Publicaciones sobre la experiencia docente del CCH
¿Docencia en forma de investigación en el SILADIN? Intento por fomentar el interés por la investigación científica en el Bachillerato
Nuevos Cuadernos del Colegio Número 3
Área: Ciencias Experimentales
Materia: Biología I y II
Temática: Estrategias didácticas
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Leticia Alonso Montesinos
Emilio Román Hinojosa
El Sistema de Laboratorios de Innovación (SILADIN), en el Plantel Oriente, empezó sus actividades en el ya lejano 1997. Al inicio, quienes incursionamos en ese nuevo sistema, no teníamos muy claro cuáles serían las actividades que habrían de desarrollarse. Los primeros lineamientos para el trabajo estuvieron a cargo de la Secretaría General del Colegio y se orientaron a intentar definir el tipo de experiencias a la que estarían sujetos los alumnos en los dos tipos de laboratorios del complejo: laboratorios LACE (Laboratorios Avanzados de Ciencias Experimentales) y CREA (Laboratorios de Creatividad) de Física, Química y Biología.
Tales experiencias basadas en estos pretenciosos nombres sólo crearon incertidumbre y confusión. Algunos llegaron a pensar que en esos laboratorios se iban a realizar trabajos de investigación científica de punta, equivalentes a los que realizan los centros de investigación, como los Institutos de Física, de Química o de Biología de la UNAM y cosas por el estilo. Más aún, cuando nos convocaron para solicitar materiales y equipos para los laboratorios, algunos colegas expresaron la necesidad de pedir aparatos como un espectrofotómetro de masas y de absorción atómica o microscopios electrónicos de transmisión y barrido, que desde luego nunca se solicitaron, entre otras razones por carecer de sustento razonable suficiente.
Al paso del tiempo, las incertidumbres y confusiones poco a poco se fueron disipando y comprendimos, cuando menos los autores de este trabajo, que sólo se trataba de despertar en nuestros alumnos el interés por la ciencia y la investigación, en fomentar vocaciones científicas, en promover actitudes y valores vinculados al trabajo científico, en probar actividades experimentales que pudieran luego ser desarrolladas en los laboratorios de clases y contribuir a desarrollar ciudadanos responsables, lo cual no era poca cosa, aunque en ese entonces teníamos la experiencia de haber impartido la materia de Método Científico Experimental (materia ya desaparecida), donde ya se manejaban esas ideas como propósitos.
Hacia finales de los años noventa ya habíamos aclarado el tipo de actividades que queríamos desarrollar en el Sistema de Laboratorios SILADIN. Formamos el grupo de trabajo denominado “Seminario de biología para el trabajo de campo y laboratorio como estrategia de enseñanza”. Se diseñaron actividades experimentales para apoyar algunos contenidos y aprendizajes de los programas de Biología I, II, III y IV.
Algunos de los proyectos que desarrollamos en esa época, fueron Diseño y Piloteo de experimentos de campo-laboratorio para el programa de Biología III (1998) y Estudio de un ecosistema de agua dulce: determinación de la biodiversidad de aves en parque ecológico de Xochimilco (1999).
Al inicio del nuevo milenio, trabajamos en el “Paquete Didáctico SILADIN para la Laguna de Tecocomuco”, Hidalgo (2001), “Guía de Campo para la identificación de aves residentes y migratorias de la Laguna de Tecocomulco”(2002). Estos trabajos estuvieron orientados a apoyar los temas de ecología y biodiversidad de las materias de Biología II y IV.
Nuestros objetos de estudio
Desde mediados de la década de los noventa, establecimos vínculos de trabajo con el entonces Laboratorio de Vertebrados Terrestres, ahora Laboratorio de Vertebrados solamente, de la Facultad de Ciencias, por medio de su Titular el M. en C. Carlos Juárez López, quien amablemente nos invitó a colaborar en las investigaciones que él y su equipo de trabajo venían realizando desde años atrás en la Laguna de Tecocomulco, Hidalgo. Cabe aquí mencionar que este ecosistema es el último humedal natural que conserva las características de los antiguos lagos prehispánicos de la Cuenca de México, alberga flora y fauna únicas con algunas especies endémicas y en peligro de extinción (Lot, 2003) Además está considerada Área de Importancia para la Conservación de Aves en México (Sitio Ramsar internacional), por la diversidad de aves residentes y migratorias que alberga (Coro y Valdelamar, 2005).
Poder participar con este grupo de investigadores nos pareció una experiencia extraordinaria y fascinante, no sólo porque íbamos a aprender métodos de trabajo nuevos para nosotros, sino porque creímos que, a la postre, podríamos adecuar estas experiencia al trabajo de investigación con alumnos. Así fue como, con la asesoría de tales expertos, diseñamos los primeros trabajos de investigación con la participación de alumnos, en el ecosistema lagunar de Tecocomulco y también en la región lacustre de Xochimilco.
En 2005, y con la experiencia adquirida en el estudio de métodos de análisis de los ecosistemas de agua dulce, iniciamos dos nuevas líneas de trabajo: el estudio del ajolote mexicano (Ambystoma mexicanum), especie endémica y en peligro de extinción (Bartra, 2012), y de los invertebrados de agua dulce, como indicadores de la calidad del agua en la laguna de Tecocomulco. Sobre el anfibio hemos realizado una serie de trabajos que incluyen su reproducción, factores ambientales para su mantenimiento en cautiverio, regeneración de órganos, herencia, mutaciones y adaptación al medio. Así, el ajolote mexicano se ha convertido para nosotros en un modelo experimental, de estudio y de investigación, idóneo para abordar contenidos y aprendizajes de manera fácil y de gran alcance para los alumnos.
¿Es posible la investigación en el bachillerato?
Diversos investigadores educativos se han ocupado en intentar dilucidar si la investigación escolar es posible en el nivel Medio Superior. Por nuestra parte, creemos que es factible, en dos vertientes: como recurso didáctico para el alcance de los aprendizajes del programa y como estrategia para aclarar, reforzar y hasta profundizar sobre temas del programa, a través de investigaciones originales escolares, es decir, la docencia en forma de investigación
Al respecto, Cañal (2007) sostiene que actualmente existe un amplio cuerpo de conocimientos, proporcionados por la Biología, la Epistemología, la Psicología de la Educación, la Pedagogía, las didácticas específicas, etc., así como múltiples propuestas y experiencias de innovación curricular y docente, que permiten reconocer a la investigación escolar como una opción didáctica sólidamente fundamentada. Es una opción con valiosos precedentes históricos, pero que resulta muy distante de algunas concepciones anteriores que tuvieron una amplia repercusión en algunos países, como las propuestas de aprendizaje por descubrimiento; propuestas que se orientaban a promover que fueran los alumnos quienes descubrieran los conocimientos de la realidad, y a evitar la exposición directa de los mismos por el profesor. Solía entonces caracterizarse a los escolares como «pequeños científicos» capaces de aprender por sí mismos aplicando en el aula los procesos del método científico, que se consideraba como un algoritmo cuya estricta aplicación en el aula conduciría inductivamente al conocimiento científico.
Este autor identifica algunos de los argumentos que se formulan frecuentemente sobre la conveniencia o no de desarrollar procesos de investigación escolar en las aulas:
La investigación escolar no es más que uno de los posibles métodos de enseñanza y aprendizaje para conseguir los objetivos curriculares. Hay otros métodos igualmente válidos. Cada profesor debe elegir el que crea más oportuno y eficaz y que se adapte mejor a sus características personales y las de sus alumnos. Pero se ha objetado que no todos los métodos o estrategias de enseñanza son igualmente válidos en cualquier circunstancia: su grado de adecuación dependerá de factores como: los fundamentos que los avalen, los objetivos que se persigan y las características del aula y centro de que se trate.
La investigación escolar es un método de enseñanza muy lento. No es viable desarrollar los extensos programas actuales con esa opción. Pero es un enfoque que puede ser compatible y alternarse con otras estrategias de enseñanza y, además, ¿no es cierto que la enseñanza debe perseguir aprendizajes significativos y evitar la habitual memorización mecánica de contenidos inertes?
El profesorado no dispone en su jornada laboral del tiempo necesario para preparar unidades didácticas de enfoque investigador. Pero ya existen diversos recursos escritos y digitales que facilitan estas tareas y las hacen viables para los profesores interesados en este enfoque.
Cuando los alumnos exploran aspectos problemáticos que les interesan, se encuentran frecuentemente con interrogantes cuya respuesta es desconocida por el propio profesor o, a veces, por la misma ciencia, lo que sitúa al docente en una posición incómoda y poco compatible con el papel profesional que desarrolla habitualmente. Claro, pero cuando se superan las primeras experiencias, el profesor se tranquiliza y es cuando tiene la posibilidad de disfrutar con la diversidad de situaciones nuevas y abiertas que se plantean.
La calidad de los conocimientos que logran los alumnos como resultado de sus investigaciones, puede ser a veces baja o muy baja: faltan datos o nociones importantes y se producen errores que no pueden ignorarse y es preciso evitar. Sí, pero, en la enseñanza investigadora actual, el profesor tiene una importante función en ese sentido y ejerce tareas de ayuda en los procesos de planeación, en los de búsqueda de información, en los de construcción de los conocimientos y en los de evaluación de lo realizado y de sus resultados.
En la situación actual de la educación, de las aulas y de los centros escolares, sobre todo en la Enseñanza Secundaria, no se dan las condiciones mínimas necesarias para la introducción de innovaciones exigentes y complejas, como la investigación escolar. En muchos casos es así, pero ello no conlleva que los profesores interesados en esta opción no puedan desarrollar actividades concretas o secuencias más amplias de enfoque investigador, como ocurre en muchas aulas de éste y otros países.
De acuerdo con estas consideraciones, Cañal (2006) intenta establecer los rasgos definitorios de la investigación en el aula de clases. La investigación escolar es una estrategia de enseñanza en la que, partiendo de la tendencia y capacidad investigadora innata de todos los niños y niñas, el docente orienta la dinámica del aula hacia la exploración y reflexión conjunta en torno a las preguntas que los escolares se plantean sobre los componentes y los fenómenos característicos de los sistemas socionaturales de su entorno, seleccionando conjuntamente problemas sentidos como tales por el alumnado y diseñando entre todos planes de actuación que puedan proporcionar los datos necesarios para la construcción colaborativa de soluciones de los interrogantes abordados, de manera que se satisfaga el deseo de saber y de comprender de los escolares y, al mismo tiempo, se avance en el logro de los objetivos curriculares prioritarios.
Otra de las orientaciones que han guiado nuestro trabajo con alumnos en las investigaciones escolares, es el enfoque CTS (Ciencia-Tecnología-Sociedad) definido por la National Science Teachers Asociation como la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia en el contexto de la experiencia humana Garritz, (1995). Esta asociación de profesores ha identificado algunas de las estrategias de los programas CTS, entre las que destacan:
a. La identificación de problemas sociales relevantes para los estudiantes y de interés y alcance mundial o local.
b. La participación activa de los estudiantes en la búsqueda de información que pueda ser aplicada para resolver problemas de la vida real.
c. La extensión del aprendizaje más allá del salón de clases y de la escuela.
d. El énfasis en el proceso de habilidades que los estudiantes requieren para resolver sus propios problemas.
e. La intensificación de la orientación vocacional hacia las carreras científicas.
f. La oferta de oportunidades a los estudiantes, para actuar en sus propias comunidades y colaborar en la solución de problemas detectados.
g. La identificación de los medios por los cuales la ciencia y la tecnología tendrán impacto en la sociedad en el futuro.
h. Aplicar el conocimiento científico en la vida cotidiana e introducir las implicaciones y ambientales del desarrollo científico y tecnológico.
Más recientemente, Vilches y Solbes (2004) apuntan que, si lo que se pretende es que los estudiantes sean capaces de valorar y tomar decisiones, en torno a cuestiones de ciencia y tecnología y sus interacciones con la sociedad y el medio, es decir, si se trata de educar futuros ciudadanos y, en su caso, de formar científicos responsables, será necesario, entre otras cosas, que los estudiantes
a) obtengan una visión adecuada de cuáles son los problemas a los que se enfrenta hoy la humanidad, sus causas y las posibles medidas a adoptar;
b) comprendan el papel de la ciencia y la tecnología en la solución de los problemas;
c) sean conscientes de la influencia de la sociedad y de intereses particulares en los objetivos de la ciencia y la tecnología;
d) sean capaces de evaluar determinados desarrollos científicos y tecnológicos, en particular, sus riesgos, su impacto tanto social como ambiental;
e) sean capaces, por tanto, de valorar, formular juicios éticos de los desarrollos, atendiendo a la contribución de éstos a la satisfacción de necesidades humanas y a la solución de los problemas del mundo.
Estas consideraciones son las que tenemos en cuenta, cuando invitamos a los alumnos a participar en los proyectos de investigación. Intentamos abordar los grandes problemas ambientales del país: la pérdida de la biodiversidad y extinción de especies, los problemas de contaminación ambiental y la alteración de los ecosistemas.
Las investigaciones que hacemos en SILADIN
Creemos que muchas de las características antes enumeradas corresponden a las investigaciones que realizamos en el laboratorio SILADIN del Plantel Oriente:
Nuestros objetos de estudio y de investigación, como se señaló en párrafos anteriores, son el humedal de Tecocomulco, Hidalgo, y las aves residentes y migratorias del ecosistema, el ajolote mexicano como modelo experimental y de investigación, así como la zona lacustre o chinampera de Xochimilco, de donde es originario. Con ellos, hemos desarrollado, a lo largo de los últimos 10 años, algunas líneas de investigación con grupos de alumnos: flora y fauna acuática de los ecosistemas, características físicas y químicas del agua, bioindicadores de la calidad del agua, aves residentes y migratorias, entre otras, y, en el caso del ajolote, reproducción en cautiverio, herencia y regeneración de órganos. Enumeramos a continuación algunos aspectos particulares de las investigaciones en SILADIN.
1. Las investigaciones se realizan a lo largo de un ciclo lectivo, de manera que se dispone del tiempo suficiente para que los alumnos inicien su preparación científica. Esta puede comprender desde familiarizarse con los materiales y equipos de investigación o estudiar las bases teóricas del problema por investigar, a través del material bibliográfico disponible o de otras fuentes, como leer y comprender artículos científicos de revistas e Internet.
2. Los alumnos que participan en los proyectos de investigación, en ocasiones son propios, pero otras veces son alumnos de otros profesores que se comprometen a trabajar, simplemente porque les interesa indagar y conocer o satisfacer su curiosidad. Todos participan con entusiasmo y libremente. Hacemos hincapié en que estas actividades no son obligatorias, ni ponen en juego su calificación. Únicamente les pedimos un compromiso para trabajar responsablemente en las actividades del grupo de investigación.
3. Hemos comprobado que los alumnos participantes trabajan e investigan responsablemente, con gusto y placer, simplemente porque tratan de satisfacer sus deseos de aprender y descubrir cosas que para ellos son desconocidas.
4. Tratamos de que las actividades y líneas de investigación sean atractivas para los alumnos, ligadas a problemas del entorno, ambientales y de interés social. Por ejemplo, la Laguna de Tecocomulco es el último vestigio de agua dulce de Anáhuac, que conserva aún muchas de las características de los antiguos lagos de la época prehispánica; alberga especies de flora y fauna endémicas y en peligro de extinción. (Lot, 204) y posee la categoría de Sitio Ramsar Internacional, por ser sitio de anidación y refugio de aves residentes y migratorias (Arizmendi, 1999).
5. Los alumnos elaboran un informe o reporte de sus actividades. Participamos con ellos orientándolos en la redacción y estructura del informe, para que sea claro y conciso. Inducimos a los alumnos a que participen en foros estudiantiles y concursos dentro o fuera del Colegio. El valor de esta actividad radica en que las investigaciones son sometidas a jurados y arbitrajes externos que son un indicador de la calidad de los trabajos realizados.
6. Una resultante colateral de los trabajos realizados con el ajolote mexicano ha sido el intercambio académico con otras instituciones y donación de ejemplares con fines de conservación e investigación (Gaceta CCH, 2006; Oriente informa, 2007, 2008), así como la asesoría a estudiantes de la carrera de Biología de la FES Zaragoza.
Algunas de las investigaciones realizadas por alumnos en SILADIN son:
a. Factores físicos y biológicos en la zona chinampera de Xochimilco, Tercer Lugar en la Feria de las Ciencias de 2000.
b. Reproducción en cautiverio de Ambystoma (CUAM, Mención honorífica) 2005.
c. Guía de campo para la identificación de aves residentes y migratorias de la laguna Tecocomulco, Hgo., 2002.
d. Estudio descriptivo de la regeneración en Ambystoma 2006
e. Biodiversidad de flora y fauna de Tecocomulco (Feria de las Ciencias, 2004)
f. Algunos bioindicadores de calidad del agua en la Laguna de Tecocomulco, 2010.
Conclusiones
Creemos firmemente que la investigación escolar científica en el Bachillerato y en el Colegio en particular es perfectamente viable como opción didáctica para la enseñanza de las ciencias y también como estrategia para la formación de profesores. Esta idea se apoya en la convicción de que los alumnos de nuestra escuela poseen las habilidades intelectuales, la capacidad indagatoria, la curiosidad para detectar problemas, la tendencia a explorar y a formular suposiciones y predicciones, la habilidad para comunicar, mediante la palabra, la escritura u otras formas de expresión y son receptivos y sensibles a los problemas ambientales globales y locales que afectan la vida cotidiana y el entorno.
Este enfoque de enseñanza despierta vocaciones tempranas e interés por la ciencia. Hemos podido comprobarlo a lo largo de los años. Muchos de nuestros alumnos que no tenían definida su elección de carrera, después de haber trabajado un año en alguno de los proyectos, han optado por alguna carrera científica en el Área Químico-Biológica.Ì
BIBLIOGRAFIA
Garritz, A. (1995). El enfoque Ciencia Tecnología Sociedad en la Enseñanza. Tarbiya, n° 9, pp. 83-94.
Bartra, R. (2011). AXOLOTIADA, Vida y mito de un Anfibio Mexicano. Fondo de Cultura Económica, México, 416 p.
Arizmendi, M.C. y L. Márquez-Valdelamar. (1999). Áreas de Importancia para la Conservación de las Aves de México. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, México, 440 p.
CAÑAL, P. (2006). La investigación escolar, hoy. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales n. 52 • abril 2007, pp. 9-11.
SOLBES, J., VILCHES, A. (2004). Papel de las relaciones entre ciencia, tecnología sociedad y ambiente en la formación ciudadana. Enseñanza de las Ciencias, 22 (3), pp. 337-447.
Lot, A. y A. Novelo, 2004. Iconografía y Plantas Acuáticas de la Ciudad de México y sus alrededores. Instituto de Biología, UNAM, México, 206 p.