Luis Andrés Pereira ValdebenitoBioingeniero, (c)MSc mención Microbiología Universidad de Concepción

Innovación para la Educación en Ciencia y TecnologíaPlataforma UAbierta

Universidad de Chile - Julio 2016

Experiencia de Aprendizaje InnovadoraLa Ciencia como Herramienta de Transformación de Nuestro Entorno

Aprendamos CienciaHaciéndonos Cargo de Problemas Ambientales

Aislamiento de bacterias resistentes a arsénico desde ambientes naturales contaminados con altos niveles de compuestos arsenicales para su potencial

uso en biorremediación

ContextualizaciónPor medio de los Objetivos de Aprendizaje (OA), las Bases Curriculares definen la expectativa formativa a

desarrollar por las y los estudiantes en cada asignatura y curso, en especial en aquellas relacionadas con Ciencia y Tecnología. Dichos objetivos integran conocimientos, habilidades y actitudes fundamentales para que las y los jóvenes alcancen un desarrollo armónico e integral que les permita enfrentar su futuro con las herramientas necesarias para participar de manera activa, responsable y crítica en la sociedad.

En este contexto la Unidad de Currículum y Evaluación del MINEDUC, estableció para el año 2016 dentro del Programa de Estudio para Ciencias Naturales de 7º Básico, el desarrollo de cuatro unidades, cada una compuesta por una selección de OA, destacándose entre ellas la Unidad N°3 enmarcada en el Eje de Biología “Microorganismos y barreras defensivas del cuerpo humano”, rama de las ciencias naturales, en la que el rol transformador del entorno, que estás poseen, alcanza una de sus máximas expresiones, jugando un papel fundamental a partir de utilización de microorganismos (bacterias) en múltiples aplicaciones biotecnológicas, ya se en la: producción de alimentos, fármacos, obtención del cobre, generación de metano y descontaminación ambiental, esta ultima foco del presente proyecto de aprendizaje innovador.

En el contexto educativo, formular y desarrollar proyectos dentro de esta área temática mediante la generación de aplicaciones biotecnológicas, permitirá dotar de herramientas y capacidades concretas a los alumnos, empoderándolos no solo a ellos sino también a profesores, apoderados, y en general, a todos los actores implicados en el proceso educativo, en relación a modificación de las condiciones desfavorables a nivel medioambiental. de su entorno.

La generación e implementación de esta Experiencia Innovadora permitirá materializar todas las temáticas tratadas en los módulos del curso; abordando los desafíos que presenta la enseñanza de este eje pedagógico en articulación con otras unidades contempladas en el eje de Biología. Enfrentando la diversidad como una oportunidad estratégica para la innovación de la enseñanza de esta unidad, al comprender que barreras de este tipo, no deben existir a nivel científico. Desarrollando el espíritu emprendedor en el alumnado, gracias a la generación de un proyecto no solo teórico sino también concreto, el cual tendrá un impacto directo y efectivo no solo en la comunidad educativa; sacando el conocimiento fuera del aula y llevándolo al entorno social y medioambiental; dejando en evidencia el rol fundamental que tiene la ciencia como herramienta de transformación, haciéndolos parte de la comprensión y búsqueda de soluciones a problemas reales , extrapolables no solo a nivel local o regional, sino también nacional y mundial.

Mediante esta Experiencia Innovadora se pretende profundizar en el proceso de enseñanza activa dejando de lado el modelo de enseñanza por transmisión-recepción, promoviendo un trabajo basado en el modelo por investigación y experimentación a partir de la indagación guiada y personal de los conceptos más relevantes del tema y la experimentación real a nivel de laboratorio.

Diagnostico del Problema

El Arsénico es un metaloide presente en la corteza terrestre en

pequeñas proporciones

Con distribución diversa

Su principal vía de dispersión

ambiental es el AGUA,

su concentración en ella depende de los

materiales que atraviesa para llegar

a los reservorios

AGUASubterránea

El arsénico se presenta en la naturaleza de

distintos modos, algunos más peligrosos

que otros

Diagnostico del Problema

Los seres humanos están expuestos al arsénico a través del agua, los alimentos y el aire.

Solución Propuesta al ProblemaBIORREMEDIACION

La presencia de diferentes BACTERIAS RESISTENTES a este metaloide, juegan un rol de importe en el ciclo biogeoquímico

de este elemento.

ObjetivoAislar bacterias resistentes a As

desde ambientes naturales contaminados con altos niveles de

compuestos arsenicales para su potencial uso en biorremediación

HipótesisEn ambientes naturales

contaminados con altos niveles de compuestos arsenicales, existen

bacterias resistentes a As posibles de aislar y utilizar en

biorremediación

Detalles de la ActividadAislamiento de bacterias resistentes a arsénico desde ambientes naturales contaminados con altos niveles de compuestos arsenicales y su potencial uso en biorremediación.

Extracción de muestras desde

ambientes naturales contaminados con altos niveles de As

Cultivo de bacterias a partir de muestras ambientales

Crecimiento de variados tipos de

Bacterias

Aislamiento y estudios de bacterias

resistencia a Asen medio solido

Estudios de resistencia a As en medio liquido

Selección de Bacteria (s)con potencial uso en

Biorremediación Generación de

nuevos proyectos para implementarsu utilización en biorremediacion

Difusión Científica de Resultados Obtenidos

Análisis Bibliográfico

Previo

Planificación de Materiales

y Métodos

Objetivos y/o competencias de enseñanza-aprendizaje de la actividad

El Objetivo General de esta Experiencia de Aprendizaje es entregar una base científica para la valoración de la microbiota ambiental bacteriana y su potencial utilización biotecnológica, mediante el uso de microorganismos en aplicaciones industriales, a partir de la descontaminación ambiental de arsénico desde el medio ambiental, enmarcando el aprendizaje y el entendimiento de la investigación científica como pieza fundamental para la transformación de su entorno.

Las competencias de enseñanza-aprendizaje que se espera conseguir con esta actividad son: • Generar curiosidad, creatividad e interés por conocer y comprender los fenómenos científicos asociados

con el tema, disfrutando del crecimiento intelectual que genera el conocimiento científico y valorando su importancia para el desarrollo de aplicaciones biotecnológicas en beneficio de la sociedad.

• Generar una actitud de pensamiento crítico, buscando rigurosidad y replicabilidad de las evidencias obtenidas a fin de sustentar las respuestas, las soluciones y/o hipótesis que el trabajo genere.

• Valorar el esfuerzo y perseverancia del trabajo personal, entendiendo que los logros se obtienen solo después de un trabajo riguroso, y que los datos empíricamente confiables se obtienen si se trabaja con precisión y orden.

Objetivos y/o competencias de enseñanza-aprendizaje de la actividad

• Trabajar responsablemente en forma proactiva y colaborativa, considerando y respetando los variados aportes y experiencias de cada miembro del grupo, manifestando disposición a entender los argumentos de otros en la soluciones a problemas científicos.

• Usar de manera efectiva y responsablemente las tecnologías de la comunicación para favorecer las búsqueda de fuentes científicas confiables y el procesamiento de evidencias, dando crédito al trabajo de otros, respetando la propiedad intelectual.

• Evidenciar la importancia de la difusión del conocimiento científico como proceso final del aprendizaje. Entendiendo la importancia de la Investigan científica y la utilización de sus resultados (asilamiento de microorganismos) como herramientas biotecnológicas, útiles para la transformación del entorno social y medioambiental.

Contexto donde se espera llevar a cabo la experiencia de aprendizaje innovador

Basados en los antecedentes expuestos anteriormente la actividad de aprendizaje esta enfocada para alumnos y alumnas de 7°años Básico (extrapolable a alumnos de 1° Medio) de escuelas y liceos, de carácter municipal, particular y particular subvencionado; de diferentes comunas de las Regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá, Antofagasta, Valparaíso, Metropolitana de Santiago y del Libertador Bernardo O’Higgins, por ser estas regiones del país las que presentan, naturalmente y debido a la actividad mineral, elevados niveles de arsénico, en el aire, el agua (fuentes naturales y para el consumo humano) y suelo. La fuerte expansión de la industria minera ubicadas en estas regiones, ha incrementando los riesgos de que la contaminación de arsénico llegue a zonas densamente pobladas, afectando la salud de la población y aumentando peligrosamente el riesgo de padecer alguna de las enfermedades producidas por el contacto permanente con el arsénico (entre ellas el cáncer). La aparición del arsénico en al agua potable obtenida de pozos profundos, es un indicador que sugiere que los tranques de relaves están lixiviando el arsénico a las napas freáticas que abastecen a la población y al regadío. Por ende las y los estudiantes de estas regiones los llamados a hacerse cargo del problema que los afecta, a través de la búsqueda de soluciones concretas a partir de un enfoque científico y la generación de herramientas biotecnológicas al servicio de su comunidad.

