Key Competencies Kit
for Facing Lifelong Learning
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Una vez finalizada esta unidad usted podrá:
Comprender el concepto de ciencia
Comprender la complejidad de la ciencia y su importancia en la evolución de los seres humanos
Hay varias cuestiones que deben plantearse cuando se habla del concepto de ciencia:
¿Cuál es el origen de la palabra “ciencia”? Proviene de la palabra latina “scientia” y significa “conocimiento”.
¿Qué es la ciencia? Una manera de conocer. Un método de aprendizaje de la naturaleza. Significa comprender cómo funciona el universo. "Conocimiento alcanzado a través del estudio o práctica" (Según el Diccionario Webster's New Collegiate)
¿Cuál es el papel de la ciencia?
Estimula la curiosidad de la gente sobre los fenómenos y los eventos del mundo que les rodea
Satisface su curiosidad con conocimiento
Compromete a los estudiantes a diversos niveles ya que enlaza directamente la experiencia práctica con las ideas
La gente comprende cómo las ideas científicas más importantes han contribuido al cambio tecnológico
Tiene un gran impacto en la industria, los negocios y mejora la calidad de la vida. Los estudiantes reconocen el significado cultural de la ciencia y siguen su desarrollo en el mundo.
Ayuda a la gente a hablar sobre temas de naturaleza científica que pueden afectar a sus vidas, a la dirección de la sociedad y al futuro del mundo.
Los campos de la ciencia se clasifican normalmente en dos grupos:
Ciencias naturales, que estudian los fenómenos naturales (incluyendo biología)
Ciencias sociales, que estudian el comportamiento humano y las sociedades.
Las Matemáticas tienen similitudes y diferencias respecto a las ciencias naturales y sociales que se conocen normalmente como ciencias empíricas.
Cuando hablamos de ciencias naturales nos referimos normalmente a la biología, la química, la física y las ciencias de la tierra. Veamos las sub-áreas de cada de ellas:
Biología
| Anatomía Astrobiología Bioquímica Bioinformática Biofísica Botánica Biología celular Biología del desarrollo Ecología Entomología Epidemiología Evolución (Biología evolutiva) Biología de agua dulce Genética |
Inmunología |
Química
| Química analítica Bioquímica Química computacional Electroquímica Química inorgánica Ciencia de Materiales Química orgánica |
Química polimera |
Física
| Acustica Astrodinámica Astronomía Astrofísica Biofísica Mecánica Clásica Física computacional Física de la materia condensada Criogenética Dinámica Dinámica de fluidos |
Física de altas energías |
Ciencias de la tierra
| Ciencias del medio ambiente Geodesia Geografía Geologyía Hidrología |
Meteorología |
Ejemplo:
Ahora intente explicar de qué trata cada sub-área. Por ejemplo:
Breve historias de la ciencia
Las frases “método científico” y “conocimiento científico” no surgieron hasta finales del siglo XIX.
Varias sociedades de aprendizaje que transmitían y promocionaban lo científico a través de la experimentación se registraron desde el Renacimiento. Entre ellas:
Hoy en día existen varias instituciones que apoyan la investigación científica. Entre éstas podríamos mencionar:
Tiene cuatro formas:
Hipótesis
Hechos
Leyes
Teorías
Hipótesis son declaraciones provisionales acerca de las relaciones entre las variables de la naturaleza. Hace tiempo tanto la rotación de la Tierra sobre sí misma y alrededor del sol eran hipótesis. Con el tiempo y gracias a las investigaciones científicas se convirtieron en hechos.
Hechos son observaciones científicas que se han comprobado y confirmado en repetidas ocasiones. El movimiento del péndulo de Foucault durante un periodo de 24 horas documenta la rotación de la Tierra sobre sí misma. Observar cómo cambian las sombras de los objetos fijos durante semanas y las horas cambiantes del día y de la noche ayudan a documentar la rotación de la Tierra alrededor del sol. La rotación de la Tierra y la órbita son ahora hechos científicos. Las hipótesis también se pueden convertir en leyes.
