Herramientas_metodologicas_para_aprender

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Revista Electrónica Iberoamericana de Educación en Ciencias y Tecnología 
— Volumen 5, Número 2, Junio 2014. Página 1— 
 
 
 
 
 
Herramientas metodológicas para aprender ciencias naturales 
 
Diego Petrucci 
EP, FCE, UNLP – CeFIEC, FCEN, UBA, dpetrucci@exactas.unlp.edu.ar 
 
RESUMEN 
En este trabajo se presentan algunas herramientas metodológicas 
propias de la investigación científica y se profundiza sobre aquellas 
que resultan útiles para enseñar y aprender ciencias naturales. Está 
dirigido a docentes de todos los niveles. Inicialmente se propone 
también una introducción a la metodología científica concebida 
como un proceso abierto. Se critica la visión tradicional que 
considera la existencia de «un» método como receta de pasos a 
seguir. Se concibe a la docencia como práctica profesional. La 
perspectiva asumida es que se enseña para comprender, participar y 
reflexionar. La visión y la propuesta se enmarca en un contexto 
global de rechazo hacia las ciencias naturales, que se vincula con las 
imágenes habituales de ciencia y de científico. Aprender ciencias se 
concibe como construir nuevas visiones sobre el mundo natural. 
Luego se presentan las herramientas: teoría y observación; objeto de 
estudio; sistemas; lenguaje; lenguaje matemático; modelo y otras. En 
estas presentaciones se discuten los aspectos didácticos implicados. 
Hacia el final se profundiza la argumentación didáctica, se argumenta 
por qué esta propuesta favorece el aprendizaje de ciencias naturales, 
se presenta una propuesta de actividad para introducirlas y se aborda 
la evaluación de las herramientas. Entre las concusiones, se señala 
que las herramientas metodológicas son contenidos transversales 
que favorecen el aprendizaje y propugnan una visión de las ciencias 
como procesos y productos de la actividad humana. Cabe aclarar que 
nos referiremos a todas las ciencias naturales, si bien por una 
cuestión de formación del autor, los ejemplos más abundantes 
provendrán de la física. 
 
Palabras clave: metodología científica, aprendizaje de ciencias, 
didáctica de las ciencias naturales, investigación en ciencias 
naturales. 
Diego Petrucci: Herramientas metodológicas para aprender ciencias naturales. 
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Metodologic tools for learning natural sciences 
 
ABSTRACT 
In this paper we present some methodological tools specific to 
scientific research and elaborates on those that are useful for 
teaching and learning Science. It is aimed at teachers of all levels. 
Initially proposes also an introduction to scientific methodology 
conceived as an open process. It criticizes the traditional view that 
considers the existence of "a" method as prescript steps. It 
conceives the teaching as a professional practice. The perspective 
assumed is taught to understand, participate and reflect. The vision 
and the proposal is part of a global context of rejection of Science, 
which is linked with the common image of science and scientists. 
Learning science is seen as building new visions of the natural world. 
Then we present the tools: theory and observation object of study; 
systems, language, mathematical language; model and others. These 
presentations discuss educational aspects involved. Towards the end 
is deepened the educational argumentation, it is argued why this 
perspective promotes learning of Science, a proposal is presented to 
introduce activity and addresses the assessment tools. Among the 
concussions, it is noted that the methodological tools are transversal 
contents that promote learning and advocate a vision of science as a 
process and product of human activity. Worth noting that we will 
refer to all natural sciences, but as a matter of formation of the 
author, the most abundant examples come from physics. 
 
Keywords: scientific metodology, sciencie learning, science 
education, science research. 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
En este artículo se argumenta por qué hacer explícitas y usar 
herramientas metodológicas (en adelante HM) propias de la investigación 
científica favorece el aprendizaje de ciencias naturales (astronomía, biología, 
física, geología y química). Se presenta inicialmente una visión actualizada sobre 
metodología científica y se argumenta contra la visión tradicional que considera la 
existencia de «un» método como receta de pasos a seguir. La metodología 
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científica es concebida como un proceso abierto, cuyas fases se determinan en 
función de las problemáticas a investigar, los objetivos del estudio, el contexto 
histórico y los intereses de la comunidad (Petrucci y Bergero, 2010). 
Este trabajo fue elaborado para contribuir a la labor de los 
docentes de todos los niveles que enseñan ciencias naturales o sus disciplinas. Fue 
estructurado como un soporte teórico útil para la toma de decisiones al planificar, 
ejecutar y evaluar la tarea docente y para favorecer una revisión crítica de las 
propias prácticas educativas. Se concibe a la docencia como una práctica 
profesional, en la que se toman decisiones recurriendo a bases teóricas, por lo que 
no se proporcionan recetas sino elementos para analizar, reflexionar y proyectar 
la práctica. Este enfoque docente es compatible con una propuesta que priorice la 
comprensión, la participación y la reflexión de los estudiantes (Perkins, 1995), 
analizando aquellos obstáculos que dificultan el aprendizaje (Pozo y Gómez 
Crespo, 1998; Mortimer, 2000) y facilitando la generación de propuestas 
superadoras, a partir del diálogo, la discusión y el respeto mutuo (Petrucci, 2009; 
Jiménez Liso y Petrucci, 2004). 
Los profesores saben que muchos estudiantes y también muchos 
adultos suelen sentir rechazo hacia las ciencias naturales, si bien algunas 
cuestiones o contextos despiertan curiosidad. En Argentina, son pocas las escuelas 
secundarias que incluyen la orientación ciencias naturales, que a su vez son 
escogidas por una minoría de estudiantes. Las actitudes negativas de los 
adolescentes hacia las ciencias naturales son un fenómeno global; en el mundo 
industrializado la situación se agudiza (Sjøberg y Schreiner, 2005). Más aún, las 
valoraciones negativas se acentúan con la edad, principalmente las referidas a la 
ciencia escolar (Vázquez y Manassero, 2008). En todo el mundo cada vez son 
menos los ingresantes a la universidad que eligen cursar carreras de esta área 
(Guisasola et al, 2004). En este contexto, se evidencia que las dificultades 
referentes a la enseñanza de las ciencias son universales (Galagovsky, 2012). Son 
consideradas socialmente como disciplinas difíciles, llenas de fórmulas que no se 
entienden, accesibles a unos pocos genios capaces de encontrarles utilidad 
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(Manassero y Vázquez, 2001; Mengascini et al., 2004). Según esta visión, para ser 
científico hay que entregar la vida a la ciencia sacrificando otras facetas, vivir 
obsesionado con la investigación y carecer de otros intereses. También se piensa 
que los investigadores e incluso los profesores de ciencias son personas 
excéntricas, que comprenden muy bien el mundo natural pero carecen de 
habilidades para vincularse social y afectivamente. Según la visión defendida en 
este artículo, esto no es así. Cualquier persona puede aprender ciencias naturales 
y si lo desea, llegar a ser investigador o profesor. La enseñanza y el aprendizaje de 
ciencias naturales pueden ser tareas placenteras, si se plantean adecuadamente. 
Es fundamental modificar estas imágenes para mejorar la comprensiónde las 
ciencias. Pero además si se acuerda con que el país necesita más y mejores 
científicos e ingenieros y que es necesario implementar políticas que fomenten en 
los jóvenes la decisión de estudiarlas profesionalmente, cambiar su percepción de 
las disciplinas debería ser central. Se evita la frase despertar vocaciones pues la 
perspectiva de que ser investigador o profesor es una vocación se enmarca dentro 
de la visión anteriormente cuestionada. 
Por ello se propone reflexionar sobre la imagen de las ciencias 
(Lederman, 2007) que es transmitida en los cursos de ciencias, pero antes es 
necesario explicitar qué imagen se considera adecuada para un profesor. La visión 
que aquí se asume es que las ciencias naturales son formas de conocimiento, ni las 
únicas ni las mejores, pero son explícitas y pueden tener ciertas ventajas según el 
tipo de problema a abordar. Se entiende por conocimiento a descripciones, 
explicaciones y modos de comprender el mundo. Este tipo de conocimiento 
permite hacer predicciones. Explicar y comprender satisface la curiosidad, pero la 
capacidad de predecir es muy importante, pues permite modificar el entorno y 
posibilita el desarrollo de tecnología. 
Las ciencias naturales actuales son muy amplias y pueden 
aprenderse de distintos modos. Desde el punto de vista de su enseñanza, cada 
disciplina se compone de conjuntos de conceptos, de procedimientos y de 
actitudes. Los procedimientos son técnicas y estrategias y las actitudes son 
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posturas que se asumen ante, por ejemplo, un problema. La visión aquí propuesta 
es que los docentes se propongan que sus estudiantes se hagan una imagen de las 
disciplinas más completa y compleja que un conjunto arbitrario de fórmulas o una 
colección de definiciones. 
La imagen propuesta incluye la noción de que el conocimiento 
científico se estructura en teorías. Una teoría es un modo particular de mirar el 
mundo. Eso es lo que implica, por ejemplo, aprender la Mecánica clásica 
newtoniana o la Teoría sintética de la evolución. Cuando se enseñan ciencias 
naturales, una finalidad debería ser que los estudiantes aprendan a mirar el mundo 
con los anteojos de la teoría en cuestión. Es decir, al enseñar Mecánica clásica 
newtoniana, el objetivo no debe ser el cálculo de problemas de encuentro o la 
obtención de fuerzas resultantes sino comprender las concepciones de espacio, 
tiempo y materia propias de la teoría. El aprendizaje de teorías no debe sin 
embargo invalidar otras formas de ver el mundo, por ejemplo, estética. Se puede 
mirar al cielo y ver las estrellas desde la física o la astronomía, pero también se 
puede contemplar el cielo para disfrutar su belleza y sentir la paz que trasmite. En 
ese sentido es una forma de ver el mundo. Esta propuesta es compatible con 
algunas perspectivas de la didáctica de las ciencias, como el enfoque de enseñanza 
de integración jerárquica (Pozo y Gómez Crespo, 1998) y el perfil conceptual 
(Mortimer, 2000). Coincidentemente con la primera perspectiva, para enseñar 
ciencias naturales no se propone erradicar a las ideas previas o nociones 
alternativas de los estudiantes, como parece sugerir el modelo de cambio 
conceptual (Posner et al., 1982). Las perspectivas actuales plantean que la 
educación en ciencias debe apuntar a que los estudiantes construyan su propia 
estructura cognitiva de los saberes científicos, de un modo integrado 
jerárquicamente con las ideas previas. Desde la segunda perspectiva, en palabras 
de Amaral y Mortimer: 
El perfil conceptual toma como base la idea de que las personas pueden exhibir 
diferentes formas de ver y representar la realidad y, como contrapartida, que la 
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construcción de nuevas ideas puede ocurrir independientemente de las ideas 
previas. (Amaral y Mortimer, 2001, p. 15, traducción nuestra). 
En este contexto, los docentes tienen la misión de enseñar las 
visiones científicas del mundo pero también de enseñar los criterios para decidir 
en qué contextos es conveniente utilizarlas (Pozo y Gómez Crespo, 1998). Por 
estos motivos no se debe pretender que los estudiantes abandonen sus propias 
visiones del mundo (sus ideas previas), sino que se enriquezcan a partir de 
construir otra: la científica. 
Si el saber ciencias naturales ofrece la capacidad mirar al mundo 
desde cada una de sus teorías, el entorno cotidiano puede ser visto desde las 
perspectivas científicas. Por eso, al enseñar ciencias naturales es posible tomar 
ejemplos de la vida cotidiana para relacionar las cuestiones abstractas que se van 
enseñando con cuestiones más familiares para los estudiantes. No sólo es posible, 
sino que es recomendable, porque facilita el aprendizaje, pues permite vincular los 
conceptos con representaciones familiares para ellos y además porque resulta 
placentero y motivador. Para comenzar a recorrer este camino, es apropiado 
explicitar algunas cuestiones metodológicas, de modo de ir consensuando con los 
estudiantes un lenguaje en común. 
 
