LA INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA EXPERIMENTAL Y LA EDUCACIÓN EN

TODOS LOS NIVELES

RAÚL ANTONIO LOPARDO2008

VI ENCUENTRO DE EDUCADORES DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

“CAPACITACIÓN DE ASESORES DE PROYECTOS DE INVESTIGA CIÓN CIENTÍFICA”

LA EDUCACILA EDUCACI ÓÓN Y EL APRENDIZAJEN Y EL APRENDIZAJE

Incumbe a la educación la tarea de inculcar, tanto en los jóvenes como en los adultos, las bases culturales que les permitan descifrar en la medida de lo posible, el sentido de las mutaciones que están produciéndose. Para ello se requiere efectuar una selección en la masa de informaciones para poder interpretarlas mejor y situar los acontecimientos en una historia global.

Los sistemas educativos modernos establecidos por los estados han tratado en gran medida de formar no sólo a los individuos, sino de transformar la sociedad entera.

Sin embargo, es verosímil que la enseñanza escolar siga cumpliendo en el presente siglo con las principales funciones que cumple en la actualidad y su supervivencia va a depender esencialmente, sin duda alguna, de la capacidad de preservar su "calidad" y su "pertinencia".

REFLEXIONES INICIALES SOBRE EDUCACIREFLEXIONES INICIALES SOBRE EDUCACI ÓÓNN

� Para aprender a conocer es indispensable combinar una cultura general suficientemente amplia con la posibilidad de profundizar los conocimientos en un pequeño número de materias, lo qu e supone además "aprender a aprender“

� Es necesario aprender a hacer a fin de adquirir no sólo una calificación profesional sino una competencia que capacite al ind ividuo para hacer frente a gran número de situaciones de carácter técn ico

� Aprender a convivir implica el desarrollo de la comprensión hacia el otro y la percepción de las formas de interdependencia, capacitando al estudiante al trabajo en equipo, a realizar proyectos comunes y prepararse para tratar los conflictos.

� Finalmente, debe destacarse el aprender a ser , para que florezca mejor la propia personalidad, se desarrolle su espíritu críti co y se esté en condiciones de obrar con creciente capacidad de autono mía, de juicio y de responsabilidad personal.

EDUCACIEDUCACIÓÓN E INVESTIGACIN E INVESTIGACIÓÓNN

� Los seres humanos somos curiosos por naturaleza. Ello se observa en un niño cuando inicia su proceso de aprendizaje: utiliza el ensayo y error y a través de pruebas empieza a conocer el mundo que lo rodea. Como adultos también utilizamos esta estrategia para tomar decisiones: observamos la situación, buscamos información, muchas veces usamos herramientas para obtener información más precisa, sintetizamos, hacemos predicciones sobre lo que pasará si hacemos una u otra cosa y creamos modelos que nos permitan acercar la realidad

� El mundo actual está muy influenciado por los descubrimientos científicos, la clonación, la nanotecnología, las modificaciones genéticas de los alimentos, la búsqueda de nuevos medicamentos, el calentamiento global o fenómenos como el aumento de la producción de basura. Luego, necesitamos evaluar y tomar decisiones que requieren un análisis cuidadoso, la búsqueda de evidencias y hacer un razonamiento crítico

APRENDER CIENCIA HACIENDO CIENCIAAPRENDER CIENCIA HACIENDO CIENCIA

� Esta filosofía contempla que los estudiantes aprenden mejor cuando participan en experiencias de aprendizaje que se construyen sobre su conocimiento previo y le ayudan a desarrollar nuevos conceptos yhabilidades.

� Considera que el docente debe ser un profesional competente que usa un programa efectivo que incrementa el potencial para mejorar el desempeño de los alumnos en ciencias. Y a su vez, ese programa está basado en la indagación y el uso de materiales que facilitan e incrementan los niveles de aprendizaje.

� Las entidades líderes en este proceso para nivel primario han sido las Academias de Ciencias de Estados Unidos y de Francia a través de los programas “Science for all Children” y “La main à la pâte”,respectivamente.

OBLIGACIONES DE ALUMNOS Y PROFESORESOBLIGACIONES DE ALUMNOS Y PROFESORES

• Observar un objeto o un fenómeno del mundo real, cercano y sensible, y experimentar con él.

• Argumentar, razonar, exponer, discutir sus ideas y result ados y construir sus conocimientos (una actividad meramente m anual no bastaría).

• Llevar un cuaderno de experiencias donde anotar sus obs ervaciones y conclusiones con sus propias palabras.

• Diseñar las actividades de modo sustentable, en bas e a materiales económicos y accesibles.

• Organizar las actividades propuestas a los alumnos en u na progresión adecuada de los aprendizajes.

• Garantizar una continuidad de las actividades, y promov er una educación integrada sobre el conjunto de la escolari dad.

• Aprovechar para una consolidación de la expresión escrit a y oral. • Invitar a las familias o a veces al barrio a involucrars e en el trabajo de

investigación realizado en clase y fuera del aula.• Solicitar la colaboración de científicos y “facilitad ores” acompañen el

trabajo en clase y el desarrollo profesional de los ma estros.

NUEVOS DESAFNUEVOS DESAFÍÍOS EDUCATIVOSOS EDUCATIVOS

Un análisis cuidadoso de los sucesos acaecidos en los últimos cuarenta años indica la necesidad de introducir modificaciones conceptuales en la formación en ciencia y tecnología en este nuevo siglo XXI.

Esta conclusión se sustenta en la ocurrencia de notables cambios en el panorama socioeconómico del mundo e incluyen aspectos fundamentales, entre otros menos evidentes:

� la revolución informática � la revolución ambiental.

EDUCACIEDUCACIÓÓN Y REVOLUCIN Y REVOLUCIÓÓN N INFORMINFORMÁÁTICATICA

¿Cómo es posible formar estudiantes en consonancia con la revolución informática?

Alguien podría pensar en que tal vez ello sería posibleinformatizando la enseñanza.

Sin duda, las tecnologías de la información ofrecen una nueva infraestructura. Es imprescindible valorar cómo las maneras de aprender cambian, tanto en la teoría como en la práctica, por la presencia de las nuevas tecnologías de la información. Sin embargo, suponer que cualquier contenido de la era digital posee excelencia por el mero hecho de estar representado en el nuevo lenguaje, es caer en una nueva forma de peligroso fundamentalismo.

EL FUNDAMENTALISMO INFORMEL FUNDAMENTALISMO INFORM ÁÁTICOTICO

El principal riesgo es transmitir al alumno un falso endiosamiento del uso de modelos matemáticos "enlatados", con los que es posible cualquier cálculo con cualquier precisión.

Las tablas con numerosos decimales y los hermosos gráficos de colores en dos y tres dimensiones son ya indispensables en la presentación de cualquier informe técnico, pero pueden omitir a menudo aspectos conceptuales básicos, como las hipótesis y leyes físicas en que se basan esos modelos y el verdadero soporte experimental de sus coeficientes de ajuste.

EROSIEROSIÓÓN EN PUENTES: N EN PUENTES:

TEORTEORÍÍA Y EXPERIMENTACIA Y EXPERIMENTACI ÓÓNN

La configuración del escurrimiento alrededor de una pila de puente a partir de modelos matemáticos en tres dimensiones (ésta es una vista en planta) es hoy un hecho

Esos modelos permiten determinar la posible erosión má xima quese produce aguas arriba del pilar, partiendo de la hipót esis de queel vórtice en “herradura” es una consecuencia de era e rosión y no la causa de ella

FIGURA 1 - Flujo esquematico alrededor de una pila cilindrica

Onda de enrulamiento

Vortices de

desprendimiento de estela

Vortice en herradura

Erosion

Flujo descendente

La configuración del conjunto de remolinos es muy com pleja y no es posible acercarse a la erosión real si no es a travé s de esa hipótesis, que como se verá en la siguiente fotografí a, es falsa...

Vórtice en herradura presente en canal de fondo fijo (n o erosionable) ‏‏ ‏‏

LA PRLA PR ÁÁCTICA EXPERIMENTALCTICA EXPERIMENTAL

En la educación es fundamental desarrollar el espíritu de la experimentación, de la búsqueda de datos reales, del análisis de información obtenida probablemente mediante los más modernos instrumentos a los que la revolución informática ha permitido acceder.

La importancia de la experimentación en la educación estáligada a la formación básica a través del "método científico" y a la formación aplicada, en la que se adquiere el "criterio" de contrastar sus proyectos con la realidad.

Influencia jInfluencia j óónica en el mnica en el m éétodo todo experimental (450 a. de C.)experimental (450 a. de C.)

En los tiempos en que no se conocEn los tiempos en que no se conocíía a la existencia del airela existencia del aire

(el viento era (el viento era ““el aliento de los diosesel aliento de los dioses””))EmpEmpéédocles efectudocles efectuóó el primer el primer

experimento documentado de la experimento documentado de la historia,historia, y demostry demostróó su existencia, su existencia,

utilizando el clepsidra o ladrutilizando el clepsidra o ladróón de agua n de agua (water thief).(water thief).

EmpEmpéédocles descubridocles descubrióó lo invisible.lo invisible.PensPensóó que que ““el aire tenel aire teníía que ser una a que ser una

materia tan finamente dividida que era materia tan finamente dividida que era imposible verlaimposible verla””..

Agrigento: Templo de la Concordia

ArquArqu íímedesmedes (Siracusa 287 a. de C./ 212 a. de C)(Siracusa 287 a. de C./ 212 a. de C) ‏‏

Fuente de Arethusa

Leonardo Da Vinci

Tratado del movimiento del agua (Códice de Madrid ‏(

Cuenco amortiguador de la presa de Salto Grande luego de lamáxima crecida registrada

PRESIONES FLUCTUANTES EN EL CUENCO PRESIONES FLUCTUANTES EN EL CUENCO DISIPADOR DE SALTO GRANDEDISIPADOR DE SALTO GRANDE

La cavitación se produce para presiones por debajo de l a de vapor pv

Presa de Salto Grande (Argentina-Uruguay), río Uruguay

Presa de Salto Grande (Argentina-Uruguay), río Uruguay

Daños de cavitación por pulsos de presi óverificados en los bloques de disipacióndel aliviadero de Salto Grande

EDUCACIEDUCACIÓÓN Y REVOLUCIN Y REVOLUCIÓÓN AMBIENTALN AMBIENTAL

�Existe una muy fuerte interconexión entre agua y ambiente, por una parte, y agua y desarrollo, por l a otra, ambas de características totalmente opuestas. Por l o tanto, el uso del agua para el desarrollo puede ent rar en conflicto con la preservación del ambiente.

� La humanidad se encuentra entonces ante una encrucijada, pues el crecimiento de población exige más infraestructura e industrias para habitar, come r y beber, pero al mismo tiempo no tolera más que esas acciones degraden el ambiente.

Disponibilidad de agua en el mundoDisponibilidad de agua en el mundo

Agua salada 97,5%Agua dulce 2,54 %Accesible 0,26 %

Disponibilidad

OFERTA HÍDRICA MEDIA ANUAL:

22.500 m3/hab

STRESS HÍDRICO (PNUD):

< 1.000 m3/hab

REGIONES

� Húmeda > 800 mm/año

� Semiárida de 500 a 800

mm/año

� Árida < 500 mm/año

Disponibilidades y Clima

SUPERFICIE DE LAS REGIONES

24%

61%15%

HÚMEDASEMIARIDAARIDA

Población por Regiones

POBLACIÓN� Húmeda:

� Densidad: 40hab/km2

� 80% de la producción agropecuaria e industrial

� Semiárida:� Densidad 23 hab/km2

� Arida:� Densidad 1,1 hab/km2

POBLACIÓN EN LAS DIFERENTES REGIONES CLIMÁTICAS

70%

24%

6%

HÚMEDASEMIARIDAARIDA

28%

29%

33%

10%

26%

8%

58%

8%

terremo to s

huracanes

crecidas

o t ro s

PÉRDIDAS ECONÓMICASVÍCTIMAS FATALES

Desastres Naturales

FORMACION PARA EL DESARROLLO FORMACION PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLESOSTENIBLE

Es tema de debate definir la mejor manera de formar actores en sus distintas posiciones y especialidade s con amplitud de criterio, capacitados para el desarroll o sostenible.

La sustentabilidad es un laborioso proceso de cambi os pactados, es decir, un camino hacia un objetivo asintótico, dotado de nuevos códigos de conducta.

Este objetivo básico no puede ser alcanzado mediant e la mera incorporación de temas aislados o mediante una única materia. Esos temas deben estar presentes dur ante el dictado de todas las materias para una formación integral del alumno.

Presa de Yacyretá (Argentina-Paraguay), río Paraná. Experi mentación sobre la incorporación de aire para evitar daños de cav itación

Presa de Yacyretá: cuenco amortiguador del vertedero del Brazo Principal(fuerte aireación que provocó la mortandad de peces de fondo) ‏‏ ‏‏

FORMACION DE PROFESORES PARA EL FORMACION DE PROFESORES PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLEDESARROLLO SOSTENIBLE

La metodología propuesta requiere de la previa formación personalizada de los docentes posiblemente a través de un equipo de especialistas dedicados a la “formación de formadores”, que sea capaz de transferir a cada profesor o maestro la mejor manera de plantear los aspectos ambientales dentro del ámbito de su propia cátedra, aprovechando las posibilidades de la experimentación científica y tecnológica.

I n d u s t r i as

Desechos

H2O Contaminada Río Salí

H2O ContaminadaTratamiento

Procesos

Biogas

TUCUMAN

Experiencia realizada sobre la contaminación del Río Salí

FIGURA Ciclo del agua utilizada en las industrias de la zona (ingenios azucareros) ‏‏ ‏‏

• Identificación del problema comunitario como “ ttóópico pico generativogenerativo ”” ..

• Concientización de una posible solución “ hilos conductoreshilos conductores ”.

• Propuesta de solución a la “Contaminación de las aguas del Río Salí”

FUENTE: REVISTA CIENCIA HOY VOLUMEN 17 Nº98 - ABRIL 2007

TUCUMANExperiencia realizada sobre la contaminación del Río S alí

Las muestras contaminadas obtenidas del río, coloca das en botellas de plástico resistente para su incubación, permitieron ob servar la presencia de bacterias que podrían generar gas. Hecho comprobado al acercar un

fósforo a la boca de la botella.

La verificación de la producción de gas dió lugar al di seño y construcción de un biodigestor

ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA TEMAS ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA TEMAS DE INVESTIGACIDE INVESTIGACIÓÓNN

� el tema de investigación debe surgir como un real requ erimiento del medio al que la institución está ligada,

� se deben desalentar las meras especulaciones académi cas tendientes a elaborar trabajos sobre aspectos "de mod a" en los "journals de la especialidad", que atienden aspectos temáticos sin motivación local,

� se debe asegurar que el equipo de trabajo cuente con la base teórica mínima que requiere la investigación planteada, lo qu e parece evidente pero no siempre se cumple,

� se debe controlar que el equipo de investigación cuen te con la infraestructura necesaria para el trabajo experimental pro yectado, erradicando así los habituales informes de "frustración" , en los que se puntualizan las imposibilidades de cumplimiento de programas de investigación, debido a que se carece del instrument al indispensable, que tampoco se tenía cuando se formul ara el plan de trabajos original,

ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA TEMAS DE INVESTIGACITEMAS DE INVESTIGACI ÓÓNN

� se debe otorgar prioridad a los temas que puedan desarrollarse por un equipo de alumnos de diversos niveles, edades y disciplinas, favoreciendo la acci ón grupal en desmedro de los quiméricos esfuerzos de genios solitarios, que difícilmente transfieren su experiencia a las nuevas generaciones,

� el tema debe contar con el respaldo y beneplácito de las autoridades, sin el cual los esfuerzos se diluyen en riñas desgastantes,

� las investigaciones deben estar integradas en proyectos con plazos ciertos y cronogramas (aunque tentativos) bien definidos, de modo de permitir un control elemental de la gestión del grupo en su trab ajo.

CONCLUSICONCLUSIÓÓNNLo expuesto implica que no sólo la formación debe centrarse en la excelencia científica y tecnológica para elaborar sus proyectos sino que se tendrá que buscar la metodología adecuada para hacer esos proyectos accesibles a los alumnos y de interés para la Socie dad.

Formar maestros y profesores que interesen a los al umnos en la experimentación en ciencias no sólo será de in terés para el futuro de los pocos que se dediquen en su profesión a la investigación, sino para el resto qu e haráotras actividades y valorará las dificultades tecnol ógicas y psicológicas a las que estarán aquellos sometidos

El verdadero desarrollo y el mejoramiento de la cal idad de vida es una ineludible contribución a la conservaci ón del ambiente, pues muy probablemente el peor impacto se a la pobreza.

GRACIAS POR VUESTRA PACIENCIAGRACIAS POR VUESTRA PACIENCIA

FIN

“Si he visto más lejos....

es porque me subí a los hombros de gigantes”

Isaac Newton

“...nuestra misión es ayudar a los niños a subirse a los

hombros de gigantes”

Pierre Lená