La NdC se refiere a los supuestos, valores y creencias que son inherentes al desarrollo y la validación del conocimiento científico, así como a las características de este cuerpo de conocimiento (Lederman 2007). En las dos últimas décadas, la conceptualización de la NdC que ha prevalecido sobre qué aspectos de esta enseñar, es la denominada consensus view .visión de consenso), promovida principalmente por Norman G. Lederman y su grupo de investigación (Lederman, Abd-El-Khalick, Bell y Schwartz 2002; Lederman y Lederman 2014). Esta conceptualización se basa en siete aspectos generales de las características de NdC, de los cuales, seis de ellos son de perfil epistémico.

Los aspectos de la NdC más investigados en EP por los proponentes de esta conceptualización son (Cofré, Núñez, Santibáñez, Pavez, Valencia y Vergara 2019): (i) naturaleza provisional (la ciencia está sujeta a continuas revisiones y cambios); (ii) empirismo (la ciencia se construye a partir de evidencias del mundo natural); (iii) observaciones e inferencias (la ciencia se desarrolla a partir de observaciones del mundo natural e inferencias acerca de los fenómenos objeto de estudio); e (iv) imaginación y creatividad (la ciencia involucra la imaginación y la creatividad humana). Empleando esta conceptualización, numerosos estudios argumentan que estos aspectos de la NdC pueden ser comprendidos, empleando un enfoque de enseñanza explícito-reflexivo, inclusive por estudiantes del nivel elemental del sistema educativo (para dos revisiones de la literatura exhaustivas a este respecto, véase Akerson, Carter, Pongsanon y Nargund-Joshi 2019 y Cofré et al. 2019).

No obstante, en los últimos años han surgido perspectivas alternativas a la visión de consenso, existiendo actualmente un debate continuo acerca de qué aspectos de la NdC son educativamente relevantes y accesibles para los estudiantes. Así, numerosas voces críticas señalan que esta conceptualización es limitada y solo aborda las características del conocimiento científico, obviando los procesos científicos (Matthews, 2012), o que ofrece una imagen de la NdC demasiado simplificada y filosóficamente ingenua, resultando poco útil para entender la naturaleza de las investigaciones contemporáneas (Hodson y Wong 2017). Asimismo, otros autores subrayan que la visión de consenso de Lederman y Ledeman (2014) es demasiado restringida e incompleta (Acevedo-Díaz, García-Carmona y Aragón 2017), argumentando la necesidad de también abordar aspectos no epistémicos de la NdC, referidos a los factores internos (p. ej., el papel de la comunicación científica o la personalidad del científico) y externos a la comunidad científica (p. ej., la influencia de la política en la ciencia o la relación entre ciencia y religión).

En el presente estudio se adopta la visión de consenso de la NdC propuesta por Lederman y Lederman (2014), por varios motivos. En primer lugar, para comprobar en qué medida algunos aspectos epistémicos de esta conceptualización, ampliamente promovidos e investigados en la etapa de EP, son útiles para detectar si la comprensión de la NdC está relacionada con una mayor valoración de la ciencia como un elemento cultural clave. En segundo lugar, porque existe una amplia bibliografía internacional que sugiere que los estudiantes de EP están preparados cognitivamente para comprender estas características epistémicas de la NdC (Akerson et al. 2019; Cofré et al. 2019); por tanto, la visión de consenso de Lederman y Lederman (2014) parecería ser una conceptualización de la NdC apropiada para la muestra de este estudio. Y, en tercer lugar, debido a que aún no existe bibliografía científica acerca de si los estudiantes de EP pueden comprender los aspectos no-epistémicos propuestos por García-Carmona y Acevedo-Díaz (2018), que sí han sido implementados eficazmente con estudiantes de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) y Bachillerato (e.g., García-Carmona, Acevedo-Díaz y Aragón 2017).

Naturaleza de la Ciencia en Educación Primaria

La investigación didáctica internacional en el ámbito de la EP indica que los estudiantes poseen concepciones ingenuas sobre los aspectos epistémicos de la NdC (Akerson y Donnelly 2010; Cakici y Bayir 2012), no existiendo diferencias en función de la variable sexo o edad (Kang, Scharmann y Noh 2005). Además, estos resultados son similares en diferentes países y culturas como, por ejemplo, en estudiantes coreanos (Yoon, Suh y Park 2014) o afroamericanos (Walls 2012). Asimismo, sugiere que los estudiantes de esta etapa son capaces de comprender estos aspectos epistémicos si se emplean enfoques didácticos explícito-reflexivos (Akerson et al. 2019).

