Buscando científicos baixo terra

Posta en marcha dun club de ciencia no IES Xelmírez II
No presente artigo exponse de maneira informal o proceso seguido para poñer en marcha un club de ciencia no IES Arcebispo Xelmírez II (Santiago), no marco do programa piloto da Consellería de Cultura, Educación e OU, así como a investigación levada a cabo no primeiro ano de funcionamento.

José Luis Martín Iglesias
pepindeparamos@edu.xunta.es
Raquel Veira Díaz
raquelveiradiaz@edu.xunta.es
Profesores de Física e Química no IES Arcebispo Xelmírez II
Santiago de Compostela (A Coruña)

 

Introdución e contextualización

Conversa do profesorado no centro un día calquera pola mañá:
—Bo día José Luis. Temos que falar dos problemas que tivemos onte no laboratorio. Son tantos rapaces que é difícil facer as prácticas. Ademais, non podemos montar suficientes postos de traballo, que non hai sitio.
—Nin tampouco nos chegaría o material... estamos moi escasos. E non  teño claro se o deseño das prácticas e os guións son os mellores. Non os vexo implicados. Como os podemos motivar?
—Temos que buscar algunha convocatoria de concurso ou proxecto para presentarnos. Conseguiriamos para eles un reto motivador e se cadra algo de financiamento, que nos viría moi ben...

Conversa do alumnado un día calquera no vestíbulo á entrada do centro:
—Estiven pensando sobre o que falamos o outro día: estaría moi ben facer actividades de ciencia a maiores do que facemos nas clases.
—E logo a ti gustaríache ser enxeñeira ou investigadora... en plan todo o día rodeada de frikies?
—Pois a verdade é que as Mates e a Química son o que máis me gusta, pero non teño claro que escoller para o curso. Estaría ben saber máis sobre como traballan os científicos.

Imaxe do recinto escolar no que foron tomadas as mostras para a súa posterior análise

 

Unha destas situacións é real e a outra non. Adiviñades cal? Obviamente, non estamos presentes nas conversas informais do alumnado no vestíbulo e nos corredores e imaxinamos que non falan precisamente disto, así que... Nesas estabamos os profesores do Departamento de Física e Química do IES Arcebispo Xelmírez II de Santiago de Compostela pouco despois das vacacións de Nadal cando, ao pouco tempo (o 2 de febreiro), a Dirección Xeral de Educación, FP e Innovación Educativa publicou nunha resolución a convocatoria dun programa piloto para poñer en marcha clubs de ciencia en dez centros de Galicia. A idea encaixaba perfectamente co noso estado de ánimo: un proxecto interdisciplinar con alumnado de diferentes niveis, que permite achegarlle diferentes aspectos da ciencia e con dotación económica. Pero que difícil nos parecía! Só dez centros de toda Galicia, tanto de primaria coma de secundaria, de xeito que a competencia se prevía enorme. Por outra parte, pode que 1200 € non parezan gran cousa, pero para moitos centros con recursos considerablemente limitados supoñen a diferenza entre poder desenvolver un proxecto ou que non sexa posible. E desde logo supón unha motivación para o profesorado, unha especie de recoñecemento á calidade do noso traballo, e permite que o material adquirido e que non sexa dun só uso (aínda que poida ser material funxible, por estar sometido a desgastes ou roturas, por exemplo) complete a dotación do centro e poida ser empregado noutras actividades.

Unha das profesoras tiña coñecemento de investigacións colaborativas de ciencia cidadá e algunha experiencia concreta neste eido e, ademais, posúe sólidos coñecementos TIC, en particular na comunicación e difusión na web. Outro dos profesores tiña experiencia no deseño, desenvolvemento e coordinación de proxectos interdisciplinares, e algún contacto con grupos de investigación da USC en campos que podían ser aplicables ao noso caso. O terceiro colabora no seu tempo libre cun grupo de investigación da universidade de modo que, á parte de enormes coñecementos químicos e técnicos, ten ampla experiencia na implantación práctica de investigación. E o cuarto membro do departamento puxo á disposición da proposta toda a súa boa vontade e colaboración. Axitamos a cocteleira... e decidimos levar adiante a iniciativa.

