Las Ciencias de la Complejidad y el Aula

Grupo de Investigación: ALTERNACIENCIAS
Coordinadores de la línea: 

Profesores: Luis Alberto Castro Pineda y Leonardo Fabio Martínez

Las Ciencias de la Complejidad y el Aula – Avances, dinámicas y realidades en las Ciencias

El grupo de investigación ALTERNACIENCIAS está sustentando en enfoques contemporáneos de la ciencia como la perspectiva de la complejidad y la teoría crítica que establecen una ruptura importante para abordar la ciencia de acuerdo con una concepción no lineal e integral del conocimiento, bajo estos lineamientos, el aspecto didáctico está orientado hacia el papel que juegan las disciplinas experimentales, como la Química, la Biología y la Física, para la formación de ciudadanos autónomos y responsables (ALTERNACIENCIAS, 2003).

A partir del estudio e interpretación de éstas nuevas perspectivas, es posible comprender que el mejoramiento permanente de la calidad de la educación, es un problema dinámico, no lineal y multifactorial donde confluyen diferentes aspectos que condicionan o impiden el avance hacia mayores estados de complejidad de los niños(as) y profesores (as) que se encuentran en el sistema. Una de las grandes preocupaciones asociadas al mencionado problema pasa por el aula que se ha convertido en un escenario de importantes desarticulaciones entre los lineamientos construidos por una comunidad a través del Proyectos Educativos Institucionales y las dinámicas dirigidas, orientadas, coordinadas por el docente con su grupo de estudiantes.

En este sentido, los proyectos de área, de aula, los recursos didácticos y de infraestructura, así como las ideas, concepciones, pensamientos, que perfilan los diseños curriculares, planes de estudio, evaluación etc., inciden de manera directa e indirecta sobre el acto pedagógico y su relación con el proceso de cualificación y transformación del sistema educativo; es así como el aula se convierte en un factor de suma importancia para construir propuestas alternativas para la Enseñanza de las Ciencias que aporten al desarrollo educativo nacional. (ALTERNACIENCIAS, 2003).

Es evidente que existe una brecha entre las políticas formuladas por el Estado y la Institución (mapas) y su impacto en el aula y en la sociedad (territorios). El dimensionamiento del aula y la generación de Ambientes de Aprendizaje en Ciencias, se convierten en una alternativa que cohesiona y correlaciona el papel de la escuela en la formación de individuos que no sólo lleven a interpretar la realidad social en la que estamos inmersos, sino que además jueguen un papel protagónico en la transformación. De ésta forma los ambientes de aprendizaje para el conocimiento de conceptos científicos no se limitan a problemas de contenidos desarticulados e incoherentes, sino por el contrario, se integran a problemas que están relacionados con las dificultades que vivimos en el plano ambiental, económico, cultural, etc., con las correspondientes implicaciones sociales, es decir, se requiere integrar la ciencia con los desarrollos tecnológicos, que son el producto del conocimiento de frontera, uno de los objetivos de las relaciones que se deben establecer entre Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente.

Las Ciencias de la Complejidad se han conformado como una nueva postura novedosa y marginal en la ciencia contemporánea; su carácter radica en el estudio del quiebre o discontinuidad en la historia de la ciencia o, más precisamente dicho, en la racionalidad científica occidental. Estos problemas involucran, en un sentido no exhaustivo, cuestiones relativas al desorden, el caos, la no-linealidad, el no- equilibro, la indecibilidad, la incertidumbre, la contradicción, el azar, la temporalidad, la emergencia, la auto-organización. (Rodriguez & Aguirre, 2011)

Objeto central de la línea

El objetivo de la línea, es reconocer el carácter trandisciplinar del conocimiento en el contexto de la CTSA para plantear y resolver problemas sociales, culturales, ambientales y tecnológicos, producto del avance en el conocimiento de frontera.

Las nuevas ideas, tendencias que se están develando en el conocimiento de frontera y sus productos tecnológicos, están transformando contextos culturales, económicos, políticos, ambientales, sociales y entre otros los pedagógicos. La innovación y la transformación debe ser una preocupación constante de los docentes, y debe responder al ejercicio de su permanente reflexión sobre la acción que realiza, sin embargo la realidad muestra dinámicas diferentes.