En España, a excepción del estudio de Toma, Greca y Gómez-Orozco (2019), cuyos resultados revelan visiones ingenuas sobre la naturaleza provisional del conocimiento científico, y mixtas (esto es, ingenuas con tendencia a visiones apropiadas) en cuanto a la naturaleza empírica de la ciencia, existe un vacío de estudios que aborden la NdC en esta etapa educativa. Así, la investigación sobre NdC, en este país, se ha desarrollado principalmente con estudiantes de la etapa de ESO y posteriores. En general, los resultados de estos estudios son más alentadores que los de la bibliografía educativa internacional, observándose que los estudiantes españoles de niveles post-obligatorios poseen una comprensión razonablemente adecuada de los aspectos epistémicos de la NdC, pero con visiones más ingenuas en algunos aspectos no-epistémicos de la NdC relacionados con la sociología de la ciencia (Vázquez-Alonso, García-Carmona, Manassero-Mas y Bennásar-Roig 2013). Asimismo, García-Carmona et al. (2018) señalan que los estudiantes desde 4º de ESO hasta 2º de Bachillerato son capaces de mejorar su comprensión de la influencia de algunos aspectos sociológicos internos y externos en el desarrollo de la ciencia, a partir de la reflexión y discusión crítica de diferentes casos de historia de la ciencia.

El constructo de las actitudes posee una naturaleza multidimensional (Khine 2015), abarcando aspectos cognitivos (e.g., pensamientos y creencias), afectivos (e.g., sentimientos y emociones) y conductuales (e.g., acciones e intenciones). Así, las «actitudes hacia la ciencia» engloban aquellas evaluaciones individuales que se forman a medida que los individuos desarrollan creencias, emociones y experiencias sobre un objeto científico determinado (e.g., los científicos o las clases de ciencia). Por ello, este estudio posiciona la apreciación/valoración de la ciencia a la que hace referencia el argumento cultural de Driver et al. (1996) dentro del constructo de las actitudes hacia la ciencia; se considera la apreciación/valoración de la ciencia como una dimensión cognitiva de las actitudes, y se hace operativa adoptando la taxonomía de Klopfer (1971), quien desarrolla la dimensión «implicación social de la ciencia» como aquellas actitudes hacia los beneficios sociales y los problemas relacionados con la ciencia y el progreso científico. De este modo, para comprobar en qué medida los estudiantes con visiones adecuadas de la NdC muestran una mayor apreciación por la ciencia, se examinan las actitudes de los estudiantes hacia la dimensión actitudinal «implicación social de la ciencia», relativa a la aportación social de la ciencia y su valor para la sociedad.

Resulta difícil extraer conclusiones generalizables sobre las actitudes de los estudiantes de EP debido a la disparidad de constructos que han sido estudiados como reflejo de las actitudes hacia la ciencia, así como a la gran variedad de objetos de actitud examinados. Mientras que algunos estudios han explorado las actitudes hacia el «disfrute» o la «dificultad» de las clases de ciencias (Toma y Meneses-Villagrá 2019), otros han abordado aspectos diferentes como las actitudes hacia «los científicos» o hacia las «actividades científicas extracurriculares» (Navarro, Förster, González y González-Pose 2016). Por tanto, en consonancia con los objetivos de este estudio, en esta sección se revisa únicamente la bibliografía cuyo objeto actitudinal es la ciencia como una disciplina, especialmente en cuanto a su importancia y valor para la sociedad.

