conocimiento Científico", el criterio 2.a, que se refiere al desarrollo histórico de los conceptos y teorías científicas, aparece con más frecuencia en el texto MM, con un 28,6%, seguido del texto Ch (19,4%).

En relación al criterio 2.b, concerniente al carácter tentativo de la ciencia, el texto MM lo presenta con un 43,0%, siendo este caso el de mayor frecuencia de los cinco textos. En los otros textos este criterio no alcanza el 20,0% del total de las secciones analizadas.

El criterio 2.c, referido a la visión empirista de la ciencia, aparece con más frecuencia en el texto M, con un 50,0%, seguido del texto MM (39,3%). En los textos Ch y BL aparecen con una frecuencia del 22,2% y 22,9% respectivamente.

Con relación al criterio 2.d, que corresponde a la elaboración de modelos científicos, en tres libros aparece con una frecuencia superior al 50,0%, siendo ésta mayor en el texto MM (67,9%). En el texto BL, la frecuencia es cercana al 50,0% y llama la atención el libro Ch con apenas un 27,8%. El criterio 2.e, concerniente a la presencia de evidencias experimentales que apoyen o refuten un modelo científico, aparece con más frecuencia en el texto MM, con un 62,5%.

Por otra parte, el estilo de prosa denominado "Interacción Ciencia – Tecnología – Sociedad" no alcanza el 20,0% en los criterios 3.a, 3.b, 3.c y 3.d (ver cuadro 2) para los cinco libros de texto. De hecho, los criterios 3.b y 3.c no aparecen en cuatro de los libros y el criterio 3.d se presenta con una frecuencia de 1,4 y 6,9% en los textos BL y Ch, respectivamente. En relación a los criterios 3.e (la ciencia como fruto del trabajo colectivo) y 3.f (valoración crítica del papel de la ciencia), con excepción de los textos MM (25% y 32,1%) y M (14,3% y 16,7%, respectivamente), aparecen con frecuencias que no alcanzan el 10%.

En el cuadro 3 se muestran los contenidos referidos al enfoque CTS que aparecen en los capítulos de la estructura de la materia. Siguiendo la clasificación que han hecho sobre temas CTS se observa que casi todos los contenidos corresponden a aplicaciones y desarrollos tecnológicos de los diversos descubrimientos y teorías en el campo de la estructura de la materia. El aspecto 7 referido a la biografía un poco detallada y obra de los científicos se eligió teniendo como base las investigaciones de Solbes y Vilches (1989) y Solbes y Traver (1996) en las que se establece que la ciencia no es fruto del trabajo de unos genios, hombres por lo general, sino que es producto de un esfuerzo colectivo y humano de hombres y mujeres. La presencia de biografías de científicos y sus descubrimientos permite mostrarle al lector la contribución de los hombres de ciencia en la evolución de las ideas, las crisis de paradigmas y los cambios conceptuales en las ideas aceptadas por los científicos (Solbes y Traver,1996).

En el cuadro 4 se muestra la frecuencia con la que aparecen en los textos las actividades y preguntas propuestas relacionadas con el enfoque CTS. Se observa que sólo los textos BL y Ch presentan este tipo de preguntas, pero con frecuencias que apenas llegan al 1,0% y 0,8%, respectivamente. Es de hacer notar que estos dos libros son los que contienen el mayor número de actividades y preguntas en los capítulos analizados.

Vinculaciones CTS

Los textos donde se observa una mayor frecuencia para los criterios del estilo "Interacción Ciencia - Tecnología - Sociedad" son los libros Ch y MM. El criterio 3.a, referido al tratamiento de las relaciones ciencia – tecnología, se presenta con una frecuencia de 15,3% para el texto Ch, y 12,9% para el texto BL, sin alcanzar el 5,0% en los otros libros. En estos textos no se observa una preocupación por parte de los autores en relacionar los conceptos de la Química a la experiencia cotidiana, dejando de presentar temas interesantes como, por ejemplo: los usos de la resonancia magnética nuclear y el microscópico electrónico, el láser en medicina e ingeniería, la emisión atómica, alumbrado público, entre otros.

Cuadro 3

]]> Contenidos referidos al enfoque ciencia, tecnología y sociedad que aparecen en los capítulos de la Estructura de la materia en los textos de Química Básica a nivel universitario.