La idea de modelos pedagógicos, diseños curriculares, uso de recursos didácticos, lógicas en los esquemas evaluativos, etc., han sido marcados por concepciones clásicas que no permiten dinamizar las potencialidades tanto de profesores, estudiantes y administrativos, concepciones que se encuentran confrontadas al cambio cada vez más veloz en el conocimiento de punta; por el contrario, se ha consolidado en nuestra estructura educativa la descontextualización y pérdida de vigencia del conocimiento, que ingenuamente se refuerza con acciones repetitivas, memorísticas y desarticuladas en el aula de clase. Es así como los desarrollos tecnológicos que se encuentran a nuestro alrededor de uso corriente como productos de diseño bajo la nanotecnología, (e incluso con la incursión reciente de la femtotecnología), llevan al uso indiscriminado de equipos de uso cotidiano bajo diferentes lógicas (difusa), como cámaras, lavadoras etc., simplemente porque el sistema de manera ingenua nos está conduciendo con mayor fuerza al consumo pasivo con sus graves consecuencias para la economía, el ambiente y la cultura, hecho sobre el cual tenemos que reflexionar y actuar.

Nos encontramos en una profunda revolución en el campo de la ciencia, generada en gran parte por el desarrollo en el conocimiento de punta de la física, la química, la “nueva biología” 2 y las ciencias de la computación, aquí se ha generado una significativa brecha entre la nueva ciencia surgida del estudio de los sistemas naturales y los valores que siguen prevaleciendo en la filosofía, las ciencias sociales y la vida en las modernas sociedades, estos valores están basados en un determinismo mecanicista y en el positivismo.

Uno de los principales problemas que requieren comprensión urgente es el relacionado con la Termodinámica del No equilibrio, tema crítico en los procesos vitales; el aula debe considerarse como un sistema vivo donde el No Equilibrio es uno de los principales objetos de estudio. En esta dirección la comprensión de temáticas relacionadas con los cambios permanentes cognitivos juegan un papel importante en las acciones frente a temas pertinentes al acto pedagógico. A mayor lejanía del equilibrio se presentarán más perturbaciones sutiles que tienen un potencial de amplificación insospechado. Se trata procesos signados por amplios grados de libertad que llevan procesos de autoorganización dando lugar a emergencias: en una palabra a innovación.

Otro problema central en la educación corresponde a los SISTEMAS DINAMICOS NO LINEALES, que igualmente requieren de estudio profundo (propios del aula como sistema vivo). Las acciones que se llevan a diario en los centros educativos están condicionada desde la linealidad, la generalización, la objetivación, la reducción de grados de libertad, la secuencialidad, etc. La complejización de la  educación no puede quedar relegada a asuntos metodológicos “…. la complejidad no trata de absolutamente todos los fenómenos del mundo, sino, se concentra en una “fracción” bien determinada; esa fracción es la de los Sistemas Dinámicos. El siglo XX nos ha enseñado, desde diversos ángulos, el tiempo, la irreversibilidad, la relatividad, la incertidumbre, la existencia de más de una solución posible para los problemas con los mismos valores y con los mismos parámetros, la importancia de las inconsistencias no triviales, la inestabilidad del movimiento y las bifurcaciones, en fin, el valor de la vaguedad (fuzziness). Vivimos un mundo cambiante, con un muy elevado ritmo y que adopta velocidades crecientes; un mundo alta y crecientemente interdependiente y por lo tanto no lineal” (Maldonado, 1999).

Los trabajos llevados a cabo por Ilya Prigogine dieron espacio para el desarrollo y comprensión de la termodinámica del no-equilibrio, los estudios en ésta línea han constituido el nacimiento de las ciencias de la complejidad. La termodinámica es una ciencia de suma importancia que tarda prácticamente cien años en nacer y que encuentra en Fourier, Carnot, Bolztmann y Lord Thompson (Kelvin) los cuatro ejes fundamentales de referencia. De las tres leyes o principios de la termodinámica (clásica), en el contexto de complejidad el más importante es, de lejos, el segundo principio, el de la entropía. De acuerdo con esta ley, nada ni nadie se escapa de la flecha del tiempo de la termodinámica, que conduce o que apunta, ulteriormente, hacia el equilibrio. El equilibrio, en el marco de la termodinámica consiste exactamente en la muerte; sencillamente, en el reposo, la ausencia de interacciones, de relaciones, de dinámicas (Maldonado & Gómez, 2010).

La termodinámica del no-equilibrio trabaja con la ayuda de diversas teorías: teoría de turbulencias, teoría de inestabilidades y acuña novedosos conceptos en la historia de la ciencia: metamorfosis de la ciencia, autoorganización, estructuras disipativas. Gracias a todas estas herramientas, por así decirlo, matemáticas, conceptuales, teóricas, y sobre el piso de la física y la química, la termodinámica del no-equilibrio logra dar cuenta de la lógica de la vida poniendo de manifiesto que los sistemas vivos inciden sobre o crean la flecha del tiempo, también podría decirse: aprovechan el umbral en el que sucede la vida es un espacio comprendido entre el filo del caos y lejos del equilibrio.

