Descripción de la propuesta “La química te alimenta” Introducción Diversas experiencias educacionales han mostrado una mayor recepción a las ideas relacionadas con la ciencia por parte de los niños, en comparación con adolescentes y adultos. Este hecho y la gran curiosidad que muestran los escolares son factores a tener en cuenta durante el proceso de enseñanza aprendizaje de las ciencias en el aula escolar. Sin embargo, la metodología expositiva para las disciplinas científicas muchas veces no logra una interacción efectiva con los niños que despierte en éstos el interés y desarrolle su enorme potencialidad de aprendizaje. La química es una ciencia idónea para aplicar una enseñanza activa que tenga en cuenta los conocimientos previos de los alumnos para lograr un aprendizaje significativo, dando respuesta a fenómenos de la vida cotidiana. Un hombre con lentes, túnica blanca, pelo alocado y actitud obsesiva, que trabaja en un laboratorio y se dedica a la química es la imagen que habitualmente tienen los niños de los científicos. La química y los “productos químicos” se asocian con la contaminación, la producción de enfermedades, el deterioro ambiental, las alergias, etc. Avisos y leyendas tales como “Producto Natural: NO contiene ingredientes QUÍMICOS”, “Sin sustancias químicas agregadas”, o “Producto natural: 0% químico” son cada vez más frecuentes en todo tipo de producto ya sea alimenticio, cosmético, de limpieza, etc. La distinción errónea entre lo “natural” y lo “químico”, como si los productos naturales no fueran productos químicos, es también un preconcepto muy arraigado en la población. Química d+ es un programa de actividades que desarrollan los docentes de la Facultad de Química que presentan esta propuesta, desde el año 2007. Este programa está dirigido a niños en edad escolar y a maestros de enseñanza primaria y tiene como objetivo general mostrar, a partir de la propia experiencia de los niños, cómo la química está presente en la vida cotidiana, cómo influye en ella y cómo la ciencia contribuye a mejorar la calidad de vida de todos. Se trata de mostrar la otra cara de esta ciencia, la que no se encuentra habitualmente tan visible. La participación activa de los niños en actividades experimentales concretas es uno de los puntales del programa, logrando de esta forma insertar al niño efectivamente en el proceso de generación del conocimiento científico. Además, el empleo de modelos divertidos para explicar los fenómenos observados es muy frecuente y presenta una enorme receptividad por parte de los escolares. Es así que se ofrecen un conjunto de actividades altamente interactivas para grupos de escolares y maestros, las que se realizan en un laboratorio de la Facultad de Química en dos horarios semanales. En el año 2009, se llevó también esta experiencia al interior del país, en el marco del proyecto financiado por la ANII “Química d+: llevando la ciencia a la sociedad” [1], dirigido por dos docentes universitarios miembros de esta propuesta. Asimismo, los docentes proponentes realizaron en 2010 otra propuesta de trabajo para escolares y maestros en el marco del proyecto financiado por CSIC como proyecto de apoyo al Plan Ceibal “Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un investigador” [2]. Finalmente, el equipo de química d+ ha desarrollado una gran cantidad de actividades en diferentes muestras, ferias, etc., tanto en Montevideo como en el interior del país. Ha contado con el apoyo institucional de la Facultad de Química, del PEDECIBA Química y fue declarado de interés cultural por el Ministerio de Educación y Cultura. En esta instancia se incorporan al equipo existente docentes de Enseñanza Primaria con quienes hemos establecido una estrecha colaboración desde hace un tiempo. Ellos serán los encargados de validar y adaptar las experiencias desde el punto de vista didáctico y pedagógico de manera de obtener un conjunto de actividades para niños cada vez mejor. Resultan de enorme importancia en este contexto interdisciplinario la unificación de los conceptos y metodologías y la transferencia biunívoca de conocimientos tendientes al desarrollo integral del alumno. En esta propuesta, basados en la presentación “La química te alimenta” que química d+ viene desarrollando con escolares de 4º año, este grupo interdisciplinario ha rediseñado y ampliado la actividad de manera de transformarla en una propuesta que sirva de proyecto científico para ser trabajado por todos los maestros durante el año lectivo, para la construcción de conocimiento científico en el aula. En la misma se ofrecen experimentos a ser realizados por los niños dentro de la temática de los alimentos y la digestión, incluyendo el reconocimiento de los principales grupos de alimentos, los procesos relacionados con la digestión, el empleo de modelos como recursos didácticos, etc. Se trata de una actividad experimental que se enmarca directamente en el programa escolar para 4º año [3]. La propuesta completa trasciende a los maestros que participen en relación directa a nuestro equipo, ya que se prevé la generación de un material de comunicación libre para ser usado por los maestros y una aplicación web a ser usada por los niños con sus XOs. Objetivos Objetivos generales Estimular la cultura científica en los escolares, en particular en aspectos de las disciplinas química y biología. Aunar esfuerzos provenientes del ámbito académico y de los centros educativos que