METODOLOGÍA CIENTÍFICA 
Muchos textos y cursos continúan presentando una visión 
perimida de la metodología científica, como proceso de descubrimiento de leyes 
que existen en la naturaleza, pero están escondidas. Pozo y Gómez Crespo (1998) 
indican que, según esta visión, "el conocimiento científico se basa en la aplicación 
rigurosa del método científico que debe comenzar por la observación de los 
hechos, de la cual deben extraerse las leyes o principios" (Pozo y Gómez Crespo, 
1998, p. 24). Esta imagen se suele completar, mediante la enunciación de pasos. 
Un ejemplo de esta visión deformada de Método Científico se encuentra en 
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Wikipedia (2013) (¡que incluye la inducción1!): 1. Observación; 2. Inducción; 3. 
Hipótesis; 4. Experimentación; 5. Demostración o refutación y 6. Tesis o teoría. 
Según esta visión, el conocimiento científico surge de la aplicación rigurosa de un 
método que parte de la observación de hechos para descubrir leyes. Pareciera que 
el conocimiento científico se compone de leyes imparciales obtenidas mediante la 
aplicación rigurosa de un método afirmado sobre los hechos, que constituyen una 
base empírica irrefutable. Desde esta perspectiva la ciencia es objetiva, neutral e 
independiente de factores histórico-sociológicos; con una evolución lineal y 
acumulativa que progresa hacia el descubrimiento de las teorías verdaderas. No 
hay posibilidad de cuestionarlo o modificarlo, el conocimiento es así, la ciencia sólo 
lo descubre. Esta imagen está por detrás de la metáfora (como la utilizada al inicio 
de Einstein e Infeld (1986)) según la cual la naturaleza es un misterioso libro y que 
el trabajo de los científicos es aprender a descifrarlo, para dar con sus leyes. En 
este marco, a la historia de la ciencia se le imponen los patrones del presente, se 
evalúa la ciencia de otras épocas a la luz y con referencia al conocimiento y a los 
valores actuales. Además, el conocimiento científico sería la única forma válida de 
conocimiento, pues ha sido obtenido por un método puramente racional y por ello 
se desvalorizan otras visiones, entre ellas el conocimiento previo de los 
estudiantes. 
Esta idea «método científico» está muy alejada de la concepción 
actual de los especialistas (Adúriz Bravo 2008; Pozo y Gómez Crespo, 1998; 
Petrucci y Bergero, 2010). Es un «sentido común epistemológico»-algo así como 
una idea previa sobre la ciencia- que combina elementos del empirismo-
inductivismo del siglo XIX con aspectos del positivismo lógico de principios del 
siglo XX (Lombardi, 1998; Adúriz Bravo, 2008). Esta concepción adolece de muchas 
deficiencias: 
 La observación nunca es imparcial, sino que depende del marco teórico del 
observador. Chalmers (1990) le dedica un capítulo entero a la afirmación «la 
 