		Contenidos referidos al enfoque CTS
Texto	1		2	3	4	5	]]> 6		7	% S
BL	N		N	S	N	S	S		]]> N	42,86
Ch	S		S	S	S	N	N		N	]]> 57,14
MSS	N		N	S	N	N	N		N	14,30
]]> MM	N		N	S	N	S	N		N	28,57
M	]]> N		N	S	N	N		N	N	14,30

S = Aparece el contenido

N = No aparece el contenido

]]> Aplicación de la emisión atómica y del láser
1. Aplicaciones del microscopio electrónico

3. Usos del espectrómetro de masas y de los rayos x

4. Desarrollo de la superconductividad y de la fibra óptica

5. Uso de los isótopos radiactivos

6. Usos de la resonancia magnética nuclear
7. Vida y obra de los científicos en el campo de las estructura atómica

%S = Porcentaje de contenidos referidos al enfoque CTS.

]]> Cuadro 4

Porcentaje de actividades y preguntas relacionadas con el enfoque CTS que aparecen en los capítulos referidos a la estructura de la materia en los libros de texto de Química Básica a nivel universitario.

Actividades y Preguntas relacionadas al enfoque C - T – S
Texto	NT	N	%
BL ]]> Ch MSS MM M	388 674 312 163 216	3 ]]> 7 0 0 0	0,8 1,0 0,0 0,0 0,0

N_T = Total de preguntas y actividades del texto referidas a la estructura de la materia.

]]> N = Total de preguntas referidas al enfoque CTS.

En el texto MM los aspectos 3.e y 3.f aparecen con una frecuencia superior al 20.0%. Esto indica la importancia que le otorga el autor a las referencias históricas y a la ciencia como producto del trabajo colectivo, al intentar ofrecer una imagen de la ciencia llena de controversias y discusiones entre grupos de científicos, tomando en cuenta los aspectos históricos de la misma. Un párrafo del texto MM donde se muestre a la ciencia como fruto del trabajo colectivo es el siguiente:

El trabajo de Bohr fue la primera aplicación de la hipótesis cuántica a la estructura atómica que tuvo cierto éxito. Téngase en cuenta, sin embargo, que la teoría de Bohr era incorrecta; fue abandonada doce años más tarde a favor de la actual teoría cuántica de la estructura atómica. A pesar de esto, las ideas de Bohr tenían bastante fundamento para permitirle explicar por qué únicamente ciertas frecuencias de luz eran irradiadas por los átomos y, en algunos casos, pronosticar exactamente los valores de estas frecuencias. Además, las propuestas de Bohr ayudaron considerablemente a Moseley a comprender sus mediciones de las frecuencias de los rayos X emitidos y a utilizarlas para determinar los números atómicos. Así pues, aunque luego fue abandonada, esta teoría inicial fue un paso importante para la comprensión de la estructura atómica.

Con respecto al uso de analogías (criterio 1.e) del estilo denominado "Conocimiento en Ciencia" se observa que sólo los textos BL y Ch utilizan analogías al momento de hacer referencia a explicaciones científicas. En el texto Ch, cuando el autor explica el concepto de cuantización de la energía hace una analogía con el hecho de que una carga eléctrica está cuantizada y que los procesos en los sistemas vivos incluyen fenómenos cuantizados. Del mismo modo, el texto BL explica el modelo de repulsión de pares electrónicos del nivel de valencia, utilizando una analogía entre el acomodo de los pares electrónicos y el arreglo espacial de globos atados por sus extremos, que tienden a adquirir disposiciones geométricas semejantes al arreglo espacial que adoptan las moléculas.

Ambas analogías permiten clarificarle al lector los conceptos de cuantización y del modelo RPECV (modelo de repulsión del par electrónico de la capa de valencia), al establecer similitud de estos fenómenos con hechos o acontecimientos de la vida cotidiana. Al respecto, Duit (1991) establece que las analogías son herramientas muy útiles, ya que facilitan el proceso de aprendizaje de conceptos básicos, por lo que deben considerarse como un aspecto esencial de la enseñanza de la ciencia.

La información presentada en el cuadro 2 permite afirmar que, en general, los textos analizados muestran una fuerte tendencia a centrarse en temas de contenido netamente científico, otorgándole poca importancia a los tópicos sociales y tecnológicos de la Química.

En el cuadro 3 se observa que el texto Ch presenta el mayor número de aspectos relacionados con las aplicaciones tecnológicas de los contenidos de la estructura de la materia. En este libro se incluyen temas como: las aplicaciones de la emisión atómica y el láser, el microscopio electrónico, la superconductividad y las fibras ópticas, tópicos que no aparecen en los otros textos de la muestra.

El texto BL, aunque no contiene un gran número de temas relacionados al enfoque Ciencia - Tecnología - Sociedad, incluye un espacio dedicado a las aplicaciones de la resonancia magnética nuclear, aspecto que tampoco se menciona en los restantes libros.