 

Deseño

Lanzámonos a deseñar un proxecto. O tempo dispoñible para facelo non era moito. O momento da convocatoria non era o mellor posible desde o punto de vista da organización: co curso tan avanzado, as enerxías están máis que escasas e a duración das actividades non podía ser elevada, o que condicionaba o deseño. Este aspecto foi radicalmente corrixido na nova convocatoria para este curso 2017/18, que foi realizada xa no mes de xuño e cuxo prazo de presentación rematou o 29 de setembro, o que permite traballar con antelación e desenvolver actuacións máis ambiciosas durante unha parte considerablemente máis ampla do curso.

Inicialmente é inevitable deixarse levar pola emoción e tender a un deseño demasiado ambicioso. É un erro común pero comprensible e aquí a experiencia previa axudou. É preferible ser prudentes, tamén realistas, conseguir que o proxecto non nos supere e levar a cabo todo o que proxectemos, aínda que algunhas boas ideas poden quedar para futuras continuacións ou ampliacións.

Un dos puntos máis difíciles foi a elección da temática. Desde o principio tivemos en mente como unha das posibilidades o estudo de propiedades físicas e químicas do solo. Coñecer a existencia dun grupo de investigación na USC que, entre outros eidos, traballa neste campo científico influíu, loxicamente. Por outra banda, resulta unha investigación interesante de seu. E ademais é potencialmente moi interdisciplinar: á parte das evidentes conexións con diferentes campos científicos, como a bioloxía, a xeoloxía, a física, a química e as matemáticas, así como con diferentes enxeñerías, como a agrónoma ou a forestal, permite aproximacións desde outros puntos de vista moi interesantes, como as ciencias sociais, a cidadanía ou a economía.

E aínda que non imaxinamos o alumnado mantendo conversas sobre temas así no seu tempo libre no centro (nin fóra), o certo é que todas as iniciativas semellantes que levamos desenvolvidas no centro fóra do horario lectivo foron un éxito no relativo á participación do alumnado. E mira que o teñen difícil: a dispersión do alumnado do noso centro é enorme, consecuencia dunha zona educativa moi grande, a maior parte dela de ámbito semirrural ou rural, malia a nosa localización teoricamente urbana; polo tanto, moitos dos nosos alumnos precisan transporte para acudir ao centro, que para unha actividade deste tipo debe ser asumido polas familias. As nosas familias son maioritariamente dun perfil económico modesto, co cal esta non é unha dificultade menor. A priori, pode parecer que o contexto non é o máis favorable para impulsar proxectos extraescolares co alumnado. Pero está claro que algo fan ben as nais e pais da nosa comunidade cando os seus fillos teñen inquedanza por aprender, actitude positiva ante as propostas e retos e elevada motivación para dedicarlle entre oito e doce tardes do seu tempo libre (ou de estudo), en sesións de tres horas, a unha actividade que nós temos claro que é interesante como experiencia e que supón compartir aprendizaxes con outro alumnado de idades diferentes, afondar no currículo e achegarse a tópicos pouco frecuentes nas aulas... pero que o teñan tan claro eles, sabendo que non terá valoración académica ningunha, ten moito mérito. Os proxectos desenvolvidos anteriormente permitíannos ter confianza neste sentido, pero aínda así lograr que o 90 % do alumnado ao que se lle propuxo participar acabase aceptando (nalgúns casos foi imposible por circunstancias persoais ou por incompatibilidade con outras actividades, non por falta de interese) só pode cualificarse de excepcional.

Unha vez decidida a temática, tocaba poñerse coa definición das actividades que se ían levar a cabo dun xeito máis concreto. Diferentes compañeiros e de múltiples departamentos didácticos (Tecnoloxía, Inglés, Artes Plásticas ou Matemáticas) prestáronse a colaborar e enriqueceron o proxecto en múltiples aspectos (manexo de ferramentas TIC, busca e análise de información tamén en lingua estranxeira, aspectos estéticos e artísticos das ferramentas comunicativas empregadas ou análise de datos, por citar algún).