permitan el desarrollo integral del alumno mediante el mejoramiento de los procesos de enseñanza aprendizaje de las disciplinas científicas. Objetivos específicos Apoyar la labor docente en áreas científicas a nivel escolar, en particular en una temática específica incluida en el programa escolar. Estimular, mediante la realización de actividades experimentales interactivas, la comprensión y apropiación de conceptos relacionados con la composición química de los alimentos y la digestión de los nutrientes desde el punto de vista químico. Expandir esta experiencia a otros niños y educadores, multiplicando así el alcance de la misma. Problema a analizar La búsqueda de respuestas mediante el método científico surge siempre asociada a algún problema que se desea resolver. El primer paso es la observación en un sentido amplio que permita distinguir lo esencial del problema. La búsqueda de información, el planteamiento de hipótesis que posean argumentos y justificación, el contraste de dichas hipótesis en busca del saber constituyen pilares fundamentales del aprendizaje directo en ciencia. Experimentar implica que el niño pueda diseñar, elegir y conceptualizar el problema. La secuencia experimental debe ser exploratoria y demostrativa de las ideas previas del alumno. El aprendizaje surgirá así naturalmente. Mediante esta metodología general, se propone trabajar, dentro del eje temático de los seres vivos, en el tema de cuarto año que incluye al aparato digestivo y al fenómeno de la digestión. El abordaje se realizará desde un punto de vista que involucre los aspectos básicos de las transformaciones químicas que sufren los nutrientes a lo largo del tracto gastrointestinal hasta su absorción a nivel intestinal. Las preguntas a responder serán por ejemplo: ¿Qué nutrientes hay en los alimentos? ¿Cómo puedo saber qué nutrientes contiene un determinado alimento? ¿Cómo se transforma cada nutriente antes de ser absorbido a nivel intestinal? ¿Es necesaria esa transformación química? Las disciplinas directamente involucradas serán la química y la biología. Así, se propone interrelacionar esta temática con los conceptos de las transformaciones de la materia y de la energía necesaria para la vida. La estrategia involucrará por parte de los niños una primera etapa de búsqueda de información y generación de las preguntas a responder. Posteriormente realizarán los experimentos en forma directa, observando, interpretando y creciendo en el conocimiento. El empleo de modelos como recursos didácticos se espera que contribuya a la conceptualización de los fenómenos involucrados. Por ejemplo, se empleará un modelo de intestino construido con un tubo de polifón perforado, con el cual se muestra cómo las pequeñas moléculas de los mono y disacáridos (construidas en cartulina) pueden pasar por los sitios de absorción del intestino hacia el torrente sanguíneo, pero una macromolécula mucho más grande como el almidón no podría ser absorbida a ese nivel. El papel de la amilasa, enzima presente en la saliva, que corta el almidón en azúcares más pequeños se mostrará cortando trozos de la molécula de almidón para generar los azúcares más sencillos [4]. Este enfoque experimental e interactivo propenderá a que los niños construyan su propio aprendizaje con la ayuda de sus maestros, profundizando en las ideas que se tratarán en el aula. Diseño y planificación de actividades Todos los integrantes del equipo interdisciplinario (los 4 miembros proponentes así como los colaboradores honorarios) participarán en todas las etapas del proceso. Primera etapa: Diseño y planificación La etapa de planificación y armado de los materiales se realizará durante el mes de setiembre. El equipo interdisciplinario será el encargado de ajustar los detalles prácticos, así como de profundizar en la adaptación pedagógica adecuada de los experimentos a los alumnos de cuarto año. Si bien esta actividad se ha venido desarrollando desde hace unos años por el equipo universitario, la presencia de dos educadores en el equipo aportará valiosos insumos para optimizar la transposición didáctica de las ideas a trabajar. Ya se ha avanzado en este sentido, ya que tanto el problema a analizar como la selección de buena parte de las actividades experimentales han sido definidos. Se continuará esta forma de trabajo, ya de manera más concreta, al tiempo que se seleccionarán los materiales e instrumental necesario, se prepararán los protocolos específicos de trabajo para la etapa con los maestros y se armarán los kits de trabajo. Segunda etapa: Puesta en marcha Con los maestros Previo al encuentro con los maestros se contactará con ellos por vía electrónica para brindarles información acerca de las actividades experimentales a realizar y transmitirles la idea general de la propuesta. Esto permitirá que los participantes planifiquen su participación en forma más activa, buscando información, elaborando preguntas y propuestas para ser discutidas por el colectivo el día del encuentro. Se realizará un encuentro de una jornada extensa (a coordinar durante el mes de octubre) donde luego de una exposición por parte del grupo de la idea general de la actividad, se procederá a la realización y discusión conjunta de las propuestas experimentales planificadas, proyectando la adaptación a las realidades de cada maestro participante. A continuación se enumeran los experimentos específicos que se han proyectado. Se puede ver un mayor detalle de las técnicas que se emplearán en [4]: 1) Ensayos de reconocimiento de los grupos de nutrientes principales: glúcidos (polisacáridos, monosacáridos), proteínas, lípidos. 