Analogías en la enseñanza de la ciencia.

Los que intentamos enseñar ciencia a los más jóvenes no paramos de usar analogías en nuestras explicaciones (creo que pasamos más tiempo hablando de analogías que de los propios conceptos científicos). En la enseñanza de la ciencia, las metáforas y analogías son una herramienta muy útil (yo diría que imprescindible) para transmitir de manera inteligible el conocimiento científico. Las analogías no sólo sirven para relacionar los conceptos y contenidos abstractos con una realidad concreta, sino que son instrumentos para sugerir nuevas ideas y hacerlas inteligibles, puede a veces servir como propósito para resaltar lo que ya es conocido, facilitan al alumno el ver la Ciencia como un “progreso del conocimiento”, refuerzan su potencial imaginativo, creatividad y habilidad para hacer nuevas conexiones entre los dominios y aumentan la habilidad de los estudiantes para resolver problemas y comprender textos.

Las analogías, como se sabe, son comparaciones explícitas que se utilizan para ayudar a comprender una determinada noción o fenómeno, que se denomina objeto o blanco, a través de las relaciones que establece con un sistema análogo conocido y familiar.

Estructura de una analogía.

Hay que distinguir símil de analogía. Cuando hacemos un símil la comparación simplemente se insinúa, sin ofrecer tantos detalles como en la analogía. Si decimos que el  átomo de Thomson se parece a un “pudding de pasas”, entonces la analogía completa debería especificar que la masa sería al pudding lo que la masa positiva al átomo, y que las pasas incrustadas serían como electrones en el átomo. Por ejemplo, se puede hacer un símil con la tabla periódica y un calendario para explicar las propiedades periódicas, sin llegar a desarrollar una analogía completa. Si decimos que «los átomos son a un cristal lo que los nudos a una red», estamos explicitando la relación objeto-análogo. Si no tenemos en cuenta todos estos elementos, estaremos ante un símil o una metáfora.

Los profesores de ciencias, como digo, usamos infinidad de ellas ya que en nuestras explicaciones estamos todo el rato comparando: campo electrostático con campo gravitatorio, entropía y desorden de una habitación, el choque de moléculas en una reacción química con la colisión de las bolas de billar, el átomo y el sistema planetario…

Algunos ejemplos de analogías usadas en la ESO:

La analogía, para que sea efectiva, debe cumplir ciertas condiciones: que sea pragmática, semántica y estructural.

• Pragmática: se refiere a que el propósito que se persiga con la analogía debe de estar claro.
• Semántica: las semejanzas semánticas hacen referencia al uso de términos con significados similares en ambos dominios.
• Estructurales: las semejanzas estructurales se refiere a la similitud en las relaciones entre objetos.

Por ejemplo, vamos a considerar la siguiente analogía:

Esta analogía es correcta porque la docena hace referencia a una cantidad al igual que el mol, y el huevo hace referencia a un componente al igual que la molécula.

Analogías en la ciencia.

Parece claro que en la enseñanza de de la ciencia resulta imprescindible las analogías pero ¿y en la propia ciencia? ¿Necesita un científico pensar con analogías para entender la naturaleza o para avanzar en su conocimiento específico? ¿Están presentes las analogías en los libros especializados?

Si abrimos un libro especializado de física o química observaremos que muchas palabras válidas para hablar de forma técnica son símiles en sí mismos: onda, partícula, nube, enlace, puente, flujo, equilibrio…Todas estas palabras provienen del uso ordinario y se han ido incorporando al lenguaje erudito de la química o la física.