1 El problema de la inducción se discute en el apartado 3.7. Otras herramientas metodológicas. 
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observación depende de la teoría». Por su parte, Kuhn (2004) argumenta en este 
mismo sentido, ejemplificando con la formación de científicos: 
Las demostraciones conocidas de un cambio en la forma visual resultan muy 
sugestivas como prototipos elementales para esas transformaciones del mundo 
científico. Lo que antes de la revolución eran patos en el mundo del científico, se 
convierte en conejos después. … Al mirar el contorno de un mapa, el estudiante 
ve líneas sobre un papel, mientras que el cartógrafo ve una fotografía de un 
terreno. Al examinar una fotografía de cámara de burbujas, el estudiante ve 
líneas interrumpidas que se confunden, mientras que el físico un registro de 
sucesos subnucleares que le son familiares. Sólo después de cierto número de 
esas transformaciones de la visión, el estudiante se convierte en habitante del 
mundo de los científicos, ve lo que ven los científicos y responde en la misma 
forma que ellos. (Khun, 2004, pp. 176-177). 
Por lo tanto, mal podría comenzar una investigación por la observación, sin definir 
previamente el marco teórico a utilizar. 
 Justamente los marcos teóricos son los grandes ausentes de esta concepción. El 
conocimiento científico se estructura en teorías que modelizan la realidad. Estas 
teorías son construcciones que explican un conjunto de fenómenos (el 
movimiento de los cuerpos, la evolución de las especies). Este punto se ampliará 
más adelante. 
 También están ausentes en esta concepción las preguntas, los problemas y los 
intereses de los investigadores. 
 El conocimiento científico es provisorio y está sujeto a revisión. Este es uno de los 
valores fundamentales que caracteriza a la ciencia y la hace diferente de otras 
formas de conocimiento. La Mecánica de Newton orientó nuestra imagen del 
Universo durante 200 años, hasta que la Relatividad y la Cuántica vinieron a 
modificarla. Nadie sabe cuánto durarán estas teorías vigentes actualmente. 
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 En esta concepción está ausente la comunidad científica. Las investigaciones son 
realizadas por personas condicionadas por factores históricos, sociales y 
culturales. 
El apartado se inició afirmando que muchos cursos y textos 
comienzan presentando una versión ingenua de método científico. Sin embargo, 
el tema no vuelve a tocarse durante el resto del curso o libro. Como si la 
metodología no interviniera durante el aprendizaje de ciencias naturales. Hay 
aspectos metodológicos -muy alejados de esta visión- que son muy importantes 
para la formación en ciencias naturales. Las ideas que caracterizan la concepción 
de metodología científica aquí propuesta son: 
 Es un proceso abierto, cuyas fases se determinan en función del área de 
aplicación, de las problemáticas a investigar, del tipo de estudio y de sus objetivos, 
del contexto histórico y los intereses de los investigadores o la comunidad, de los 
recursos disponibles, etc. 
 Es un proceso en el cual los científicos, provistos de un conjunto de herramientas 
donde cada una tiene una utilidad específica, deciden cuándo emplearlas sin 
restringir un único orden de uso. Las estrategias resultantes son variadas y 
complejas. 
Esta visión es coherente con una noción actualizada del 
conocimiento científico: 
 Se construye a través de un proceso de elaboración de teorías y modelos que 
intentan dar sentido a un campo de referencia, es decir un área de conocimiento, 
un conjunto de fenómenos (Tiberghien, 1994). 
 Tiene un carácter dinámico, provisorio y depende del contexto histórico. 
Esta visión sobre la ciencia y su metodología no sólo resulta 
relevante para favorecer el aprendizaje de conocimientos, como se argumentará 
en el siguiente apartado, sino que promueve en los estudiantes una valoración de 
la ciencia más positiva, coincidente con el enfoque CTSA (Fourez, 1997). 
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Herramientas metodológicas útiles para aprender ciencias naturales 
Algunas HM resultan útiles para el aprendizaje de ciencias 
naturales, pues facilitan el camino al hacer explícitos los procedimientos. A 
continuación, se presentan las herramientas que establecen una estructura ayuda 
a los estudiantes a comprender los conceptos, a desarrollar formas de razonar, de 
resolver problemas y de tomar decisiones. Por ello, se considera importante 
enseñarlas explícitamente de modo de lograr una buena comunicación con los 
estudiantes. 
 
