Alfabetización científica

La alfabetización científica abarca la alfabetización escrita , numérica y digital en lo que respecta a la comprensión de la ciencia , su metodología , observaciones y teorías . La alfabetización científica se centra principalmente en la comprensión del método científico , las unidades y métodos de medición , el empirismo y la comprensión de la estadística , en particular las correlaciones y las observaciones cualitativas frente a las cuantitativas , así como la estadística agregada . También se ocupa de una comprensión básica de los campos científicos fundamentales, como la física , la química , la biología , la ecología , la geología y la computación .

El Marco del Programa para la Evaluación Internacional de Estudiantes (PISA) de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) (2015) define la alfabetización científica como "la capacidad de participar en cuestiones relacionadas con la ciencia y con las ideas de la ciencia, como ciudadano reflexivo". ^{[ 1 ]} Por lo tanto, una persona con alfabetización científica está dispuesta a participar en un discurso razonado sobre ciencia y tecnología que requiere las siguientes competencias:

• Explicar los fenómenos científicamente : reconocer, ofrecer y evaluar explicaciones para una variedad de fenómenos naturales y tecnológicos.
• Evaluar y diseñar investigaciones científicas : describir y valorar las investigaciones científicas y proponer formas de abordar las preguntas desde un punto de vista científico.
• Interpretar datos y evidencias científicamente : analizar y evaluar datos, afirmaciones y argumentos en diversas representaciones y extraer conclusiones científicas apropiadas.

Según el Centro Nacional de Estadísticas Educativas de los Estados Unidos, "la alfabetización científica es el conocimiento y la comprensión de los conceptos y procesos científicos necesarios para la toma de decisiones personales, la participación en asuntos cívicos y culturales y la productividad económica". ^{[ 2 ]} Una persona con alfabetización científica se define como aquella que tiene la capacidad de:

• Comprender, experimentar y razonar, así como interpretar los hechos científicos y su significado.
• Formular, encontrar o determinar respuestas a preguntas que surgen de la curiosidad sobre las experiencias cotidianas.
• Describir, explicar y predecir fenómenos naturales .
• Lee artículos con rigor científico en la prensa popular y participa en conversaciones sociales sobre la validez de las conclusiones.
• Identificar los problemas científicos que subyacen a las decisiones nacionales y locales, y expresar posturas basadas en fundamentos científicos y tecnológicos.
• Evaluar la calidad de la información científica en función de su fuente y de los métodos utilizados para generarla.
• Plantear y evaluar argumentos basados ​​en evidencia y aplicar las conclusiones de dichos argumentos de manera apropiada. ^{[ 3 ]}

La alfabetización científica también puede definirse con un lenguaje similar a las definiciones de alfabetización oceánica, ^{[ 4 ]} alfabetización en ciencias de la Tierra ^{[ 5 ]} y alfabetización climática. ^{[ 6 ]} Por lo tanto, una persona con alfabetización científica puede:

• Comprender la ciencia relevante para los problemas ambientales y sociales.
• Comunica con claridad la ciencia.
• Tome decisiones informadas sobre estos temas.

Finalmente, la alfabetización científica puede implicar actitudes particulares hacia el aprendizaje y el uso de la ciencia. Los ciudadanos con alfabetización científica son capaces de investigar por sí mismos los hechos. ^{[ 7 ]}

Las reformas en la educación científica en los Estados Unidos a menudo han sido impulsadas por desafíos estratégicos como el lanzamiento del satélite Sputnik en 1957 y el auge económico japonés en la década de 1980. ^{[ 8 ]} La frase alfabetización científica fue popularizada por Paul Hurd en 1958, ^{[ 9 ]} cuando afirmó que el problema inmediato en la educación era "cerrar la brecha entre la riqueza de los logros científicos y la pobreza de la alfabetización científica en Estados Unidos". ^{[ 10 ]} Para Hurd, la rápida innovación en ciencia y tecnología exigía una educación "apropiada para afrontar los desafíos de una revolución científica emergente". ^{[ 10 ]} Detrás del llamado de Hurd estaba la idea de que "cierto dominio de la ciencia es una preparación esencial para la vida moderna". ^{[ 9 ]}