Leyes describen el comportamiento de aspectos específicos de la naturaleza bajo determinadas condiciones. La ley de Boyle establece que el volumen (primera propiedad) de un gas ideal varía de manera inversa (comportamiento) a su presión (segunda propiedad) cuando la temperatura (tercera propiedad) del gas es constante (condición específica). Una ley física o una ley de la naturaleza es una generalidad científica basada en un número tan alto de observaciones científicas como para considerarla completamente verificada. Los científicos nunca reclaman tener en un conocimiento absoluto de la naturaleza ni del comportamiento del objeto de su área de estudio.
Teorías son explicaciones sobre aspectos extensos de la naturaleza que engloban grandes cantidades de hipótesis, hechos, leyes y eventos. Estas explicaciones están muy bien comprobadas y son valoradas por su capacidad para predecir nuevos conocimientos científicos y producir beneficios prácticos. En el contexto de la ciencia, una teoría es un modelo consistente por sí mismo o un marco para describir el comportamiento de ciertos fenómenos naturales. Una teoría normalmente describe el comportamiento de conjuntos de fenómenos que tienen más alcance que una hipótesis, normalmente un gran número de hipótesis pueden vincularse lógicamente entre ellas por medio de una simple teoría.
Al contrario que una demostración matemática, una teoría científica es empírica y siempre corre el riesgo de declararse falsa si se presentan nuevas evidencias. Incluso las teorías más básicas y fundamentales pueden volverse imperfectas si hay nuevas observaciones que ponen de relieve su inconsistencia.
Por ejemplo, la ley de la gravedad de Isaac Newton es un ejemplo conocido de una ley establecida que más tarde se vio que no era universal – no se sostiene en experimentos que implican movimientos con velocidades cercanas a la velocidad de la luz o cuando se está muy próximo a un fuertes campos gravitatorios. Excepto en estas condiciones, las Leyes de Newton continúan siendo un modelo excelente de movimiento y gravedad. Desde el momento en que la relatividad explica los mismos fenómenos que las Leyes de Newton y más, la relatividad se considera ahora como una teoría más comprensible.
La Teoría de la Evolución explica la gran diversidad de organismos vivos al igual que su vínculo subyacente. Los científicos de la salud, la agricultura y la industria utilizan la evolución para desarrollar nuevas medicinas, cosechas híbridas, y nuevas moléculas que mejoran el rendimiento de los sistemas y benefician a las personas y a la sociedad.
La educación para la ciencia tiene tres finalidades:
Primero, prepara a los estudiantes para estudiar ciencias en niveles superiores de educación.
Segundo, prepara a los estudiantes a acceder a la vida laboral, conseguir un puesto de trabajo y desarrollarse profesionalmente.
Tercero, prepara a los estudiantes a ser ciudadanos con mayor conocimiento científico. La prioridad relativa y la alienación de estas tres finalidades varía bastante dependiendo del país y la cultura.
Busca explicar los eventos de la naturaleza de una manera que se puedan reproducir y utilizar estas reproducciones para realizar predicciones útiles.
Se lleva a cabo a través de la observación de los fenómenos naturales y/o a través de los experimentos que intenta simular eventos de la naturaleza bajo condiciones controladas.
La ciencia es la combinación de la lógica y la observación/experimentación. Los científicos utilizan modelos para referirse a la descripción o representación de algo, en concreto aquella que se pueda utilizar para hacer predicciones que se pueden comprobar mediante los experimentos y la observación. Una hipótesis es una opinión que no ha sido apoyada ni descartada por un experimento. En el contexto de la ciencia, una teoría es un modelo consistente por sí mismo o un marco para describir el comportamiento de ciertos fenómenos naturales. Una teoría normalmente describe el comportamiento de conjuntos de fenómenos que tienen más alcance que un hipótesis, normalmente un gran número de hipótesis pueden vincularse entre ellas de manera lógica por medio de una simple teoría. Una ley física o una ley de la naturaleza es una generalidad científica basada en un número tan alto de observaciones científicas como para considerarla completamente verificada. Los científicos nunca reclaman tener en un conocimiento absoluto de la naturaleza ni del comportamiento del objeto de su área de estudio. Al contrario que una demostración matemática, una teoría científica es empírica y siempre corre el riesgo de declararse falsa si se presentan nuevas evidencias.