No tocante á parte científica, resultou de enorme axuda a colaboración do grupo de investigación de solos integrado no Grupo de Nanomateriais, Fotónica e Materia Branda da Facultade de Física da USC, que nos orientou sobre os aspectos que resultaba viable tratar, asesorou de xeito preciso sobre a realización correcta da toma de mostras e mesmo nos prestou material para a realización dalgunha actividade. A esta colaboración máis ou menos prevista, que xa se tivera en conta no deseño, engadiuse a sorte de poder contar, grazas a un contacto persoal dunha das profesoras participantes, coa colaboración do Departamento de Química do CIFP Politécnico de Santiago, que cristalizou tamén en apoio técnico e científico moi valioso e na achega, en forma de préstamo temporal, de material para a realización da toma de mostras e das prácticas. Infinito agradecemento a todos eles pola axuda prestada.

 

Desenvolvemento da investigación

As actividades do club de ciencia foron desenvolvidas en seis sesións en horario extraescolar as tardes dos mércores, que foi o día da semana elixido pola maioría do alumnado participante, cun horario previsto de 16:15 a 18:45 horas. Polo tanto, a planificación prevía un total de quince horas de actividade directa co alumnado. Na práctica, a duración real foi algo superior, fundamentalmente porque o tempo asignado para algunha das sesións prácticas resultou escaso e, para a nosa sorpresa, a maioría do alumnado non tiña ningunha présa por marchar ao chegar a hora prevista para o remate da sesión... xusto o mesmo que nos adoita pasar nas sesións lectivas das materias que impartimos.

En total, participaron entre 25 e 30 alumnos dos niveis entre segundo da ESO e primeiro de bacharelato (un número lixeiramente variable debido a que o enfoque foi flexible, de xeito que estritamente non todo o alumnado participou en todas as sesións previstas), con maior incidencia nos cursos inferiores (a maioría de segundo, en menor medida de terceiro, e máis ocasional en cuarto da ESO e primeiro de bacharelato); aproximadamente dous terzos dos participantes foron mulleres.

A grandes trazos, o desenvolvemento de cada sesión resultou do seguinte xeito:

Sesión 1: presentación do proxecto e traballo sobre os conceptos previos necesarios

No momento de comunicarlle ao alumnado a posta en marcha do club, non todos os detalles do proxecto estaban completamente definidos porque non tiveramos a ocasión de explicalo con suficiente amplitude. Así, nesta primeira sesión fomos analizando en detalle as diferentes actividades e pasos do camiño que ían percorrer.

Por outra banda, considerabamos útil reforzar, e nalgún caso introducir, algúns conceptos previos; este aspecto levouse a cabo fundamentalmente a través de dous laboratorios virtuais (1) e (2).

Primeira sesión presentándolle o proxecto ao alumnado nunha das aulas de informática do centro

 

A intención foi a de que a dificultade da parte teórica fose a menor posible, de xeito que fose accesible para alumnado de niveis moi diferentes e de poñer énfase nos aspectos prácticos.

Dado que para o rexistro das mostras que debían obterse na segunda sesión decidimos empregar a aplicación EpiCollect+, que permite desenvolver unha app específica para o proxecto que se vaia desenvolver, e que se adoita empregar en proxectos de ciencia cidadá, dedicamos parte desta sesión a explicar o seu funcionamento, o cal é moi sinxelo. Isto permitía que parte do alumnado, se dispuña dun lugar axeitado para levalo a cabo, puidese recoller mostras pola súa conta en lugares distintos aos previstos para facelo en común na sesión 2, e rexistralas adecuadamente.

Sesión 2: toma de mostras

Nesta sesión levouse a cabo, de xeito conxunto aínda que divididos en grupos pequenos a cargo de diferentes profesores, a toma de mostras en diferentes zonas do terreo do recinto escolar do noso centro. Empregáronse dúas técnicas diferentes:

  • A recollida mediante barrenas específicas, cedidas polo CIFP Politécnico de Santiago.
  • Cavando directamente no terreo con ferramentas axeitadas (pas e aixadas), seguindo as instrucións elaboradas para tal efecto.

Toma dunha mostra de solo mediante unha barrena específica

 

Deste xeito obtivemos un conxunto relativamente significativo de mostras, xa que o terreo presentaba características diferentes segundo a zona de recollida (bastante extensa) en función de factores como a vexetación presente ou a proximidade ao regato do Corgo, que limita o recinto escolar por un lado. As mostras foron convenientemente rexistradas coa app creada previamente polo profesorado e gardadas en bolsas etiquetadas cos códigos subministrados pola app.

