Robert Karplus

Robert Karplus (23 de febrero de 1927 – 20 de marzo de 1990) fue un físico teórico y líder en el campo de la educación científica . ^{[1] [2]}

Robert Karplus nació en Viena , donde vivió hasta la ocupación alemana de Austria en 1938. Emigró con su madre y su hermano para escapar del Anschluss . Tras una estancia de seis meses en Suiza , la familia se trasladó a Estados Unidos y se instaló en la zona de Boston . Entró en la Universidad de Harvard en 1943 y completó su doctorado a los veintiún años. Su tesis bajo la dirección de E. Bright Wilson versó sobre espectroscopia de microondas e incluyó trabajo tanto experimental como teórico. Sus compañeros de trabajo lo reconocieron por su brillantez, originalidad, energía y actitud alegre y positiva.

Su abuelo, Johann Paul Karplus (1866-1936), fue un profesor de psiquiatría muy aclamado en la Universidad de Viena. ^[3] Es sobrino, por matrimonio, del sociólogo, filósofo y musicólogo Theodor W. Adorno y sobrino nieto del físico Robert von Lieben . Su hermano es el premio Nobel Martin Karplus , químico de Harvard.

Tras finalizar su formación, Karplus trabajó en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton , donde se interesó por la teoría de la electrodinámica cuántica (EDC), que estaba en desarrollo pero aún no había sido probada. El momento magnético del electrón se había determinado con gran precisión mediante diversos experimentos, pero los mejores cálculos teóricos de esta cantidad, basados ​​en la mecánica cuántica , diferían seriamente de los resultados experimentales. Entre los físicos había un gran interés por saber si un cálculo basado en la EDC concordaría o no con los resultados experimentales, pero debido a las ambigüedades y la complejidad de la EDC, nadie había sido capaz hasta ahora de realizar un cálculo de este tipo. Karplus, en colaboración con Norman Kroll , utilizó la EDC para calcular el valor del momento magnético del electrón. Se trataba de un cálculo extremadamente difícil, que requirió más de un año de intenso esfuerzo por parte de ambos hombres; la concordancia entre su resultado y las mediciones experimentales fue la primera y espectacular confirmación de la EDC.

Karplus continuó su trabajo al más alto nivel en física teórica durante más de 10 años, en Harvard de 1950 a 1954 y luego en la Universidad de California, Berkeley , publicando 50 artículos de investigación, principalmente en QED pero también en otras áreas de la física, incluido el efecto Hall , la radiación de Van Allen y los rayos cósmicos . También disfrutó mucho del trabajo experimental, investigando la química de las imágenes instantáneas de Land Camera y estableciendo una línea de ensamblaje experimental de purificación de germanio para transistores . Su artículo, con JM Luttinger , Hall Effect in Ferromagnetics ^[4] tiene más de 1100 citas en revistas.

En 1948, Karplus se casó con Elizabeth Frazier , a quien había conocido en un grupo internacional de danza folclórica que organizó mientras estaba en Harvard. Tuvieron siete hijos nacidos entre 1950 y 1962. Cuando la hija mayor, Beverly , tenía 8 años, Karplus aceptó su invitación para presentar una lección de ciencias sobre electricidad a su clase de tercer grado, utilizando la máquina Wimshurst que había heredado de su abuelo. Desafortunadamente, aunque los niños disfrutaron de la demostración, la lección fue un desastre conceptual. Esto estimuló a Karplus a pensar en cómo enseñar mejor las ciencias y, a medida que los otros niños ingresaban a la escuela, continuó visitando sus clases en una base de "mostrar y contar" con varios experimentos o demostraciones científicas. Al conversar con sus hijos y sus compañeros de clase, se interesó cada vez más en el aprendizaje, el razonamiento y el desarrollo de conceptos científicos de los niños.

Su hija Beverly Karplus Hartline se convirtió en una destacada física, comunicadora científica y administradora académica. ^{[5] [6]}

En pocos años, Karplus cambió de carrera: pasó de la física teórica a la investigación sobre el aprendizaje de las ciencias y las matemáticas y, después, al desarrollo de planes de estudio. Karplus aprendió rápidamente lo que ya se sabía sobre el desarrollo del pensamiento y el razonamiento, estudiando a varios psicólogos, especialmente a Jean Piaget . Como era característico de él, Karplus también empezó de inmediato a generar sus propias preguntas sobre el pensamiento de los niños, a recopilar pruebas y a desarrollar sus propias interpretaciones y explicaciones de lo que observaba.

La nueva pasión de Karplus coincidió, por pura casualidad, con la oleada de esfuerzos posteriores al Sputnik para mejorar la educación científica en Estados Unidos. A finales de los años cincuenta, muchos otros científicos también se dedicaron a la educación científica y a las escuelas, pero Karplus fue desde el principio un líder en el nivel elemental. Al principio, la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) se mostró muy reticente a financiar proyectos de planes de estudios de ciencias en el nivel elemental, pero esto se superó en 1959, cuando Karplus y tres colegas recibieron la primera de muchas subvenciones de la NSF para la mejora del contenido científico en el nivel elemental. Este trabajo se convirtió en un esfuerzo monumental de 15 años llamado Estudio de Mejora del Currículo de Ciencias (SCIS). Bajo la dirección de Karplus y Herbert D. Thier, SCIS se convirtió en un programa integral, totalmente probado, práctico y basado en laboratorio en ciencias físicas y biológicas para los grados K-6.

