El laboratorio en el aula: una modalidad de la ciencia en acción Dell

El laboratorio en el aula: una modalidad de la ciencia en acción
Dell’Oro, Graciela; Segura, Miguel; Rubau, Carina; Lores, Nayla; Pegoraro, César;
González, Hugo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. (UNMdP).
gdelloro@mdp.edu.ar;
segura.miguel.a@gmail.com; crubau@mdp.edu.ar;
nay15miramar@hotmail.com; cesar_mdp@yahoo.com.ar; gospel_hugo@hotmail.com.
Re s umen: E s te pro yecto h a s id o p ens ado p ar a a ce rcar el la bora to r io d e f í sica y qu ími ca
a las Es cue la s so cia lme n te d esfavor ecid as. Es ta prop u es ta s e t ien e como b enef ic iar io a
la ES B Nº 20 que fu n cion a en la Est ac ión Ca met a si ete k iló me tro s d e la c iud ad de Mar
d e l Plata, cerc an a a la Au tov í a 2 . E l p ro ye cto pa r te d el pla n teo d el si gu ien te p rob le ma:
¿ par a qu é apr ender ci en c ia en e s tos co n tex to s s oc ial men te vu ln er ab les? L a
a lfab eti za ció n c ien tíf ica es un a n ece s idad de tod o s y p ara todo s y a q u e n ec es itamo s no
s ólo acer c arn o s a d eb ate s pú b licos qu e s e rel acion en con la ci enc ia y l a t ecno log ía s ino
qu e ta mb ién n e ce s ita mo s ac er carn os al l ogro person al p ar a co mp r end er e l mu n do e n el
c ual n o s mov e mos . L as pr ácti ca s d e labora tor io en e l au la con g u ías d e tr ab aj os
pr áct ico s d is eñ ada s ad h oc, co njun tame n te con la lectu r a d e tex to s d e d ivu lgac ión
c ien tíf ic a ti ene p o ten ci al idad es mu y s igni f ica tiv as para d es arro llar las pr in cip ale s
c o mp eten cia s que r equi ere el d esemp e ño d e un ciud ad an o : c ap ac ida d d e ab s tra cc ión
p ara ord en ar l a info r mac ión qu e pu ede inf er irse d e un t rabajo pr á ctico ; capac ida d de
le ctur a co mpr ens iv a d e tex to s y con sign as d e pro b le mas. E s ta escu ela , a p esar d e s er
un a escu e la p ilo to, n o cu en t a con labo r ato r io n i eq u ip amie n to p ara d es arro ll ar la s
pr áct icas de l abo r ato r io. A trav és de es t e p ro yec to s e d is eñ aron lab orat or io s p or tá tile s
qu e p u ed an s er u tilizado s en e l au la. Un a v ez fin a liz ad o e l p ro ye cto d icho equ ip amie n to
( ma ter ial d e v idr io , r eact ivo s, tes ter, b al an zas, etc .) qu ed ar án p ar a s er u tili zado s e n la
e scue la.
A modo de marco de referencial
Actualmente la escuela ha desvirtuado su rol transformándose de lo que
originalmente era (un ámbito para enseñar y para aprender no sólo contenidos
disciplinares, sino también como formadora de ciudadanos transmitiendo los valores
propios del Estado y de nuestra cultura), para funcionar como contenedores sociales. En
este contexto se nos presenta la difícil tarea de acercarles a las nuevas generaciones el
conocimiento y competir con otros medios de enseñanza (tv, internet, etc.) en donde los
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niños y jóvenes aprenden y se educan. Frente a esta situación hay conocimientos y
habilidades que todavía la escuela sigue proveyendo, como lo es la lecto-escritura y el
acercamiento a las ciencias.
Y aquí aparece la polémica “ciencia para todos” o sólo algunos privilegiados
pueden acceder a la misma. Si estamos a favor de la ciencia para todos es desde ese lugar
que se habla de “alfabetización científica”. Aquellos que no están a favor de la
alfabetización científica plantean que la misma es una “ilusión”. Gill y Vilches (Gill y
Vilches, 2006: 35) parafrasean a Fensham quien manifiesta lo siguiente:
Fensham plantea que considerar que una sociedad científicamente alfabetizada está en mejor
situación para actuar racionalmente frente a los problemas socio-científicos constituye una ilusión, por cuanto
se ignora la complejidad de los conceptos científicos implicados. (…) En su opinión, es ingenuo creer que
este nivel de conocimientos pueda ser adquirido siquiera en las mejores escuelas. Un hecho clarificador a ese
respecto, argumenta, es el resultado del Project 2061, financiado por la American Association for the
Advancement of Sciences (AAAS), que consistió en pedir a un centenar de eminentes científicos de distintas
disciplinas que enumeraran los conocimientos científicos que deberían impartirse en los años de
escolarización obligatoria para garantizar una adecuada alfabetización científica de los niños y niñas
norteamericanos. El número total de aspectos a cubrir, señala Fensham, desafía el entendimiento y resulta
superior a la suma de todos los conocimientos actualmente enseñados a los estudiantes de elite que se
preparan como futuros científicos. Algo irrealizable y carente de sentido.