El uso de analogías en la propia ciencia tiene distintos puntos de vista. Algunos piensan que las analogías y metáforas, en el mejor de los casos, distraen, y en el peor, confunden. Por ejemplo Pierre Duhem (1861-1916), un físico e historiador de la ciencia, veía en las metáforas y las analogías una herramienta psicológica, explicativa y educativa importante, pero insistía en que la auténtica ciencia acaba por desecharlas. Este punto de vista defiende que los científicos descubren verdades (verdades científicas) sobre la naturaleza que los educadores, los divulgadores y los periodistas interpretan para legos y principiantes con la ayuda de imágenes y lenguaje corriente. Quienes se oponen al uso de las metáforas y las analogías en la ciencia les conceden a éstos una papel secundario en la divulgación y transmisión de información, pero ningún papel en el proceso principal de descubrimiento. La ciencia, la verdadera ciencia, versa sobre lo que son las cosas, no sobre lo que parecen.

[pullquote]“No podemos pensar en nada si no es con ayuda de las metáforas y analogías.” John Ziman.[/pullquote]Hay otros que piensan que las metáforas y analogías están tan arraigadas en el pensamiento científico que son prácticamente indispensables. El físico Jeremy Bernstein afirma que “que toda la física teórica progresa mediante analogías”. Y el físico John Ziman decía que “no podemos pensar en nada si no es con ayuda de las metáforas y analogías”. Los defensores de este punto de vista sostienen que siempre que los científicos dicen qué es algo, dicen también a qué se parece o qué se parece a ello.

El inconveniente de las analogías.

El inconveniente de las metáforas o analogías es que filtran cosas y, por tanto, no las podemos interpretar de manera literal. Así, si afirmamos que el ADN es un «programa» por el cual se puede «computar» un organismo no debemos de suponer que el organismo funciona como un computadora, sino que lo que queremos es dar a conocer intuitivamente un aspecto del objeto. Esto puede llegar incluso a confusiones científicas. Por ejemplo, cuando se hablaba si  la luz se comportaba como una onda (recordemos el experimento de la doble rendija de Young), los científicos supusieron que se debía de propagar a través de un medio. De hecho, los científicos inventaron este supuesto medio totalmente desconocido: el éter. Posteriormente, se demostró que no hacía falta ningún medio para la propagación de la luz y de cualquier onda electromagnética, por lo que el concepto de «onda» se había transformado en el momento en que lo aplicaron a un perturbación que se propagaba sin un medio (y todavía cambió más cuando las ondas aparecieron en la física cuántica).

Una analogía más moderna es la de la fuerza nucelar fuerte que mantiene unidos a los quarks en los protones y neutrones. Se suele hacer la analogía de un muelle para explicar la naturaleza de la fuerza que los mantiene unidos, ya que cuanto más se separan los quarks, más fuertemente se atraen y, por ello, no es posible aislarlos. Pero claro, llega un momento en que si estiro mucho un muelle éste pierde su elasticidad o se rompe, mientras que las fuerza entre quarks aumenta continuamente, por lo que la analogía tiene sus limitaciones.

Podemos concluir que las analogías o metáforas son útiles para entender cientos fenómenos científicos y que incluso, como decía Ziman, no podemos pensar sin metáforas, pero «todas las metáforas se agotan», como afirmaba Peter Galison en su libro Image and Logic (1997).

Por tanto, hay que distinguir entre el descubrimiento primario y la transmisión secundaria, y entre decir lo que algo es y a qué se parece.

Fuentes consultadas:

GONZÁLEZ, B.M. y MORENO, T. (1998). Las analogías en la enseñanza de las Ciencias. II Simposio: La Docencia de las Ciencias Experimentales en la Enseñanza Secundaria, Madrid, pp. 204-206.

FERNÁNDEZ, J.; GONZÁLEZ, B. Y T.  MORENO (2003). Las analogías como modelo y como recurso en la enseñanza de las ciencias. Alambique, nº 35, 82-89.

IGLESIAS, F. Analogías utilizadas habitualmente en la enseñanza de química básica en la ESO. Alambique: Didáctica de las ciencias experimentales, Nº 64, 2010, págs. 86-98

El prisma y el péndulo. Robert P. Crease. Crítica S.L. 2006.