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 . Después de una estancia de seis meses en Suiza , la familia se mudó a Estados Unidos y se instaló en el área de Boston . Ingresó a la Universidad de Harvard en 1943 y completó su doctorado a la edad de veintiún años. Su tesis dirigida por E. Bright Wilson versó sobre espectroscopia de microondas e incluyó trabajo tanto experimental como teórico. Fue reconocido por aquellos con quienes trabajó por su brillantez, originalidad, energía y actitud alegre y positiva.
Su abuelo Johann Paul Karplus (1866-1936) fue un aclamado profesor de psiquiatría en la Universidad de Viena. [3] Es sobrino, por matrimonio, del célebre 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.
Después de completar su educación, Karplus trabajó en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton , donde se interesó en la teoría en desarrollo, pero aún no probada, de la electrodinámica cuántica (QED). El momento magnético del electrón se había determinado con mucha precisión mediante diversos experimentos, pero los mejores cálculos teóricos de esta magnitud, basados en la mecánica cuántica , discrepaban seriamente de los resultados experimentales. Había un gran interés entre los físicos en saber si un cálculo basado en QED estaría de acuerdo o no con los resultados experimentales, pero debido a las ambigüedades y complejidad de la QED, hasta ahora nadie había podido hacer tal cálculo. Karplus, en colaboración con Norman Kroll , utilizó QED para calcular el valor del momento magnético del electrón. Este fue 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 dramática confirmación de la QED.
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, la mayoría en QED pero también en otras áreas de la física, incluyendo el efecto Hall , la radiación 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 de 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, cuando los demás niños entraron a la escuela, continuó visitando sus clases para "mostrar y contar" con diversos 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 unos pocos años, Karplus había cambiado de carrera: de física teórica a investigación sobre el aprendizaje de ciencias y matemáticas, y luego a desarrollador de planes de estudios. Karplus aprendió rápidamente lo que ya se sabía sobre el desarrollo del pensamiento y del razonamiento, estudiando a varios psicólogos, especialmente a Jean Piaget . Como es característico, Karplus también comenzó inmediatamente a generar sus propias preguntas sobre el pensamiento de los niños, a recopilar evidencia y a desarrollar sus propias interpretaciones y explicaciones de lo que observaba.
La nueva pasión de Karplus coincidió, casualmente, con la ola de esfuerzos posteriores al Sputnik para mejorar la educación científica en Estados Unidos. A partir de finales de los años 50, 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. Inicialmente hubo una renuencia sustancial en la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) a financiar proyectos curriculares 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 mejorar el contenido científico en el nivel primario. nivel elemental. Este trabajo evolucionó hasta convertirse en un esfuerzo monumental de 15 años llamado Estudio de mejora del currículo científico (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 de SCIS en un proceso de enseñanza sistemático que permitiría a los maestros utilizar estos materiales con éxito y al mismo tiempo permitiría a los estudiantes aprender y disfrutar de las ciencias. Él, junto con otros, desarrolló la estrategia de instrucción 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, descubriendo 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 mayor edad y descubrió que muchos de estos individuos tenían lagunas importantes en su capacidad para utilizar el razonamiento abstracto en la resolución de problemas científicos, lógicos y matemáticos. Su prueba de razonamiento proporcional más famosa fue la del Sr. Tall-Mr. Problema corto. Karplus exploró y documentó más a fondo los detalles del pensamiento de los estudiantes universitarios y de los adultos a medida que enfrentaban las cuestiones involucradas en esta transición intelectual crítica, y descubrió que muchas de las cuestiones y problemas que él, Piaget y otros habían descubierto como críticos para los estudiantes más jóvenes eran Sigue siendo relevante 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), y en 1978 la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias le otorgó su Mención por Servicio Distinguido en la Educación Científica. Karplus fue presidente del Grupo de Graduados en Educación Científica y Matemática (SESAME) de 1978 a 1980. En 1980 recibió el máximo honor de la AAPT, la Medalla Oersted , "por sus numerosas contribuciones a la enseñanza de la física en todos los niveles y especialmente por su trabajo". al 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 en Educación de UC Berkeley en 1980. El prestigioso Premio Karplus de Física Química de Harvard lleva su nombre.
En junio de 1982, mientras hacía jogging en Green Lake en Seattle, Washington , Karplus sufrió un severo paro cardíaco que acabó con su carrera académica. Tras ocho años de enfermedad, falleció el 20 de marzo de 1990.
(1) Renunció como decano a las pocas semanas cuando quedó claro que no se le permitiría realizar los cambios que creía necesarios.