Es por eso que emerge la pregunta fundamental ¿para qué aprender ciencia en estos
contextos vulnerables? Frente a esto una de las respuestas es que hoy la alfabetización
científica es una necesidad de todos y para todos ya que necesitamos no sólo acercarnos a
debates públicos que se relacionen con la ciencia y la tecnología sino que también
necesitamos acercarnos al logro personal para comprender el mundo en el cual nos
movemos. Acordamos con la Declaración de Budapest en donde manifiestan, “Para que un
país esté en condiciones de atender a las necesidades fundamentales de su población, la
enseñanza de las ciencias y la tecnología es un imperativo estratégico (.…) Hoy más que
nunca es necesario fomentar y difundir la alfabetización científica en todas las culturas y
en todos los sectores de la sociedad”. (Declaración de Budapest, 1999)
Por lo antes dicho, estamos a favor de la alfabetización científica y por consiguiente
necesitamos de docentes que puedan orientar a los estudiantes en el proceso de “hacer
ciencia”, desafiar a los estudiantes con problemas y ayudarlos a construir conocimiento
aprendiendo de manera significativa. Al respecto Sabariego del Castillo y Manzanares
Gavilán (2006) expresan lo siguiente:
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La alfabetización científica debe ser concebida, como un proceso de “investigación orientada” que,
superando el reduccionismo conceptual permita a los alumnos participar en la aventura científica de
enfrentarse a problemas relevantes y (re)construir los conocimientos científicos, que habitualmente la
enseñanza transmite ya elaborados, lo que favorece el aprendizaje mas eficiente y significativo. Para
alfabetizar científicamente a nuestros alumnos/as, deberíamos plantear el aprendizaje como construcción de
conocimientos a través del tratamiento de situaciones problemáticas que los estudiantes puedan considerar de
interés. En definitiva la alfabetización científica debería ser un proceso de investigación canalizada o
encauzada, que permita a los alumnos enfrentarse a problemas de cierta entidad, y construir ellos mismos los
conocimientos científicos, que por regla general algunos (muchos) profesores ya transmiten confeccionados y
elaborados, de manera que el aprendizaje sea más sólido, eficaz y significativo. (Sabariego del Castillo;
Manzanares Gavilán, 2006: 49).
Nuestra experiencia…
Esta experiencia se está llevando a cabo en el marco del proyecto de extensión
denominado “El laboratorio en el aula una modalidad de ciencia en acción”. Y su principal
finalidad es estrechar vínculos entre Universidad y escuela a través de actividades de
laboratorio, que fortalezcan el gusto por la ciencia. En esta experiencia participan
estudiantes avanzados de los profesorados y licenciatura en Química y Física, y
especialistas en las áreas disciplinares como pedagógicas-didácticas. También participan
del proyecto directivo, docentes y alumnos de la ESB N° 20. Esta institución se encuentra
ubicada en una zona desfavorable a la que asisten alumnos provenientes de una comunidad
de bajos ingresos y condiciones socio-económicas desfavorables.
La elección de esta institución con estas características se debió a que
generalmente no se estimula a los estudiantes en las áreas ciencias exactas y naturales.
Algunas veces porque aducen no tener el equipamiento de laboratorio para enseñar ciencia
y otras veces porque se subestima a la población estudiantil adjudicándole escasas
capacidades para aprender ciencias.
En nuestro caso particular la Escuela ESB Nro. 20, es una escuela piloto e
implementó la incorporación del área físico-química en 8vo y 9no año en los años 2007 y
2009. Esta institución no cuenta con laboratorio ni equipamiento para desarrollar las
actividades prácticas correspondientes al área antes mencionada. Por esta razón el desafío
que no movilizó en primera instancia y que luego constituyó nuestro objetivo fundamental
es el diseño de trabajos prácticos de laboratorio y la implementación de un laboratorio
portátil que pueda ser utilizado en el aula.
