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DIFUSIÓN

La ciencia al alcance de las manos

Investigadores retoman un proyecto que provee pequeños laboratorios individuales a los alumnos de la enseñanza media

Originalmente creadas en los años 1970, las nuevas versiones de los kit de ciencia permiten al estudiante la realización de experimentos reales...

LÉO RAMOSOriginalmente creadas en los años 1970, las nuevas versiones de los kit de ciencia permiten al estudiante la realización de experimentos reales…LÉO RAMOS

En la entrada del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP) hay un panel donde se invita a la gente a participar durante algunos minutos en un laboratorio a cielo abierto. Sobre una larga mesa, hay muestras de compuestos químicos y herramientas simples de laboratorio, tales como tubos de ensayo y espátulas plásticas que se utilizan en experimentos. A partir del mes de septiembre del año pasado, cuando el profesor Henrique Eisi Toma puso en práctica la propuesta, cientos de visitantes, entre estudiantes de la USP y alumnos de enseñanza media de escuelas públicas y privadas que visitan la universidad, realizaron más de 2 mil reacciones químicas. La estrella de ese laboratorio improvisado es el kit de química de la colección Aventuras en la Ciencia, que crearon hace ocho años investigadores de la USP y de las universidades Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y de Campinas (Unicamp). Toma, quien forma parte de ese grupo, también emplea el material en un curso a distancia sobre enseñanza de ciencias de la Universidad Virtual del Estado de São Paulo (Univesp) que se ofrece a los maestros de la enseñanza básica. “El objetivo consiste en que la enseñanza de ciencias sea más divertida y dinámica”, dice el profesor.

A partir de este año, el experimento pasará a realizarse a escala nacional. Un acuerdo de cooperación que se firmó con el Ministerio de Educación (MEC) en 2013, contempla la distribución de 1 millón de kits de ciencia en más de 22 mil escuelas públicas de todo el país. La ejecución del proyecto, sin embargo, depende de la reanudación del diálogo con el ministerio, que se interrumpió en 2014 a raíz de las elecciones. “Nuestro grupo se encargará de la gestión del programa y de la capacitación de los docentes”, explica el físico Vanderlei Bagnato, profesor de la USP de São Carlos y uno de los coordinadores del proyecto. Además de él y de Toma, también figuran el físico Herch Moysés Nussenzveig, de la UFRJ, la astrónoma Beatriz Barbuy, el matemático Eduardo Colli, las biólogas Mayana Zatz y Eliana Dessen, de la USP, y el director científico de la FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz.

...con compuestos químicos, en el kit de química, y la observación de la estructura de las células en un microscopio, en el kit de biología

léo ramos…con compuestos químicos, en el kit de química, y la observación de la estructura de las células en un microscopio, en el kit de biologíaléo ramos

La colección Aventuras en la Ciencia se inspiró en Os Cientistas, unos fascículos lanzados en 1972 mediante una iniciativa del profesor Isaias Raw y de la antigua Fundación Brasileña para la Enseñanza de la Ciencia, en colaboración con editorial Abril. Los kit se vendían en kioscos de diarios y venían en cajas de poliestireno expandido que contenían materiales simples para la reproducción de experimentos relacionados con los descubrimientos de algún científico conocido mundialmente. Traían adosado un folleto con instrucciones y una biografía resumida. Había, por ejemplo, una sobre el químico y físico inglés Michael Faraday, y, para probar su ley de la inducción, el kit contenía imán, cables, una bobina y pilas.

El deseo de reeditar los kit surgió en 2006, cuando Nussenzveig le planteó la idea  a Mayana Zatz, quien en esa época era prorrectora de Investigación de la USP, Isaias Raw y Roberto Civita, por entonces, presidente de editorial Abril, además de representantes de la FAPESP, del MEC y de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep). “En 2009, nos dimos cuenta de que sería difícil viabilizar la vuelta de los kits a los kioscos. Entonces Roberto Civita propuso que se vendieran en el MEC para utilizarlos exclusivamente en las aulas”, relata Nussenzveig. Ese mismo años, se elaboró el prototipo del primer kit, sobre óptica de rayos luminosos. En 2011, se presentaron algunos modelos al directorio de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), ente ligado al MEC, que resolvió financiar una evaluación preliminar en escuelas públicas. Entre 2012 y 2013, se entregaron alrededor de 6 mil kits a más de 2 mil alumnos de todo el país. Según el informe de evaluación, el 80% de los estudiantes manifestó interés por los kits, afirmando que las actividades propuestas estimulan la creatividad. En tanto, un 60% sostuvo que se sintieron motivados a reunirse con compañeros y familiares para conversar sobre ciencia.

El kit de matemática enseña la probabilidad mediante el uso de dados y juegos

LÉO RAMOSEl kit de matemática enseña la probabilidad mediante el uso de dados y juegosLÉO RAMOS

En cuanto a las instrucciones de uso que acompañan a los kits, el 57% de los estudiantes manifestó facilidad para la lectura y comprensión de su contenido. Con todo, un 66% declaró que el texto de los manuales debería ser más claro y conciso. “Basándonos en eso, reformulamos los manuales con un lenguaje más adecuado al público joven”, comenta Eliana Dessen, docente del Instituto de Biociencias de la USP y coordinadora de las actividades de educación y difusión del Centro de Investigación sobre el Genoma Humano y Células Madre, uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) de la FAPESP. Ella y Mayana Zatz fueron las responsables de la elaboración del kit de biología.

Buena parte de los alumnos también se quejó por la falta de clases prácticas. En Brasil, son pocos los estudiantes que durante el transcurso de su educación básica tienen la oportunidad de trabar contacto con laboratorios de ciencia. Datos del Instituto Nacional de Estudios e Investigaciones Educativas (Inep, por sus siglas en portugués), un organismo ligado al MEC, revelan que tan sólo un 10,6% de las escuelas brasileñas, entre públicas y privadas, contaban con esa estructura en 2012. “Los laboratorios son herramientas importantes para calificar y hacer más atractivo el aprendizaje de ciencias. Pero en el país no existe una cultura que les dé valor a las actividades de este tipo”, sostiene el físico Luís Carlos de Menezes, docente del Instituto de Física de la USP y experto en enseñanza de ciencias.

El galileoscopio: un instrumento similar al que usó Galileo para realizar observaciones del cielo

LÉO RAMOSEl galileoscopio: un instrumento similar al que usó Galileo para realizar observaciones del cieloLÉO RAMOS

Según el informe de evaluación, solamente un 7% de los alumnos entrevistados manifestaba satisfacción con la enseñanza de ciencias. Esa realidad fue el principal motivo para introducir nuevamente los kits de ciencia. Sin embargo, la genetista Mayana Zatz resalta que no se pretende con ellos reemplazar las clases en los laboratorios. “El laboratorio posee la estructura para la realización de experimentos más complejos. En tanto, los kits son recursos individuales para la experimentación, a modo de pequeños laboratorios caseros”, explica Zatz. De todos modos, los kits cumplen la función de desmitificar varios conceptos que se abordan en el salón de clases. Aproximadamente el 67% de los estudiantes expresó que sólo consiguieron comprender plenamente un concepto científico luego de tomar contacto con los kits.

En la Escuela Estadual de Enseñanza Media Professor Lordão, en Picuí (estado de Paraíba), por ejemplo, se testearon 25 kits de ciencia por medio de un proyecto del profesor Alecxandro Alves Vieira, de la Universidad Federal de Campina Grande (UFCG). “He vivido muchas experiencias en enseñanza y aprendizaje, y una de las que proporcionaron más resultados satisfactorios fueron los kits de ciencia” dice. Según un informe elaborado en 2013, inmediatamente después de la aplicación de los kits en la escuela, la actividad grupal en torno a los kits promovió un mayor diálogo entre los alumnos y mayor división del trabajo, algo escasamente explorado en las clases expositivas.

Si bien se inspiró en los kits de los años 1970, la nueva versión debió adaptarse a la realidad actual. Los antiguos kits de biología, por ejemplo, venían con materiales cortantes, tales como bisturíes y tejidos biológicos. “Aquellos kits jamás serían aprobados ahora por los entes de control de calidad, como es el caso del Inmetro”, subraya Eliana Dessen. El nuevo kit de biología aborda la diversidad de las células y algunas estructuras visibles en microscopía óptica. En lugar de traer muestras preparadas de material biológico, se estimula al alumno a recabar materiales que se encuentran a su alrededor, tales como algas, plantas, insectos muertos, gotas de agua y pedazos de frutas o legumbres. El manual de instrucciones explica cómo se debe montar una lámina para utilizarla en el microscopio, el cual las amplifica en 75, 150 y 400 veces. Dessen comenta que el kit ha sido utilizado en un proyecto del Cepid. “Vamos a escuelas públicas de la ciudad de São Paulo y montamos en ellas laboratorios itinerantes, que quedan disponibles durante tres semanas. En 2015 se visitarán 60 escuelas”, dice.

El kit de óptica utiliza prismas y espejos para demostrar conceptos básicos de la física, tal como la reflexión de la luz

LÉO RAMOSEl kit de óptica utiliza prismas y espejos para demostrar conceptos básicos de la física, tal como la reflexión de la luzLÉO RAMOS

Otro de los kits que se renovaron fue el de química. La versión antigua contenía productos que podían ser peligrosos cuando se los manipulaba, como por ejemplo, ácido sulfúrico. Henrique Eisi Toma lo sustituyó por ácido sulfámico, que es sólido, no posee olor fuerte y es más seguro. Todos los reactivos que se utilizaron fueron seleccionados especialmente en función de la seguridad, toxicidad, estabilidad y facilidad de manipulación. Otra adaptación fue en relación con la cantidad de material. Los experimentos se adaptaron para realizarse a microescala. Con tan sólo una pequeña gota de material, es posible realizar mediciones electroquímicas y comprender cómo funciona una pila, por ejemplo”, explica Toma. También se sustituyeron los artefactos de vidrio, como en el caso de los tubos de ensayo, por versiones en plástico y de menor tamaño, y se puso énfasis en el uso de productos comunes en el hogar, tales como vinagre y lavandina (cloro, lejía) para calcular el valor de la acidez (pH). Los pequeños tubos de plástico fueron transformados en piezas para experimentos con gases, y pajillas de refrescos cortadas en diagonal se utilizan como espátulas.

“Queremos mostrarle al joven la ciencia como una práctica. A los estudiantes se los acostumbra desde temprano a lidiar con los resultados finales de la investigación, y no con el proceso”, dice Vanderlei Bagnato, a cargo del kit de física, donde prevalecen los conocimientos en óptica. Entre prismas, espejos cóncavos y convexos, y lentes, el joven tiene la posibilidad de observar de cerca los caminos que recorren los rayos de luz. Bagnato adelanta que ya se concibieron nuevos kits de física con temas específicos, tales como colores, visión y percepción, ondas y termodinámica de los gases y también uno de geología. Algunos de ellos están siendo testeados por alumnos y docentes de enseñanza media en São Carlos.

El kit de matemática también se concentra en un tema específico del área, la probabilidad. “Mediante el uso de objetos tales como dados y bolitas, se puede experimentar físicamente la matemática, en lugar de aceptar simplemente los postulados”, afirma Eduardo Colli, docente del Instituto de Matemática y Estadística de la USP. Los experimentos se realizan con dados de varios formatos y otros recursos, tal como la caja que simula un sorteo de amigo invisible o las maracas que contienen cierto número desconocido de bolitas. Lo interesante es que en este experimento, el alumno no conoce exactamente la cantidad total de bolitas, tan sólo una estimación, dado que el kit no trae la respuesta. “La idea consiste en mostrarle al estudiante que la ciencia está repleta de asuntos sin solución”, dice Colli.

De los cinco kits, el de astronomía es el único que no puede utilizarse dentro del aula. Sus experimentos giran en torno del galileoscopio, un instrumento óptico que permite la visualización de cuerpos celestes tal como los observó Galileo Galilei hace más de 400 años. Ese telescopio fue recreado en 2009 por la Sociedad Americana de Astronomía y la Unión Astronómica Internacional la adoptó, en el Año Internacional de la Astronomía. Con él se pueden observar, por ejemplo, los cráteres de la Luna, las fases de Venus y los satélites de Júpiter. “La recuperación de la ciencia hecha a mano, sin tantos recursos digitales, constituye una experiencia liberadora”, dice Beatriz Barbuy, docente de la USP. La nueva versión de los kits también contiene clases y explicaciones en video.

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