De este modo, estudios realizados en el contexto español con estudiantes de EP revelan que las actitudes hacia la implicación social de la ciencia tienden a ser positivas, que se mantienen a lo largo de esta etapa educativa, o inclusive mejoran en los cursos superiores (Toma et al. 2019), y que no existen diferencias significativas entre las niñas y los niños (Toma y Greca 2018; Toma, Ortiz-Revilla y Greca 2018). Otros estudios realizados con alumnado español, revelan que en la etapa de ESO la percepción de los estudiantes sobre la ciencia es más bien intermedia y poco definida (Vázquez y Manassero 2004, 2009a), con cierto decaimiento en las actitudes positivas a medida que aumenta la edad de los estudiantes; especialmente al comparar entre estudiantes de EP y ESO (Vázquez y Manassero 2008). Estos resultados contrastan con investigaciones recientes en las que predominan las visiones positivas frente a las negativas en relación con la contribución de la ciencia en la salud y el estilo de vida de las personas (de Pro y Pérez 2014).

Se trata de un estudio cuantitativo, no experimental y correlacional (en la medida en que se estudia la relación entre las concepciones de aspectos epistémicos de la NdC y las actitudes hacia la implicación social de la ciencia) para el que se ha conformado un muestreo no-probabilístico intencional a partir de 7 centros educativos ubicados en la ciudad de Burgos (España), que han aceptado participar en este estudio. Cinco centros eran de adscripción concertada y dos públicos. La muestra ha estado formada por un total de 341 estudiantes matriculados en el 6º curso de EP, de los cuales 156 (45.7%) eran chicas.

Instrumentos

Los instrumentos fueron administrados por el autor de este estudio, en formato papel, al comienzo del tercer trimestre del curso académico 2018-19, empleando en cada centro escolar una clase lectiva de la asignatura Ciencias de la Naturaleza. A fin de evitar respuestas sesgadas por deseabilidad social, se informó a los estudiantes del carácter anónimo, voluntario y confidencial de su participación.

Para identificar las concepciones sobre la NdC, las respuestas equivocadas o marcadas como «No lo sé» fueron categorizadas como reflejo de una visión ingenua o poco apropiada de la NdC, y aquellas correctas como una visión apropiada. Posteriormente, se sumaron las respuestas de los ítems de cada dimensión, considerándose que el estudiante posee una visión apropiada de cada aspecto epistémico de la NdC en los casos cuyas respuestas fueron correctas en al menos un 75% de los ítems, lo que corresponde a 3 o 4 respuestas adecuadas para el aspecto «creatividad e imaginación», 3 respuestas adecuadas para «naturaleza provisional», y 2 respuestas adecuadas para «observación e inferencias»[1]. Por otro lado, para determinar las actitudes de los estudiantes hacia la implicación social de la ciencia, se sumaron las respuestas de cada ítem y se calculó la media para cada estudiante, considerando una puntuación inferior a 2.5 puntos, en una escala de 4 posibles opciones de respuesta (del 1 al 4, «Totalmente en desacuerdo» «En desacuerdo», «De acuerdo» y «Totalmente de acuerdo»), como reflejo de una actitud negativa.

Para examinar las actitudes y la comprensión de la NdC de los estudiantes, se empleó análisis estadístico descriptivo, así como comparaciones según la variable sexo de los estudiantes empleando análisis estadístico inferencial no paramétrico (prueba χ² de Pearson) para cada instrumento y dimensión, debido a la violación de la asunción de distribución normal, según la prueba Kolmogorov-Smirnov (. < 0.001). Para establecer la relación entre la comprensión de los aspectos epistémicos de la naturaleza de la ciencia promovidos en EP por los proponentes de la visión de consenso de Lederman y Lederman (2014) y las actitudes hacia la implicación social de la ciencia, se realizaron tres pruebas . de Mann-Whitney, que comparan las puntuaciones de actitud hacia la implicación social de la ciencia de los estudiantes (variable dependiente) en función de una visión ingenua o apropiada de las tres dimensiones epistémicas de la NdC estudiadas (variable de agrupación). Se aplicó la corrección de Bonferroni para ajustar el nivel de significancia a un valor más restrictivo (. < 0.01) y así reducir la probabilidad de cometer errores de tipo I, producto de pruebas inferenciales repetidas. La importancia educativa de los resultados se determinó en base a los criterios de Cohen (1988) para el tamaño del efecto, según el cual 0.1 se considera pequeño, 0.3, moderado y 0.5, grande.