Las definiciones iniciales de alfabetización científica incluían elaboraciones sobre el contenido que las personas debían comprender, a menudo siguiendo líneas algo tradicionales ( biología , química , física ). Las ciencias de la Tierra se definieron de forma algo restrictiva como procesos geológicos ampliados. En la década posterior a esos documentos iniciales, los oceanógrafos y educadores revisaron la noción de alfabetización científica para incluir perspectivas más contemporáneas y sistémicas del mundo natural, lo que dio lugar a programas de alfabetización científica para el océano , el clima , las ciencias de la Tierra , etc.

Desde la década de 1950, la alfabetización científica ha hecho cada vez más hincapié en que el conocimiento científico está socialmente situado y fuertemente influenciado por la experiencia personal. ^{[ 9 ]} La alfabetización científica se considera un derecho humano ^{[ 11 ]} y un conocimiento práctico de la ciencia y su papel en la sociedad se considera un requisito para los miembros responsables de la sociedad , uno que ayuda a las personas promedio a tomar mejores decisiones y enriquecer sus vidas. ^{[ 12 ] [ 13 ]} En los Estados Unidos, este cambio de énfasis se puede observar a finales de la década de 1980 y principios de la de 1990, con la publicación de Science for All Americans ^{[ 14 ]} y Benchmarks for Science Literacy . ^{[ 15 ]}

Los Estándares Nacionales de Educación Científica (1996) definieron la alfabetización científica como "el conocimiento y la comprensión de los conceptos y procesos científicos necesarios para la toma de decisiones personales, la participación en asuntos cívicos y culturales, y la productividad económica". ^{[ 16 ]} Además, enfatizaron que la alfabetización científica no era simplemente una cuestión de recordar contenido científico específico. Implicaba el desarrollo de habilidades o destrezas clave. "La alfabetización científica significa que una persona puede formular, encontrar o determinar respuestas a preguntas derivadas de la curiosidad sobre las experiencias cotidianas. Significa que una persona tiene la capacidad de describir, explicar y predecir fenómenos naturales". ^{[ 17 ]}

Algunos enfatizan la importancia de un "ethos" subyacente que posibilita la participación en debates y comunidades científicas. Las normas clave son que las observaciones e hipótesis del descubrimiento científico forman parte de un proceso compartido; que las ideas son importantes, no el estatus de quien las expresa; que lo que importa es la evidencia imparcial, no los resultados deseados; y que las afirmaciones que van más allá de las observaciones deben someterse a verificación. ^{[ 18 ]}

Más recientemente, los llamamientos a la "alfabetización científica" han identificado la desinformación y la información errónea como peligros. Sugieren que la alfabetización científica cívica, la alfabetización científica en medios digitales y la alfabetización en ciencias cognitivas son componentes importantes de la educación, para que las personas estén informadas científicamente y participen en la toma de decisiones individuales y colectivas en una sociedad democrática. ^{[ 19 ]}

Las comparaciones de las opiniones de ciudadanos y científicos realizadas por el Pew Research Center sugieren que mantienen posturas muy diferentes sobre diversos temas relacionados con la ciencia, la ingeniería y la tecnología. Tanto ciudadanos como científicos califican negativamente la educación STEM ( ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas ) en Estados Unidos (desde preescolar hasta el último curso de secundaria) . ^{[ 20 ]}