La teoría del caos es puesta en evidencia por la meteorología, dicho descubrimiento realizado por E. Lorenz es significativo frente a las concepciones determinísticas de la ciencia, ya que aborda y resignifica el hecho de que no es posible hacer predicciones a algunos comportamientos. Otro de los grandes aportes del Caos es que pone de manifiesto una relación entre fenómenos a distancia, causas pequeñas, grandes trasformaciones inesperadas. Existe una relación en todo el universo con conexiones algunas evidentes y otras sutiles, lo que ha permitido introducir el concepto de atractores fijos, periódicos y extraños.

Otro de los grandes temas para revisión exhaustiva, es la teoría de fractales de Mandelbrot, que sirven para la comprensión de que todo atractor extraño se encuentra en un fractal y que los sólidos perfectos son abstracciones que no existen en la naturaleza y, de otra parte y al mismo tiempo, demuestra que la economía de la naturaleza se funda en formas, figuras y patrones irregulares. . (Maldonado & Gómez, 2010).

Como otra de las teorías de importancia en las Ciencias de Complejidad se encuentra la Teoría de Catástrofes (término que no debe ser asociado a algo negativo), desarrollada por R. Thom, que sirve para designar los cambios súbitos, imprevistos e irreversibles que ocurren en la naturaleza.

Por último sin querer agotar la dimensión que cobra las Ciencias de la Complejidad, las Redes Complejas que se soportan a partir de la topología y el estudio de grafos, emergen como otra de las Ciencias de la Complejidad cuyas aplicaciones van desde los estudios epidemiológicos hasta la psicología de las organizaciones y el liderazgo, desde la física y las finanzas, hasta los sistemas militares, en fin, desde los estudios de logística e investigación de operaciones hasta la política y la sociología.

Referencias 

  • Andrade, E. (2003). Los Demonios de Darwin – Semiótica y Termodinámica de la Evolución. Bogotá D.C.: Universidad Nacional.
  • Briggs J, Peat D,F. (1999) Las siete leyes del caos. Las ventajas de una vida caótica. Barcelona. Grijalbo
  • Briggs J, Peat D,F. (2001) Espejo y reflejo. Del caos al orden. Barcelona. Gedisa
  • De la Cuesta, C. (2008). ¿Por dónde Empezar? La Pregunta de Investigación Cualitativa. Enfermería Clínica, 210.
  • Francisco, V. (2000). El Fenómeno de la Vida. España: Dolmen Ediciones.
  • Gell-Mann, M. (1996). El quark y el jaguar. Aventuras en lo simple y lo complejo. Barcelona. Tusquets.
  • Kauffman. S. (2003). Investigaciones. Complejidad, autorganización y nuevas leyes para una biología general. Matamas.
  • Kuhn, T. (1992). Las Revoluciones Científicas. Bogotá D.C.: Fondo de Cultura Económica.
  • Lewin R. (1995) Complejidad. El caos como generador del orden Barcelona. Tusquets.
  • Maldonado, C. (1999). Visiones sobre complejidad, 25-40.
  • Maldonado, C., & Gómez, A. (2010). El Mundo de las Ciencias de la Complejidad. Bogotá: Universidad del Rosario.
  • Maldonado, C. (2013). Significado e impacto social de las ciencias de la complejidad. Bogotá: Ediciones desde abajo.
  • Maldonado, C. (2013). Termodinámica y Complejidad: Una introducción para las Ciencias Sociales y humanas. Bogotá, D.C.: Ediciones desde abajo.
  • Maturana, H., & Varela, F. (2003). El Árbol del Conocimiento. Buenos Aires: Lumen.
  • Morales, E. (2012). ¿Qué son las Ciencias de la Complejidad?. The University of Warwick. Estrasburgo, Francia
  • Pagels, H., (1991). Los sueños de la razón. El ordenador y los nuevos horizontes de las ciencias de la complejidad. Barcelona Gedisa.
  • Prigogine I (1996) El tiempo y el devenir. Barcelona. Gedisa
  • Prigogine I (1997) ¿Tan solo una ilusión? Una exploración del caos al orden. Barcelona. Tusquets.
  • Prigogine I. (1999) Las leyes del caos. Barcelona. Crítica
  • Prigogine, I., & Stengers, I. (2002). La nueva alianza. Metamorfosis de la ciencia. Madrid, España: Alianza Editorial.
  • Rodriguez, L., & Aguirre, L. (2011). Teorías de la Complejidad y Ciencias
  • Sociales. Nómadas, Revista crítica de ciencias sociales y jurídicas, 30- 42.
  • Thom, R. (1980). Parábolas y Catástrofes. Barcelona: Tusquets Editores S.A.

 

 

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