Teoría y observación 
La palabra teoría tiene varias acepciones. Coloquialmente se usa 
como especulación o conjetura, como cuando Mafalda dijo de Guille: «Tiene la 
teoría de que peinarse con peine pincha las ideas». Es una idea que guía la acción. 
En ciencias naturales es algo más elaborado, aunque sigue siendo una conjetura, 
una idea que guía a la acción. Se llama teoría a un cuerpo de conocimientos que 
explica un campo o dominio del Universo. Incluye un sistema conceptual con 
coherencia lógica interna y un conjunto de procedimientos asociado. Algunos 
autores piensan que las leyes forman el núcleo de un sistema teórico, también 
llamado programa de investigación (Lakatos, 1983) o paradigma (Kuhn, 2004) del 
cual forman parte además hipótesis auxiliares, procedimientos, normas, campo de 
aplicación y para el segundo autor, valores. 
Los procesos de elaboración y evaluación de teorías son 
complejos y producto de controversias entre los especialistas. Lo mismo ocurre 
con la pugna entre dos teorías rivales. Son cuestiones que forman parte de un 
interesante debate que tiene lugar en la comunidad filosófica. Una introducción a 
estas cuestiones puede encontrarse en textos de Filosofía de las ciencias como 
Chalmers (1990) o Newton-Smith (1987). Aquí sólo se presenta resumidamente una 
visión necesariamente parcial. Las teorías científicas surgen en un cierto contexto 
social y cultural y luego se desarrollan, evolucionan. Cambian al contexto y el 
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contexto las cambia. Por supuesto también hay modificaciones que se dan por 
cuestiones internas. Cuando una nueva teoría es propuesta, la comunidad 
científica la examina, la cuestiona, la prueba, la revisa y eventualmente, la usa. 
Algunas pruebas suelen llamarse experimentos cruciales, pues orientan sobre la 
validez de una teoría. Pero nunca son definitivos, siempre puede hallarse una 
justificación al fracaso del experimento. Por ejemplo: 
 La órbita de Urano difería notablemente de la prevista por la Mecánica 
Newtoniana, lo que constituía una dificultad para la teoría. Era descabellado 
desechar la teoría, pues no se contaba con una mejor. Se buscó una explicación 
desde del marco teórico: la diferencia podíadeberse a la gravedad de algún 
planeta aún no descubierto, que estaría perturbando su trayectoria. 
Inspeccionando la región del cielo donde los cálculos indicaban que debía estar 
ese nuevo planeta, en 1846 se descubrió a Neptuno, lo que resultó un fuerte 
respaldo a la teoría de Newton. Es un ejemplo de predicción exitosa. 
 Con un error de una magnitud menor, la Mecánica Newtoniana predecía un 
movimiento del perihelio de Mercurio distinto del observado. Confiados en el 
éxito del descubrimiento de Neptuno, unos 30 años más tarde se postuló un 
nuevo planeta entre Mercurio y el Sol que explicaría el movimiento anómalo del 
perihelio. Se propuso llamarlo Vulcano, e incluso ¡fue observado! Actualmente 
se cree que se observaron manchas solares, confundiéndolas con Vulcano en su 
tránsito por el Sol (un ejemplo de cómo la teoría y los intereses del observador 
pueden afectar una observación). A pesar de que la teoría de Newton no lograba 
explicar esta anomalía, siguió vigente. Una teoría no es abandonada por más 
evidencia empírica que haya en su contra, si no hay una teoría mejor que la 
sustituya. 
 Unos cuarenta años después, la teoría General de la Relatividad predecía un 
cambio en la posición de las estrellas cercanas al Sol, algo impensable desde la 
visión newtoniana del Universo. El mismo fue observado por Eddington durante 
un eclipse en 1919, un rotundo éxito de la Relatividad. 
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 A veces una nueva teoría explica un fenómeno ya conocido desde mucho antes. 
La anomalía en el movimiento del perihelio de Mercurio fue explicada con 
precisión por la Teoría General de la Relatividad. 
La Mecánica de Newton ha sido muy importante en física. Consta 
de tres leyes o axiomas, definiciones, principios y procedimientos. Con la aparición 
de la Relatividad y la Cuántica, la teoría de Newton ya no fue considerada válida. El 
espacio, el tiempo y la materia no son como lo proponía esa teoría. Sin embargo, 
se sigue enseñando una versión actual de esa teoría, por su valor cultural e 
intelectual, pero también porque constituye un valioso instrumento de cálculo en 
las escalas espacial y temporal en que nos manejamos cotidianamente, el 
mesocosmos. Otras teorías importantes en física son la Relatividad General, la 
Relatividad Especial, la Mecánica Cuántica, la Teoría Cuántica de Campos, la 
Termodinámica, la Mecánica Estadística, el Electromagnetismo y quizá la Teoría de 
Cuerdas (unos especialistas dicen que están construcción y otros cuestionan que 
sea una teoría). Entre la química y la física se encuentra a la Teoría Atómica. En 
biología fue muy importante la Teoría de la Evolución, cuya versión actual -que 
incluye a la genética- se llama Teoría Sintética. La Geología cuenta con la Tectónica 
de Placas. Entre la física y la astronomía está la teoría sobre la creación del 
Universo, el Big Bang. 
Buena parte del conocimiento científico actual se encuentra 
dentro de estos marcos teóricos. La aparición de cada uno de ellos significó un 
paso muy importante para la humanidad, redundando en un aumento de 
conocimiento en su campo de aplicación y un importante crecimiento de la 
cantidad y calidad de las investigaciones en el tema. Una teoría brinda una base 
sólida sobre la cual realizar las pesquisas. Cada teoría implica ver el mundo de un 
modo particular, porque guía respecto a qué observar, qué instrumentos utilizar, 
cuáles procedimientos son adecuados, qué problemas plantear, etc. 
La coherencia entre teorías es valorada. Es uno de los aspectos 
que se aprecia al evaluar dos teorías rivales. Entre dos modelos atómicos, la 
compatibilidad con el electromagnetismo es una ventaja. Los conceptos sólo 
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tienen sentido dentro de cada marco teórico. La masa no tiene el mismo 
significado en mecánica clásica que en relatividad. Igualmente, la energía tiene un 
significado en mecánica, otro distinto en termodinámica, en química, en ecología, 
etc. La idea de concepto transversal o integrador, tan atractiva para la didáctica, 
es problemática desde la filosofía de las ciencias. Sin embargo, hay conocimiento 
que se ha ido desarrollando entre disciplinas (como la físicoquímica) algunos de 
los cuales se han convertido en disciplinas en sí mismas (como la bioquímica). En 
los últimos años los estudios interdisciplinarios se han multiplicado enormemente 
(epidemiología matemática, sistemas complejos aplicados a los campos más 
diversos, etc.) cobrando cada vez mayor importancia. 
El surgimiento de la teoría sobre la electricidad como fluido, de 
Franklin, ilustra las afirmaciones anteriores sobre observación, teoría y 
metodología científica. En la primera mitad del S. XVIII, antes del establecimiento 
de este marco teórico dominante, había diversas opiniones sobre la naturaleza de 
la electricidad, todas basadas en la filosofía mecánico-corpuscular que guiaba las 
investigaciones (Kuhn, 2004). Distintos experimentos y observaciones 
(necesariamente parciales) estipulaban diversos problemas nuevos. La falta de un 
paradigma hacía que todos los hechos fueran igualmente importantes. Por este 
motivo, no había razones que orientaran la búsqueda de nueva información. Las 
agrupaciones de hechos eran incompletas e incluían elementos equivocados, por 
las razones equivocadas. Esto ocurría porque …no es extraño que, en las 
primeras etapas del desarrollo de cualquier ciencia, diferentes hombres, ante la 
misma gama de fenómenos -pero, habitualmente, no los mismos fenómenos 
particulares- los describan y lo interpreten de modos diferentes Kuhn, 4 , p. 
43). Estas diferencias desaparecen con el establecimiento de un marco teórico. 
Incluso la teoría define los problemas a resolver y sugiere qué experimentos vale 
la pena llevar a cabo. Los científicos dejan de discutir sobre los fundamentos y 
comienzan a investigar sistemáticamente sobre cuestiones precisas, aún no 
dilucidadas. Las actividades tienen una dirección definida y la efectividad de las 
investigaciones aumenta considerablemente. Además, sobrevienen nuevos 
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desarrollos tecnológicos, algunos de uso cotidiano y otros específicos para 
desarrollar nuevas investigaciones (Kuhn, 2004). 
Mientras una teoría está vigente, es discutida, cuestionada, 
repensada, revisada, reinterpretada, una y otra vez. A veces son reformuladas, 
como ocurriera con los formalismos de Lagrange o de Hamilton en el marco 
Newtoniano. El universo que conciben es el mismo. La Teoría de Newton sufrió 
cambios desde la publicación de los Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 
en 1687. En su versión original, la teoría utilizaba una matemática llamada Teoría 
de Proporciones, que se venía utilizando desde la antigüedad. Actualmente se 
utiliza la notación algebraica, el cálculo infinitesimal, vectores y la gravedad se 
describe utilizando la noción de campo. Si bien Newton ya había desarrollado el 
cálculo infinitesimal y seguramente lo había utilizado para resolver varias 
cuestiones presentes en los Principia, no podía utilizar una herramienta de cálculo 
recién creada por él para argumentar su nueva teoría, por eso debió encontrar 
demostraciones utilizando el viejo método. Debido a que la versión actual -la que 
se enseña en las escuelas- difiere de la original, es preferible llamarla Mecánica 
clásica contemporánea. En resumen, las teorías cambian, evolucionan. 
Estasson las teorías científicas. Tradicionalmente, algunas 
conjeturas son llamadas teorías, utilizando el significado más coloquial del 
término: teoría de los orbitales moleculares, teoría cinética de los gases. Esta es 
una dificultad extra desde el punto de vista de la enseñanza, pues contribuye a la 
extendida confusión de docentes y estudiantes sobre los fundamentos del 
conocimiento científico. 
Por su parte, la psicología sostiene que cada persona tiene sus 
teorías personales (Pozo, 2006). Es razonable llamarlas teorías pues constituyen 
estructuras jerarquizadas de conceptos, aunque generalmente implícitas y no 
conscientes y (…) tienen una función explicativa Pozo, , pp. 242-243). 
Algunas serán teorías-en-acción, construidas espontáneamente mientras que 
otras serán más elaboradas, por ejemplo, por haber estudiado ciencias. ¿Hay 
relación entre observación y teoría desde una perspectiva psicológica? La 
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observación es un proceso que comienza cuando se decide observar. Las teorías 
personales guían la observación, indicando de qué está compuesto el mundo, a 
qué prestarle atención. Una vez que llega la información, comienza el proceso de 
percepción en el cual vuelve a intervenir la teoría. Por ejemplo, el objeto observado 
es «clasificado». Nuevamente se evidencia que las observaciones no son puras, no 
todos perciben lo mismo cuando ven lo mismo, lo que refiere al argumento de 
Kuhn ya presentado. La información recibida es procesada involucrando los 
conocimientos previos. Esto mismo ocurre en ciencia. Los científicos miran el 
mundo desde sus teorías. La diferencia es que éstas son más explícitas y 
compartidas que las personales. 
 
Objeto de estudio 
Un objeto de estudio es la parte del universo que se recorta para 
estudiar. Al realizar un análisis, un estudio o al resolver un problema, ya sea en un 
contexto de investigación o en el escolar, en cualquier marco teórico, siempre se 
define un objeto de estudio. Esta noción se vincula directamente con otras 
herramientas: estado, proceso, fronteras, acción, interacción y conservación. La 
misma identificación del objeto de estudio implica establecer fronteras, que 
demarcan dónde termina el objeto y comienza el entorno. Entonces es posible 
analizar las interacciones, que son los flujos o las acciones que atraviesan la 
frontera. Una acción tiene dos sentidos posibles hacia adentro o hacia afuera del 
objeto de estudio. De qué acciones se trata, lo indica el marco teórico (fuerzas en 
mecánica, calor en termodinámica, etc.). Si el objeto está aislado, es decir si no hay 
acciones hacia o desde el entorno, no experimentará cambios en su estado. Por el 
contrario, si cambia, será porque hay interacciones. El paso de un estado a otro se 
denomina proceso. 
Un ejemplo en el que se aplica es en una caja registradora. El 
objeto de estudio es el dinero que hay en la caja. El estado del objeto de estudio 
es la cantidad de dinero. A partir de conocer cuánto entró y de cuánto salió 
(conocer las interacciones a través de las fronteras) se puede establecer que el 
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cambio de estado del objeto de estudio Δ( es igual a lo que entró e menos lo 
que salió (s): Δ( = e - s. Por lo tanto: Hf = Hi + e - s. Al analizar las interacciones se 
evidencia que cada vez que entra dinero, debió salir de algún lado, del entorno del 
objeto de estudio. Para que se modifique el estado del objeto de estudio, debe 
interactuar con el entorno. 
La noción de objeto de estudio se puede aplicar para el dinero, 
siempre que no se cree ni se destruya. Este modo de analizar objetos de estudio 
puede utilizarse siempre que haya una cantidad que se conserve, por ejemplo: 
• El volumen de líquido se conserva si el recipiente está aislado. Pero si 
variara, el cambio sería: ΔVol = Volingresante - Volsaliente. 
• En Mecánica Clásica contemporánea, un objeto de estudio aislado 
conserva su cantidad de movimiento, que cambia cuando hay fuerzas: ��⃗⃗ �� = ∑ �⃗⃗ . La ecuación fue escrita invirtiendo los términos respecto a su 
escritura habitual, para dejar la expresión que representa al cambio de 
estado a la izquierda y la que representa a las interacciones a la derecha, 
como en el ejemplo anterior. 
• En Termodinámica, la energía interna de un sistema termodinámicamente 
aislado se conserva y cambia cuando hay transferencia de energía por las 
fronteras mediante calor o trabajo, que son los procesos, las acciones 
posibles: ΔU = Q + W. 
Hay muchos ejemplos más. En la base de todos ellos están los 
conceptos de objeto de estudio y de conservación. Como no es algo que en un 
contexto cotidiano se haga espontáneamente, es necesario enseñar a los 
estudiantes a identificar explícitamente el objeto de estudio cada vez que aborden 
la resolución de una situación problemática. Hacerlo de modo implícito tiene 
riesgos, como la modificación del mismo durante el desarrollo de la tarea, lo cual 
conducirá a un resultado erróneo. Otra dificultad que surge habitualmente cuando 
el objeto de estudio no está definido explícitamente, es que en una comunicación 
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(por ejemplo, entre docentes y alumnos) cada parte esté pensando en un objeto 
de estudio distinto, lo cual genera confusiones y errores. 
 