Sesión 3: preparación e barutado das mostras

Para poder ser analizadas posteriormente, debe procederse a secalas correctamente e logo ao seu barutado empregando sucesivos calibres cada vez máis finos, de xeito que separemos as diferentes fraccións que compoñen cada mostra. Neste procedemento seguimos fundamentalmente a obra de Guitián e Carballas, así como as indicacións dos investigadores de solos da USC.

Sesión 4: realización de prácticas (1.ª parte)

Preparáronse no laboratorio de física do noso centro un total de seis estacións de traballo, nas que se levaban a cabo diferentes accións e probas sobre as mostras:

  • Comprobación da "textura" ou análise granulométrica á man para estimar a súa clasificación.
  • Análise granulométrica mediante o establecemento das porcentaxes en masa das catro fraccións das mostras: grava, area, arxila e limo.
  • Determinación do grao de humidade do solo. Por quentamento, evapórase o contido en auga do solo, e o grao de humidade determínase por comparación da masa de solo antes e despois da evaporación.
  • Determinación da densidade das mostras mediante dúas técnicas: probeta e picnómetro.
  • Medición experimental do grao de acidez do solo a través do pH; empregáronse dous modelos diferentes de aparellos medidores de pH, un máis sinxelo, adquirido especificamente para o proxecto, e un máis profesional, cedido polo grupo de investigación da USC.
  • Determinación da presenza de materia orgánica e de carbonatos mediante a adición de diferentes axentes reactivos.

Desenvolvemento das sesións no laboratorio e parte das fichas e material empregado

 

O alumnado foi pasando de xeito rotatorio polos diferentes postos de traballo ao longo da sesión; de media cada grupo completou tres experiencias nesta sesión.

Sesión 5: realización de prácticas (2.ª parte)

O alumnado, en pequenos grupos, foi realizando as diferentes prácticas rotando polos postos de traballo preparados no laboratorio, e completando aquelas non realizadas na primeira sesión.

Sesión 6: análise de resultados e posta en común

Nesta sesión o alumnado comparou os resultados obtidos polos diferentes grupos sobre as diferentes mostras, unha vez baleirados en ferramentas axeitadas (por exemplo, follas de cálculo) e procurouse que fosen capaces de elaborar conclusións válidas.

As principais conclusións obtidas pódense resumir así:

  • O solo do recinto escolar é principalmente arxiloso, aínda que hai certa diferenza de texturas en distintas zonas e algunhas mostras presentan un carácter máis areoso.
  • O solo presenta un grao de humidade elevado.
  • A densidade non permite diferenciar os tipos de solo, aínda que os valores medidos son razoablemente semellantes aos do tipo de solo recollido.
  • As mostras teñen elevado contido en materia orgánica e baixa porcentaxe de carbonatos.
  • O pH das mostras é lixeiramente ácido (entre 5.5 e 6.0).
  • Pódense consultar os resultados, xunto cun vídeo resumo do procedemento experimental, na páxina web do club.

 

Comunicación e visualización do proxecto

Aínda que inicialmente tiñamos previsto o uso dunha web, Instagram e Twitter como canles de difusión, finalmente sumáronse dúas máis. A continuación describiremos o uso, alcance e repercusión para cada unha delas.

Web do club de ciencia
Foi a ferramenta fundamental empregada como soporte para a publicación de todo o realizado no marco do proxecto. Nela pódense atopar a súa descrición e os materiais, incluíndo os guións de todas as prácticas, e pódese facer o seguimento de todas as sesións desenvolvidas que foron narradas no correspondente blog (5).

Instagram
Con 38 publicacións e 60 seguidores, foi a rede social na que a interacción co alumnado foi maior, como era previsible. Do total de seguidores, a maior parte é o alumnado que formou parte do club neste curso e compañeiras e compañeiros que amosaron o seu interese para incorporarse a el no futuro.

Twitter
Con 77 chíos publicados e 29 seguidores, foi a rede social que acadou menos seguidores, pero, con todo, a que permitiu unha maior interacción con profesorado, institucións, organizacións, outros centros e outros clubs, como se pode ver nas reaccións aos chíos publicados.