Los destinatarios directos del proyecto son los alumnos de la ESB Nro. 20 de
Camet y conforman una población con características cognitivas e interpersonales
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particulares. Entre tales factores se pueden destacar, sin ser exhaustivos, con escasas
habilidades sociales que conllevan dificultades a afrontar situaciones nuevas. Estos
elementos provocan dificultades en la comprensión, baja atención, pocos hábitos de lectura
generando bajos niveles de aprendizaje. Por último, la mayoría de la población estudiantil
pertenece a grupos socio-económicos de bajos recursos.
Los estudiantes avanzados, forman parte del proyecto en calidad de pasantes y
Estos estudiantes tienen como misión las siguientes acciones: Realizar una producción
escrita de trabajos prácticos de laboratorio y ponerlos en práctica en la escuela. Fomentar
estrategias de estudio y aprendizaje de cada disciplina, llevando a cabo discusiones en
pequeños grupos, estimulando la resolución de problemas y la elaboración de síntesis.
Acercarles a los estudiantes de ESB (Educación Secundaria Básica) textos de divulgación
científica promoviendo a través de ellos no sólo la búsqueda por el conocimiento de
descubrimientos, experiencias, errores y aciertos en la historia de la ciencia sino trabajar
los mismos por medio de lectura comprensiva.
Es por eso, que la Universidad –a través de la Facultad de Ciencias Exactas y
Naturales- intenta contribuir en a la alfabetización científica del conjunto de la población
de manera que los ciudadanos podamos interesarnos y averiguar sobre aquello que nos
rodea, tomar decisiones informadas acerca de cuestiones que afectan nuestra calidad de
vida y la de las generaciones futura.
Articular escuela, Universidad a través de sus actores para desarrollar habilidades
y actitudes psicosociales como el respeto y valoración por la opinión ajena, el
reconocimiento y valoración de la educación como herramienta de inclusión para la
transformación social. Por otra parte, enfatizar la construcción o reconstrucción de
vínculos positivos con personas externas a la Institución que favorezcan su capacidad de
sobreponerse a situaciones de adversidad y la toma de conciencia de sus derechos y
obligaciones como sujetos. En este sentido, se intenta estrechar puentes que vinculen a la
Universidad -y en particular la facultad de ciencias exactas y naturales- con la Sociedad,
rompiendo el aislamiento de la primera, con el fin de que sus miembros modifiquen su
visión sobre el papel que les toca cumplir como agentes generadores del cambio social.
El trabajo práctico del aula laboratorio…
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El mismo partió de una pregunta disparadora pero que funcionaba como hipótesis
de trabajo. Ésta decía: “Si yo mezclo dos o mas sustancias que generen una reacción
química ¿la masa (materia) va a ser igual después de la reacción química?”. A partir de
esta pregunta se les solicitó a los estudiantes no solo verbalicen sus respuestas sino que las
escriban en hojas de trabajo y se esperaba que los estudiantes expresen que la materia va
permanecer igual. Luego se les propuso comprobar sus respuestas desarrollaron tres
experiencias para corroborar al final de las mismas la conservación de la materia.
Las experiencias se llevaron a cabo realizando actividades antes y después de la
experiencia de tal modo que los estudiantes pudieran expresar sus conocimientos y luego
ponerlos a prueba. A continuación les mostramos las experiencias llevadas a cabo:
Experiencia Nº 1:
Materiales: Matraz, Bascula, Globos grandes y chicos, Embudo
Sustancias: Agua destilada, Pastilla efervescente
Descripción de la experiencia:
Se colocará 10ml de agua destilada en el matraz (botella), en un globo
chico pulverizaremos una pastilla efervescente completa y luego la
pondremos dentro de un globo chico.
Seguidamente adheriremos el globo al matraz y lo pesaremos, al medir
el peso de este dejamos que la reacción se lleve a cabo, pero al ser
tanta pastilla y tan chico el globo, este se reventará.
Produciremos segundo intento con el globo más grande, esta vez en vez
de reventarse se inflará deteniendo los gases liberados, y el peso
quedará igual.
Antes de realizar la experiencia se les comentó a los estudiantes que se va realizar y
se les pidió que anticipen lo que pude suceder del siguiente modo: ¿Qué imaginan que
puede pasar si colocamos la pastilla efervescente en el globo chico?
