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). [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]. 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 1 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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: 2 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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 3 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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… 4 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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. 6 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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 7 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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 8 V JORNADAS sobre “La Formación del Profesorado: docentes, narrativas e investigación educativa” 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. 9