Robert Karplus se dio cuenta de la importancia de convertir los materiales de ciencias elementales del SCIS en un proceso de enseñanza sistemático que permitiera a los profesores utilizar con éxito estos materiales y, al mismo tiempo, permitir que los estudiantes aprendieran y disfrutaran de la ciencia. Él, junto con otros, desarrolló la estrategia de enseñanza del ciclo de aprendizaje .

Karplus extendió la teoría de Piaget a estudiantes universitarios y adultos; la teoría de Piaget incluía cuatro etapas, y había documentado el pensamiento de los niños con gran detalle, encontrando que la mayoría de los niños hacían la transición de la tercera etapa (operaciones concretas) a la cuarta etapa (razonamiento abstracto) alrededor de los 16 años de edad. Karplus, sin embargo, extendió la metodología de Piaget a grupos de mayores y encontró que muchos de estos individuos tenían lagunas importantes en su capacidad para usar el razonamiento abstracto para resolver problemas científicos, lógicos y matemáticos. Su prueba más famosa de razonamiento proporcional fue el problema del Sr. Alto-Sr. Bajo. Karplus exploró y documentó más a fondo los detalles del pensamiento de los estudiantes universitarios y adultos mientras enfrentaban los problemas involucrados en esta transición intelectual crítica, encontrando que muchos de los problemas y cuestiones que él, Piaget y otros habían descubierto como críticos para los estudiantes más jóvenes todavía eran relevantes para las personas mayores, particularmente cuando intentaban resolver un problema en una disciplina que era nueva para ellos.

En 1977, Karplus fue elegido presidente de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT, por sus siglas en inglés) y en 1978 la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias le otorgó su Mención por Servicio Distinguido a la Educación en Ciencias. Karplus fue presidente del Grupo de Graduados en Educación en Ciencias y Matemáticas (SESAME, por sus siglas en inglés) de 1978 a 1980. En 1980 recibió el máximo honor de la AAPT, la Medalla Oersted , "por sus muchas contribuciones a la enseñanza de la física en todos los niveles y especialmente por su trabajo en revelar las implicaciones para la enseñanza de la física de la investigación en el desarrollo del razonamiento". ^[7] Karplus fue nombrado decano de la Escuela de Graduados de Educación de la Universidad de California en Berkeley en 1980. El prestigioso Premio Karplus en Física Química de Harvard lleva su nombre.

En junio de 1982, mientras corría en el lago Green de Seattle (Washington) , Karplus sufrió un paro cardíaco grave que puso fin a su carrera académica. Tras ocho años de enfermedad, falleció el 20 de marzo de 1990.

• 1948-50 Becario FB Jewett, Instituto de Estudios Avanzados, Universidad de Princeton
• 1950-54 Profesor adjunto de física, Universidad de Harvard
• 1954-58 Profesor asociado de física, Universidad de California, Berkeley
• 1958-1982 Profesor de Física, Universidad de California, Berkeley
• 1960-61 Becario Guggenheim y becario de investigación Fulbright
• 1962-63 Profesor visitante, Universidad de Maryland
• 1969-1982 Director asociado, Lawrence Hall of Science
• 1973-74 Becario Guggenheim y profesor visitante del MIT
• 1961-77 Director del Estudio de Mejora del Currículo de Ciencias
• 1975-1982 Director del Proyecto de Desarrollo Intelectual
• 1976-77 Director interino del Lawrence Hall of Science
• 1976-1979 Director del Proyecto CAUSE
• 1978-1980 Presidente del Grupo de Posgrado en Educación en Ciencias y Matemáticas (SESAME) ^[7]
• 1980 Decano de la Facultad de Educación de la Universidad de California, Berkeley (1)

(1) Renunció como decano a las pocas semanas cuando quedó claro que no se le permitiría realizar los cambios que creía necesarios.

• Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física
• Mención de mérito por servicios distinguidos, Asociación Estadounidense de Profesores de Física, 1972
• Premio de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias por su destacado servicio a la enseñanza de las ciencias, 1978
• Presidente de la Asociación Estadounidense de Profesores de Física, 1977
• Doctor honoris causa por la Universidad de Gotemburgo en 1980
• Medalla Oersted , Asociación Estadounidense de Profesores de Física, 1981

• R. Karplus y HD Thier., Una nueva mirada a la ciencia en la escuela primaria . Chicago: Rand McNally and Co., 1967.
• R. Karplus, Introducción a la física: un enfoque basado en modelos . WA Benjamin, Nueva York, 1969; reeditado en 2003 por Fernand Brunschwig (editor), Captains Engineering Services (editorial). ^[8]
• R. Karplus (Ed.), Física y hombre , WA Benjamin, Inc., Nueva York, 1970.

• Fuller, Robert G., ed. (2002). El amor por el descubrimiento: la educación científica: la segunda carrera de Robert Karplus. Springer . ISBN 978-0-306-46687-8.
• Burciaga, Juan R. (abril de 2007). "Reseña de A Love of Discovery: Science Education—The Second Career of Robert Karplus de Robert G. Fuller". Am. J. Phys . 75 (4): 383–384. Código Bibliográfico :2007AmJPh..75..383F. doi :10.1119/1.2710489.
• ""Robert Karplus: un retrato". En Brunschwig, Fernand (ed.). Física introductoria: un enfoque modelo (2.ª ed.). Captains Engineering Services Inc.