En general, los estudiantes de esta muestra poseen una comprensión ingenua de los aspectos epistémicos de la NdC examinados en este estudio (véase la Figura 1). Más específicamente, el 80.6% de los estudiantes consideran que el conocimiento científico no está influenciado por la creatividad e imaginación de los científicos, el 85.9% concibe el conocimiento científico como una verdad absoluta que no está sujeta a revisiones o modificaciones, y el 77.1% no considera que el conocimiento científico se desarrolle a partir de observaciones e inferencias.

La prueba de independencia Chi-cuadrado indica que no existe una asociación estadísticamente significativa entre la variable de sexo y los aspectos «creatividad e imaginación», $\textcolor{red}{}x$ ² (1, n = 341) = 0.003, p = 0.54, y «naturaleza provisional» de la NdC, $\textcolor{red}{}x$ ² (1, n = 341) = 1.531, p = 0.14. No obstante, se identificó una mayor proporción de chicos (69.2%) con visiones apropiadas en el aspecto «observaciones e inferencias» que de chicas (30.8%), aunque con un tamaño de efecto muy bajo, por lo que este resultado carece de importancia educativa, $\textcolor{red}{}x$ ² (1, n = 341) = 9.142, p < 0.01, phi = 0.02.

Figura 1
Concepciones sobre aspectos epistémicos de la NdC.

Los estudiantes de esta muestra han reportado una actitud positiva hacia la implicación social de la ciencia, con una media de 3.46 (DE = 0.65) de 4 posibles puntos. La prueba U de Mann-Whitney revela que existe una diferencia estadísticamente significativa entre la puntuación de las chicas (Md = 3.5; M= 3.25; DE = 0.74) y la de los chicos (Md = 4; M= 3.64; DE = 0.50), U = 9840, z = -5.38, p< 0.01, r = 0.30. Estos resultados sugieren que los chicos poseen una actitud más positiva hacia la implicación social de la ciencia que las chicas, con un tamaño de efecto moderado. No obstante, cabe destacar que, en términos generales, ambos grupos poseen unas actitudes positivas.

Al agrupar las respuestas en categorías negativas y positivas, considerando una puntuación inferior a 2.5 puntos como reflejo de una actitud negativa, un 84.5% de los estudiantes de esta muestra han reportado una actitud positiva hacia la implicación social de la ciencia. La prueba de independencia Chi-cuadrado proporciona una asociación estadísticamente significativa entre las actitudes y la variable sexo, ${x^{\textcolor{red}{}}}^{\textcolor{red}{}}$ ²(1, n= 341) = 12.435, p < 0.01, phi = 0.19. Los resultados indicaron que la proporción de chicas con actitudes negativas hacia la implicación social de la ciencia es dos veces mayor que la de los chicos (véase la Figura 2).

Figura 2
Actitudes hacia la implicación social de la ciencia según sexo.

Actitudes hacia la implicación social de la ciencia según comprensión de la NdC

En general, los resultados sugieren una relación parcial entre la comprensión de aspectos epistémicos de la NdC y actitudes hacia la implicación social de la ciencia (véase la Tabla 1). Más específicamente, por un lado, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre las actitudes de los estudiantes con una comprensión ingenua y aquellos con una comprensión adecuada del aspecto epistémico «creatividad e imaginación» de la NdC, U = 7842, z = -1.82, p = 0.07. No obstante, por otro lado, sí hubo diferencias estadísticamente significativas para los aspectos «observaciones e inferencias», U = 7233, z = -4.20, p < 0.01, r = 0.30, y «naturaleza provisional», U = 5073, z = -3.29, p < 0.01, r = 0.51, en las que los estudiantes con una comprensión más adecuada de estos aspectos epistémicos de la NdC reportaron unas actitudes más positivas hacia la implicación social de la ciencia, con medio y gran tamaño de efecto, respectivamente. Estos resultados sugieren que los estudiantes que poseen una comprensión adecuada de la naturaleza provisional de la ciencia y que comprenden que el conocimiento científico se construye a partir de observaciones e inferencias, poseen una puntuación más elevada en la dimensión actitudinal de implicación social de la ciencia y, por ende, una mayor apreciación de la ciencia que sus pares con visiones ingenuas.

Tabla 1
Resultados descriptivos para la «implicación social de la ciencia», según comprensión de aspectos epistémicos de la NdC.