La interdependencia entre los seres humanos y nuestro entorno natural es fundamental para la alfabetización científica en los sistemas terrestres. Según el consenso nacional entre científicos y educadores, esta alfabetización consta de dos partes clave. Primero, se define a una persona alfabetizada, en un lenguaje que evoca la definición anterior de alfabetización científica. Segundo, se enumeran una serie de conceptos, organizados en seis a nueve ideas principales o principios esenciales. Este proceso de definición se llevó a cabo primero para la alfabetización oceánica, ^{[ 4 ]} luego para los Grandes Lagos , ^{[ 21 ]} los estuarios , ^{[ 22 ]} la atmósfera , ^{[ 23 ]} y el clima. ^{[ 6 ]} La alfabetización en ciencias de la Tierra ^{[ 5 ]} es uno de los tipos de alfabetización definidos para los sistemas terrestres; las cualidades de una persona alfabetizada en ciencias de la Tierra son representativas de las cualidades de todas las definiciones de alfabetización en sistemas terrestres.

Según la Iniciativa de Alfabetización en Ciencias de la Tierra, una persona alfabetizada en ciencias de la Tierra:

• comprende los conceptos fundamentales de los numerosos sistemas de la Tierra
• sabe cómo encontrar y evaluar información científicamente creíble sobre la Tierra.
• comunica sobre ciencias de la Tierra de una manera significativa.
• es capaz de tomar decisiones informadas y responsables con respecto a la Tierra y sus recursos ^{[ 5 ].}

Todos los tipos de alfabetización en sistemas terrestres tienen una definición como la anterior. La alfabetización oceánica se define además como "comprender nuestro impacto en el océano y el impacto del océano en nosotros". ^{[ 4 ]} De manera similar, el sitio web de alfabetización climática incluye un principio rector para la toma de decisiones: "los seres humanos pueden tomar medidas para reducir el cambio climático y sus impactos". ^{[ 6 ]} Cada tipo de alfabetización en sistemas terrestres define los conceptos que los estudiantes deben comprender al graduarse de la escuela secundaria. Los esfuerzos educativos actuales en alfabetización en sistemas terrestres tienden a centrarse más en los conceptos científicos que en el aspecto de la toma de decisiones, pero la acción ambiental sigue siendo un objetivo declarado.

El tema de la ciencia en un contexto socialmente relevante aparece en muchos debates sobre alfabetización científica. Las ideas que surgen en las ciencias de la vida incluyen una alusión a la alfabetización ecológica , el "bienestar de la Tierra". Robin Wright, escritora de Cell Biology Education , lamenta: "¿Pondrán en peligro nuestra forma de vida democrática y la seguridad nacional los malentendidos o la falta de conocimiento [de los estudiantes universitarios] sobre ciencia?" ^{[ 24 ]} Un debate sobre la alfabetización en física incluye la conservación de la energía , el agotamiento de la capa de ozono y el calentamiento global . ^{[ 25 ]} La declaración de misión del Proyecto de Alfabetización en Química incluye la justicia ambiental y social. ^{[ 26 ]} La alfabetización tecnológica se define en un espacio de coordenadas tridimensional; en el eje del conocimiento, se señala que la tecnología puede ser arriesgada y que "refleja los valores y la cultura de la sociedad". ^{[ 27 ]} La alfabetización energética cuenta con varios sitios web, incluido uno asociado con la alfabetización climática. ^{[ 6 ]}

Las actitudes hacia la ciencia pueden tener un efecto significativo en la alfabetización científica. En la teoría de la educación , la comprensión del contenido se sitúa en el dominio cognitivo, mientras que las actitudes se sitúan en el dominio afectivo. ^{[ 28 ]} Por lo tanto, las actitudes negativas, como el miedo a la ciencia, pueden actuar como un filtro afectivo y un impedimento para la comprensión y los objetivos de aprendizaje futuros. En Estados Unidos, se sabe que las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia disminuyen a partir del cuarto grado y continúan disminuyendo durante la escuela secundaria y preparatoria. ^{[ 29 ]} Este inicio de sentimientos negativos hacia la ciencia proviene de un mayor énfasis en las calificaciones. Los estudiantes comienzan a sentir que están logrando menos, lo que les hace perder la motivación en el aula y la participación estudiantil disminuye. Se ha documentado ampliamente que los estudiantes que mantienen una alta motivación para aprender tendrán una actitud más positiva hacia la materia. ^{[ 30 ]} Los estudios sobre las actitudes de los estudiantes universitarios hacia el aprendizaje de la física sugieren que estas actitudes pueden dividirse en categorías de conexiones con el mundo real, conexiones personales, conexiones conceptuales, esfuerzo del estudiante y resolución de problemas. ^{[ 31 ]}

El aspecto de toma de decisiones de la alfabetización científica sugiere actitudes adicionales sobre el estado del mundo, la responsabilidad individual por su bienestar y el sentido de empoderamiento para generar un cambio. Estas actitudes pueden ser medidas importantes de la alfabetización científica, como se describe en el caso de la alfabetización oceánica. ^{[ 32 ]}

En el aula de primaria y secundaria, los estándares de aprendizaje no suelen abordar el dominio afectivo debido a la dificultad de desarrollar estrategias de enseñanza y evaluar la actitud de los estudiantes. Se ha demostrado que muchas estrategias de enseñanza modernas tienen un impacto positivo en las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia, incluyendo el uso de la instrucción centrada en el estudiante , estrategias de aprendizaje innovadoras y la utilización de diversas técnicas de enseñanza. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 33 ]} También se ha demostrado que el aprendizaje basado en proyectos mejora las actitudes de los estudiantes hacia una materia y sus habilidades de procesamiento científico. ^{[ 30 ]}

Los profesores pueden utilizar escalas Likert o escalas diferenciales para determinar y controlar los cambios en las actitudes de los alumnos hacia la ciencia y el aprendizaje de las ciencias.

Los defensores de la alfabetización científica tienden a centrarse en lo que se aprende al graduarse de la escuela secundaria. La alfabetización científica siempre ha sido un elemento importante del movimiento de estandarización en la educación. Todos los documentos sobre alfabetización científica se han redactado con la intención explícita de influir en los estándares educativos, como medio para impulsar el currículo, la enseñanza, la evaluación y, en última instancia, el aprendizaje a nivel nacional. ^{[ 34 ]} Además, la alfabetización científica proporciona una base importante para tomar decisiones sociales informadas. La ciencia es un proceso humano que se lleva a cabo en un contexto social, lo que la hace relevante como parte de nuestra educación científica. Para que las personas tomen decisiones basadas en la evidencia, todos deberían procurar mejorar su alfabetización científica. ^{[ 35 ]}

Investigaciones relevantes han sugerido formas de promover la alfabetización científica entre los estudiantes de manera más eficiente. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} Abundan los programas para promover la alfabetización científica entre los estudiantes, incluyendo varios programas patrocinados por empresas tecnológicas, así como concursos de preguntas y respuestas y ferias de ciencias. Una lista parcial de dichos programas incluye el Global Challenge Award , el National Ocean Sciences Bowl y Action Bioscience. ^{[ 39 ]}

Algunas organizaciones han intentado comparar la alfabetización científica de los adultos en diferentes países. La OCDE descubrió que la alfabetización científica en Estados Unidos no difiere significativamente del promedio de la OCDE. ^{[ 40 ]} Science News informa: «La nueva tasa de EE. UU., basada en cuestionarios administrados en 2008, está siete puntos porcentuales por debajo de Suecia, la única nación europea que supera a los estadounidenses. La cifra de EE. UU. es ligeramente superior a la de Dinamarca, Finlandia, Noruega y los Países Bajos. Y duplica la tasa de 2005 en el Reino Unido (y la tasa colectiva de la Unión Europea)». ^{[ 41 ]}

Los educadores universitarios están intentando desarrollar instrumentos fiables para medir la alfabetización científica, y el uso de inventarios de conceptos está aumentando en los campos de la física, la astronomía, la química, la biología ^{[ 42 ]} y las ciencias de la tierra. ^{[ 43 ]}

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