Sistemas 
Sistema viene del griego: syn: con y istemi: establecer, es decir 
unión de cosas de modo organizado. Según el diccionario (Real Academia 
Española, 2012) tiene dos acepciones: 1. Conjunto de reglas o principios sobre una 
materia racionalmente enlazados entre sí. 2. Conjunto de cosas que relacionadas 
entre sí ordenadamente contribuyen a determinado objeto. En cursos de ciencias 
naturales el término es muy utilizado, con diferentes acepciones entre ellas: 
 Sistema de estudio. un objeto se llama sistema cuando está conformado por 
varias partes organizadas (por ejemplo, sistema de partículas o sistema 
digestivo). 
 Sistema de unidades. Establece patrones de medida de cada magnitud, para 
poder hacer comparaciones. Se ampliará en el apartado 3.7 Otras 
Herramientas Metodológicas. 
 Sistema de coordenadas. Es un elemento matemático. En física se ubica en el 
espacio, generalmente fijo a un cuerpo, para realizar mediciones. También se 
usan para las representaciones gráficas. 
 Sistema de referencia o marco de referencia. Es el cuerpo físico al cual se refieren 
los movimientos (Roederer, 1963). 
Se considera apropiado al inicio de un curso, emplear la noción de 
objeto de estudio, evitando abusar de la palabra «sistema» con tantos significados 
diferentes. De este modo, se disminuye la posibilidad de confusión. Del mismo 
modo, se propone utilizar «marco de referencia» como hacen varios textos 
(Resnick et. al., 1993; Serway, 2000; Giancoli y Douglas, 1997) y no «sistema de 
referencia». Para esta decisión hay un segundo argumento, la palabra «marco» 
colabora a explicitar el significado de la herramienta, el marco de referencia es el 
cuerpo físico en el cual se sitúa al observador. En la práctica siempre es un objeto: 
la Tierra, un vagón, el Sol, etc. 
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Lenguaje 
Generar nuevo conocimiento es parte importante de la actividad 
científica. El conocimiento generado debe serenunciado y comunicado empleando 
un lenguaje. Una característica valorada del conocimiento científico es la 
asignación de significados precisos a los términos teóricos. Algunas palabras de 
uso cotidiano tienen un significado disciplinar, por ejemplo: fuerza, trabajo, 
energía, calor. El significado preciso evita que se generen confusiones al debatir 
ideas. En los cursos de ciencias se debe fomentar que los alumnos defiendan con 
argumentos sus ideas, pero el docente debe cuidar que todos asignen los mismos 
significados a los términos teóricos. Por su parte, desarrollar en el aula actividades 
donde los estudiantes comuniquen sus resultados, análogamente a las 
comunicaciones científicas, da una idea más adecuada de actividad científica. 
 
Lenguaje matemático 
Las comunicaciones en la comunidad científica utilizan el lenguaje 
escrito y en ciencias naturales, muchas veces se recurre a expresiones 
matemáticas. La matemática en es un lenguaje preciso que permite: 1. Deducir, 
razonar, llegar a conclusiones certeras y precisas; 2. Describir y relacionar estados 
y procesos; 3. Realizar predicciones. 
Es imprescindible haber definido explícitamente el objeto de 
estudio y haberle puesto nombres a los estados y a los procesos. Si los estudiantes 
no tienen claro cuál es el objeto de estudio, cuáles son los procesos, o si no 
manejan la matemática necesaria para aprender ciencias naturales, no tiene 
sentido avanzar en el curso, pues sólo aprenderán que son algo aburrido, sin 
sentido, que sólo puede memorizarse. Por otra parte, cunde la idea de que los 
estudiantes que llegan a los cursos de ciencias naturales no saben la matemática 
que deberían saber. En la mayoría de los casos esto no es así, saben matemática, 
pero para utilizarla en ciencias naturales es necesario aprender a efectuar una 
transferencia (Pérez y Dibar Ure, 2012; Redish, 2005). Los profesores de ciencias 
naturales deben enseñar a aplicar matemática. Por ejemplo, en clases de física se 
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suele decir que la «fórmula» del movimiento rectilíneo uniforme: � � = �. � + � 
es la «ecuación» de la recta: � � = �� + �. �. Para empezar, no son «fórmulas» ni 
«ecuaciones» sino «funciones». Es importante utilizar apropiadamente los 
nombres. Pero al mirar a estas funciones desde la perspectiva del estudiante se 
evidencia que: 
 La función que en matemática siempre es representada con la «f», aquí es una 
«x». 
 La variable que habitualmente se representa con una «x», es «t». 
 Los términos están invertidos. 
 La pendiente y la ordenada al origen se llaman diferente: velocidad y posición 
inicial y además esta último tiene un subíndice. 
Pero esto no es todo. Además, hay nuevos significados 
involucrados: 
 Cada elemento de la función en física tiene unidades. 
 Cada elemento de la función en física tiene un significado asociado (posición, 
velocidad, tiempo) pues representa una magnitud. Esto establece 
restricciones (¿qué significa un tiempo negativo?) y posibilidades (por ejemplo, 
órdenes de magnitud) que no tienen sentido en matemática. 
Estos significados deben ser enseñados en los cursos de física. La 
función posición en física representa el movimiento de un objeto de estudio en el 
espacio. Para comprender el tema es imprescindible vincular la función con el 
movimiento del objeto en el mundo. A la humanidad le llevó muchos años utilizar 
la notación algebraica para representar movimientos. Las primeras propuestas de 
usar representaciones matemáticas para los mismos fueron en el siglo XIV, por los 
eruditos Mertonianos en Oxford (Boido, 1996). Ellos utilizaban figuras geométricas 
poligonales, en las cuales los segmentos horizontales representaban algo que hoy 
se llamaría «lapsos de tiempo» y los segmentos verticales algo así como la 
«velocidad», que era una cualidad de los cuerpos. En estas representaciones, el 
área, que hoy se llamaría desplazamiento, para ellos designaba «toda la velocidad» 
(velocitas totalis). Galileo y Newton en el siglo XVII también utilizaban segmentos 
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geométricos para representar velocidades e intervalos de tiempo. La notación 
algebraica es más poderosa, pero resulta más abstracta. Quizá sea sensato no 
utilizar matemática en física en el nivel primario, restringirse a representaciones 
geométricas sencillas en el nivel medio y dejar el álgebra en física para el nivel 
superior. 
 