Aspectos relacionados con la diversidad de la comunidad de interés

En cuanto a los aspectos relacionados con la diversidad de la comunidad de interés, se puede mencionar que la población enfoque es una población bastante heterogénea, sin embargo, se ve afectada por igual, perjudicando principalmente a la población con menos recursos, debido al limitado acceso a fuentes de agua purificada que esta posee. Por ende todos están llamados a ser parte de la solución de este problema. El objetivo es elevar el conocimiento de todos los estudiantes sin distinción haciéndolos participes activos del proceso investigativo, promoviendo desde la perspectiva de genero el respeto y la integración, valorando empíricamente y a través de la búsqueda de información, que los descubrimientos y la innovación científica son fruto del trabajo colectivo de todas y todos.

Los procesos de exclusión, discriminación o baja participación de las niñas en ciencia comienzan a temprana edad. Desde la educación básica se repiten estereotipos culturales que señalan que las niñas no tienen la misma capacidad para construir el pensamiento abstracto y lógico necesario para las ciencias que los niños. Ello, según varios estudios, desalienta a las niñas desde la educación básica a buscar una profesión en las ciencias, al predisponerlas a pensar que cualquier pequeño fracaso es señal de su incapacidad innata para el pensamiento científico.

Con esta actividad se pretende acabar con esta lógica excluyente, valorando el aporte que cada uno pueda hacer, utilizando la enorme riqueza cultural y de diversidad en cada una de las comunidades educativas como herramienta transformadora. Las posibilidades que abren las nuevas tecnologías –como Internet–permitirán que mujeres y hombres se relacionen de formas menos marcadas por la desigualdad, estableciendo que todos somos parte de una red que permite el progreso de la sociedad, abriendo la posibilidad de cambio a una mayor igualdad entre hombres y mujeres.

Metodología en la cual se enmarca el proceso de aprendizaje

Tal como se señalo anteriormente, mediante esta Experiencia Innovadora se pretende profundizar en el proceso de enseñanza activa dejando de lado el modelo de enseñanza por transmisión-recepción, promoviendo con ello un trabajo basado en el modelo por investigación directa a través de la experimentación, en primera instancia a partir de la indagación, tanto guiada como personal por parte de los estudiantes, de los conceptos más relevantes relacionados al tema y la posterior experimentación y generación de elementos innovadores para la comunicación y transmisión de lo aprendido, no solo dentro del curso, sino también al resto de la comunidad educativa y local.

Los avances en ciencia y tecnología, en la mayoría de los casos, si no son compartidos o difundidos, no cumplen el rol final de la ciencia como herramienta de transformación social. Comprender que una investigación científica no ha concluido si no se han dado a conocer sus resultados será fundamental, por ello la utilización de un lenguaje científico tecnológico para describir los resultados, así como la redacción de información basada en fuentes científicas, será una de las piedras angulares de este proyecto.

Importancia de la propuesta y carácter innovador en el aprendizaje

Tal como se señalo en el tópico anterior mediante el modelo de enseñanza activa, a través de la investigación directa por medio de la experimentación, se quiere promover la comprensión y asimilación efectiva y duradera de los contenidos abordados, dejando de lado el desarrollo de actividades monótonas y/o meramente expositivas, valorando de esta forma el aprendizaje a través de experiencias innovadoras.

De igual forma el aprender ciencia, haciéndose cargo de problemas locales, como en este caso a nivel ambiental, otorga un poder por si solo a la actividad, el reconocer la ciencia como herramienta de cambio y transformación del entorno, con un impacto positivo directo sobre ellos mismo y la población que los rodea, valorándolos y empoderándolos como futuros ciudadanos y por que no futuros científicos de este país.

Esta forma de entender la ciencia, así como el sentido atribuido a la misma, posibilitará a los estudiantes una forma de comprenderse a sí mismos como sujetos sociales, de tal modo que, junto con perfeccionar su condición humana, puedan ver incrementadas sus posibilidades de inserción en el ámbito académico superior. Ello no solo resultará positivo para el alumnado, sino también para, los docentes y el propio establecimiento, toda vez que se fortalece la vocación pedagógica y la realización de sí mismos, como personas, a través de tales logros.

El fomento del desarrollo de espíritu emprendedor permitirá a los alumnos no solo “imaginar la solución”, sino que además, lograr que sea puesta en acción, alcanzando el objetivo planteado, y dando respuesta a la situación específica que lo impulsó a imaginar y crear.

Finalmente, el proyecto no termina en el, pues se proponen nuevos rumbos y proyecciones, lo que da cuenta del constante espirito transformador de la ciencia, el cual se quiere dejar como enseñanza a los alumnos.