Luego de realizar la experiencia los estudiantes en grupo y en las hojas de trabajo que
se les brindó completaron la tabla y respondieron las siguientes preguntas: ¿Qué sucedió
con el globo chico? ¿por qué se reventó? ¿qué pasó con el globo grande? ¿que pasó con el
peso inicial y con el final? ¿A qué conclusión llegamos con esta experiencia?
M
M
inicial
final
Mf
2
5
mimf2
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Minicial= masa de todo el equipo antes de reaccionar
Mfinal= masa de tood el equipo después de reaccionar
Mf2= masa después de pinchar el globo
Experiencia Nº 2
Materiales: Matraz, Bascula, Globo grande, Embudo
Sustancias: Ácido clorhídrico, Bicarbonato de sodio
Descripción de la experiencia:
Colocaremos 10ml de ácido clorhídrico en el matraz, en un globo
grande usando el embudo pondremos el bicarbonato de sodio.
Adherimos el globo al matraz y lo pesaremos, al medir el peso de éste
dejaremos que la reacción se lleve a cabo, el globo se inflará por los
gases que se liberaron en la reacción y el peso no cambiará.
Luego de realizar la experiencia los estudiantes en grupo y en las
hojas de trabajo que se les brindó respondieron las siguientes preguntas:
¿Qué sucedió con el globo? ¿Qué pasó al interior del globo? ¿Qué pasó con
el peso inicial y final?
Experimento Nº 3
Materiales: Vaso de precipitado
Sustancias: Acido clorhídrico, Sulfato de cobre, Hidróxido de amonio
Desarrollo del experimento
En un vaso de precipitado se mezclará sulfato de cobre con hidróxido
de amonio, lo cual de inmediato reaccionará dando hidróxido de cobre,
esta mezcla se pondrá de un color azul claro con azul fuerte ambos
opacos. A esta mezcla se le agregará el ácido Clorhídrico lo cual
producirá una reacción formando cloruro de cobre, y se tornará en un
azul casi transparente.
Luego de realizar la experiencia los estudiantes en grupo y en las
hojas de trabajo que se les brindó se les solicitó que expliquen lo que
sucedió y que describirán los cambios que observaron.
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Por último se retomó la pregunta inicial y se les preguntará lo
siguiente “¿Con estos experimentos comprobamos o no nuestra respuesta a
la pregunta inicial? Justifica tu respuesta”.
Cuando terminaron de realizar las experiencias se les entregó a los
estudiantes un breve texto en el que comenta que las primeras experiencias
de la ley de la conservación de la materia fueron realizadas por el
científico francés Joseph Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). De este
modo se intenta acercar a los estudiantes a la historia de la ciencia, y que
no vean las experiencias descontextualizadas de los hombres que hicieron
ciencia y que hoy hacen ciencia.
Recreando nuestra práctica….
A fines del año 2008 se pudo concretar con parte del proyecto, los pasantes
elaboraron tres trabajos prácticos de laboratorios (TPL) llevando a la práctica uno de ellos.
Estos trabajos constaron de material conformado por un dossier destinado al docente del
curso con las indicaciones y sugerencias para repetir la experiencia y actividades
destinadas a los estudiantes del 8vo año (actualmente 2do la Escuela Secundaria BásicaESB). Los TPL que confeccionaron los pasantes se refirieron a las siguientes
problemáticas; Conservación de la materia, circuitos en serie y en paralelo y electricidad y
magnetismo de la materia. El TPL llevado a la práctica fue el de conservación de la
materia.
Un impedimento que se nos presentó fue la época del año en que materializamos la
tarea (diciembre de 2008); aquí nos encontramos que los alumnos que tienen todas las
materias aprobadas y tienen no insistencias no concurren al establecimiento. Entonces
cuando se asistió a la escuela nos encontramos que los alumnos que estaban en 2do -a
quienes estaba dirigida la experiencia- eran muy pocos con lo cual por decisión de la
docente a cargo se agregaron alumnos de primero y tercer año ESB. Lo primero que se
efectuó fue contarles a los estudiantes el objetivo de la experiencia; es decir, que íbamos a
realizar un trabajo práctico que se trataba sobre la conservación de la materia. Tampoco se
les hablo mucho al respecto por dos razones; una, porque los temas ya habían sido
explicados por la profesora a cargo del curso y segundo, porque queríamos que los
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estudiantes pudieran expresar sus ideas previas, construir y sacar conclusiones y después
hacer una devolución con lo que en realidad ocurrió y analizar los resultados obtenidos.