Modelo 
Este término es utilizado en distintos contextos, incluso 
científicos, con una gran variedad de significados (Lombardi, 1998). Aquí se llama 
modelo a una representación simplificada de un objeto de estudio donde sólo se 
consideran las características del objeto relevantes para los objetivos perseguidos. 
El modelo re-presenta al objeto de estudio. En ocasiones será sencillo y en otras 
será complejo para, por ejemplo, aumentar la precisión de los resultados. Se debe 
evaluar si vale la pena complejizar el modelo debido a que la tarea suele 
incrementarse considerablemente. 
Las personas usamos cotidianamente algo parecido a un modelo, 
llamado representación. Es la imagen o concepto que una persona tiene 
implícitamente de un objeto de estudio. Desarrollamos representaciones para 
interactuar con el mundo. Por ejemplo, tenemos representaciones de las ciudades 
que conocemos. Para movernos en una ciudad desconocida, podemos recurrir a 
los conocimientos de sus habitantes (preguntamos), podemos ir recorriendo 
pequeñas distancias que serán cada vez mayores (experimentamos), o podemos 
comprar un mapa (un modelo elaborado por el trabajo sistemático de un equipo 
de personas). 
Un modelo es una representación consensuada en una 
comunidad. En un mapa, como en una representación, se registran detalles 
importantes y se desprecian otros. En los mapas figura la numeración de las calles, 
pero no si son empedradas o si hay árboles en la vereda. La representación de un 
conductor incluirá qué calles son empedradas o el sentido de circulación, porque 
son útiles para tomar decisiones. La de un ciclista incluirá el sentido y la magnitud 
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de la pendiente de cada calle. Se pueden tener distintas representaciones o 
modelos de un objeto de estudio de acuerdo a cada necesidad. 
En física los modelos más empleados son los de partícula; sistema 
de partículas; cuerpos rígido, elástico y plástico; fluidos ideal y real; gases ideal y 
real, etc. (esquema 1). En mecánica clásica se suele comenzar por el modelo de 
partícula. Es el más sencillo para concentrarse en comprender los fundamentos de 
la teoría. Una vez logrado esto, es posible pasar a modelos más complejos. 
 
a) Modelo de Partícula 
En algunos textos es llamado «punto material». El modelo de 
partícula tiene en cuenta la posición del objeto de estudio, su velocidad de 
traslación y su masa. Mientras que descartan los demás aspectos (por ejemplo, 
orientación, velocidad angular, forma, volumen, aspecto, color, textura, etc.). Una 
vez delimitado el objeto de estudio, puede ser modelizado como partícula. Se 
emplea cuando interesa estudiar el desplazamiento en el espacio y/o la velocidad 
de traslación de un objeto de estudio. Muchos estudiantes suelen asociar el 
modelo de partícula con un objeto muy pequeño, asociado a su significado 
coloquial. Un modelo es una representación abstracta, sin existencia real. Se 
puede modelizar a la Tierra como unapartícula si interesa describir su trayectoria 
alrededor del Sol. Un auto puede ser modelizado como una partícula. En el caso de 
un puma lanzado a la carrera, si bien cada parte de su cuerpo tendrá diferentes 
velocidades, al considerarlo como partícula, se refiere a la velocidad de su centro 
de masa. 
 
Otras herramientas metodológicas 
Se presentan otras HM que suelen usarse en cursos de ciencias 
naturales. 
Observación. Consiste en captar la apariencia, cualidades o magnitudes relevantes del 
fenómeno u objeto estudiado. Es un proceso que comienza cuando se decide observar. 
Como se indicó anteriormente, la teoría guía la observación, pues indica de qué está 
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compuesto el mundo, a qué se le debe prestar atención. La información obtenida 
mediante la observación es también procesada empleando la teoría. 
Descripción y clasificación. Son actividades habituales en ciencia. Ramas enteras de la 
ciencia se dedican a describir, como la cinemática, o a clasificar, como la sistemática en 
biología. Mengascini y Menegaz (2004) hacen una interesante presentación de la 
clasificación como herramienta metodológica: 
 
Modelos 
Fluidos Sólidos 
Partícula Cuerpo 
elástico 
Cuerpo 
rígido 
Gases Líquidos 
Cuerpo 
plástico 
Sistema de 
partículas 
Cambia el volumen 
ante cambios de 
presión 
No cambia el 
volumen ante 
cambios de presión 
No se deforma 
ante la acción 
de fuerzas 
Se deforma ante la 
acción de fuerzas , 
recupera su forma 
cuando cesan 
Se deforma ante la acción 
de fuerzas, no recupe ra 
su forma cuando cesan 
No se considera su 
extensión ni orientación 
Se considera su extensión y orientación 
 Auto  Pelota  La Tierra 
 Agua  Aceite  Mercurio 
 Sist . Solar  Boleadoras  Fragmentos 
de granada 
 Viga  Puerta  Ménsula 
 Viga  Cuerda  Resorte 
 
 Auto  Pelota  Asteroide 
 Aire  Butano  Nitrógeno 
Esquema 1: algunos modelos físicos. 
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En relación con el estudio de la diversidad se hace necesario el concepto de 
clasificación. La utilización de clasificaciones presenta diferentes valores: el de ser 
una herramienta en la producción de conocimientos y el de constituir una estructura 
organizadora que permite la transmisión de la información. La generación de 
clasificaciones, basada en la definición de categorías y en el establecimiento de 
relaciones entre ellas, es una actividad que se efectiviza en la construcción de nuevo 
conocimiento, tanto en el ámbito de la biología como fuera de él. Por otra parte, el 
conocimiento científico abordado en todos los niveles educativos se organiza a 
través de clasificaciones. (Mengascini y Menegaz, 2004, p. 3). 
Las clasificaciones sirven para ordenar, para organizar 
colecciones, objetos, tanto reales como teóricos. Todas las clasificaciones son 
arbitrarias, en ciencias toman sentido en el marco de una teoría. 
No sólo en biología las clasificaciones son importantes, también 
abundan en física y en química (por ejemplo, fuerzas de contacto y a distancia, 
sustancias homogéneas e inhomogéneas, etc.). Sin embargo, en la enseñanza 
tradicional de ciencias naturales se encuentran una cantidad abusiva de 
clasificaciones, al punto que muchas de ellas sólo existen y persisten en las aulas , 
logrando alejar más a los estudiantes de las ciencias naturales. Ocurre, por 
ejemplo, con los tipos de palanca, a los casos para sumar fuerzas gráficamente, 
etc. Este sobredimensionamiento puede ser explicado debido a que las 
clasificaciones son fáciles de enseñar y sobre todo su aprendizaje -memorístico- es 
fácil de evaluar. Sin embargo, su aprendizaje debe ser acompañado por una 
reflexión sobre los criterios que las justifican, pues de otro modo es conocimiento 
inerte, imposible de articular con otros conocimientos y propenso a ser 
rápidamente olvidado. 
En ese sentido, la clasificación puede tomarse como un contenido 
procedimental, no conceptual, con lo que su valor cambia, permitiendo el abordaje 
de contenidos propios del campo de producción disciplinar (Mengascini y 
Menegaz, 2005). 
 
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Explicación y predicción. Son considerados dos de los fines de la ciencia. En general se 
llama explicación a la reducción de muchos fenómenos a unos pocos principios o leyes 
generales. Las Mecánica Clásica unificó la explicación de los movimientos sobre la 
superficie de la Tierra y de los planetas en el Sistema solar. En los cursos de ciencias 
naturales la explicación juega un rol importante, los estudiantes intentan entender para 
poder explicar. La parte teórica de las evaluaciones suele consistir en pedir 
explicaciones (en el apartado sobre evaluación se argumenta porqué no es apropiado 
solicitar definiciones). La predicción es fundamental porque, como se afirmó, nuevas 
predicciones implican fuertes respaldos a una teoría y porque permiten desarrollos 
tecnológicos. Sin embargo, es una herramienta poco utilizada en las aulas, 
ocasionalmente se piden predicciones en el laboratorio. Los estudiantes tienen más 
presente entre los fines de la ciencia a la explicación que la predicción (Petrucci y Dibar 
Ure, 2001). Sería enriquecedor aumentar la cantidad de predicciones solicitadas a los 
estudiantes, especialmente mediante problemas abiertos. Además de su importancia 
intrínseca, son un modo de fomentar la curiosidad y el compromiso de los estudiantes. 
 
Problema y pregunta. Un problema es, básicamente, una situación incierta a resolver 
(Perales, 2000). En los cursos de ciencias naturales se los utiliza para que los estudiantes 
utilicen los conocimientos para resolver situaciones, de modo de hacer más 
significativos los aprendizajes (Ausubel et al., 1978). En este contexto se puede 
considerar a una pregunta como un problema cuyo enunciado está implícito. Un 
problema no es un ejercicio o una tarea. Los problemas provocan en el resolutor la 
necesidad de resolverlos, mientras que los ejercicios requieren de tareas repetitivas, en 
el mejor de los casos para afianzar una conducta o una destreza, pero no apuntan a 
lograr comprensión. Se llama tarea a una consigna arbitraria que requiere de los 
estudiantes la realización de acciones que -desde su perspectiva- carecen de sentido, 
por lo que sólo puede ser realizada como un rito. 
 