2) Experimento que explora la utilidad de la masticación de los alimentos. 3) Experimento de transformación química de los polisacáridos en azúcares más sencillos mediante la amilasa presente en la saliva de los niños (en esta etapa, de los maestros). 4) Modelo experimental para simular el proceso de absorción intestinal. Se empleará el modelo intestinal de polifón y los modelos moleculares de cartulina. Asimismo se trabajará el proceso de filtración por papel como símil de la absorción intestinal. Se observará que los azúcares sencillos pasan por el filtro, mientras que los polisacáridos no. 5) Experimentos que muestran los procesos de desnaturalización de las proteínas mediante calentamiento o cambios de pH. Discusión de conceptos de acidez estomacal, cambios de pH y relación con la desnaturalización proteica. Experimentos demostrativos de estos conceptos. 6) Los lípidos y la formación de emulsiones en el proceso de absorción. Modelo de sales biliares. Experimento de formación de una emulsión. Los materiales a emplear incluirán material común de laboratorio que pueda ser sustituido fácilmente por materiales domésticos de manera que esta actividad sea realmente aplicable a más largo plazo, por ejemplo vasos y otros recipientes, embudos, goteros, papel de filtro común (puede ser sustituido por filtro de café). Los reactivos que se utilizarán también son de fácil acceso para los maestros: almidón de maíz, diferentes azúcares, variedad de alimentos, y algunos reactivos que pueden conseguirse fácilmente: soda cáustica, ácido clorhídrico, solución de iodo medicinal, sulfato de cobre, indicador casero de pH (repollo rojo), etc. A medida que se vaya avanzando en las experiencias prácticas, se promoverá el análisis crítico, mediante trabajo en grupos en modalidad tipo taller. Se discutirán así en conjunto las actividades y las posibles dificultades que se hayan encontrado y teniendo en cuenta las sugerencias que vayan surgiendo. Al final de la jornada se hará una puesta en común de lo trabajado en un ámbito de discusión crítica conjunta. Se elaborará en ese momento un borrador que contenga todos los insumos vertidos por los distintos participantes. Esto generará una base de trabajo futuro para la divulgación de lo realizado. Se realizará asimismo una evaluación final individual escrita de la actividad en general. Con los niños El trabajo con los alumnos se comenzará posteriormente al encuentro con los maestros a fines de octubre o principios de noviembre de acuerdo a los requerimientos de los participantes. A partir de los resultados de la evaluación y los aspectos aprendidos durante la discusión conjunta con el colectivo de los maestros participantes, se ajustarán las experiencias para ser realizadas con los niños. Se pondrán entonces en marcha las actividades, pensadas como proyectos de aula en las clases de los maestros que participaron de la etapa anterior, las que serán dirigidas en conjunto por los maestros y los miembros del equipo proponente. Se evaluará también esta etapa del proceso, teniendo en cuenta las impresiones recabadas de todos los participantes (miembros interdisciplinarios del grupo, maestros del grupo escolar, niños). Tercera etapa: Evaluación y comunicación Para la tercera etapa de elaboración del material de comunicación se emplearán como punto de partida las diferentes instancias de evaluación del proceso en sus diferentes etapas. Se redactará así un informe sobre la actividad realizada que será divulgado en la red. Este trabajo incluirá una guía que permita reproducir la experiencia y por lo tanto se espera que constituya un insumo para otros educadores. Pondremos también a disposición de los potenciales usuarios un sitio para preguntas, comentarios, sugerencias, etc.. Por otra parte, nuestro grupo presenta experiencia en el diseño de aplicaciones web para ser usadas en las XOs [2], además de contar en el equipo con una maestra que se encuentra trabajando actualmente en el Plan Ceibal. Se proyecta generar una aplicación interactiva para los niños que les permita realizar actividades previas y posteriores a estos experimentos en las XOs. La actividad previa puede incluir por ejemplo información amigable sobre los nutrientes y sobre los ensayos a realizar, la demostración de los experimentos y algunas actividades interactivas que permitan aprovechar de la mejor manera los experimentos que realizarán con sus maestros. Como actividad posterior, se puede incluir la elaboración de un informe acerca de lo realizado que ayude a madurar los conocimientos adquiridos. Se considera que este material electrónico será una ayuda importante para los maestros que a más largo plazo realicen estas actividades en sus aulas. Bibliografía* [1] Informe final de ejecución “Química d+: llevando la ciencia a la sociedad” financiado por la ANII, un año de duración, dirigido por Marcelo Queirolo y Julia Torres [2] Informe final de ejecución “Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un investigador”, un año de duración, dirigido por Julia Torres [3] http://www.cep.edu.uy/archivos/programaescolar/Programa_Escolar.pdf [4] "Diez experimentos sobre la química de los alimentos y la digestión: una actividad interactiva para niños de diez años", L. Otero, J. Torres, ALDEQ XXIII, 168 (2008)