Luego se armaron cuatro grupos de aproximadamente cuatro personas y a cada
uno de los miembros del grupo se les asigno una función, es decir uno pesaba el otro media
el volumen de diferentes líquidos (vinagre o agua) con las probetas, otro colocaba el globo
con bicarbonato sobre los frasquitos y el otro anotaba los resultados en una tabla que se les
entrego antes de empezar la experiencia. Constantemente se los guió y supervisó pero
siempre se hizo hincapié en que sean los alumnos los que tomen contacto con el material de
laboratorio y puedan, no sólo adquirir destrezas en el manejo sino también deducir lo que
estaba ocurriendo. Una vez finalizada la experiencia se les pidió que contestaran un
pequeño cuestionario en donde las preguntas estaban relacionadas con que pensaban ellos
que había sucedido, que era lo que se había formado que hizo que el globo se infle, si lo
que se había formado era igual o distinto a lo que se había colocado inicialmente. Luego se
enjuago el material y se les mostró que este mismo práctico que se efectúo con reactivos
químicos en realidad estaba muy presente en la vida diaria como es una pastilla o polvo
efervescente cuando se la coloca en agua. Por lo tanto una vez dicho ello, los alumnos
realizaron esa segunda parte, que solo apunto a ser demostrativa.
Para finalizar, se realizó un cierre en donde se puso en evidencia la reacción que
había tenido lugar. Además se les pidió a un miembro de cada grupo que dijera sus
resultados obtenidos y en una tabla que se construyó sobre el pizarrón comparamos que le
había dado a cada uno y si realmente se había conservado o no la materia, en otras palabras
si se cumplió la ley de Lavoisier que es tan importante para la química.
De la experiencia vivida se rescata lo siguiente:
Con esta experiencia llevada a la práctica pudimos corroborar que se puede
enseñar “ciencia a todos”, es decir, acercar tanto a los docentes como a los estudiantes la
educación científica a través de temáticas que se vinculen con la vida cotidiana. Por otro
lado, comprobamos que la ciencia de “elite” en donde hay contenidos más estandarizados,
con un método de trabajo se puede llevar a cabo en instancias de educación superior. Es
por eso que como se planteó en la primera parte del trabajo creemos que hay que
alfabetizar científicamente tanto a docentes que enseñan ciencia como a estudiantes; a los
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docentes para que oficien como orientadores o acompañantes en la manera de hacer
ciencia y a los alumnos para que aprendan a construir aprendizajes no sólo significativos
sino aprender a hacer ciencia de manera colaborativa.
En conclusión creemos que la experiencia fue muy provechosa no sólo para los
estudiantes sino también los pasantes, ya que se cumplió con el objetivo que acercar al
docente a la educación científica a través de las prácticas de laboratorio; y además los
estudiantes puedan comprender que todos los conceptos teóricos que estudian o se enseñan
en la escuela tienen aplicación en la vida diaria.
Nos llevamos de esta experiencia el gran entusiasmo en las ansias de aprender
por parte de los más chicos (2do ESB) que sin tener una base teórica pudieron deducir
correctamente que era lo que estaba ocurriendo. Por otro lado, el deseo de haber sembrado
en ellos al menos el placer y gusto por química, haciendo química.
Por último, queremos dejarles el pensamiento de L. Thomas, que dice:
Aunque existe una necesidad perenne de enseñar a los jóvenes que posteriormente harán ciencia,
éstos siempre serán una minoría. Es más importante enseñar ciencia a quienes deberían reflexionar sobre ella,
y esto incluye casi a todos, especialmente a los poetas, pero también a los músicos, filósofos, historiadores y
escritores. Al menos algunos de ellos podrán imaginar estratos de significado que se nos escapan al resto.
Bibliografía:
Declaración de Budapest (1999) Marco general de acción de la declaración de Budapest,
<http://www.oei.org.co/cts/budapest.dec.htm>.
Gil Pérez, D.; A. Vilches (2006). “Educación ciudadana y alfabetización científica: mitos y
realidades”, en: Revista Iberoamericana de Educación. Nº 42. (En sala de lecturas
CTS+I de la OEI).
Del Carmen y otros (1997) La enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias de la naturaleza
en la educación secundaria, Ed. Horsor
Tedesco, J.C. (1993) Educación y Sociedad en la Argentina, Bs. As., Ed. Siglo
XXI
Sabariego del Castillo, J.M.; M. Manzanares Gavilán (2006) Alfabetización científica, I
Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, sociedad e innovación, Palacio
de Minería.
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