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Magnitudes y medición. Son temas importantes, no sólo para la ciencia, sino también 
para la industria y el comercio. Sin embargo, no son centrales en la concepción de 
ciencia que se defiende en este artículo y su función en un curso de ciencias naturales 
debe ser accesoria. Es un aspecto muchas veces sobredimensionado, sobre todo en los 
inicios de cursos y de libros de texto de física (véase, por ejemplo, Resnick y Halliday, 
1970). Algunos cursos parecen más dedicados a la metrología que a las ciencias. Por 
detrás de estas propuestas parece haber una visión ingenuamente empirista de las 
ciencias, según la cual el conocimiento se obtiene mediante el registro meticuloso de la 
naturaleza, midiendo. Si así fuera, la medición sería central y sería razonablecomenzar 
los cursos por allí. Pero en el apartado sobre Metodología Científica se argumentó 
contra esta posición. Finalmente, la Ley 19.511 (Ley de Metrología, 1972) indica que el 
único sistema de unidades válido en Argentina es el Sistema Métrico Legal Argentino 
(SIMELA) que está constituido por el Sistema Internacional de Unidades SI (OIPyM, 
2006). Esta ley expresa en su Art. 15: 
Queda prohibida la fabricación, importación, venta, oferta, propaganda, anuncio o 
exhibición de instrumentos de medición graduados en unidades ajenas al SIMELA, 
aún cuando se consignen paralelamente las correspondientes unidades legales. (Ley 
de Metrología, 1972, p. 1). 
Es decir que es «ilegal» atormentar a los estudiantes con ejercicios 
de cambio de unidades del sistema métrico al sistema imperial. Algunos profesores 
justifican el abuso de este tipo de ejercitación argumentando que sus estudiantes 
carecen de tal habilidad (como si eso fuera un impedimento para aprender 
ciencias). Sin embargo cuando un adolescente necesita cambiar unidades para 
lograr un objetivo que le interese (por ejemplo relacionado con la informática, o 
para construir un Rey Momo de fin de año) lo resuelve sin dificultad. Si a estos 
argumentos se agrega que el tema Unidades no suele motivar a los estudiantes, 
queda claro que su peso en un curso debe ser mínimo. Se propone plantear tareas 
interesantes para los estudiantes e ir introduciendo estas nociones a medida que 
sean necesarias para el aprendizaje de conceptos, de modo que se vayan 
incorporando de modo natural. Finalmente, si se pretende que los estudiantes 
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aprendan a medir, es necesario proponer actividades cuya resolución implique 
medir. Dictarles la definición de medición es como tratar de enseñarles a jugar al 
fútbol sentándolos en pupitres y dictándoles el reglamento del juego. 
 
Experimentación. Consiste en provocar deliberadamente un fenómeno, en condiciones 
controladas. Son ensayos, pruebas que pueden hacerse en un marco exploratorio o 
confirmatorio. En el primer caso se realizan para obtener nuevas o mejores 
descripciones del campo de referencia empírico estudiado y en el segundo, con el fin de 
testear hipótesis mientras que la teoría indica cuáles son las variables relevantes a 
controlar. Si bien se ha criticado aquí al empirismo, eso no significa que no se considere 
que mirar el mundo y obtener datos de él no sea una característica fundamental y 
distintiva de las ciencias naturales. Desde la didáctica, se suele llamar experiencias a los 
experimentos para observar fenómenos, sin involucrar mediciones, es decir con fines 
ilustrativos o exploratorios. Estas experiencias son importantes, pues psicológicamente 
los estudiantes se encuentran en un «contexto exploratorio». Para realizar un 
experimento confirmatorio en el aula, es necesario que los estudiantes comprendan la 
teoría en la que se basa el diseño del experimento. 
 
Debate, argumentación y razonamiento. Son actividades de intercambio de ideas que 
permiten la construcción colectiva de conocimiento. Se desarrollan en los grupos de 
investigación, en los laboratorios y en el campo, pero también entre grupos, en 
instancias de intercambio, en congresos y publicaciones. En la enseñanza, al usar estas 
actividades como parte de la estrategia, los estudiantes, además de aprender los 
contenidos conceptuales, aprenden contenidos procedimentales sobre la actividad 
científica. La argumentación es una de las características que diferencia a las ciencias de 
otras formas de conocimiento que se validan mediante la autoridad. No es necesario 
explicitar por qué es muy valorado socialmente que los estudiantes aprendan a 
argumentar y a distinguir razonamientos válidos de falacias. 
Es necesario realizar una aclaración sobre la generalización. A 
partir de la creencia de que la naturaleza se comporta de manera similar a un 
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mecanismo, se pueden enunciar tentativamente reglas, principios o leyes que 
gobernarían los fenómenos y que valdrían para todas aquellas circunstancias en 
que las condiciones sean iguales. El procedimiento lógico por el cual se obtiene 
una afirmación universal a partir de un determinado número de observaciones 
particulares se denomina inducción. Por ejemplo, si se observa que un cuervo es 
negro, este otro también, y este y este, etc., luego de un número suficiente de 
observaciones se puede afirmar que todos los cuervos son negros. Sin embargo, 
este método no es infalible ya que nunca se puede estar seguro de haber revisado 
todos los cuervos del universo. Y aun si se lo hiciera, no habría certeza de que 
mañana no vaya a nacer un cuervo blanco (aunque fuera muy improbable). La 
inducción no es un método apropiado para establecer leyes, como argumenta 
Chalmers (1990), donde los capítulos 1 y 2 están dedicados al inductivismo y al 
problema de la inducción. Las leyes se enuncian en el marco de la una teoría. 
Además de las leyes que forman parte del núcleo de las teorías, 
hay otros tipos de afirmaciones que en ciencias naturales se llaman leyes. Algunos 
son enunciados que relacionan dos o más variables. Por ejemplo las leyes de 
Kepler, las del péndulo o la ley de Hooke. Se diferencian de las anteriores por no 
ser los axiomas de base de un sistema teórico, aunque forman parte de la teoría. 
Los primeros dos ejemplos se deducen de la Mecánica de Newton. Mientras que 
la ley de Hooke es una aproximación que funciona bien dentro de ciertos límites 
de cada material. Otras llamadas leyes, son en realidad reglas, como el caso de las 
leyes de Mendel o las de Kirchoff. 
Esta lista de herramientas no es exhaustiva. Hay otras como 
hipótesis, análisis e interpretación de datos, etc. que también pueden ser utilizadas 
en cursos de ciencias. 
 
CONSIDERACIONES DIDÁCTICAS 
Aprender ciencias naturales debe ser una actividad placentera. No 
son difíciles en sí mismas, ni es necesario estudiarlas de modo tedioso. No es cierto 
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que sólo unos pocos, especialmente dotados y/o estudiosos pueden tener acceso 
a ellas. 
Análogamente, hay personas que piensan que la matemática no 
es para ellos, que nunca podrán entenderla. Esto es falso. Toda persona es capaz 
de aprender matemática, así como cualquiera de las ciencias naturales. Algunos 
deberán estudiar y dedicarse más que otros. Si además no se sienten atraídos hacia 
ellas, si no les gusta, el esfuerzo que deban realizar para entender les parecerá 
mucho mayor que quien lo hace con gusto. 
En este contexto, una propuesta de enseñanza compatible con la 
visión de metodología científica aquí presentada es introducir las HM más 
importantes (teoría, observación, objeto de estudio, lenguaje y modelo) al iniciar 
el curso, en un bloque breve. Comenzar trabajando explícitamente sobre las HM 
representa una ventaja al momento de comprender los conceptos; facilita el 
aprendizaje de estrategias de resolución de problemas, particularmente de los 
complejos y también permite pautar explícitamente los criterios de evaluación 
(Petrucci y Bergero, 2010). 
El curso comenzaría con una actividad concreta y problemática 
para los estudiantes, como por ejemplo la del «pichi» (Cappannini et al., 1996; 
Cappannini et al., 1997), el «huevo loco» (Dumrauf y Espíndola, 2002), el «doble 
cono» (Petrucci y Bergero, 2010) o «las patitas» (Izquierdo, 2000: p.54-57).En el 
siguiente apartado se presenta una propuesta basada en esta última, orientada a 
diferenciar observación de inferencia. Así, las primeras clases (1, 2 o 3 clases) del 
curso estarían dedicadas a reflexionar sobre los aspectos metodológicos y sobre 
la visión de ciencia propuesta, a partir de un dispositivo que funciona como 
disparador. Esta presentación de las HM permite introducirlas mientras son 
utilizadas para resolver una situación problemática para los estudiantes. La 
propuesta no es realizar un estudio exhaustivo ni memorístico, sino hacer una 
introducción de ellas y su utilización. Los estudiantes irán ampliando sus usos y 
significados durante el desarrollo del curso, a medida que las vayan empleando 
durante el aprendizaje de los contenidos conceptuales. Estas actividades han sido 
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llevadas a cabo exitosamente en diferentes niveles educativos: universitario, 
formación de docentes de nivel inicial, Primaria, Secundaria y Superior (Cappannini 
et al., 1996; Cappannini et al., 1997: Dumrauf y Espíndola, 2002; Petrucci y Bergero, 
2010). 
 
ACTIVIDAD PROPUESTA 
La siguiente actividad ha sido adaptada de Izquierdo (2000: 55-
56). Las ciencias desarrollan métodos para dar explicaciones de lo que se observa. 
Pero cualquier explicación científica va más allá de lo que se observa, porque 
intenta decir qué hay más allá de lo que se ve. Es decir, los científicos hacen 
«inferencias» a partir de sus «observaciones». Las inferencias son el resultado de 
interpretar la observación utilizando conocimientos previos (es decir, teorías). La 
finalidad de esta actividad es hacer notar la diferencia entre inferencia y 
observación. También sirve para evidenciar que se pueden ofrecer diversas 
explicaciones a partir de las mismas observaciones y que todas ellas pueden ser 
igualmente válidas. No hay una sola manera de interpretar los datos con los que se 
cuenta. La actividad es la siguiente: 
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A. Individualmente: 
1. Observar la Ilustración 1, ¿qué representa? 
Escribir una narración de lo que ha pasado. 
2. Identificar en la respuesta anterior las 
observaciones y las inferencias. Pensar otras 
posibles respuestas. 
B. En grupos: 
3. Cada uno cuenta su producción. 
4. Debatir: ¿Hay algún criterio para decidir entre 
las diferentes respuestas? 
C. Puesta en común: 
5. Cada grupo cuenta los resultados a los que 
arribó (el docente sólo coordina las 
exposiciones). 
6. Debate: argumentaciones a favor y en contra de las diversas respuestas 
(nuevamente el docente sólo coordina, indicando cuáles argumentos son 
válidos y cuáles no). 
7. Cierre: el docente presenta las conclusiones, identificando observaciones e 
inferencias, los conocimientos previos utilizados, la importancia de utilizar un 
lenguaje en común, presentando las finalidades de la actividad y valorando las 
producciones de los estudiantes. 
 
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE DE LAS HERRAMIENTAS METODOLÓGICAS 
En general, es conveniente evaluar el aprendizaje de contenidos 
procedimentales durante su ejecución. No es aconsejable hacerlo mediante 
exámenes y menos aun solicitando definiciones. Esta última afirmación también es 
válida también para las evaluaciones de aspectos conceptuales. Un estudiante 
sabe qué es un mueble y no tendrá dificultades clasificar una serie de objetos en 
muebles o no muebles. Pero si le pedimos que dé una definición de mueble, lo 
Ilustración 1: ¿Qué es lo que se ve? 
(Fuente: Izquierdo, 2000). 
Diego Petrucci: Herramientas metodológicas para aprender ciencias naturales. 
Revista Electrónica Iberoamericana de Educación en Ciencias y Tecnología 
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pondremos en un aprieto. Poder usar con idoneidad un concepto no implica 
conocer de memoria su definición. También vale la inversa: se puede memorizar la 
definición de estetoscopio sin tener noción de para qué sirve o cómo se lo utiliza. 
La evaluación del aprendizaje de las HM puede ser realizada de 
manera permanente (formativa). Se realiza una primera evaluación (grupal o 
individual) durante la actividad de presentación de las herramientas, pero también 
se evaluará su aprendizaje durante el desarrollo de las unidades conceptuales. Si 
el aprendizaje de las HM fue satisfactorio, su uso pasará prácticamente inadvertido 
durante el resto del curso. Pero a medida que surjan dificultades, el docente puede 
ir identificándolas, para ayudar a los estudiantes a usarlas correctamente, por 
ejemplo, preguntando «¿cuál es el objeto de estudio?», «¿qué modelo están 
usando?» o «¿dónde ubicaste el sistema de coordenadas?». 
La propuesta didáctica aquí presentada es un recurso útil para 
trabajar en el aula los procedimientos necesarios para realizar la adquisición del 
conocimiento científico que lejos de ser un producto espontáneo y natural de 
nuestra interacción con el mundo de los objetos, es una laboriosa construcción 
social, o mejor aún, re-construcción " (Pozo y Gómez Crespo, 1998, p. 265). En este 
sentido, se constituye en un aporte en el marco de la enseñanza por explicación y 
contrastación de modelos que asume que: 
…la meta de la educación científica debe ser que el alumno conozca la existencia de 
diversos modelos alternativos en la interpretación y comprensión de la naturaleza y 
que la exposición y contrastación de esos modelos le ayudará no sólo a comprender 
mejor los fenómenos estudiados sino sobre todo la naturaleza del conocimiento 
científico elaborado para interpretarlos. La educación científica debe ayudar al 
alumno a construir sus propios modelos, pero también a interrogarlos y 
redescribirlos a partir de los elaborados por otros, ya sea sus propios compañeros o 
científicos eminentes… (Pozo y Gómez Crespo, 1998; p.300). 
 
ESCOLIO (DISCUSIÓN FINAL) 
Diego Petrucci: Herramientas metodológicas para aprender ciencias naturales. 
Revista Electrónica Iberoamericana de Educación en Ciencias y Tecnología 
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Se ha argumentado sobre cómo la enseñanza y utilización 
explícita de HM en cursos de ciencias naturales favorece el aprendizaje de 
conceptos científicos. Pero además permiten mostrar a la ciencia como proceso y 
producto de la actividad humana, no como saber acabado y único, concepciones 
tan cuestionadas por los especialistas. La propuesta es compatible con una imagen 
de la ciencia como un proceso colectivo y cultural de elaboración de teorías y 
modelos, que intenta describir, explicar y predecir fenómenos de la naturaleza y 
una concepción del conocimiento científico como provisorio e histórico. 
Las HM para el aprendizaje de ciencias naturales son contenidos 
transversales. Se propone que los estudiantes se inicien en el aprendizaje de estas 
herramientas al inicio del curso, para poder aplicarlas durante el desarrollo de las 
unidades más conceptuales. De este modo se irán consolidando los significados de 
las herramientas, comprendiendo su uso y sus limitaciones. 
Al iniciar un curso trabajando sobre las HM, se está enseñando 
también una introducción a la metodología científica. Estas herramientas -
seleccionadas en función de que facilitan el aprendizaje de ciencias naturales- son 
conceptos, procedimientos y actitudes propios de la investigación científica. 
Como contenidos, tienen una gran relevancia en la enseñanza de 
las ciencias naturales. Una proporción significativa de ellos son considerados en 
los Diseños Curriculares de diversas provincias como contenidos estructurantes de 
la disciplina: teoría, objeto de estudio,modelo, estado del objeto de estudio, 
interacción. Sin embargo, su utilidad trasciende el ámbito escolar, y pueden 
aplicarse a una gran diversidad de situaciones, en particular a situaciones 
problemáticas. 
Hay otras HM que no han sido tratadas en este trabajo. Sin 
menospreciar su importancia, estos contenidos -y otros que el docente de ciencias 
naturales considere necesarios- pueden ser trabajados a lo largo del curso, 
paralelamente a los contenidos conceptuales. 
 
 
 
Diego Petrucci: Herramientas metodológicas para aprender ciencias naturales. 
Revista Electrónica Iberoamericana de Educación en Ciencias y Tecnología 
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