Las matemáticas son esenciales para muchas ciencias.
Una función importante de las matemáticas en la ciencia es el papel que siempre desempeña en la expresión de los modelos científicos. Observar y recoger mediciones, al igual que hacer hipótesis y predicciones a menudo requiere modelos matemáticos y el uso extenso de las matemáticas.
Las ramas de las matemáticas que se utilizan más a menudo en la ciencia incluyen el cálculo y las estadísticas, aunque casi todas las ramas de las matemáticas son aplicables incluso las áreas “puras” tales como la teoría y la topología.
Las matemáticas son fundamentales para comprender las ciencias naturales y las ciencias sociales, y todo ello se basa enormemente en la estadística. Los métodos estadísticos, formados por formulas matemáticas aceptadas para resumir datos, permiten a los científicos evaluar el nivel de fiabilidad y el rango de variación en los resultados experimentales.
Según el físico y teólogo Ian G. Barbour, ganador en 1999 del Premio Templeton para el Progreso de la Religión, hay al menos cuatro relaciones características entre ciencia y religión: conflicto, independencia, diálogo e integración.
Se centran en el estudio científico de los organismos vivos, como los animales, las plantas y los seres humanos. Las ciencias biológicas están orientadas a hacer que todo el mundo entienda lo importante que es valorar a todas las criaturas y seres vivos.
Los sistemas de nuestro cuerpo están interconectados de tal modo que nuestro cuerpo es una máquina perfecta donde cada sistema y sus componentes dependen de otros. Veamos brevemente cómo funciona:
El esqueleto y el sistema nervioso están relacionados porque los huesos proporcionan calcio necesario para su funcionamiento. El cráneo funciona como un protector del cerebro, y las vértebras protegen la espina dorsal. Entre los huesos y las articulaciones, hay receptores sensoriales que le dicen al cerebro la postura del cuerpo. El cerebro también controla los músculos que regulan la posición de los huesos. El cerebro controla los latidos y la presión sanguínea. La información relativa a la presión sanguínea es enviada al cerebro a través de Barorreceptores. El sistema muscular está dirigido por el sistema nervioso, mediante receptores en los músculos que envían mensajes al cerebro sobre la posición y el movimiento y controla el movimiento del músculo. Los sistemas reproductor y nervioso están relacionados porque el cerebro controla el comportamiento en el apareamiento y le afectan las mismas hormonas que afectan al sistema reproductor. El sistema digestivo construye bloques para los neurotransmisores, el cerebro controla el comportamiento que se sigue cuando se bebe o se come. El estómago envía mensajes al cerebro para decirle si está lleno o no. El cerebro monitoriza los niveles de gas en sangre y la capacidad de oxígeno. También controla la frecuencia respiratoria. El sistema nervioso está relacionado con el sistema inmunológico ya que estimula los sistemas para que se defiendan contra una infección.
Pero no sólo los cuerpos humanos son modelos de la perfección de la naturaleza, los animales y las plantas son también buenos ejemplos. Si por ejemplo cogemos un saltamontes, veremos que todos sus componentes están interrelacionados para ofrecerle una vida perfecta:
La ciencia es el motor de la evolución. Si queremos progresar, tenemos que desarrollar los campos de la ciencia. “La civilización moderna depende de la ciencia. La ciencia es ante todo una búsqueda que nos impresiona por la capacidad del hombre para progresar moral en intelectualmente y para despertar el intelecto humano y aspirar a un condición humana de mayor nivel.”
Inscripción de Joseph Henry, el primer secretario del Instituto Smithsoniano, en el Museo Nacional de la Historia American en Washington, D.C.