]]> Con respecto a la frecuencia con que aparecen las actividades y preguntas relacionadas al enfoque CTS, es algo inexistente en tres de los cinco libros de la muestra, y en los libros Ch y BL este tipo de pregunta aparece con una frecuencia tan insignificante como 1,0 y 0,8%, respectivamente. Los libros restantes no contienen ningún tipo de actividades referidas a este enfoque. Ejemplo de este tipo de preguntas que aparecen en los textos BL y Ch, respectivamente, son las siguientes:
1. La teoría cuántica considera que los cambios de energía no son continuos. ¿Por qué no apreciamos este efecto en nuestras actividades de la vida diaria?
2. Las tuberías de agua que están a la intemperie se tienen que drenar o aislar en invierno en los climas fríos. ¿Por qué?

Tal situación denota la importancia marginal que los autores de los libros le otorgan al enfoque CTS, ya que el tipo de actividad y de pregunta que un texto propone dice mucho de lo que en definitiva es considerado relevante dentro de sus contenidos.

Los resultados anteriores permiten afirmar que, aunque los libros de texto presenten tópicos pertenecientes al enfoque CTS, muestran muy poca inclinación por el desarrollo de estos temas, dándole mayor importancia a los contenidos de tipo científico, aun cuando el surgimiento del movimiento CTS en el medio universitario ya data de los años sesenta y setenta (Membiela, 1997a).

Imagen de la Ciencia

Del análisis de la información obtenida en la presente investigación se establece que el estilo de prosa "Conocimiento en Ciencia" es el más frecuentemente utilizado, indicando con ello que los conceptos propios de la Química conforman la temática principal de los textos.

Si bien es cierto que en todos los textos el criterio 1.a aparece por debajo del 50.0%, el texto Ch presenta una alta frecuencia de este criterio con respecto a los otros libros. En efecto, en este libro, por ejemplo, no se explica claramente la teoría atómica de Dalton, presentando sus hipótesis como hechos establecidos, sin apoyarse en ninguna evidencia experimental. Además, tópicos como la teoría cuántica de Planck, el principio de incertidumbre, la relación carga masa del electrón y el modelo de Bohr aparecen sin una sólida justificación teórica y experimental en este texto. Así, por ejemplo, al referirse al principio de incertidumbre de Heisenberg, tan solo se menciona que fue una de las consecuencias más importantes de la dualidad onda – partícula y que fue formulado por Werner Heisenberg, sin detenerse en los argumentos que este científico formuló para justificar su principio. A continuación se muestra el párrafo del texto Ch en cuestión:

]]>

Una de las consecuencias más importantes de la naturaleza dual de la materia es el principio de incertidumbre, el cual fue formulado por el físico alemán Werner Heisenberg. El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que es imposible conocer simultáneamente el momento (p, definido como el producto de la masa por la velocidad) y la posición (x) de una partícula con certidumbre.

Aunque los cinco textos de la muestra hacen referencia a la determinación experimental de la relación e/m del electrón y a la carga del electrón, presentando estos descubrimientos como de una gran importancia en el desarrollo de la teoría de la estructura atómica, no se plantean los problemas y las controversias que formaron parte de estos hallazgos.

Así, como antecedentes de la determinación de la relación carga/masa (e/m) del electrón, no se mencionan los estudios de Faraday sobre el paso de la electricidad a través de atmósferas gaseosas enrarecidas (Morrow, 1969 y Garritz, 1997) ni la invención del tubo de rayos catódicos por Julios Plücker y Heinrich Geissler (Garritz, 1997).

El análisis del estilo de prosa denominado "Naturaleza del Conocimiento Científico" indica que en la enseñanza de la estructura de la materia se ignoran los aspectos de tipo histórico, por lo que los alumnos reciben una imagen deformada sobre la evolución y el avance de los conceptos científicos.

Los textos utilizan escasamente algunos recursos históricos como breves narraciones de hallazgos o descubrimientos y muestran, en los capítulos dedicados a la estructura del átomo, la historia del desarrollo de muy pocos conceptos y modelos.

Por otra parte, en los textos se ignoran las situaciones conflictivas y los cambios de paradigmas que originaron las investigaciones científicas que condujeron a la modificación de los modelos científicos. En la mayoria de los textos (BL, Ch, MSS y M) no se observa un intento por parte del autor en mostrar la ruptura con la filosofía positivista en la que se establece que el mundo consiste de hechos positivos y reales y fenómenos observables y que el conocimiento científico existe sólo en la descripción de estos fenómenos (Níaz, 1994), lo que no ocurre cuando se plantean aspectos como el principio de incertidumbre de Heisenberg y la dualidad onda-partícula, que son consecuencia de la aplicación del método hipotético-deductivo al estudio de la estructura atómica. Sólo el texto MM hace un intento en explicar este cambio de paradigma científico. Un ejemplo donde se muestra este cambio de paradigma es el siguiente párrafo, tomado del texto MM:

El modelo del átomo de Rutherford tenía un gran incoveniente: según todos los principios de la física conocidos en 1911, el átomo con un núcleo positivo tenia que ser inestable. Si los electrones eran estacionarios, no habia nada que les impidiera ser atraidos hacia el núcleo; si estaban en movimiento circular, las bien fundamentadas leyes del electromagnetismo predecían que el átomo debería irradiar luz hasta que cesara todo movimiento electrónico. Sólo dos años después de la proposición de Rutherford, Niels Bohr intentó resolver esta aparente paradoja analizando la estructura atómica en función de la teoría cuántica de la energía, que había sido introducida por Max Plack en 1900. Antes de tratar las ideas de Bohr sobre el comportamiento de los electrones en los átomos, conviene examinar los experimentos que condujeron al desarrollo de los principios que utilizó Bohr.

]]> El texto MM le da gran importancia a los criterios referidos a la naturaleza del conocimiento científico, mostrando el contexto histórico en el que se desarrollaron las teorías de la estructura atómica, lo que otros textos prácticamente no mencionan. Se cita a continuación un párrafo del texto MM en el que se examina la evolución de las teorías atómicas en un contexto histórico:

Las primeras claves importantes sobre la naturaleza de la electricidad y de la estructura eléctrica de los átomos aparecieron en 1833 como resultado de las investigaciones de Faraday sobre la electrólisis. Sus hallazgos se pueden resumir en dos puntos:

1. Una cantidad dada de electricidad siempre depositará sobre un electrodo el mismo peso de una sustancia dada.
2. Los pesos de las distintas sustancias depositadas, desprendidas o disueltas en un electrodo por una cantidad fija de electricidad son proporcionales a los pesos equivalentes de estas sustancias.
]]>

El contenido de los experimentos de Faraday fue reconocido en 1874 por G. J. Stoney, que fue el primero en sugerir el nombre de electrón para la partícula eléctrica fundamental. Sin embargo, hasta 1897 no se encontró ninguna evidencia experimental firme sobre la existencia y propiedades del electrón. La fuente de información decisiva fue la investigación de la conductividad eléctrica de los gases a presiones bajas.

Como ya señalamos, en general los libros de texto no realizan un tratamiento detenido de las relaciones Ciencia - Tecnología - Sociedad, por lo que se le ofrece a los alumnos una imagen de la ciencia desconectada de los problemas reales y cotidianos.

5. Conclusiones

Del análisis anterior podemos concluir que el estilo de prosa más comúnmente usado por los textos analizados en los capítulos referidos a la estructura de la materia es el "Conocimiento en Ciencia", en el que el contenido científico se presenta en términos de conceptos, principios, leyes y teorías, sin que se tome en cuenta el proceso histórico – epistemológico que condujo al desarrollo de tales conocimientos.

En la temática de la estructura de la materia, la mayoría de los textos de la muestra hace muy poco énfasis en los contenidos referidos al enfoque CTS, mostrando con ello una ciencia desconectada del contexto social y tecnológico. Asimismo, los textos muestran un bajo porcentaje de actividades y preguntas relacionadas a este enfoque, lo que indica la poca importancia que le otorgan los autores de los textos a los contenidos que impliquen el uso de las conceptualizaciones científicas en alternativas de solución a problemas de las comunidades, así como el impacto que ello tiene en nuestros estilos de vida.

El hecho de que aparezca con más frecuencia el estilo de prosa denominado "Conocimiento en Ciencia" indica que se hace ver a la ciencia como un proceso en el que se da una simple acumulación de conocimientos, inmerso en una historia lineal y sin controversias, al no mostrar los conflictos entre los grandes paradigmas científicos y las nuevas ideas, lo cual conduce, en definitiva, a cambios de conceptos y modelos. Asimismo, no se toma en cuenta el contexto histórico y social del que forman parte las teorías científicas. Esta omisión se hace más significativa si se considera que el desarrollo de las más importantes teorías y principios acerca de la estructura de la materia se llevó a cabo dentro de grandes conflictos políticos y sociales que, de hecho, impactaron de manera significativa las vidas y creencias de los hombres y mujeres que fueron líderes de tal gesta científica.

]]> En definitiva, es imprescindible que los textos hagan un mayor énfasis en el papel que puede desempeñar la historia de la ciencia en la enseñanza de la misma. De esta manera, se toman en cuenta los problemas históricos que originaron el desarrollo de las grandes teorías científicas, y las hipótesis que se plantearon en su elaboración.

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