Facebook
Con 40 publicacións e 60 seguidores, a interacción co alumnado a través desta rede social é baixa; tampouco é salientable a interacción con centros ou institucións, pero segue a ser a rede social máis empregada por pais, nais e titores legais do alumnado e por profesorado do noso e doutros centros, que tamén amosou o seu interese polo proxecto.

Youtube
Con sete vídeos publicados en total, non acadou un número significativo de subscritores, pero resultou fundamental como plataforma para lles dar soporte físico aos vídeos que despois se comparten en redes sociais ou se incorporan ás publicacións no blog da páxina web.

Por último, cómpre comentar tamén que a investigación realizada foi presentada por alumnado do centro na feira de proxectos levada a cabo en xuño de 2017 dentro do programa Piteas, resultado dun convenio entre a Fundación Barrié, a Consellería de Educación e a Universidade de Santiago, e no que participa o centro no curso 2017/18.

 

Presentación da investigación na feira de proxectos do programa Piteas

 

Avaliación

A valoración do proxecto por parte do profesorado e do alumnado participante resultou moi positiva. Ao alumnado realizóuselle unha enquisa final que incluía a valoración da organización e o desenvolvemento, así como o interese nunha posible continuidade en vindeiros cursos. As respostas afirmativas superaron o 80 % dos participantes, o cal supón un enorme estímulo. As actividades mellor valoradas por eles foron as relacionadas co traballo de campo (a toma de mostras) e o manexo de instrumentos e material de laboratorio que non coñecían previamente. No ámbito do profesorado, só se realizou unha valoración máis ben informal, que tamén resultou moi positiva. Un dos aspectos mellor valorados polo profesorado é a posibilidade de traballar a adquisición de competencias clave de xeito máis directo ca noutras actividades máis habituais na aula. E outra característica que destacan como positiva tanto o profesorado coma o alumnado é que os rapaces poidan realizar actividades conxuntamente con outros cos que habitualmente non traballan nin comparten experiencias educativas, de diferentes idades, cursos, intereses, expectativas, rendemento académico ou mesmo modalidades de ensino no caso do bacharelato, o que resulta moi enriquecedor.

Por todo isto, e tamén porque gozamos enormemente levando a cabo o proxecto (sensación que cremos sinceramente que boa parte do alumnado comparte), antes de rematar o seu desenvolvemento tiñamos claro que solicitariamos a súa continuidade nunha hipotética nova convocatoria.

 

Conclusións

Desde o noso punto de vista, as principais vantaxes dun proxecto deste tipo residen en completar a formación científica do alumnado, dado que permiten achegarse a temas difíciles de traballar desde os currículos das materias e ao tempo enfocalos desde un punto de vista próximo ao contexto do alumnado. Por suposto tamén hai dificultades; para nós, as principais estiveron relacionadas co deseño concreto das actividades e do material específico para desenvolvelas, tanto pola propia dificultade coma pola cantidade de tempo que precisan, esforzo que debe ser realizado polo profesorado a maiores da súa dedicación horaria usual ao seu traballo, como ocorre con tantas outras iniciativas desenvolvidas hoxe en día nos centros de ensino.

Resulta difícil valorar a tan curto prazo se este tipo de iniciativas fomentan as vocacións STEM no alumnado. A falta de alumnado que se vén observando nos últimos tempos nos estudos superiores relacionados con estes ámbitos de coñecemento, en particular a escasa presenza de mulleres nalgúns deles, ten, sen dúbida, múltiples causas cuxa análise é complexa. Pensamos que a decisión da consellería de fomentar explicitamente a presenza das mulleres nesta iniciativa é acertada e, como curiosidade, podemos mencionar que varias das alumnas participantes valoraron positivamente este aspecto en particular. A nosa perspectiva neste aspecto é a de que debemos traballar aínda moito pola normalización e a igualdade entre mulleres e homes nos diferentes campos científicos en xeral con moita diferenza entre uns e outros e estamos convencidos de que os clubs de ciencia, ben xestionados e combinados con outras actuacións, poden axudar neste sentido.

Parte do alumnado e profesorado participante na investigación

 

 

Bibliografía: 

 

 

GUITIÁN OJEA, F. e CARBALLAS FERNÁNDEZ, T. (1976): Técnicas de análisis de suelos, Monografías de ciencia moderna (vol. 70). Biblioteca Universitaria Pico Sacro (2.ª ed.).

Sección: