Einstein fellows. Mejores prácticas en educación STEM.

“Antes de estar en el Congreso, trabajé más de veinte años como educador, en roles de profesor, miembro de juntas educaciones, director e investigador en el área. Einstein Fellows: mejores prácticas en educación STEM es una publicación destacable, que presenta a algunos de los mejores educadores STEM en el país, además de perspectivas y guías sobre lo que realmente funciona para mejorar el aprendizaje tanto dentro como fuera del aula. La implementación amplia de estas mejores prácticas para mejorar la educación STEM tanto aquí en los Estados Unidos como en todo el mundo. Insto a profesores, administradores escolares, mis colegas en el Congreso y líderes en educación en todo el país a leerlo, no se defraudarán.

—Mike Honda, Congresista de los Estados Unidos por el Distrito 17 de California.

“En una comunidad donde es difícil definir ‘STEM’, este libro entrega una clara visión, con ejemplos tangibles, para poder definir el rol de la sociedad, la tecnología, la ingeniería y la matemática en el sistema educativo de una nación. Einstein Fellows presenta investigación de la mano con programación práctica y recursos de una forma novedosa que le habla a practicantes, administradores, investigadores y legisladores. Este libro es STEM para el siglo XXI” —Sarah Young, Especialista en ciencias para ciclo escolar, Oficina de educación del Estado de Utah. “[las contribuciones a] Einstein Fellows representan a un grupo de grandes educadores STEM que son líderes e innovadores educacionales en el aula y más allá. Esta colección de ensayos representa décadas y décadas de experiencia y maestría condensadas en las mejores prácticas que educadores STEM pueden utilizar inmediatamente. Recomiendo altamente Einstein Fellows: mejores prácticas en educación STEM para cualquier educador que busque prácticas probadas por algunos de los mejores educadores STEM de nuestro país.

—DaNel Hogan, Coordinador STEM, en la oficina de Superintendencia de Escuelas en el Condado de Pina.

“La Beca Albert Einstein para educadores distinguidos le entregó a este grupo de educadores STEM la oportunidad de ahondar en su conocimiento sobre mejores prácticas en la investigación de educación STEM sobre enseñanza y aprendizaje. Sus perspectivas, particulares por su propia experiencia tanto en el aula como en la formación de las leyes sobre educación STEM a nivel federal, entregan una mirada única en torno a cómo luce el aprendizaje STEM comprometido. Esta colección de ensayos entrega prácticas y estrategias de instrucción relevantes, que educadores reconocidos han encontrado exitosas en salas de clase alrededor del mundo. Este libro no podría haber aparecido en un mejor momento, considerando la necesidad imperiosa que nuestro país tiene de una fuerza de trabajo en STEM. —Cindy L. Hasselbring, Asistente Especial para la Superintendencia de Estado. Departamento estatal de educación de Maryland.

“Aplaudo [ las contribuciones a] Einstein Fellows… por exponer sus mejores razonamientos acerca de realizar STEM. Ofrecen una guía útil para educadores que buscan claridad en STEM en la forma de prácticas que pueden ser adoptadas en sus propios salones de clase o en situaciones de aprendizaje informal. Por medio de su escritura, los becarios nos estregan, a esos de nosotros que trabajamos en roles legales y de defensa, una mejor perspectiva sobre las múltiples y sutiles variaciones de significado que sólo pueden ser entendidas en contexto o por inflexión o cuando están acompañadas por gestos como los usados en STEM cuando se habla de este en las escuelas.

—Tom Peters, Director ejecutivo, Coalición para la matemática y las ciencias de Carolina del sur.

“Esta colección de ensayos provee ejemplos concretos para dar vida a la STEM en las aulas, incluyendo experiencias de aprendizaje informales y la integración del diseño en ingeniería, lo que es crucial para implementar los Next Generation Science Standards. Desde 1990, el programa de Becas Albert Einstein para educadores distinguidos ha traído a consumados educadores STEM de todo el país a Washington, D.C., para que puedan colaborar en las leyes y programas con su conocimiento. A cambio, ellos aprenden sobre las complejidades de las leyes federales de educación y obtienen acceso a innumerables recursos educacionales. Animo a futuros becarios a que continúen esta tradición y abran nuevos caminos”.

—Ioannis Miaoulis, Presidente y Director del Museo de ciencias de Boston.

Fundador del Centro Nacional por la alfabetización tecnológica.

“Este libro captura la diversa sabiduría colectiva de más de una docena de destacados y experimentados profesores de ciencias. Si eres un educador STEM, ahórrate tiempo y compra dos copias inmediatamente, pues de seguro querrás dar una de tus copias a un colega más joven”.

—Stephen Pompea, Jefe del Departamento de educación y participación pública. Observatorio nacional de astronomía óptica.

“Einstein Fellows: mejores prácticas en educación STEM es un libro único en cuanto a su lugar, pues sintetiza soluciones, de algunos de los más influyentes profesores, para muchos asuntos que premian en la educación STEM y lo hace de una manera práctica. La amplitud de los temas es abarcante—desde niñas en STEM, juegos, experiencias de investigación para profesores, hasta sustentabilidad entre otras muchos—y cada capítulo indaga en profundidad para ofrecer practicas reales y probadas por profesores expertos. Este libro será útil para legisladores, educadores de profesores, profesionales de las industrias STEM, como también para profesores”.

—Erin E. Peters-Burton, Profesor Asociado de educación en ciencias y psicología educacional, George Mason University “En Einstein Fellows: mejores prácticas en educación STEM los temas cubiertos son excepcionalmente importantes. Cada capítulo cubre asuntos de las materias excepcionalmente bien… En general, es la llegada, justo a tiempo, de un libro que todos; incluyendo padres, estudiantes, políticos y profesionales practicantes; deben leer para entender sus roles en mejorar la sociedad en su totalidad y que su real participación en la educación temprana de las mentes jóvenes y mantener la disciplina a edades mayores es crítico para la sociedad. Aplaudo a los autores por presentar un libro excelente enfocado en sus ideas de los mejores métodos para mejorar la educación STEM realísticamente”.

—Dhadesugoor R. Vaman, Profesor regente Texas A&M, Prairie View A&M University, Texas; Jefe de tecnología, Digital Compression Technology, Virginia “Esta colección informativa de ensayos provee miradas a perspectivas de investigación en el campo de la educación STEM en conjunto con la sabiduría de los profesores que las aplican en el aula. Cada ensayo— ya sea que se centre en aprendizaje basado en problemas, involucrar a las niñas, aprendizaje interdisciplinario, experiencias de investigación o aprendizaje informal— se mueve de lo teórica a lo personal cuando los profesores autores presentan ejemplos prácticos para todos aquellos involucrados en el valioso trabajo de educar a los niños de América”.

—Arthur Eisenkraft, Profesor distinguido de enseñanza de las ciencias, Profesor de física, Director del Centro de ciencia y matemática en contexto(COSMIC), University of Massachusetts—Boston

Perspectivas Pedagógicas Críticas Greg S. Goodman, Editor General

Vol. 27

La serie de Psicología educacional es parte de la Lista de educación Peter Lang.

Cada volumen pasa por revisión de pares y cumple con los más altos estándares de calidad en su contenido y forma.

PETER LANG

Nueva York ■Washington, D.C./Baltimore ■Bern Fráncfort ■Berlín ■Bruselas ■Viena ■Oxford

Mejores prácticas en educación STEM

EDITADO POR

Tim Spuck & Leigh Jenkins CON EL APOYO DE

Terrie Rust & Remy Dou

PETER LANG

Nueva York ■Washington, D.C./Baltimore ■Bern Fráncfort ■Berlin ■Bruselas ■Viena ■Oxford

Catalogación Biblioteca del Congreso por datos de publicación Einstein Fellows: Mejores prácticas en educación STEM / editado por Tim Spuck, Leigh Jenkins. páginas cm — (Psicología educacional: Perspectivas de pedagogía crítica; Vol. 27) Incluye referencias bibliográficas e índice.

1. Ciencia—Estudio y enseñanza—Estados Unidos. 2. Tecnología—Estudio y enseñanza—Estados Unidos. 3. Ingeniería—Estudio y enseñanza— Estados Unidos. 4. Matemática—Estudio y enseñanza— Estados Unidos. I. Spuck, Tim. II. Jenkins, Leigh.

LB1585.3.E425 507.1’073—dc23 2014000507 ISBN 978-1-4331-2195-1 (tapa dura) ISBN 978-1-4331-2194-4 (rústica) ISBN 978-1-4539-1258-4 (libro elec.)

ISSN 1943-8109

Información bibliográfica publicada por Die Deutsche Nationalbibliothek.

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© 2014 Peter Lang Publishing, Inc., New York 29 Broadway, 18th floor, New York, NY 10006 www.peterlang.com Todos los derechos reservados.

Se prohíbe estrictamente la reimpresión o reproducción total o parcial del presente libro, en cualquier modalidad tales como microfilm, fotocopia, microficha u offset. Impreso en los Estados Unidos de Améca

TABLA DE CONTENIDOS RECONOCIMIENTOS.......................................................................................... ix PRÓLOGO .......................................................................................................... x INTRODUCCIÓN ...............................................................................................xiv SOBRE LOS AUTORES ..................................................................................... xviii 1. BÚSQUEDA DE LA INTERDISCIPLINARIEDAD: DESPLAZARSE DESDE LA BIOLOGÍA, QUÍMICA Y FÍSICA A STEM Y MÁS ALLÁ ...................................... 1 Introducción .............................................................................................. 1 Trasfondo .................................................................................................. 5 Mejores prácticas del autor: ¿qué hago yo? ............................................ 12 Adaptación de las mejores prácticas ....................................................... 20 Conclusión .............................................................................................. 22 Trabajos citados ...................................................................................... 23 2. CONSTRUYENDO UNA BASE PARA UNA EDUCACIÓN STEM EXITOSA A NIVEL DE PRIMARIA ............................................................................................. 26 Introducción ............................................................................................ 26 Trasfondo ................................................................................................ 27 Mejor Práctica ......................................................................................... 34 Conclusión .............................................................................................. 46 Trabajos citados ...................................................................................... 47 Apéndice ................................................................................................. 49 3. INVOLUCRAR A LAS NIÑAS EN CARRERAS STEM ........................................ 52 Introducción ............................................................................................ 52 Trasfondo ................................................................................................ 53 La mejor práctica STEM: Club de niñas explorando tecnología (GET Club) ....................................................................................................... 57 Cómo otros pueden adaptar esta mejor práctica ..................................... 69 Conclusión .............................................................................................. 81 Trabajos citados ...................................................................................... 83 Apéndice ................................................................................................. 85 4. ENSEÑAR MATEMÁTICA A ESTUDIANTES EN SITUACIÓN DE RIESGO ......... 86 Introducción ............................................................................................ 86 Trasfondo ................................................................................................ 87 Mis mejores prácticas y cómo otros pueden adaptarlas .......................... 88 Conclusión .............................................................................................. 99 Trabajos citados .................................................................................... 100 Apéndice A ........................................................................................... 101

Apéndice B ........................................................................................... 102 5. EL MODELO DE APROXIMACIÓN A LA INSTRUCCIÓN ESTRUCTURADA Y CRECIMIENTO CENTRADO EN EL ESTUDIANTE (SSIAG) ............................ 103 Introducción .......................................................................................... 103 Trasfondo: Componentes del modelo SSIAG....................................... 107 Mejor práctica: El SSIAG ..................................................................... 110 Sólida evidencia que apoya el modelo SSIAG ..................................... 114 Conclusión ............................................................................................ 118 Trabajos citados .................................................................................... 119 6. DAR AUTENTICIDAD AL APRENDIZAJE DE CIENCIA .................................. 121 Introducción .......................................................................................... 121 Trasfondo .............................................................................................. 123 Llegar a conocer la ciencia: Mi historia personal ................................. 128 Mejores prácticas: Ciencia auténtica en acción .................................... 135 Implementar ciencia auténtica afuera de un salón de clases regular ..... 146 Introducción al instrumento de evaluación para ciencia auténtica........ 151 Conclusión ............................................................................................ 154 Trabajos citados .................................................................................... 156 Apéndice ............................................................................................... 158 Hoja de puntaje ASRI ........................................................................... 159 7. INVOLUCRAR A LAS MENTES JÓVENES PARA SER LOS INNOVADORES DEL MAÑANA ................................................................................................. 162 Introducción .......................................................................................... 162 Trasfondo .............................................................................................. 164 Mejores prácticas .................................................................................. 169 Adaptar las mejores prácticas en tu sala de clases ................................ 181 Conclusión ............................................................................................ 182 Trabajos citados .................................................................................... 183 8. EXPANDE LOS HORIZONTES DE TUS ESTUDIANTES AL EXPANDIR EL TUYO ................................................................................................................ 187 Introducción .......................................................................................... 187 Trasfondo .............................................................................................. 188 Mejores prácticas .................................................................................. 189 Expandir tus horizontes ........................................................................ 200 Conclusión ............................................................................................ 203 Trabajos citados .................................................................................... 203 Apéndice ............................................................................................... 204

9. LAS EXPERIENCIAS DE INVESTIGACIÓN PARA PROFESORES PUEDEN MEJORAR LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA ................................................ 205 Introducción .......................................................................................... 205 Trasfondo .............................................................................................. 207 Mejores prácticas .................................................................................. 212 Adaptaciones de las mejores prácticas .................................................. 219 Conclusión ............................................................................................ 223 Trabajos citados .................................................................................... 228 10. REALIDAD ALTERNATIVA: HACER DE TU CLASE UN JUEGO....................... 229 Introducción .......................................................................................... 229 Trasfondo .............................................................................................. 230 Mejores prácticas .................................................................................. 236 Estructurar las clases como un juego .................................................... 238 Reflexiones adicionales: MMOGs ........................................................ 247 Conclusión ............................................................................................ 248 Trabajos citados .................................................................................... 250 Apéndice ............................................................................................... 251 11. COMUNICAR CIENCIA A AUDIENCIAS PÚBLICAS A TRAVÉS DE LOS MEDIOS EN SECUNDARIA: MEJORANDO LAS ACTITUDES Y MOTIVACIONES EN LA CIENCIA ................................................................................................... 252 Introducción .......................................................................................... 253 Trasfondo .............................................................................................. 258 Estudio de caso ..................................................................................... 264 Ideas para ser adaptadas por otros ........................................................ 276 Conclusión ............................................................................................ 278 Trabajos citados .................................................................................... 279 Apéndice A ........................................................................................... 282 Apéndice B ........................................................................................... 283 12. USAR PIZARRAS PARA CREAR UN AULA COLABORATIVA CENTRADA EN EL ESTUDIANTE ............................................................................................ 284 Introducción .......................................................................................... 284 Trasfondo .............................................................................................. 286 Mejores prácticas: Cómo adaptar el pizarreo a tu sala de clase ............ 290 Conclusión ............................................................................................ 307 Trabajos citados .................................................................................... 308 Apéndice: Materiales recomendados .................................................... 309 13. INTEGRAR APRENDIZAJE NO FORMAL STEM EN TU CURRÍCULO.............. 310 Introducción .......................................................................................... 310

Trasfondo .............................................................................................. 311 Mejor práctica ....................................................................................... 313 Adoptar la mejor práctica ..................................................................... 317 Conclusión ............................................................................................ 322 Trabajos citados .................................................................................... 323 Apéndice A ........................................................................................... 324 Apéndice B ........................................................................................... 325 Apéndice C ........................................................................................... 326 Apéndice D ........................................................................................... 332 14. MODELAR LA SUSTENTABILIDAD POR MEDIO DE APRENDIZAJE STEM DE SERVICIO ................................................................................................ 334 Introducción .......................................................................................... 334 Trasfondo .............................................................................................. 336 Mejor práctica ....................................................................................... 343 Modelando sustentabilidad en tu escuela y comunidad ........................ 350 Conclusión ............................................................................................ 354 Trabajos citados .................................................................................... 355 Recursos ................................................................................................ 356 15. LA INVESTIGACIÓN ECOLÓGICA EN TERRENO ACERCANDO A LOS ESTUDIANTES Y LA NATURALEZA ............................................................. 358 Introducción .......................................................................................... 358 Trasfondo .............................................................................................. 361 Mejor práctica ....................................................................................... 368 Conclusión ............................................................................................ 379 Trabajos citados .................................................................................... 382 Apéndice ............................................................................................... 383 16. APLICACIONES DE IMÁGENES SATELITALES, DETECCIÓN REMOTA Y VISUALIZACIONES COMPUTARIZADAS: OBSERVAR LA TIERRA Y VISUALIZAR EL FUTURO .............................................................................................. 388 Introducción .......................................................................................... 388 Trasfondo .............................................................................................. 390 Mejor práctica ....................................................................................... 395 Adopción de la mejor práctica .............................................................. 399 Conclusión ............................................................................................ 401 Trabajos citados .................................................................................... 404 ÍNDICE ........................................................................................................... 405

RECONOCIMIENTOS Los editores quisieran agradecer a Terrie Rust y Remy Dou por sus contribuciones al proceso de edición. Sin sus diligentes esfuerzos, por meses, esta publicación no estaría ni cerca de la calidad que hoy tiene. Además, quisiéramos expresar nuestra profunda gratitud a todos los autores que destinaron tiempo de sus vidas ya ocupadas, para compartir sus mejores prácticas con otros. Finalmente, quisiéramos reconocer a los educadores quienes, diariamente, se esfuerzan para enriquecer la vida de todos los niños sin sesgo, quienes sostienen esa responsabilidad con fervor y equilibran sus roles de padres, consejeros, mentores y amigos, cada día, en el aula. Estos educadores van más allá de la jornada de trabajo requerida para entregar una experiencia completa a los niños con el objetivo de desarrollar una población de estudiantes de por vida. Aplaudimos a esos educadores que ven la innovación en el aprender y enseñar como la clave que abrirá el proceso de descubrimiento para todos.

PRÓLOGO

VOZ DEL PROFESOR: NOTAS DESDE EL FRENTE DE UNA REFORMA EDUCACIONAL “La educación es el futuro”. Escuchamos esto frecuentemente, porque es central para la economía del conocimiento y el éxito de una democracia fuerte en nuestros tiempos cada día más tecnológicos.

Ahora un grupo de profesores de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM)1 han dado un gran paso al frente: poniendo las voces de los profesores en el centro del escenario. Los ensayos en Einstein Fellows: Mejores prácticas en educación STEM fueron escritos por participantes en el programa de becas Albert Einstein para educadores distinguidos. Desarrollado y apoyado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, el programa Einstein trae a destacados profesores STEM de nivel escolar de todo el país a Washington, D.C., donde trabajan por uno o, a veces, dos años.

Los profesores trabajan en agencias técnicas incluyendo el Departamento de Energía, la Fundación Nacional de la Ciencia, la Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Algunos han trabajo esporádicamente en oficinas o comités del congreso cuyos miembros pueden y han utilizado su experiencia para crear legislaciones y otros han servido en el Ministerio de Educación de los Estados Unidos.

En los últimos años el programa sobre América y la economía global del Woodrow Wilson International Center for Scholars, ha llevado a cabo una serie de eventos con los becarios Einstein, quienes, además de ser destacados profesores, han reflexionado sobre esfuerzos previos para así poder definir nuevas direcciones para las reformas escolares. En síntesis, piensan en el sistema de educación, además de ser experimentados educadores ellos mismos. En este libro, becarios Einstein se han reunido para compartir sus pensamientos y perspectivas acerca de mejores prácticas para la enseñanza STEM y cómo continuar puliendo las habilidades de profesores.

Hay muchos temas prominentes que surcan los diferentes capítulos.

Muchos destacan la importancia del aprendizaje basado en proyectos. Hay un 1

Nota del traductor: Conservo las siglas según sus originales en inglés.

énfasis paralelo en involucrar a los estudiantes por medio de resolver activamente problemas del mundo real. Predican la misma filosofía cuando se trata de oportunidades educativas después de la escuela: mientras las estructuras del salón de clases limitan el aprendizaje, los programas después de la escuela pueden mejorar la motivación y el acceso. Algunos de los temas se centran en pulir las habilidades de los profesores por medio de sesiones de verano en laboratorios donde las prácticas de ciencias son aplicadas, volviendo a encender la chispa que llevó al profesor a un campo particular STEM en un principio.

No importa si eres un administrador, profesor o un educador informal, algo hay para ti en Einstein Fellows: Mejores prácticas para educación STEM. Este libro ofrece consejos para implementar aprendizaje basado en proyectos, mejorar la preparación de profesores y el desarrollo profesional significativo, mejorar la comunicación en el aula, llegar a los estudiantes más desafiantes, aumentar la participación de mujeres en STEM, usar las artes del lenguaje para mejorar el aprendizaje y usar la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la matemática para mejorar el aprendizaje para todos los estudiantes. Leerás historias y casos de estudio de estudiantes que pasan de reprobar a las más altas calificaciones, produciendo comida para la cafetería del colegio y contribuyendo a la ciencia profesional por medio del descubrimiento de asteroides y estrellas que explotan.

El valor del conocimiento en esta colección es aparentemente infinito y tan diverso como los mismos autores. No es una sorpresa que hayan recibido numerosos premios a nivel local, estatal, nacional e internacional, reconociéndolos como destacados maestros profesores en STEM. También los autores son únicos, ya que mantienen fuertes conexiones con sus disciplinas por fuera de la educación. Muchos de ellos han explorado diferentes carreras antes de llegar a enseñar. Estas experiencias suman a sus habilidades de pensar acerca de la educación como parte de la visión más amplia de economía y competitividad americanas.

En los próximos años, se espera que el Congreso dirija su atención a la renovación de la ley Acta de educación primaria y secundaria, cuya última versión es la que comúnmente se ha tendido a llamar No Child Left Behind Act. El comité de ciencia del Congreso ya está pensando en renovar la ley America COMPETES. Versiones anteriores de esta acta enfatizaban la inversión en ciencia física y educación STEM desde niveles de primaria hasta nivel postgraduado. Mientras el Congreso y la administración de Obama consideran renovar importantes legislaciones relacionada con educación, aprovecharán de albergar la opinión de especialistas académicos, centros de estudio localizados en Washington y líderes dentro de las asociaciones de profesores. Frecuentemente, sin embargo, profesores especialistass, con

experiencia en aula reciente, están ausentes de las listas de expertos. En nuestro trabajo en educación, y particularmente en educación STEM, aquí en el Woodrow Wilson International Center for Scholars hemos aprendido mucho de escuchar y conversar con los becarios Einstein. Llamo a los profesores, a quienes preparan profesores, administradores de colegios, quienes financian reformas escolares, al Congreso y a la administración de Obama a que le den exhaustiva mirada a esta publicación mientras trabajan en la preparación de la nueva generación de innovadores STEM. Esta colección de ensayos ofrece lecciones para todos nosotros.

Kent H. Hughes, Director Programa on America and the Global Economy Woodrow Wilson International Center for Scholars 1300 Pennsylvania Ave., NW Washington, DC 20004-3027

INTRODUCCIÓN Entre el sector privado y el gobierno, se estima que Estados Unidos gasta más de $400 billones anualmente en investigación y desarrollo—casi el doble de lo que gasta su competidor más cercano, China. La inversión en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM)2 se ha identificado como la pieza clave que se requiere para que la economía del país se mantenga innovadora y competitiva, siendo esta crucial para las mejoras en la calidad y longevidad de la vida humana. Durante las décadas de 1960 y 1970, la carrera espacial y otras iniciativas STEM, atrajeron a muchos a carreras relacionadas con STEM. Esas personas hoy se acercan a la edad de jubilación y pronto dejarán el campo. ¿Quién ocupará su lugar? ¿Quiénes serán los innovadores del mañana? ¿Los estudiantes que estamos preparando hoy están listos para enfrentar los desafíos STEM actuales y futuros que enfrenta nuestro planeta?

Existe una gran preocupación de que los Estados Unidos se estén quedando atrás en su competitividad y habilidad para enfrentar los desafíos globales que se avecinan. Comparados con estudiantes de otros países, los estudiantes de quince años de EE.UU. figuran en el lugar 23 en ciencia, 31 en matemática y 17 de lectura, medido por el Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA). Cuando estos mismos estudiantes llegan a nuestras universidades, también se ven complicados allí. Menos de un 40% de los estudiantes que entran a la universidad en una especialidad en campos STEM termina con un grado en STEM. Además, el público general parece tener problemas para entender conceptos STEM. Una encuesta de investigación Pew mostró que el 85% de los científicos ve la carencia de conocimientos científicos como un problema importante, y casi un 50% cree que el público tiene expectativas irrealistas de los científicos. Incluso después de años de la atención y foco de los medios, 35% de los estadounidenses no sabe que el dióxido de carbono es un gas vinculado al aumento global de temperaturas, casi el 50% no sabe que las células madre pueden desarrollarse en muchos tipos diferentes de células, y más del 50% no sabe que un electrón es más pequeño que un átomo. Somos, realmente, un país en peligro.

Ya ha comenzado el llamado para la creación de un Cuerpo de Maestros Profesores STEM, un equipo de educadores experimentados y altamente capacitados educadores que liderarán el cambio para mejorar la educación STEM. El presupuesto para el año fiscal 2014 del presidente Barack Obama establece la creación de este cuerpo para que se establezca por medio del Ministerio de educación de los Estados Unidos. Los autores de 2

Nota del traductor: Por su sigla en inglés: Science, Technology, Engineering, and Mathematics. Se conserva el acrónimo STEM a lo largo de la publicación.

Einstein Fellows: Mejores prácticas en educación STEM son parte de un grupo de elite de educadores escolares STEM, reconocidos a nivel nacional como becarios de la beca Albert Einstein para educadores distinguidos. Tal como la propuesta de este cuerpo de maestros profesores STEM, los becarios Einstein son reconocidos como algunos de los profesores STEM más talentosos de Estados Unidos, cuya pericia es usada por agencias federales para mejorar la educación STEM y para mejorar el perfil de la profesión de educación STEM. Colectivamente los autores tienen más de 40.000 horas de práctica enseñando STEM. Aún más importante, los becarios Einstein, aunque son un número limitado, ¡Han estado ofreciendo su experiencia en STEM en Washington D.C. por más de veinte años!

El objetivo de esta publicación es ayudar a mejorar el estado de la educación STEM. Como el corpus de investigación acerca de aprendizaje STEM crece, este volumen provee la perspectiva particular de profesionales de la educación, reconocidos a nivel nacional, que han pasado años en la intersección de enseñar y aprender. Los 16 capítulos a continuación son el producto de años de práctica, errores, reflexiones y refinamiento. Proveen el pragmatismo experimental respaldado por investigación que es tan deseado por quienes practican la disciplina. Cada capítulo presenta como su autor ha implementado una práctica STEM específica en el aula y como esa práctica puede ser modificada para ser usada en otras aulas, colegios o ambientes de aprendizaje. Estas son historias de éxito, pero de igual forma son historias sobre esfuerzo.

Aunque se le ha dado una atención significativa el orden de los capítulos, este libro puede servir también como una guía de referencia para una variedad de profesionales de la educación STEM. Los capítulos pueden leerse en orden o los lectores pueden elegir saltar de un tema que les interese a otro. Desde los beneficios de la enseñanza interdisciplinar hasta el rol de la educación informal en el aula, cada tema contribuye a construir un sistema de educación STEM efectivo. Aún más, los métodos propuestos no sólo son respaldados por investigación, también han sido probados por educadores en una diversa variedad de salones de clase STEM a lo largo del país.

Acerca de la beca Einstein Fundada en 1990, el programa de becas Albert Einstein para educadores destacados es una beca pagada para educadores STEM de nivel escolar que han demostrado excelencia en su enseñanza y liderazgo en materias STEM. La beca Einstein apunta a mejorar la comprensión, comunicación y cooperación entre los poderes legislativos y ejecutivos del gobierno y las comunidades educativas STEM. Este objetivo se logra mediante la inclusión de experimentados y probados educadores en una variedad de agencias federales incluyendo el Ministerio de energía, la Fundación nacional de la ciencia, la Administración nacional aeronáutica y espacial, la Administración nacional oceánica y atmosférica, el Ministerio de educación, como también en las oficinas de líderes del congreso en Capitol Hill.

La ley que rige la beca Albert Einstein para profesores destacados, autorizada por el Congreso de Estados Unidos en 1994, le dio al Ministerio de Energía (DOE) una responsabilidad federal sobre el programa. Hoy el DOE está asociado con la Triangle Coalition for STEM Education para manejar el programa de las becas. La Triangle Coalition trabaja mano a mano con sus miembros para dirigir a la nación hacia la defensa de mejoras en la educación STEM. La organización está compuesta por grupos miembros que representan voces diversas del mundo de los negocios, alianzas educativas, organizaciones sin fines de lucro y sociedades STEM de todo el país. Por medio de una combinación de defensa, comunicaciones y esfuerzos programáticos, la Triangle Coalition trabaja diligentemente para mejorar la educación STEM para todos los estudiantes. Profesores interesados en postular a las becas Einstein pueden hacerlo en línea en http://www.trianglecoalition.org/.

En caso que tengas preguntas acerca de algo que uno de los autores haya escrito, o si quieres información adicional, por favor no dudes en contactar a cada autor. Además, si tu escuela o distrito necesita desarrollo profesional para implementar prácticas presentadas en este volumen, por favor siéntete en libertad de contactar a los editores o a los autores directamente. Los becarios Einstein empezaron esta publicación para que sirva como un recurso para profesores y escuelas. Este volumen sólo será efectivo si sus páginas terminan gastadas y ajadas por el uso.

SOBRE LOS AUTORES Buffy Cushman-Patz es fundadora y líder de escuela de la School for Examining Essential Questions of Sustainability (SEEQS), una escuela chárter pública que va desde 6to a 12vo año escolar en Honolulu, Hawai’i.

Ella ha enseñado matemática y ciencia en escuelas privadas, públicas y chárters en Hawai’i. Buffy completó su Master en Educación en Liderazgo Escolar en la Graduate School of Education en Harvard en mayo del 2012, su especialidad fue desarrollo escolar. Obtuvo su licencia de dirección de colegios mientras trabajaba ejercía como miembro del equipo de liderazgo en la Neighborhood House Charter School en Massachusetts. En 2010-2011, Buffy llevó a cabo su año de beca Einstein como la primera becaria en la Oficina de asuntos legislativos y públicos de la National Science Foundation.

Obtuvo un Master en geología y geofísica de la Universidad de Hawai’i en Mānoa y una licenciatura en geología de la Universidad de Florida. En 2010, Buffy regreso al Galápagos Spreading Center, el área de estudio de su tesis de Master, para ejercer como Profesor en el Mar, compartiendo la investigación realizada con el sumergible Alvin con estudiantes en Hawai’i y alrededor del mundo. Buffy fue voluntaria con Profesores sin fronteras en 2008 y 2010, liderando talleres de matemática y ciencia para profesores en Sudáfrica. La exploración del aprendizaje y la enseñanza de Buffy, desde la mirada de la teoría, la política, el liderazgo y a través de su experiencia directa como profesora tanto en situaciones convencionales como no, guía su trabajo como una líder de escuela. (Contacta a Buffy en bjc231@mail.harvard.edu) Remy Dou creció y enseñó en una metrópolis altamente diversa.

Recientemente, como un becario Einstein viviendo en las cercanías de Washington D.C., Dou trabajó en proyectos relacionados tanto con la participación como con la diversidad en la educación STEM, incluyendo ayudar a desarrollar un diseño y evaluación de marcos de referencia para programas de intervención STEM a nivel federal. Este marco de referencia fue utilizado por el Comité en educación STEM de la Casa Blanca en el desarrollo de un plan estratégico en educación STEM de 5 años. Dou ha hecho presentaciones sobre estos temas en muchos lugares, incluyendo la National Science Foundation y la American Association for the Advancement of Science. Entre otros proyectos en los que Dou ha participado podemos contar: La experiencia de microgravedad para educadores de la NASA, como también escribir libros-álbum de no ficción para niños.

Dou ha enseñado principalmente biología para secundaria, electivos

avanzados de biología, química y física. También ha desarrollado talleres de tecnología para profesores. Como director del departamento de ciencia, ayudó a transformar la “cultura” científica de su escuela en todos los niveles.

Recibió un premio Toyota Tapestry de la National Science Teachers Association para implementar su programa de aeropónicos, que combina la ciencia de la botánica con ingeniería agrícola y divulgación en la comunidad.

El proyecto fue destacado en la revista de Sociedad americana de educación en ingeniería, eGFI. En 2010, una segunda fase el proyecto fue financiado por la National Emviromental Education Foundation y el premio ING Unsung Heroes.

Remy en la actualidad trabaja como estudiante de doctorado en investigación relacionada con análisis de redes sociales y auto-eficacia en cursos introductorios de física en la Florida International University. También es un editor en su departamento de la Amrican Biology Teacher. Algunos de sus muchos pasatiempos incluyen escribir tanto ficción como no-ficción.

Remy también a ganado múltiples concursos locales de cuento breve y es miembro de la Sociedad de escritores y dibujantes de libros para niños.

(Contacta a Remy en douremy@gmail.com) Brenda Gardunia ha enseñado matemática a nivel de secundaria in Boise, Idaho por más de 20 años, trabajando con estudiantes en situación de riesgo.

Fue elegida para el taller de educadores de la NASA y el programa Fulbright Memorial Fund, dirigido por el gobierno de Japón, que la llevo a estar tres semanas aprendiendo sobre educación y cultura en Japón. Recientemente, Gardunia se tomó un permiso de ausencia de las aulas para incorporarse como un becario de la beca Albert Einstein para educadores distinguidos a la National Science Foundation en Arlington, Virginia. Ahí trabajó en programas que proveían experiencias de investigación a profesores de todos los niveles escolares y estudiantes de pregrado. Sus intereses profesionales son encontrar formas para aumentar y mejorar las experiencias de aprendizaje auténticas para estudiantes de matemática de secundaria y mejorar los programas de preparación de profesores para que incluyan conocimientos de contenido más fuerte para profesores de todos los ciclos, pero especialmente para aquellos que enseñan matemática en los dos primeros tercios de la educación escolar. Gardunia tiene una licenciatura en educación secundaria en matemática y un Master en currículum e instrucción. (Contacta a Brenda en brendagardunia@gmail.com) Eduardo Guevara, PhD, es colombiano y ha vivido en los Estados Unidos desde 1985. Su pasión por la educación lo ha llevado a involucrarse en una

amplia variedad de oportunidades en torno a enseñanza, liderazgo e investigación aplicada en las Antillas británicas, Colombia, México y los Estados Unidos. Su foco en mejorar el rendimiento académico y nivel educacional de estudiantes en situación de riesgo y estudiantes del idioma inglés lo han llevado a diseñar el modelo, basado en proyectos y en investigación práctica, Acercamiento a la Instrucción estructurada y crecimiento centrado en el estudiante (SSIAG), y los módulos SSIAG para entrenamiento de profesores, ambos materiales en uso en un gran número de escuelas públicas en distritos de Texas. Eduardo obtuvo su licenciatura en biología de la Universidad del Valle en Cali, Colombia; un Master en pesqueras y sus culturas circundantes de la Auburn University, y un PhD en administración educacional, política y liderazgo de la University of South Carolina. Es un miembro activo de múltiples organizaciones de profesores en general y de profesores de ciencia en particular.

Guevara llevó a cabo el trabajo de su beca Einstein para educadores distinguidos desde 2009 al 2011 en oficinas en Capitol Hill. Sus premios y reconocimientos incluyen el premio de excelencia en la enseñanza y orientación de ciencias, Premio a profesor de ciencia destacado del distrito escolar independiente de Houston, programa ASPIRE (2007-2008, 20082009), Premio de enseñanza distinguida, Reconocimiento por desempeño ejemplar en la enseñanza de ciencia otorgado por la fundación Cynthia & George Mitchell, Agencia de educación de Texas-Colaborativas regionales de Texas y Premio nacional de investigación aplicada de la fundación nacional de ciencias en Colombia. (Contacta a Eduardo en eguesansta08@gmail.com) Arundhati Jayarao, PhD, es directora de estrategias STEM y proyectos especiales en el Centro para excelencia en la educación en McLean, Virginia.

Como becaria Einstein en los años 2009 al 2011, Arundhati fue la encargada legislativa a cargo de P-20 STEM y asuntos de educación superior en la oficina de la Senadora Kirsten E. Gillibrand (Democrata por Nueva York).

Jayarao comenzó su carrera como una física teórica en el Bhabha Atomic Research Center (BARC), un laboratorio de primer nivel en Mumbai, India.

Ella entró en el campo de la educación en 2002 enseñando física, cursos avanzados de química y química general para curso 10º y 12º en Oakcrest, una escuela independiente para niñas. Como física y mujer apasionada por motivar a las niñas a seguir carreras STEM, ella llevó a Oakcrest una cultura de aprendizaje en torno a ciencia fundado en un rico currículum complementado por un aprendizaje basado en proyectos y métodos de investigación. En tan solo dos años, Arundhati estaba guiando el departamento de ciencia como directora del departamento, sirviendo como un modelo a seguir y profesora para los estudiantes de Oakcrest y también como

mentora para sus colegas del departamento.

El entusiasmo por enseñar de Arundhati se ve reflejado en sus múltiples premios, incluyendo: la beca Einstein para educadores distinguidos, el premio para educadores destacados del Gobernador de Virginia en el 2008 y ser la entrenadora de los ganadores regionales de la competencia de la Asociación nacional de profesores de ciencia-Toshiba Exploravision el 2007.

Además, ha recibido múltiples premios y reconocimientos de la Sociedad de químicos de América, la Sociedad de físicos de América y el Instituto americano de aeronáuticas y astronáuticas.

Arundhati recibió un doctorado en física teórica y matemática del Bhabha Atomic Research Center y la University of Mumbai. Tiene también un Master en física de la Hyderabad Central University en India y una licenciatura en matemática, física y química del Nizam College en India.

(Contacta a Arundhati en arundhati.jayrao@gmail.com) Leigh Jenkins ha enseñado ciencia por 15 años en el condado rural de Morgan, West Virginia. Después de trabajar como especialista en medio ambiente para una corporación cementera en Texas, Leigh obtuvo su certificado de profesora en biología y ciencia general. Primero enseñó todas las áreas de ciencia por cuatro años en una pequeña escuela secundaria rural en Paw Paw, para luego enseñar biología y ciencias ambientales por 11 años en la escuela secundaria Berkeley Springs. En 2011 fue elegida como la Profesora de conservación del año del Eastern Panhandle por poner la conciencia ambiental en su currículum. En 2007 Leigh recibió una beca por medio del Japan Fulbright Memorial Teachers Fund, bajo la cual fue recibida como huésped del gobierno japonés para estudiar cultura japonesa y educación. En 2009, Leigh y sus estudiantes del programa de Ubicación Avanzada en ciencia ambiental recibieron un premio de US$41.000 de la State Farm Youth Advisory Board para integrar mejoras solares a un invernadero ya existente en el campus escolar; para producir alimentos cultivados por los estudiantes para la cafetería del colegio. En 2010, llevó a cabo su beca Einstein en la oficina de educación vocacional y educación para adultos en el Ministerio de educación de los Estados Unidos, donde colaboró en la Conferencia de educación en sustentabilidad: Ciudadanía y los caminos para una economía verde. Mientras estuvo en el Ministerio de educación de EE.UU., Leigh fue la voz de los profesores para las políticas educacionales STEM a nivel nacional. Leigh obtuvo su Master en currículum e instrucción de la Shepherd University y actualmente es una candidata a doctor en la Shenandoah University, en su programa de Liderazgo administrativo. Tras retomar su trabajo como profesora, Leigh inició un equipo de sustentabilidad en su escuela y es, hoy, una voz activa del movimiento Farm-to-School.

(Contacta a Leigh en jenkileigh@gmail.com) Carmelina O. Livingston es una educadora de primaria con experiencia en educación STEM y pedagogía para educación escolar. En su carrera se ha enfocado en interdisciplinariedad, instrucción basada en estándares e instrucción en el mundo real dentro de situaciones de educación formal e informal en Charleston, South Carolina. Algunos de sus proyectos típicos incluyen oportunidades de desarrollo profesional basadas en investigación para profesores y asociaciones con las comunidades científicas y de negocios para los programas de estudiantes; particularmente en el campo de ciencias del océano. Livingston contribuyó a la creación del Ocean Literacy Scope and Sequence Framework y los Next Generation Science Standars como un actor crítico. Su mayor inspiración fue trabajar como Educador en el mar para el NOAA y estar a bordo del sumergible dos mil pies bajo el mar.

Livingston tiene un Master en Educación con especialidad en Educación especial/discapacidades del aprendizaje de The Citadel y un Master 30 en Educación en ciencia y tecnología del College of Charleston.

Cursó su beca Albert Einstein en la National Science Foundation en la dirección de geociencias en Washington, D.C. y fue parte de la junta directiva de la National Marine Educators Association. Livingston recibió el premio South Carolina Marine Educator President’s Choice y el premio para del profesor del mar del año y el reconocimiento Mickelson ExxonMobil para profesores de ciencia. Es una fuerte defensora de vivir la educación en ciencia y tecnología desde una temprana edad.

Cuando no está trabajando, a Livingston le gusta relajarse en la playa, explorar las marismas, salir a dar un paseo en bote por la bahía y bailar toda la noche. (Contacta a Carmelina en carmlivingston@gmail.com) John D. Moore fue un becario Einstein para profesores distinguidos en el directorio del programa de educación y diversidad en geociencias de la National Science Foundation (2009-2011). John fue parte del cuerpo docente en el Burlington County Institute of Technology, una secundaria técnica profesional en New Jersey. Allí diseño e implementó las especialidades en estudios ambientales, geociencias y detección remota y la carrera en tecnologías geoespaciales. John ha sido ampliamente reconocido por sus prácticas innovadoras en estas disciplinas y otras relacionadas. Fue un profesor adjunto de matemática en el Camden County College y desarrolló cursos graduados para profesores en servicio como parte de la beca para educación STEM de la NASA en Burlington College. Fue co-investigador principal en una beca de Educación en ciencias de la tierra, también

dependiente de la NASA, en West Chester University en Pennsylvania. John ha contribuido a dos volúmenes sobre sustentabilidad, ha publicado numerosos artículos y ha presentado su trabajo en múltiples oportunidades a nivel nacional e internacional.

Como director de educación en geociencia STEM en Palmyra Cove Nature Park and Environmental Discovery Center, John es el director de la asociación NJ GLOBE y el Instituto de observaciones de la tierra. Es también el director ejecutivo del Consejo americano de educadores STEM y es miembro de la junta directiva de la American Meteorological Society en alcance a la comunidad y educación pre-universitaria; de la junta de directores de la National Earth Science Teachers Association y de la junta de la gobernación de New Jersey de la coalición de matemática y ciencias. John es el coordinador del estado de New Jersey para los premios presidenciales para excelencia en la enseñanza de matemática y ciencia. (Contacta a John Moore en mr.moore.john@gmail.com) Dave Oberbillig enseña biología general y biología para bachillerato internacional en Hellgate High School en Missoula, Montana. Dave obtuvo su licenciatura en biología del Metropolitan State College en Denver, Colorado.

Fue allí donde Dave experimentó por primera vez la investigación en ciencia, ganando un primer lugar en un premio por investigación de la American Chemical Society de Colorado, en una competencia de investigación de pregrado y con un trabajo sobre cinética de las enzimas. Dave obtuvo un Master en educación secundaria en la University of Montana, lo que lo llevó a participar como co-investigador principal en una beca GK-12 de la National Science Foundation (NSF) en la misma universidad. También ha actuado como panelista y presentador en la reunión anual de la GK-12 de la NSF, y ha trabajado en el equipo de planificación nacional de dicho evento. Como el primer educador de secundaria que ha participado en el comité de Educación y recursos humanos de la Ecological Society of America, Dave ayudó a desarrollar estrategias para reclutar a las nuevas generaciones de ecologistas.

En 2010, recibió una beca Einstein en Washington, D.C. donde trabajó en la Oficina de desarrollo de fuerza de trabajo en ciencias para profesores y científicos dependiente del Ministerio de energía. Una parte importante de la pedagogía de Dave está en las colaboraciones. Ha trabajado con ecologistas del servicio forestal y naturalistas de las comunidades locales para inspirar a sus estudiantes a entender mejor y a apreciar el medio ambiente local. Ha trabajado en promover los beneficios de las colaboraciones profesor-científico en conferencias de educadores en contextos locales y nacionales.

Actualmente, Dave está trabajando con Garden City Harvest en Missoula para introducir a sus estudiantes en la biología de la producción de comida y la

agricultura orgánica. Esta colaboración entregará una oportunidad más para involucrar a los estudiantes en indagación ecológica. Cuando no está en el aula, puedes encontrar a Dave en los bosques de Montana y el oeste.

(Contacta a Dave en daves.soccerstop@gmail.com) Bernadine Okoro ha enseñado ciencia por siete años en el Distrito de Columbia. Formado como ingeniera química, Bernadine ha trabajado para Bethelem Steel, Perfecseal, la Oficina de Patentes y registro de marcas de los Estados Unidos y BioCor tecnologías médicas. Bernadine obtuvo tanto su Master en comunicaciones y producción de film y video y su Master en enseñanza de la American University. En 2008, Bernardine trabajó con la Biblioteca nacional de medicina de los Institutos nacionales de salud, donde colaboró con un equipo de profesores, estudiantes de primer año de universidad y estudiantes en su último año de colegio para producir un video en YouTube promoviendo la base de datos “MedLine Plus” de la agencia para una audiencia de secundaria. En 2009, como una académica del Fondo nacional para las humanidades (NEH), ella se unió a otros profesores de todo el país en un viaje hacia la costa de Nueva Inglaterra, en busca de la inspiración y los orígenes de las pinturas de Winslow Homer. Un viaje de descubrimiento sobre historia marítima en el siglo XIX y principios del XX. Bernadine desarrolló lecciones y materiales de enseñanza interdisciplinarios para ciencias de la tierra. En 2010, fue educadora becada por el programa Albert Einstein para la National Science Foundation bajo la Dirección de ingeniería. Bernadine es una de las autoras de los Next Generation Science Standards (NGSS) en ingeniería y ciencia física. A Bernadine le apasiona buscar formas de unir la ingeniería, las ciencias y las artes. Su novela del 2009, Peculiar Treasures, ambientada en Washington, D.C., cuenta una historia dramática sobre las relaciones. Como una beneficiara de la beca del D.C. Humanities Council Community Heritage en 2012, Bernadine produjo Preserving Trinidad, un documental acerca de la historia del barrio Trinidad.

(Contacta a Bernadine en Bernadine.okoro75@gmail.com) Jean Pennycook ha servido a su distrito urbano escolar, multicultural y multilingüe, en Fresno, California, por más de veinte años como profesora de ciencias en secundaria, siempre entregando experiencias de calidad en el aula.

Jean ha motivado, apasionadamente, a sus estudiantes a seguir carreras en los campos STEM y también a apoyar a las próximas generaciones con un deseo de aprender de por vida y siendo adultos capacitados en ciencia.

En 1992, Jean llevó su enseñanza afuera del país a la American

International School de Florencia, Italia, donde tuvo el desafío de proveer educación en ciencias, en todas las disciplinas, a estudiantes que hablaban muchos idiomas diferentes. Esta experiencia le entregó una sensibilidad que ha mantenido de por vida por estudiantes con dominio limitado del inglés.

El entusiasmo de Jean por enseñar se ve reflejado en sus múltiples logros y premios como educadora. Estos incluyen: la beca para profesores de la NASA, Educador ambiental del año por Sierra Club, la beca para profesores para experimentar la Antártica de la NSF y participación en comités y mesas directivas a nivel estatal y nacional. Recientemente, Jean ha sido reconocida a nivel nacional por su trabajo traduciendo y recompaginando la investigación científica hecha en la Antártica para salones de clases alrededor del mundo. Ella logra que el entusiasmo de descubrir esté disponible para todos, por medio de un sitio de internet interactivo. Allí, ella entrega una experiencia de campo virtual del extraordinario continente, y de la colonia reproductiva de pingüinos Adélie ubicada en la isla Ross. En 2010 Jean llevó su dedicación con la educación de calidad a la National Science Foundation como una becaria Einstein, trabajando para hacer una diferencia en nuestro sistema educacional.

Jean tiene una licenciatura en biología de pesqueras de la University of California, Davis y un Master en ciencias de la educación y currículum de la California State University, Fresno. (Contacta a Jean en jean.pennycook@gmail.com) Terrie Rust, Distinguished Technology Educator (DTE), enseñó educación tecnológica, ingeniería, educación y exploración de carreras para chicos de 7º y 8º año por 18 años en Peoria, Arizona. Terrie creó un programa en su escuela que fue reconocido a nivel nacional por su excelencia, como lo prueba que se le hayan otorgado los premios Program Excellence y Teacher Excellence de la International Technology and Engineering Educators Association (ITEEA). Ella desarrolló una pasión por temas de educación tecnológica y el desarrollo de carreras. Su preocupación por compartir su pasión con sus estudiantes mujeres llevó a la creación del club de Niñas explorando tecnología (GET) en su escuela. El propósito del club era poder entregarles mayores oportunidades a las niñas para explorar áreas de la tecnología, donde usualmente las mujeres no tienen una representación adecuada. Fue reconocida por sus esfuerzos con el premio Diferencia visible de la Association of Career and Technical Education of Arizona (ACTEaz).

Terrie recibió su licenciatura y Master de la San Jose State University (California) y un Master en educación de la Northern Arizona University. Ella tiene múltiples certificaciones en Arizona y en California. Durante el 2010 y 2011 Terrie llevó a cabo su beca Einstein en la National Science Foundation,

en el Grupo de educación de por vida de la Dirección de educación y recursos humanos. En 2010, Terrie fue premiada con la Citación para educadores en tecnología distinguidos de la ITEEA en reconocimiento de sus contribuciones al campo de la educación tecnológica. Después de la beca, Terrie ha sido la directora de asuntos académicos por dos años para Creya Learning en Hyderabad, India. (Contacta a Terrie en terrierust@gmail.com) Nancy Spillane es en primer lugar y principalmente una profesora de ciencia, hasta ahora disfrutando de la rica y gratificante carrera como profesora de aula y directora del Departamento de ciencia en el Williams School, una escuela independiente diurna para niños de 7º a 12º año en New London, Connecticut. Allí enseña una amplia gama de cursos desde vida y ciencias físicas hasta química avanzada. Su pasión por la educación la llevaron a una posición de dos años como becaria del programa Albert Einstein para educadores distinguidos, sirviendo como la voz de los profesores de aula en la División de investigación en aprendizaje en situaciones informales y formales en la National Science Foundation. Spillare, actualmente, está llevando a cabo su doctorado en Currículum e instrucción como becaria del programa George Washington University Preseidential Merit, trabajando con Sharon Lynch como su ayudante de investigación estudiando las características de escuelas inclusivas exitosas centradas en STEM. Adicionalmente, ella trabaja incansablemente en la comunicación a través de diferentes áreas universitarias, para involucrarse en investigación interdisciplinaria y en colaboraciones. Posee una licenciatura en química y un Master en educación en educación de profesores, ambos de la University of Vermont, e incontables horas de contenido y desarrollo profesional relacionado con la pedagogía.

Spillare ha sido reconocida por su excelencia como profesora a través del premio Brian J. Carey y ha recibido becas y premios para viajar y para estudios académicos de la Ford Foundation, Pfizer Inc. y Siemens Foundation, y ya dos veces ha sido reconocida con el premio Groton Friend Education por sus esfuerzos voluntarios en escuelas públicas. (Contacta a Nancy en nks1300@gmail.com) Tim Spuck ha sido un líder en educación STEM por más de veinte años.

Actualmente es el oficial de desarrollo educacional STEM para la Associated Universities Inc. (AUI) en el Observatorio Radioastronómico Nacional. Antes de su rol con AUI, pasó 25 años en Oil City High School en Pennsylvania como profesor de ciencias de la tierra y el espacio. También ha ostentado el puesto de director del Departamento de Ciencias para K-123 en el distrito, ha 3

Nota del traductor: K-12 hace referencia a los 13 años de educación obligatoria en el sistema

enseñado cursos de ciencia de la tierra, astronomía y desarrollo docente a nivel universitario, y actualmente está completando un doctorado en currículum e instrucción en West Virginia University. Entre 2010 y 2012 Tim completó la beca Albert Einstein para educadores destacados en la National Science Foundation. Durante su carrera él ha dirigido múltiples programas de entrenamiento de profesores en los Estados Unidos y en el exterior, ha creado una variedad de materiales curriculares sobre ciencias, co-fundó la Sociedad astronómica de la región Oil, dirigió una iniciativa para construir un observatorio comunitario como también un telescopio robótico basado internacionalmente y ha estado involucrado en un amplio espectro de investigación en ciencia. Más recientemente, Tim pasó cinco semanas en la Antártica como un profesor Polar TREC trabajando con el proyecto Polar Experiment Network for Geospace Upper Atmosphere Investigation. Su real pasión en la vida es reducir la brecha entre como la ciencia se practica en el mundo real y como se enseña en los colegios. Tim ha trabajado incansablemente a través de los años para involucrar a sus estudiantes de secundaria en auténtica investigación científica. Sus estudiantes han obtenido los primeros lugares a nivel regional e internacional en ferias de ciencias e ingeniería y han realizado importantes descubrimientos y contribuciones al campo de la astronomía profesional. La contribución particular de Tim al campo de la educación STEM ha sido reconocida por medio de numerosos premios regionales, estatales y nacionales. (Contacta a Tim en timspuck@gmail.com) Sue Whitsett supo que quería ser profesora ya en tercer año de primaria, y siguió su sueño. Sue empezó su carrera enseñando 7º y 8º año en una escuela católica en Oshkosh, Wisconsin, por cinco años con una licenciatura en educación secundaria (especialidad en biología y una subespecialidad en química). Continuó su propia educación y obtuvo un Master en currículum y supervisión con énfasis en ciencia. Volvió a la secundaria a enseñar biología en todos los niveles por 25 años, los últimos 24 de ellos en Fond du Lac, Wisconsin. Mientras estaba en esta ciudad, Sue recibió premios como profesora del año; fue finalista estatal, tres años, para el Premio presidencial por excelencia en enseñanza de ciencias y matemática y fue certificada por la Junta nacional de profesores. Sue ganó la beca NSTA Toyota TAPESTRY, lo que les permitió a sus estudiantes “hacer ciencia” al investigar en ecologías de estanques, en estanques de retención recientemente formados. El amor de Sue estadounidense. Va aproximadamente desde los 5 años a los 18. Luego de kindergarten (el primer año en cuestión) la educación se divide en tres ciclos: elementary school desde 1º a 5º año, middle school de 6º a 8º y finalmente High school que llega hasta el 12º año. Esta distribución puede cambiar levemente dependiendo el distrito escolar.

por la investigación la llevó a participar, por seis veranos, en el programa de Experiencias de investigación para profesores en la University of Rochester y la University of Wisconsin-Madison, esto le permitió traer real experiencia de investigación a su salón de clases. Sue fue elegida como becaria de la beca Albert Einstein para educadores distinguidos en 2009 y la llevó a cabo por dos años en la División de biociencia molecular y celular, en el directorio de ciencias biológicas en la NSF. Actualmente, Sue continúa promoviendo la educación en ciencias por medio de su trabajo en NSTA como la administradora de participación con la comunidad en la competencia, patrocinada por el ejército de los Estados Unidos, eCYBERMISSION. (Contacta a Sue en whitsetts54935@gmail.com)

Capítulo 1

BÚSQUEDA DE LA INTERDISCIPLINARIEDAD: DESPLAZARSE DESDE LA BIOLOGÍA, QUÍMICA Y FÍSICA A STEM Y MÁS ALLÁ Nancy Spillane

Introducción Desde la revolución industrial, a nivel mundial, el desarrollo y la tecnología han estado avanzando a nivel exponencial. El capital humano necesario para cubrir apropiadamente las necesidades de esta infraestructura cambiante, requieren un mayor entendimiento y capacidades en STEM (ciencia, ingeniería, tecnología y matemática, por sus siglas en inglés). En una conferencia, el presidente de los Estados Unidos, Barack Obama, dijo: “debemos educar a nuestros niños para competir en una era donde el conocimiento es capital y el mercado es global” (President’s Council of Advisors [PCAST[, 2012b, p. v). Para alcanzar la creciente necesidad de una población alfabetizada en STEM, capaz de tomar decisiones de manera informada, y preparar adecuadamente la fuerza de trabajo, nuestro sistema educacional debe cambiar. Problemas globales como el cambio climático, la seguridad alimentaria, sistemas de salud y energía van a requerir soluciones interdisciplinarias. En orden para que nuestros estudiantes estén preparados para participar de esas soluciones, debemos ayudarlos a ver las conexiones entre los contenidos que ven en clases y sus aplicaciones más amplias en la sociedad.

Existen movimientos en todos los niveles de educación que tratan sobre ideas de aprendizaje interdisciplinario y aplicación de conocimientos específicos a diferentes materias (National Research Council, 2012; Sanders, 2012). Iniciativas nacionales apoyan la investigación interdisciplinaria

(Introduction to interdisciplinary research, 2013). Se le ha dado atención a la necesidad de desarrollar habilidades del siglo XXI que se enfoquen en “Las 4C”, que incluyen pensamiento crítico, comunicación, colaboración y creatividad e innovación (Framework for 21st century learning, 2013). A nivel estatal y local, fondos han permitido el diseño e implementación de escuelas con un foco STEM (T-STEM Nerwork, 20004-2010; NC STEM Learning Network, n.d.) y modelos de aprendizaje basado en proyectos (New Tech Network, 2013). Dentro de las escuelas, el apoyo para la colaboración entre equipos interdisciplinarios de educadores ha consistido en la entrega de espacio y tiempo para la cooperación en la mayoría de los contextos locales.

Cambios de este tipo, sin embargo, no están ocurriendo en cada escuela ni en cada distrito. En algunas escuelas los límites disciplinares parecieran ser impermeables e impenetrables. Existe resistencia a nivel administrativo y una filosofía interdisciplinaria no es apoyada. Incluso en casos como estos, aun así, un solo profesor puede hacer una diferencia.

Trabajando desde el interior de la sala de clase y haciendo esfuerzos hacia los departamentos y más allá, se pueden construir caminos interdisciplinarios y estos pueden ser efectivos. Como profesores de aula, conectarnos a través de líneas interdisciplinarias nos permite pensar más ampliamente acerca del lugar que tiene nuestra materia en el universo del conocimiento de una manera interesante y transformativa. Al mismo tiempo le damos ventajas a nuestros estudiantes, ayudándolos a fortalecer su aprendizaje cruzando diferentes asignaturas y situando el conocimiento de contenidos en el contexto mayor. ¿Quién soy yo?

Entré en la profesión de profesor en la especialidad de ciencias generales en la universidad y estaba mayormente involucrada en el mundo de la ciencia.

Empecé a enseñar en mi salade clases de la forma en que me habían enseñado, principalmente a través de lecciones y laboratorio. Mejoré como profesora en base al ensayo y error, un poco de entrenamiento informal, algo de desarrollo profesional y respuestas constantes a evaluaciones, preocupaciones y recomendaciones de mis estudiantes. Mis experiencias de aprendizaje de ciencia en pregrado fueron principalmente teóricas—una consecuencia de las filosofías de enseñanza post-Sputnik—y mis propios cursos no enfatizaban aplicaciones prácticas del contenido en ciencia. Sin embargo, continuando mi educación y por medio de proyectos de desarrollo profesional excelentes que hice luego de empezar a enseñar, empecé a entender cómo todas las ciencias se interrelacionaban. Aprendí cómo el tener este conocimiento, al igual que un entendimiento más amplio de cómo las ciencias se conectan con otros temas

más allá de sí mismas, me permitían expandir el aprendizaje en formas que nunca habían sido mi intención. Tenía sentido que si este entendimiento interdisciplinario me había servido a mí, también ayudaría a mis estudiantes a contextualizar la ciencia. ¿Qué podía hacer dentro de mi clase de química para ayudar a que este conocimiento de contenido científico tuviera un lugar sólido en la vida académica de mis estudiantes y en sus experiencias más allá de la sala de clase? ¿Por qué STEM? A mediados de la década de 1990, bajo la sigla “SMET” (ciencia, matemática, ingeniería y tecnología en su inglés original), se plantaron las primeras semillas para conectar estas cuatro disciplinas por medio de iniciativas de financiamiento de la National Science Foundation. Posteriormente, en la década del 2000, la sigla cambió al más familiar STEM4 que es la que se usa hoy en día. Desde el principio, ha habido un aumento en las investigaciones y la educación centrada en cómo el aprendizaje y el conocimiento en una de estas disciplinas ayuda a progresar en las otras. Más allá de una sigla representando cuatro áreas independientes, STEM ha sido definido como un acercamiento interdisciplinario a aprender, donde rigurosos conceptos académicos son emparejados con lecciones de la vida real donde los estudiantes aplican ciencia, tecnología, ingeniería y matemática en contextos que generan conexiones entre la escuela, la comunidad, el trabajo y la empresa global permitiendo el desarrollo de alfabetización STEM y con ello la habilidad de competir en la nueva economía. (Tsupros, Kohler, & Hallinen, 2009, slide #10)

En esta definición, podemos ver un enfoque no sólo en el contenido de las cuatro áreas que componen la sigla, sino también en las ideas que las enlazan entre ellas y cómo sus interrelaciones dan como resultado conocimiento nuevo y valioso. La esperanza está puesta en que por medio del aprendizaje, integración y aplicación de las disciplinas STEM a los problemas del mundo podamos encontrar soluciones. ¿Qué quiere decir “Interdisciplinario”?

Muchos términos han sido usados para describir el aprendizaje que se extiende por más de un área temática. Interdisciplinario, multi-disciplinario, cros-disciplinario, currículum integrado o fusionado y contenido centralizado 4

STEM literalmente se traduce como “tallo”, en alusión a que las disciplinas comparten un tallo o tronco común desde el que se ramifican.

entre otros. Estos son utilizados para hablar de cruzar las fronteras entre áreas de temas académicos y permitir o facilitar que el contenido se fusione, mezcle, una o apoye. Aunque cierta literatura de investigación ha otorgado significados específicos al uso de uno o más de los términos mencionados, todos ellos han sido usados de manera intercambiable. ¿Qué son las Conversaciones en educación en ciencias?

En septiembre de 2010, el Consejo Presidencial de Asesores en Ciencia y Tecnología (PCAST) de Estados Unidos, en su reporte al Presidente, “Preparar e inspirar: Educación K-12 en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática para el Futuro de Estados Unidos de América: (Prepare and Inspire: K–12 Education in Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) for America’s Future), concluyó: Para cumplir con nuestras necesidades por una ciudadanía capacitada en STEM, una fuerza de trabajo competente en STEM y futuros expertos STEM, el país debe enfocarse en dos objetivos complementarios: debemos preparar a todos los estudiantes, incluyendo a las niñas y minorías que han sido sub-representado en estos campos. Y debemos inspirar a todos los estudiantes a que aprendan STEM y, en el proceso, motivar a gran parte de ellos a seguir carreras relacionadas con STEM. (PCAST, 2012b, p. 11)

En febrero de 2012, el reporte de PCAST sobre educación superior Motiva para Sobresalir: Producir Un Millón Más de Graduados de Universidad con Grados en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática (Engage to Excel: Producing One Million Additional College Graduates with Degrees in Science, Technology, Engineering and Mathematics) (2012a), incluía estadisticas de que “menos del 40% de los estudiantes que entran a la universidad con la intención de estudiar especialidad en un campo STEM completan un grado STEM” (p. 1) y citan las siguientes como posibles razones: clases de nivel introductorio poco inspiradoras, dificultad en matemática con poco apoyo disponible y, en particular, “miembros de grupos sub-representados en campos STEM, mencionaron una atmósfera hostil de parte de profesores en cursos STEM” (PCAST, 2012a, p. 1). Datos de investigación muestran que “métodos de enseñanza basados en evidencia son más efectivos para enseñarle a todos los estudiantes—especialmente para la ‘mayoría sub-representada’—las mujeres y miembros de minorías” quienes, aunque representan el 70% de los estudiantes universitarios, son solamente el 45% de los graduados de carreras STEM (PCAST 2012a, p. 1). Claramente,

los campos de educación STEM necesitan hacer un mejor trabajo a todos los integrantes de la sociedad—particularmente a esa población anteriormente desatendido por el mundo STEM—si es que vamos a estar preparados adecuadamente para enfrentar las necesidades intelectuales y de fuerza de trabajo global.

Trasfondo ¿Qué está pasando hoy en día en la educación en ciencia escolar?

Hay evidencia de investigación que apoya el conectar el aprendizaje de los estudiantes a través de diferentes áreas temáticas con sus conocimientos previos y con sus vidas más allá del aula. Cómo Aprenden las Personas (How People Learn) (2000) de Bransford, Brown y Cocking, describe que el aprendizaje requiere de una “red de conexiones” (p. 129) entre los objetivos de una clase, esto además de los usos relevantes de los nuevos conocimientos que se ganarían. En El Arte Liberal de la Ciencia: Agenda para la Acción, un Reporte de 1990 por la Asociación Americana por el Avance de la Ciencia (The Liberal Art of Science: Agenda for Action, a 1990 report by the American Association for the Advancement of Science), la importancia de integrar la ciencia dentro de la experiencia humana es destacada con recomendaciones de incorporar “Filosofía, valores y métodos de ciencia dentro de la instrucción en ciencias naturales” (p. viii). Estas recomendaciones fueron reforzadas aún más por A. Truman Schwartz en un discurso donde se lamentaba por la gran división entre las ciencias y las humanidades y sugería que las preocupaciones sobre el analfabetismo científico podrían ser abordadas de mejor manera trabajando para, activamente, introducir la ciencia en “la tradición de las artes liberales” (Schwartz, 2007). Más recientemente, el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos (National Research Council o NRC) lanzó dos documentos que prestan especial atención a conexiones interdisciplinarias. Un Marco de Referencia para la Educación K-12 de Ciencia (A Framework for K–12 Science Education de aquí en más lo referiremos como Framework) introduce las ideas de “conceptos transversales” (NRC, 2012, p. 83) y “prácticas de ciencia” (p. 41) que representan conocimiento y entendimiento permeando y conectando todas las ciencias con tecnología, ingeniería y matemática como áreas importantes en las cuales enfocarse al escribir nuevos estándares de ciencia escolar. Y moviéndose más allá de la integración de los campos STEM, el Facilitar la Investigación Interdisciplinaria (Facilitating Interdisciplinary Research) (2005) del NRC sugiere que “los estudios interdisciplinarios podrían ayudar a aumentar la coherencia en la experiencia

de aprendizaje de los estudiantes a través de disciplinas…y podrían facilitar un entendimiento de cómo promover el traspaso de conocimiento de un escenario a otro” (p. 169).

Estamos oyendo la llamada por una ciudadanía alfabetizada en STEM y estamos viendo las poblaciones específicas que están claramente ausentes de nuestra fuerza de trabajo STEM actual. La alfabetización STEM requiere aprendizaje interdisciplinario. Integrar STEM a un más amplio campo de materias de la educación secundaria y aplicar este conocimiento a problemas más allá de la sala de clases hace que el conocimiento STEM sea más accesible a todos los estudiantes. Es razonable que nosotros, como profesores de asignaturas STEM, hagamos nuestra parte para hacer estas conexiones explícitas para nuestros estudiantes.

Ideas actuales sobre aprendizaje interdisciplinario El Framework representa el dedicado trabajo del Comité de infraestructura conceptual para estándares de educación escolar en ciencias sobre el cual los Estándares de Ciencia para la Nueva Generación (Next Generation Science Standards, 2013) han sido construidos. El Framework se enfoca en tres aspectos claves de la educación científica: (1) ideas centrales, (2) prácticas en ciencia y tecnología y (3) conceptos transversales.

Históricamente, las ideas centrales han sido el foco primario de cualquier disciplina secundaria científica, generalmente representando el contenido científico. Cada vez más, hemos visto el Proceso o la práctica de ciencia articulado como intencional y fundacional a todas las ciencias, incluyendo, pero no limitadas, a conceptos tales como el método científico, método de investigación, naturaleza de la ciencia, ciencia práctica y aprendizaje activo. En el Framework, estas ideas son ampliadas y articuladas más claramente bajo el concepto general de prácticas de ciencia e ingeniería, pero es en los conceptos transversales que se centra la atención y el énfasis en esas ideas que abarcan la amplitud de las áreas temáticas disciplinares. En particular, existe un esfuerzo por enfocarse en temas comunes y vocabulario que puede ser reforzado a través de todo el aprendizaje en ciencias en el continuo escolar.

Sobre conceptos transversales En el Framework, los conceptos transversales son identificados como los que “trascienden límites disciplinares y prueban ser fructíferos en explicaciones teóricas, en observación y en diseño” (2013, p. 83). Son ideas fundacionales

que se instalan en niveles preescolares (o antes), se extienden más allá de la educación secundaria y permean el conocimiento y entendimiento en ciencia, ingeniería y tecnología. El uso de lenguaje común y refuerzo en los siete conceptos transversales (patrones, causa y efecto, escala proporción y cantidad, sistemas y modelos de sistema, energía y materia, estructura y función y estabilidad y cambio) provee un vínculo entre todas las áreas de la ciencia: ciencias de la vida, ciencias físicas, ciencias de la tierra y el espacio y los campos de ingeniería y tecnología. El Framework destaca cómo estos conceptos fluyen a través y entre las disciplinas STEM para entregar coherencia de pensamiento y lenguaje en el establecimiento de comprensión científica en todo el continuo escolar. Es de mayor importancia la preocupación de que estos conceptos transversales no son ideas independientes, sino que proveen temas comunes que conectan todas las áreas de contenido STEM. No debieran enseñarse separadas del contenido central aplicable en cada área específica de cada materia.

Una breve historia del aprendizaje interdisciplinario Reflexiones acerca de la importancia de interconectividad no son nuevas en educación en ciencia, o en educación en general. Incluso en sus esfuerzos más tempranos de definir un currículum estadounidense, los educadores intentaron dividir el conocimiento a aprender en pedazos manejables, y luego formas de vincular esos pedazos (Kliebard, 2004). Estos pedazos han sido comúnmente las áreas de materia a las que estamos acostumbrados (por ejemplo: ciencia, historia, lenguaje, artes, etc.). Los vínculos entre áreas de materia han tenido una variedad de formas, incluyendo proyectos, actividades, temas, conceptos integrados y aprendizaje cros-disciplinar. Esta conexión es apoyada por la literatura de investigación en educación como una forma de proveer un andamiaje para aprendizaje futuro, para ayudar a transferir el conocimiento y las habilidades y para demostrar a los estudiantes la aplicabilidad de su aprendizaje en el mundo real.

Andamiaje. El aprendizaje que ha sido provisto de una estructura que apoya su adquisición se considera que tiene un “andamiaje”. En el desarrollo temprano del currículum de artes del lenguaje, hubo esfuerzos para hacer que el inglés sirviera como una base para el aprendizaje de estudios sociales, ciencia y las artes, con la idea de que cosas en común entre estas materias podrían entregar una estructura de soporte para el aprendizaje del estudiante (Kliebard, 2004). Otros acercamientos, núcleo determinado, campos amplios y currículo basado en necesidades, buscaron un campo en común o temas en común entre diversas materias para hacer posible soporte estructural. Los

teóricos sobre currículum más actuales Wiggins y McTighe, autores de Understanding by Design (2005), que se enfoca en utilizar los resultados educacionales deseados y trabajar hacia atrás para diseñar currículum, destacan una búsqueda continua por conexiones dentro y entre las materias.

Por medio de sus grandes ideas, ellos describen los “conceptos abarcadores” o “velcro conceptual—que ayuda a que los hechos y las habilidades se mantengan juntas” (2005, pp. 66, 67), y en el indagar las grandes ideas, se formulan preguntas esenciales que “generalmente saltan fronteras curriculares” (2005, p. 281). Teóricos de la educación apuntan al valor de realizar conexiones entre los contenidos de una materia y los contenidos de otra, con la idea de que las cosas en común entre ellas entregarán un nivel de aprendizaje más fácil, más rápido y más sostenido. (Figura 1.1)

Figura 1.1. Andamiaje, Transferencia y Aplicación Transferencia. En términos amplios, transferencia se relaciona con facilitar nuevo aprendizaje a partir de aprendizaje previo. Los primeros disciplinaristas mentales, aquellos que creían que el entrenamiento de “habilidades” permitiría aprendizaje futuro al desarrollar el “poder de la mente” (Kliebard, 2004, p. 4), sentían que un currículum de cursos muy específicos llevaría al desarrollo mental necesario para facilitar adquisición de nuevo conocimiento. A mediados del siglo XX, Ralph Tyler, un educador estadounidense y autor de investigación sobre el desarrollo y evaluación de currículum, destacaba “evidencia que aprendizajes que son consistentes entre ellos, que son integrados y coherentes, se refuerzan entre ellos” (Tyler, 1950, p. 41)) y son ventajosos para el aprendizaje de los estudiantes. Jerome Bruner,

un psicólogo cognitivo estadounidense, sugirió que la “estructura de una materia” (Bruner, 1960, p. 7) proveía a los estudiantes de interrelaciones entre el contenido que podría aumentar el pensamiento intuitivo del estudiante.

Propuso un currículum espiral que articulara, explícitamente, las ventajas de proveer a niños pequeños con conocimiento conceptual fundamental de forma temprana y reforzarlo en los años subsecuentes de educación. La transferencia, de acuerdo a Wiggins y McTighe (2005) es la evidencia clara de comprensión, representando la aplicación de conocimiento previamente adquirido, habilidades e ideas a experiencias y problemas nuevos, ya sean estas situaciones en el salón de clases o algo en la vida del niño fuera de la escuela.

Cada teórico articula la idea de transferencia en forma diferente, pero es fundamental la idea de que hay conocimiento que establece cimientos para la construcción de aprendizaje posterior. Los teóricos pueden discutir acerca de cómo luce ese aprendizaje fundamental, cuál es la mejor forma de orquestar su estudio en la escuela o el resultado absoluto y su medición, pero todos parecen estar de acuerdo qué aspectos de aprendizaje previo permiten el aprendizaje por venir.

Aplicabilidad. Aplicaciones en el mundo real han sido usadas ya sea para enseñar directamente contenido de una materia de curso, para reforzar enseñanza en el aula o representando el objetivo último de la educación estadounidense. John Dewey, un líder en reforma educacional en las primeras décadas de 1900, abogaba por el uso de ocupaciones sociales para atar las actividades en la escuela a aquellas en la vida diaria, para así proveer a los niños de un contexto en el cual insertar el aprendizaje (Kliebard, 2004). Tanto Dewey como William Heard Kilpatrick, un filósofo educacional que siguió los pasos de Dewey, pensaban que el aprendizaje podría ser más interesante y aplicable por medio de organización de proyecto, también conocida como currículum de actividades o currículum de experiencia. Este tipo de educación estaba inspirado enRufus W. Stimson, quien concebía el “Proyecto en el Hogar”, una actividad diseñada para ayudar a los estudiantes de educación vocacional (técnico-profesional) para “aplicar las enseñanzas de la escuela en su trabajo de granja en casa” (Stimson; citado en Kliebard, 2004, p.

131). En las décadas cercanas a 1900, cuando mucha de la motivación de la educación pública estaba dirigida hacia la eficiencia, la aplicabilidad de la educación fue empujada casi hasta extremos. En esta época, el resultado primario del currículum era la utilidad social, y los salones de clase se centraban, casi exclusivamente, en entrenar a los estudiantes para trabajos específicos en molinos e industrias. Más tarde, a mediados del 1900, Tyler (1950) sugirió que el diseño de currículum debiese facilitar la práctica del

estudiante de aquello que aprendió en la escuela.

Todos estos ejemplos son conexiones toscas a la aplicabilidad, pero cada teórico apoya la idea de que es importante que existan conexiones curriculares entre el aprendizaje en clases y el mundo real. Los estudiantes aprenden de sus ambientes y pueden construir sobre ese conocimiento en el salón de clases; al revés también, pueden tomar conocimiento del aula y aplicarlo a sus vidas reales.

Desde el principio de la lucha por determinar el contenido del currículum estadounidense, ha habido esfuerzos para dividir el contenido y esfuerzos para sintetizarlo. A pesar de que probablemente no existe una segregación perfecta de los conceptos ni tampoco una ruta organizacional ideal entre ellos, la manera fácil ha sido la que ha predominado: contenidos de materias de curso en aislación de otros cursos. Este acercamiento requiere que un profesor esté preparado en una sola disciplina, permite que un salón lleno de niños sea tratado como una sola unidad y requiere sólo comunicación mínima entre estos componentes. Desde que los teóricos han puesto por escrito sus ideas acerca del currículum, las ventajas y procesos de enseñar a través, entre y en medio de las fronteras de materias y cursos han sido estudiados, adoptados, abrazados y apoyados por la investigación. Se pueden hacer conexiones de un año al otro (transferencia), de curso a curso dentro de un mismo año de estudio (andamiaje) y desde un curso hacia el amplio mundo del estudiante (aplicación). Estas tres facetas del aprendizaje no son aisladas unas de otras; se entremezclan e interfieren constructivamente en la gran búsqueda de entendimiento.

Wiggins y McTighe hablan de entendimiento como la habilidad de “actuar efectivamente con el conocimiento” (2005, p. 82), e identifican seis facetas que componen este entendimiento: (1) puede explicar, (2) puede interpretar, (3) puede aplicar, (4) tiene perspectiva, (5) puede empatizar y (6) tiene auto-conocimiento (2005, p. 84). Los conceptos transversales delineados en el marco de referencia ayudan a permitir las primeras tres facetas del entendimiento de Wiggins y McTighe. Poder explicar, poder interpretar y poder aplicar.

El alineamiento vertical (i.e., el flujo de aprendizajes específicos a través de todo el continuo escolar) y el crecimiento curricular (i.e., revisitar conceptos en niveles cada vez más altos del aprendizaje) provee estructura y permite la transferencia, ayudando al estudiante a explicar a través de la generalización y articulación de principios recurrentes Un alineamiento horizontal consiente e intencional (i.e., conexiones a través de contenido aprendido de forma paralela) entrega un andamiaje para el aprendizaje entre diferentes materias, proveyendo nuevas ideas científicas con un contexto en

historia, literatura o arte. Esto ayuda al estudiante a interpretar los nuevos datos para establecer su significancia y su relevancia. Correlaciones de contenido de curso con experiencias de los estudiantes más allá del salón de clases, los ayuda a aplicar y usar la teoría en práctica y a identificar y clarificar la relevancia del aprendizaje. A través de todas estas conexiones, los conceptos transversales son lo que vincula y refuerza. En las palabras de Jerome Bruner, cuando habla del aprendizaje del estudiante, “mientras más fundamental o básica sea la idea que ha aprendido, casi que por definición, mayor será la amplitud de su aplicabilidad a nuevos problemas” (1960, p. 18).

Vemos de nuevo los conceptos transversales en las preguntas esenciales de Wiggins y McTighe. Ellas son el pegamento que mantiene las áreas de materia juntas y el entendimiento que permite la referencia a aprendizaje subsecuente y a problemas que nuestros estudiantes serán responsables de resolver en el mundo que ellos encuentren cuando salgan del salón de clases.

John Dewey y el aprendizaje interdisciplinario John Dewey formula muchas ideas sobre la ciencia de la enseñanza y el aprendizaje que aún hoy resuenan en el mundo de la integración STEM. Él habló sobre la necesidad de conexiones entre el aprendizaje del estudiante, tanto dentro como fuera de la escuela, y su aplicación a su vida y experiencias. Dewey sintió que los estudiantes deben estar activamente involucrados en su aprendizaje, proponiendo que “los métodos de instrucción y administración deben modificarse para permitir y asegurar que los estudiantes estén directa y continuamente ocupados con cosas” (1916, p. 38) si queremos que el aprendizaje sea significativo. Sugirió que “la educación no es un asunto de ‘contar’ y que te cuenten, pero un proceso activo y constructivo” (Dewey, 1916, p. 38). Dewey también expresó preocupación acerca de la división del mundo entre aprendizaje dentro-de-la-escuela y fuera-de-la-escuela, sugiriendo que “cuando las escuelas se alejan de las condiciones educacionales efectivas en el ambiente fuera-de-la-escuela, necesariamente substituyen un espíritu letrado, y pseudointelectual, por un espíritu social” (1916, p. 46). Hacer estas conexiones es de suma importancia para permitirle a los estudiantes el aprender de formas que les ayuden a ellos a ser ciudadanos productivos e informados en un mundo en constante cambio.

Dewey reconocía que existen diferentes formas de pensar en cada una de las disciplinas. Para volverse un experto se requiere, necesariamente, reducir el campo de estudio de uno en búsqueda de la profundidad de conocimiento de una sola disciplina. Los lenguajes que se hablan en cada disciplina única de formas que ya no son universales, y se vuelve fácil perder la noción de los campos relacionados y cómo estos están interconectados.

Dewey habló de la necesidad de que cada uno de nosotros, dentro de nuestras propias disciplinas, recordáramos esto cuando nos topamos con conflictos en nuestro pensar con otras disciplinas. Debemos “descubrir un punto de vista más abarcador, desde el cual las divergencias puedan ser reunidas y para recuperar la consistencia o la continuidad de la experiencia” (1916, p. 326).

Como educadores, debemos buscar las conexiones entre materias que los estudiantes toman en un mismo año para. Así se puede establecer un mejor andamiaje para el aprendizaje del estudiante, para ayudar a nuestros estudiantes a ver los lazos que unen estas materias en vez de dejarlos suponer que no están conectadas porque su terminología es única. Como dice Dewey, debemos ayudar a nuestros estudiantes a ver la “unidad de método y materias; [y] la continuidad intrínseca entre fines y medios” (1916, p. 323). Además, a pesar de que la mayoría de nuestros estudiantes (basado en estadísticas actuales) no vayan a convertirse en científicos, la comprensión científica es importante. Ya cerca de 1900, Dewey citó cuan significativo ser: Ya que la masa de pupilos nunca se va a convertir en especialistas científicos, es aún más importante que ellos tengan cierta visión sobre qué significa el método científico que el que puedan copiar un largo espectro y los resultados de segunda mano que hombres de ciencia [sic] han alcanzado. Los estudiantes no llegarán tan lejos, quizás, en el “campo cubierto”, pero sí serán seguros e inteligentes tan lejos como lleguen. (1916, p. 221)

Ya que la mayoría de los estudiantes que entra en nuestros salones de ciencia no van a seguir estudiando ciencia, ¿qué podemos nosotros, como profesores de ciencias dentro de nuestra disciplina científica, ofrecerles para que aumente su conocimiento científico y la posibilidad que éste les sea útil y percibido como valioso en sus vidas?

Mejores prácticas del autor: ¿qué hago yo?

Con las ideas descritas más arriba en mente, quisiera describir mi propio viaje en enseñanza de ciencias a nivel de secundaria y considerar qué he hecho para facilitar el entendimiento de mis estudiantes, y el mío propio, sobre el lugar de la química dentro del espectro total de las ciencias. Sin duda, mis ideas no son únicas y otros han encontrado un camino diferente hacia un objetivo similar, pero los beneficios para mis estudiantes han sido significativos y el proceso vale la pena.

Hay dos experiencias que impactaron significativamente mi enseñanza. La primera fue el resultado de una serie de experiencias de verano nominalmente no relacionadas entre sí, que me expusieron a áreas de contenido más allá de mi campo de la química. La segunda fue mi esfuerzo

por incorporar una obra teatral en el aprendizaje en mi aula.

Por medio de la primera experiencia, noté que cada vez que aprendía algo que no estaba ligado específicamente a química, me volvía una mejor profesora de química. Por medio de la segunda experiencia aprendí que al elegir un acercamiento muy diferente a la enseñanza resultaba en efectos diferentes en distintos estudiantes, a veces los mayores impactos siendo en los mismos estudiantes que parecían no estar conectándose con el contenido en mi sala de clase. Abordaré éstas en dos secciones separadas a continuación, a pesar de que sus impactos respectivos resultaron en similares conclusiones y efectos en mi enseñanza.

Experiencia de desarrollo profesional en temáticas distintas a la química Después de mis primeros años enseñando, empecé a buscar oportunidades de desarrollo profesional en el verano que fuesen libres de costo para mí. Había una multitud de ofertas, siempre y cuando yo estuviese dispuesta a expandir mi visión de cómo luce una experiencia de verano para una profesora de química. Dejé de buscar experiencias que estuviesen dirigidas especialmente a química y descubrí otras en ciencia de materiales, paleontología, microbiología, pasantías de verano con compañías farmacéuticas, experiencias que me introdujeron en el todo que es la investigación y el descubrimiento en ciencia e ingeniería, investigación y diseño de pilas de combustible, e incontables otras. Cada vez que aprendía algo que no parecía estar dirigido específicamente a química, mi comprensión del lugar de la química dentro de las ciencias—y más ampliamente con el aprendizaje y el descubrimiento—se expandía en formas que no había anticipado. Estaba mejor capacitada para ayudar a mis alumnos a entender estas conexiones y para ayudarlos a pensar acerca de cómo mi curso podría calzar en sus estudios futuros y en sus carreras. Además, cada una de estas experiencias acercó a profesores, científicos e ingenieros en ambientes de aprendizaje que promovían conversaciones productivas e interdisciplinarias sobre el aprendizaje de estudiantes.

Comunicarse más allá de los límites. Durante estas experiencias de desarrollo profesional multidisciplinarias, educadores con diferente formación entablaban discusiones acerca de los diversos usos de ciertos términos en nuestras áreas temáticas particulares, como también las diferentes formas en las que les presentábamos a los estudiantes ideas y conceptos similares.

Descubrimos que mientras estábamos enseñando a nuestros estudiantes los mismos conceptos, no estábamos usando un lenguaje consistente para describir ideas similares. Mínimamente, esto me permitió regresar a mi salón

y decirles a los estudiantes “cuando aprenden esto en biología es llamado ___, y en física hablarán de esto como ___”. He notado que cuando hago esto, y hago explícitas estas diferencias, los estudiantes pueden hacer conexiones más fácilmente, y el contenido ya no está separado ni es único de un curso a otro.

Cuando no lo hago, generalmente no se hacen las conexiones. Los estudiantes simplemente piensas que estos conceptos e ideas son diferentes y no están relacionados unos con otros.

Estas experiencias me llevaron a constantemente buscar ideas y conceptos que se sobrepusieran en el aprendizaje de mis estudiantes y que pudiese reforzarlos, resolverlos o anticiparme a ellos. Mis estudiantes por lo general llegan a mi clase ya habiendo tenido un año de biología. Cuando se van, generalmente pasan a física. Activamente he buscado destacar las conexiones y conflictos entre estas materias para ayudar a los estudiantes a verlas como partes de un todo más grande—una continuidad de aprendizaje— en vez de formas independientes y únicas de ver el mundo.

Algunos ejemplos Cambios físicos/Cambios químicos. Cuando empiezo a hablar sobre cambios físicos, referencio el ciclo del agua. En vez de empezar con ejemplos típicos de química, empiezo con diagramas sacados de libros de biología, usando términos similares, y hablando específicamente sobre el nivel molecular y como estos cambios se relacionan con nuestros experimentos en laboratorio. Cuando empezamos a aprender sobre cambios químicos, usamos ejemplos del ciclo del carbono y el nitrógeno, como también fotosíntesis y respiración. Estos conceptos ya son familiares y tiene sentido construir sobre este conocimiento previo.

Reacciones químicas. En la introducción de las reacciones químicas, una de mis discusiones favoritas es ayudar a los estudiantes a “descubrir” los productos y reactantes involucrados en la simple respiración. Parto haciendo notar que para mantenernos vivos inhalamos y exhalamos. Luego les pregunto a los estudiantes por los nombres de lo que entra y sale de los pulmones cuando respiramos. Esto puede parecer una pregunta simple y tonta, pero es sorprendente la poca reflexión que los estudiantes habían hecho en torno al proceso completo. La mayoría de los estudiantes dirán que inhalamos oxígeno y exhalamos dióxido de carbono. Pero cuando les pregunto cómo puede suceder esto, los pone a pensar, y tienen que recordar lo que aprendieron en biología. Los estudiantes usualmente recuerdan que el aire está compuesto de oxígeno y nitrógeno, y algunos recordarán que el porcentaje de composición

es 22% oxígeno y 78 nitrógeno. Usualmente saben que nuestros cuerpos usan el oxígeno y lo extraen del aire, pero no le han dado mucha vuelta a qué sucede con el nitrógeno que llega a los pulmones. Si piensan en lo que saben sobre el ciclo del nitrógeno, quizás recuerden que mientras nuestros cuerpos necesitan nitrógeno para construir proteínas y macromoléculas, no podemos extraer nitrógeno del aire directamente. Quizás recuerden que necesitamos consumir proteínas (que son moléculas que contienen nitrógeno) de otras fuentes en orden para construir nuestras propias proteínas. Lo que esto les dice, es que los humanos no podemos tomar nuestro nitrógeno directamente del aire y usarlo (las plantas tampoco pueden, en todo caso). Cuando respiramos, el nitrógeno es inerte; lo inhalamos y lo exhalamos sin modificarlo.

Los estudiantes han aprendido que el oxígeno se disuelve en la sangre al pasar por la superficie de los pulmones; y es llevado por la hemoglobina en los glóbulos rojos desde los pulmones a las células del cuerpo (esta misma circunstancia puede ser usada luego para discutir difusión, soluciones, equilibrio y así en más). Una vez que el oxígeno está en las células del cuerpo, la mitocondria facilita la reacción entre el oxígeno y la glucosa para la respiración celular. En este punto, les pregunto a los estudiantes: “¿De dónde viene la glucosa? Y ¿cómo llega hasta las células?”. No adentramos mucho en estas reacciones, pues nos quedamos enfocados en la reacción de la respiración celular. Por lo general, se acuerdan que uno de los productos de la respiración celular es el dióxido de carbono, que es transportado en la sangre de vuelta a los pulmones y es expulsado cuando exhalamos. Por alguna razón, a veces olvidan que un segundo producto de la respiración celular es agua.

Para ayudarlos (ya que normalmente enseño en el noreste y se pone helado en invierno), les pregunto qué ven cuando exhalan en el invierno (i.e., vapor de agua condensándose), y de dónde viene esto. Claro que este vapor de agua viene en parte del recubrimiento húmedo de los pulmones, pero es también producto de la respiración celular. Es interesante que ellos no han pensado necesariamente en este proceso como un conjunto de reacciones químicas cuando lo aprendieron en la clase de biología. Hay tanta química en este proceso tan “simple” que cuando los estudiantes conectan estas nuevas descripciones a material que han aprendido el año pasado, provoca dos cosas: (1) les recuerda sobre algo que ya sabían y les permite revisitar ese conocimiento, y (2) les proporciona un andamiaje para conocimiento nuevo.

Incluso este tipo de aprendizaje interdisciplinario les ayuda a los estudiantes a darse cuenta que estos conceptos no son aislados de una sola disciplina—que biología y química son formas diferentes de ver a problemas similares y representar material interconectado y entrelazado que puede reforzar y apoyar una a la otra en un entendimiento más amplio del mundo.

Más conexiones. Matemática es un común denominador fácil cuando se enseña química, y algo que está integrado por su naturaleza misma a través de todas las disciplinas de las ciencias, pero he notado que los estudiantes aprenden más fácilmente si me he tomado el tiempo de hablar con su profesor de matemática para averiguar qué saben y qué se ha enseñado. No tengo que usar los mismos procesos, ni siquiera las mismas palabras, pero claramente ayuda si puedo generar lazos entre cómo yo estoy enseñando algo y cómo ellos lo aprendieron, o cómo va a ser aprendido, en su clase de matemática.

Luego de una larga discusión entre el departamento de ciencia y el de matemática en nuestra escuela varios años atrás, descubrimos que no estábamos usando ni términos simples como proporción, razón o números significantes en la misma manera. Es importante saber las similitudes y diferencias en las formas que usamos el lenguaje en diferentes clases, incluso si continuamos usando los términos en formas diferentes en cada materia.

Puede ser confuso para los estudiantes escuchar diferentes términos siendo usados para identificar la misma cosa, o términos similares siendo usados de formas diferentes en cada materia. Da la impresión que el contenido en una materia es simplemente diferente del contenido en otra. Ser explícito y dejar en claro estas diferencias a nuestros estudiantes—y, cuando sea posible, explicar por qué usamos estas palabras de forma diferente—ayuda a los estudiantes a compartimentalizar y clarificar las ideas. Tenemos incluso mejores resultados cuando trabajamos a través de los departamentos para llegar a un lenguaje común. Cuando los estudiantes pueden ver las similitudes entre el contenido de estas clases, cuando los profesores pueden destacar activamente estas similitudes, conecta en vez de separar el aprendizaje.

Otro ejemplo viene de la física. Cuando se habla de frecuencia, noté que el profesor de física en nuestra escuela siempre usa la variable f, pero, en química, casi siempre usamos el carácter griego ν. Decirles a los estudiantes que esta diferencia es esperable, que tanto f como ν pueden ser usados para significar la misma cosa (no un tipo diferente de frecuencia, en este caso), ayuda a traer estas ideas a una base común. Aunque pueda parecer obvio y simple, esto hace una diferencia en la comprensión de los estudiantes.

He notado con el pasar de los años que hay veces en que estoy hablando con otros profesores acerca de conceptos que son familiares para la matemática, la física, la biología, ciencias de la tierra y el espacio y para la química, y me doy cuenta que usamos lenguaje diferente, diferentes términos y acercamientos para enseñar estos temas. Usar un lenguaje diferente para hablar sobre la misma cosa frecuentemente lleva a los estudiantes a pensar que el material es diferente y no está relacionado. Como profesores, debemos

asegurarnos que estamos al tanto de las diferentes conceptualizaciones y asegurarnos de clarificar explícitamente las conexiones. Los estudiantes no lo harán fácilmente por sí mismos.

Una historia sobre una obra Esta es la historia de una lección de aula—un cuento sobre la evolución, pero no acerca de Darwin—, una historia de cambio a través del tiempo, pero no acerca de cambio climático. Todo empezó en Manhattan.

Primavera 2001; la oficina de TKTS (vendedores de boletos para el día de la obra) en Times Square, ciudad de Nueva York. Revisando la lista de obras y musicales disponibles para ver, noto una obra llamada Copenhagen, con un tema científico—una rareza definitivamente en mi experiencia de ir a ver espectáculos. ¿Qué puede ser mejor que un espectáculo teatral que es también una experiencia académica? ¡El sueño de cualquier profesor de ciencia! Tres boletos: uno para mí y uno para cada una de mis hijas de edad escolar. Asientos en el escenario, de frente al resto de la audiencia. Era como si la obra estuviese siendo puesta en escena sólo para nosotras. El elenco: tres actores. La escena: un piso con forma de elipse, con una silla simple. La interpretación: espectacular. Estaba en el cielo.

Había estado enseñando ciencia en una pequeña escuela en Connecticut por algunos años, una escuela que se enorgullecía de su currículum de artes y también de sus académicos, pero muy raramente esos límites se cruzaban. Teatro, danza, música—las interpretaciones eran generalmente presentaciones clásicas o contemporáneas, a veces basadas en historia o biografías o simplemente la belleza literaria, pero nunca ciencia ¡Y aquí había una obra con ciencia como su núcleo mismo!

La obra terminó y yo me había reído, llorado y cuestionado preguntas morales con los personajes. Mi hija mayor, una estudiante de física, similarmente maravillada; la menor, en ciencia física de octavo grado, no tanto. El lenguaje en la obra era científicamente sofisticado, y entender algo de ciencia nuclear, al igual que una familiaridad básica con la historia de la época, la hacían más fácil de entender, y de reírse con ella. Necesitaba encontrar una manera de compartir esta obra, esta experiencia, con los estudiantes en mis clases de química.

Primavera 2002; La compañía en gira. Una función de la misma obra se iba a presentar una tarde de un día de semana en mi pueblo, a una milla de nuestra escuela. Conseguí fondos departamentales para pagar por 15 entradas, que ofrecí a los primeros 15 estudiantes que estuvieran interesados en ir. Había

alabado la obra en clases, y definitivamente había entusiasmo, pero una función en una noche de semana, empezando a las 8:00 de la noche puede ser difícil de vender a una audiencia que todavía le queda un largo viaje a casa a final del día. Sin embargo, las 15 entradas se fueron en tiempo récord.

Nuevamente, una interpretación fabulosa. Estaba encantada. Mis estudiantes con un fuerte interés en ciencia y aquellos con un interés en teatro fueron quienes más la disfrutaron, pero nadie estaba tan emocionado como yo.

Primavera 2003; La compañía de repertorio local. Una compañía universitaria local estaba presentando, en días de semana, funciones diurnas específicamente para grupos de escuela. Mi escuela nos autorizó a llevar a todos nuestros estudiantes de química en una salida de campo, y yo no podía esperar para compartir esta obra con ellos. Nos preparamos aprendiendo acerca de química nuclear y el contexto histórico de la obra. Todos los estudiantes habían tenido algo de historia estadounidense, un gran aporte. La compañía local hizo un trabajo fantástico en poner en escena la producción para hacerla más accesible a estudiantes al agregar algunos muebles y utilería para describir el espacio y la época, y descripciones visuales para apoyar la ciencia de la que se estaba hablando. Pero incluso esta vez, no había muchos estudiantes que amaran la obra como yo la amé – solamente los mismos: los con formación más fuerte en ciencia y algunos estudiantes interesados en teatro. El resto sólo pudo decir algunas pocas cosas buenas acerca de la experiencia, pero no muchas. Tenía que haber una forma de hacer esta experiencia tan significativa para mis estudiantes como lo era para mí. ¿Cómo podría ayudarlo a apreciarla—disfrutarla—tanto como yo?

Una advertencia. Una estudiante, Sophie, no pudo unírsenos en la salida de campo, así que le di mi copia de la obra para que la leyera y le pedí que se reuniera conmigo una semana después para hablar acerca de ella. Dos días después, mucho antes de nuestra reunión agendada, nos encontramos en el pasillo. Con un entusiasmo que no era común ver en ella, Sophie dijo, “Sra. Spillane, ¡Esto es increíble! ¡Me encantó la obra!” Quedé anonadada. ¿Por qué a ella, una atleta, una estudiante comúnmente desinteresada en la ciencia, y alguien que no estaba involucrada en el teatro, le había encantado la obra? ¿Qué fue lo que le habló a ella de maneras que mis otros estudiantes no pudieron oír? Sus comentarios: “Esta obra me hizo ver a científicos que eran humanos, que tenían familias: conyugues e hijos. Trabajaban juntos y discutían unos con otros, hacían bromas e iban de caminatas, o esquiaban con amigos; se enfrentaban a dilemas morales y tomaban decisiones sobre su trabajo basados en mucho más que sólo la ciencia que investigaban. ¡Eran

reales!”. Quedé sorprendida. Esto era lo que me había encantado de la obra, y lo que ella había experimentado en la lectura, lo que mis otros estudiantes no experimentaron cuando vieron la performance en vivo. ¿Qué podía hacer para ayudar al resto de mis estudiantes a tener la experiencia que Sophie tuvo?

La obra: Copenhagen (Frayn, 1998) es una obra desafiante. Es al mismo tiempo divertida y profunda, y mucho de su entretenimiento requiere un vocabulario científico sofisticado y conocimiento práctico de conceptos científicos, personajes científicos, lugares geográficos y referencias históricas.

Es acerca de Niels Bohr y Werner Heisenberg—colegas, colaboradores y amigos de familia a través de la mayor parte de su carrera académica. Se reunieron en 1941. El contenido de la reunión es desconocido, pero los dos científicos nunca volvieron a hablar: una amistad perdida. Esta obra explora tres posibilidades de lo que pudo haber pasado durante ese fatídico encuentro, y en el proceso cubre amplio territorio histórico y científico.

El plan: después de varios años de experimentación, finalmente fijé un proceso que incorporaba Copenhagen como un proyecto de primavera en todas mis clases de química. Dediqué 4 ó 5 días de clase específicamente a la obra, pero la tarea cubría seis semanas en total. Los estudiantes leían la obra fuera de clase a lo largo de 5 semanas. Cuando terminaban de leerla, eran asignados en grupos de cuatro estudiantes a diferentes secciones de la obra para discutir colectivamente y analizarla para promover una comprensión más profunda. Después ellos presentaban la obra a sus compañeros de clase como una serie de lecturas dramatizadas. Tres de los estudiantes actuaban en los roles de los tres personajes en la obra: Niels Bohr, Werner Heisenberg y Margarethe Bohr. El cuarto, un rol que yo añadí, servía como el narrador, para describir y explicar qué estaba pasando a una audiencia que puede que no haya entendido del todo la ciencia o la historia. Los detalles de este proyecto en aula están descritos en otra publicación (Spillane, 2013). Lo que descubrí a través de esta experiencia fue que el proyecto llegaba a los estudiantes en formas muy diferentes a las de mis clases de química como siempre. Proveía un contexto para su aprendizaje que daba vida a los científicos y su investigación. Introducía conflictos emocionales, morales y éticos a las decisiones que los científicos tomaban, todo esto mientras documentaba el proceso de un esfuerzo científico. Entregaba una perspectiva de la Segunda Guerra Mundial diferente a la que los estudiantes veían en sus clases de historia estadounidense, y construía sobre una base previa o proveía de una base más sólida para aprendizaje futuro sobre historia europea, dependiendo en el nivel-curso que estuvieran mis alumnos.

Este proyecto me proveyó de una oportunidad para trabajar con

profesores de mi colegio de distintas disciplinas. En particular, me relacioné con profesores de historia, inglés y teatro. Nunca había usado una obra de teatro en mi salón, y a pesar de estar cómoda con la discusión de contenidos de ciencia, no estaba segura cómo acercarme a una discusión que era de una naturaleza más literaria, histórica o ética. No estaba segura cómo nuestros profesores de historia enseñaban la historia de ese periodo y necesitaba aprender qué ideas se enseñaban en cuáles cursos, y qué podía esperar que mis estudiantes ya supiesen. Los profesores de inglés me ayudaron a pensar en formas para que mis estudiantes se involucraran en discusiones acerca de la obra, y el profesor de teatro me dio ideas acerca de la escenificación y performance de la obra. Cada profesor de cada materia vio la experiencia desde una perspectiva diferente y me ayudó a entender mejor cómo mis estudiantes podrían relacionarse de forma diferente con la obra para poder obtener más de ella.

Lo que esta experiencia hizo darme cuenta fue que puedo (y debo) tratar de encontrarme con mis estudiantes a diferentes niveles y atar el aprendizaje en mi clase a cualquier otro anzuelo que pueda encontrar. No todo el mundo va a estar tan interesado en explicaciones matemática o abstractas de fenómenos como yo, y es mi trabajo hacer conexiones a la mayor cantidad de aspectos de la experiencia del estudiante como pueda. Unir contenido del curso a través de los límites disciplinares me permitió ver diferentes habilidades en mis propios estudiantes y me ayudó a experimentar algunos de los diferentes acercamientos a la enseñanza y el aprendizaje que son usados en diferentes materias.

Adaptación de las mejores prácticas Algunas escuelas son escuelas STEM y, por su propia naturaleza, apoyan una experiencia para los estudiantes amplia e integrada de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática. Otras escuelas se centran más específicamente en uno o más de los campos STEM como ingeniería o ciencias de la salud, e incluso otras preparan para trayectorias de carreras específicas como aviación o enfermería. Aún más, otras escuelas se centran fuertemente en diferentes formas de presentar el contenido de curso, como proyecto, o aprendizaje basado en problemas. Escuelas como estas generalmente proveen desarrollo profesional para ayudar a los profesores a facilitar cambios en el aula para lograr la misión de la escuela de integrar STEM en todo el currículum.

Proveen tiempo para planificación interdisciplinaria, y suceden conversaciones necesarias para hablar a través de las fronteras disciplinares para permitir actividad educacional útil y positiva. Incluso si una escuela tiene

un nombre que refleja este tipo de integración y pensamiento de avanzada, las realidades de limitaciones de tiempo y financieras pueden no permitir el tipo de conversaciones e integraciones interdisciplinarias que pueden realmente hacer una diferencia para los estudiantes. Entonces ¿Qué puede hacer un solo profesor para implementar cambios?

Algunos primeros pasos Ve hacia la puerta de al lado, o al otro lado del pasillo, y empieza una conversación con los profesores de tu escuela que están enseñando en las otras áreas de ciencia. Realmente busca y relaciona esos “conceptos transversales” donde sus materias se sobreponen. Asegúrate que están hablando el mismo idioma o conversa sobre porqué debiese o tiene que ser diferente. Discutan sobre qué es lo que realmente les dicen a los estudiantes.

Consideren revisar los estándares para cada una de sus materias como los de Framework for K-12 Science Education o los Next Generation Science Standards, y busquen áreas donde puedan apoyarse y mejorar el aprendizaje con otro.

1. Camina por otro pasillo y busca profesores que enseñen a los estudiantes del mismo nivel que tú estás enseñando. Empieza a preguntarles a ellos acerca de los estándares que están tratando de alcanzar. ¿Hay formas en las que puedan trabajar juntos para lograr los diferentes estándares por medio de una lección colaborativa? ¿Existe algo con lo que estés teniendo dificultades para enseñarlo a tus estudiantes en tu clase con lo que quizás el profesor de otra materia te pueda ayudar? Pregúntale a los profesores de inglés cómo ellos ayudan a sus estudiantes a aprender a escribir ensayos e involucrarse en discusiones de literatura, o cómo trabajan con los estudiantes para editar su trabajo escrito. ¿Puedes usar alguna de estas técnicas en tu clase? Si los estudiantes están aprendiendo a hacer edición de pares en sus clases de inglés, ¿puedes pedirles a los profesores de inglés que te ayuden a entender qué saben los estudiantes para que puedas pedirles que hagan lo mismo con sus párrafos introductorios para sus reportes de laboratorio, o sus respuestas de ensayo en exámenes? Estas colaboraciones deberían ayudar a los estudiantes a ver que lo que están aprendiendo en su clase de inglés, por ejemplo, puede ser aplicado a otras materias.

2. Ve hasta el departamento de matemática y averigua cómo los profesores de matemática le enseñan a sus estudiantes a trabajar con

fracciones o proporciones. ¿Usan términos matemáticos de la misma forma que tú? ¿Cómo tratan las unidades en sus clases? ¿Cómo le enseñan los profesores de matemática a sus estudiantes sobre exponente o notación científica? ¿Puedes usar el mismo proceso para que así los estudiantes vean que los dos están entregando la misma información?

3. Usa los Next Generation Science Standards (2013) para buscar a través de los campos de ciencia e ingeniería para encontrar conexiones. También, busca los vínculos al núcleo central de matemática y a los estándares de Artes del lenguaje inglés (Common Core State Standards Initiative, 2012a, 2012b) que están incluidos en esos estándares, y trae a esos profesores a la conversación 4. Date la oportunidad de ir a una charla, una conferencia, o un taller al que normalmente no irías. Si parece relevante, ve. Si inicialmente no pareciera relevante a tu campo de estudio, ve de todas formas, y trata de pensar cómo puedes hacerlo relevante o cómo puede ser conectado a ciertos aspectos de tu enseñanza. Averigua cómo puedes usar estas experiencias para entender mejor como piensan tus estudiantes acerca de sus futuros y cómo el aprendizaje de tu sala de clase influirá su campo de estudio o sus carreras.

5. En cada caso en que tú estés integrando contenido o intentando conectar con otra materia diferente, haz esas conexiones explícitas.

No asumas que porque tú estás hablando de algo que los estudiantes ya han aprendido en otra clase, o estás usando lenguaje que es común a ambas clases, que tus estudiantes recordarán que aprendieron en una materia diferente o en otro año. Activamente y constantemente recuérdales cómo estos conceptos e ideas están conectados unos con otros.

Conclusión Habiendo enseñado en el aula por muchos años, he llegado a apreciar cómo las conexiones—esos hilos de comprensión que van desde un concepto supuestamente aislado a otro—ayudan a los estudiantes no sólo a comprender el contenido, sino también a retenerlo, aplicarlo e incluso a veces a apreciarlo.

Miro hacia atrás a mi propio aprendizaje y me doy cuenta que casi toda mi experiencia fue aprender por medio de conferencias. Cuando recién empecé a

enseñar, lo hice de la forma que yo había aprendido. Pero cada año, cada día, en cada lección, hice pequeños cambios—modificaciones mínimas—mientras fui notando que mis estudiantes lograban diferentes comprensiones de diferentes formas. Como cualquier proceso evolutivo, mis métodos cambiaron y el aprendizaje de mis estudiantes cambió; cada uno reforzando al otro para una ganancia positiva. El proceso, sin embargo, fue lento. En algunos casos era ensayo y error, y en otros, los descubrimientos eran casi accidentales. A veces me encontré con dificultades y tuve que averiguar por qué mis estudiantes estaban encontrando problemas. Después pensaba sobre qué podría ayudarlos a aprender más efectiva y eficientemente, y buscar un acercamiento diferente para facilitar su aprendizaje.

Hay muchos datos de investigación validando los beneficios de un currículum integrado. Sin embargo, el cambio en nuestros salones ha sido lento. En muchas aulas universitarias hoy en día, incluso en las que enseñan a nuestros futuros profesores, la conferencia es el statu quo—diseñado para input del profesor y absorción por parte del estudiante. Pareciera ser la forma más fácil y eficiente de enseñar, en la esperanza que los estudiantes aprendan.

Ciertamente algunos estudiantes, los exitosos, aprenden. Los estudiantes que logran entender cómo aprender a partir de los métodos prevalentes lo hacen.

De hecho, juzgamos el éxito de los estudiantes de esta forma: “Enseño de la forma que enseño; algunos estudiantes aprenden como resultado; estos estudiantes son exitosos”, pero ¿qué pasa si cambio? ¿Qué pasa si enseño en una manera que muchos puedan aprender, o al menos algunos más puedan aprender? ¿Qué pasaría si, a través de mis métodos de enseñanza, un estudiante que no era “exitoso” bajo mis previos métodos, se vuelve exitoso, y un estudiante que antes se creía un fracaso ahora no lo es? ¿Cómo no va a ser esto algo a lo que apuntemos? Con apoyo nacional para el aprendizaje interdisciplinario y un aumento en el apoyo local y estatal para escuelas STEM, ahora es un buen momento para hacer todo lo que podamos para implementar cambios, para hablar con otros cruzando los límites disciplinares, y buscar propósitos comunes.

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Capítulo 2

CONSTRUYENDO UNA BASE PARA UNA EDUCACIÓN STEM EXITOSA A NIVEL DE PRIMARIA Carmelina O. Livingston

Introducción La mayoría de los profesores de los cursos de primaria tienen la responsabilidad de enseñar todas las áreas y asignaturas. Ya que lectura y matemática son evaluadas en exámenes estandarizados, a nivel estatal, se dedica más instrucción y esfuerzo a estas dos disciplinas, dejando poco tiempo de aula para experiencias en ciencia y tecnología. ¿Cómo pueden los profesores de primaria integrar diariamente aprendizaje de contenido y experiencias para estudiantes en disciplinas STEM? ¿Qué sistema de apoyo docente puede desarrollarse con el propósito de implementar mejores prácticas en educación STEM? ¿Qué recursos pueden entregar las autoridades municipales, los líderes de las industrias y negocios, los padres y apoderados y la comunidad a nuestros alumnos de manera que los inciten a seguir campos STEM en la universidad o a adquirir habilidades STEM para futuros trabajos? ¿Cómo logramos que todos los participantes apoyen, se asocien y aboguen por experiencias STEM en la formación temprana de nuestros estudiantes?

Para preparar a nuestra fuerza de trabajo futura en carreras STEM o en trabajos basados en habilidades del siglo XXI, nuestro país necesitará ser consistente y actuar consensuadamente para proveer los mejores acercamientos a una educación STEM para todos los estudiantes. Es importante construir una base sólida de experiencias STEM durante los años formativos del desarrollo cognitivo y social de los estudiantes. Con experiencias de aprendizaje basadas en investigación a nivel de primaria, los estudiantes llegarán a secundaria con una base para el trabajo en aprendizaje y práctica STEM. Construir una línea directa competente para futuros innovadores STEM mejorará drásticamente las posibilidades de nuestro país para permanecer competitivo en la economía global y seguir siendo líder

mundial en ciencia y tecnología.

Trasfondo ¿Qué es STEM y por qué una educación STEM? Muchos educadores y profesionales saben que la sigla STEM es por ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticax, pero ¿saben realmente qué significa STEM? STEM tiene diferentes significados para las personas en variadas profesiones. Educadores, profesionales de negocios y de la industria, profesionales de la salud y líderes políticos, todos tienen diferentes interpretaciones de STEM. Una definición común presenta STEM como “un acercamiento interdisciplinario al aprendizaje, en el que conceptos académicos rigurosos y el mundo real son imbricados en las clases, en las que los estudiantes aplican ciencia, tecnología, ingeniería y matemática a sus contextos, realizando conexiones entre la comunidad de la escuela, el trabajo y la empresa global” (Tsupros, Kohler, & Hallinen, 2009).

STEM es “más que sólo S+T+E+M. Es una forma de aprender sobre el mundo que refleja lo mejor de cada disciplina y junta esos “mejores” en maneras totalmente nuevas” (S2TEM Centers SC, 2012). Ya sea que los educadores vean STEM como cuatro silos disciplinares separados o que vean estas disciplinas como conectadas por un acercamiento interdisciplinar al aprendizaje, la educación STEM es crucial para la próxima generación de trabajadores. Antes de implementar cualquier clase, proyecto o experiencia STEM, se debe tener en mente una definición o interpretación de STEM y cómo se puede inspirar a la próxima generación de estudiantes con bases fuertes en habilidades para la innovación en el siglo XXI. De acuerdo a varios estudios, Estados Unidos se queda atrás en cuanto a ser un líder en educación en ciencia y tecnología. La prueba PISA (Programme for International Student Assessment) (National Center for Educational Statistics, 2010) compara el desempeño educacional entre países.

La National Science Foundation (NSF) y la National Science Board reportaron que PISA “enfatiza la capacidad de los estudiantes de aplicar las habilidades y la información aprendida en la escuela para resolver problemas y tomar decisiones dentro de sus contextos de trabajo” (NSF, 2010a). Los resultados de PISA 2009 muestran que Estados Unidos está ranqueado 17 en ciencia y 25 en matemática de un total de 33 países industrializados. Nuestros estudiantes no están rindiendo tan bien en matemática y ciencia comparados con los países nórdicos, bálticos, europeos y asiáticos, y nuestro país está fallando en producir un número suficiente de trabajadores para satisfacer las

crecientes necesidades de empleo STEM y no-STEM (National Center for Education Statistics, 2010). Estados Unidos produce el mayor número de personas con grados universitarios STEM, pero cuando se compara con otros países en el número total de graduados por habitante, Estados Unidos está en el lugar 23. El consejo presidencial de asesores en ciencia y tecnología (PCAST) desarrolló recomendaciones específicas para asegurar que Estados Unidos sea un líder en la educación escolar STEM. La Tabla 2.1 identifica los objetivos y las recomendaciones importantes para el país (PCAST, 2010).

Consejo presidencial de asesores en ciencia y tecnología (PCAST) Reporte 2010

Preparar e inspirar: Educación escolar en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) para el futuro de Estados Unidos

Objetivo 1. Preparar a los estudiantes para ser sujetos con dominio STEM 2. Inspirar a los estudiantes a aprender STEM y motivarlos a seguir carreras s STEM

Recome ndacion es

1. Apoyar esfuerzos a nivel de estado para desarrollar estándares comunes en matemática y ciencia.

2. Reclutar y entrenar 100.000 profesores STEM en la próxima década.

3. Reconocer y recompensar a los profesores STEM del país creando un Cuerpo de profesores maestros.

4. Usar la tecnología para dirigir la innovación creando una agencia de proyectos de investigación avanzada para educación.

5. Crear oportunidades para experiencias individuales y grupales fuera del aula.

6. Crear 1.000 nuevas escuelas enfocadas en STEM dentro de la próxima década.

7. Asegurar un liderazgo nacional fuerte y estratégico.

Tabla 2.1 A pesar de su historia como líder mundial en investigación y desarrollo, Estados Unidos se queda atrás en cuanto a competitividad en la economía global (Task Force on American Innovation, 2012). Todos los países buscan generar más innovación para obtener ganancias económicas y sociales, impulsar la competitividad en el intercambio internacional, desarrollar formas nuevas y más efectivas de cumplir con las necesidades sociales y mejorar el estándar de vida de sus ciudadanos. Para que ocurra la innovación basada en

ciencia y tecnología, Estados Unidos necesita invertir en una fuerza de trabajo educada en STEM (Atkinson et al., 2010). En el reporte de 2011, producido por la Information Technology and Innovation Foundation, El Siglo Atlántico II: Parámetros para la Innovación y Competitividad de la UE y EE.UU.5 (Atkinson & Andes, 2011), Estados Unidos se encuentra cuarto en las categorías de capital humano, capacidad de innovación, emprendimiento, infraestructura para tecnologías de la información, política económica y performance económica entre 44 países. Se encuentra penúltimo, sin embargo, en progreso en mejorar la capacidad de innovación y competitividad del país en la última década. El reporte ahonda en que Estados Unidos ha sufrido una gran recesión debido a la baja performance en innovación del país. Esto es central en la lenta recuperación económica (Atkinson & Andes, 2011). El reporte de la National Science Foundation menciona que el 50% de todo el crecimiento económico de Estados Unidos se puede atribuir a la innovación científica (NSF, 2010b).

A pesar de estas señales preocupantes, recientemente Estados Unidos ha progresado en mejorar la educación STEM. Este país tiene la fuerza de trabajo STEM más productiva del mundo (PCAST, 2010). Un corpus de investigación creciente ha ahondado en cómo los estudiantes aprenden STEM y ha hecho posible el diseño de material instruccional y de estrategias de enseñanza más efectivos. Un consenso bipartidista surgió a favor de la importancia de la educación STEM con la reautorización de la Ley de Educación Primaria y Secundaria en 2010. Además, una iniciativa a nivel estatal, comandada por los gobernadores del país y las mejores autoridades escolares, forjó estándares más altos y consistentes para matemática e inglés***(lenguaje??) a nivel escolar en un documento conocido como Common Core State Standards (National Governors Association, 2010). El reciente desarrollo de los Estándares de Ciencia de la Próxima Generación (Next Generation Science Standards) cambiará la forma en que la ciencia es enseñada en los salones de clase de la nación.

En orden para recuperar y revitalizar la posición de liderazgo de nuestro país en la economía global, Estados Unidos debe buscar adoptar políticas domésticas para invertir en innovación, productividad y competitividad, y para prevenir el crecimiento del mercantilismo de innovación entre otros países (Atkinson & Andes, 2011). En resumidas cuentas, es crucial que nuestro país se convierta en líder de la economía global invirtiendo en una fuerza de trabajo educada en STEM para generar innovación basada en la ciencia y la tecnología. El país va a necesitar proveer 5

The Atlantic Century II: Benchmarking E.U. and U.S. Innovation and Competitiveness

apoyo y recursos a los sistemas educacionales incluyendo la educación primaria, secundaria y superior. Los sistemas educacionales pueden ayudar a crear una sociedad capacitada en STEM, promoviendo que los estudiantes cursen carreras en campos STEM o proveyendo experiencias y oportunidades innovadoras para practicar habilidades del siglo XXI en la vida diaria y en actividades vinculadas al trabajo. La fuerza de trabajo de nuestro país está directamente vinculada con qué tan bien educamos a los trabajadores cualificados en aprender contenido, practicar pedagogía efectiva y llegar a ser críticos, creativos, colaborativos y comunicativos en la vida diaria. (se necesita releer en inglés) ¿Por qué el aprendizaje STEM de primaria es tan crucial para la educación STEM? El aprendizaje STEM de primaria establece la base para una alfabetización y competencia STEM porque los intereses de los estudiantes en las ciencias y la matemática se desarrollan típicamente en los primeros años de vida. “Todos los niños pequeños tienen la capacidad intelectual para aprender ciencia… los niños pequeños tienen un conocimiento abundante del mundo natural, demuestran razonamiento causal y son capaces de discriminar entre fuentes de conocimiento confiable y no confiables” (Michaels, Shouse, & Schweingruber, 2008 pp. 37–38). En otras palabras, los niños llegan a la escuela con la capacidad cognitiva para involucrarse en ciencia. En una edad temprana, el interés de los estudiantes por las disciplinas STEM ocurre naturalmente por su sentido innato de cuestionarse y la habilidad de explorar y adquirir conocimiento. Ya que esto ocurre en una edad temprana, la necesidad de construir habilidades sólidas es esencial para una progresión exitosa hacia temas de niveles superiores. Tempranamente, los niños usan la mayor parte de su tiempo en explorar el mundo sistemáticamente a través de ensayo y error y captan rápidamente lo que parecen ser conceptos complejos (Gopnik, 2012). Aún más, un grupo de científicos y estudiantes graduados reportó que el interés por las ciencias empezaba antes de la escuela primaria; los estudiantes hombres recuerdan un interés en ciencia a través de actividades iniciadas por ellos mismos, mientras que las estudiantes mujeres recuerdan su interés en las ciencias por medio de actividades relacionadas con la escuela (Maltese & Tai, 2010).

En esfuerzos recientes para apoyar la preparación de estudiantes y profesores educados en STEM se han enfocado mayormente en contextos de escuela secundaria o lo últimos años de primaria. Los programas centrados en STEM se concentran en la construcción de una carrera y motivan a los estudiantes a aprender sobre futuras posibilidades de carreras STEM.

Cuarenta por ciento de los estudiantes de secundaria planean estudiar una especialidad en un campo STEM en la universidad, pero sólo el 16% se gradúa con un título en STEM (U.S. Department of Education, 2007). En los próximos años, cerca de un 50% de los profesionales STEM se estarán retirando de su profesión, y nuestro país tendrá dificultades para suplir esos trabajos STEM. El Departamento de Estadísticas del Trabajo de Estados Unidos (2009) reportó que el 80% de los trabajos futuros requerirán que los profesionales tengan una educación y habilidades en STEM para el 2018.

Al darse cuenta de la necesidad de interesar a más estudiantes con especialidades STEM, muchos sistemas educacionales formales e informales facilitaron oportunidades de desarrollo profesional para profesores. Programas y oportunidades tanto para profesores como para estudiantes usualmente son ofrecidas sólo al nivel de secundaria. Estadísticamente, muchos estados en el país también han visto una baja en los números de estudiantes universitarios graduándose con especialidades STEM, así que, a través de todo el país, programas e iniciativas han traído experiencias STEM a los últimos años de primaria. La investigación muestra que “para el momento en que el estudiante alcanza cuarto año, un tercio de los niños y niñas han perdido el interés en la ciencia. Para octavo año, casi el 50 por ciento ha perdido interés o lo ha considerado irrelevante para sus futuros planes de educación” (Murphy, 2011, p. 1). Ya que la investigación ha mostrado que el 50% de los estudiantes de 8º grado pierde el interés en la ciencia, los esfuerzos para exponer a los estudiantes a experiencias STEM en la sala de clases y también en las actividades después de la escuela en los primeros años de primaria puede mejorar su interés y habilidades. El aprendizaje y el pensar de los estudiantes de los primeros años de primaria son similares al aprendizaje y el pensar de las ciencias. Una atención y apoyo enorme debiese de dirigirse a los primeros niveles de primaria.

Los profesores de estos primeros años de primaria están certificados como educadores generalistas y enseñan todas las materias. Ya que estos profesores son responsables lograr objetivos en disciplinas evaluadas a nivel estatal como Lenguaje y Matemática, poco o nada de su tiempo lo pueden invertir en enseñar conceptos en disciplinas de ciencia, estudios sociales o salud. En el contexto de la educación en ciencia, no podemos esperar que los estudiantes se pongan al día con seis años perdidos de ciencia para el momento en que llegan a 6º año. Las disciplinas STEM son un proceso acumulativo. El dominio de ciencia de los alumnos se desarrolla por medio de una progresión detallada de aprendizaje de prácticas, conceptos e ideas (National Research Council, 2012). .El sistema escolar necesita abogar por programas STEM de alta calidad para los profesores y estudiantes de esos

primeros años de primaria, un mayor tiempo dedicado a enseñar disciplinas STEM y proveer consistentemente oportunidades de desarrollo profesional para profesores de primaria enseñen estos conceptos bien (Keeley, 2009).

Muchos educadores de primaria no tienen confianza en enseñar contenido en disciplinas STEM, especialmente en ciencia. De acuerdo a un reporte del 2011 titulado Grandes Expectativas, Pocas Oportunidades: El Estado de la Educación Primaria de Ciencias en California (High Hopes— Few Opportunities: The Status of Elementary Science Education in California), 40% de todos los profesores de primaria usan menos de una hora por semana en ciencia, y 13% usa 30 minutos o menos (Dorph, Shields, Tiffany-Morales, Hartry, & McCaffrey, 2011). A nivel nacional, los profesores de primaria usan un promedio de 2.3 horas a la semana en educación en ciencia. El ministerio de educación de los Estados Unidos mencionó que el 62% de los profesores de primaria declara recibir poco o ningún desarrollo profesional en educación en ciencia y que muchos distritos no proveen un especialista en ciencia o un instructor para ayudar a los profesores con los niveles de logros en ciencias de sus alumnos (U.S. Department of Education, 2007).

Los primeros años de primaria son parte de la línea directa STEM K12, y las iniciativas STEM debiesen enfatizar la importancia de oportunidades y experiencias a nivel de primaria para profesores y estudiantes. La preparación de profesores y la formación docente continua en contenidos y pedagogía debiera ocurrir frecuentemente y debiera incluir mejores prácticas y experiencias en los campos STEM con el patrocinio de investigadores científicos, ingenieros y matemáticos (Epstein & Miller, 2011). Los distritos escolares debieran invertir en instructores o especialistas STEM para que trabajen de cerca con profesores de primaria. El apoyo público de los padres, la comunidad, negocios asociados y la industria debiese apoyar servicios que promuevan el conocimiento STEM e incluir programas y oportunidades para el espectro de los niveles de primaria. Los líderes en educación debiesen colaborar con muchos de los políticos y científicos informados que estarán tomando las decisiones críticas que afectan a nuestro país. La educación STEM empuja la innovación, y es labor de todos los actores involucrados el crear una base para un ecosistema de innovación que permita a los Estados Unidos ser un líder en el mercado global (Change the Equation, 2012) Instrucción y aprendizaje basados en estándares, interdisciplinarios y conectados al mundo real Por lo últimos 25 años, he tenido el privilegio de enseñar todos los niveles de la primera educación primaria. He enseñado en modelos auto-contenidos (i.e.,

enseñar todas las materias) para kindergarten hasta 5º año. También he enseñado ciencia escolar en ambientes tanto formales como informales.

Incluso antes de que el término “STEM” fuese acuñado, ya se fomentaban recomendaciones sobre mejores prácticas en estas disciplinas (Sanders, 2009).

Lo creas o no, si eres un profesor de primaria y disfrutas enseñar conceptos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática, desafiando a tus estudiantes a pensar críticamente y a trabajar de forma colaborativa, ya eres un contribuidor al vasto mundo de la educación STEM. No me di cuenta que estaba enseñando lecciones integradas STEM cuando recién empecé, porque el término o la idea de la educación STEM estaba aún en pañales y no era parte todavía de las corrientes principales en educación. La idea de educación y aprendizaje basado en estándares, integrados y del mundo real ha estado dando vueltas hace muchos años.

Algunas prácticas las he identificado de forma diferente, pero la mayoría son consistentes con los métodos de hoy en día. Cuando mejores prácticas son implementadas, es importante entender que la pedagogía de cada práctica debe ser considerada en todo minuto durante su implementación. Algunos educadores argumentarán que ciertas mejores prácticas “no funcionan en mi sala de clase” por razones demográficas. Yo tiendo a disentir. Si la práctica basada en investigación es implementada de acuerdo a la pedagogía que la sustenta, tus estudiantes mejorarán académicamente.

Mejor Práctica

Foto 2.1. Estudiantes de 5o año planean, diseñan y construyen un vehículo sumergible a control remoto (VCR). Fotografía de C. Livingston, 2010. ¡Todos los estudiantes pueden aprender! Enseñar contenido en disciplinas STEM es sólo una faceta de la instrucción. Mejores prácticas en educación STEM incluyen instrucción y aprendizaje basado en estándares, interdisciplinarios y del mundo real. Enfatizar habilidades de innovación para el siglo XXI fortalece el aprendizaje y ayuda a crear estudiantes educados en STEM y con habilidades STEM. Una revisión de estas mejores prácticas destaca componentes importantes para su implementación. Para ilustrar estas prácticas, me referiré a un curso de 5º año que enseñé, en el cual los estudiantes estuvieron involucrados en la creación de VCR.

La práctica de instrucción y aprendizaje basados en estándares ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Entender qué deberían saber y ser capaces de hacer los estudiantes en un periodo de tiempo.

Proveer las bases para el contenido en instrucción y evaluación.

Asegurarse que los estudiantes aprendan lo que es importante.

Apuntar hacia un nivel de comprensión alto y profundo.

Especificar como los profesores y estudiantes alcanzarán sus objetivos educacionales.

Aprender contenido, conceptos y habilidades prácticas en niveles apropiados a su curso.

Influenciar en la calidad de la enseñanza y aprendizaje.

Identificar sucesos y problemas en la performance de estudiantes.

Reconocer fortalezas y debilidades académicas.

Determinar el crecimiento educacional por medio de evaluaciones de los estándares. (Texley, 2005; Ohio Department of Education, 2012)

En la Tabla 2.2 abajo, se identifican ocho prácticas esenciales de ciencia, ingeniería y matemática Prácticas de ingeniería y ciencia

Prácticas matemática

1. Hacer preguntas (para la ciencia) y 1. Entender problemas y perseverar en definir problemas (para ingeniería). su solución.

2. Desarrollar y usar modelos.

3. Planear y investigaciones.

llevar

a

2.

Razonar cuantitativamente.

abstracta

y

cabo 3. Construir argumentos viables y crítica el razonamiento de otros.

4. Analizar e interpretar datos.

4. Modelar con matemática 5. Usar matemática y pensamiento 5. Usar herramientas apropiadas estratégicamente. computacional.

6. Construir explicaciones (para ciencia) y diseñar soluciones (para 6. Prestar atención a la precisión. ingeniería) 7. Participar en argumentación a partir 7. Buscar y usar estructuras de evidencias.

Prácticas de ingeniería y ciencia

Prácticas matemática

8. Obtener, evaluar y comunicar 8. Buscar y expresar regularidad en información. razonamiento repetido.

Fuente: (National Research Council, 2012)

Fuente: (National Association Center Practices,2010):

Governors for Best

Tabla 2.2 Prácticas esenciales STEM La importancia de la instrucción basada en estándares es crucial para aprender en mi aula. Cuando los estudiantes están involucrados en el aprender, se interesan y motivan a aprender conceptos en profundidad. Mientras creaban el VCR, mis estudiantes de 5º año se dieron cuenta rápidamente que necesitaban el conocimiento de conceptos de ciencias del océano e información matemática precisa para desarrollar un modelo y explicar el razonamiento detrás de sus planes de diseño.

La práctica de la instrucción y el aprendizaje interdisciplinario ● ● ● ● ● ●

Captura intereses intelectuales Conecta información, conocimiento y práctica a través de disciplinas.

Usa un proceso transversal que unifica el conocimiento a través de disciplinas al desarrollar conceptos y habilidades por medio de contextos de la vida real Desarrolla habilidades cognitivas de alto orden tales como resolución de problemas y pensamiento crítico.

Emplea múltiples perspectivas Evalúa información, datos y perspectivas (Drake & Burns, 2004; Nicolescu, 2002)

Para mí, una profesora de primaria, la implementación de instrucción interdisciplinaria es una práctica común en mi salón de clase. El integrar conceptos y prácticas de diferentes disciplinas promueve un aprendizaje y una comprensión conceptual profunda. Mis estudiantes de 5º año también notaron la integración de conceptos y habilidades mientras trabajaban en sus VCR. Investigaron contenido de ciencias del océano, analizaron e interpretaron datos de varias fuentes basadas en investigación y usaron pensamiento matemático y computacional en los diseños de sus VCR. La práctica de instrucción y aprendizaje del mundo real (Énfasis en aprendizaje basado en proyecto e investigación científica del mundo real)

● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Promueve el aprendizaje de por vida Motiva a los estudiantes a aprender sobre investigación variada Enfoca en conducir investigación real al practicar habilidades y métodos de investigación Contribuye al ingreso de datos científicos significativos que los científicos puedan usar realmente Ayuda a los estudiantes a valorar la información recogida acerca del mundo en el jardín trasero de uno y en países lejanos Utiliza los datos de los estudiantes para investigar muchos temas Ayuda a los estudiantes a desarrollar habilidades del siglo XXI (pensamiento crítico, comunicación, creatividad y colaboración) Estimula a los estudiantes a tomar responsabilidad por su propio aprendizaje Ve el aprendizaje holísticamente al investigar asuntos del mundo real y temas al integrar muchas disciplinas Le permite al profesor evaluar y valorar el progreso de habilidades cognitivas y de desarrollo social

En la sala de clase, la implementación de aprendizaje del mundo real incluye aprendizaje basado en proyecto (ABP) y ciencia basada en proyecto (PBS).

Estas prácticas facilitan aprendizaje basado en indagación en la educación en ciencia, pero difieren en el énfasis pedagógico. El primero se origina en la reforma a la educación médica y el segundo se originó en la reforma progresiva y constructivista de la educación en ciencia (Berglund, 1999; Edutopia, 2012; Colley, 2008). Mi currículum de quinto año incorporaba estas prácticas cuando los estudiantes recién abordaban investigación que se había llevado a cabo durante el derrame de petróleo en el Golfo el 2010. Analizaron clips de video de VCR sobre el agujero taladrado en el suelo oceánico.

Compilaron y comunicaron los datos encontrado en variados análisis ambientales. Usar una aplicación del mundo real como la tragedia del golfo mejora la instrucción y despierta el interés y las preguntas entre los estudiantes, así motivándolos a perseverar con sus proyectos de VCR. Enfatizar habilidades del siglo XXI para la innovación en la instrucción y el aprendizaje Creatividad e innovación ● Pensar creativamente ● Trabajar creativamente con otros

● Implementar innovación ● Pensamiento crítico y solución de problemas ● Razonar efectivamente ● Usar pensamiento sistémico ● Hacer juicios y tomar decisiones ● Resolver problemas Comunicación y colaboraciones ● Comunicarse claramente ● Colaborar con otros (Route 21, 2012) Al implementar mejores prácticas, es importante enfatizar habilidades del siglo XXI a través de toda la instrucción. Mis estudiantes trabajaron juntos en grupos para planear, diseñar y construir sus VCR. Un requerimiento para cada equipo de los VCR era comunicar información entre todos los miembros del grupo, discutir y generar ideas colaborativas y resolver asuntos y problemas. Los estudiantes aprendieron rápidamente a capitalizar en las ideas y habilidades de otros estudiantes. Todos los miembros del equipo ayudar a completar el proyecto.

Incorporar mejores prácticas con habilidades del siglo XXI ayudará a crear una base fuerte para el aprendizaje STEM. ¿Por qué, yo como una profesora de colegio, debería incluir estas habilidades en mi instrucción? Los estudiantes necesitarán trabajar colectivamente, tomar decisiones pensando sobre posibles soluciones de forma crítica y creativa y comunicarse efectivamente usando varias formas de tecnologías para éxito en obtener empleo en el futuro. Uso muchas herramientas tecnológicas interactivas al integrar contenidos ciencia, ingeniería y matemática con artes, estudios sociales y aplicaciones de la vida real. Mis estudiantes usan Google Earth y Skype para reunir, analizar o comunicar información durante la instrucción.

Estos dos programas ayudan a traer aplicaciones del mundo real al aprendizaje de contenido y al mismo tiempo fortalece habilidades del siglo XXI. Durante el derrame de petróleo del Golfo y previamente a construir sus VCR, desafié a mis estudiantes preguntándoles, “¿Necesitarían saber el clima y las condiciones físicas del océano para lanzar sus VCR?” Mis alumnos de 5º usaron Google Earth para determinar condiciones meteorológicas y oceanográficas del Golfo de México utilizando imágenes y datos en tiempo real y en tiempo cercano. Google Earth es un programa de información geográfica, un mapa y un globo terráqueo virtual amigable para sus usuarios que puede ser descargado gratis directo a tu computador.

Simplemente utilicé las funciones básicas de Google Earth, lo que incluye un

panel de búsqueda, un visor 3D de la tierra y un panel de capas.

Dividí a mi clase de 25 estudiantes en seis grupos de investigación.

Como no tenía suficientes computadores en mi salón, mis estudiantes utilizaron el laboratorio de computación de la escuela. Usando el programa, cada equipo entró “Golfo de México” en el panel de búsqueda. La imagen del Golfo de México rápidamente apareció en el visor 3D de la tierra. A continuación, les di latitud y longitud del derrame de petróleo para que lo ingresaran en el panel de búsqueda. Luego ellos escogieron paneles de capas específicas para encontrar su set de datos asignados. Los equipos uno y dos tenían asignado recoger información sobre las nubes. Los equipos tres y cuatro se les pidió recopilar las condiciones de clima diario en la locación del derrame. Los equipos cinco y seis tenían la tarea de recolectar datos de observación del océano: temperatura de la superficie del mar, corrientes y patrones de viento a partir de boyas. Mis estudiantes estaban impresionados de ver datos en tiempo real disponibles en diferentes formas y estaban fascinados con las visualizaciones de patrones de nubes actuales e imágenes proyectadas y de radar de la lluvia cayendo en el océano. Todos los equipos se juntaron para tener una discusión como clase completa de los datos y para decidir—basados en condiciones de tiempo y del océano—si el VCR de su equipo era seguro para ser lanzado.

Usar Skype como una herramienta de teleconferencia para comunicarse con científicos, ingenieros y otros profesionales STEM puede impactar en el aprendizaje. Los estudiantes pueden conocer gente nueva, hablar con expertos, compartir ideas y crear experiencias de aprendizaje con profesores y estudiantes de al rededor del mundo. Skype es un programa computacional que permite a sus usuarios hacer llamadas de video por internet. Skype puede ser descargado de forma gratuita directo a tu computador. Mi clase tuvo una sesión de Skype con la tripulación de investigación y educación en una embarcación de investigación en perforación oceánica llamada JOIDES Resolution (JR). Esta embarcación de investigación sale a expediciones de forma frecuente durante todo el año para recopilar muestras nucleares de la corteza terrestre. Profesores pueden inscribirse en línea para una llamada desde el barco a la costa con la tripulación. Pueden revisar el apéndice de este capítulo para la dirección web.

En la sesión de Skype, mis estudiantes asistieron a un tour en vivo del barco, aprendieron contenido acerca de la corteza terrestre, vieron muestras nucleares y tuvieron una sesión de preguntas y respuestas con un educador y un científico. Los estudiantes estaban fascinados por la posibilidad de comunicarse con una tripulación científica que estaba en un barco en el mar.

Traer experiencias reales al aula, como las sesiones en vivo desde la

embarcación JOIDES Resolution, ayuda a los estudiantes a ver la importancia que tiene el aprender conceptos y habilidades; y cómo estas habilidades son aplicables en problemas y asuntos de la vida cotidiana en nuestros hogares, comunidades y en la nación.

Utilizar las mejores prácticas de instrucción y aprendizaje de mundo real, interdisciplinarias y basadas en estándares con énfasis en habilidades del siglo XXI, me ha inspirado a crecer profesionalmente y a implementar estrategias de enseñanza basadas en la investigación. Al usar estas prácticas a través de los años, y a partir de la experiencia, he aprendido que los estudiantes tienden a estar más comprometidos durante las lecciones, colaboran con sus pares, piensan más críticamente acerca de los problemas y temas tratados y se divierten mientras aprenden. Los estudiantes han mostrado una comprensión en profundidad de conocimiento integrado que es aplicable a situaciones de la vida real. Me han preguntado, frecuentemente, por ayuda para replicar algunos de los proyectos y experimentos para que ellos puedan llevar a cabo experiencias de enseñanza en casa.

Usar las mejores prácticas en ciencias del océano e ingeniería Yo abogo por una alfabetización sobre el océano a nivel estatal y nacional.

Creo que la educación y alfabetización en ciencias del océano son canales importantes para el campo STEM. No es necesario vivir cerca de la costa para entender y abogar por la importancia del océano en nuestro planeta. Hay disponibles currículos sobre alfabetización acerca del océano, lecciones, talleres y experiencias de investigación para profesores para ayudar en la instrucción en aula. Gran parte de estos están basados en el Estándares de Ciencia para la Nueva Generación y en el Ocean Literacy Scope and Sequence FrameworkMarco de Referencia sobre Alcance y Secuencia en la Alfabetización sobre el Océano6. Refiérase a la sección de recursos en el apéndice para más información.

Como profesor de los primeros años de primaria, disfruto particularmente de enseñar ciencias del océano. Mi interés fue generado por múltiples y geniales experiencias de desarrollo profesional. Muchas de estas experiencias estaban diseñadas para profesores de segundo ciclo básico o de enseñanza media, al proveer contenido y estrategias de implementación para esos niveles. De las sesiones de desarrollo profesional a las que asistí, los contenidos, recursos y experiencias provistas eran adaptables para el nivel que yo enseño. De hecho, esto también sucede en similares oportunidades de desarrollo profesional. Adaptar estrategias al nivel de primaria puede lograrse, 6

Ocean Literacy Scope and Sequence Framework.

siempre y cuando uno se sienta cómodo con el contenido y la pedagogía. Los profesores de los primeros años de primaria pueden invertir en aprender contenido, construir redes y comunicarse con profesionales STEM y profesores de los otros años o de secundaria y adquirir experiencias de aprendizaje dirigidas a las necesidades y el nivel de desarrollo de sus estudiantes.

Mi primer encuentro de desarrollo profesional con ingeniería y tecnología oceánica fue un taller de profesores patrocinado por el Centro para las Ciencias del Océano y la Excelencia en Educación Sureste (Center for Ocean Sciences and Education Excellence SouthEast COSEE SE) usando vehículos submarinos a control remoto (VCR) para enseñar conceptos de ciencia y exponer a los estudiantes a la tecnología e ingeniería marina. Este taller fue ofrecido para profesores de la segunda mitad de primaria o de secundaria. Yo creía encarecidamente que esta oportunidad podría ser adaptada a estudiantes de los primeros años de primaria con muy pocas modificaciones.

El taller extendía el programa “Sea Perch” del Massachusetts Institute of Technology (MIT). El programa Sea Perch insta a los profesores a crear un VCR submarino usando un manual paso a paso y trabajando con ingenieros.

Los productos finales del taller incluían una abundancia de recursos para ingeniería oceánica; ideas de aplicación en el mundo real que incluían competencias de VCR regionales y nacionales y un VCR para conservarlo y usarlo con tu clase. A través del workshop, me di cuenta que mis estudiantes de quinto año serían capaces de construir el VCR, pero tendrían dificultades para construir las cajas de los controles remotos y los motores.

Me llegó otra oportunidad de participar en un taller de VCR para profesores en el verano del 2009 en la conferencia del National Marine Educators Association que se hizo en Monterey Bay, California. Este taller estaba patrocinado por el Marine Advanced Technology Education (MATE).

El programa “MATE ROV” invitaba a los profesores a construir un VCR submarino con materiales que eran provistos en un kit. Realmente me gustaba la versatilidad del programa. La re-usabilidad del kit del VCR puede ser una actividad de aula repetible año tras año. El programa MATE le daba a los estudiantes la flexibilidad para planear y diseñar sus propios VCR sin seguir un manual.

Después del taller, hice un poco de trabajo extra en la escuela.

Necesitaba financiar la compra de 15 kits de VCR para mis estudiantes, así que chequé con mi director y con la Asociación de Padres y Profesores (PTA) para ver qué tipo de fondos podrían estar disponibles para iniciativas STEM. Descubrí que la PTA había apartado $2.500 dólares para proyectos

innovadores en ciencia y matemática. Mi escuela es una escuela especializada en ciencia y matemática, lo que puede que no sea típico para las PTA de otras escuelas primarias de los Estados Unidos. Pero no subestimen el potencial de trabajar de cerca con su PTA local. Muchas veces, si ellos no tienen los fondos, te pueden ayudar a conseguirlos para proyectos especiales que beneficien a los estudiantes.

Escribí una breve propuesta para la mesa directiva de la PTA pidiendo la compra de 15 kits para el primer año de implementación y asistí a una reunión de la mesa directiva de la PTA para justificar mi solicitud. Esta fue aprobada, y así sin más tenía los kits de VCR para mis estudiantes.

Entendí lo importante que era que la PTA entendiera el impacto de su apoyo, invité a los miembros de la mesa directiva al evento final de los VCR en el 5º año en el día mundial del océano. El evento incluyó a los estudiantes de quinto operando sus VCR y enseñándole a los estudiantes de kindergarten a 4º como operar los VCR en pequeñas piscinas de niños en el patio de la escuela.

Los estudiantes de 5º fueron modelos a imitar para los estudiantes más jóvenes. Los estudiantes estaban emocionados y comprometidos durante todo el evento, y los padres, profesores, miembros de la mesa directiva de la PTA y administradores estaban impresionados. Un padre comentó “¡No puedo creer que chicos de 5º diseñaron estos VCR!”. Un profesor de kindergarten comentó, “es bueno ver a los niños mayores enseñarles lo que ellos aprendieron a estudiantes más jóvenes. ¡Qué experiencia de aprendizaje más poderosa!”

Como todos sabemos, los estudiantes de primaria son muy activos y están llenos de energía. Para empezar las lecciones sobre los VCR con mis estudiantes, utilicé mi estrategia favorita relacionada con aprender conceptos o vocabulario: “Muévete, escucha y para”. Este tipo de actividad ayuda a construir vocabulario y conceptos mientras mantiene a los estudiantes activos mientras aprenden. Un ejemplo que me ha funcionado en el pasado es una actividad que organicé sobre factores bióticos y abióticos en ecosistemas oceánicos. Esta es una estrategia que calzará dentro de la mayoría de los currículos de escuelas primarias.

He aquí un plan que puedes seguir: Objetivo principal de aprendizaje: Factores bióticos y abióticos en ecosistemas oceánicos Vocabulario: biótico, abiótico, ecosistema Conceptos: biótico—vivo, abiótico—no vivo Instrucciones: 1. Pídele a los chicos que empiecen un movimiento específico, como marcha, saltar en un pie o mover los brazos. Hazles saber que no pueden parar el movimiento hasta que escuchen un factor abiótico

dicho en voz alta por el profesor.

2. Una vez que los chicos están moviéndose por unos segundos, empieza a decir palabras en voz alta y eventualmente di “agua”. Los estudiantes deberían detenerse. Cuando se detengan, brevemente discute que el agua es un factor abiótico y porqué.

3. pídele a los chicos que empiecen a moverse nuevamente, puede ser el mismo movimiento o algo diferente. Esta vez, di otras palabras como pez, ballena, alga y así. Porque estos no son factores abióticos del ecosistema oceánico, los estudiantes deberían continuar moviéndose.

Mientras los chicos sigan moviéndose diles, “están en lo correcto, los peces son organismos vivos y ellos no son considerados factores abióticos”.

4. Continúa cambiando el vocabulario mientras sigues implementando “muévete, escucha y para”.

5. Repite el primer paso, pero esta vez céntrate en los factores bióticos del ecosistema.

Conectar el aprendizaje con movimientos físicos mejora la atención, ayuda a aquellos que aprenden kinestésicamente y además se deshace de los excesos de energía. Mis estudiantes disfrutan de aprender conceptos y practicar habilidades por medio del movimiento porque están divirtiéndose mientras aprender. Esta estrategia puede implementarse en cualquier momento con estudiantes de Kindergarten a 5º año.

Proveer experiencias en ciencias e ingeniería oceánicas les da conciencia sobre carreras y habilidades STEM a los estudiantes. Ellos se benefician de aprender las habilidades y conceptos esenciales por medio de experiencias del mundo real y basadas en proyectos que utilizan datos reales y entregan resultados reales. El Programa de profesores en el mar del NOAA y los programas Sea Perch y MATE de robótica submarina me permiten capitalizar en mis propias experiencias e integrar mi conocimiento y habilidades con programas de ciencia e ingeniería que son interesantes para los estudiantes.

En el programa de enriquecimiento de las ciencias de nuestra escuela, he enseñado a 125 estudiantes de quinto año la importancia de la exploración oceánica y porqué el océano es tan importante para la vida cotidiana. He compartido mi experiencia de haber estado en un submarino a 2.000 pies bajo el nivel del mar en las costas de Carolina del Sur en mi expedición de Profesores en el mar, que se llamaba Exploradores del Océano Islas en el Arroyo del NOAA. Las bitácoras de investigación, imágenes y video clips de la expedición están disponibles en línea en el sitio web del NOAA Ocean

Explorer. Usando parte de los videos reales y los recursos en línea, les presenté mi experiencia de sumergirme y los llevé en un buceo virtual al inexplorado suelo oceánico. Los estudiantes vieron a su profesora comunicándose con el piloto del submarino usando un brazo robótico para recoger sedimentos y especímenes de animales vivos. Mis estudiantes estaban fascinados de ver la experiencia real de su profesora. Muchos estudiantes en mi clase destacaron lo genial que era ver a su profesora en embarcación trabajando con científicos y llevando a cabo varias investigaciones. Pedían ver las imágenes y video clips de la expedición una y otra vez.

Luego de la presentación de mi expedición como Profesor en el Mar, usé materiales del mundo real, recopilados durante la expedición de investigación, para empezar mi lección sobre los VCR. Los estudiantes usaron herramientas como microscopios y lupas para observar sedimentos y especímenes tomados en el viaje submarino. Para suplementar la experiencia virtual del viaje, los estudiantes estaban agrupados en equipos como “científicos reales” para construir un VCR. Los estudiantes escogían un rol a partir de una lista de puestos de ingeniería e investigaban como planificar, diseñar y construir el mejor VCR usando el proceso de diseño ingenieril y la creación de un plano o modelo de su diseño.

Científicos e ingenieros de variadas agencias locales estaban citados para venir y compartir su experiencia con los estudiantes. Yo había establecido una red de científicos e ingenieros locales durante la expedición del NOAA Explorer y durante los talleres de VCR para profesores. Todo lo que tenía que hacer era llamarlos para que presentaran su investigación en la expedición o compartir su experiencia profesional con mis estudiantes.

Planeamos un día de presentaciones pen el Día Mundial del Océano para que los alumnos de quinto año trabajaran de cerca con estudiantes de Kindergarten a 4º año. El propósito del día de presentación era doble: que estudiantes enseñaran a estudiantes y que estudiantes presentaran sus experiencias. Todos los estudiantes presentaron sus diseños y demostrar las capacidades de movimiento de sus VCR en una piscina de niños. Los estudiantes demostraron cómo los pilotos de los sumergibles se comunican con científicos y otros investigadores mientras operan una herramienta de exploración oceánica.

Incluso después de la experiencia de los VCR, estudiantes (tanto niñas como niños) preguntaron dónde comprar kits de VCR, y varios estudiantes mencionaron que querían tener una carrera en ciencias oceánicas o en ingeniería.

Implementar mejores prácticas con recursos limitados ¿Cómo pueden adaptarse e implementarse estas “mejores prácticas” por otros

educadores formales o informales con recursos limitados? La colaboración y asociaciones entre educadores y profesionales STEM son claves para la implementación de mejores prácticas, incluso cuando los recursos son limitados. Empieza de a poco y trabaja colaborativamente a través de asociaciones con educadores y personas interesadas en el campo. Estas personas pueden incluir negocios y socios de empresas que se beneficiarían de futuros empleados con conocimiento y habilidades STEM, organizaciones y asociaciones comunitarias relacionadas con la fuerza de trabajo, asociaciones de padres, educadores formales o informales de instituciones, agencias y organizaciones locales y estatales y representantes públicos y políticos a nivel nacional o estatal.

Luego de asistir a mi primer taller VCR para profesores, le pregunté a la PTA de mi escuela fondos para comprar los materiales para diseñar los VCR. Me asocié con un profesor de ciencias marinas de secundaria que también había recibido fondos para materiales. Nos asociamos para proveer una experiencia de aprendizaje sobre VCR con estudiantes de secundaria y de 5º. Ambas escuelas se beneficiaron al proveer estas experiencias dentro de nuestro distrito escolar.

Partir de a poco y colaborar con otros interesados no tiene porque ser un gran evento. Asóciate con los profesores al otro lado del pasillo para implementar proyectos en grupo. Tu clase puede ser responsable por una parte del proyecto mientras las otras clases trabajan en otras partes, o ambas clases pueden trabajar juntos como equipos individuales, cada uno con responsabilidades y labores específicas. Invita a científicos, ingenieros y otros educadores STEM a ser una parte activa de tus lecciones. Te sorprenderá como sus experiencias y recursos agregan una dimensión de mundo real a tus lecciones, experimentos o proyectos. Invita a los padres de tus estudiantes que son científicos, ingenieros o profesionales con habilidades STEM. Trato de aprovechar al máximo la incorporación de los padres durante las lecciones de clases y en general en los eventos de ciencia, ingeniería o matemática a nivel de la escuela.

Los padres generalmente son tímidos en cuanto a ofrecer y compartir su experiencia porque no saben cómo sus habilidades pueden ayudar a profesores y estudiantes. Los educadores tienen la capacidad de traducir información de profesionales STEM usando sus mejores prácticas pedagógicas. Recomiendo encarecidamente que tu colabores o te asocies con ellos en mejorar las experiencias de los estudiantes. Muchos profesionales STEM tendrán un componente de compromiso en su empleo y frecuentemente buscarán oportunidades para compartir su experiencia con estudiantes en sus comunidades.

Motivar estudiantes de primaria a participar en proyectos con datos en tiempo real y tecnología puede lograrse de diferentes formas. Proyectos de ciencia locales o en línea son ejemplos de cómo se puede hacer que los estudiantes hagan observaciones y graban datos en bases de datos colaborativas. Existen muchos proyectos de ciencia ciudadanos disponibles para profesores y estudiantes online. Ejemplos de proyectos pueden incluir registrar el número de luciérnagas vistas en una noche específica o monitorear la calidad del agua en tu río local.

Una variedad de colaboraciones adicionales puede crearse. Trabajar con otras escuelas primarias del distrito puede ayudar a captar atención sobre el proyecto y encontrar apoyo para él. Los estudiantes de los últimos años de primaria pueden hacer de mentores para los alumnos de los primeros años en la adquisición de habilidades que les puedan ayudar a generar una carrera. Los estudiantes pueden competir en instancias locales, regionales o nacionales para mejorar su conocimiento en ciertas áreas de contenido e involucrarse en prácticas de ciencia y tecnología. Los profesores pueden asociarse con educadores informales de museos o acuarios, o científicos e ingenieros de agencias y universidades locales durante programas después de clases que refuercen actividades y/o proyectos que usen aplicaciones del mundo real y basadas en proyectos. ¿Cómo puedo encontrar recursos? Parte desde tu distrito y busca recomendaciones de especialistas en ciencia, matemática, ingeniería o currículum, organizaciones locales de profesores y redes sociales. Programas locales de educación informal tales como acuarios, parques y museos son otros recursos para realizar asociaciones o proyectos y eventos. Los educadores informales tienen experiencia en educar e informar al público general. Muchos programas de educación informal incluyen programas para chicos para después de clases. Los educadores tienen la oportunidad de compartir su experiencia acerca de educación y engranar la experiencia de varios otros interesados para proveer una mejor experiencia de aprendizaje para los estudiantes. Una lista de organizaciones y recursos dirigidos a asuntos del mundo real en la educación STEM de primaria y las ciencias del océano está en el Apéndice. ¡Los ganadores en estas experiencias siempre son los estudiantes!

Conclusión Ya seas un principiante o un experimentado profesor, este es un momento emocionante para la educación STEM en nuestro país. Ahora es el momento para marcar una diferencia en tu instrucción de aula facilitando e implementado mejores prácticas educativas en STEM. Estados Unidos

enfrenta el desafío definitivo de recuperar su competitividad como un líder mundial en innovación en la economía global. Otro “momento Sputnik” en la historia de nuestro país ha generado una increíble cantidad de investigación, discusiones nacionales, consideraciones legislativas, alianzas llevadas a cabo por los estados y asociaciones con negocios y la industria para cultivar una ciudadanía conocedora de STEM y una fuerza de trabajo capacitada en STEM. Nuestro país va a necesitar una fuerza de trabajo que sepa de y tengan habilidades STEM para guiar al país en innovación acelerada. Un factor clave en el desafío es que se requiere un cambio en el sistema de educación escolar para poder proveer preparación fundamental en disciplinas STEM. La preparación incluye a todos actores interesados, incluyendo profesores, estudiantes y líderes especialistas en educación a nivel distrital y estatal. La inversión y el apoyo de padres, los negocios y al industria y legisladores serán críticos para el sistema STEM. Ya seas profesor de primaria o secundaria, las mejores prácticas STEM te ayudarán a entregar una base sólida de habilidades STEM en la vida de los estudiantes. Es crucial construir una infraestructura estable de experiencias STEM durante los años formativos del desarrollo de los estudiantes. Habiendo enseñado ciencia en primaria por muchos años, y sabiendo que los estudiantes llegan a la escuela con la capacidad cognitiva de involucrarse en dominios avanzados de pensamiento crítico y creativo en disciplinas STEM, la implementación de instrucción interdisciplinaria, basada en estándares y del mundo real refleja las mejores prácticas de la educación STEM a nivel de primaria. Puedes implementar estas prácticas hoy al enseñar contenido.

Con estudiantes de quinto año, elegí experiencias de ciencias del océano e ingeniería para ayudar a los estudiantes a aprender contenido, pensar de forma innovadora y aplicar sus habilidades a una futura carrera. Con experiencias exitosas en el nivel de primaria los estudiantes progresan a los siguientes cursos de primaria y a secundaria estando capacitados en STEM y podrán contribuir al perfeccionamiento de los campos STEM. La fuerza de trabajo STEM de nuestro país será la nueva generación de innovadores y líderes mundiales.

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Apéndice Aquí hay una lista de recursos y organizaciones profesionales para ayudarte con tu desarrollo y la implementación de una instrucción STEM a nivel de primaria. Las organizaciones presentadas aquí ofrecen muchas oportunidades de desarrollo profesional en línea, por medio de webinars, cursos de nivel graduado y sesiones de streaming de video. Para más información en educación STEM sobre ciencias e ingeniería del océano, puedes referirte a los recursos en esta sección.

Organizaciones ● ● ● ● ● ●

American Association for the Advancement of Science, http://www.aaas.org/ American Council of STEM Educators, http://www.acstemed.org/ Association for Supervision and Curriculum Development, http://www.ascd.org/ International Technology and Engineering Educators Association, http://www.iteea.org/ National Council of Teachers in Mathematics, http://www.nctm.org/ National Marine Educators Association, http://www.marine-ed.org/

● ●

National Science Teachers Association, http://www.nsta.org/ Triangle Coalition of Science and Technology Education, http://www.trianglecoalition.org/

Recursos ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

American Geophysical Union (AGU) GIFT Workshop, http://fallmeeting.agu.org/2012/events/geophysical-information-forteachers-giftworkshop/ Bridge, http://web.vims.edu/bridge/ Center for Ocean Sciences and Education Excellence SouthEast (COSEE SE), http://www.cosee-se.org Change the Equation, http://changetheequation.org/ Coalition for Science Afterschool, http://afterschoolscience.org/directory/ Engineering Is Elementary, http://www.eie.org JOIDES Resolution Educator at Sea Program, http://joidesresolution.org/ Journal of STEM Education, http://ojs.jstem.org/ Marine Advanced Technology Education (MATE), http://www.marinetech.org/ Mickelson ExxonMobil Teachers Academy, http://mickelson.nsta.org/ MIT Sea Grant Sea Perch Program, http://seaperch.mit.edu/ Monterey Bay Aquarium Research Institute EARTH, http://www.mbari.org/earth/ NASA Education Resources, http://www.nasa.gov/offices/education/ National Center for Technological Literacy, http://legacy.mos.org/ National Lab Network, http://www.nationallabnetwork.org/ National Math + Science Initiative, http://www.nms.org/ National Science Digital Library, http://nsdl.org/ National Science Foundation, http://www.nsf.gov/ Next Generation Science Standards, http://www.nextgenscience.org/ NOAA Education Resources, http://www.education.noaa.gov/ NOAA Ocean Explorer, http://oceanexplorer.noaa.gov/ NOAA Teacher at Sea Program, http://teacheratsea.noaa.gov/ Ocean Literacy Framework, http://oceanliteracy.wp2.coexploration.org/ Office of Naval Research Sea Perch Program, http://www.seaperch.org/ STEM Connector, http://www.stemconnector.org/

● ● ●

STEM Education Coalition, http://www.stemedcoalition.org/ Triangle Coalition for Science and Technology Education, http://www.trianglecoalition.org/ U.S. Innovation, http://www.usinnovation.org/

Capítulo 3

INVOLUCRAR A LAS NIÑAS EN CARRERAS STEM Terrie Rust

Introducción El gobierno de EE.UU. hizo un llamado para aumentar el número de graduados de carreras en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) particularmente crítico a mujeres, ya que representan un pequeño número, relativamente, de lo graduados STEM, especialmente en los campos de tecnología e ingeniería. En nuestra economía enfocada en servicios, carreras en negocios, leyes y otras relacionadas con servicios atraen un número mayor de mujeres que las carreras STEM. Cómo alcanzar a niñas para que estudien carreras STEM ha sido un desafío muy discutido por más de 20 años. Las escuelas deben de responder al llamado para promover que las mujeres se involucren en cursos STEM. Sin embargo, la necesidad de que los distritos y colegios le presten atención a la escena más amplia del problema de equidad de género en la educación STEM es igualmente crítica. Simplemente animar a las niñas a tomar estos cursos no ha sido efectivo en aumentar el número de ellas en los cursos de secundaria o universitarios, ni en la fuerza de trabajo STEM. La investigación ha demostrado que atraer a las niñas antes de secundaria es clave para introducirlas al campo de ingeniería y tecnología, y es el factor determinante en si tomarán o no estos cursos en secundaria. Se ha demostrado también que muchos otros factores son importantes para las niñas al tomar la decisión de estudiar campos STEM: orientación clara durante los años críticos previos a secundaria, un currículum motivante que se enfoque en áreas de importancia para niñas y construir perfiles fuertes en matemática y ciencia que son vitales para las carreras STEM. Este capítulo se enfocará en el intento de un distrito escolar por aumentar el interés de las mujeres en carreras STEM desde los niveles previos a secundaria, por medio de la creación de un club de Niñas Explorando Tecnología (Girls exploring Technology, o GET) y proveerá sugerencias para

empezar programas similares.

Trasfondo A través de la historia, ha habido lo que las sociedades han considerado “trabajos de mujeres” y lo que se ha considerado “trabajos de hombres”. En diferentes puntos en el tiempo, las mujeres por necesidad han tomado parte de las tareas asociadas a los hombres. Innovaciones en tecnología, la revolución industrial y los requerimientos en tiempos de guerra han traído más y más mujeres a la fuerza de trabajo—a lo que algunos consideran “territorio masculino”. Cambios en los roles de la mujer, la economía y la aceptación de la mujer como fuerza de trabajo permanente durante el siglo veinte creó oportunidades que nunca antes estuvieron disponibles para las mujeres. Pero, aún con todos estos cambios en la estructura de los lugares de trabajo, las oportunidades educacionales y el Título IX, las mujeres hoy en día aún enfrentan un sinnúmero de prácticas discriminatorias intencionales o no, en lo referente al mercado laboral y educacional (Pickert, 2009).

A esta mezcla le agregamos otro componente: la caída de Estados Unidos como una líder en innovación y creatividad entre las grandes economías del mundo. Para contrarrestar esta caída, especialmente en las áreas de ciencia e ingeniería (que son las más importantes en cuanto a producir innovación), agencias del gobierno y negocios e industrias han notado que sus prácticas pasadas de importar talento no suplirán sus necesidades a largo plazo. Ahora entienden que la situación necesita un acercamiento diferente, porque sin que más mujeres entren a los campos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática, el desafío de recuperar nuestra capacidad de innovación y nuestra competitividad no se logrará. (Committee on Science, 2007). Las mujeres hoy en día corresponden a casi el 50% de los puestos de trabajo en la economía de EE.UU. pero menos del 25% en trabajos STEM (Beede, 2011). Son la mitad de la fuerza de trabajo con estudios universitarios, sin embargo, están sub-representadas en cuanto a grados STEM (Beede, 2011). “Es menos probable que las mujeres con grados STEM trabajen en puestos de trabajos STEM, comparadas con sus contrapartes masculinas; es más probable que trabajen en educación o en salud” (Beede, 2011, p. 6).

La sub-representación de mujeres en ciencia, ingeniería y en el sector de tecnologías de la información (TI) persiste. “Las niñas continúan perdiendo interés y abandonando planes de carreras en el campo [de la ciencia] a un índice mayor que los niños” (Mitchell, 2006, p. 10). Las niñas son aproximadamente el 50% de la población escolar, sin embargo, son sólo el 10% de quienes se matriculan en la mayoría de los programas de educación

tecnológica (Phelps, 2010). Las mujeres ingenieras dan cuenta de una baja cifra de 14% del total de ingenieros, a pesar que los ingenieros son grupo ocupacional más grande dentro de STEM (Beede, 2011). “En 2009, las mujeres componían un 27% de la fuerza de trabajo en computación y matemática (el más grande de los cuatro componentes STEM), una caída de 3 puntos de porcentaje desde el 2000” (Beede, 2011, p. 3).

Estas estadísticas son incluso menores para mujeres pertenecientes a minorías. Sólo una de cada diez mujeres pertenecientes a minorías es una profesional STEM (Writers, 2012). Rebecca Lucore, directora ejecutiva de la Bayer USA Foundation, declaró: “necesitamos tener en consideración el impacto que la presión de los pares y las preocupaciones sociales tienen sobre las niñas y las minorías, resultando en que ellas caigan en roles y patrones tradicionales” (Bayer Corporation, 2010, p. 9).

Puede tomar décadas para que las mujeres lleguen a los mismos números que los hombres en trabajos STEM, pero existe una preocupación genuina de que sin que más mujeres respondan al llamado de entrar a estas carreras STEM tan necesitadas, la economía futura de nuestra nación puede estar en peligro. Existen más puestos de los que pueden ser ocupados por hombres. Además, las mujeres traen perspectivas únicas que no pueden ser igualadas por sus contrapartes masculinas. “Un estudio del 2007, llevado a cabo por el National Center for Women and Information Technology, indicó que equipos mixtos de mujeres y hombres tenían chances entre un 26 y 46 por ciento mayores de producir patentes. Un equipo de sólo hombres produce un número más bajo de patentes” (Kabir, 2012, p. 1). “Atraer y retener más mujeres en la fuerza de trabajo STEM maximizará la innovación, la creatividad y la competitividad” (Hill, 2010, p. 21) y traerá mayor diversidad en ideas y en desarrollo (Kabir, 2012).

Intentos por ayudar a que las chicas tengan más conciencia de carreras en campos STEM y de proveer mayor acceso no han tenido los efectos deseados en elaumento de la matrícula en cursos de secundaria STEM o en la elección de disciplinas STEM como especialidad en la universidad.

Otros factores han sido identificados para ayudar a explicar esta aparente falta de interés, incluyendo la falta de modelos de rol para mujeres, estereotipos de género, métodos de enseñanza que no llegan a las niñas, baja sensación de aceptación, menor apoyo familiar para seguir carreras STEM y la baja aplicación de los intereses de carrera de las niñas a situaciones de la vida real.

Las investigaciones confirman esto. Mitchell y Hoff (2006) presentan que el trato discriminatorio hacia las estudiantes se evidencia en muchas aulas de ciencia y matemática, pues los instructores hacen preguntas diferentes a niños y niñas (preguntas de más bajo nivel o de respuesta cerrada para niñas versus preguntas de desarrollo para los niños), dudando del trabajo y los logros de las

niñas, deliberadamente siendo más estrictos en las calificaciones del trabajo de las niñas y generando lo que las niñas perciben como un “clima frío” (un indicador de un bajo nivel de cordialidad socioemocional).

Ocurre discriminación indirecta en las formas en que los profesores hombres interactúan con sus estudiantes mujeres, frecuentemente no notando que sus métodos de enseñanza son menos efectivos en llegar a las niñas que a los niños (Mitchell & Hoff, 2006). Weber y Custer mencionan que “el acercamiento pedagógico puede tener un impacto significativo en el interés del estudiante más allá del interés inherente a cualquier actividad particular” (2005, p. 62). Niñas y niños ven, oyen y procesan la información de forma diferente. Entender estas diferencias requiere una instrucción diferenciada (Kovalik, 2008).

Las mujeres también reciben un mensaje tácito de un mundo que continúa produciendo mensajes contradictorios en el tema de género y logros (Lips, 1999; Hill, 2010). Los científicos retratados en los libros de ciencia son predominantemente hombres. Los logros de las científicas no son destacados frecuentemente (Mitchell & Hoff, 2006). El retrato que los medios hacen de las científicas mujeres es menos femenino. Los modelos a seguir ayudan a disolver estereotipos e inculcan pasión en las niñas (Bayer Corporation, 2010).

La mayoría de las niñas, incluyendo muchas estudiantes de minorías, encuentran conexiones fuertes con temas STEM sólo cuando lo que están aprendiendo está ligado a situaciones de la vida real, especialmente aquellas que son de naturaleza humanitaria (McNees, 2004) o socialmente relevantes (Weber & Custer, 2005). De acuerdo a investigación conducida por el Girl Scout Institute, dos tercios de las niñas que han expresado interés en carreras STEM eligen medicina o el área de la salud como su carrera principal sobre cualquier otra posibilidad (Modi, Schoenberg, & Salmond, 2012).

Tradicionalmente se asumía que las niñas no estaban interesadas en los computadores porque los datos demográficos han mostrado una gran diferencia en la participación por género entre hombres y mujeres jugando juegos de computador. La realidad es que las mujeres son casi el 40% de todos los jugadores de juegos de video/computadores y son más del 50% para juegos en línea (Sweedyk & de Laet, 2005). Las percepciones estaban basadas en observación de participación en vez de mirar a la realidad, que es que la cultura de los juegos descartaba los juegos que las jugadoras mujeres preferían jugar por no ser “juegos reales”. Asumía que las mujeres querían juegos “melosos”, cuando simplemente querían menos violencia o personajes femeninos menos hipersexualizados. Estas dicotomías sólo servían para reforzar estereotipos de género.

Las estudiantes mujeres necesitan una exposición amplia a mentores

de variados campos STEM. Los mentores juegan un rol crítico en motivar a las niñas a que se interesen en los campos STEM. “Era dos veces más probable que las mujeres eligieran una especialidad en ciencia o ingeniería por medio de la influencia activa de alguien importante para ellas, tal como un pariente, una profesora o una amiga cercana, en comparación con los hombres” (Committee on Science, 2007, p. 65). Los mentores han mostrado ser un factor determinante primario en la decisión de las mujeres por seguir y perseverar en carreras STEM y ser capaces de visualizarse a sí mismas en esas carreras (Hopkins, 2012). Maria Klawe, presidenta de Harvey Mudd College y ex-decana de ingeniería y profesora de ciencias de la computación en Princeton University, dijo los siguiente acerca de la importancia de los mentores para las mujeres de todas las edades: “Cuando las estudiantes ven mujeres exitosas trabajando en una amplia variedad de campos de tecnología y disfrutando esos campos, ellas empiezan a entender en quienes se pueden convertir y cómo las disciplinas STEM pueden ayudarlas a llegar allí” (Coger, 2012, p. 3).

Todavía existe resistencia de parte de algunos padres que ven varias áreas STEM como dirigidas a los hombres y desmotivan a sus hijas de seguir carreras en esas áreas. Estos padres por lo general no están al tanto del cambio en el rostro de la fuerza de trabajo del siglo XXI y puede ser que vean las necesidades educacionales de sus hijas diferentes a las de sus hijos. Los profesores aún oyen (y a veces repiten) estas referencias a estereotipos antiguos acerca de las niñas rindiendo mal en matemática “Las niñas que escuchan a sus madres o profesoras decir que los niños son mejores en matemática y ciencia, más probablemente se rendirán antes” (Moret, 2012, p.

1). Estos adultos se sorprenderían de saber que a las niñas les va tan bien como a los niños en pruebas estandarizadas de matemática en 8º año (Hill, 2010).

La investigación ha demostrado que los últimos años de primaria es el momento más oportuno en la educación de una niña en el cual pueda generar interés en carreras STEM (Hopkins, 2012; Mahoney, 2011; Modi, Schoenberg, & Salmond, 2012). Durante estos años es el momento ideal para empezar a presentar opciones de carreras a todos los estudiantes. Enfocarse en la necesidad crítica del país por trabajadores STEM es una forma de empezar a exponer a las niñas a las amplias oportunidades disponibles en campos STEM. Clubes de estudiantes, talleres y campamentos, que proveen oportunidades para que las niñas obtengan experiencia práctica y estén expuestas a carreras STEM, también son muy útiles (Devaney, 2007). Muchas organizaciones que llevan a cabo tales eventos y clubes están dirigidos a niñas en estos últimos años de primaria (Mahoney, 2011; Perales, 2012). “La participación en clubes [como éste] tiene un impacto positivo en la matrícula

de niñas en clases de matemática avanzadas, ciencia y tecnología en la secundaria” (The GEMS Club, 2010). Las niñas necesitan ver que las disciplinas STEM son “geniales, divertidas y pagan bien” (Sheeby, 2012, p.1).

A pesar de que el concepto del taller esporádico es útil para llamar la atención acerca de las carreras STEM para las niñas, los programas que duran todo el año entregan un enfoque sostenido y tienen una mayor influencia en la decisión de carrera de las niñas (Phillips, 2002). ¿Y qué pasa con las diferencias de género que dan cuenta de mediciones sutiles de mejores habilidades masculinas en la cognición, que son críticas para el éxito en campos de ciencia y tecnología? Múltiples estudios indican que las diferencias radican en habilidades de rotación mental y razonamiento espacial (Moret, 2012; Perales, 2012; Hill, 2010). A pesar de que los hombres puedan tener una ventaja de partida en estas áreas, las niñas pueden rápidamente ponerse al día. Las niñas en programas que las ayudan a generar razonamiento espacial ven un cambio dramático en corto tiempo. “Si las niñas crecen en un ambiente que aumenta su éxito en ciencia y matemática con entrenamiento de habilidades espaciales, es más probable que desarrollen sus habilidades como también su confianza y consideren un futuro en un campo STEM” (Hill, 2010, p. 45).

A pesar de que los estudios presentados anteriormente en ningún caso son exhaustivos, sí proveen una perspectiva de los problemas que han existido y, en algunos casos, todavía existen para que las niñas se matriculen en cursos STEM y sigan carreras STEM. La mejor práctica STEM: Club de niñas explorando tecnología (GET Club) En los primeros meses del 2005, en una reunión del Comité de Comunidades y Escuelas del Distrito Escolar Unificado de Peoria (PUSD) en Arizona, el director académico de educación técnica y de carreras (CTE) Gay Evangelista compartió sus preocupaciones con la consultora de CTE Katreena HayesWood acerca de estar sobrepasado con el desarrollo de ideas para tratar el tema de las niñas y carreras no tradicionales. Gay había recibido un pequeño fondo para este trabajo, pero no estaba seguro cuál era la mejor forma de usarlo. Sorprendentemente, casi al mismo tiempo, la estudiante de último año de la Centenial High School del PUSD, Erin Cammarata, había alcanzado un punto donde ella sentía que algo había que hacer con respecto a que ella era la única mujer en sus clases de computación. Ella quería que más niñas se interesaran en los cursos de computación, pero no sabía cómo hacerlo. Erin se acercó a sus profesores de computación con un concepto: niñas de secundaria haciendo de mentoras para niñas más jóvenes para que estas pudieran sentirse

más cómodas en lo que muchas de ellas percibían como un campo sólo para hombres. Los profesores de Erin llevaron su idea a Gay al nivel distrital (Rust, 2006). Gay había recibido también solicitudes de Dennis Kuhn, uno de los profesores de ciencia de computación en CHS, para hacer algo por la inscripción de mujeres en las clases de computación. Kuhn había notado como una clase con unas pocas mujeres mejoraba el ambiente de aprendizaje.

Como resultado, un modelo para llegar a las niñas empezó a tomar forma.

Durante la primavera del 2005, se formó un comité y se hicieron reuniones de organización para establecer el marco de referencia del programa y para planear un evento de lanzamiento. Los miembros del comité eran Gay, Katreena, Erin, Diana Dento (una de las profesoras de computación de Erin), un consejero de la National Academy Foundation, instructores de Glenadale Community College (Arizona) y la Universidad DeVry, cuatro niñas de 10º y 11º año en las matriculadas en las clases de computación de CHS, múltiples niñas de 8º año representando a sus múltiples escuelas y una profesora de tecnología, vida y carreras (yo) de la primaria Oasis (una de las escuelas subsidiarias de CHS).

En los primeros meses del 2002, yo había leído investigaciones acerca de los resultados obtenidos de aulas monogénero (Streitmatter, 1999). El foco de esas aulas había sido el ver si las niñas en la segunda mitad de primaria les iba mejor si estaban separadas de los niños, ya que era en este punto que las niñas empezaban a distanciarse de los niños, específicamente en el área de matemática y ciencia. Había notado algunas de las mismas características en las niñas a las que enseñaba clases de tecnología, vida y carreras, así que formalmente le propuse a mi directora lo que llamé una “clase de equidad de género”. Esta clase consistiría de niñas de 8º año (voluntarias) que tendrían sus clases de matemática, tecnología y ciencia juntas, pero que el resto de sus clases estarían mezcladas con los otros estudiantes (hombres y mujeres).

Sentía que mis estudiantes mujeres se estaban conteniendo y sentía que la idea de esta clase de sólo niñas podría demostrar que mi corazonada era cierta. ¡Para mi sorpresa, mi directora, que también era mujer, rechazó el concepto del aula de equidad de género! Cuando la idea de las Niñas Explorando Tecnología (GET) se propuso 3 años después, me di cuenta que me permitiría hacer algunas de las cosas que había querido lograr previamente. Apoyé sinceramente GET y estaba emocionada de poder involucrarme en el proyecto.

Katreena, la consultora CTE del distrito, concibió el concepto de Niñas Explorando Tecnología y usó un concepto de atletismo de “en sus marcas… listos… fuera” para establecer la estructura del programa (Figura 3.1)

Figura 3.1. Estructura del programa GET El principal concepto detrás del programa se derivó de la idea original de Erin: niñas de secundaria actuando como mentoras de niñas más jóvenes, tomando control de la enseñanza activa y liderando. Usando un modelo de la industria, se les dio títulos de directoras de proyecto. Ya que el programa de la clase de tecnología, vida y carrera de séptimo y octavo año en el distrito incluye un estudio de carrera extensivo y desarrollo de habilidades computacionales, este grupo etario estaba determinado a ser el primer objetivo para el programa GET. Motivar a las niñas de esta edad había demostrado despertar el interés en matemática y ciencias luego en secundaria. Incluso más, establecer confianza en este grupo antes de la selección de cursos de secundaria había sido considerado importante, ya que la principal razón para empezar el programa GET había sido el motivar a más niñas para inscribirse en clases de computación una vez que alcanzaran la secundaria.

Bosquejamos una declaración de misión para guiar nuestras acciones: “La misión de Niñas Explorando Tecnología es proveer a niñas jóvenes de una oportunidad para explorar áreas de tecnología en un ambiente que es seguro, cómodo y alentador”.

Una de las directoras de proyectos creó un logo para GET: una niña saliendo de una pantalla de computador (Figura 3.2). Un signo de

exclamación fue nuestro ícono de marketing (Figura 3.3).

Figura 3.2. Logo GET

Figura 3.3. Ícono GET Se programó un evento de lanzamiento de “Preparación” el 9 de junio del 2005. El paso de Preparación en el programa fue hecho durante el verano para introducir a las niñas al programa GET previo al comienzo del año escolar. Este evento estaba abierto a cualquier niña que viniera llegando a 7º u 8º año en cualquiera de las primarias que proveían los estudiantes de CHS. Se pidió a los profesores de 6º año y a los profesores de educación para talentos que nominaran a niñas con fuertes intereses en ciencia, matemática y tecnología (Figura 3.4).

Figura 3.4. Carta de nominaciรณn de GET

Se enviaron cartas de invitación a estas nominadas junto con volantes presentando el programa GET (Figure 3.5).

Figura 3.5. Volante GET Diecinueve niñas asistieron al evento, que fue llevado a cabo por el Glendale Community College (GCC). Una de las ventajas de tener un centro de formación técnica terciaria (community college) asociado fue la variedad de oportunidades que la escuela pueda proveer en cuanto instalaciones y mentores a ese nivel. El primer evento de Preparación incluyó actividades introduciendo el desarrollo de sitios web, creación gráficos animados,

explorar cómo las redes computacionales funcionan, hacer un tour por las instalaciones de tecnologías de la información de la universidad y escuchando directamente de las directoras de proyecto de secundaria, acerca de cómo involucrarse en este fascinante campo de carrera durante la secundaria. Todas las actividades fueron guiadas por las directoras de proyectos con apoyo de los consejeros (los integrantes adultos del comité organizador). Cada niña recibió una carpeta GET que no sólo incluía información sobre las actividades de ese día, pero también contenía artículos reimpresos de mujeres exitosas en carreras de tecnologías de la información, enlaces web a una variedad de sitios de tecnología diseñados para apelar a los intereses de niñas y, lo más importante, la línea de los cursos necesarios para seguir ciencias de la computación como foco de carrera durante secundaria. Se invitó a la prensa y tomaron fotos y llevaron a cabo entrevistas con las niñas. Se habían diseñado poleras GET en un color rosado brillante con el logo del signo de exclamación en verde lima y todas las directoras de proyecto y los consultores adultos las usaron, enviando el mensaje que GET era, de seguro, algo especial. Erin, la estudiante de secundaria que originalmente había tenido la idea de las niñas de secundaria haciendo de mentoras para niñas de primaria, estuvo involucrada activamente en el evento y pudo ver su idea llegando a su realización.

Una vez que el evento de partida se acabó, se empezó a planificar la fase de “En sus marcas”: viajes de campo, reuniones en la escuela y después de la escuela y actividades periódicas que les proveerán a las niñas con oportunidades adicionales para explorar las muchas áreas de la tecnología de la información. Cualquier niña de séptimo u octavo se podía integrar a GET desde ese momento en adelante y participar de cualquiera o todas las actividades provistas. La primaria Oasis, la escuela donde yo enseñaba, empezó un club GET que llegó a tener 40 miembros (las escuelas primarias de PUSD van desde Kindergarten a 8ºaño; la población completa es cerca de 185 alumnos). Aunque Oasis era la única escuela con un club GET establecido, cualquier niña asistiendo una de las escuelas que derivaban en el CHS podían asistir a nuestros eventos GET. Había varias niñas que participaron de esta manera.

Los eventos formales de la fase Listos sostenidos durante el año escolar 2005-2006 incluyeron un viaje a la Universidad DeVry (un socio GET) para asistir a un evento de El Mundo de Ella en el cual las niñas podían aprender acerca de carreras, participar en proyectos prácticos de electrónica y ver los proyectos finales de los estudiantes más avanzados. También asistieron a la presentación de una ex estudiante de CHS que entonces trabajaba para Cisco Systems y fue capaz de compartir su experiencia y describir oportunidades para mujeres en su campo. En el taller del sábado

llevado a cabo en CHS oyeron a mujeres en el campo de tecnología de la información y participaron en actividades enseñando código binario y gráfica computacional. También viajaron al Festival de Ciencia Sally Ride en el campus de la Arizona State University (ASU) que incluyó no sólo una presentación formal de la astronauta Sally Ride sino también talleres y stands de vendedores para involucrar las niñas. En otro taller, hecho por la Escuela de Negocios del Mesa Community College para niñas de primaria, para presentarles carreras en tecnología.

Foto 3.1. Miembros de GET con la astronauta Sally Ride en el Festival de Ciencia Sally Ride en ASU en febrero 2006.

Ride Science Festival at ASU. (Foto cortesía de Deb Jones) Eventos informales de la fase Listos incluyeron reuniones mensuales mantenidas durante el almuerzo y ocasionalmente con talleres después de clases. Durante las breves reuniones durante el almuerzo, las niñas podían ser introducidas a una carrera particular, aprender una nueva habilidad de tecnología, ver un video destacando jóvenes mujeres en carreras de tecnología o planear viajes de campo por venir. El propósito de los talleres de después de clase era darles a las niñas una oportunidad de colaborar en el resolver un problema, afiatarse como grupo e interactuar con las directoras de proyecto.

Estas reuniones informales fueron diseñadas para que rápidamente las niñas se motivaran y salieran con algo nuevo en que pensar y algo de lo que hablar.

El presupuesto para nuestros eventos ese primer año vino del fondo original, pero también fue apoyado por nuestros socios en negocios y educación, desde fondos CTE del distrito y aportes con beneficio tributario donados específicamente por padres a nuestro club en la primaria Oasis. Las niñas GET compraron sus propias poleras GET, que estaban disponibles en dos colores: el original rosa brillante con el signo de exclamación en verde lima y poleras negras con un mismo signo en verde pero que brillaba en la oscuridad. Las niñas usaban esas poleras en todos los eventos GET. El logo frecuentemente atrajo la atención de otros asistentes a los eventos, dándole muchas oportunidades a las niñas de compartir con otros el concepto de GET. Estas poleras tuvieron el efecto agregado de unir al grupo.

También, durante el primer año, las directoras de proyecto diseñaron y lanzaron el primer sitio web de GET (albergado en el servidor de nuestro distrito) y un boletín de noticias mensual que se envió por correo electrónico a todos los miembros de GET. También crearon relojes GET que fueron usados como premios en rifas. Estos relojes usaban el logo de GET de la niña en el computador, como el fondo del reloj. Tuve uno de estos relojes en mi aula, orgullosa de exhibirlo justo arriba de la pizarra de eventos GET. A medida que el año escolar se iba terminando, era el momento de planear nuestra primera ceremonia de “Fuera: promoción”. Esta ceremonia les daría un momento para reconocer las actividades GET hechas durante el año y promover a aquellas niñas de octavo que habían sido más activas en las actividades del año al rol de directoras asistentes de proyecto en la fase “GET empezando” en la secundaria. Las directoras asistentes serían niñas que estaban recién entrando a secundaria y ayudarían a las directoras de proyecto en los eventos GET. La promoción “Fuera” fue llevada a cabo una tarde de principios de mayo en el centro administrativo del distrito de nuestra escuela. Se les enviaron invitaciones formales a las niñas, sus padres y a los administradores de las escuelas y del distrito. Las directoras de proyecto presentaron el programa GET a la audiencia con una presentación en PowerPoint que destacaba algunos de los eventos del año. Yo anuncié a cada una de las chicas recibiendo su certificado y expliqué la importancia de su participación personal en GET. A cada niña se le entregó un certificado y un clavel rosado.

Se sirvió también una breve comida. El evento estuvo bien concurrido, y los padres estaban emocionados por lo que sus hijas habían logrado. El evento de promoción fue posible gracias a donaciones por parte de padres.

El verano se acercaba rápidamente, y el equipo de consejeros y las directoras de proyecto empezaron a planear el evento “En sus marcas” para el 2006. Nuevamente se les pidió a profesores de sexto año que recomendaran niñas. Un nuevo grupo de niñas iban a ser incorporadas al programa GET, y

las directoras y directoras asistentes de proyecto tendrían una oportunidad de construir confianzas en sus nuevos cargos. Debido al éxito del primer año del programa, el equipo de consejeros decidió enlistar la ayuda de otros instructores de Glendale Community College GCC que querían ver más niñas en sus programas. Así fue que los asistentes al evento “En sus marcas” el 12 de junio en GCC participaron de sesiones que cubrieron programación computacional, diseño de sitios web, diseño y boceto asistido por computadores (CADD), redes de computadores y tecnología automotriz (para aprender el rol de los computadores en los autos hoy en día). Se incluyeron presentaciones sobre el programa GET y su sitio web. El nuevo año 20062007 del programa GET estaba empezando muy bien.

Se hicieron eventos formales e informales que abordaban un concepto amplio de carreras y habilidades relacionadas con la tecnología: un viaje al Festival de Ciencia Sally Ride en ASU; un tour por los edificios de aeronáutica de Honeywell que incluía una conversación sobre carreras, un día en el Universal Technical Institute para actividades electrónicas y visitar las locaciones; y un taller de medio día enfocado en mujeres en carreras de aviación que se hizo en el Challenger Space Center. Las niñas asistieron a reuniones de almuerzo mensuales y periódicos talleres después de clases como también a talleres los sábados en CHS patrocinados por profesores de las industrias automotrices y de construcción. También presentaron una caseta sobre GET en la feria regional de carreras a la que asisten estudiantes de octavo de diferentes ciudades.

El segundo evento “Fuera: promoción” se hizo en mayo del 2007.

Uno de los puntos destacados fue un video de los eventos GET del año, el cual incluyó entrevistas y comentarios de cada una de las niñas graduándose del programa. Dos de las directoras de proyecto se estaban graduando de secundaria, y sus contribuciones al programa GET fueron reconocidas por la consejera GET de CHS Diana Denton.

El plan original de Gay para el programa era poder establecer grupos GET en cada una de las secundarias del distrito, eventualmente llegando a todas las niñas en las primarias que alimentaban a estas secundarias. Tres secundarias del distrito establecieron grupos GET. El grupo GET de CHS mantuvo pocas de sus actividades en su propio campus, poniendo su foco en hacer de mentoras para las niñas en los últimos años de primaria. Un grupo GET empezó en Peoria High School (PHS) enfocadas en tecnología de los negocios. La Sunrise Mountain High School (SMHS) tuvo un grupo GET centrado en tecnología automotriz. Tanto el grupo de PHS como el de SMHS invitaron a niñas de los últimos años de primaria de las escuelas subsidiarias a varios eventos, pero de los dos sólo el grupo GET de SMHS planeó un evento de la fase “En sus marcas”. Miembros de estos dos grupos GET asistieron al

evento de aeronáutica de Honeywell junto con CHS y participaron como parte del equipo de la caseta del programa GET en la feria regional de carreras.

GET enfrenta nuevos desafíos El año escolar 2007-2008 trajo muchos cambios que impactaron directamente en el programa GET. Dos de las directoras de proyectos de CHS se habían graduado en mayo (ellas habían sido la columna vertebral del programa, y no había nadie para reemplazarlas); el financiamiento para las actividades GET era mínimo; el horario de los buses escolares del distrito hacía casi imposible ir a cualquier visita de campo; el reemplazo de Gay (se retiró en el 2006) era capaz pero no estaba tan comprometida en la participación del programa; la universidad DeVry dejó de incluir niñas de últimos años de primaria en su evento El mundo de Ella, lo que redujo la participación del miembro de DeVry en el comité de consejeros, y el miembro del comité de consejeros del GCC no pudo seguir participando. Además, Diana Denton, la consejera GET de la secundaria, no podía asistir a muchos de los eventos o ayudar como mentora en CHS, y el calendario y horario de cursos de la secundaria del distrito (que impedía que los alumnos más jóvenes se inscribiesen en electivos) golpeó fuertemente a la inscripción en ciencias de la computación.

Otro factor que afectó a las niñas a nivel de secundaria fue la posibilidad de otros clubes de ciencias y tecnología en los cuales podían participar, forzando a las niñas a tener que tomar una decisión sobre a cuál unirse. El sitio web de GET, que había sido diseñado y actualizado por una de las directoras de proyecto que se había graduado, fue re-diseñado por la compañía de Katreena.

Pero como había menos eventos, había poco material nuevo ese año. Yo pude mantener el club GET en mi campus, pero el número de participantes disminuyó. Sin las niñas de secundaria como mentoras y los eventos para generar entusiasmo, el concepto estaba perdiendo impulso. Los grupos GET en los otros dos campus encontraron dificultades similares, pero se mantuvieron juntos durante el año escolar.

Hacia finales del año escolar 2007-2008, estaba claro que el programa GET no iba a poder continuar en el campus Oasis. El grupo GET en PHS y SMHS pronto siguieron el mismo camino, desarmándose por falta de un consejero que las impulsara.

El programa GET en la primaria Oasis se mantuvo junto con una memebresía de entre 32 a 40 niñas durante sus primeros dos años. Eso era cerca del 34% de la población total de estudiantes mujeres de la escuela. El club ofrecía una gran oportunidad para las niñas que participaron de él. El número de participantes cayó a la mitad durante su tercer y último año. Todas las niñas que se unieron al GET se enriquecieron por esta experiencia.

En un video filmado para la ceremonia “Fuera: promoción” en mayo del 2007, las niñas de Oasis dijeron que GET le había hecho notar las oportunidades de carreras en el campo de la tecnología, había expandido sus opciones para trabajos futuros y las había provisto con la oportunidad de conocer mujeres trabajando en ingeniería, tecnología de la información, industria aeroespacial y más. Las actividades del grupo GET les permitieron aprender y ser desafiadas en un ambiente amable porque sus amigas (nuevas y antiguas) estaban allí también. Varias niñas dijeron que ahora estaban considerando carreras en campos que no sabían que existían previo a su exposición a ellos por medio de GET, o a carreras que ahora se sentían con la confianza de seguir. A pesar de que el programa GET existió por poco tiempo, el impacto en las niñas duró mucho. Participar del programa GET definitivamente valió el tiempo y el esfuerzo.

Como lo mencioné anteriormente, muchos factores llevaron a la disolución del grupo GET. Si se pudiesen haber encontrado otros consejeros en las secundarias y el community college, que pudiesen haber seguido con el programa, quizás el impulso habría seguido. Los puestos de consejeros en las secundarias eran críticos en llevar a las directoras asistentes de proyecto a convertirse en fuertes mentoras para las niñas de primaria. Sin esto, las niñas que habían sido promovidas a la secundaria no podían cumplir su función dentro del programa GET. Quizás haber conseguido fondos de premios o becas podría haber paleado los costos del programa. Podrían haber existido otras posibilidades, pero—ya que en ese momento era yo quien estaba manteniendo el programa junto—me sentí sobrepasada e incapaz de superar todos estos problemas.

Una de las consecuencias esperadas del programa GET era el motivar a las niñas a entrar a carreras donde las mujeres estuvieran tradicionalmente sub-representadas. Las dos directoras de proyecto GET que se graduaron en mayo del 2007, al igual que Erin, quien empezó todo, se especializaron en ciencias de la computación en la universidad. Aunque no pude seguir los pasos de mis estudiantes de primaria a través de los años para ver que carreras habían seguido, sé que al menos una de ellas se graduó en ciencias de la computación también. Muchas otras siguieron otras carreras STEM. A través de mi experiencia con GET, me convertí en una luchadora por las niñas y la equidad de género en STEM. En mi vida persona, hasta yo tuve que soportar comentarios negativos acerca de mi participación en tecnología. Esa negatividad me llevó a tener una resolución más fuerte para marcar una diferencia, aunque fuera sólo para una niña. Creo que el programa GET me permitió ser un conducto para lograr esto.

Cómo otros pueden adaptar esta mejor práctica Involucrar a las niñas en actividades / exploración de carreras STEM puede lograrse en maneras diferentes. Esta sección detallará algunas de las formas en que aulas, escuelas, organizaciones de educación STEM informales y corporaciones puede, tienen o están tomando en cuenta esta necesidad. Es mi deseo que, dentro de estos ejemplos, los lectores puedan identificar un método que pueda funcionar para ellos como un primer paso para llegar a esas niñas en su región.

Mi enfoque es en programas o ideas de programas dirigidos a niñas de la segunda mitad de primaria. Hablaré más adelante de programas e ideas de programas para niñas de secundaria.

Para el educador STEM: Empezar Desarrollo profesional y el entrenamiento de profesores en estrategias para expandir las opciones para mujeres y niñas en STEM pueden ser necesarios para que el profesor tenga una base firme mientras ella o él empieza este camino. Hay múltiples organizaciones que ofrecen recursos excepcionales para que profesores obtengan conocimiento y habilidades beneficiosas.

Mientras comienzas a pensar en formas de abordar la necesidad de que las niñas se vean expuestas a actividades y carreras STEM, te recomiendo encarecidamente que veas este video blog del profesor de tecnología Dave Janosz sobre el tema de equidad de género (http://www.youtube.com/watch?v=cB49Fhlb-hY). El video blog explica qué pueden hacer los profesores para atraer a las niñas a programas STEM e incluye entrevistas con profesionales que comparten su punto de vista sobre cómo alcanzar exitosamente a las niñas.

La National Alliance for Partnerships in Equity desarrollo el proyecto STEM Equity Pipeline (http://www.stemequitypipeline.org), un sitio web que ofrece seminarios web y cursos en línea diseñados para crear aulas que tengan equidad de género. El sitio también tiene una colección de recursos de educación STEM para profesores y estudiantes.

El National Center for Women in Information Technology (NCWTT) provee recursos gratuitos para educadores formales e informales para ayudarlos a proveer estrategias, herramientas y prácticas para atraer más niñas y grupos sub-representados a computación y tecnologías de la información (http://www.ncwit.org/resources/ alliance/47). También existe un White Paper gratuito titulado How to Recruit Women and Girls to the Science, Technology, Engineering and Math (STEM) Classroom disponible en el sitio web ncwit.org.

El Women in Education Proactive Network (WEPAN) Knowledge Center (http://www.wepanknowledgecenter.org/) Entrega acceso gratuito a información relacionada con mujeres en STEM. El sitio web Aspire de la Society of Women Engineers (SWE) para servicio a K–12 (http://aspire.swe.org/) tiene una sección especial para educadores. Algunos ejemplos del sitio de recursos de enseñanza incluyen ayudas de enseñanza por curso, videos e información sobre equidad de género y planificaciones de clases.

La página de recursos del National Girls Collaborative Project (NGCP) (http://www.ngcproject.org/resources) incluye seminarios en línea archivados, estadísticas, historias, prácticas ejemplares y otros vínculos relevantes.

Familiarízate con cursos relacionados con STEM ofrecidos en la secundaria (o liceo) a los que vayan a asistir tus estudiantes. Conoce a algunos de los profesores; ir los eventos de noches de padres y apoderados es una forma fácil de presentarte y darte a conocer. Conoce al menos uno de los consejeros o guías de la secundaria. Una vez que ya tengas las herramientas necesarias para seguir adelante, puedes empezar a considerar tus opciones.

Programa a nivel de aula Una de las formas más fáciles de enfrentar la necesidad creciente de introducir a niñas de primaria a carreras STEM es en el nivel del aula.

Profesores de ciencia, tecnología (educación tecnológica y ciencias de la computación, pre-ingeniería y matemática pueden promover equidad de género y presentar carreras STEM fácilmente por medio de presentaciones en posters. Las niñas se ven impactadas por estímulos visuales y los posters son herramientas efectivas. Mientras este primer paso de generar interés se asienta, los profesores de materias STEM deberían también encontrar historias interesantes sobre mujeres en el campo de su curso STEM para compartir con los estudiantes. ¡Los niños se interesan también por estas niñas!

Estas historias debiesen ser presentadas junto con alguna materia en vez de separadas de ellas. De este modo, los estudiantes pueden ver cómo lo que ellos están aprendiendo no sólo se aplica a la vida real, pero también pueden llevar a carreras interesantes. Un beneficio añadido es que las niñas se ven enfrentadas a modelos a seguir. Un excelente recurso es http://stemstories.org/. Las historias están categorizadas por campo de estudio, la fecha de nacimiento de las personas de cada perfil y por tema.

En mi salón, instalo un carro de libros proveyendo a mis estudiantes de una selección de libros sobre avances tecnológicos, historias de invención, perfiles de científicas e inventoras famosas, perfiles de inventores y

científicos negros e información de carreras. Muchas compañías proveen material gratuito sobre carreras, incluyendo las fuerzas armadas, NASA y la mayoría de los community college locales y los institutos profesionales.

Algunos de los libros los pedía por medio del bibliotecario de la escuela, algunos fueron donados por padres por medio de mi “lista de deseos del profesor” en la feria de libros de nuestro colegio y algunos los compré yo misma. Se debe programar tiempo de lectura para darle a los estudiantes la oportunidad de acceder a los materiales de lectura. El tiempo de descanso después de las pruebas o cuando terminan con el trabajo de clases son buenas oportunidades para tiempo de lectura. Este es otro método sutil para despertar interés.

Otra herramienta efectiva es invitar a oradores invitados a tu salón, especialmente mujeres que puedan servir como modelos a seguir para las niñas. Al principio de cada año escolar, les pido a los alumnos de octavo año que me den información sobre el trabajo de sus padres. Cada vez que busco un invitado para dictar una charla, voy a esa lista primero. Los padres siempre estuvieron dispuestos a hablar a los estudiantes sobre sus carreras. Ya sea padres o profesionales, les daba un pequeño resumen a los presentadores antes de su presentación sobre temas, límites de tiempo y hablar sobre ciertas especificidades de su carrera con los estudiantes, especialmente con las niñas.

Si GET se hubiese extendido más allá del año escolar 2007-2008, la introducción de charlas en línea o sesiones Skype con mujeres en carreras STEM hubiesen sido llevadas a cabo a través del sitio web re-diseñado. La posibilidad de que los estudiantes asistan a seminarios web también se consideró. Estas oportunidades son fáciles de lograr a través del internet.

Menciono todos estos recursos primero porque sólo después que las niñas generen un interés en los campos STEM puedes pensar en moverte a otro nivel como formar grupos de interés (talleres extraprogramáticos) para niñas que están inscritas en esa clase. Por ejemplo, a pesar de que todas las niñas de la segunda mitad de la escuela primaria tenían el requerimiento, no todas ellas expresaron interés en saber más de lo que ya estaba cubierto por el currículum. ¿Cuántas niñas son suficientes para empezar un grupo de interés basado en un aula? Los números no son tan relevantes como el deseo y la iniciativa del profesor, ya sean hombre o mujer.

Un aspecto importante que hay mencionar aquí es que los grupos de nivel de aula no encontrarán, probablemente, ninguna resistencia de la administración, ya que está basado en una materia y el profesor se ha ofrecido para hacerse cargo de eso. También hay poco o nada de gastos monetarios asociados a ese tipo de grupo. Actividades como presentar una extensión de conceptos del currículum, ver un video corto en línea o traer un orador invitado podría, fácilmente, llevado a cabo durante el almuerzo o después de

clase sin costo. Incluso esta exposición mínima para las niñas de primaria, sin importar que tan profunda o abarcadora sea, puede servir como punto de lanzamiento para el desarrollo y la profundización de sus intereses en carreras y actividades STEM. Un ejemplo de un programa de aula exitoso es el que llevado a cabo por el profesor de educación tecnológica Kenny Zushma. Su grupo de ingenieras en ciernes son estudiantes en la Heritage Middle School en Livingston, New Jersey.

Las FemGinneers (http://www.teachingenuity.com/2011/02/04/the-femgineers/) se enfocan en la ingeniería por medio de la participación en el concurso de Ciudades del Futuro, el National Engineers Week Future City Competition (http://futurecity.org/). La Future City Competition es barata, motiva a los equipos de estudiantes con un mentor ingeniero e integra todas las áreas STEM. A las niñas les encanta el desafío del elemento humano que es parte de los criterios de la competencia. (Nota: La Future City Competition no es sólo para niñas, pero se presta muy bien para equipos de sólo niñas) Programa a nivel de escuela Si analizas GET, descubrirás que de hecho era un híbrido del modelo de aula y el de escuela: los miembros eran todos estudiantes del curso de Tecnología, Vida y Carrera que yo enseñaba, pero éramos un grupo de la escuela bajo el alero del programa de Ciencia y Tecnología CTE de la secundaria, ya que trabajábamos en conjunto con la escuela secundaria que recibía a nuestros estudiantes.

Programas y clubs a nivel de colegio pueden llegar a las niñas en una variedad de áreas STEM. Por ejemplo, una profesora de tecnología puede empezar un grupo que incluya miembros que no están inscritos en su curso.

Que exista participación a nivel del colegio generalmente requiere que sea aprobado por la administración y, uno espera, participación enérgica de múltiples profesores STEM que estén dispuestos a compartir la carga de trabajo. El apoyo del director de la escuela se vuelve importante en poder vender tu programa a los padres y para generar fondos si son necesarios. Mi directora fue extremadamente apoyadora, arreglando substitutos para cubrir mis clases para que las niñas del GET pudieran ir a eventos, estuvo presente en la ceremonia “Fuera: promoción”, ayudándome a conseguir fondos, haciendo contactos y en mucho más.

Empezar un programa a nivel de la escuela implica muchos de los detalles mencionados en la sección que describe el programa GET. ¿Cuál será el nombre de tu grupo/club? ¿Cuál es tu público objetivo? (a pesar de que teníamos sexto año en nuestro campus, estaban consideradas como parte de la

primera mitad de primaria, por lo tanto, no estaban incluidas en GET). Has pensado acerca de a qué socios universitarios, de la comunidad y de empresas te gustaría acercarte para que trabajaran contigo. ¿En qué actividades te centrarías (salidas a terreno, reuniones fuera de horario de clase y talleres, u otras así)? Poder mostrarle algunos de estos eventos planeados a las niñas aumenta su entusiasmo por incorporarse. ¿Planeas tener poleras del grupo u otra prenda de ropa o accesorio para identificarse? A las niñas les gusta que las identifiquen en formas especiales. ¿Tendrás un evento de lanzamiento? La lista GET (Figura 3.6) y las Preguntas Frecuentes GET (Figura 3.7) entregan puntos importantes que teníamos que considerar. Estas listas son buenos puntos de partida, no importa qué tipo de club STEM estés planeando.

Formar asociaciones En la etapa de planificación, es de principal importancia considerar a quienes te podrás acercar para generar asociaciones para tu proyecto. Estos socios pueden proveer consejos, espacios donde hacer los eventos, donaciones monetarias o del estilo, modelos a seguir o mentores, oradores invitados y una variedad de otras oportunidades. Como socios, ustedes comparten objetivos comunes y resultados que se apoyan en las fortalezas del otro. Los socios comparten claras y definidas visiones. Establecer asociaciones no es lo mismo que pedir donaciones. Las asociaciones pueden hacer uso de recursos en formas que una donación no puede (Bayer Corporation, 2010).

Haz contacto primero por medio de una carta formal. Preséntate, presenta el programa que estás desarrollando y tus metas y extiende una invitación para que se asocien contigo. Luego programa una reunión cara a cara para conversar si serán un buen equipo. Ten parámetros claros y definidos para lo que esperas de esta asociación. La conversación también debería identificar cómo la organización se beneficiaría de la asociación contigo.

Figura 3.6. Lista GET

Figura 3.7. Preguntas Frecuentes GET Los centros e institutos de formación técnica superior (community colleges) por lo general están buscando formas de conectarse con colegios.

Contacta a directores de departamento e instructores en las disciplinas STEM. Algunos profesores de secundaria enseñan cursos vespertinos en algunos institutos. Puedes revisar con profesores que tú conozcas en tu secundaria local para buscar ayuda en identificar a esos profesores. Puede que aprendas que enseñan materias STEM y que estén interesados en trabajar contigo, o quizás puedan conectarte con las personas apropiadas en el instituto.

Las universidades generalmente tienen un Departamento de Estudios de Género. Ellos pueden estar interesados en apoyar un grupo basado en género. Algunos departamentos relacionados con STEM o centros STEM de universidades llevan a cabo eventos y talleres anuales para motivar los intereses de las niñas en estos campos. Si una universidad cerca de tí hace eso, puede ser un buen candidato para ser tu socio.

Por lo general, negocios basados en STEM o corporaciones están dentro de los comités de consejeros de los distritos escolares. Puedes revisar con el departamento CTE de tu distrito escolar para obtener una lista de estos negocios como un punto de partido. Contacta a la Cámara de Comercio para una lista de negocios miembros. Esos negocios generalmente están interesados en oportunidades para participación de la comunidad. Realiza una búsqueda para ver si hay mujeres CEO o mujeres que dueñas de negocios en tu área que puedan ser buenas prospectos para que contactes. Revisa otras

asociaciones entre negocios y educación para aprender cómo ha sido su experiencia y para que te ayude a entender cómo pueden ser exitosas este tipo de asociaciones.

Financiamiento El financiamiento siempre va a ser un problema. Los presupuestos de los distritos están sumamente apretados. Las fuerzas económicas impactan a los negocios. Esperar que las niñas paguen por el programa es trabajar para el fracaso, GET tuvo suerte en que tuvimos fondos desde un premio que nos ayudó a partir. Mencioné muchos otros recursos financieros que utilizamos en la sección sobre GET y asociaciones. Quisiera agregar un par de sugerencias más, que espero puedan serles útiles. Como mencioné en la sección de nivel de aula, los requerimientos de fondos dependen en qué tanto el plan del club busca involucrar a las niñas.

Hay becas y premios disponibles de una variedad de fuentes. Algunos premios, como los entregados por el programa Wells Fargo Teacher’s Partner, están disponibles en montos de hasta $500 dólares. Las postulaciones son evaluadas en cuando a la calidad general del proyecto, el beneficio educacional para los estudiantes, integración del proyecto propuesto con el currículum escolar y el número de estudiantes que se beneficiarán. Las postulaciones a los premios Wells Fargo Teacher’s Partner son revisadas frecuentemente, así que deberías obtener una respuesta en uno u otro sentido dentro de poco después. Yo recibí dos de estos premios: uno me ayudó a pagar los costos a una conferencia, y el otro me proveyó de equipos para mi salón de clases. Estos premios están disponibles en muchos estados con sucursales de Wells Fargo. Para detalles, busca en Google “Wells Farco Teacher’s Partner Program” para ver si estos premios están disponibles en tu localidad.

Las becas Kids in Need Teacher Grants les dan a educadores de K-12 fondos para proveer oportunidades de aprendizaje innovadoras para sus estudiantes. Las becas para profesores individuales van desde $100 a $500 dólares y son usados para financiar proyectos de aula creativos (el proyecto de la Future City Competition calificaría en este caso). El número de becas entregadas varía año a año, dependiendo en la cantidad total de fondos que están siendo solicitados. Típicamente, se entregan 300-600 becas anualmente.

Las postulaciones son aceptadas en la temporada de regreso a clases. Para las postulaciones visita http://www.kinf.org/grants/.

Existen un número de becas dirigidas hacia programas de equidad de género en algunos estados. El National Girls Collaborative Project (NGCP) es un grupo que ofrece mini becas. Estas son dadas a programas enfocados en

STEM que sirven a niñas para apoyar colaboración, atender a faltas y superposición en servicio y compartir prácticas promisorias. Detalles pueden encontrarse en http://www.ngcproject.org/resources/mini-grants/schedule.

Busca en Google “becas para equidad de género” para encontrar recursos similares.

Contacta al director de CTE de tu distrito para saber si hay algún fondo para becas que puedan estar disponibles para programas de niñas.

Donaciones únicas pueden ser solicitadas a la comunidad del colegio, a negocios o a otros interesados. En la búsqueda de asociaciones con negocios, puedes encontrarte con muchos rechazos. Un negocio puede negarse por muchas razones, pero aún compartir tu visión. Pedirles donaciones únicas sería una buena opción en esta situación. Ten en mente una cifra razonable si te preguntan “¿Cuánto necesitas?” No quieres desaprovechar tu oportunidad, pero tampoco quieres lucir poco razonable. Ese negocio en particular puede decidir donar de nuevo. Pedir donaciones de la comunidad de tu escuela dependerá en las políticas de la escuela y el distrito con respecto a tales solicitudes. Acercarse a privados para pedir una donación sólo requiere hacer la pregunta. Una nota de agradecimiento formal debiese ser escrita para cada donador. Reconoce públicamente a los donadores en cualquier publicidad conectada con el evento (“Este evento fue posible gracias a las generosas contribuciones de…”). Entrégale a los patrocinantes copias de cualquier material donde aparezca estos reconocimientos. Quizás decidan hacer otra donación durante el próximo ciclo de financiamiento.

Publicidad La publicidad es importante para que se sepa sobre tu grupo y sus actividades.

Que los medios locales cubran tus eventos multiplica el impacto de ellos.

Mientras más gente sepa de tu grupo, es más probable que tu escuela, los padres, los miembros de la comunidad, la comunidad de negocios asociados y la junta directiva de la escuela reciban información de ella. Que te noten provee espacios para el diálogo que pueden crear interés en participación o para apoyar otros eventos/actividades o para hacer donaciones a tu grupo.

Hazte amiga de los reporteros que estén cubriendo temas de educación en tu comunidad. ¿Cómo puedes encontrarlos? Siempre estarán yendo a las reuniones de la junta directiva de tu escuela. Los podrás identificar porque estarán tomando notas (¡generalmente en pequeñas libretas!) durante las reuniones. Acércate a ellos antes o después de las reuniones y pídeles que cubran tu evento. Ten todos los detalles listos: cuándo, dónde, la hora, quién está participando y así. Pídeles su información de contacto para que puedas enviarles un correo electrónico recordándoles. Si

no los acompaña un fotógrafo al evento, pregúntales si les puedes dar una foto para que acompañe al artículo. Puede ser que limitaciones de espacio no permitan esto, pero no se pierde nada con preguntar. Si no pueden, o no quieren cubrir tu evento, pregúntales si puedes enviarles una foto del evento con una bajada de foto (y el nombre del fotógrafo). Los periódicos muchas veces necesitan llenar espacios raros en sus páginas, y en tales casos una foto con bajada como esta puede ser de utilidad.

Las secciones de educación en publicaciones de noticias generalmente incluyen el nombre de los escritores que forman el staff.

Contáctalos directamente por correo electrónico o teléfono. Muchas estaciones de televisión y radio tienen a alguien designado para cubrir eventos de educación. Cuando contactes a los medios, pregunta por estas personas designadas específicamente.

Un programa de nivel escolar que empezó en una sola escuela en 1994 y que ahora está en 20 escuelas a nivel nacional es el Club GEMS: Niñas Destacadas en Ciencia y Matemática. El propósito de este club es exponer a las niñas de quinto y sexto año a las maravillas y la diversión que existe en el campo de la matemática, ciencia y tecnología. El sitio web de la organización (http://www.gemsclub.org/) provee muchos recursos valiosos, incluyendo un set de herramientas de 71 páginas con todo los que necesitas saber para empezar un Club GEMS en tu escuela.

Talleres especializados de nivel escolar Los programas escolares no tienen que ser necesariamente clubes formales.

Los talleres especializados pueden dar una solución a corto plazo que de recuerdos duraderos y que motive el interés de las niñas en STEM. Este tipo de talleres pueden ser planeados como eventos después de clases, eventos de un día completo, o campamentos de verano de 1 o 2 semanas. Qué tan largo o qué tan profundo es el campamento dependerá de la disponibilidad de espacio, tiempo, financiamiento y las actividades planeadas.

Un ejemplo de campamentos escolares especializados se llevó a cabo en la Northern Valley Regional High School en New Jersey para niñas entre quinto y octavo. El campamento de Niñas en Ingeniería y Tecnología fue llevado a cabo por la instructora de tecnología para secundaria Nicole Hodgson y fue diseñado para darle a las niñas nuevas habilidades y confianza en las áreas de matemática y ciencia al experimentar una variedad de proyectos prácticos. Lecciones y proyectos que cubrían ingeniería civil, eléctrica y biomédica presentaron estas viables opciones de carreras a las participantes (Albrizio, 2012). Nicole también realiza talleres de un día.

Clubes y talleres de nivel escolar pueden ser experiencias

gratificantes tanto para el profesor (como yo lo puedo confirmar) y para los participantes. Incluso más importante, las niñas a las que alcances verán oportunidades en STEM que quizás nunca hubieran sabido que existían.

Organizaciones informales de educación STEM Puede que no sea posible empezar un programa para niñas a nivel de curso o a nivel de colegio en tu colegio. Hay un sinnúmero de oportunidades para que puedas involucrar a niñas de primaria en actividad STEM ofrecidas por medio de locaciones de educación STEM informal y organizaciones. La lista a continuación dará ideas a los profesores que sirven como un punto de partida.

Muchas ciudades tienen centros de ciencia interactivos. Estos centros mantienen una serie de programas, algunos de los cuales están dirigidos a niñas. El Carnegie Science Center en Pittsburg, Pennsylvania, formó la Girls, Math & Science Partnership para niñas desde 11 a 17 años para motivarlas a que se conviertan en líderes del mañana en ciencia y matemática (Gormly, 2010). El Miami Science Center ofrece GECO: Girls Engineering Competition Open, un programa para despertar el interés de niñas escolares en la ingeniería proveyendo talleres de ingeniería para ellas y sus profesores. Los objetivos de GECO son aumentar el conocimiento de contenido de las niñas en ingeniería eléctrica y motivarlas a que sigan cursos avanzados en matemática y ciencia. El programa también mejora la atención de los profesores para promover equidad de género en educación STEM (Miami Science Center, 2012). El Chabot Space and Science Center en Oakland, California, ofrece un programa llamado Techbridge. Empezado de forma local en el 2000, el programa ahora se ofrece a nivel nacional. Techbridge presenta un acercamiento multifacético que presenta actividades prácticas mientras que también enfatiza la exploración de carreras para inspirar a las niñas a desarrollar una pasión por la tecnología, la ciencia y la ingeniería. Se pueden encontrar detalles en http://techbridgegirls.org/.

Una de las organizaciones de más alto perfil comprometidas con la equidad de género y que genera programas para niñas es la American Association of University Women (AAUW). Su programa Tech Trek es un campamento de verano sobre ciencia y matemática que dura una semana, diseñado para desarrollar interés, entusiasmo y confianza en mujeres jóvenes que están entrando en octavo año. Los eventos de Tech Trek se llevan a cabo en todo el país. AAUW también patrocina un evento Tech Savvy, una conferencia de un día, centrada en carreras STEM para niñas de sexto a noveno año. Para detalles acerca de estas oportunidades visita http://www.aauw.org/what-we-do/stem-education/tech-trek/ y http://www.aauw.org/what-we-do/stem-education/tech-savvy/.

El National Girls Collaborative Project (NGCP) provee un directorio en línea de programas separados por estado (http://www.ngcproject.org/find). ¡Encontrar un programa en tu estado está sólo a un clic de distancia!

ExxonMobil lleva a cabo eventos “Presentar Ingeniería a las Niñas” anualmente en sitios de la compañía a través de todo el país, con actividades diseñadas para motivar a carreras en ingeniería. El programa busca promover la curiosidad entre estudiantes de primaria y, en particular, para reducir la diferencia de género en los campos STEM (Brice, 2010).

Sally Ride Science lleva a cabo Festivales de Ciencia Sally Ride para niñas entre quinto y octavo años. Las presentaciones de la astronauta, las sesiones de taller y los vendedores hacen que este sea un evento muy interesante. También se ofrecen Campamentos de Ciencia Sally Ride para niñas que estén entrando a los años 4-9. Estos campamentos se llevan a cabo por dos semanas durante el verano. Ambos festivales y campamentos se realizan en campus universitarios; muchos campamentos y festivales son ofrecidos anualmente. Las niñas GET visitaron el festival que se llevó a cabo en ASU dos veces. Puedes aprender más sobre estos en: https://www.sallyridescience.com/.

Honeywell patrocina el Fiesta Bowl Aerospace Challenge para estudiantes de primaria en Arizona. A pesar de que este evento es abierto tanto para niños como para niñas y está limitado a Arizona, es un ejemplo claro de una forma de motivar a las niñas con la ciencia y la ingeniería (http://www.azchallenger.org/educate/educators/honeywell-fiesta-bowlchallenge). El evento se realiza en colaboración con el Challenger Space Center en Peoria, Arizona. Existen Challenger Space Centers a través de los Estados Unidos y ofrecen excelentes programas en ciencia y espacio que las niñas pueden encontrar motivantes. Para ubicar el centro más cercano y para acceder a sus recursos, revisa http://www.challenger.org/.

Varias corporaciones patrocinan sus propios eventos. Corporaciones locales que patrocinan dichos eventos en tu comunidad podrían ser excelentes socios para tu programa.

Enfocarse en niñas de secundaria Algunos programas se enfocan en acercarse a niñas de secundaria solamente. Estos listados acá abajo son especialmente interesantes.

Como parte de su Programa de Inclusión y Diversidad Global, Microsoft ofrece el día DigiGirlz y los eventos DigiGirlz High Tech Camp, que toman lugar en locaciones de la corporación Microsoft o a veces en mercados establecido en diferentes partes del país (y algunas locaciones internacionales). El evento del día DigiGirlz presenta a las participantes a

carreras en Microsoft (enseñadas por empleados), asistencia en la planificación de carreras y demostraciones de productos Microsoft. En los DigiGirlz High Tech Camp, las niñas interactúan con empleados de Microsoft durante el día, asisten a tours de tecnología y demostraciones y participan en talleres prácticos. Detalles sobre el programa y las locaciones de los campamentos puede encontrarse en http://www.microsoft.com/enus/diversity/ programs/digigirlz/default.aspx.

Cisco por mucho tiempo ha apoyado a niñas por medio de su programa Girls in ICT (antes Girls in IT). Ofrece muchos talleres y su sitio provee acceso a videos e información de carreras que podrían ser útiles para niñas de cualquier edad. Las Académicas Cisco Networking están disponibles en muchas secundarias y entregan entrenamiento para niñas para que se preparen a entrar en este campo de estudio. El portal de Girls in ICT está disponible en http://girlsinict.org/.

Programas de Educación Técnica y de Carreras en las secundarias por lo general patrocinan clubes que proveen oportunidades para que las niñas examinen carreras STEM en profundidad.

No importa que nivel de participación puedas entregar, lo más importante que tienes que considerar es el compromiso que las niñas adquirirán mediante estas ofertas.

Conclusión En el siglo XXI, el lugar de una mujer puede ser donde sea que ella quiera que sea: en un laboratorio, en frente de una sala de clases, en un negocio, en un puesto profesional, como una emprendedora, en el espacio y, si, incluso en la casa. La diferencia que existe en cuanto a la mujer del siglo XXI con respecto a sus predecesoras son el sinnúmero de opciones y oportunidades que están disponibles para ellas por medio de la globalización y los logros tecnológicos.

Está claro, sin embargo, que dirigir a nuestras estudiantes a carreras de mayor necesidad para la estabilidad de la economía de nuestro país (en STEM) sigue siendo un desafió. Esta tarea seguirá cayendo en los hombros de padres individualmente y educadores mientras el sistema educacional no las apoye automáticamente. El 12 de septiembre del 2011, el Brookings Institution Forum en Washington, D.C., reportó que la principal razón de que los Estados Unidos se esté quedando atrás en la promoción de graduados STEM que se necesitan para cubrir los puestos de trabajo del siglo XXI es “una falta de apoyo para los profesores” (EducationViews.org).

Una clave para aumentar el interés en carreras STEM en las niñas es involucrarlas en edad temprana. Las niñas se relacionan mejor con los temas STEM cuando estos temas están ligados a sus áreas de interés. Todas las áreas

STEM tienen campos que les interesan a las niñas. Una exposición amplia a múltiples áreas STEM les da a las niñas un conocimiento base más profundo sobre el cual tomar decisiones informadas.

Las niñas también necesitan mentores fuertes que las motiven y modelos de rol que puedan imitar—los mentores ya los han sido identificados más arriba como un factor determinante al escoger una carrera, y los modelos de rol un imperativo para que las niñas vean que una carrera particular ha sido recorrida previamente con éxito.

Cumplir con las necesidades expuestas arriba puede lograrse exitosamente al motivar a las niñas a través de clubes STEM en los colegios empezando en los últimos años de primaria. Se debería motivar a los administradores y profesores para que desarrollen tales grupos de forma de cumplir con la necesidad de que las mujeres se integren a la fuerza de trabajo en campos STEM de los Estados Unidos. Se necesita de líderes dedicados que están dispuestos a invertir el tiempo para trabajar con niñas en primer lugar y que estén comprometidos con llevar adelante el programa de un año a otro para lograr que estos programas sean exitosos.

Educar a padres, profesores y consejeros escolares (Bayer Corporation, 2010) acerca de las falacias sobre las debilidades de las mujeres en ciencia y matemática—y sobre las incontables oportunidades de carreras en STEM—debiese ser una importante prioridad en ayudar a motivar a más niñas a que se registren en cursos STEM y sigan carreras STEM. Además, debiesen de identificarse y hablar los problemas sobre disparidad de género por los editores de libros escolares, directores (cuando observan a los profesores en aula), los líderes de negocios e industria, universidades y los profesores de las universidades y los medios. Si queremos que las niñas se vean a sí mismas en los roles que la sociedad las necesita que tomen en el desarrollo de nuestra fuerza de trabajo STEM, ellas necesitan ver más allá de los límites que les son impuestos por la sociedad. “emulando prácticas educacionales exitosas y eliminando tanto la discriminación de género abierta y las sutiles arbitrariedades de género, podemos generar progreso substancial en reducir y acabar con las diferencias de géneros” (Coger, 2012, p. 5).

Clubes a nivel de clases y a nivel de colegio, talleres o campamentos de uno o múltiples días, campamentos de verano que duren semanas, oradores invitados, videos, historias STEM y posters de equidad de género son todas formas exitosas de involucrar a las niñas y presentarles el amplio espectro de carreras STEM que se abren para ellas. “Proveer los recursos necesarios, exponerlas y motivarlas ayudará a las mujeres jóvenes a entender que su género no debería determinar la carrera que elijan, y que seguir una carrera STEM no te hace menos femenina” (Coger, 2012, p. 4).

En 2002, cuando por primera vez investigué cómo podía interesar a

mis estudiantes mujeres en seguir carreras en tecnología, la presión por inclusión que venía de las agencias en Washington, D.C., era un susurro.

Desde entonces, las voces se han hecho más fuertes. El llamado a aumentar la fuerza de trabajo STEM y, especialmente, el número de mujeres trabajando en STEM, está siendo fuertemente presentado por el gobierno y la industria. Su mensaje ahora es éste: “Las mujeres son necesarias en los campos STEM para sostener, o incluso sobrepasar, nuestro potencial innovador como país” (Kabir, 2012, para. 4). Los cursos STEM en escuelas están ampliando su atractivo para llegar a las mujeres, y corporaciones y negocios están trabajando con escuelas y organizaciones de mujeres para ayudar a identificar áreas de necesidad para preparar mujeres para carreras en sus organizaciones. ¿Es esto suficiente? No, pero es un buen comienzo.

Tú puedes hacer una gran diferencia en atraer a niñas jóvenes a las posibilidades que existen en los campos STEM. Motivar a las niñas en los últimos niveles de primaria a través de un club en tu escuela entrega resultados sostenidos y es una inversión no sólo en la vida de tus estudiantes, pero también en la de nuestra nación.

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Capítulo 4

ENSEÑAR MATEMÁTICA A ESTUDIANTES EN SITUACIÓN DE RIESGO Brenda Gardunia

Introducción Como una profesora veterana, con 20 años de experiencia, volví al aula después de un periodo de dos años con una licencia para completar mi beca Albert Einstein Educador Distinguido (Distinguished Educator) en Washington, D.C. en la National Science Foundation. Mi tiempo como becaria Einstein fue inspirador y energizante, y estaba lista para volver a enseñar, pensando que simplemente podría retomar mi docencia donde la había dejado dos años antes —sólo que con más entusiasmo. Regresé al mismo distrito escolar, pero fui asignada a una escuela diferente. Pasé de una secundaria alternativa de 450 estudiantes a una secundaria de la ciudad de 1.400 estudiantes. Si antes mi carga de enseñanza eran cuatro periodos de clases al día, con un promedio de 15 estudiantes, ahora tenía cinco periodos con 30 estudiantes cada uno. Además de estar en una nueva escuela, con nueva gente, yo era una profesora viajera y me tenía que mover entre cinco salones diferentes cada día. El departamento de matemática en mi nueva escuela tenía expectativas diferentes para los estudiantes y profesores, también era una de las escuelas pilotos para los nuevos Estándares Centrales Comunes Estatales para Matemática (CCSSM); además, estábamos rediseñando el currículum sobre la marcha. Era como ser una profesora novata de nuevo. Rápidamente me sentí sobrepasada de preparar lecciones, crear presentaciones, evaluar artículo, ir a reuniones y comunicarme con los padres.

Una tarde, mientras me lamentaba de las dificultades de cumplir con todas las expectativas de la administración, los estudiantes, los padres y el departamento de matemática en mi nueva escuela, mi hijo me dio un consejo: “mamá, deja de tratar de ser y parecerte a todos los demás. Sólo recuerda

hacer lo que haces mejor, enseñarles a los estudiantes, a tu manera. Tú sabes cómo hacer que los estudiantes con dificultados aprendan matemática”. Tomé su consejo muy a pecho y me quité la preocupación sobre ajustarme al nuevo modelo y me preocupé más por usar los trucos y las herramientas de enseñanza que había aprendido (y re-aprendido) a través de los años.

Este capítulo es sobre lo que yo sé. Durante los últimos 20 años, incluyendo mi experiencia de dos años como becaria Einstein, he aprendido muchas cosas sobre enseñar matemática a estudiantes en situaciones de riesgo—¿Qué es “situación de riesgo”? y ¿Cómo ellos encajan en los nuevos CCSSM? Trasfondo ¿Quién es un estudiante en situación de riesgo?

Los estudiantes que no tienen éxito en la escuela y que posiblemente la abandonarán son considerados estudiantes en situación de riesgo (Donelly, 1987). Muchos factores han sido asociados con mayores tasas de abandono escolar, incluyendo raza/etnicidad, género, estatus económico y educación parental. Estudiantes negros, hispanos, americanos nativos y estudiantes de contextos socioeconómicos bajos tienen mayores probabilidades de tener deficiencias en matemática básicas y habilidades de escritura (National Research Council, 2011). Independiente del sexo, raza/etnicidad y el contexto socioeconómico, los estudiantes en familias monoparentales y estudiantes que han tenido que cambiar de escuelas frecuentemente también tienen más probabilidades de abandonar el colegio (National Research Council, 2011).

Aunque estos factores están fuertemente correlacionados a la graduación de los estudiantes, no predeterminan si un estudiante se graduará o no. Hay muchos estudiantes que comparten estos contextos y aun así logran terminar la escuela, y muchos estudiantes que no tienen estas desventajas que no logran graduarse.

La investigación muestra que casi todos los estudiantes que abandonan la escuela no están motivados en ella. Elementos que demuestran motivación incluyen llegar a la escuela y a la clase a tiempo, estar atento en clases, llegar a clases preparado y terminar las tareas. Los estudiantes con altos grados de motivación inician preguntas durante la clase y buscan ayuda cuando no entienden (Finn & Rock, 1997). Reprobar matemática y/o inglés y problemas de asistencia son variables que pueden ayudar a identificar tempranamente a los estudiantes que no se graduarán a tiempo (Balfanz, 2008). Aunque el género, la raza/etnicidad y el estado socioeconómico no pueden ser controlados, la motivación escolar puede ser influenciada. Para

ayudar a que los estudiantes en situaciones de riesgo se motiven y comprometan con su aprendizaje, el énfasis del profesor debe estar puesto en el aprendizaje y el progreso sobre la performance y la habilidad (Alderman, 1990). Lo que pasa en el aula es crítico en ayudar a los estudiantes a experimentar éxito en la escuela y progreso hacia el graduarse a tiempo. Los profesores tienen un efecto mayor en el aprendizaje de los estudiantes que las influencias de la pobreza y otros factores socioeconómicos (DarlingHammond, 2000; Good & Brophy, 1997). Los profesores pueden hacer—y hacen—una diferencia.

Una característica importante del aula es que es un ambiente en el cual todos los estudiantes pueden sentirse seguros: seguros al estar en lo cierto, seguros al equivocarse y seguros como para probar nuevas cosas. Los profesores deben construir respeto en el aula (Payne, 2008). Una tradición ya antigua en la educación secundaria es no permitir a los estudiantes re-hacer las evaluaciones. Pero con los distritos y las escuelas intentando implementar aprendizaje basado en estándares, muchos educadores están re-pensando el aprendizaje y las evaluaciones. Los estudiantes—especialmente los en situación de riesgo—se benefician cuando se les dan múltiples oportunidades para aprender y manejar contenido (Marzano & Heflebower, 2011; Wormeli, 2011). Los estudiantes en situación de riesgo pueden necesitar muchas oportunidades. Darle a un estudiante más de una oportunidad para mostrar manejo es diferente a no hacerlo responsable. De hecho, es enseñar responsabilidad por el aprendizaje. Los estudiantes en riesgo ya saben cómo fallar, lo han hecho previamente, puede que no sepan cómo tener éxito. Estos estudiantes pueden necesitar una segunda o tercera oportunidad antes de experimentar un logro.

Mis mejores prácticas y cómo otros pueden adaptarlas Información de contexto Mis 20 años de enseñanza los lleve a cabo en una secundaria alternativa para estudiantes en situaciones de riesgo. En mi estado, los estudiantes en situaciones de riesgo son definidos como aquellos que cumplen tres o más de los siguientes criterios: ● Tienen hábitos de abuso de substancias. ● Están embarazadas o son padres o madres. ● Son jóvenes emancipados. ● Han abandonado sus estudios previamente. ● Tienen problemas personales, emocionales o médicos serios. ● Han sido referidos por alguna agencia judicial.

● ● ● ● ●

Han repetido al menos un curso.

Se han ausentado de clases por más de un 10% el semestre anterior.

Su promedio general es de menos de 1.5 (en una escala de 4.0).

Han reprobado una o más materias académicas.

Están atrasado en dos o más clases semestrales al año, con respecto a las necesarias para graduarse.

(Idaho State Department of Education, 2013) Cuando mi escuela recién abrió, la idea de tener una secundaria alternativa para estudiantes en situación de riesgo era una idea nueva en mi distrito. Yo era una de los seis profesores que había en total. Nadie tenía preparación específica para trabajar con estudiantes en riesgo. Durante los próximos 20 años, nuestra población estudiantil creció de 65 hasta casi 500 estudiantes, con un equipo de trabajo de más de 40. Quiero compartir con ustedes algunas de las lecciones más importantes que aprendí.

Crea un ambiente seguro Para crear un ambiente seguro para el aprendizaje, es necesario que pongamos el énfasis en el aprender y no en simplemente obtener la respuesta correcta.

Motivamos el hacer preguntas y es importante asegurarse que todos participen. Los estudiantes en riesgo son muy hábiles en ocultar lo que desconocen. Muchos de mis estudiantes están aprendiendo a hablar inglés y son reacios a participar. Una técnica que he encontrado que funciona, incluso para estudiantes de secundaria, es escribir el nombre de cada estudiante en un palo de helado. Durante la discusión, sacó uno de los palos de una lata donde los guardo para ver de quién es el turno para que dé su opinión o responda una pregunta. También uso los mismos palos para identificar a los grupos de trabajo. Cuando el objetivo no es la respuesta correcta o resolver un problema “de la forma apropiada”, los estudiantes están más dispuestos a intentarlo.

Cuando ven que todos tienen su turno, y que está bien no saber todas las respuestas todo el tiempo, están más dispuestos a arriesgarse.

Los estudiantes muchas veces llegan a la clase de matemática con vacíos en sus secuencias de aprendizaje. Puede haber pasado algo en sus vidas que hizo que aprender matemática fuera más difícil o casi imposible por un tiempo. Esto nunca fue tan claro para mí como cuando estuve haciendo tutorías en el hogar Booth Memorial para adolescentes embarazadas o madres.

Yo estaba tratando de enseñar álgebra a una joven, pero ella estaba teniendo muchos problemas para entender los conceptos básicos de aritmética. Ella parecía no tener ningún concepto de cómo sumar, restar, multiplicar o dividir fracciones. En un principio me frustré con ella, pues me parecía que ni lo

estaba intentando. Luego me di cuenta que fracciones por lo general se enseñan en quinto año. Esta joven había perdido gran parte de ese año porque había estado embarazada y había tenido un hijo cuando tenía 12 años.

No podemos saber qué desafíos han tenido nuestros estudiantes en sus vidas. La matemática son una materia altamente secuencial, con los nuevos conceptos construyéndose sobre los anteriores. Si tú eres un profesor de estudiantes en riesgo, es importante crear un ambiente en tu sala de clases en el cual ellos se sientan seguros como para admitir que tienen vacíos en sus conocimientos de matemática, sin sentir que son estúpidos. Yo les digo a mis estudiantes que no necesitan mentir o pretender como que esos vacíos no existen. Puede ser mucho trabajo tratar de ocultar el hecho de que nunca aprendiste algo que tú crees que todo el resto de la clase ya sabe.

Otro estudiante, John, tenía 17 años cuando llegó a mi clase. Había logrado 12 créditos para la graduación. En Idaho, los estudiantes necesitan 44 créditos para graduarse. John ya había abandonado la escuela dos años atrás y había pasado la mayoría del tiempo consumiendo drogas y juntándose con amigos que también habían abandonado la escuela. Ahora quería dejar las drogas y volver a la escuela. Como estaba tan atrasado, los consejeros querían que él abandonara la idea de sacar su diploma de secundaria y se enfocara en sacar su GED (Examen de Certificación de Desarrollo Educacional General).

Los estudiantes tienen la opción de tomar un examen que cubre cinco materias, para así pasar secundaria. Pero John estaba determinado a regresar a secundaria y caminar por el escenario en la noche de graduación. Yo sabía que sus habilidades de matemática eran muy malas, pero no supe que tan malas hasta que me dijo que no sabía cómo multiplicar números de dos dígitos. Nunca dije ni hice nada que lo hiciera pensar que lo juzgaba por no saber algo que todo joven de 17 años debiera saber. Hacerlo sentir avergonzado o apenado por no saber matemática no cambiaría el hecho que él nunca había aprendido cómo multiplicar números de múltiples dígitos, una habilidad que necesitaba manejar antes de que pudiese seguir progresando.

Partimos ese mismo día volviendo sobre habilidades básicas de aritmética. Tampoco sabía cómo restar números cuando un resto (prestado) era necesario. Trabajamos todos los días después de la escuela. Aunque parecía una meta imposible que John se pusiera al día y que manejara los requerimientos de álgebra para graduarse de la secundaria, él no se rindió, y mientras él estuviera dispuesto a trabajar, yo tampoco me iba rendir. Una vez que se sintió lo suficientemente seguro para admitirme a mí, su profesora, que no sabía o no comprendía, logramos hacer avances y no perder tiempo pretendiendo que entendía algo cuando no era así. John nunca se rindió y continuó trabajando por su meta de graduarse de secundaria. Tenía casi 21 años de edad, pero mantuvo la frente en alto cuando caminó en ese escenario

en su toga de graduación y su birrete con la borla que le tocaba la nariz, para recibir lo que mucha gente le había dicho que era imposible: un diploma de secundaria.

Múltiples oportunidades para demostrar manejo Michael tenía 15 cuando llegó por primera vez a mi clase. Había sido “expulsado” de su escuela anterior por problemas de comportamiento y tenía un antiguo hábito de fumar marihuana. Él y su papá vivían en una casa rodante. Él no estaba motivado en la escuela. Había cometido muchos errores en el camino y estaba atrasado en sus créditos, con un promedio de cerca de 1,0. Decidimos no juzgarlo por sus errores pasados y le dimos la oportunidad de empezar de nuevo.

Al principio el progreso fue difícil, pero con el tiempo él empezó a experimentar algunos logros. El uso de drogas todavía era un problema, pero estaba yendo a la escuela y aprendiendo matemática. En mi clase no tenía permitido avanzar hasta que no mostrara manejo de los temas del momento. A veces esto significaba volver y re-aprender y luego re-evaluar. Pasó por Álgebra 1, Geometría, Álgebra 2 y Pre-Cálculo. La última vez que lo vi, emocionado me dijo que se había graduado de secundaria y estaba matriculado en un Centro de Formación Técnica Superior (Community College). Había dejado las drogas y estaba estudiando para ser un consejero sobre drogadicción. Él quería hacerme saber cuánto apreciaba que no me hubiese rendido con él y por haberlo ayudado a creer que él podía mejorar y aprender más.

En muchas escuelas los estudiantes no tienen permitido re-tomar pruebas si les fue mal una primera vez. Cuando estudio las razones de esta política, la respuesta es que permitirlo, les da una ventaja injusta a quienes repitan por sobre estudiantes a los que les fue bien la primera vez, y que estamos motivando malos hábitos e irresponsabilidad. Los estudiantes podrían no estudiar y simplemente retomar la prueba luego si les va mal. Esto puede ser verdad para el general o para estudiantes avanzados, pero el estudiante en riesgo típico ha tenido muchas experiencias con el fracaso. No les hace ningún bien fallar una y otra vez. Necesitan saber que el fracaso no es una opción. Necesitan saber que si ellos fallan, pueden intentarlo de nuevo siempre y cuando no se den por vencidos (Wormeli, 2011).

Se tú mismo Tú, el profesor, eres uno de los factores más importantes en el éxito de tus estudiantes. Los profesores vienen de todos tamaños y formas. He visto

profesores geniales que eran ruidosos y teatrales, otros que eran calmados y callados. Algunos profesores son muy organizados y dirigidos por procedimientos, mientras otros son más al azar y espontáneos. Los aspirantes a artistas estudian y copian las técnicas de los maestros artistas, experimentando y practicando diferentes estilos. Pero eventualmente deben tomar todo lo que han aprendido y encontrar un estilo que les sea cómodo y único para ellos. Enseñar es un arte. Es importante que estudies y aprendas de maestros profesores. Lee e infórmate de lo que la investigación dice.

Eventualmente encontrarás el estilo de enseñanza que funciona mejor para tu personalidad y para tu grupo de estudiantes.

Deja que tus estudiantes te vean como una persona real—una persona que enfrenta desafíos y tiene celebraciones, tal como ellos. Mi pregrado es en educación matemática secundaria y tengo una maestría en educación. He hecho algunas cosas muy emocionantes en mi carrera de profesora. Como participante del Fulbright Memorial Fund, fui por tres semanas a Japón como invitada del gobierno japonés y fui seleccionada como una becaria Einstein.

Pero esto no es el principio de mi historia. Mi historia parte muchos años antes cuando nací la tercera de cuatro niños de padres que habían abandonado la secundaria cuando tenían 16 y 17 años. Para cuando yo tenía 8 años mi familia se había mudado once veces, siguiendo los trabajos disponibles para un padre con sólo un diploma de primaria. Me iba bien en el colegio, pero— manteniendo lo que parece ser una tradición familiar—me casé justo después de salir de la escuela y tuve un bebé un año después. Para cuando tenía 34, era una madre soltera de cinco hijos, sin pensión, sin habilidades de trabajo y en los programas de apoyo fiscales. El futuro se veía muy oscuro para mi familia y para mí. ¿Qué cambió mi situación? La educación.

Pronto me di cuenta que nunca podría mantener a mi familia con los trabajos para los que calificaba en ese momento. Decidí regresar a estudiar.

Mudé mi joven familia al campus universitario y pasé los próximos tres años haciendo todo lo posible por lograr mi objetivo de obtener un grado en educación matemática secundaria y convertirme en una profesora. Tener una educación me dio opciones que no podría haber tenido de otra forma y me permitió darles a mis niños oportunidades que no habrían conocido de otra manera. Fue la educación la que me alejó de un trabajo con salario mínimo, beneficencia y pobreza. Mis estudiantes necesitan saber de dónde viene mi pasión por aprender y por la educación.

Todos tienen una historia. Escucha las historias de tus estudiantes y encuentra un momento apropiado para compartir tu propia historia. Tú eres un modelo a seguir importante. Como profesor, vas a estar más horas al día con un estudiante que cualquier otro adulto. Ellos no necesitan que seas perfecto, pero sí esperan que seas real. Comparte tu historia.

Estándares centrales comunes estatales En 2009, un esfuerzo dirigido por el estado en Idaho, coordinado por el Centro de la Asociación por Mejores Prácticas (Association Center for Best Practices) y por el Consejo de Rectores de las Escuelas Estatales y Gobernadores (Council of Chief State School Officers and Governors) inició el desarrollo de los Estándares Centrales Comunes Estatales para Matemática (CCSSM). Además de estándares y puntos de referencia para el aprendizaje de matemática para cada año escolar, los CCSSM incluyen ocho estándares para la práctica matemática que describen la experiencia que los educadores de matemática deberían intentar desarrollar en sus estudiantes (Idaho State Department of Education, 2013). Estos estándares de práctica matemática son: 1. Entender problemas y perseverar en su solución.

2. Razonar abstracta y cuantitativamente.

3. Construir argumentos viables y criticar el razonar de otros.

4. Modelar con matemática.

5. Usar herramientas apropiadas de forma estratégica 6. Prestar atención a la precisión.

7. Buscar y darle uso a la estructura.

8. Buscar y expresar regularidad en razonamiento repetido.

Mientras los profesores diseñan lecciones que tengan estos ocho estándares de prácticas matemática en mente, a los estudiantes se les exigirá que vayan más allá de aprender algoritmos a resolver problemas, y ganarán un mayor entendimiento de los procesos matemáticos y los usos de la matemática para explicar el mundo a su alrededor. Para los estudiantes en situación de riesgo, estas prácticas matemáticas son especialmente importantes. No se puede asumir que los estudiantes están aprendiendo y aplicando estas prácticas mientras aprenden y hacen matemática. Deben de ser enseñadas explícitamente. Mis estudiantes muchas veces me dicen que nunca habían entendido el “porqué” antes. La matemática nunca tuvieron sentido. Tan solo parecía ser un montón de reglas y procesos que tenían que memorizar.

Quieren que tenga sentido. Los ocho estándares para prácticas matemáticas pueden ayudar a los estudiantes a entender el sentido de la matemática que están aprendiendo. Para los profesores esto puede significar alejarse de los textos escolares y buscar múltiples formas de ayudar a los estudiantes a aprender un concepto. Te desafiarán a ti como profesor, pero las recompensas valdrán el esfuerzo.

Mi lección favorita Todos los profesores tienen lecciones a las cuales pueden llamar sus favoritas por varias razones: puede que sea particularmente motivante, puede llevar el aprendizaje de los estudiantes a nuevos niveles o puede permitirles a los estudiantes experimentar aprendizaje en una forma totalmente diferente. He aquí un ejemplo de una de mis lecciones favoritas “no del texto escolar”. Es activa, visual y no requiere acceso a tecnología. Si requiere que los estudiantes usen matemática para ayudar a encontrarle sentido a su mundo al modelar con matemática y usar herramientas apropiadas. La lección incorpora múltiples de los ocho estándares para práctica matemática contenidos en el CCSSM. La lección es apropiada para un curso de Algebra 1, aunque yo he utilizado variaciones de esta lección para estudiantes de Algebra 2 con similar éxito.

Título de la lección: Escribir funciones lineales Objetivo de aprendizaje: Por medio de esta actividad los estudiantes: ● Generarán, organizarán y guardarán datos. ● Graficarán los datos y encontrarán la línea que mejor calce. ● Verbalizarán el significado de las intercepciones y la pendiente (como factor de cambio). ● Relacionarán los datos con el concepto de función. ● Escribirán funciones que describan relaciones lineales entre dos variables.

Información contextual para el profesor: Esta lección está dividida en tres sesiones de aproximadamente 50 minutos cada una. Las funciones serán representadas en cuatro maneras: una tabla, un gráfico, una ecuación y usando notación de funciones. En la parte 1 de esta actividad los estudiantes trabajarán recogiendo datos para una función lineal con una pendiente negativa y representándola usando una tabla y un gráfico.

Después explicarán qué es lo que está pasando en palabras, lo que llevará a que escriban una ecuación usando notación de funciones. La parte 2 verá una función con una pendiente positiva en una manera similar. Durante la parte 3 los estudiantes practicarán, con ayuda del profesor, cómo escribir funciones en notación para varias relaciones linearles. La lección termina con una actividad de evaluación en la cual los estudiantes aplican lo que han aprendido y modelan matemáticamente, para luego transferir a una situación del mundo real.

Parte 1: Modelar una función con una pendiente negativa Materiales requeridos: piezas de cordel de cerca de 50 cm de largo, cintas de medir para tela, reglas, cinta adhesiva de papel, papel milimetrado para gráficos.

Procedimiento: Los estudiantes pueden trabajar en duplas. Cada grupo necesita fijar la cinta de medir a una superficie plana con un par de pedazos de cinta adhesiva, para que puedan medir de 0 a 50 cm. o más. Los grupos necesitarán un pedazo de cordel que sea aproximadamente de 50 cm. de largo y papel para graficar. Los estudiantes medirán el cordel, le harán un nudo y lo medirán nuevamente.

Continuarán haciendo nudos y midiendo el largo del cordel luego de cada nudo hasta que tengan ocho o más nudos. Estos datos serán registrados usando una tabla T con el número de nudos en la columna de la izquierda y el largo del cordel luego de cada nudo en la columna derecha. Recuerda a los estudiantes medir y registrar el dato de la medida del cordel con cero nudos.

Luego de que todos los estudiantes han registrado sus datos, pide a los estudiantes que desamarren todos los nudos del cordel y recoge los cordeles.

También recolecta las cintas de medir.

Usando los datos recolectados, los estudiantes crean un diagrama de dispersión en el papel para graficar. Este es un buen momento para hablar sobre variables dependientes e independientes. La variable independiente (número de nudos) va en el eje horizontal. La variable dependiente (largo del cordel) va en eje vertical. También discutimos la escala o el largo del intervalo que se necesita en cada eje, para que sea apropiado para los datos recogidos. Recuerda a los estudiantes que agreguen un título y etiqueten sus ejes. Luego hablamos sobre tendencias y línea de ajuste óptimo. Para esta lección introductoria, los estudiantes usarán una “medida al ojo”. Usando una regla, ellos encontrarán la línea que mejor se ajusta a los puntos. Algunos puntos se ubicarán levemente por sobre o debajo de esta línea. Luego hablaremos de los intercepto con el eje x e intercepto con el eje y. El intercepto con el eje y es donde la línea corta el eje vertical. Les pregunto “¿Cuál era este punto?” (el punto representa el largo inicial del cordel antes de cualquier nudo). El intercepto con el eje x es donde la línea corta el eje horizontal. Les pregunto “¿Cuál es este punto?” (el punto representa cuando el largo del cordel es cero). Luego hablamos sobre las limitaciones en el mundo real, porque nunca pueden hacer suficientes nudos para que el cordel tenga un largo de cero cm. También hablamos acerca de índice de variación o la pendiente de una línea. Los estudiantes ahora están preparados para empezar a escribir una función para describir el largo del cordel con cualquier número de nudos. Primero lo escriben en sus propias palabras.

●

Largo del cordel = largo inicial del cordel - número de nudos x largo del cordel usado en un nudo

Luego les presento notación de funciones. ●

Sea l = largo del cordel. Sea k = número de nudos

Buscamos una función del largo del cordel a medida que hacemos los nudos, así que el largo depende del número de nudos. ● ●

Largo del cordel = largo inicial del cordel - índice de cambio x número de nudos l(k) = 50 – 2.5 • k

La parte 1 termina con una revisión de los estudiantes de los términos y funciones trabajados durante la clase.

Parte 2: Modelar una función con una pendiente positiva Materiales requeridos: varios jarros y tapas, reglas, contenedores con agua, toallas de papel, papel para graficar, hoja de ejercicios para practicar escribir funciones, evaluación, Procedimiento: Nuevamente, los estudiantes trabajan en grupos. Cada grupo tiene un jarro vacío, una tapa para el jarro y un contenedor con cuatro o cinco tazas de agua.

Irán registrando los datos en una hoja de papel para graficar en una tabla T en la esquina superior izquierda. Primero, registrarán la altura del agua en el jarro luego de que se han agregado cero tapas de agua (esto será el 0). Luego los estudiantes agregan una tapa de agua al jarro y miden la altura del agua y lo registran en el papel. Continúan agregando tapas de agua y midiendo luego de cada una, registrando los números de tapas añadidas y la altura del agua en el jarro luego de cada tapa añadida en su tabla T, hasta que tengan al menos 8 entradas de datos. Limpiar toda el agua y guardar los tarros y tapas antes de seguir al próximo paso.

Los estudiantes crean un diagrama de dispersión de los datos, la variable independiente (número de tapas) en el eje horizontal y la variable dependiente (altura del agua) en el eje vertical. Usando las reglas dibujar la línea de ajuste óptimo. Este es un buen momento para hablar acerca de la pendiente positiva e índice de cambio promedio.

Haz que los estudiantes expliquen el gráfico usando una oración en palabras. ● Altura del agua = Altura inicial del agua + altura del agua después de una tapa x número de tapas.

Después que la escriban en notación de funciones ● h = altura del agua ● l = número de tapas ● h(l) = 0 + 3l Discute qué dice cada parte de la oración de la función. ¿Qué es la variable dependiente? ¿Qué es la variable independiente? ¿Qué representa el cero? ¿Qué representa el 3? ¿Qué altura tiene el agua después de que añades cinco tapas al jarro?

La parte 2 termina con los estudiantes discutiendo sobre el proceso y haciendo predicciones para la altura del agua con aumentos en el número de tapas.

Parte 3: Práctica de escribir funciones Materiales requeridos: Guía: “Practica escribir funciones” (Apéndice A) y “Evaluación del laboratorio de funciones” (Apéndice B).

Procedimiento: Revisa los conceptos de las funciones, variables dependientes e independientes y las reglas de cómo escribir funciones. Guía a los estudiantes, según lo necesiten, para identificar variables dependientes e independientes, luego escribir una regla de función para cada ejemplo en la Guía: “Practica escribir funciones”.

Luego de completar la guía, los estudiantes estarán listos para completar la Evaluación del laboratorio de funciones.

Durante el trabajo previo a este laboratorio, los estudiantes han trabajado en grupos pequeños, pero les pido a los estudiantes que completen la Evaluación del laboratorio de funciones individualmente. Al principio, muchos de mis estudiantes encuentran que es frustrante que no les diga exactamente cómo responder las preguntas de la evaluación. Les explico que existen múltiples formas de encontrar las respuestas. Quiero saber qué piensan. Sí les digo que consideren todo lo que hemos estado haciendo en el Laboratorio de funciones mientras completan las actividades de la evaluación.

Los estudiantes entregan todo lo que han trabajado durante los tres días, como

un portafolio de su trabajo. ¿Cómo se benefician los estudiantes de este tipo de lecciones?

La lección en mi actual libro de Algebra 1 sobre funciones y notación de funciones presenta vocabulario y mecánicas para evaluar funciones. Los estudiantes pueden memorizar el proceso, pero no entenderán el concepto de las funciones. Las variables dependientes e independientes no significan nada para ellos. Pero después de esta lección, todo empieza a tener sentido. Ellos pueden ver que el largo del cordel depende en el número de nudos. Es fácil ver la relación entre la pendiente de la línea y el índice de cambio. Los interceptos son más que sólo puntos en un gráfico. Los estudiantes se entusiasman al ver cuán fácil es el escribir sus propias funciones para ciertas situaciones. Mientras los estudiantes completan sus evaluaciones, es divertido para mi ver el momento de sorpresa cuando se dan cuenta que ellos pueden escribir una función y usarla para hacer una predicción.

Incluí esta lección aquí como un ejemplo de crear lecciones que amplíen y mejoren las lecciones de los textos escolares. Desarrollar y escribir este tipo de lecciones toma tiempo y dedicación de parte del profesor, pero es tiempo bien invertido. También quería mostrar que crear lecciones efectivas no siempre requiere tecnologías caras o suministros. Una vez que los estudiantes empiezan a entender que la matemática son más que sólo números y operaciones, ellos empiezan a generar esa comprensión más profunda que buscan los ocho Estándares para práctica matemática en los CCSSM. Desarrollo profesional Para que los estudiantes logren los más altos niveles de pensamiento y capacidades de resolución de problemas delineadas en los CCSSM, los profesores necesitan un fuerte manejo del contenido de matemática en su preparación antes de hacer clases y experiencias de desarrollo docente, a través de toda su carrera de enseñanza. El desarrollo docente puede ser ofrecido a nivel de la escuela, el distrito o el estado, pero generalmente los profesores deben buscar oportunidades por sí mismos.

Mientras fui una becaria Einstein, trabajé con el programa Experiencias de Investigación para Profesores (RET). Este es un programa en el cual profesores de nivel escolar van a una universidad durante el verano para trabajar en proyectos de investigación real, bajo la tutela de profesores investigadores. Durante mi tiempo en la NSF, tuve la oportunidad de hablar con muchos profesores e investigadores que participaron del programa. Sus experiencias de investigación iban desde nanotecnología, hasta crear

aplicación para teléfonos inteligentes. Todos ellos compartían historias de cómo sus experiencias de desarrollo docente los habían cambiado como profesores. El deseo de aprender de por vida se había renovado. Habían sido capaces de llevar su nuevo entusiasmo de vuelta a la sala de clase. Hay muchas otras oportunidades para profesores y científicos de trabajar juntos, que están descritas en otros capítulos de este libro. Búscalas y encuentra algo que funcione para tí y tus estudiantes. Pasa algo poderosos cuando los estudiantes y profesores trabajan en conjunto con científicos, ingenieros y matemáticos por periodos largos. Los estudiantes llegan a entender por qué aprenden matemática. Logran perspectiva sobre lo útil de la matemática y su belleza. La matemática se vuelven relevantes en su mundo. Los estudiantes empiezan a verse como matemáticos, científicos e ingenieros. He descubierto algunas de las experiencias de desarrollo profesional más gratificantes haciendo búsquedas en internet y visitando exhibiciones durante conferencias de matemática.

Conclusión El arte de enseñar matemática está cambiando. Adoptar los Estándares Centrales Comunes Estatales para Matemática está desafiando a los educadores a mirar cómo ellos enseñan matemática y a buscar nuevas maneras de mejorar los estándares del aprendizaje en matemática para todos los estudiantes. Los estudiantes en situación de riesgo son una población especialmente vulnerable, pero también son quienes tienen más por ganar. Las estrategias educativas que son efectivas para los estudiantes en situación de riesgo son frecuentemente descritas por profesores como: “buena enseñanza” y pueden mejorar el aprendizaje de todos los estudiantes (Ladson-Billings, 1995). Las estrategias de enseñanza y el desarrollo profesional que han demostrado ser exitosos en mi aula, especialmente para estudiantes en riesgo, son: ● Crear oportunidades para que los estudiantes intenten nuevamente si no tienen éxito la primera vez. ● Hacer de tu salón de clases un lugar seguro para que los estudiantes cometan errores y tomen riesgos. ● Encontrar formas de incluir a todos los estudiantes, incluso a los reticentes. ● Desarrollar un estilo de enseñanza que funcione para ti. ● Compartir tu historia con tus estudiantes y escuchar sus historias. ● Familiarizarte con los ocho Estándares para la práctica matemática de los CCSSSM y empezar a encontrar y desarrollar lecciones “fuera del

texto escolar”. ● Mejorar la preparación de los profesores es crítico, con un énfasis creciente en tener un sólido conocimiento de contenido. ● Los profesores que están enseñando necesitan oportunidades de desarrollo profesional ricas y auténticas que puedan inspirarlos y estimularlos a seguir aprendiendo de por vida. Profesores inspirados y entusiasmados vuelven a las aulas listos para preparar e inspirar a sus estudiantes.

Nunca des por sentado tu influencia como profesor en las vidas de tus estudiantes. Perfecciona tu labor con cuidado. Aprende de los mejores y luego hazlo tuyo. “Es el supremo arte del profesor despertar el gusto por la expresión creativa y el conocimiento” (Einstein, n.d.). Cuando le enseñas a estudiantes en riesgo, los estás ayudando a aprender más que datos y habilidades. “Un buen profesor puede inspirar esperanza, encender la imaginación e inculcar el amor por aprender” (Henry, n.d.). Un buen profesor puede cambiar vidas.

Trabajos citados Alderman, M.K. (1990). Motivation for at-risk students. Educational Leadership, 48(1), 27–30.

Balfanz, R. (2008). Early warning and intervention systems: Promise and challenges for policy andpractice. Washington, DC: National Academies Press.

Darling-Hammond, L. (2000). Teacher quality and student achievement: A review of state policy evidence. Educational Policy Analysis Archives, 8(1).

Donnelly, M. (1987). At-risk students. ERIC Digest Serie número 21. Revisado el 21 de enero, 2013, desde http://www.ericdigests.org Einstein, A. (n.d.). Sin título. Revisado mayo 13, 2013, desde http://www.brainyquote.com/ quotes/quotes/alberteins122147.html Finn, J.D., & Rock, D.A. (1997, abril). Academic success among students at risk for school behavior. Journal of Applied Psychology, 32(2), 221–234.

Good, T.L., & Brophy, J.E. (1997). Looking in classrooms (7a ed.). New York: Longman.

Henry, B. (n.d.).

Sin Título.

Revisado mayo 13, 2013, desde http://www.brainyquote.com/quotes/ quotes/b/bradhenry167806.htm Idaho State Department of Education. (2013). Common core state standards for mathematics.

Revisado desde http://www.sde.idaho.gov/site/common/math/docs/CCSSI_ Math_ Standards.pdf Ladson-Billings, G. (1995). But that’s just good teaching! Theory into Practice, 34(3), 159– 165. Marzano, R.J., & Heflebower, T. (2011). Grades that show what students know.

Educational Leadership, 69(3), 34–39.

National Research Council. (2011). High school dropout, graduation, and completion rates: Better data, better measures, better decisions. Committee for Improved Measurement of High School Dropout and Completion Rates: Expert Guidance on Next Steps for Research and Policy Workshop. Washington, DC: National Academies Press.

Payne, R. (2008). Nine powerful practices. Educational Leadership, 65(7), 48–42. Wormeli, R.

(2011). Redos and retakes done right. Educational Leadership, 69(3), 22–26.

Apéndice A Guía: “Practica escribiendo funciones” Nombre _______________________________________ Lee cada escenario. Define tus variables. Indica cuál es la variable dependiente e independiente. Escribe una función usando notación de función que modele la situación.

1. Vas manejando un auto a una velocidad promedio de 104 kilómetros por hora. Escribe una función por cuán lejos ha viajado el auto después de h horas.

2. Vas de viaje a la casa de tu abuela, la cual está a 563 kilómetros de tu casa. Manejarás a un promedio de 96 kilómetros por hora. Escribe una función para cuánto más tendrás que manejar para alcanzar la casa de la abuela.

3. Vas en un viaje. Ya has manejado 169 kilómetros cuando te detienes a comer. Tendrás una velocidad promedio de 104 kilómetros por hora en lo que queda del viaje. Escribe una función para cuántos kilómetros has manejado luego de t horas más.

4. Debido a la sequía, el agua en el río Payette está bajando a un paso alarmante. Pronto no habrá suficiente agua para surcar el río en balsa de forma segura. El nivel del agua es 696 metros cuadrados por segundo, y está cayendo 74 metros cuadrados por segundo cada día.

Escribe una función que determine cuánta agua quedará después de x número de días.

5. Ha sido un año de fuertes nevadas. Hay alrededor de 2 pies de nieve en el suelo, y ha nevado un promedio de 7,6 centímetros cada día por varios días. (Pista: piensa que unidad de medida debes usar). Escribe una función que describa la altura de la nieve en el suelo luego de d número de días.

Apéndice B Evaluación del laboratorio de funciones

Nombre _______________________________________ Durante la primavera, el río Snake creció hasta 18 pies por sobre el estado de desborde. Luego de ese punto máximo, el río ha disminuido en un promedio de 5 pulgadas por hora.

1. Usa un gráfico, una tabla o un dibujo para mostrar la altura del río por sobre el estado de desborde después de cada caída durante las primeras 10 horas luego del punto máximo.

2. ¿Cuánto tiempo le tomará al río estar por debajo del estado de desborde? Muestra cómo determinaste tu respuesta.

3. Desarrolla un método para encontrar la altura del río por sobre su nivel de desborde en cualquier hora después de su momento máximo.

Utiliza tu método para encontrar la altura del río después de 17 horas.

Presenta el trabajo completo.

Capítulo 5

EL MODELO DE APROXIMACIÓN A LA INSTRUCCIÓN ESTRUCTURADA Y CRECIMIENTO CENTRADO EN EL ESTUDIANTE (SSIAG) Eduardo Guevara

Introducción Las tendencias demográficas en los Estados Unidos presentan múltiples desafíos a la sociedad, especialmente en respecto a la educación (U.S. Census Bureau, 2011a; McKeon, 1994). El número de estudiantes hispanos y el nivel socioeconómico de sus familias, al igual que su lugar en cuanto a nivel de pobreza, aumenta los desafíos del sistema educacional del país. El desafío se multiplica cuando las escuelas deben matricular estudiantes que requieren servicios adicionales tales como personal de apoyo bilingüe, educación especial y otros; al mismo tiempo que enfrentan la tendencia nacional de reducir los presupuestos de la educación pública (Cardenas & Kerby, 2012, p.

4; La Fe Policy Research & Education Center, 2012, p. 2). Texas, el segundo estado más grande de EE.UU. y sólo superado por California en cuanto a residentes hispanos (Cardenas & Kerby, 2012, p. 1; U.S. Census Bureau, 2011a, Table No. 5.1), es un ejemplo de cómo los fondos insuficientes para educación y el dominio limitado en inglés se juntan para generar muchos desafíos. La tendencia se refleja en el número de estudiantes hispanos matriculados en cursos K-12 y sus bajos niveles promedio de logro educacional.

Mayor nivel educacional alcanzado

Población de EE.UU. (X 1000)

Hispanos (X 1000)

Hombres y mujeres Menor que 9o año 9º a 12do año (Sin diploma) Graduado de secundaria

201,543 10,277 14,763 61,911

100% 5.10% 7.30% 30.70%

26,672 5,510 4,403 7,957

100% 20.70% 15.00% 29.80%

Algún estudio universitario o grado técnico de 2 años Licenciatura universitaria

53,249

26.40%

5,442

20.40%

39,286

19.50%

2,669

10.00%

Tabla 5.1. Nivel educacional alcanzado de hispanos en los Estados Unidos (Fuente: U.S. Census Bureau, 2011a) Cuando los hispanos con limitado manejo del inglés, referidos como Aprendices de idioma inglés (English Language Learners o ELLs), no entienden instrucciones académicas en inglés, se sienten frustrados y privados de participar y tienden a desvincularse del proceso educacional. La frustración lleva a comportamientos que interrumpen la clase, baja autoestima y bajo rendimiento académico (Zemelman, Daniels, & Hyde, 1998) y altas tasas de abandono escolar. El resultante bajo rendimiento académico y bajo logro educacional (Low Educational Achievement o LEA) aumenta el riesgo de deserción antes de graduarse y reduce la probabilidad de que busquen formarse más allá de la educación obligatoria (AAMC, 2004). El LEA aumenta la tasa de deserción, limitando las opciones de carrera y comprometiendo el nivel de calificación dentro de la fuerza de trabajo. El LEA tiene un impacto negativo en la productividad en general y sobre la base imponible, aumentada por la percepción generalizada de parte de los padres y estudiantes de que el rol de la escuela es el de “abastecimiento”7.

7

Nota del traductor: En el inglés utiliza el concepto de “warehousing” que se refiere a la idea de que una institución no funciona hacia su labor esperada, sino sólo como un lugar donde almacenar personas. El concepto puede referirse a escuelas, recintos hospitalarios, cárceles, etcétera.

Nivel de pobreza Ambos géneros Bajo la línea de la pobreza En o sobre la línea de la pobreza Menor de 18 años Bajo la línea de la pobreza En o sobre la línea de la pobreza Entre 18 a 64 años Bajo la línea de la pobreza En o sobre la línea de la pobreza 65 años o más Bajo la línea de la pobreza En o sobre la línea de la pobreza

Población de EE.UU. (X 1000) 305,688 100% 46,180 15% 259,508 85% 74,494 100% 16,401 22% 58,093 78% 192,015 100% 26,258 14% 165,757 86% 33, 179 100% 3,520 9% 33,658 91%

Población hispana (X 1000) 49,869 100% 13,243 26% 36,626 73% 17,435 100% 6,110 35% 11,325 65% 29,576 100% 6,619 22% 22,957 78% 2,857 100% 514 18% 2,343 82%

Tabla 5.2. Nivel de pobreza de hispanos en los Estados Unidos (Fuente: U.S. Census Bureau, 2011b) El gran número de familias hispanas de bajo nivel socioeconómico con limitado dominio del inglés que se están mudando a los distritos escolares de Texas durante el año académico, ha tenido un impacto importante en el sistema educacional (Tabla 5.2). Se espera que los ELLs novatos que están completando sus habilidades de supervivencia en inglés rindan al mismo nivel que sus compañeros de clases hablantes nativos, en clases que no están diseñadas considerando al inglés como lengua extranjera. Se necesitan desesperadamente esfuerzos para aumentar el nivel educacional de los hispanos, y se requiere de una intervención urgente para entregar herramientas a los profesores que faciliten la transición del español al inglés para los estudiantes ELLs. Dos de los principales factores asociados con bajo logro educacional en los ELLs hispanos son el relativamente pequeño número de educadores calificados como profesores bilingües y la falta de participación de los padres en el proceso educacional. Barreras culturales y lingüísticas aumentan la dificultad de comunicación entre los padres y las escuelas y requiere entrenamiento adicional y habilidades de conciencia multicultural para los profesores (Zemelman et al., 1998; Guevara, 2006, 2007, 2008a, 2008b). Los distritos escolares proveen una amplia variedad de oportunidades de desarrollo profesional a sus profesores y equipo profesional para poder cumplir las necesidades educacionales de sus matriculados. Los profesores reciben diferentes tipos de entrenamiento basado en diferentes criterios y circunstancias. Los distritos escolares enfocan sus actividades de desarrollo profesional en mejores prácticas para proveer mejores herramientas de

enseñanza y apoyo educacional a los profesores. Al día de hoy, un amplio espectro de estrategias y políticas han sido implementadas con resultados dispares (Hull, 2007). Hull (2007) menciona dos “necesidades percibidas” para mejorar el logro educacional de estudiantes en riesgo social y que estudian en inglés como segunda lengua: la necesidad de mejorar la preparación de los profesores y la necesidad de diversificar la entrega de instrucción y el manejo del aula. En orden para atacar esas necesidades percibidas, durante los últimos 7 años he diseñado, afinado e implementado el modelo de aproximación a la instrucción estructurada y crecimiento centrado en el estudiante (SSIAG).

SSIAG es tanto una estrategia de instrucción como un modelo de crecimiento. Tiene una estructura definida, basada en una secuencia de técnicas y estrategias, implementada continuamente a través de todo el semestre en fases secuenciales: ● Fase 1: Preparar el escenario; ● Fase 2: Actividades prácticas, basadas en investigación y exploración; ● Fase 3: Aprendizaje basado en problemas; ● Fase 4: Entrega de instrucción; y ● Fase 5: Modelo de crecimiento: evaluación de impacto de la aproximación de instrucción.

En la primavera del 2007, la Oficina de Participación Comunitaria y el Centro STEM sureste de la University of Texas Medical Branch (UTMB) en Galveston, Texas, proveyó fondos para entrenar un grupo piloto de 19 profesores de colegio en cinco distritos de Texas en el modelo SSIAG. El programa de entrenamiento de 80 horas en aula empezó con un Instituto de Verano intensivo de 5 días, seguido por sesiones de seguimiento de un día completo una vez al mes, por todo el otoño del 2007. Durante este periodo los participantes empezaron a adoptar e implementar sus habilidades recientemente adquiridas en sus salones de clase.

Hacia el final del año académico 2007-2008, los profesores del piloto que implementaron el modelo SSIAG validaron el criterio de evaluación antes mencionado y reportaron grandes mejoras en su práctica como educadores, vieron mejorar el rendimiento académico de sus estudiantes y el desarrollo de una fuerte estructura de apoyo parental.

Después del 2008, la implementación del modelo continuó en los cinco distritos, y en enero 2010, la Agencia de Educación de Texas y los Texas Regional Collaboratives les otorgaron a estos educadores el premio Excelencia en la Enseñanza de Ciencias (Excellence in Science Teaching) por su rendimiento en la instrucción.

Trasfondo: Componentes del modelo SSIAG Como un acercamiento instruccional centrado en el estudiante que se distingue de los acercamientos instruccionales centrados en el profesor, el modelo SSIAG usa estrategias de aprendizaje basado en problemas (PBL), el primer componente del modelo, para involucrar al estudiante en pensamiento crítico y trabajo colaborativo sin limitaciones de tiempo ni límites rígidos. El profesor se vuelve un facilitador del proceso de aprendizaje. También la estrategia PBL permite una evaluación flexible del aprendizaje más allá de la prueba de selección múltiple.

Sungur y Tekkaya (2006) compararon la eficacia del PBL con acercamientos instruccionales tradicionales centrados en el profesor y orientados al uso de libros de texto en varios aspectos del aprendizaje autoregulado de los estudiantes. Los autores hallaron que cuando se comparan con los estudiantes que recibieron un aproximación instruccional tradicional (grupo de control), “Los estudiantes de PBL tenían mayores niveles de: orientación intrínseca a meta, valoración de tareas, elaboración de estrategias de aprendizaje, pensamiento crítico, auto-regulación metacognitiva, regulación del esfuerzo y aprendizaje entre pares”.

Ferreira y Trudel (2012) examinaron el impacto de PBL en las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia, sus habilidades de resolución de problemas y su percepción del ambiente de aprendizaje, y reportaron un “aumento significativo en las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia, las habilidades de resolución de problemas y perspectivas positivas del ambiente de aprendizaje”. También, los autores notaron que el PBL “facilita el desarrollo de un sentido de comunidad en el salón de clases” (p. 7). Este resultado se condice con lo que yo he notado directamente con la implementación del modelo SSIAG en mi sala de clases (Guevara, 2008b).

El segundo componente del modelo SSIAG es la pregunta de respuesta abierta que se usa para chequear la comprensión o para facilitar el razonamiento y la reflexión de parte del que aprende. Durante las evaluaciones, les pido a los estudiantes que dibujen lo que ellos perciben como la pregunta para clarificar su comprensión antes de contestar. Con múltiples respuestas posibles, las preguntas de respuesta abierta les permiten a los estudiantes participar y explorar el tema en mayor profundidad ya que la respuesta puede ser una suposición, una opinión, un pensamiento, una idea o una serie de hechos basados en investigación. No es la respuesta en sí misma, sino el proceso por el cual llegamos a la respuesta lo que es importante cuando respondemos a una pregunta de respuesta abierta.

Aguirre (1996) examinó el efecto de dos modos de evaluación en el desempeño de estudiantes ELL con español como lengua dominante en el

desarrollo en profundidad de conceptos y su uso de vocabulario científico. El autor les pidió a los estudiantes que contestaran a la misma pregunta de respuesta abierta acerca de electricidad y magnetismo ya sea dibujando o escribiendo un párrafo. El estudio demostró que el modo de dibujo de opción abierta funcionaba mejor para estudiantes que estuvieran bajo el promedio, que expresaban una preferencia por el modo de evaluación del dibujo.

La participación de los padres es el tercer componente del modelo SSIAG. En vez de simplemente involucrar a los padres cuando hay un problema con las notas o el comportamiento del estudiante, el SSIAG se centra en involucrar a los padres a través de toda la experiencia de aprendizaje. El modelo insta a los padres a preguntar a los estudiantes “¿qué están aprendiendo en clases?” regularmente, preferentemente al menos una vez a la semana. Durante la primera semana de cada semestre, los padres reciben un paquete de información con documentos que deben ser firmados y devueltos al profesor de la clase por el padre que matriculó al estudiante en la escuela. Durante una actividad abierta organizada por la escuela, yo les entrego información adicional a los padres y les hago saber del evento Noche de Ciencias, en el cual estudiantes voluntarios demuestran lo que han aprendido hasta ahora. El evento Noche de Ciencias incluye una cena colaborativa como una actividad para construir comunidad.

Reuniones de padres-estudiante-profesor se solicitan solo en situaciones extremas, esto es, sólo después de tener resultados limitados en intentos previos de mejorar el rendimiento académico o la disciplina en el aula, o cuando se requiere acción inmediata o un cambio en el corto tiempo.

La literatura provee numerosos ejemplos del impacto positivo que tiene en el rendimiento académico del estudiante la participación de los padres. Algunos estudios están basados en datos auto-reportados ya sea por profesores o padres. La edad del estudiante y la pertenencia de los padres a la asamblea de padres y profesores son factores importantes a considerar. La mayoría de los datos empíricos indica una asociación positiva entre la participación de los padres y el rendimiento de los estudiantes (Nyarko & Vorgelegt, 2007; Topor, Keane, Shelton, & Calkins, 2010). Investigación adicional (Schimpl-Neimans, 2000; Schmitt & Kleine, 2010) consistentemente ha reportado asociaciones entre un amplio espectro de factores sociodemográficos (ej. prioridades personales, intereses, el nivel de educación de padres y niños, economía familiar, estructura y el tamaño de la familia), la naturaleza, extensión y resultados de experiencias educacionales y la participación de los padres.

Topor et al. (2010) estudiaron dos mecanismos potenciales de asociación entre la participación de los padres y el rendimiento académico en niños de escuelas primarias. Los autores compararon la percepción de los

niños sobre sus propias competencias cognitivas y la calidad de la relación profesor-estudiante, y encontraron una asociación estadísticamente significativa entre la participación de los padres y el rendimiento académico de un niño—más allá del efecto de la inteligencia del niño.

El experimento en curso Youth Save Ghana, un estudio de cuatro países que apunta a jóvenes entre 12 y 18 años que vive predominantemente en hogares de escasos recursos, mira a la extensión de la participación de los padres en la educación escolar de los niños y si los factores sociodemográficos están asociados o no con la participación parental (Chowa, Ansong, & Osei-Akoto, 2012). Resultados preliminares reportan que sólo una forma de participación de los padres es significativa —hablar con los niños sobre que aprendieron en la escuela— y está asociada positivamente con el rendimiento académico (p. 6). El modelo SSIAG insta a los padres a hacer diariamente la pregunta “¿Qué aprendiste hoy?” En respuesta, se espera que los estudiantes entablen una conversación con sus padres y que expliquen el aprendizaje que se está llevando a cabo en el aula SSIAG. Finalmente, en su cuarto componente, el modelo SSIAG usa una aproximación al modelo de crecimiento multidimensional para medir el éxito de los estudiantes. O’Malley y sus coinvestigadores (2011) clasifican los modelos de crecimiento de acuerdo a tres tipos generales: (a) Crecimiento en dominio (cambios anuales en el número de estudiantes logrando dominio de una temática), (b) Valor agregado/Transición (el cambio de puntaje logrado por los estudiantes entre dos o más ocasiones de evaluación medición), y (c) Proyecciones (medidas que predicen los puntajes futuros de los estudiantes).

Como un educador de larga carrera, he notado que todos los estudiantes aprenden, aunque los estudiantes no alcancen lo que se considera “nivel de competencia”. Los modelos de crecimiento, a diferencia de un examen de una sola oportunidad y de “altas expectativas”, proveen una forma de cuantificar el crecimiento o la mejora de individuos. En vez de obtener una “instantánea” una vez al año (Progreso anual adecuado, o AYP), los modelos de crecimiento proveen múltiples puntos de referencia, con información específica en el progreso de los estudiantes más allá del concepto de “nivel de competencia” que actualmente se usa en la mayoría de los estados. En vez de enfocarse en el criterio AYP de “rendimiento de la escuela”, los “modelos de crecimiento” se enfocan en desarrollo educacional de los estudiantes individualmente. En Growth Models and Accountability: A Recipe for Remaking ESEA (Carey & Manwaring, 2011), un reporte patrocinado por el Stuart Foundation, Kevin Carey, director de políticas del sector de educación, y Robert Manwariing, un fiscal y consultor de políticas, argumentan que el Congreso debería incorporar algunas medidas del crecimiento de los estudiantes dentro de cualquier sistema de rendición de cuentas: “la rendición

de cuentas educacional no es un asunto de identificar qué escuelas tienen más alumnos reprobados...” (p. 2).

El SSIAG está basado en un modelo de crecimiento de valor agregado, midiendo anualmente el crecimiento de los estudiantes en cuatro dimensiones: (1) promedio de su clase, (2) puntajes en exámenes de referencia, (3) entrega a tiempo del trabajo asignado y (4) referencias de disciplina del mismo estudiante.

Mejor práctica: El SSIAG La infraestructura del Modelo de Aproximación a la Instrucción Estructurada y Crecimiento Centrado en el Estudiante está definida por los principios educacionales y el marco de referencia ético de educadores progresistas como John Dewey y Albert Einstein, quienes estaban comprometidos con nutrir talentos creativos, pensamiento proactivo y aprendizaje de por vida. La infraestructura integra los conceptos de aprendizaje basado en proyecto (ABP), “aprender haciendo” y estructura consistente con participación parental y educación de profesores. Herramientas de educación convencionales (ej. Modelo 5-E, tomar notas y guías), como también tecnologías de computación (ej., presentaciones PowerPoint, videos y acceso a internet), son incluidas ampliamente. El ABP en el modelo SSIAG está estructurado alrededor de preguntas de respuesta abierta, tareas y productos que se enfocan en la integración, síntesis y evaluación crítica de información que surge de situaciones del mundo real. Nos esforzamos por la excelencia en la obtención de los siguientes objetivos: ● Desarrollo de procesos de pensamiento superior como el pensamiento crítico y razonamiento objetivo; ● Dominio de habilidades analíticas y razonamiento balanceado; ● Obtención de ética y juicio de trabajos rigurosos y efectivos; ● Desarrollo de una fuerte conciencia de la dimensión histórica de las actividades y las ideas humanas; ● Reconocimiento de la capacidad del individuo de asumir responsabilidad por las consecuencias de sus decisiones y ● Desarrollo de una comprensión del proceso de transformación que incluye la disposición política, institucional e individual de aceptar los cambios como una constante en nuestras vidas y que uno debiese de enfrentar los desafíos con una mente abierta, confiando en nuestra habilidad de conquistar lo imposible.

Para poder lograr los objetivos presentados arriba, se desarrollaron los siguientes cinco Principios Operacionales del modelo SSIAG:

1. Crear un ambiente con estructura consistente que se enfoque en las necesidades de los estudiantes, sus estilos de aprendizaje, el manejo de aula, los productos y los resultados, y al mismo tiempo refuerce la participación y la educación de los padres.

2. Incluir aprendizaje activo, apoyado en “aprender haciendo” y emparejado con auto-reflexión para involucrar a los estudiantes en una serie de actividades de la siguiente forma: (a) un proyecto mensual cuyo resultado es un prototipo 3-D; (b) laboratorios semanales basados en investigación y orientados al trabajo en equipo; (c) la entrega instruccional es dirigida por “preguntas de respuesta abierta” y (d) laboratorios computacionales bisemanales, donde la búsqueda individual lleva a una presentación en clases.

3. Implementar estrategias de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) como el núcleo del modelo SSIAG porque esto permite a los estudiantes: (a) involucrarse en aprender conocimiento y habilidades para mejorar sus capacidades de pensamiento crítico; (b) enfocarse en la investigación y aprendizaje autónomo; (c) aprender dentro del contexto de cultura, comunidad y experiencia anterior; (d) usar lo que saben para explorar, negociar, interpretar y crear para construir soluciones; y (e) aprender por medio de proyectos la misma información esencial que profesores podrían enseñar a través de discusión y clases plenarias.

4. El aprendizaje basado en proyectos es crucial en transformar antiguas técnicas de enseñanza porque los profesores: (a) dan mucho menos tareas de poco valor en el aula; (b) no tienen que cubrir una “lista” de temas; y (c) identifican temas que reflejan ideas y conceptos del núcleo curricular e incorporan esos temas en los proyectos.

5. El ABP usa, diariamente, preguntas directrices de respuesta abierta para intentar lograr lo siguiente: (a) enfocar a los estudiantes en el análisis, integración, síntesis y aplicación del conocimiento obtenido en situaciones del mundo real; (b) desafiar y motivar el interés de los estudiantes, que lleva investigar y aprender criterios, enfrentar problemas difíciles y probar comportamientos que no son familiares y (c) proveer consistencia con estándares curriculares y marcos de referencia. Esto lleva a los estudiantes a dominar habilidades, conocimiento y procesos que definen el curso del estudio.

Cinco estrategias —El núcleo del modelo SSIAG— que pueden ser implementadas por los profesores:

Enseñanza innovadora del currículum prescrito: La entrega instruccional debiese de estar enfocada en preguntas de respuesta abierta para captar el interés de los alumnos, llevándolos a investigar y confrontar asuntos difíciles.

Preguntas de respuesta abierta son acompañadas con actividades en grupo, que llevan evaluaciones formativas diarias representadas por productos como tickets de salida y entradas de auto-reflexión en el cuaderno del estudiante para contestar la pregunta “¿Qué aprendí hoy?”

Aprendizaje basado en proyectos: Durante una planificación de clase común, el profesor identifica temas reflejando las ideas y conceptos más importantes en el currículum y los incorpora a tareas de proyectos de investigación. Al trabajar en proyectos 3-D (ej., construir prototipos funcionales) y proyectos escritos (ej., tareas cortas sobre “Cómo funcionan las cosas”, biografías y críticas de artículos), los estudiantes asocian y relacionan su aprendizaje en la sala de clases con el aprendizaje afuera del salón. Los estudiantes pueden aprender la misma información esencial que los profesores podrían enseñar por medio de plenarios, laboratorios y discusiones en clase, con menos actividades o tareas de poco valor (ej., guías de trabajo para rellenar), enfocados en productos y resultados, que son presentados a la clase usando PowerPoint, sketch teatrales o dramatizaciones.

“Aprender haciendo”: Tareas y productos (ej., reportes de laboratorio, presentaciones en clase y proyectos de investigación) llevan al “aprender haciendo” donde los estudiantes aplican y construyen sobre conocimiento y habilidades adquiridas. En “aprender haciendo” las principales estrategias de instrucción incluyen, pero no están limitadas a, andamiaje de procedimientos, aprendizaje práctico cooperativo y desarrollo y entrega de presentaciones multimedia y adquisición de habilidades de toma de notas.

Manejo de aula: Al principio del semestre, los estudiantes reciben un programa de curso, incluyendo contratos, rutinas, expectativas, procedimientos y rúbricas para que sean firmados por los padres. Se establecen las rutinas de clase que conciernen a hojas de asistencia, integrantes de los equipos de laboratorio y las carpetas individuales de los estudiantes. Este proceso está basado en el principio pedagógico de estructura consistente, en el cual los estudiantes y padres se vuelven cada vez más responsables por sus elecciones.

Participación parental: Este proceso es promovido por medio de contacto periódico entre los padres y el profesor, acompañado de eventos tales como la Noche de Ciencia familiar, cenas colaborativas y salidas a terreno. Se invita a los padres a participar activamente ya como jurados en el “Muestra y Cuenta” de la Noche de Ciencia, como chaperones en las salidas a terreno o como patrocinantes de la cena colaborativa con algún plato típico de su

cultura preparado en casa.

Se recopila retroalimentación de los padres acerca de cómo resultó la actividad y sus ideas para actividades futuras, por medio de encuestas anónimas voluntarias que son enviadas a las casas para ser completadas por los padres. Las encuestas son devueltas al buzón de sugerencias del profesor dentro de una semana después de la actividad.

Foto 5.1. Noche de Ciencia familiar. Estudiantes comparten su conocimiento con miembros de la familia. (Foto por Eduardo Guevara, 2008) Los padres también son contactados más allá de situaciones disciplinares o de bajas notas, a través de materiales impresos que deben ser firmados y devueltos, correo electrónico (cuando esté disponible) y llamadas telefónicas. Y la Noche de Ciencia familiar es una oportunidad para que los estudiantes demuestren sus habilidades recientemente adquiridas y sus prototipos 3-D funcionales a los padres y a sus pares.

Salidas a terreno a locaciones basadas en conocimiento tales como el Johnson Space Center de la NASA en Webster, Texas, y Moody Gardens y el Museo Oil Rig, ambos en Galveston, Texas, son llevadas a cabo periódicamente en fines de semana para facilitar la participación de padres como chaperones y para reforzar temas e instrucción cubierta previamente en el salón de clases.

Foto 5.2. Salida a terreno de estudiantes a Moody Garde en Galveston, TX. (Foto por Eduardo Guevara, 2008) Sólida evidencia que apoya el modelo SSIAG El impacto del modelo SSIAG en cinco distritos de Texas, con estudiantes matriculados entre 4º a 12º año y en materias que van desde inglés como lengua extranjera/artes del lenguaje hasta cursos centrales de ciencia, ha sido reportado por la primera generación de profesores entrenados en 2007 para implementar el modelo (Guevara, 2008b). Durante el primer año académico de la implementación, estos educadores reportaron mejoras estadísticamente significativas en los cuatro criterios usados como indicadores del impacto del modelo, como queda descrito en las siguientes tablas (Tabla 5.3, Tabla 5.4, Tabla 5.5, Tabla 5.6).

Distrito Galveston

8

Curso

Nivel

Otoño 07

Primavera 08

Aumento (%)

ESL-LA8

4th (N=18)

80

87

9

Nota del traductor: ESL-LA es la sigla utilizada para los cursos de Inglés como lengua extranjera (English as Second Language) y Artes del lenguaje (Language Arts). Cursos que cubren campos de literatura producida en inglés.

ESL-LA

5th (N=18)

80

90

11

Houston

Ciencia

5th (N=26)

71

78

9

Houston

Ciencia

6th (N=34)

75

84

11

Galveston

Ciencia

8th (N= 106)

79

85

7

IPC Física

10th (N=55) 10th 12th (N=41)

78 73

91 88

14 17

Español AP

11th (N=94)

78

93

16

IPC IPC

9th 10th (N=125) 9th (N=110)

65 66

77 78

16 15

Biología Biología Química Física

9th 10th (N=140) 11th 12th (N=55) 11th 12th (N=60) 11th 12th (N=24)

62 66 70 73

75 75 86 78

17 12 18 6

Alvin Hitchcock Houston

Waller

Tabla 5.3. Indicador uno: Promedios de clases en cinco distritos escolares de Texas.

Año académico 2007–2008.

Los promedios de curso y los puntos de referencia en los resultados de exámenes fueron mejorados en la mayoría de los cursos con dos excepciones: (a) dos escuelas alternativas con estudiantes en periodo de prueba por repetitivo incumplimiento del Código de conducta y (b) una clase de estudiantes de 5º año en una escuela seriamente afectada por el huracán Ike, donde los estudiantes tuvieron que ser reubicados en escuelas dentro del distrito escolar independiente de Galveston.

Curso

Nivel

Otoño 07

Primavera 08

Aumento (%)

Galveston

ESL-LA ESL-LA

4th (N=18) 5th (N=18)

72 75

80 79

10 5

Houston

Ciencia

5th (N=26)

75

79

5

Houston

Ciencia

6th (N= 34)

68

76

11

Galveston

Ciencia

8th (N=106)

71

77

8

IPC Física

10th (N=55) 10th 12th (N=41)

73 72

80 79

9 9

Español AP

11th (N=94)

76

92

17

Distrito

Alvin Hitchcock

Houston

Waller

IPC IPC

9th 10th (N=125) 9th (N=110)

72 70

80 80

10 12.5

Biología Biología Química Física

9th 10th (N=140) 11th 12th (N=55) 11th 12th (N= 60) 11th 12th (N=24)

71 71 72 67

79 80 81 77

10 11 11 13

Tabla 5.4. Indicador dos: Puntos de referencia en resultados de exámenes en cinco distritos escolares de Texas.

Año académico 2007–2008.

Año del curso y #(N) de estudiantes por clase

Entregas a tiempo

Otoño 07

Distrito

Aumento promedio en cumplimient o

%

Primavera 08

%

Curso

Tasa (%) th

Galveston

ESL-LA ESL-LA

4 (N=18) 5th (N=18)

21 21

42 42

41 42

82 84

62 63

Houston

Ciencia

5th (N=26)

24

48

38

76

62

Ciencia

th

24

48

39

78

63

th

Houston Galveston

Ciencia

6 (N=134) 8 (N=106)

22

44

40

80

62

th

IPC Física Español AP

10 (N=55) 10th /12th (N=82)

28 31

56 62

36 45

72 90

64 76

11th (N=94)

33

66

48

96

81

Houston

IPC IPC

9th/10th (N=125) 9th (N=114)

29 28

58 56

46 45

92 90

75 73

Waller

Biología Biología Química Física

9th/10th (N=140) 11th/12th (N=140) 11th/12th (N=140) 11th/12th (N=24)

29 27 29 32

58 54 58 64

41 48 46 41

82 96 92 82

70 75 75 73

Alvin Hitchcock

Tabla 5.5. Indicador tres: Entrega a tiempo de trabajo asignado en cinco distritos escolares en Texas. Año académico 2007–2008. Cada semestre, hubo un promedio de 50 tareas por clase.

Distrito Galveston

Curso

Año del curso y #(N) de estudiantes por clase

Otoño 07

%

Primaver a 08

%

ESL-LA ESL-

4th (N=18)

6

33

1

6

Reducción promedio (%) 81

Houston Houston Galveston Alvin Hitchcock Houston

Waller

LA Ciencia Ciencia Ciencia IPC Física Español AP IPC IPC Biología Biología Química Física

5th (N=18) 5th (N=26) 6th (N=134) 8th (N=106) 10th (N=110) 10th /12th (N=82) 11th (N=94) 9th /10th (N=125) 9th (N=114) 9th /10th (N=140) 11th/12th (N=140) 11th /12th (N=120) 11th/12th (N=24)

4 11 14 12 20 20 6 16 12 20 11 18 5

22 50 10 11 18 24 6 13 11 14 8 15 21

1 5 8 7 6 5 1 5 6 2 1 1 1

6 19 6 7 5 6 1 4 5 1 1 1 1

72 62 40 36 72 75 83 69 54 92 87.5 93 95

Tabla 5.6. Indicador cuatro: Número de referencias disciplinarias del mismo estudiante en cinco distritos escolares en Texas. Año académico 2007–2008.

El “número de referencias disciplinarias del mismo estudiante” está influenciado por la alta movilidad a través de los distritos escolares de Texas.

Hull (2007) y Carey y Manwaring (2011) citan la movilidad de estudiantes como una de las limitantes de los modelos de crecimiento.

Durante 2009 y 2011, nueve de los profesores entrenados en el modelo en el grupo original continuaron trabajando en escuelas de Texas.

Cuatro integrantes del grupo original se mudaron a distritos diferentes dentro del estado y cinco permanecieron en los distritos donde habían implementado el modelo desde el 2007. Fui elegido como un becario Albert Einstein Educador Distinguido y con un permiso de ausencia me mudé a Washington, D.C., para cursar mi beca en el Congreso de los Estados Unidos. Los diez educadores restantes se retiraron o cambiaron su carrera. En 2010, la Agencia de educación de Texas (TEA) y los Texas Regional Collaboratives (TRC) honraron a nueve profesores del grupo SSIAG original por su contribución al rendimiento académico de sus estudiantes en riesgo y los premiaron con el premio Excelencia en la Enseñanza de Ciencias (Excellence in Science Teaching) de TEA-TRC. Al mismo tiempo a mí se me reconoció con el premio Formador de Formadores y Modelo de Rol en la docencia (Trainer of Trainers and Role Model in the Teaching Profession) un premio TEA-TRC para mentores.

Después de servir por dos años como becario Einstein, regresé a Texas para el semestre de otoño del 2012 para continuar implementando el modelo SSIAG en el distrito escolar independiente ISD de Galena Park. Allí comencé la implementación del modelo en las clases de física de la secundaria. Física es enseñado como un curso de dos semestres para alumnos de 11º y 12º año. Cada profesor en la Secundaria North Shore NSSH enseña siete períodos, cada uno con un promedio de 28 estudiantes. Durante el otoño

del 2012, un total de 168 estudiantes de 11º año me fueron asignados, y durante el semestre de primavera del 2013, enseñé a otros 161 estudiantes de 12º año (estudiantes de último año aspirando a graduarse al final de ese semestre). Implementé el modelo SSIAG al principio de cada semestre.

Es importante notar que, durante el periodo de evaluación de las primeras seis semanas, todas las clases experimentan un periodo de ajuste a la implementación del modelo SSIAG. Al principio había muchas preguntas de los estudiantes, los administradores, padres y colegas, especialmente cuando el Paquete introductorio del curso fue enviado a la casa para ser leído por los padres. La mayoría de los padres y estudiantes no estaban acostumbrados a la estructura del modelo, y tomó numerosas llamadas telefónicas, enfocadas en instrucción diferenciada para los padres, quienes no estaban familiarizados con el acercamiento de remplazar la entrega instruccional tradicional avalada por el distrito con el aprendizaje basado en problemas o proyectos y estrategias instruccionales centradas en los estudiantes. Sin embargo, el modelo SSIAG nuevamente demostró ser exitoso. Mientras el semestre avanzó, mis estudiantes consistentemente estuvieron en tercer lugar estatal tanto en la Evaluación común (CA) diseñada por el departamento de ciencia, como en la Evaluación con base común diseñada por el distrito (CBA). Datos de los cuatro indicadores de impacto del modelo SSIAG fueron consistentes con reportes previos y serán incluidos en futuras presentaciones en conferencias locales, regionales y nacionales.

Conclusión El modelo de Aproximación a la Instrucción Estructurada y Crecimiento Centrado en el Estudiante (SSIAG) es un compendio de herramientas de instrucción y evaluación que puede producir resultados dramáticos en ambientes escolares de alta necesidad. Por medio de experiencia personal y de datos recogidos por otros profesores, el modelo SSIAG demuestra el poderoso impacto que puede tener en el éxito de los estudiantes y en la habilidad del profesor para manejar presiones desde dentro y fuera de la sala de clase. Una implementación amplia del SSIAG puede contribuir significativamente a esfuerzos por reformar las escuelas en la nación, en particular aquellas que sirven a minorías sub-representadas.

Albert Einstein, un gran científico y educador, dijo una vez “Nunca enseño a mis pupilos: sólo intento proveer las condiciones en las cuales ellos aprendan...” El modelo SSIAG puede ayudarte a proveer las condiciones apropiadas para el aprendizaje en tu salón de clases.

Los educadores interesados en aprender más sobre el modelo SSIAG los invito a contactar al autor en rsedci@gmail.com o visitar el sitio web

www.rsedci.com.

Trabajos citados Aguirre, M. (1996). Effect of open-ended questions on Spanish-dominant LEP students’ ability to demonstrate in-depth science concept development and use scientific vocabulary. Journal of Multilingual Education Research, 11, 46–69.

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Carey, K., & Manwaring, R. (2011). Growth models and accountability: A recipe for remaking ESEA. Education Sector Reports. Revisado el 5 de octubre, 2013, desde http://www.education sector.org/sites/default/files/publications/GrowthModelsAndAccountability_Release%20.pdf Chowa, G.A.N., Ansong, D., & Osei-Akoto, I. (2012). Parental involvement and academic performance in Ghana. Youth Save Research Brief 12-42. St. Louis, MO: Washington University, Center for Social Development.

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Guevara, E. (2008a). The Student-Centered Sheltered Instructional Approach Model (SSIAG, Guevara, 2006) improves academic performance in ELLs. Artículo presentado en la Spring Conference of the Metropolitan Association of Teachers of Science (MATS), Houston, TX, febrero 2, 2008.

Guevara, E. (2008b). The Student-Centered Sheltered Instructional Approach Model (SSIAG™, Guevara, 2006) improves academic performance in ELLs. Artículo presentado en la National Science Teachers Association, Conference in Science Education, Boston, MA, marzo, 26– 30, 2008.

Hull, J.C. (2007). Measuring student growth: A guide to informed decision making. Center for Public Education. Revisado el 5 de octubre, 2013, desde http://www.centerfor publiceducation.org/Main-Menu/Policies/Measuring-student-growth-At-aglance/Measuringstudent-growth-A-guide-to-informed-decision-making.html La Fe Policy Research & Education Center. (2012). Texas budget crisis: Impact on Latinos.

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Capítulo 6

DAR AUTENTICIDAD AL APRENDIZAJE DE CIENCIA Tim Spuck

Introducción ¿Has escuchado alguna vez a alguien decir, “Necesitamos enseñarles a los niños que la ciencia es entretenida”? Cuando lo oigo, siempre me avergüenzo un poco. Desde mi perspectiva personal, hacer ciencia es mucho más. La ciencia es frustrante, toma tiempo, toma trabajo, es emocionante, motivante, poderosa, gratificante—y si, divertida—todo envuelto en un paquete de autenticidad. Cuando los estudiantes experimentan la ciencia como cualquier otra cosa, fallando en negociar las dificultades como también la emoción que los practicantes de ciencia enfrentan diariamente, probablemente terminarán tomando decisiones importantes acerca de carreras y creencias sobre ciencia basados en una comprensión errónea de ésta . A través de la ciencia puedes llegar a conocer lo desconocido, usar datos y evidencia para predecir el futuro o compartir conocimiento que algún día puede mejorar la vida para toda la humanidad. Creo que estos hechos son increíbles. Este es el poder de la ciencia dentro de cada uno de nosotros.

Como director del departamento de ciencia de ciclo escolar, regularmente oigo a profesores de secundaria referirse a la ciencia enseñada en primaria como “jugueteo”. Por otra parte, los profesores de primaria describen la ciencia de secundaria como “aburrida”. Los estudiantes generalmente ven la ciencia similarmente. Como un educador, lo que he observado en las escuelas a lo largo de Estados Unidos (véase figura 6.1) es un creciente enfoque en el desarrollo de herramientas y, al mismo tiempo, una disminución de las oportunidades para que los estudiantes usen y desarrollen más su creatividad a través de experiencias de resolución de problemas creativas. ¿Es acaso una sorpresa que una de las preguntas que más comúnmente hacen los estudiantes es “nunca voy a usar esto; por qué necesito saberlo”?

Figura 6.1. -El enfoque en el aprendizaje de los estudiantes cambia desde un mundo de preguntas y asombro en la escuela primaria a la adquisición de nuevas herramientas cuando los estudiantes pasan a secundaria. Ejemplos de “herramientas” incluyen información, uso de instrumentos de ciencias y así.

Estas herramientas son generalmente enseñadas usando métodos prescriptivos del tipo (receta) en aislamiento de su aplicación en el mundo real.

Cuando los estudiantes hacen esta pregunta, eso es positivo. Significa que están tratando de encontrar un propósito y significado en lo que están haciendo. Debemos motivar a los estudiantes a no sólo cuestionar el universo, pero a cuestionar lo que se está haciendo en el salón de clases. Como profesor, quiero que mis estudiantes pregunten, “¿Por qué necesito saber lo que tú quieres que aprenda?” No sólo entrega contexto al aprendizaje del estudiante, pero, en formular mi respuesta, yo también gano una comprensión más profunda de la aplicación útil del material que estoy enseñando.

En un esfuerzo por darle un propósito y significado al aprendizaje, los profesores buscan oportunidades para ayudar a los estudiantes a comprender ciencia al entender qué hacen los científicos. Las escuelas a menudo declaran una “semana de carreras” o les piden a los profesores que se enfoquen en carreras de las ciencias en sus clases. Como educadores, queremos exponer a los estudiantes a opciones de carrera, pero eso trae la pregunta “¿Por qué los estudiantes no están aprendiendo qué hacen los científicos a partir de la ciencia que ya están haciendo en la escuela?” ¿Por qué, cuando pensamos en la “semana de carreras”, pensamos en traer a alguien al salón de clase que les pueda decir a los estudiantes cómo es el ser científico, o compartimos un artículo acerca de qué hacen los científicos para que los estudiantes lo lean? Si los estudiantes en nuestras escuelas experimentaran la ciencia de una manera

auténtica, ¿No sabrían acaso ya la respuesta?

Como un educador de ciencia con más de 50.000 horas de práctica, puedo decir que las experiencias no sólo benefician a aquellos que escogen carreras en ciencias, pero también son de gran beneficio para aquellos que no.

Entonces, ¿Cómo incorporamos experiencias auténticas de ciencia en el ambiente de aprendizaje para todos los estudiantes? La ciencia auténtica no es un programa prescriptivo que tiene un comienzo y fin claro. No es una actividad para involucrar a los estudiantes, sino un ambiente que crean en conjunto. La ciencia auténtica es un viaje en el que decides embarcarte tanto para crear como para sostener un ambiente auténtico para todos los estudiantes: empoderándolos para que participen activamente en la comunidad que es la ciencia.

Un objetivo primario para los educadores debiera ser el comunicar la verdad a todos los estudiantes. Para alcanzar este objetivo, debemos primero entender las raíces de nuestra propia comprensión de la ciencia y las ideas equivocadas que podemos tener, para luego trabajar en integrarnos a nosotros y a nuestros estudiantes en experiencias que reflejen las prácticas actuales de la ciencia. Mientras continúas leyendo, piensa en todos los días y noches que has pasado en el planeta Tierra. ¿Cómo has llegado a saber qué es la ciencia y qué hacen los científicos? ¿Es la imagen que le das a tus estudiantes en tu salón de clases auténtica?

Trasfondo El presupuesto propuesto para investigación y desarrollo en el año 2013 en Estados Unidos fue de $142.2 miles de millones (Research and development FY 2013, 2012, p. 3). Entre el sector privado y el gobierno, se estima que Estados Unidos gastará más de $400 mil millones anualmente en investigación y desarrollo—casi el doble que su competidor más cercano, China (Battelle, 2011; Thibodeau, 2012).

En la pasada década, los trabajos en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) crecieron a tres veces la tasa de los trabajos que no eran del área (Schiavelli, 2011). Y, mirando al mercado laboral, pareciera ser que la investigación y el desarrollo serán un área en auge en el crecimiento de trabajo en los años por venir. Para el 2018, se espera que los trabajos STEM crezcan en un 17%, casi el doble que la tasa de crecimiento que los trabajos de campos no relacionados a STEM (Casey, 2012; Schiavelli, 2011).

Los científicos son bien considerados en nuestra sociedad también.

Un reciente estudio muestra que el 70% de los estadounidenses cree que los científicos contribuyen “mucho” al bienestar de la sociedad (Pew Research Center, 2009). Además, 54% de los estudiantes estadounidenses dicen que

planean seguir carreras en STEM, y el número de novatos en la universidad, interesados en una especialización STEM está en aumento (Drew, 2011; Koebler, 2011). Entonces, ¿cuál es el gran problema con la ciencia? Pareciera haber mucho interés y apoyo, entonces nuestro trabajo ya está hecho, ¿no?

Nada más lejos de eso. El problema es, necesitamos más que entusiastas de ciencias sentados en el público. Necesitamos una fuerza de trabajo en ciencia fuerte e informada que entiende la ciencia de una manera auténtica, con las herramientas necesarias para abordar los problemas de hoy, como también los desafíos del mañana. Mientras el público muestra un fuerte apoyo a las ciencias, los científicos le dan una baja calificación al público.

Ochenta y cinco por ciento de los científicos ven la falta de conocimiento científico del público como un problema grave, y casi el 50% cree que el público tiene expectativas poco realistas de los científicos (Pew Research Center, 2009). También es alarmante la aparente falta de comprensión de conocimiento básico de ciencia. Incluso luego de años de la atención y foco de los medios, 35% de los estadounidenses no saben que el dióxido de carbono es un gas vinculado al aumento de las temperaturas globales, casi el 50% no sabe que las células madre pueden desarrollarse en diferentes tipos de células y más del 50% no sabe que un electrón es más pequeño que un átomo (Pew Research Center, 2009).

Nuestras escuelas no están mucho mejor que el público general. El Programme for International Student Assesment (PISA) evaluó a estudiantes en 60 países. La prueba PISA mostró que EE.UU. ha bajado sus puntajes significativamente de los últimos 15 años en ciencia en comparación a sus pares de otras 18 naciones e instituciones, y ha caído significativamente en matemática en comparación a otras 23 naciones e instituciones (Fleischman, Hopstock, Pelczar, & Shelley, 2010). Cuando estos mismos estudiantes llegan a nuestras universidades tienen dificultades ahí también. Menos de un 40% de los estudiantes que entran a la universidad a una especialidad en un campo STEM completan dicho grado en STEM (Drew, 2011; President’s Council of Advisors on Science and Technology, 2012). Durante la década de 1960 y la de 1970, la carrera espacial y otras iniciativas científicas atrajeron a muchos a carreras relacionadas con las ciencias. Esos individuos se están acercando a la jubilación y pronto dejarán sus puestos (Barton, 2003). ¿Cómo llenamos ese espacio? Sin conocimiento científico fundamental y sin saber lo que hacen los científicos nuestros estudiantes se encuentran en una marcada desventaja.

Aunque el problema parece ser irremontable, no lo es. Existe evidencia que los estudiantes que tienen una oportunidad de participar en investigación científica original (i.e. ciencia auténtica) mientras están en secundaria, tienen más probabilidades tanto de entrar como de mantenerse en una carrera de ciencia, comparados con los estudiantes que no han tenido

dicha experiencia (Markowitz, 2004; Roberts & Wassersug, 2009). Además, los estudiantes que participan de experiencias de ciencia auténticas muestran una mejoría significativa en conocimiento conceptual, desarrollo de preguntas e hipótesis, modelamiento y argumentación lógica (Charney et al., 2007). No hay necesidad de limitar las experiencias de investigación sólo a secundaria o los últimos años de primaria. Aunque puede ser un poco más desafiante interesar a los niños de primaria en investigación del mundo real, un artículo publicado recientemente en las Biology Letters del British Journal muestra que es posible. En un proyecto diseñado e implementado por un grupo de chicos de 8 a 10 años en Inglaterra, los niños ayudaron a científicos a entender mejor cómo los abejorros seleccionan las flores de las cuales obtienen comida (Blackawton et al., 2011). Aunque algunos pueden considerar que estas ideas parecen contrarias a los preceptos de Piaget, es importante tener en mente que el trabajo de este autor estaba restringido al pensar al niño trabajando solo.

Existe evidencia que el uso de cognición colectiva puede permitir al niño participar exitosamente de tareas intelectualmente más complejas, y los niños pueden entender el objetivo de testear una hipótesis a la edad de 7 años (Metz, 2003).

Definir la ciencia auténtica Al definir la frase “ciencia auténtica”, exploremos primero el significado de la palabra “auténtica”. Las prácticas auténticas involucran a los estudiantes en situaciones del mundo real, donde los significados y propósitos son construidos socialmente por medio de negociaciones entre los miembros de la comunidad (Cronin, 1993; Lee & Songer, 2003). Para que un ejercicio de aprendizaje se considere auténtico, debe cumplir con los siguientes cinco criterios: (1) el estudiante debe participar de pensamiento de alto nivel, (2) el estudiante debe demostrar profundidad de conocimiento, (3) el estudiante debe conectarse con el mundo real más allá de la sala de clases, (4) el estudiante debe promover diálogo substancial y buscar la comprensión por medio de colaboración y (5) el ejercicio debe llevar a apoyo social o motivación y reconocimiento de los logros del estudiante por líderes y pares (Newmann & Wellage, 1993). Además, la autenticidad es de naturaleza emergente (Rahm, Miller, Hartley, & Moore, 2003). Los individuos necesitan tiempo para aprender y reflexionar mientras se familiarizan con una experiencia y generan una relación con ella. En la ciencia, la autenticidad puede emerger como resultado de que los estudiantes hagan sus propias preguntas y desarrollen sus propios métodos para encontrar respuestas, o pueden involucrarse con preguntas e investigación de otros por un tiempo conveniente: desarrollar una identidad como un “científico” que trabaja en el

proyecto de investigación (Rahm et al., 2003).

La otra parte de la ecuación, “ciencia”, es generalmente caracterizada como los procesos que los científicos llevan a cabo a lo largo de sus vidas diarias, o simplemente lo que los científicos hacen (Chinn & Malhotra, 2002; Mathews, 2003; Rahm et al., 2003). Esta práctica de la ciencia (e ingeniería) incluye: 1. Hacer preguntas (para la ciencia) y definir problemas (para ingeniería) 2. Desarrollar y usar modelos 3. Planear y llevar a cabo investigaciones 4. Analizar e interpretar datos 5. Usar matemática y habilidades computacionales 6. Construir explicaciones (para la ciencia) y diseñar soluciones (para la ingeniería) 7. Discutir argumentos a partir de evidencia 8. Obtener, evaluar y comunicar información (National Research Council, 2011) La ciencia también incorpora valores humanos, curiosidad, frustraciones, sorpresas y decepciones que ocurren, especialmente con resultados inesperados (Zion et al., 2004). La interacción social es otra característica clave de la práctica científica. La interacción social entre científicos incluye la misma mezcla de cooperación y competencia, acuerdo y argumentación que acompaña a toda actividad social humana (Edelson, 2003).

La práctica de la ciencia pareciera ser una mezcla de muchas actividades, cada una con el potencial de impactar a la otra.

Es difícil discutir sobre ciencia sin también abordar la indagación.

Aunque Un marco para la Educación Escolar en Ciencias: Prácticas, Conceptos Transversales e Ideas Centrales (A Framework for K–12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas, National Research Council, 2011) y los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación (Next Generation Science Standards) abandonan el uso de la palabra indagación, continúa siendo usada en la educación en ciencias y por lo tanto requiere nuestra atención. La indagación es una herramienta o una forma de la práctica científica (Michaels, Shouse, & Schweingruber, 2007), pero en y por sí misma no implica ciencia. Por ejemplo, los científicos trabajan en equipos y colaboran con otros en completar sus investigaciones. Sin embargo, uno puede concebir fácilmente la indagación en ausencia de otros. Aunque la colaboración pueda mejorar la experiencia y los resultados, simplemente no es parte necesaria de la indagación. Por ejemplo, si yo estuviese varado solo en

una isla sin ninguna posibilidad de colaborar con otros, ¿podría todavía hacer indagación? La respuesta es sí. Y puede ser que mi vida dependa de ello, sin embargo, no estaría haciendo ciencia de la forma en que se practica en nuestra sociedad hoy en día.

Basado en lo que sabemos sobre prácticas auténticas y científicas, pareciera que la ciencia auténtica requiere (1) hacer preguntas relevantes a problemas del mundo real, (2) usar herramientas de científicos e ingenieros, (3) buscar y evaluar evidencia, (4) usar esa evidencia para postular un enunciado, (5) compartir ese enunciado con otros de forma que pueda ser verificado, criticado y usado y (6) involucrarse en actividades en constante diálogo con colegas y dentro de situaciones del mundo real.

Hay tantas formas de alcanzar autenticidad en ciencia como el número de preguntas que existe en las ciencias. La ciencia auténtica no sucede en una forma estática o prescrita. Esta emerge, es negociada y depende de cómo llegan a interactuar entre ellos todos los componentes del sistema en el tiempo (Rahm et al., 2003). Una experiencia auténtica de ciencia provee una oportunidad para que el estudiante tome parte en el desarrollo de preguntas de investigación (Trumbull, Bonney, Bascom, & Cabral, 2000), o para adoptar preguntas que representen incertezas reales en su mundo (Edelson, 2003). La ciencia requiere un tremendo compromiso personal y profesional. El tiempo es un componente esencial para la ciencia auténtica (Anderson, 2002; Bencze, 2000; Chinn & Malhotra, 2002; Rahm et al., 2003; Robinson, 2004; Zion et al., 2004). Los científicos comúnmente pasarán años investigando una sola pregunta. Los estudiantes de ciencia necesitan tiempo para reflexionar sobre su mundo, hacer preguntas, descubrir lo que puede que ya sepan, sondear el problema en cuestión, reflexionar sobre sus resultados, reflexionar sobre sus interpretaciones y compartirlaspara que exista una revisión crítica.

Mientras piensas acerca de lo que es la ciencia auténtica, considera lo que se necesita para hacer una buena olla de sopa. Agregas al agua una variedad de carnes (tofu para los vegetarianos), especias, vegetales y así.

Mientras la mezcla hierve en el tiempo, los sabores interactúan y cada ítem individual es impactado por el sabor de los otros (figura 6.2). El caldo actúa como un medio por el cual las partes influencian unas a otras para crear algo diferente, algo más grande de lo que cada parte podría ser por sí misma. Este “algo” es el ambiente total que es necesario para que surja la ciencia auténtica y tome forma. Tal como la sopa del día cambia a través del tiempo, también lo hace la ciencia auténtica.

Figura 6.2. El ambiente de la ciencia auténtica es la “Sopa de ciencia del día”. El gráfico representa cómo aquellos que hacen ciencia, las razones por las que hacen ciencia, las herramientas que usan para la ciencia y los métodos de hacer ciencia todos interactúan en esta especie de “sopa”. Cada ítem en la sopa tiene propiedades que impactan a las otras partes de la sopa de una manera única.

La “Sopa de ciencia del día” puede también pensarse como STEM. Pregúntate lo siguiente: “¿Es posible hacer ciencia real hoy en día sin usar tecnología para recoger y analizar datos, prácticas de ingeniería para diseñar y re-diseñar la investigación, o matemática para darle sentido a los datos?”

Mientras muchos consideran STEM como la sigla para ciencia, tecnología, ingeniería y matemática, mi experiencia me lleva a pensar en ella como mucho más. Como la ciencia auténtica, STEM es “la sopa de ciencia del día”.

La gente que participa en la práctica de la ciencia (i.e., científicos, técnicos, ingenieros y matemáticos) se involucra en investigación, generalmente de forma colaborativa, de forma multidisciplinaria. Estas colaboraciones son impactadas por las herramientas disponibles actualmente, presiones políticas del día (ej., la carrera espacial, el cambio climático, investigación en células madre), la búsqueda de mejorar la sociedad y así. Los factores que influencian a los practicantes, como el caldo mismo, también evolucionan en el tiempo.

Por lo tanto, parece claro que uno no puede participar de ciencia auténtica sin la integración de tecnología, ingeniería, matemática e influencias sociales. Y uno no puede decir que está haciendo ciencia auténtica, o STEM auténtico, si su trabajo no tiene el potencial de impactar la comprensión social del pasado, presente o el futuro de alguna manera significativa. La ciencia auténtica y el STEM auténtico son, en último caso, muy similares, pero más probablemente son uno y lo mismo.

Llegar a conocer la ciencia: Mi historia personal Como la ciencia misma, el viaje hacia comprenderla evoluciona con

el tiempo, y en la mayoría de los casos empieza años antes en la infancia.

Asegurar un conocimiento auténtico de la ciencia sin primero considerar las raíces de esa comprensión, sería similar a decir que conoces a tu familia sin considerar a tus abuelos o bisabuelos. Aunque en la superficie puede parecer posible “conocer” a tu familia sin el conocimiento de los parientes lejanos, un viaje a la oficina del doctor y la solicitud de información sobre tu historial familiar te pueden demostrar lo contrario. Entonces, ¿cómo llegué a saber qué es ciencia y qué no lo es?

Mientras lees mi historia, considera la siguiente pregunta: “¿Son las historias de mi padre, mi búsqueda de vuelo y mi experiencia en Observatorio Nacional de Radio Astronomía, ejemplos de ciencia auténtica en acción, o está faltando algo?” También, ¿cuál ha sido tu historia personal de conocer la ciencia? ¿De qué manera se parece o difiere de la mía? Y, más importante, ¿tu historia te ha dado una comprensión auténtica de la ciencia?

No fue sino hasta bien entrado en mi carrera de enseñanza, luego de que había completado mi master en educación de ciencia, que tuve mi primera experiencia formal en una institución de investigación en ciencia, haciendo “ciencia real”. Pero mi historia empieza muchos años antes. Crecí en lo que, para los estándares de hoy, sería una familia grande: mi madre, mi padre, cuatro hermanas y dos hermanos. Mi hogar estaba en el área noroeste rural de Pennsylvania. Mi madre y padre le daban un gran valor a la búsqueda de nuevo conocimiento. Mi madre fue la primera de su familia en graduarse de secundaria, y aún hoy puedo recordar a mi padre yendo a clases nocturnas en sus 50s y orgullosamente caminar en el escenario en su graduación. Aunque mis dos padres apoyaban fuertemente la educación, mi padre era el epítome de lo que podríamos llamar un “estudiante de por vida”. Le gustaba recitar las palabras de un autor desconocido: “Si tuviese que vivir mi vida de nuevo, doblaría mi esfuerzo por aprender todo lo que pueda, porque hay mucho por descubrir, pero muy pocos dispuestos a hacer el trabajo necesario para encontrarlo”. Él no sólo hablaba sobre el aprendizaje de por vida, también lo practicaba diariamente. De oficio mi padre era un enfermero. Sin embargo, su búsqueda infantil de encontrar una cura para todas las enfermedades lo llevó a convertirse en uno de los primeros especialistas homeopáticos. El cuidado homeopático es mucho más común hoy en día en la ciencia médica, pero en 1960, 1970 y 1980, ese no era el caso. Mi padre era un caso atípico, pero él nunca permitió que eso influyera en su búsqueda de su sueño de toda la vida, o del cuidado que daba a aquellos que venían a él. Tampoco limitó su búsqueda a la homeopatía. Un día entré a la casa y mi padre—ya entrados en sus setentas—estaba parado ahí con su nueva máquina para hacer llaves. “¿Qué estás haciendo?” Comenté.

Me sonrió y contestó, “Siempre quise aprender a ser un cerrajero, así que me inscribí en un curso a distancia, y ahora mismo estoy aprendiendo a duplicar llaves. ¿Necesitas que te haga una?”

Riéndome un poco le dije, “Papá, tienes 77 años. No vas a empezar un negocio de cerrajería, ¿o sí?”

“No”, contestó, “pero nunca sabes cuándo esto puede serte útil”.

Fue en este escenario donde yo crecí. De niño yo estaba en mi propia búsqueda, pero podríamos decir que la curiosidad me ganó generalmente. Me encantaba desarmar radios viejas, relojes, mecanismos y así, para ver cómo se veían por dentro. Por supuesto, el plan era tratar de descifrar cómo funcionaban y luego arreglarlas, pero sólo digamos que la tasa de éxitos no era la mejor. Mi papá, observándome por sobre mi hombro un día, movió su cabeza y dijo “Tim, eres muy bueno en desarmar cosas. No así en rearmarlas” Y estaba en lo cierto. Pero aprendí mucho acerca de sistemas y cómo las cosas funcionaban en conjunto en vez de aisladas unas de otras para que algo sucediera.

A través de toda mi juventud descubrí y ahondé mi interés en volar y la ciencia relacionada con el espacio. Cuando tenía 7 años mi padre me mostró las constelaciones y los planetas y me enseñó por primera vez el cielo nocturno. Y quedé enganchado. Cada visita a la biblioteca significaba un nuevo libro sobre la ciencia del vuelo, los planetas o las estrellas. Pasé mucho tiempo afuera explorando la naturaleza, pero especialmente me gustaba pasar mis noches mirando hacia arriba, a esos puntos de luz que “colgaban” en la oscuridad del espacio. El hecho de crecer durante la carrera espacial entre los Estados Unidos y la Unión Soviética y ser un fiel televidente de Star Trek probablemente ayudó, pero había más en esta búsqueda que el simple entusiasmo de quizás convertirme en un astronauta. Volar era también tener nuevas perspectivas. Ver algo desde arriba me daba una perspectiva diferente, una mirada y una comprensión más amplias.

Crecí orientado y determinado a descubrir los secretos de volar—una tarea compleja para una familia que estaba cerca, a veces abajo, de la línea de la pobreza. Pero lo que no tenía en dólares me gustaba pensar que lo compensaba en determinación, o como mis padres decían, “terquedad”.

Intenté saltar desde el techo de la entrada con un viejo paraguas. Todos sabemos cómo terminó eso. Los paraguas realmente se dan vuelta. Luego vino el Programa Alas de Cartón (CWP). Supuse que las alas eran livianas y lo suficientemente firmes para que, si yo saltaba del techo y batía mis brazos, volaría como los pájaros rápidamente. Luego de caer al suelo como una roca, pase parte de mi tiempo repensando mi diseño. Tenía una idea: quizás yo era muy grande, pero con alguien más pequeño, como mi hermano menor, quizás funcione. Después de una clavícula fracturada, y una gran cantidad de

problemas, tuve que desechar el CWP. Luego de que el CWP fuera proscrito, me dirigí a algo más seguro.

Me acordé de cuando cortaba el pasto y el importante volumen de aire que venía de debajo de la cortadora. Leí un poco sobre aerodeslizadores y helicópteros en la biblioteca, así que la visión en mi mente era muy lógica: sólo necesitaba construir una hélice liviana de madera, amarrarla a la cortadora de pasto, montar el motor dado vuelta en un marco de aluminio, amarrar todo esto a mi torso, pedirle a alguien que tirara del cordel para partir el motor y con el acelerador en la mano me levantaría del suelo inmediatamente. Empecé a trabajar en la hélice de madera y empecé a investigar sobre motores de podadoras. Mi padre entró al garage cuando me preparaba a sacar el segundo tornillo. No es necesario decir que no estaba contento. Rápidamente repuse los tornillos del motor. Luego de que mi padre superara la impresión sobre mi plan, me señaló la vieja y oxidada podadora que estaba abandonada en la esquina del garage. Pensé, “bueno, encontraré una forma de hacerla funcionar”. Luego de sacar el motor del chasís, lo di vuelta, tratando de determinar la mejor forma de ponerle la hélice a mi nuevo Heli-Pack Personal (HPP). No pasó mucho tiempo y mis pantalones ya estaban empapados del líquido negro. “Aceite, ¡maldición!” pensé.

Aparentemente no puedes partir un motor de podadora sin que el aceite se salga o se vaya a los cilindros. El HPP había encontrado un obstáculo. No había dinero para comprar algo diferente, y no se me había ocurrido poner una polea y una correa para poner un eje vertical en ese momento, así que el proyecto del HPP fue sacado de circulación.

Hubo intentos adicionales durante mi juventud y adolescencia de lograr alzar vuelo (algunos de ellos mejor que queden en secreto), y muchos otros intentos auto-dirigidos para entender los misterios del universo.

Luego de noveno año, dejé el programa académico de secundaria para asistir a un instituto secundario técnico-profesional con un enfoque en tecnología de electrónicos. El instituto profesional le dio significado y una mayor autenticidad a mi aprendizaje. Por fin podía entender la aplicación de la ciencia, tecnología, ingeniería y el lenguaje de la matemática porque los estaba usando en mi programa de tecnología de electrónicos. ¡Ahora era capaz de arreglar esos relojes y radios que había estado desarmando! Por otra parte, los recursos académicos y los cursos disponibles para mi eran limitados.

Cuando comencé la universidad en ingeniería eléctrica, en mi camino a convertirme en un ingeniero de la NASA y construir satélites y naves espaciales, nuevamente choqué con una muralla. Como con el “aceite” del motor de la podadora, choqué con cálculo, y sin el contexto y el conocimiento de hacia dónde ir, cambié de dirección. ¡Suerte la mía!

Ahora soy un profesor de ciencias especializado en ciencias de la

tierra y el espacio. He guiado a mis estudiantes en numerosas búsquedas descubriendo estrellas que explotan, asteroides y estrellas jóvenes, como el sol, en sus etapas tempranas de desarrollo. He estado en equipos de investigación con científicos de punta y me han dado tiempo en algunos de los equipos científicos más sofisticados del mundo. He trabajado en algunos de los mejores laboratorios de investigación del país, he estado en algunas de las partes más remotas del planeta Tierra,ya llevo casi un millón de millas de vuelo ynunca me canso de la hermosa vista desde arriba. Como mis estudiantes, soy un profesor de ciencia, y un estudiante.

Entonces, ¿qué me preparó como un educador para involucrar a mis estudiantes en estas prácticas de ciencia del mundo real? Cierto, cuando niño me involucré en un gran número de prácticas científicas, y creo que tuve un gran modelo a seguir en mi padre, pero ¿era auténtico? La ciencia auténtica requiere diálogo y discusión. Cuando niño, construyendo mis máquinas voladoras, ¿con quién estaba dialogando? Con nadie. Si hubiese estado presentando mi investigación a otros que compartieran similares intereses y conocimientos, podría haber usado poleas, correas y una barra larga para mejorar significativamente mi diseño del HPP. Podría haber aprendido acerca de la necesidad de escribir postulaciones a becas. Mi primera experiencia practicando investigación científica en un equipo no llegó hasta después de que había completado mi maestría en educación de ciencias y luego de enseñar por cuatro años.

Nunca me encontré con el arte de la ciencia auténtica hasta 1992, cuando tuve mi primera experiencia de investigación científica “real” en NRAO en Green Banks, West Virginia. Había asistido a un instituto de verano de dos semanas diseñado para presentar indagación científica auténtica a profesores. Allí, fui asignado a un equipo de investigación con otros tres profesores, un profesor mentor y un científico. Nos dieron un curso rápido en radioastronomía y nos metieron en el proceso de investigación. Entre charlas, laboratorios y nuestros proyectos de investigación, los días se mezclaban con el siguiente, a menudo dejando menos de 5 o 6 horas de sueño por noche.

Pero juntos, en ese corto, pero concentrado periodo de tiempo, completamos un proyecto de investigación científica usando el radiotelescopio de 40 pies de las instalaciones. El foco de nuestra investigación era empujar el instrumento a sus límites, y determinar el objeto más sutil que fuera detectable en el espacio. Mi equipo batió el récord anterior y más de 20 años después de esa experiencia los recuerdos aún están vívidos en mi mente.

Creo que recibí una educación de pregrado y posgrado de calidad, pero tal como en mi secundaria académica, la parte práctica de hacer ciencia real no era parte de la preparación de los profesores. Encuentro irónico que prácticamente no haya ninguna secundaria en los Estados Unidos que

contrataría a alguien para que entrene un deporte en el que no tenga años de experiencia jugando y practicándolo. Sin embargo, las escuelas contratan a muchas personas, incluyéndome a mí, con poco o nada de experiencia haciendo ciencia real para enseñar (i.e., entrenar) a los estudiantes en el juego de la ciencia.

Mi experiencia en el NRAO-Green Bank llegó en un punto en que hizo una diferencia significativa en mi carrera de enseñanza. Regresé a casa ese verano para rehacer los currículums de mis cursos, para que reflejaran mejor mi experiencia como científico. En los 20 años que siguieron, activamente busqué oportunidades adicionales para involucrarme con la comunidad científica profesional. Me uní al proyecto Hands-On Universe (HOU), un esfuerzo nacional para darle a profesores y estudiantes de secundaria acceso a entrenamiento y telescopios para investigación en astronomía. Pasé un verano en los Lawrence Bekeley National Labs (LBNL) por medio del programa Asociado para Recursos para Docentes (Teacher Resource Associate) del Ministerio de Energía. En el LBNL, trabajé con HOU y con el proyecto Supernova Cosmology (SCP) para desarrollar un proyecto de búsqueda de asteroides para estudiantes y profesores. La misma imagen usada en la búsqueda de asteroides HOU fue usada por el equipo del SCP para descubrir que la tasa de expansión del universo se está acelerando, un logro que les ganó el premio Nobel de física el 2011. Cinco años después de mi experiencia en el LBNL, el programa Experiencia de Investigación para Profesores (RET) en el NRAO me dio la oportunidad para trabajar con el radio-astrónomo Dr. J. Richard Fisher, con quien yo me había contactado años antes. En los años que siguieron, participé en los Profesores Líderes en Educación Científica Basada en Investigación en el National Optical Astronomy Observatory, el programa Spitzer Space Telescope Research para Profesores y Estudiantes, el programa de Investigación de Archivo para Profesores de NASA-IPAC y el programa Profesores e Investigadores Exploración y Colaboración Polar (PolarTREC). Estas experiencias no sólo me han llevado en aventuras de aprendizaje increíbles en la Antártica, Groenlandia, Japón, el Observatorio Nacional Kitt Peak y el Observatorio Palomar en Chile; también me han dado la oportunidad de experimentar ciencia e ingeniería real en acción. Y, con cada paso, expandí la red de profesionales STEM a la que mis estudiantes y yo tendríamos acceso para proyectos de investigación futuros.

Como puedes ver, mi viaje para entender lo que es la ciencia empezó muchos años atrás, cuando era un niño. De muchas maneras mi padre fue mi primer modelo a seguir, pero con los años las búsquedas en las que me he involucrado me han dado más y más gente a la que puedo acercarme para buscar guía. Entonces, ¿cuál es tu historia? ¿Cómo has llegado a saber qué es

ciencia real? Mientras consideras estas preguntas, piensa acerca de cómo puedes ser parte de una experiencia asociada profesor-científico. Este tipo de experiencias es una manera excelente de empezar a crear un ambiente de aprendizaje auténtico para tí y tus estudiantes.

Dato de profesor—Encontrar científicos con los cuales colaborar ●

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Postula a una RET. La National Science Foundation apoya una variedad de experiencias de investigación para profesores STEM. Revisa su sitio web en http://www.retnetwork.org Visita el sitio web de los Becarios Graduados STEM en educación K12 en http://www.gk12.org/. Si no hay un sitio activo cerca tuyo, haz una búsqueda usando el Centro de Ex Alumnos para ver si un participante anterior está cerca tuyo.

Revisa el programa Compañeros en Matemática y Ciencia en http://hub.mspnet.org/index.cfm y encuentra un proyecto que esté cerca tuyo.

El programa del Premio Compañeros en Educación en Ciencia (SEPA) es apoyado por el National Institute of Health. Visita su sitio web en http://www.ncrrsepa.org/ y ver si hay un programa SEPA activo cerca tuyo. Si no quizás puedes asociarte con tu universidad local y postular.

Visita PolarTREC en http://www.polartrec.com.

Revisa el programa NITARP en http://nitarp.ipac.caltech.edu/ Visita el sitio web de tu universidad local o alguna institución o negocio de investigación STEM, y busca en su sitio particular por profesores u otras personas en las áreas STEM que puedan interesarte.

Llámalos o mándales un correo electrónico para ver si existiría una oportunidad para que trabajes con ellos por el verano. En algunos casos pueden tener apoyo financiero para ti. Si el proyecto es financiado por la NSF, el investigador principal del proyecto puede pedir un suplemento RET para proveer apoyo financiero para ti.

Involucra a tus estudiantes en competencias regionales de ciencia e ingeniería.

Visita http://www.sciencebuddies.org/ ohttp://www.googlesciencefair.com. Usa esto como una oportunidad para que profesionales STEM vengan a tu escuela para ayudarte como mentor para tus estudiantes.

Mejores prácticas: Ciencia auténtica en acción Entonces, ¿dónde y qué enseño? Yo enseño en Oil City, una pequeña comunidad rural al noroeste de Pennsylvania, población ~10.000. A finales de 1800 y a principios de 1900, mientras la industria del petróleo llegó a su punto máximo, Oil City era una metrópolis emergente. Grandes oficinas de las compañías petroleras Penzoil y Quaker State estaban acá, y el dinero y los trabajos parecían fluir tan libres como el mismo petróleo. Para el año 2000, todo había cambiado. Hoy, el distrito escolar de Oil City está entre los 10 distritos escolares más pobres en el estado, y todos los desafíos que se vinculan con la pobreza están presentes, tanto dentro como fuera de nuestra escuela.

Dentro de este sistema enseño una variedad de cursos en ciencias de la tierra y el espacio, y cada cierto tiempo he enseñado física, ciencias de la computación y ciencia general. En mis 25 años de enseñanza, he enseñado cursos desde 8º a 16º, he sido el director del departamento de ciencia de K-12 y he patrocinado un club de astronomía después de clase y un equipo para la feria de ciencias. Es importante también notar que las clases de ciencia que enseño en Oil City han sido en bloques de 90 minutos por un semestre, como también por 45 minutos al día a lo largo de todo un año escolar. He notado que prácticas de ciencia auténtica pueden implementarse sin importar el diseño del horario.

Preparando la escena para ciencia auténtica en el aula Al igual que en cualquier otra parte del mundo, los estudiantes de Oil City son inherentemente curiosos. Pero como en otras comunidades, la curiosidad parece ser mayor en los cursos de primaria y parece perderse a medida que los años aumentan. (ver figura 6.1). Como profesor de ciencia, busco formas para reconectar a los estudiantes con su faceta curiosa. La curiosidad, finalmente, es un componente esencial de la ciencia auténtica, así que desde los primeros días de clase trabajo en lograr que se involucren.

Temprano en el proceso (tercer o cuarto día del año escolar), les presento a mis estudiantes la siguiente tarea: “Esta tarde quiero que encuentren a una persona de edad de primaria, o más joven. Lo importante es que pueda entender lo que le van a pedir. Puede ser tu hermano, o hermana, o el hermano de uno de tus amigos. Asegúrate de tener una forma de medir el tiempo.

Contar “un Mississippi, dos Mississippi, etc” es suficiente para esta investigación.

Averigua qué edad tiene el niño y anótalo. Pídele que se tome unos segundos para mirar a su alrededor. Luego de que hayan tenido la oportunidad de revisar todo, pídele que escriba cinco preguntas sobre su ambiente lo más rápido que pueda. Anota (en segundos) cuánto

tiempo le tomó generar las cinco preguntas. Trae tus resultados contigo a clase mañana”.

Al día siguiente mis estudiantes llegan al salón, toman asiento, y lo primero que sale de mi boca es, “Empecemos el día de hoy con un pequeño experimento. Necesito que tomen una hoja de papel y algo con qué escribir.

Tomen unos momentos para mirar a su alrededor y escriban cinco preguntas que ustedes observen en el mundo alrededor suyo. Den vuelta su hoja de papel cuando terminen para que yo pueda anotar cuánto tiempo se demoraron”.

Mis estudiantes están entre 10º a 12º año, para que puedan adivinar los resultados. Soy piadoso y pocas veces dejo que el sufrimiento siga por más de unos pocos minutos. Hay algunos pocos estudiantes que terminen en un minuto o dos y un buen número termina en tres minutos. Pero el número de estudiantes que tiene dificultades para que se le ocurran cinco preguntas siempre me sorprende. Y son los estudiantes que se están preparando para la universidad los que muchas veces tienen más problemas.

De ahí saltamos inmediatamente a las observaciones que mis estudiantes hicieron la tarde anterior en sus entrevistas con niños más jóvenes.

Charlamos un poco acerca de su experiencia y de los resultados, luego tomamos los datos (i.e., edad y tiempo que se demoraron con las cinco preguntas) que ellos recolectaron y agregamos los datos que yo recolecté al comienzo de la clase. Con todos los datos disponibles hacemos lo que cualquier buen científico haría: lo graficamos, poniendo la edad de la persona en el eje X y el tiempo requerido para hacer las cinco preguntas en el eje Y. Y, por supuesto, agregamos una recta de la tendencia. Si me siento ambicioso con un grupo, a veces vamos a los computadores y presento los datos en una tabla de Excel.

Con el gráfico en frente de nosotros, les pregunto la pregunta científica más importante: “¿Qué significa todo esto? ¿Qué nos dicen estos datos?” Siempre me dan una variedad de respuestas, incluyendo “supongo que no somos tan inteligentes como un niño de 5º año” y “Teníamos que escribir las preguntas y los niños más jóvenes sólo tenían que decirlas”. Debo destacar que esta última frase es importante porque, aunque puede que no se den cuenta, los estudiantes están identificando una posible fuente de error en el experimento. Como profesor, me gusta usar estas oportunidades para ayudar a los estudiantes a reconocer cómo lucen las buenas prácticas en ciencia. Pero luego de la discusión, la realidad sigue ahí para que todos la vean y la confronten por sí mismos. Como estudiantes de secundaria que se suponen son más educados que sus pares más jóvenes, pareciera ser más difícil para ellos hacer las preguntas. ¿Por qué?

Como clase no podemos escapar de este hecho, o quizás soy yo quien

no deja que mis estudiantes escapen. Vuelvo sobre lo mismo, les pregunto “¿en qué clase están? ¿Qué hacen los científicos? ¿Cuáles son los primeros pasos del proceso científico?” Continuamos discutiendo cómo en cierto punto de sus vidas ellos eran similares a esos niños que entrevistaron, y las razones por las cuales su habilidad para hacer preguntas parece haber desaparecido.

A partir de ahí busco un ejemplo concreto de algo que hayan aprendido y que manejen muy bien. Por ejemplo, les digo “He observado algo acerca de ustedes en el último tiempo. La mayoría de ustedes llega a clase y toma asiento antes de que yo se los pida. ¿Por qué hacen eso?” La discusión avanza, y mis estudiantes llegan a la conclusión de que el acto de caminar a un salón y tomar asiento sin que alguien se los diga es algo que ellos han aprendido a hacer. Y por una variedad de razones, aunque no sea intencional, la reticencia a hacer preguntas es algo que ellos han aprendido con el tiempo también. Quizás han aprendido en algún momento que si hacen las preguntas equivocadas pueden ser ridiculizados o sentirse avergonzados, o pueden ser etiquetados como alguien que no presta atención. Quizás han aprendido que es más seguro permanecer en silencio y ser menos visibles. Cualesquiera sean las razones, algo tremendamente valioso con lo que los estudiantes nacen— algo que separa a nuestros niños de otras especies en el planeta—les es arrebatado en algún punto en el camino. Y, como parte de una comunidad educativa, necesitamos desesperadamente que esto cambie. En vez de ayudarlos a encontrar sus escritorios,debemos ayudar a los estudiantes de todas las edades a descubrir el regalo que es la curiosidad y el cuestionamiento. El arte de cuestionarse es fundamental para la ciencia auténtica, y es a partir de este punto que la puerta para un ambiente de ciencia auténtica se abre.

Hago este ejercicio año tras año porque las miradas en las caras de mis estudiantes y las conversaciones que toman lugar entre estudiantes de secundaria mientras salen de la clase ese día son preciosas. Si quieres lograr nuevo aprendizaje, necesitas mover a la gente de tu centro. Esta actividad ayuda a los estudiantes a salir de sus propias mentes y empezar a mirarse a sí mismos científicamente. Empiezan a entender de forma más completa cómo otros y sus ambientes influencian su pensamiento y su comportamiento. Esto es un punto de partida esencial si voy a contestar la pregunta que mis estudiantes de seguro harán: “¿Por qué necesitamos hacer proyectos de investigación en esta clase? ¿Por qué no podemos solamente hacer trabajo del libro y tomar pruebas y controles?” Y si, aunque es difícil de creer, cuando los estudiantes son sacados del salón de clases tradicional—de lo que han aprendido es la norma, de su zona de comodidad—ellos buscan esa forma a la que están acostumbrados. Es mi trabajo ayudarlos a experimentar y comprender por sí mismos la gratificación significativa, la satisfacción

personal y el poder que puede venir de hacer ciencia real (auténtica). En promedio, he notado que le puede tomar a la mayoría de los estudiantes entre 6 a 9 semanas el empezar a sentirse cómodos con este nuevo acercamiento a la ciencia.

Mantener la bomba a punto En un esfuerzo por ayudar continuamente a mis estudiantes a sentirse cómodos haciendo preguntas y compartiendo ideas, construyo pequeñas sorpresas a lo largo de mis cursos que ayudan a mantenerlos fuera de centro y preguntándose qué vendrá ahora, exponiéndolos a prácticas auténticas de ciencia. Un ejemplo de mi clase de ciencia del espacio toma lugar justo antes de que estudiemos imágenes de diferentes tipos de telescopios (i.e., radio, infrarrojo, óptico, ultravioleta). En ciencias de la tierra, usamos la misma investigación para presentar el efecto invernadero y el de la luz de diferentes amplitudes de onda. Empiezo por hacer que los estudiantes construyan una pieza de joyería usando cuentas sensibles a los rayos UV. Claro, en ese momento, no les informo que las cuentas son sensibles a la luz ultravioleta.

Típicamente escogeré un día que estén en equipos de investigación y les pediré que el equipo diseñe y construya la pieza de joyería que es simbólica de su grupo o de su proyecto de investigación. Cada persona en el grupo debe construir la misma pieza y usarla donde pueda verse fácilmente (por ejemplo, en el dedo, el brazo, o enganchada en su camiseta) por 24 horas. La tarea vale 10 puntos, pero si veo a algún estudiante dentro del plazo de 24 horas sin su pieza de joyería visible, ese estudiante pierde dos puntos cada vez.

Al día siguiente, empiezo con una rápida revisión para asegurarme que todos están usando sus piezas de joyería. Inevitablemente los estudiantes empezarán a preguntar unos a otros si sus cuentas cambiaron de color. Si la conversación se demora un poco, yo los empujo indirectamente a que empiecen a preguntar. Discutimos qué puede haber causado que las cuentas cambien de color. Temperatura, humedad y la luz del sol son todas respuestas típicas que salen como potenciales causas. Con todas las ideas en la mesa, les pido a los estudiantes que seleccionen una idea que quieran probar, diseñen un experimento para probar su idea (hipótesis), recojan datos esa tarde, y que vuelvan al día siguiente con un reporte de sus resultados. El día siguiente trae una serie de historias interesante. He tenido estudiantes que pusieron las cuentas en refrigeradores (algunos incluso pensaron sacar la ampolleta de adentro antes), congeladores, piscinas, tinas y camas de bronceado.

Rápidamente identifican que es la luz lo que causa el cambio. Entonces cierro las cortinas y acerco las cuentas a las luces fluorescentes y sucede un poco de cambio de color. Cuando las ponemos cerca de la ventana, sucede un poco

más de cambio, pero cuando las ponemos afuera de la ventana, el cambio de color es aún mayor. Como clase, eventualmente llegamos a la idea de que hay algo en la luz del sol que causa que las cuentas cambien de color, y usualmente esto lleva a alguien a decir “¿Las ventanas no tienen protección UV?” Sacamos entonces las luces UV y exponemos las cuentas y de seguro, el misterio está resuelto. Esta actividad no sólo les ayuda a desarrollar habilidades que los estudiantes necesitarán en sus proyectos de investigación; también sirve como una excelente forma de presentar el contenido de ciencia que se necesita para discutir astronomía con diferentes amplitudes de onda y el efecto invernadero. Aunque esta actividad no es totalmente ciencia auténtica, este tipo de ejercicios prepara la mente y presenta la escena para un compromiso más profundo con prácticas auténticas.

Ciencia auténtica: aprendizaje basado en proyectos El tiempo para hacer las cinco preguntas y la actividad de las cuentas UV ayudan a crear un ambiente donde las prácticas de ciencia auténtica pueden ser exploradas más en profundidad. Esta exploración más profunda puede lograrse al involucrar a los estudiantes en proyectos de investigación de ciencia o métodos de aprendizaje basado en proyectos (ABP). Puede que estés pensando “no tengo tiempo en mi clase de ciencia para proyectos de investigación. ¡Tengo demasiados estándares que tengo que cubrir para la prueba!” Yo diría que, como educadores STEM, no podemos no tomarnos el tiempo para ABP. Por sobre los métodos tradicionales de enseñanza el ABP ha demostrado mejorar los logros académicos, la asistencia y confianza en sí mismos de los estudiantes, habilidades para resolver problemas y actitudes hacia el aprendizaje, todo esto mientras no afecta negativamente en el desempeño en pruebas importantes (Bell, 2010; Schneider, Krajcik, Marx, & Soloway, 2002; Thomas, 2000). El beneficio de incluir proyectos de investigación en ciencia de largo aliento en tu clase es que los proyectos en realidad te llevan a tu objetivo, y generalmente mucho más allá.

Mi estudiante Dani es un ejemplo perfecto de los beneficios de ABP. Ella tomó un proyecto iniciado en clases y lo convirtió en un proyecto que ganó la feria de ciencia. Como lo describió Dani, ella estaba en una “espiral descendente” cuando entró en mi clase de ciencia espacial para 11º año. Tenía muchas cosas negativas en su vida, tanto dentro como fuera del colegio. De hecho, reprobó los dos primeros períodos de notas. Su proyecto de investigación dio vuelta esta situación. Uno de los proyectos en ciencia del espacio es el diseñar y construir un modelo 3-D de una constelación. Sólo imagina todos los estándares de matemática y ciencia que estamos cubriendo con este único proyecto. Los estudiantes son emparejados para promover la

colaboración. Ellos diseñan y construyen su modelo y los presentan al resto de la clase para una revisión crítica. Pero no termina ahí. Luego de la revisión crítica, la pareja debe revisar el modelo basado en los comentarios obtenidos en la clase y presentar el modelo una segunda vez. Dani continuó trabajando en revisiones de su modelo mucho después de haber logrado los requerimientos de mi proyecto. Un día finalmente le dije, “¿Por qué no lo presentas en la feria de ciencia regional?” Sus notas tuvieron un cambio de 180 grados, desde una F en mi clase pasó a As. Dani inventó el Cubo Constelación, un cubo de plexiglás transparente con varas transparentes que van de lado a lado. Precisamente puestas en las varas había cuentas que brillaban en la oscuridad. Una persona podía llevar el cubo a un cuarto oscuro y ver cómo se vería la constelación de Orión desde diferentes puntos de la Vía Láctea. Dani fue ese año y ganó el primer lugar en la feria de ingeniería y ciencia regional de Pittsburgh. Hoy, casi 5 años después, Dani dice “si no hubiese sido por usted y esas experiencias nunca me hubiese graduado”. Dani no está sola en su historia. En mis 25 años como educador, he observado el impacto positivo que las experiencias de ciencia auténtica pueden tener en estudiantes sin importar sus edades y sus habilidades.

Crear una atmósfera de exploración en el salón de clases donde los estudiantes como Dani se sientan cómodos y motivados a explorar ideas por sí mismos empieza desde el primer día y se extiende en cada día que sigue.

Establecer una base donde los estudiantes se sientan cómodos compartiendo sus ideas y haciendo preguntas es una parte esencial de un ambiente de ciencia auténtica.

Incorporar proyectos de investigación en el aula regular Yo no sólo implemento pequeños proyectos de corto plazo en formatos semanales o bisemanales; también requiero que mis estudiantes participen de un proyecto de investigación en equipos autodirigidos que se extiende por todo el año. Estos proyectosempiezan temprano en el año escolar. En algún momento entre la semana 4 o 5 completamos una revisión de temas de ciencia de la tierra o astronomía, dependiendo del curso. Esta es una mirada rápida a las áreas de investigación científica actual en cada campo. Les pido a los estudiantes que pasen algo de tiempo pensando acerca de las áreas de investigación que encuentran más interesantes, y como clase compilamos una lista de las 5 o 6 áreas de interés preferidas. Los estudiantes llenan una tarjeta haciendo un ranking de sus intereses personales en cada una de esas áreas de investigación, su materia favorita en la escuela, y una lista del nombre(s) de cualquier persona con la que no creen que puedan trabajar. Con esa información, pongo a los estudiantes en equipos de 2 a 4, tratando de asegurar

que todos obtengan uno de sus dos temas de investigación favoritos y que no estén trabajando con personas con las que no sientan que puedan trabajar. Ya que generalmente indica una fortaleza personal, cuando armo los equipos, también trato de tener en consideración su materia favorita en la escuela.

Poner a estudiantes con diferentes fortalezas en el mismo equipo ayuda a asegurar que el equipo tenga una variedad de habilidades y que puedan mejorar la experiencia para todos. Con los equipos establecidos, se reúnen y deciden en qué área de investigación planean enfocarse y quién será mi punto de contacto para el equipo.

A partir de ahí ya estamos andando. Los equipos trabajan generalmente juntos al menos un día a la semana. En ocasiones, planearé una actividad estructurada para el día, pero la mayoría del tiempo se usa en trabajar hacia los objetivos de investigación.

Objetivos para los equipos de investigación de estudiantes. ●

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Objetivo 1: Explorar el área de investigación que tu equipo ha escogido y desarrollar una pregunta que sea de interés para ti y relevante para la comunidad científica. Presentar la pregunta y tu justificación a la clase para crítica constructiva.

Objetivo 2: Explorar lo que los científicos actualmente entienden acerca de tu tema de investigación. Modificar tu(s) pregunta(s) de investigación según se requiera, y preparar un resumen de qué saben actualmente los científicos que sea relevante para tu pregunta de investigación. Presentar un resumen a la clase junto con cualquier cambio hecho a la pregunta de investigación para recibir crítica constructiva.

Objetivo 3: Identificar qué tipo de datos pueden usar para ayudarse a informar la pregunta de investigación. Determina si estos datos están disponibles actualmente o si es necesario adquirirlos por medio de vías adicionales de recolección de datos. Revisar tu pregunta de investigación y el resumen según sea necesario.

Objetivo 4: Desarrollar un plan de datos. El plan debe identificar qué datos son necesarios, cómo van a ser conseguidos esos datos, cuándo y dónde se recogerán esos datos, quién los recogerá, cómo esos datos se almacenarán, posibles fuentes de error y cómo se analizarán.

Revisar la pregunta de investigación y el resumen según sea necesario. Presentar el plan de recolección de datos a la clase junto con cualquier cambio hecho a la pregunta para crítica constructiva.

Objetivo 5: Modificar el plan de datos basado en comentarios de la presentación

● ● ● ● ●

Objetivo 6: Recolectar los datos. Modificar el plan de recolección de datos según se necesite, pero asegúrate de CUALQUIER cambio hecho durante la recolección de datos.

Objetivo 7: Analizar los datos que el equipo ha recogido de acuerdo a su plan de datos. Asegúrate de anotar cualquier cambio en el plan.

Objetivo 8: Considerar los datos que han adquirido y la pregunta de investigación. Si es necesario, modificar el plan de datos y la pregunta. Recolectar y analizar cualquier dato según sea necesario.

Objetivo 9: Obtener conclusiones a partir de los datos. Identificar posibles fuentes de error y significancia estadística.

Objetivo 10: Prepara y entrega una presentación oral y escrita de tu proyecto de investigación a la clase. Escribe un artículo de investigación formal y prepara una presentación en PowerPoint.

Pasar por estos diez objetivos toma tiempo, paciencia y guía, pero a lo largo del año escolar—o el semestre, en algunos casos—he disfrutado ver a los estudiantes crecer y empezar a pensar más profundamente. Además, su investigación por lo general me lleva afuera de mi zona de comodidad y me empuja a aprender algo nuevo. Y también están esas oportunidades en que debo decir “esto está afuera de mi campo de dominio, y necesitamos ayuda”.

En ese caso, mis estudiantes averiguan quiénes son los expertos en ese campo de investigación en particular, y los llaman o les envían un correo electrónico.

Rara vez nos hemos encontrado con un científico profesional que no esté dispuesto a contestar algunas preguntas y prestar ayuda. En los casos en que científicos han ayudado, intento asegurarme de que los estudiantes envíen una copia de su artículo de investigación final a la persona. Quiero que los estudiantes entiendan que son parte de la comunidad científica. Aunque nunca más participen de otro proyecto de investigación, se marchan con la comprensión de qué significa el ser un científico. Ellos entienden qué hacen los científicos, haciéndolos consumidores de ciencia más informados.

Ha habido grandes historias de éxitos en Oil City High School (OCHS) como resultado de implementar prácticas de ciencia auténtica en la forma de proyectos de investigación. En 1994, usando un telescopio HOU, mis estudiantes Heather Tartara y Melody Spence dieron a astrónomos profesionales algunos de los más tempranos datos de curva de luz de supernova en la historia al capturar la primera luz de SN1994I en la galaxia Whirlpool (Pennypacker, Deustua, Perlmutter, Gold- haber, & Arsem, 1994; Richmond et al., 1996). Siguiendo la SN1994I, nos movimos a la caza de asteroides. A través del proyecto de Búsqueda de Asteroides HOU, mis estudiantes ayudaron en el descubrimiento de 1998 FS144, uno de los

primeros 100 objetos trans-Neptunianos (Pack, 2000). A través de los años, los estudiantes de Oil City que trabajaron con el proyecto describieron un número de asteroides del cinturón central también (Morelli, 2006).

Aunque es verdad que la red de científicos que yo he construido a través de los años ha provisto de oportunidades a mis estudiantes para que participen de investigación avanzada, los proyectos de ciencia auténtica no necesitan ser tan sofisticados. A veces estos pueden enfocarse en aclarar mitos. Mi estudiante Kim, por ejemplo, quería ver si el comportamiento de los estudiantes se veía impactado por las fases de la luna. Había escuchado regularmente el comentario “debe ser luna llena, porque los alumnos se están comportando mal”, así que consiguió dos años de datos de reportes de disciplina (sin los nombres, por supuesto) de la oficina de la escuela. En su investigación, usó Excel para marcar el número de referencias disciplinarias de estudiantes por día versus las fases de la luna. El gráfico era genial. Los casos estaban por todas partes, con un coeficiente de correlación de +0.08, indicando que no existía relación entre la disciplina de los estudiantes y las fases de la luna. Ahora, cada vez que entro a la oficina y oigo a las secretarias decir “los chicos se están comportando como locos, debe haber luna llena”, me da placer recordarles que el estudio completado por Kim claramente había demostrado lo contrario.

La ciencia auténtica no es sólo para los estudiantes que van a la universidad tampoco. También implemento proyectos de investigación con estudiantes no académicos, pero por lo general le agrego un pequeño giro. En vez de un artículo de investigación y presentaciones formales, los estudiantes crean episodios de aclarar mitos (Myth Busters) similares a los del popular programa de televisión. El equipo todavía identifica la pregunta (el mito), completa una investigación de trasfondo, diseñan y conducen una investigación, recogen datos y generan conclusiones. El giro es que deben usar iMovie o Windows Movie Maker para presentar su estudio, tal como lo hacen en el programa de televisión Myth Busters. Incluso los estudiantes más perezosos se energizan, y he visto algunas cosas muy buenas de estudiantes que generalmente no se desempeñan tan bien. Uno de mis favoritos de todos estos años ha sido “¿Funciona la regla de los cinco segundos?”

Las prácticas de ciencia auténtica pueden ser implementadas a través de varios proyectos y focos de contenido. Pero ¿cómo manejas las planificaciones, notas, estándares del estado y cosas así? En cuanto a las planificaciones, haces lo que los científicos hacen: planeas para lo inesperado.

Esto significa ser flexible con los objetivos y las expectativas de los estudiantes en el aula, incluyéndote. Tal como en cualquier estudio científico, a veces pasan cosas que uno no esperaba. Como profesores rápidamente nos aislamos. Pensamos que necesitamos tener todas las respuestas, pero en

verdad no, y nadie más tampoco. Entonces debes pensar más globalmente. No sólo pienses “¿Cómo puedo resolver este problema?” Pregúntate “¿Quién allá afuera puedo contactar para que me ayude a resolver este problema?” Quizás es un profesor en el otro pasillo, o un especialista en currículum, o un científico en una universidad local al otro lado del mundo. No seas reticente a llamar por teléfono o enviar un correo electrónico; te sorprenderías de las respuestas y el apoyo que obtendrás. Mantén una lista de los individuos y su información de contacto. Una vez que hayan hecho contacto contigo o tus estudiantes, estos individuos se convierten en parte de tu comunidad STEM y pueden ser valiosos recursos en el futuro mientras construyes una red que apoye experiencias de ciencia auténtica nuevas para ti y tus estudiantes.

En cuanto a las notas, siempre he creído que todos, sin importar su trasfondo y habilidad pueden—y deben—contribuir significativamente al proyecto. Cualquier equipo de investigación en ciencia exitoso con el que he trabajado, ha incluido individuos con diferentes fortalezas que contribuían en diferentes formas. Cada estudiante recibe una nota por su progreso en el proyecto de investigación cada 9 semanas, y la presentación final aldel año vale por el 50% de la nota final del examen del curso. A través del año, les pido a mis estudiantes que mantengan un diario de investigación, y cada vez que hacen algo para su proyecto tienen que anotarlo. Además, durante el día de investigación semanal, me reúno con cada grupo para conversar sobre su progreso y hacer recomendaciones. También, observo a cada uno en el aula y tomo notas para referencias futuras. Cerca del final de cada período de evaluación, evaluo el progreso que el equipo ha hecho hacia los objetivos establecidos para ese período. Pero darles la misma nota a todos los del equipo nunca me ha parecido justo. Así que le pido a cada investigador (estudiante) que privadamente evalúe la participación de cada integrante del equipo, como también a ellos mismos. Les digo a los estudiantes que tienen 100 puntos con los cuales trabajar, y deben distribuirlos a cada miembro del equipo basados en el nivel de contribución de ese estudiante durante ese períoodo de evaluación. Mientras más sientan que alguien ha contribuido más puntos deben darle. Además, deben justificar por escrito (para mi) su distribución de puntos. Los puntajes son promediados para cada persona en el equipo, indicando el porcentaje de trabajo contribuido, y ese porcentaje es luego multiplicado por el total de puntos que yo le di al equipo completo. Si yo creo que la distribución fue injusta (basado en mis notas y en lo que he observado), hablaré con cada miembro del equipo por separado antes de asignar la nota a cada estudiante. Por último, los estudiantes tienen el derecho de apelar su nota conmigo o con los integrantes de su equipo.

Utilizar este método de evaluación provee de oportunidades para todos los interesados para que entreguen contribuciones significativas y útiles.

Los estudiantes no se reservan, y asegura colaboración y también un espíritu competitivo dentro del grupo, similar a lo que yo he experimentado con equipos profesionales de investigación científica. En mis muchos años de participar de esta práctica, no he tenido ningún caso en el cual la distribución de las notas no haya sido resuelta amigablemente. En simple, funciona. La clave de este proceso es que los estudiantes entiendan el sistema al comienzo, y que el profesor esté consciente de qué está pasando con cada equipo de investigación.

Cuando llegamos al punto de conectar el aprendizaje a los estándares de ciencia, matemática, o artes del lenguaje, ¿por qué debería llevarme toda la diversión yo? La ciencia auténtica sucede dentro de una comunidad de estudiantes. Tanto como yo quiero entender el mundo de mis estudiantes, quiero también que ellos entiendan mi mundo. Ayuda si los estudiantes entienden los desafíos que los profesores enfrentan también. Así que les muestro a mis estudiantes los documentos de los estándares y les pido que identifiquen cuáles de los estándares de ciencia, matemática y artes del lenguaje están logrando con su investigación. Alguna gente se sorprende con mi solicitud, pero con un poco de práctica, los estudiantes pueden ser muy efectivos. Pedirles a los estudiantes que identifiquen los estándares logra dos cosas: (1) Me da un punto de partida del cual puedo agregar o borrar estándares que ya están siendo cubiertos, ahorrándome tiempo importante y (2) hace a los estudiantes conscientes de lo que la institución de educación espera de ellos. A menudo los estudiantes se sorprenden por lo que encuentran en los documentos de los estándares nacionales y estatales. Es increíble cuánto más fácil puede ser la vida cuando profesores y estudiantes logran comprender el mundo del otro.

Cambiando el paisaje para facilitar la ciencia auténtica en tu escuela Déjame partir diciendo que hacer un cambio en cómo nos acercamos a aprender y enseñar es siempre un desafío. Aunque hacer cambios en tu institución educativa puede ser difícil a veces, he aquí algunos consejos que pueden ayudar: 1. Junta una colección de investigación/evidencia que apoye el cambio que deseas hacer. Al igual que saber cómo responder a tus estudiantes cuando te preguntan por qué necesitan saber algo, tus administradores y colegas querrán entender por qué se están haciendo cambios.

2. No tengas miedo de discutir con tus estudiantes el por qué estás haciendo las cosas de forma diferente. Comparte parte de la investigación con ellos también.

3. Sé paciente contigo mismo y tus estudiantes. Con los años he descubierto que cambiar a los estudiantes de un aula tradicional a una basada más en ciencia auténtica tomó entre 6 a 9 semanas antes de que los estudiantes se sintieran cómodos.

4. Busca un administrador/directivo que apoye tu iniciativa y comunícate con él de forma regular. Es preferible que esta persona sea el director de tu escuela, pero no es necesario. Puedes elegir un director de departamento, un especialista en currículum o el superintendente. Tener uno o dos administrativos apoyándote hace un mundo de diferencia.

5. Explora las ideas de implementar prácticas de ciencia auténtica con tus colegas. ¿Hay otro profesor en tu edificio con quien puedas colaborar? Tener un socio siempre hace la vida más fácil.

6. Trabaja en encontrar oportunidades para ti y tus estudiantes para que trabajen con científicos e ingenieros. Explora oportunidades de desarrollo profesional en el verano como también trabajar con tu universidad local. Es claro para mí que las asociaciones entre profesores y científicos son quizás la forma más efectiva de traer la autenticidad a la práctica de la ciencia en nuestras escuelas.

7. Cuando tú o tus estudiantes hagan algo especial (por ejemplo, entrar a una feria de ciencia, sostener una llamada vía Skype con un científico que esté ayudando a estudiantes con su investigación, recoger datos para un proyecto que beneficiará a la comunidad, y así), prepara un comunicado de prensa y envíalo a los medios de noticias locales.

Sigue el comunicado con una llamada telefónica a aquellos en las agencias de noticias para asegurarte que lo recibieron y ve si tienen preguntas. Esto a menudo lleva a que un reportero venga a tu escuela para hacer una entrevista más a fondo contigo y tus estudiantes.

Puede que tengas que pasar esto por la oficina de medios de tu escuela, si es que la escuela tiene una.

Implementar ciencia auténtica afuera de un salón de clases regular Inevitablemente, una de las consecuencias de implementar ciencia auténtica en tus clases es que el interés de los estudiantes aumentará. ¿Qué puedes hacer con todo ese interés? Me rompe el corazón ver a estudiantes con interés y motivación, pero sin un lugar donde canalizarlo. Así que me aseguro de que los estudiantes sepan que si quieren venir a mi salón durante su tiempo libre para trabajar en su investigación, serán bienvenidos. Esto puede ser durante la hora de almuerzo o las horas de estudio, pero generalmente ocurre después de

clase. Desde principios de los 90s, he mantenido un equipo de investigación astronómica como parte del Club de astronomía en OCHS. La participación no está basada en habilidad académica sino en el interés y la motivación. Y no siempre es trabajo fácil.

He aprendido con los años a establecer expectativas temprano. Si los estudiantes quieren aparecer de vez en cuando a trabajar con el grupo de investigación astronómica, está bien. Pero si quieren ser parte del equipo que viaja al NRAO, o la reunión anual de la Sociedad Astronómica de América (AAS) a presentar su investigación, me deben tiempo, y mucho. Los estudiantes entienden desde el primer día que son parte de un equipo, y al igual que con el football o el equipo de natación, si no vienen a la práctica, no pueden jugar. Estoy dispuesto a compartir mi tiempo con otros deportes, y de vez en cuando hablaré directamente con otros entrenadores para explicarles que están haciendo los estudiantes, pero me niego a permitir que los estudiantes piensen que su participación en el equipo de investigación en ciencia es menos importante que su participación en cualquier otra actividad.

A veces esto significa que los estudiantes tienen que tomar una decisión, y eso, por sí mismo, es una lección de vida. No importa quién seas, no podemos hacerlo todo. Tal como la ciencia auténtica, en la vida tenemos que evaluar la situación, sopesar la evidencia y tomar una decisión.

Con el tiempo, estos equipos han participado en una amplia variedad de investigación, la mayor parte de la cual está centrada en astronomía. A veces son extensiones de proyectos en los que los estudiantes están trabajando para la clase. Otras veces son proyectos en los que yo estoy trabajando, y ocasionalmente son proyectos desarrollados completamente por estudiantes.

Temprano en mi carrera de enseñanza, el equipo de investigación astronómica diseñó y condujo investigación utilizando el telescopio de 40 pies en NRAO Green Bank. El equipo pasó meses planeando los proyectos, luego cada año viajaba 6 horas hasta las locaciones, pasaban varios días recogiendo datos, y cuando volvían a casa pasaban incontables horas reduciendo los datos y resumiéndolos y compartiendo sus resultados con los astrónomos en Green Bank. También incorporamos un número de proyectos que usaban telescopios ópticos HOU.

Foto 6.1. Estudiantes de la Oil City High School, Nick Kelly y Sandy Weiser llenando el dewar en el telescopio de 0.9 metros del Observatorio Nacional Kitt Peak durante una visita de observación. Los estudiantes recibieron apoyo como tiempo de observación a través del Programa de Profesores Observando (TOP) del Kitt Peak. Foto por Tim Spuck, 29 de enero, 2007.

En 2004, pasé tiempo en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Tucson, Arizona, y poco después me uní al programa de investigación Spitzer Space Telescope Teacher/Student (actualmente NTARP). Estas experiencias de desarrollo profesional trajeron nuevas oportunidades para los estudiantes.

Cada año, gracias en parte al apoyo de estos programas, mis estudiantes viajan a la reunión anual de la Asociación Estadounidense de Astronomía para presentar su investigación. Esta es la reunión anual más grande en los Estados Unidos para los astrónomos profesionales, y los estudiantes de OCHS están allá presentando y defendiendo sus posters de investigación junto a estudiantes de posgrado y científicos profesionales. Es increíble ver la transformación en madurez y confianza que sucede en estos estudiantes de secundaria entre la mañana de su presentación y la tarde que sigue. Se dan cuenta que están haciendo ciencia real y significativa, y que hay otros allá afuera que quieren saber lo que ellos saben. Estos estudiantes de secundaria se ven a sí mismos como parte de algo mucho más grande, una comunidad de gente aprendiendo.

Neil deGrasse Tyson, astrofísico famoso y el anfitrión de la serie de

PBS NOVA scienceNOW, lo dijo mejor durante una entrevista en la radio con estudiantes de la OCHS en la reunión de la AAS en enero del 2009 en Long Beach, California: Hay muchos proyectos en el universo que puede servir como trasfondo para personas que están todavía en secundaria. Y alguien tiene que hacer el trabajo, y aquí estamos y ellos lo están haciendo. Y así, eso es parte de lo que hace a la comunidad de astrofísicos tan dinámica, y la participación de estudiantes de secundaria tan importante. Lo veo como un tipo de engranaje en esta enorme rueda que gira. Ellos [los estudiantes de secundaria] se convierten en estudiantes universitarios, luego en estudiantes graduados y postdocs, y luego profesores, y parte de este organismo de investigación: este organismo de investigación que es la comunidad nacional de astrofísicos (Entrevista con científicos y estudiantes de Oil City, 2009).

Foto 6.2. Durante la reunión en el invierno de 2009 de la Sociedad Astronómica de América, estudiantes de OCHS conversan sobre su investigación con el Dr. Neil deGrasse Tyson, astrofísico y anfitrión de la serie de PBS NOVA ScienceNOW. De izquierda a derecha son Matt Walentosky, Alex Holcomb, Samantha Wheeler, Neil deGrasse Tyson, Jennifer Butchart, Shana Kennedy, y Rachel Siegel. Foto por Tim Spuck, 7 de enero, 2009.

Tanto fuera como dentro de la sala de clases, sólo hay una verdadera prueba definitiva que uso antes de involucrar a mis estudiantes en mi investigación o aprobar la de ellos. Me pregunto: “¿existe la posibilidad que la investigación propuesta pueda mejorar el cuerpo de conocimiento científico de hoy?” Si la respuesta es sí, entonces el resto de la ecuación es un asunto de usar prácticas científicas sólidas a través del proceso. Y, como lo indica el Dr. Tyson, con un poco de entrenamiento y orientación, hay mucho en la ciencia que los estudiantes de secundaria pueden hacer. Un claro ejemplo fue el desarrollo de nuevas formas de identificar potenciales estrellas T-Tauri usando telescopios ópticos de bajo costo. Me encanta esto porque es un proyecto original de Oil City High School y demuestra lo que un programa de ciencia auténtica maduro puede hacer.

Por un periodo de tres años, trabajando con varios grupos diferentes de estudiantes, nuestro equipo, con la guía de nuestro mentor científico la

doctora Luisa Rebull, conceptualizó y desarrolló un método para identificar estrellas jóvenes como el sol en sus etapas tempranas de desarrollo. Usando este nuevo método, ahora es posible que los científicos lleven a cabo una revisión de todo el cielo a bajo costo y que produzcan un catálogo de potenciales estrellas T-Tauri. Una vez identificados, estos candidatos pueden ser seguidos con observaciones que usen instrumentos más sofisticados.

El tiempo fuera del aula regular provee oportunidades únicas para los estudiantes. No todo el mundo quiere ser un científico, ni tampoco deberían.

Estas oportunidades adicionales para explorar temas de ciencia proveen experiencias valiosas para los estudiantes que quizás quieran seguir carreras en ciencia, o que no sean parte de tu clase regular. Debido a problemas de horario, Rachel Siegel nunca tomó una clase conmigo, pero ella era una participante activa en mi grupo de investigación astronómica después de clase. Rachel nunca estuvo realmente interesada en ser un astrónomo, pero si la había dado vueltas a la idea de una posible carrera en ciencia. Esto es lo que Rachel tuvo que decir más de cuatro años después sobre su experiencia en investigación astronómica Mi experiencia con un programa de investigación del telescopio espacial Spitzer me sirvió como una introducción al mundo de la ciencia más allá de las páginas de los libros de texto de secundaria. Mientras me involucré en investigación, me sentí empoderada por pequeños logros que tuve con ayuda de profesores y pares que compartían la misma pasión por los descubrimientos. Mi participación en el programa Spitzer nutrió mi deseo de involucrarme en investigación a nivel de pregrado en la disciplina que elegí de ciencias: biología. Actualmente, estoy colaborando con un optometrista para estudiar la efectividad de diferentes soluciones de lentes de contacto para remover la bio-película de lentes de contacto de hidrogel e hidrogel de silicona. En retrospectiva, sin mi temprana exposición a la ciencia más allá del salón de clases, no podría decir por cierto que hubiese seguido mi actual carrera. Le debo un gran GRACIAS a mis profesores y mentores que me motivaron (R. Siegel, comunicación personal, 20 de enero, 2013).

Otro estudiante, Matt Walentosky, está terminando su pregrado en física y planea seguir un doctorado en astronomía después de graduarse.

Inicialmente no tenía interés en la astronomía. Es más, cuando Matt se me acercó en noveno grado para pedirme ser parte del equipo que iba a California por su investigación, él no fue seleccionado. Al año siguiente no hubo forma de negarse a Matt. Se convirtió en un líder en el equipo de investigación en astronomía cada año después de eso. En la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería (ISEF) del 2008 en Atlanta, Matt se llevó el segundo lugar con su investigación sobre estrellas cataclísmicas variables. Tuvo su primera pasantía de investigación de verano en el Observatorio de Radio Astronomía Nacional antes de su primer año en la universidad y ha tenido pasantías similares cada verano después. Matt tiene una historia asombrosa, y tiene esto para decirnos

hoy en día: Diría que principalmente, asistir a las reuniones de la AAS y los diferentes esfuerzos científicos en secundaria me abrieron los ojos a las muchas posibilidades diferentes y carreras disponibles en ciencias. Crecer en un pueblo pequeño limita las oportunidades de diferentes carreras a las que un estudiante está expuesto. Cuando me involucré por primera vez en investigación en astronomía la idea de una carrera en las ciencias puras se veía altamente poco realista, pero mientras más me involucraba más podía visualizarme haciéndolo (M. Walentosky, comunicación personal, 3 de enero, 2013).

La lista de estudiantes que asisten a Oil City High School y que se benefician de la experiencia de ciencia auténtica es larga. A través de sus carreras en la secundaria muchos han sido reconocidos en competencias de ciencia internacional y regional. Sus nombres han llegado hasta la cima, en parte por su propio esfuerzo, pero también en una parte significativa por la gente de años anteriores que han ayudado a crear un ambiente de ciencia auténtica en OCHS. Cada año me vuelvo un mejor mentor debido a los estudiantes y a los científicos con los cuales trabajé el año anterior. Mientras mi red de apoyo de profesionales STEM crece, he ganado confianza en mi habilidad de entrar en lo desconocido y salir al otro lado con una mejor persona que cuando recién empecé. Crecí desde ese niño con una mente inquisitiva, tratando de construir una máquina voladora, pero careciendo de disciplina y conocimiento de la práctica de la ciencia, a una persona que puede entender la naturaleza de la ciencia y comunicarla a otros. No fue un viaje rápido, pero si valió la pena.

Introducción al instrumento de evaluación para ciencia auténtica Además de involucrarte a ti mismo en experiencias de investigación en ciencia con científicos e ingenieros reales e involucrar a tus estudiantes con esos proyectos, ¿qué más puede convertir a tu aula de ciencia en un ambiente de aprendizaje de ciencia auténtica? Tras años de experiencia de involucrarme tanto a mí mismo como a mis estudiantes en prácticas de ciencia auténtica, trabajando directamente con científicos e ingenieros y analizando la investigación pertinente, he logrado identificar características comunes a las prácticas auténticas a través de las disciplinas. Usando estas características, he trabajado para desarrollar criterios útiles para medir el nivel de autenticidad de las actividades en las que involucro a mis estudiantes. El instrumento de Evaluación de Ciencia Auténtica (ASRI) es el resultado de ese esfuerzo (ver el apéndice de este capítulo). El ASRI permite al usuario evaluar más objetivamente el compromiso de los estudiantes y provee una línea de base desde la cual puedes cuantificar las mejoras hechas en el tiempo. El ASRI es

fácil de usar y una gran forma de empezar tu viaje para crear o mejorar el ambiente de aprendizaje en ciencia auténtica en tu escuela.

Un ejemplo del ASRI en acción Para que puedas empezar, piensa en una lección, laboratorio u otra actividad que hagas con tus estudiantes y pongamos el ASRI a trabajar para ti. Mi ejemplo acá es el Galaxy Zoo, pero mientras voy dando notas al Galaxy Zoo, piensa acerca de cómo evaluarías cada una de las preguntas ASRI para la actividad que has elegido.

El Galaxy Zoo es un proyecto de ciencia ciudadana online. Los participantes ingresan y analizan visualmente imágenes de la galaxia del telescopio Sloan. Evalúan las características de la galaxia y, basados en esas características, la clasifican. Para más información sobre el Galaxy Zoo y muchos otros proyectos de ciencia ciudadana geniales en los que puedes involucrar a tus estudiantes, visita http://www.zooniverse.org. Es importante notar que los desarrolladores de Zooniverse están constantemente mejorando la interfaz del sitio web. Es probable que el Galaxy Zoo haya mejorado significativamente para el momento que este documento salga impreso. Los puntajes acá abajo están basados en mi experiencia previa y no incluyen modificaciones recientes que pueden haber sido hechas.

Para conseguir una evaluación para esta actividad, contestemos cada una de las 10 preguntas de la medida ASRI (ver el Apéndice).

Pregunta 1: El análisis de cada galaxia completado por el estudiante es ingresado a una base de datos. Estos datos están siendo usados por la comunidad profesional de astrónomos en un esfuerzo para entender mejor la naturaleza de las galaxias y su distribución dentro del universo, así que los participantes están contribuyendo al cuerpo de conocimiento científico. Como resultado la respuesta es “Sí” (1.5 puntos).

Pregunta 2: Aunque los estudiantes participan de algunas lecturas y exploran información de contexto antes de empezar, no es requerido que exploren o resuman “exhaustivamente” lo que los científicos actualmente saben sobre la clasificación y la evolución de las galaxias. Como resultado la respuesta sería “en parte” (0.5 puntos). (Nota: un profesor podría involucrar a los estudiantes en una revisión más profunda y un resumen de la literatura sobre clasificación y evolución de galaxias, aumentando el puntaje).

Pregunta 3: El estudiante usa un sitio web interactivo para ver y visualmente comparar galaxias, pero ni herramientas ni instrumentos son usados para

hacer medidas directas. Como resultado la respuesta sería “En parte” (0.5 puntos).

Pregunta 4: La matemática no son usadas por el estudiante en el proceso de análisis, entonces la respuesta es “No” (0 puntos).

Pregunta 5: El estudiante usa una variedad de evidencia visual para clasificar las galaxias, y como resultado la respuesta es “Si” (1.5 puntos).

Pregunta 6: El estudiante no tiene la oportunidad de desarrollar o refinar su pregunta. Como resultado la respuesta es “No” (0 puntos). Nuevamente, si el profesor pudiese, en este caso, modificar la estructura de forma que el estudiante pudiese generar sus propias preguntas significativas, el puntaje aumentaría.

Pregunta 7: El estudiante no tiene la oportunidad de desarrollar o refinar los procedimientos que se utilizan. Por una buena razón, la estructura del sitio web controla todos los métodos experimentales. Así, nuevamente la respuesta es “No” (0 puntos).

Pregunta 8: Los participantes de Galaxy Zoo si comunican, aunque indirectamente, los resultados a sus pares/colegas. Además, hay poca, cuando no ninguna, oportunidad de criticar el trabajo de sus pares y dar retroalimentación a los estudiantes. La respuesta es “En parte” (0.5 puntos).

Pregunta 9: Por diseño, los participantes típicamente trabajan por sí solos en sus propios computadores aislados de otros. En un ambiente de salón de clases, un profesor puede establecer equipos para promover un nivel mayor de colaboración. Además, existe un vínculo en línea para discutir acerca de cada galaxia analizada. El vínculo de discusión provee una oportunidad para participar en cierto diálogo acerca de las galaxias que están siendo clasificadas. Como resultado, la respuesta es “en parte” (0.5 puntos).

Pregunta 10: El resultado de su trabajo es incorporado a la base de datos y guardado en un lugar donde es accesible y es usado por otros científicos. Así que la respuesta aquí es “Si” (0.5 puntos).

Basado en mi evaluación, Galaxy Zoo tiene un puntaje ASRI de 5.5 en una escala de 0-10. Así que debes estar pensando, “¿Sólo 5.5 de 10? Eso no es muy bueno”. Utilizo este ejemplo específicamente porque Galaxy Zoo es un excelente recurso de ciencia para estudiantes y profesores. Lo uso de

forma regular para presentar galaxias y para hacer participar a los estudiantes en ciencia significativa que beneficia a la comunidad científica. Galaxy Zoo no está diseñado para proveer una experiencia “científica” completa, pero sí hace que el estudiante participe de muchos aspectos de ciencia auténtica.

Como profesores podemos—si lo decidimos—hacer cambios en cómo la actividad es implementada con nuestros estudiantes de forma de aumentar el puntaje ASRI. Así que qué me dices de ti: ¿cuál es el puntaje ASRI de la actividad que elegiste?

Es importante notar que mientras todos deseamos una experiencia 100% auténtica para nuestros estudiantes todo el tiempo, la estructura de las escuelas mismas puede impedir que alcancemos ese objetivo. Por ejemplo, si sólo tienes acceso a tus estudiantes por 45 minutos al día, o sólo un semestre, o en casi todos los casos un solo año, puede limitar las experiencias que puedes proveer para tus estudiantes. Incluso más, las limitaciones de recursos pueden también ser restrictivas. Así que la idea aquí es que primero evalúes tus lecciones, laboratorios y actividades con los criterios ASRI. Una vez que tengas establecida una línea basal—ya sea para una sola actividad, un curso, o un programa de ciencia completo—profesores y administradores pueden trabajar en conjunto para mejorar los puntajes ASRI en el tiempo, proveyendo más experiencias de ciencia auténtica para los estudiantes de todas las edades.

Conclusión Espero que hayas generado una perspectiva sobre qué es la ciencia auténtica y cómo yo he trabajado por años para crear un ambiente de aprendizaje auténtico para mis estudiantes. Espero también que te hayas motivado a usar las ideas y herramientas de este capítulo para ayudarte a crear, o mejorar, el ambiente de aprendizaje que provees a tus estudiantes. A veces cuando tratamos de poner la “ciencia real” dentro de una caja se ve confusa y muchas veces intimidante. Como profesores estamos acostumbrados a ser la “persona a la cual recurrir” con todas las respuestas correctas, pero la ciencia existe sólo una mejor respuesta apoyada por evidencia actual. Y como la ciencia y las herramientas que los científicos usan avanzan, el cuerpo de evidencias cambia. Éste puede ser un hecho que da susto aceptar. Pone tanto al profesor como al estudiante en un estado de incerteza—es un lugar en el cual nadie se siente cómodo.

Una clave para aceptar y entender la ciencia auténtica es reconocer que hay muchas piezas interactuando con un ambiente que cambia. Podemos pensar que el ambiente de ciencia auténtica como la “sopa de ciencia del día” donde, a través de un medio, muchas piezas diferentes interactúan y se influencian unas a otras a lo largo del tiempo. Cuando intentamos aprender

sobre las zanahorias separadas del resto de la sopa, quizás podemos mejorar nuestro conocimiento de la zanahoria, pero ¿qué pasa si, como estudiante, no me gustan las zanahorias? No le veo un uso a éstas, así que pierdo interés y dejo de prestar atención. ¿No es acaso esto lo que está sucediendo en nuestras escuelas todos los días? Enseñamos materias, vocabulario o conceptos aislados unos de otros, y los estudiantes no logran ver su significado o cómo se relacionan con ellos. Si llegase a entender “las zanahorias” en el contexto de cómo su sabor interactúa con otras especias, vegetales y carnes, ¿no crees que sería un mejor cocinero de sopas? Si nuestros estudiantes van a aprender ciencia, entonces ellos necesitan practicarla, no en piezas, pero como un todo o como ciencia auténtica.

Afortunadamente, no es difícil convertir tu salón de ciencias en un ambiente de aprendizaje más auténtico. No necesitas equipo caro o amplia experiencia STEM. Simplemente necesitas problemas del mundo real y personas que los resuelvan. Camina por tu escuela o tu comunidad local, lee el periódico, habla con personas de la zona que trabajen en campos relacionados con STEM. Hay problemas relacionados con la ciencia en cada esquina, los cuales tú y tus estudiantes podrían ayudar a resolver. Implementa proyectos largos de un año en tu clase con tus estudiantes. Piensa acerca de las raíces de tu comprensión de la ciencia e ideas erradas que puedas tener y pregúntate: “¿Cuándo fue la última vez que fuí un científico?” Si han pasado más de 5 años, sale y busca otra experiencia de investigación. Empieza a postular a programas que te den la oportunidad de trabajar directamente con científicos e ingenieros reales. Cuando encuentres un problema, levanta el teléfono o envía un correo electrónico, y busca a alguien que te pueda ayudar. Toma dos o tres de tus lecciones favoritas y evalúa su puntaje ASRI, piensa cómo podrías hacerlas más auténticas, y luego inténtalo con tus estudiantes. Lo importante para los educadores es empezar desde alguna parte y luego siempre moverse hacia adelante.

A los científicos e ingenieros, y a las agencias que financian ciencia, les digo lo siguiente: Tienen un interés invertido en hacer todo lo posible para que el aprendizaje de nuestros estudiantes sea más auténtico. La salud no sólo de nuestra nación, pero de todo el planeta, depende de eso. Si deseamos tener una población que apoye la ciencia, debemos educarla para que entienda auténticamente la ciencia. Esto no puede pasar sin modelos a seguir a los que tanto los profesores como los estudiantes puedan recurrir como guía. Las asociaciones entre aquellos que están haciendo ciencia, tecnología, ingeniería y matemática y quienes enseñan esas materias, es esencial. ¡Ustedes pueden ser la diferencia!

Como lo dije antes, la ciencia auténtica no es un programa prescrito que tiene un principio y un final claro. Tampoco es una serie de actividades en

la que haces que los estudiantes participen; es, en cambio, un ambiente en evolución el cual tú facilitas para ti y para tus estudiantes. La ciencia auténtica requiere interacciones significativas entre los estudiantes en una búsqueda para resolver problemas en el mundo real del día de hoy. Si quieres que el mañana traiga algo mejor, entonces tienes que empezar a realizar cambios ahora. Empieza por empoderar a tus estudiantes y a ti para hacer ciencia real.

Te deseo lo mejor en tu viaje hacia un ambiente de aprendizaje de ciencia auténtica.

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Apéndice Instrumento de evaluación de ciencia auténtica Desarrollado por Tim Spuck El Instrumento de Evaluación de Ciencia Auténtica (ASRI) es una herramienta simple que puede usarse para evaluar actividades de aprendizaje individuales o puede ser usado más ampliamente para examinar un curso o un programa completo de ciencia. Haciendo una serie de 10 preguntas sobre una experiencia propuesta para los estudiantes, se puede establecer de forma cuantitativa el nivel de autenticidad científica. El instrumento ASRI es independiente del año escolar, y puede usarse para evaluar actividades y programas desde pre-kinder hasta adultos. Es importante considerar que el foco aquí no es asegurar un puntaje de 10, sino evaluar la implementación de actividades y programas actuales y encontrar formas de modificar o reemplazar actividades para que el puntaje ASRI general aumente. Los usuarios del ASRI deben tener en consideración que el instrumento es todavía un intento temprano de cuantificar la autenticidad de una experiencia en ciencia y pueden ocurrir mejoras al instrumento en el tiempo.

Usar el ASRI Lecciones, laboratorios y actividades individuales: Usar la hoja de puntaje del ASRI, hacer las 10 preguntas sobre la lección planificada, el laboratorio o la actividad, asignando un puntaje a cada pregunta. La suma de los puntajes

de las preguntas 1 a la 10 es Puntaje de Ciencia Auténtica de Actividad Individual (IAASR) para la lección, laboratorio o actividad particular. Para mejorar la lección o laboratorio, modifica la actividad de forma que aumente el IAASR general para la lección, laboratorio u otra experiencia de estudiante.

Puntaje de ciencia auténtica de curso individual (ICASR): para cada lección, laboratorio o actividad en el curso, estima el número, o fracción, de horas tanto dentro como fuera del salón de clases, que esperas que el estudiante invierta en la actividad. Este valor será el Número de Horas por Actividad (NHA). Multiplica el valor de cada actividad individual (el IAASR) por el NHA de la actividad. Este valor lo llamaremos Puntaje de Actividad de Curso (ACR). Calcula el ACR de todas las lecciones, laboratorios y actividades en el curso de ciencia. Determina la suma de todos los ACR para el curso. Luego determina el total de horas que esperas que los estudiantes inviertan en todas las actividades relativas al curso, tanto dentro como fuera del salón de clases. Refiérete a este valor como Horas Totales del Curso (TCH).

ICASR = Suma de todos los ACR/TCH Mientras modificas las actividades individuales del curso, el valor de autenticidad del curso, o el ICASR, cambiará.

Puntaje de Ciencia Auténtica para Programas de Ciencia (SPASR): El ASRI también se puede usar para medir la autenticidad de un programa de ciencia en tu escuela o distrito escolar. Simplemente toma la suma de los puntajes ICASR por curso en tu escuela, o distrito escolar, y divide por el total número de cursos. El SPASR es el promedio de todos los puntajes ICASR de los cursos de ciencia de tu escuela o distrito escolar.

NOTA: En el caso de que múltiples personas estén entregando puntajes con motivo de compararlos, el equipo evaluado debe de estandarizarse para asegurar una comparación justa en todos los puntajes.

Hoja de puntaje ASRI Al participar de la actividad propuesta, ¿el estudiante 1) trabajará hacia una solución a un problema del mundo real, proveerá a la comunidad científica con respuestas a preguntas actuales o nuevas relacionadas con ciencia, o contribuirá de manera

significativa al cuerpo de conocimiento que la comunidad científica tiene acceso? _

Sí (1.5 puntos)

No (0 puntos)

2) explorará y resumirá de forma exhaustiva la información actual que está disponible sobre el tema que está estudiando? _

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

3) usará instrumentos y tecnología de ciencias (ej., reglas, termómetros, computadores, cámaras digitales, iPhones, programas de análisis de datos, microscopios, telescopios, espectrómetros, etc.) para recoger y analizar datos? _

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

4) usará matemática “apropiada a su curso” (ej., funciones matemática, gráficos, marcar coordenadas en un mapa, derivar ecuaciones, etc.) en el análisis de datos? _

Si (0.5 puntos)

_

No (0 puntos)

5) analizará evidencia y usará este análisis como base para obtener conclusiones? _

Sí (1.5 puntos) No (0 puntos)

En Parte (0.75 puntos)

6) Tendrá la oportunidad de desarrollar o refinar la pregunta que dirige su actividad y presentar nuevas preguntas que surjan como resultado de su trabajo? _

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

7) tendrá la oportunidad de desarrollar y/o refinar los procedimientos o métodos que está usando?

_

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

8) comunicará los métodos usados y los resultados de su trabajo a sus pares/colegas para revisión y crítica y participará de revisión y crítica del trabajo de sus pares/colegas? _

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

9) colaborará con otros de manera significativa durante todo el proceso? _

Sí (1 punto) No (0 puntos)

_

En Parte (0.5 puntos)

_

10) Registrará los resultados de su trabajo donde estos estén accesibles a la comunidad científica mayor? _

Sí (0.5 puntos)

PUNTAJE TOTAL

_ /10.0

No (0 puntos)

Capítulo 7

INVOLUCRAR A LAS MENTES JÓVENES PARA SER LOS INNOVADORES DEL MAÑANA Arundhati Jayarao

Introducción Tengo bastante de artista como para poder generar cosas a partir de mi imaginación. La imaginación es más importante que el conocimiento. El conocimiento es limitado. La imaginación rodea el mundo.

—Albert Einstein

Innovación, inspiración, comunicación, colaboración, creatividad, capacidad de resolver problemas y habilidades del siglo XXI son algunas de las palabras claves que están siendo utilizadas por políticos, periodistas, investigadores de educación, economistas, científicos, industriales, CEOs, gerentes de recursos humanosy muchos otros en estos días. Parecen ser el vínculo entre la educación escolar y la competitividad global de EE.UU. En septiembre del 2010, el Consejo Presidencial de Asesores en Ciencia y Tecnología (President’s Council of Advisors on Science and Technology o PCAST) publicó un reporte de 142 páginas titulado Preparar e Inspirar: Educación escolar en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática (STEM) para el futuro de América (Prepare and Inspire: K–12 Science, Technology, Engineering, and Math (STEM) Education for America’s Future), delimitando “el camino a seguir para recuperar y mantener la competitividad de EE.UU.”. (PCAST, 2010). El reporte PCAST hizo varias recomendaciones, incluyendo una pidiendo que a los estudiantes se les dieran oportunidades de inspiración por medio de experiencias individuales y grupales dentro y fuera del aula. Incita al gobierno federal a que desarrolle una iniciativa coordinada a la que el PCAST llama “INSPIRE, para apoyar el desarrollo de un amplio espectro de actividades de alta calidad basada en STEM después de la escuela y que se extiendan por días (tales como concursos STEM, laboratorios de fabricación, programas de verano y después

de clases y actividades similares)” (p. ix).

El PCAST afirma que esas actividades, al igual que la presencia de mentores y ejemplos STEM a seguir, inspirarán a los estudiantes, particularmente a las niñas y los miembros de minorías, quienes están subrepresentados en carreras en ciencia e ingeniería, para estudiar materias STEM y entrar en profesiones del área. Las recomendaciones del PCAST siguen una serie de reportes que hablan acerca de la competitividad global de los EE.UU. y su vínculo con la prosperidad económica del país. Esta es una llamada que fue iniciada en 1983 por el reporte Una nación en riesgo: El Imperativo de una Reforma Educacional (A Nation at Risk: The Imperative for Educational Reform) (Comisión Nacional de Excelencia en Educación, 1983), luego recuperada por el reporte del 2007 Elevándose sobre la tormenta inminente: Energizando y Empleando a América para un Futuro Económico más Brillante (Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future) (Comité en Ciencia, Ingeniería y Política Pública, 2007) y reforzada por la actualización del 2010, Elevándose sobre la tormenta inminente revisitado: Aproximándonos rápidamente a la Categoría 5 (Rising Above the Gathering Storm, Revisited: Rapidly Approaching Category 5) (Consejo Nacional de Investigación, NRC, 2010), que subraya la importancia de una educación STEM robusta, la necesidad de una fuerza de trabajo y una necesidad urgente de tomar acción para producir innovadores y emprendedores.

Innovación, inspiración y creatividad no son conceptos desconocidos para la historia estadounidense. De hecho, una exhibición reciente, “La gran galería de maravillas estadounidenses” (The Great American Hall of Wonders), presentada desde julio 2011 hasta enero 2012 en el Museo Smithsonian de Arte Estadounidense en Wanshington, D.C., en colaboración con la Oficina de Patentes y Registro Marca, destacaba: El siglo XIX creía que las personas de Estados Unidos compartían un genio especial por la innovación. Explora esta creencia por medio de obras de arte, invenciones mecánicas y descubrimientos científicos, y captura el entusiasmo de los ciudadanos que definen su nación como un “Gran Experimento” sostenido por las energías inventivas de estadounidenses de todos los sectores. (Smithsonian Newsdesk, 2011)

Entonces, ¿ha cambiado tan dramáticamente la estructura de nuestra educación desde el siglo XIX al XXI, para que nuestra nación centre su atención en la exigencia de diseñar nuevos métodos de enseñanza y políticas nuevas que reformen la educación para producir innovadores? ¿Qué son los innovadores? ¿Uno nace siendo innovador? ¿Qué es la innovación en todo caso? ¿Es la innovación una habilidad enseñable? ¿Puede la innovación ser parte del aula escolar regular? ¿Puede uno inspirar a alguien para que innove?

¿Es la imaginación una habilidad que se aprende? ¿Y la creatividad? ¿Qué roles juegan la resolución de problemas, la colaboración y la comunicación en la enseñanza de la innovación? ¿Puede diseñarse un aula como un núcleo de inspiración, imaginación y creatividad que mueva los engranajes en la generación de innovadores? Posiblemente te has hecho algunas de estas preguntas a ti mismo.

Como un participante no tradicional, pasando de una carrera enfocada en la investigación en física al campo de la educación, me he atrevido a hacer estas preguntas. Las ciencias y la matemática me fascinaban; incluso cuando era una niña, me atraía el campo de las ciencias físicas y la matemática, encantada por la pura lógica de la materia. Mientras incursionaba en el campo de la educación, cumpliendo el rol de profesora de física y química en una escuela independiente para niñas, ansiaba comunicar mi pasión por las ciencias físicas a las jóvenes mujeres en mi salón de clase. Más fácil decirlo que hacerlo. A medida que enseñaba las clases, me di cuenta que la resolución de problemas, el pensar de forma no tradicional y extender los conceptos que vemos en el salón a problemas del mundo real presentaban obstáculos importantes en la apreciación de la ciencia. Lo que yo encontraba lógico cuando era pequeña (y que aún lo considero así) parecía llevar a mis niñas al borde de un precipicio. Tenía que improvisar y pensar creativamente para poder entusiasmar a mis estudiantes, ¡o sabía que las perdería! Para mi fortuna, tuve el apoyo del administrador de mi escuela, quien me dio un poco de libertad en cuanto a mis métodos de enseñanza, lo que no habría sucedido en el contexto de una escuela pública tradicional. Armada con ese poco de libertad para experimentar en mis lecciones, presenté varios programas que involucraban a los estudiantes en aprendizaje activo e inducían el gusto del aprendizaje basado en proyectos en mi sala de clases.

Este capítulo ilustra cómo un educador puede emplear competencias de ciencia, desafíos de ingeniería y aprendizaje basado en proyectos para promover exitosamente el interés de los estudiantes, aumentar su participación e inspirar a mentes jóvenes hacia la innovación. Presentaré también maneras efectivas de aumentar la confianza de los estudiantes en su habilidad para participar de actividades de ingeniería, motivarlos a considerar ciencias físicas o ingenierías como especialidades y carreras, y promover el aprendizaje entre pares en ambientes colaborativos.

Trasfondo He fallado más de 9.000 tiros en mi carrera. He perdido casi 300 juegos. 26 veces me han confiado el tiro que puede ganarnos el partido y he fallado. He fallado una y otra y otra vez en mi vida. Y esa es la razón por la cual he triunfado.

—Michael Jordan (Goldman & Papson, 1998)

El rol de las competencias en la educación Durante el año académico, podemos exponer a los estudiantes a múltiples oportunidades extracurriculares relacionadas con desafíos en ciencias o competencias en equipos a nivel local, regional o nacional que inducen al aprendizaje independiente o colaborativo afuera del salón de clases. A la inversa, los objetivos y los principios que dirigen las competencias pueden modificarse adecuadamente para calzar en el ambiente de un salón o servir como valoraciones alternativas o instrumentos de evaluación para el aprendizaje en el aula.

El rol de las competencias en educación ha sido estudiado de forma extensa y tiene un número de defensores (Verhoeff, 1997; Fulu, 2007; Lawrence, 2004) y opositores (Lam, Yim, Law, & Cheung, 2001). Verhoeff (1997) argumenta que las competencias bien organizadas son una fuente de motivación para que los estudiantes se desempeñen en su mejor faceta y son excelentes motivadores para el aprendizaje. La investigación de Fulu (2007) presenta evidencia de varios resultados positivos, incluyendo el reconocimiento del aprendizaje del estudiante por parte de un agente externo, motivación y participación de los estudiantes y mejora en la autoestima y habilidades de aprendizaje cooperativo (Johnson & Johnson, 1988). Lawrence (2004) discute sobre programación competitiva y concluye que una combinación de desarrollo de juego y competencia amistosa entre estudiantes es un motivante significativo para mejorar el desempeño de los estudiantes.

Lam y colegas (2001) estudiaron dos grupos de chicos de séptimo año a los que, aleatoriamente, le fueron asignadas condiciones competitivas y no competitivas en el contexto de una sala de clase china. Concluyeron que el grupo competitivo tendía a ser más propenso a autoevaluaciones negativas luego del fracaso en una tarea y que estaban orientados al desempeño en el sentido de que sacrificaban oportunidades de aprendizaje para tener un mejor desempeño. Hay otros estudios que apuntan hacia la eficacia del aprendizaje cooperativo. En un estudio que involucró a 80 estudiantes de ingeniería, los autores Cantador y Bellogín (2012) organizaron una competencia donde los estudiantes tenían que colaborar, resolver y evaluar preguntas y ejercicios sobre tópicos específicos. El estudio se ajustó además para incorporar una competencia basada en equipos con características y elementos de aprendizaje cooperativo. Cantador y Bellogín concluyeron que las competencias que promovían la interdependencia positiva de los integrantes del equipo, una carga de trabajo balanceada, interacción cara a cara y habilidades sociales, además de responsabilidad individual, eran exitosos en ayudar a los estudiantes a enfocarse en el aprendizaje en vez de en la victoria y los premios

relacionados a la competencia.

Innovación en el enseñar y aprender El último mantra que se escucha en los círculos de educación hoy en día es la necesidad urgente de enseñar a los estudiantes a ser innovadores y creativos.

Ya sea en la etapa escolar, superior o de investigación graduada, agentes educacionales y de investigación del país están experimentando con modelos revolucionarios de enseñanza y aprendizaje que se centran en emplear las habilidades creativas y colaborativas de todos los estudiantes. En su libro Creando innovadores: la configuración de jóvenes que cambiarán el mundo (Creating Innovators: The Making of Young People Who Will Change the World) (2012a), Tony Wagner, un profesor de secundaria, director de primaria y becario de educación e innovación en el Centro de Tecnología y Emprendimiento en Harvard, promueve la teoría que, con la abundancia de información y conocimiento que está hoy disponible a un clic de distancia, la única habilidad que puede destacar a una clase de estudiantes hoy en día es su capacidad de innovar. El libro de Wagner incorpora innovaciones ya que usa la tecnología de etiquetado de Microsoft para insertar vínculos de videos de entrevistas en vivo a lo largo de todo el libro. Wagner, en su ensayo en línea “Educando al próximo Steve Jobs” (Educating the Next Steve Jobs, 2012b), enfatiza la importancia de permitirle a los estudiantes tomar riesgos, motivar la perseverancia y no penalizar el fracaso. Él concluye: El resultado más importante de mi investigación es que los innovadores jóvenes están intrínsecamente motivados. La cultura de aprendizaje en programas que destacan por educar en innovación enfatiza lo que yo llamo las tres P—juego, pasión y propósito. El juego es aprendizaje basado en descubrimiento que lleva a los jóvenes a encontrar y seguir su pasión, lo que evoluciona, con el tiempo, en un sentido profundo de propósito.

(Wagner, 2012b, p. 1)

Un número creciente de establecimientos de educación superior, incluyendo Olin College of Engineering (About Olin College, 2012), el Laboratorio de Medios del M.I.T. (MIT Media Lab, 2012) y la D-school en Stanford (d.school, 2012), están diseñando nuevas aproximaciones a la enseñanza de innovación y promoción de la creatividad a través de aprendizaje cooperativo y colaborativo. El laboratorio K12 de la escuela de diseño de Stanford, un programa de investigación educacional, trabaja en transformar a profesores en diseñadores. El proyecto estrella del laboratorio K12 es la creación de un espacio para pensar y diseñar para una escuela que va de kínder a octavo año. Es un laboratorio de innovación de 3.500 pies cuadrados en la Nueva Escuela de Hillsborough, California (New School at

Hillsborough). Allí se aplican procesos de diseño a la enseñanza y el aprendizaje. Apoyándose en conceptos de diseño de productos, el laboratorio K12 desarrolló una metodología de design thinking para la educación que se acerca al aprendizaje como un proceso interactivo en el cual cada fracaso lleva a la exploración y descubrimiento de nuevas ideas. Por medio de talleres para profesores (K12 Laboratory Workshops, n.d.), clases de posgrado (K12 Laboratory Classes, n.d.) y su trabajo con socios públicos, de la industria y sin fines de lucro (K12 Lab Partners, n.d.), el laboratorio K12 tiene evidencia documentada en generar profesores innovadores (K12 Laboratory, Teachers as Innovators, n.d.) y jóvenes estudiantes diseñadores (Designers at the Lab, n.d.) que pueden transformar el aula en una plataforma viva e ingeniosa para la enseñanza y aprendizaje de innovación.

Numerosas fundaciones y organizaciones han formado comunidades de aprendizaje profesional (PLCs) para generar nuevas aproximaciones estratégicas para enseñar habilidades del siglo XXI que combinen el rigor de las 3Rs—leer, escribir y aritmética—, con las 4Cs urgentemente necesitadas—pensamiento crítico, comunicación, colaboración y creatividad.

Algunos ejemplos de implementaciones exitosas de tales PLCs son la Iniciativa de Aprendizaje Profundo (Deeper Learning, 2012) de la Hewlett Fundation, con su afiliación a más de 500 escuelas, EdLeader21 (EdLeader21, 2012), con su consorcio de 100 distritos escolares y la Partnership for 21st Cetury Skills, P21 (Partnership for 21st Century Skills, n.d.), una coalición de organizaciones sin fines de lucro, fundaciones y negocios de educación. Bajo su Programa de Escuelas Innovadoras (Microsoft in Education, 2013), Microsoft ha forjado asociaciones con escuelas de forma global y en Estados Unidos para conseguir un récord de implementación de cambios e innovación exitosos. Microsoft afirma que sus asociaciones han resultado en innovación en diseño curricular, colaboración profesional apoyada por avances tecnológicos entre profesores del mundo (Partners in Learning Network, 2013), alfabetización digital y pensamiento creativo. El programa de Compañeros en Enseñanza también ha contribuido con información y miradas sobre las políticas en transformación educacional efectiva que se está llevando a cabo en todo el mundo.

Aprendizaje basado en proyectos (ABP) La idea de proyectos en una sala de clases definitivamente no es una cosa nueva. Educadores de todas las disciplinas han estado utilizando esta herramienta por varias décadas ya. Existen dos metodologías distintas— aprendizaje basado en proyectos y aprendizaje basado en problemas—y algunos educadores han usado las dos indistintamente. De hecho, yo iría un

paso más allá y agregaría otros dos términos: aprendizaje basado en indagación y el más reciente aprendizaje basado en juego. Hay una clara distinción entre sólo hacer proyectos y emplear cualquiera de las otras cuatro metodologías de aprendizaje. Otros autores han abordado el aprendizaje basado en indagación y el basado en juegos en este libro; por lo tanto, no ahondaré en esos detalles más que para decir que existen distinciones claras entre las metodologías de aprendizajes basados en indagación, basados en juegos y basados en proyectos.

Con respecto a proyectos y ABP, la distinción (The Difference Between Projects and Project-Based Learning, 2012) es bien clara. Un proyecto es asignado generalmente con instrucciones y preguntas específicas, tienen una rúbrica y no siempre está relacionado con el mundo real o el mundo del estudiante. El aprendizaje basado en proyectos, por otra parte, es mucho más complejo en tanto organiza completamente el aprendizaje alrededor del proyecto y le otorga independencia de pensamiento y ejecución al estudiante.

Mientras el aprendizaje basado en proyectos y el aprendizaje basado en problemas comparten características, una diferencia importante entre los dos es que en el aprendizaje basado en problemas, el problema es definido claramente por el educador, y los estudiantes trabajan en grupos o individualmente por un período de tiempo para resolverlo. Este es un acercamiento que se utiliza frecuente y acertadamente en la educación médica, arquitectónica y de negocios. En el aprendizaje basado en proyectos, no existe un problema o proyecto definido. La voz del estudiante y su elección es muy importante, y los estudiantes controlan el proyecto en el que trabajarán. Moursand (2007) ha delineado las diferencias entre estas dos metodologías de aprendizaje aplicables en educación matemática.

Hay algunos detractores (Kirschner, Sweller, & Clark, 2006) que dan argumentos en contra del ABP, como también de todas las otras metodologías de aprendizaje presentadas más arriba, por ser mínimamente guiadas y no lograr conducir a los estudiantes que tienen poco conocimiento previo en la materia. Sin embargo, hay un gran cuerpo de investigación (Buck Institute for Education, 2013) sobre la eficacia del aprendizaje basado en proyectos que apoya las nociones de que los estudiantes aprenden mejor al atacar y resolver problemas del mundo real, y cuando los estudiantes tienen mayor control sobre su aprendizaje. Uno de los líderes en el aprendizaje basado en proyectos es el Buck Institute for Education (BIE) (2013). El BIE es una organización sin fines de lucro que ha dedicado sus esfuerzos por una reforma en educación instruccional, creando y diseminando productos, prácticas y conocimiento para un aprendizaje basado en proyectos efectivo. El sitio web del BIE tiene amplia literatura, investigación y modelos de implementación. Un buen punto

para comenzar es el artículo sobre los fundamentos para ABP (Larmer & Mergendoller, 2010) que describe los siete puntos esenciales del aprendizaje basado en proyectos. Larmer y Mergendoller enfatizan la importancia de buenas preguntas de guía o indagación significativa, que sea convincente, abierta y que capture la esencia y el propósito del proyecto. Un excelente artículo de revisión hecho por Thomas (2000) presenta los éxitos de ABP cuando empezó hace dos décadas.

Mejores prácticas Involucrando a las mentes jóvenes en la escuela Oakerest “Respeto tu formación científica pero tienes que entender que nosotros de seguro no somos una TJ (Secundaria Thomas Jefferson para la Ciencia y Tecnología, establecida en Alexandria, VA)... la ciencia y la tecnología no están en el primer lugar de nuestra agenda o en la misión de nuestra escuela”, esa fue la advertencia que me hizo el director de la escuela Oakcrest en respuesta a mi presentación donde dije que me apasionaba la ciencia, y que entusiasmar a las niñas con la ciencia iba a ser mi prioridad número uno en Oakcrest, Era mi entrevista para el puesto de profesora de ciencia en julio del 2002 en la escuela Oakcrest. Tomé el desafío y me lancé de cabeza a una carrera de enseñanza luego de años de dedicarme a la investigación en el campo de la óptica cuántica. Lo que siguió por los siguientes 7 años fue el descubrir todas las cosas buenas de enseñar. Le debo mi gratitud a la directora de mi colegio por poner su confianza en mí y darme la libertad de experimentar con mi filosofía de enseñanza—una filosofía vinculada con una motivación por producir mentes jóvenes que pudieran disfrutar del deleite y el asombro del mundo natural y físico, aprender a partir de la curiosidad y empoderarse para innovar.

Tomé una carrera en enseñanza con dos objetivos principales: (1) para inculcar pasión por STEM en mentes jóvenes y (2) para aumentar el número de niñas en el campo de física e ingeniería. El entrenamiento y la experiencia que tuve como científica me mostró un camino lógico para aprender, apreciar y comunicar la ciencia. Para mi ventaja como educadora, el camino que adopté y apliqué naturalmente para introducir a los niños a la ciencia—ya fueran mis propios niños, los niños que ayudé como una voluntaria PTA o los estudiantes en mi salón—me ayudó a ser exitosa en apoyar a los niños para ser pensadores y estudiantes innovadores. ¡Mucho después descubrí que lo que estaba explorando exitosamente en mi salón se modelaba en la filosofía que subyace al aprendizaje basado en proyectos!

Para comenzar, quisiera contestar algunas preguntas que otros

profesores me han hecho. Me preguntaron sobre entrega de contenido, como completar el programa de curso y la validez de la evaluación de los proyectos grupales e individuales. Nunca he puesto en riesgo lo que el curriculum requiere que sea cubierto en cada nivel de curso ni la profundidad con la que debo cubrir el currículum. Todas las clases en Oakcrest eran del más alto nivel. Esto no implica que estudiantes en otros niveles no puedan participar de los proyectos presentados. Además de los currículums de curso orientados a laboratorios y los basados en problemas, hago que todas mis clases participen de una variedad de actividades de aprendizaje, incluyendo estas: ● Proyectos de investigación que incluyen: o Escribir artículos o Aprendizaje colaborativo e independiente o Presentaciones orales ● Proyectos abiertos sobre o “Química en la vida cotidiana” o “Innovaciones químicas y sus aplicaciones” ● Participación del Día Nacional del Mol, Semana Nacional de la Química, Día Mundial del Monitoreo del Agua, y actividades relacionadas ● Participación en competencias de ciencia regionales y nacionales: o Desafío Chemagination de la Sociedad Estadounidense de Química o Desafío Dupont de Ensayos en Ciencia o Concurso Exploravision de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencia (NSTA) / Toshiba Para enseñarle a un estudiante cómo innovar, uno tiene que permitirle que inicie el proceso de aprendizaje; que piense “con originalidad”; a perseverar en un problema, pero también darse cuenta cuando se necesita tomar un nuevo acercamiento; a estar cómodos con el fracaso, pero también listos para aprender de este y continuar avanzando y el saber cómo trabajar en equipo y colaborar para producir un producto final que de verdad puede no tener un único dueño. Algunos de los principios claves que usé en mis proyectos en clase están en la siguiente lista. Uno encontrará que cualquier autoridad en el aprendizaje basado en proyecto delineará principios similares (Project Based Learning for the 21st Century, 2013), por ejemplo, el Buck Institute for Education.

1. Involucra a los estudiantes en aprendizaje activo: Destaca la importancia de la voz y la elección de los estudiantes. Los estudiantes son dueños del proyecto y del proceso de aprendizaje.

2. Haz una pregunta guía: Incita a los estudiantes a preguntarse por qué,

3.

4.

5.

6.

dónde y qué: ¿Por qué el estudiante necesita saber esta información?, ¿Dónde está la relevancia del conocimiento adquirido en la vida real?

Y, ¿qué haré con este conocimiento? El estudiante hace estas preguntas guía; el pensamiento crítico empieza con hacerse muy buenas preguntas. Formular un problema es tan importante como resolverlo. Un niño de cuatro años promedio pregunta cientos de preguntas, pero mientras el niño crece, esta habilidad pareciera ser borrada por la escuela o por padres, o por ambos. Es importante que los profesores se den cuenta que hacer preguntas no es ni disruptivo ni molesto.

Perseverar: En la ciencia, las respuestas nunca son obvias. Muchos de nosotros sabemos que los experimentos nunca parecen resultar de la forma que nos gustaría que lo hicieran. Los científicos intentan muchos acercamientos diferentes antes de tener éxito. El punto crucial de la innovación es la perseverancia. Para que un estudiante entienda que el fracaso es un escalón hacia el éxito, que una solución a un problema o que incluso diseñar una pregunta no sucede inmediatamente, es tan importante como encontrar la solución a dicho problema. La genialidad de verdad es 99% transpiración y 1% inspiración. La mayoría de los innovadores tienen algunos aspectos en común: se adaptan y son receptivos, no penalizan el fracaso y son conscientes de que tomar riesgos es una lección importante al aprender a ser innovador.

Trabajo en equipo: Lluvia de ideas, colaboración y comunicación. Ser capaces de hacer una lluvia de ideas, avanzar a partir de ideas y aprender a juntar pensamientos disparatados para formar una solución a un problema es otra habilidad importante para un innovador. Pensar de forma creativa es una habilidad que puede ser cultivada. Es el resultado de combinar y practicar estos tres procesos. Esto involucra trabajo en equipo—entender cómo colaborar, cooperar y trabajar en un equipo para generar un producto que sea una amalgama de pensamientos. Este es el tipo de colaboración creativa en que los innovadores necesitan involucrarse para pulir sus habilidades. La innovación generalmente es un deporte de equipo.

Entender cómo buscar retroalimentación y revisar el trabajo propio: Nuevamente, una habilidad que puede ser enseñada por una combinación de los puntos 3 y 4.

Presentar públicamente el producto: Cualquier innovador tiene que ser capaz de presentar exitosamente la idea y el producto. A menos que entiendas completamente qué es lo que has tratado de resolver y

en lo que innovar, es difícil hablar sobre ello. Si un estudiante se siente dueño de un proceso, él o ella será mucho más capaz de comunicar la solución e innovación.

Enseñando innovación a estudiantes de segundo año de secundaria en Oakcrest Lo primero que decidí hacer fue presentar a los estudiantes una muestra de las tareas que vendrían. Empezaría con actividades que tomaran una semana o un par de días o que se entregaran al día siguiente, para introducir a los estudiantes a la idea de pensar de forma creativa. Esto es lo que yo llamo “el proyecto aperitivo”.

Al comienzo del año les presento un mini proyecto titulado “Mi mundo químico” o “Poemas químicos” o “Elemental, Oakcrest”. Tenía uno diferente cada año. El propósito de este mini proyecto era marcar el tono del aprendizaje para el resto del año. La entrega del proyecto coincidía con nuestra noche de vuelta a clases, así que tenía la oportunidad de presentarle a los padres mi filosofía de enseñanza, las expectativas en el aula y adónde llevaría todo esto. Las primeras semanas de química se centraban en medidas, seguridad en el laboratorio, aparatos del laboratorio, cambios químicos y físicos y una introducción a la tabla periódica. Por ejemplo, los estudiantes crearían poemas cómicos relacionados con cualquiera de los temas que hayamos cubierto, o les pediría que observaran y describieran lo que les recordaba a sus clases de química en sus casas. Este proyecto a nanoescala, como yo lo llamaba, era de respuesta abierta y valía la nota de un control. El resultado final que yo buscaba era que los estudiantes tomaran lo que estaban aprendiendo en clase y lo vieran aplicado en el mundo real. Les pedía que bosquejaran y entregaran algo visual en una hoja de papel. A veces el diario mural de la clase tendría la frase del proyecto, cada estudiante tendría asignada una letra del alfabeto como un apoyo visual para promover su curiosidad química.

Cuando nos acercábamos a octubre, usaba completamente la Semana Nacional de la Química, el Día Nacional del Mol y el Día Mundial del Monitoreo del Agua para presentar un proyecto grande y varias actividades asociadas.

Empieza con un “¡bang!” y definitivamente no termines lloriqueando Celebra la ciencia. No puedo destacar más cuán importante son tanto el evento para presentar el proyecto como el para culminarlo. Los proyectos debiesen de promoverse con eventos de apertura innovadores y terminar con

una presentación pública de los estudiantes que reconozca sus esfuerzos.

La Semana Nacional de la Química se celebró en grande en Oakcrest.

Los estudiantes de segundo año de secundaria, o Sopho-moles, como comenzaron a referirse a sí mismos9, estaban participando de múltiples actividades. Octubre empezó con estudiantes de 10º que crearan experimentos de química que ellos pudiesen llevar a cabo y que pudiesen guiar a alumnos de 6º en ellos. Los estudiantes trabajaron en grupos de tres para buscar en internet y elegir un experimento apropiado para la edad y que pudiesen ayudar a “enganchar” a los más jóvenes con la química. Si bien los alumnos de segundo todavía estaban en las etapas iniciales de su curso de química, aun así podían guiar a estudiantes de 6º en cuanto a seguridad de laboratorio y experimentos simples de química que implican mayormente químicos que se encuentran en los hogares. La idea era tener un laboratorio que fuese guiado por los de 10º y que ofreciera entre seis a ocho actividades, cada una diseñada para ser completada en 10 minutos, y para que los estudiantes de 10º sientan la emoción de comunicar el gusto por experimentar en ciencias. La química es y siempre ha sido una excelente materia para atrapar a los más jóvenes. Es colorida, hace espuma, burbujea, explora y produce cambios visibles llamativos y todo esto tiene a los estudiantes sorprendidos y maravillados.

Esto tomaría lugar durante algún día que haya laboratorio dos módulos seguidos, así que se requería de buena colaboración entre los profesores de los dos cursos, como también que coincidieran los horarios. Yo tenía dos secciones de 10º dirigiendo a dos secciones de 6º. Acá hay una lista de ejemplos de actividades que los de 10º llevaron a cabo: 1. Magia de repollos: usar el jugo del repollo rojo como un indicador universal y probar con productos del hogar para ver propiedades de ácido o base 2.

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5.

Pasta de dientes para elefantes Experimento del volcán de bicarbonato Densidad de los centavos de cobre Fuerza de tensión del spaghetti y comparación entre diferentes tipos de spaghetti 6. Cualidad hidrofílicas de la leche

9

Nota del traductor: En el contexto angloparlante a los estudiantes de segundo año en procesos de cuatro años se les llama Sophomores. Aunque por lo general este término se utiliza mayormente en contexto universitario, también es utilizado, como en este caso, para estudiantes de secundaria. Así un sophomore es un estudiante de segundo año de secundaria o décimo año escolar.

7. Ácidos y bases para escribir mensajes secretos A los estudiantes de 10º se les permitió buscar en internet y sitios web de laboratorios para que encontraran experimentos o modificaciones de experimentos que pudiesen entender y que les emocionaran lo suficiente como para querer guiar a los más jóvenes a través de ellos. Mi experiencia ha sido que esto empodera a los estudiantes de 10º al poner en marcha los experimentos ellos mismos, lo que lleva a un orgullo porque se sienten dueños del experimento y mejora la capacidad de comunicar conocimiento, por lo tanto, construyen una mejor comprensión de la materia. A cambio, los estudiantes de 6º adoraban el proceso de aprender de pares y veían toda la experiencia como una visita de campo disfrutable.

Esto calificaba como un proyecto de dos semanas, ya que los estudiantes tenían que formular un experimento de ciencia basado en indagación que ellos pudiesen guiar y actuar como mentores. Tenía tanto la voz como la elección de los estudiantes. Un extra para mí era motivar a los estudiantes de 10º año a que, a partir de este experimento como mentores, se tomaran la seguridad del laboratorio seriamente. La evaluación de este proyecto corto estaba basada en la actividad de laboratorio, la originalidad, el proceso de mentoría, un reporte de laboratorio de seguimiento, incluyendo los detalles científicos acerca el experimento, más: ● cualquier pregunta de los alumnos de 6º que los estudiantes fueran capaces de clarificar ● cualquier pregunta que los alumnos de 10º generaran por sí mismos, y ● cualquier modificación o nueva actividad relacionada con el experimento.

Por supuesto, siempre habrá alumnos que intente tomar el camino corto haciendo un copiar-pegar de un trabajo completo, pero esto puede evitarse usando una opción de entrega en persona.

Como parte de las celebraciones de la Semana Nacional de la Química, también celebré el Día del Mol. Esto empezó a menor escala dentro el salón de clases, pero se convirtió en una celebración de toda la escuela en un par de años.

Me inscribí en la Fundación Día Nacional del Mol (National Mole Day Foundation, 2013) y obtuve la canción original del Día del Mol y artículos del mismo. Los estudiantes del curso de Química Avanzada guiaron a toda la escuela en una promesa al mol. Ya que el Día del Mol estaba tan cerca de Halloween, ellos demostrarían actividades de magia química de Halloween. Los estudiantes de segundo año continuaron con una canción relacionada al día y disfrazados en relación al evento. Al final de la asamblea,

algunos estudiantes de noveno entusiasmados gritaban que no podían esperar para llegar al 10º año de química. Después ese mismo año, me encontré con un estudiante de sexto año en una tienda de mascotas y me sorprendió alegremente cuando ella me dijo “Hola Dr. J, el mol es 6.0 x 1023” ¡ahí supe que la diversión en ciencias había llegado a Oakcrest!

Mis proyectos más largos incluían el concurso Chemagination de la Sociedad Americana de Química (ACS Chemagination, 2012) y el concurso Exploravision de la Toshiba/NSTA. La introducción en estos proyectos largos, como ya mencioné, empezó en grande. Luego de la asamblea del Día del Mol, presentaría dos proyectos principales a los estudiantes de segundo año y a los de Química Avanzada: el concurso Chemagination de la ACS y el Desafío Exploravision. El concurso Chemagination era obligatorio para todos los alumnos de 10º, mientras que Exploravision era opcional y abierto a cualquier estudiante de ciencias entre 10º a doceavo año.

El concurso Chemagination de la Sociedad Americana de Química (ACS Chemagination, 2012) les pedía a los estudiantes imaginar que estaban viviendo 25 años en el futuro y que habían sido invitados a escribir un artículo para la revista de la ACS dirigida estudiantes de secundaria enfocada en el rol de la química en la vida diaria. El objetivo del artículo es “describir un avance reciente o una innovación en química (y/o sus aplicaciones) que ha mejorado la calidad de vida de la gente hoy en día” (ACS Chemagination, 2012).

Además del artículo a los estudiantes se les pedía diseñar una portada para la revista. El artículo debía ser escrito como si los estudiantes estuvieran viviendo 25 años en el futuro, mirando hacia atrás a las innovaciones que habían ocurrido desde el tiempo presente. La innovación debía caer en una de las cuatro categorías: fuentes de energía alternativa, medicina/salud, medio ambiente o nuevos materiales. Como los temas son muy amplios y abiertos, los estudiantes tienen la libertad de elegir una categoría a su antojo. A los estudiantes se les pide que trabajen en grupos de dos o tres. La evaluación de la entrega está basada en: ● el artículo escrito, el cual es entregado por adelantado, y ● la presentación de la innovación en una exhibición y una entrevista con los jueces (muy parecido a como se juzgan las ferias de ciencia).

Este concurso empezó pequeño y creció a una gran escala, con Oakcrest sirviendo de anfitrión para las escuelas privadas del aria de Virginia y Maryland. Los estudiantes presentaban su trabajo a científicos que vinieron como jueces, y los equipos ganadores eran enviados para que presentaran sus innovaciones en la Reunión Regional del Atlántico Medio de la ACS en Nueva York. El proyecto incluía a todos los elementos del pensamiento,

aprendizaje y enseñanza innovadores. El proyecto fue iniciado en octubre, con la presentación final en mayo.

El concurso Exploravision NSTA/Toshiba (Exploravision: Today’s young minds drive tomorrow’s innovation, 2012) fue el otro proyecto de largo aliento. Cada año que enseñé, ofrecí esta alternativa como un proyecto opcional con crédito extra y animé a todos mis estudiantes de Química, Química Avanzada y Física a participar. Exploravision les pide a los estudiantes imaginar cómo sería la tecnología en el futuro. La competencia era otra forma excelente de que los estudiantes aprendieran cómo trabajar en grupos de aprendizaje colaborativos en un proyecto interdisciplinario. Les enseñaba cómo trabajar e innovar efectivamente en grupos de 2 a 4 estudiantes, y cómo cumplir con fechas de entrega específicas establecidas por los organizadores de la competencia. En el 2007, uno de mis equipos fue declarado ganador regional. “Estudiantes de segundo año de Oakcrest exploran el futuro de la tecnología” era el encabezado en el Arlington Catholic Herald (Arlington Catholic Herald, 2007). “Estudiantes nombrados ganadores regionales”, era el enunciado en el The Connection Newspaper (The Connection, 2007) esa mañana alegre de marzo del 2007. Fue un momento mucho orgullo para mí como entrenadora de tres jóvenes mujeres que pensaron en un aparato futurístico de nanotecnología que notificaba y trataba a personas que estaban teniendo ataques cardíacos. Este equipo fue un ejemplo de innovación, perseverancia y trabajo en equipo. El grupo empezó con varias ideas, y mantuvieron discusiones periódicas. Yo las escuchaba desarrollar lluvias de ideas y formular nuevos conceptos. Investigaron muchas innovaciones tecnológicas. Al final se decidieron por una innovación en particular y trabajaron duro en ella hasta que se encontraron con un artículo de investigación que indicaba que el proyecto estaba actualmente siendo investigado en un laboratorio. Esto significó que las estudiantes tuvieron que trabajar más duro e involucrarse en otro proyecto para poder cumplir con la fecha de entrega. Las estudiantes por decisión propia siguieron trabajando durante las vacaciones de Navidad y lograron armar otro proyecto que las llevó a convertirse en ganadoras regionales.

Recomiendo encarecidamente el proyecto Exploravision por muchas razones. Este un proyecto que puede ser utilizado en cualquier año desde kinder hasta 12º. Es un proyecto en equipo, es interdisciplinario, enseña a los estudiantes los principios básicos de innovación y apoya la imaginación y la creatividad. Es un gran proyecto que permite a los estudiantes aprender a cómo generar ideas, trabajar con ellas y colaborar como equipo dándoles también total libertad en la elección de la disciplina. Además, es una de esas competencias que son altamente inclusivas, abierta a todos los estudiantes del sistema escolar sin un sesgo hacia personas con logros académicos

destacados.

Enseñar innovación a la clase avanzada en Oakcrest En nuestra escuela, Química Avanzada sólo se ofrecía en onceavo año, y se exigía que los estudiantes hubieran completado el curso de Química General en 10º año antes de que pudieran tomar el avanzado. Ya que Oakcrest es una escuela privada pequeña, yo estaba enseñando a la clase completa de estudiantes de segundo año, y mi grupo avanzado consistía de estudiantes que ya habían estado expuestas a mi filosofía de enseñanza por un año. A las estudiantes de avanzado se les exigía una mayor responsabilidad en elegir, preparar y demostrar experimentos más complejos en una asamblea para toda la escuela. Ya que el Día del Mol venía justo antes de Halloween, no había mejor carnada para atraer a las estudiantes a la química que demostraciones basadas en Halloween. Cada año las estudiantes de avanzado tenían que generar un nuevo set de experimentos que tuviesen un efecto dramático. Las estudiantes de avanzado hicieron amplio uso de Flinn, o cualquier otro manual de compañías químicas usado para pedir químicos de laboratorio, para así elegir experimentos que las estudiantes de avanzado estuvieran confiadas que pudiesen explicar y demostrar de manera segura. Usamos experimentos tales como pócima de brujas, pasta de dientes de elefante, Halloween “quimisterios” y la calabaza que desaparece. Los experimentos incluían conceptos de catalizadores, reacciones de descomposición, reacciones exotérmicas, plásticos que se comprimen al calor, espuma de poliuretano, polímeros, reacciones óxido reducción, fluorescencia, luminiscencia química y triboluminiscencia. Las estudiantes de avanzado demostraron sus experimentos a todo el cuerpo de estudiantes y contestaron cualquier pregunta que ellas hicieran. Esto es un ejemplo de darle a las estudiantes opción y voz, independencia y liderazgo. Las estudiantes también aprenden de esta experiencia que los experimentos no siempre salen como uno los planea. Ellos aprendieron que los científicos improvisan y que tienen que buscar nuevos acercamientos cuando un experimento decide no funcionar. Ellas se adueñan de la demostración y la practican, y se entrenan a sí mismas para anticipar el fracaso. La lección que aprenden es ser innovadoras frente a fracasos experimentales imprevistos, y a tener la confianza suficiente para explicar la ciencia y aventurarse con una explicación de porqué el experimento pudo haber fallado—todo esto presentado de forma imprevista a una asamblea constituida por pares y adultos.

Yo creo en permitirles a los estudiantes que tengan una experiencia de ciencia del mundo real y de lo que pasa en un laboratorio de investigación.

Con este objetivo me he vinculado con laboratorios locales y he desarrollado

una red de científicos que están dispuestos a ofrecer pasantías de verano a los estudiantes. Los estudiantes regularmente trabajan de internos en el Instituto Nacional de Salud, Instituto de Investigación del Cáncer, la Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio, el Museo Udvar-Hazy, el Museo Smithsonian del Aire y el Espacio, el Centro Médico Militar Nacional Walter Reed y otros laboratorios. Además de ofrecer experiencia del mundo real y conexiones con el aprendizaje del salón de clases, las pasantías les abren oportunidades para presentar el trabajo de investigación de las estudiantes en ferias de ciencia regional.

Estaba constantemente comprometida en abrir simposios, talleres, desafíos de ciencia y otras oportunidades a medida que se presentaban. Las estudiantes de avanzado estaban regularmente nominados para asistir a simposios de ciencia juveniles. Desafortunadamente, esto sólo podía ser ofrecido a un par de estudiantes que expresaran interés en la investigación.

En la forma en que nuestro año académico estaba estructurado, no había mucho tiempo extra en clases después de que las estudiantes tomaran su examen de avanzado. Yo coordinaba para tener mayor investigación abierta en el laboratorio lo que les permitía a los estudiantes tener un acercamiento más relajado al trabajo en clases. Además, como el currículum ya estaba completado, las estudiantes estaban en una posición que les permitía apreciar el trabajo de laboratorio y predecir de mejor manera dónde las llevarían sus investigaciones.

También intenté motivar a las estudiantes de avanzado a que tomen el Desafío de Ciencia DuPont (The DuPont Science Challenge, 2012). Este desafío invita los estudiantes a realizar investigación, pensar críticamente y escribir un ensayo de ciencia que entregue ideas innovadoras en los desafíos globales más importantes, o que demuestre la aplicación de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) en nuestras vidas diarias. El desafío DuPont motiva a los estudiantes a que consideren nuestros más importantes desafíos al investigar los y escribir un de entre 700 a 1000 palabras en una de las siguientes cuatro categorías: ● Juntos, podemos alimentar al mundo. ● Juntos, podemos construir un futuro energético seguro. ● Juntos, podemos proteger a las personas y al medio ambiente. ● Juntos, podemos ser innovadores en cualquier parte.

He usado en varias ocasiones los principios de estas competencias para ofrecer evaluaciones alternativas para la clase. Es interesante (¿o debería decir satisfactorio?) que las competencias de ciencia que les presenté a mis estudiantes 10 años atrás ¡hoy son un punto destacado de las ferias de ciencia de la Casa Blanca!

Enseñar innovación a las estudiantes de física en Oakcrest Una profesora de física en una escuela para niñas tiene que motivar a las estudiantes para que aprendan en un campo que es visto por muchos como seco y dominado por hombres. En un esfuerzo por resolver estos sentimientos, he desarrollado una evaluación alternativa que es innovadora y ha resultado en un ambiente positivo de aprendizaje. Necesitaba asegurar que hubiese relevancia para la vida cotidiana, un montón de humor y, por supuesto, ¡el uso de principios físicos! Como fanática de Rueben Garret Lucius Goldberg, aka Rube Goldberg, un renombrado inventor, escultor, ingeniero y dibujante extraordinario estadounidense, pensé, espacio “¿Qué mejor que un Desafío de Máquinas Rube Goldberg?” Como los fanáticos de Rube Goldberg pueden atestiguar, su inolvidable personaje Profesor Lucifer Gorgonzola Butts, ilustraba invenciones que son conocidas hoy en día como “Máquinas Rube Goldberg” (Rube Goldberg Contest, 2012), un aparato extremadamente complicado que ejecuta una tarea muy simple de una forma compleja, en muchos pasos e indirectamente. Muchas de las ilustraciones de Goldberg retrataban máquinas complicadas, casi absurdas, pero absolutamente innovadoras.

Al final del módulo de Mecánicas, invité a las niñas a que usen conceptos de las leyes de momentum y transformación de la energía de Newton, y máquinas simples y compuestas para diseñar y construir una máquina Rube Goldberg. La máquina tiene que hacer una tarea simple y cotidiana que puede ser elegida por las niñas, pero tiene que lograrla con al menos 15 pasos. También requerirá el uso de transformaciones de energía innovadoras en vez de simplemente una batería. La máquina tiene permitido solamente una intervención humana. Las estudiantes tenían permitido empezar la máquina con un primer paso y la máquina tenía que estar diseñada para seguir los otros 14 sin intervención adicional.

Esto implicaba encontrar soluciones creativas y basarse en principios básicos de física. Esto motivó a las niñas a usar herramientas, engranajes, poleas y palancas para construir las máquinas. Las estudiantes trabajan en grupos, lo piensan en el laboratorio y por gusto (¡o así me gusta creerlo!) pasan varias horas del fin de semana construyendo la máquina. Buscan entre los objetos descartados de sus casas que puedan ser utilizados como engranajes, palancas, o poleas. A mis estudiantes se les ocurrieron ideas intrincadas para llevar a cabo tareas simples que van desde apretar la pasta de dientes, poner chispas en pastelitos, hasta prender una licuadora. Una vez que las niñas se dan cuenta del significado de los principios de física, compiten con ganas por hacer las máquinas más geniales, raras o lindas. El día de la presentación, las máquinas son expuestas y presentadas a la escuela,

atrayendo el interés de todo el cuerpo estudiantil desde sexto a doceavo año.

De hecho, a la oficina de admisión le encantaba mostrar las máquinas como una característica única del currículum de la escuela.

Sin duda hay bastantes quejas y llantos (por lo bajo) cuando un paso crucial decide no funcionar después de horas de preparación, lo que lleva a las niñas a inventar nuevas soluciones para hacerlo funcionar. Sin embargo, el idear, diseñar, inventar y construir la máquina es un logro que las niñas pueden mirar hacia atrás y felicitarse por lo que han hecho. La experiencia les daba a las niñas una perspectiva con respecto a la física y a la ciencia aplicada, y una entrada significativa al diseño en ingeniería. Además, cruzaban una importante barrera de género al crear una máquina que las dejaba con un espíritu de logro, orgullo de haber usado maquinaria y el gusto de jugar con complejos objetos mecánicos que ellas crearon—todo en el nombre de la física. Mi recompensa final fue la decisión de un estudiante de último año de cambiar su opción universitaria por una especialidad en física en vez de lenguas extranjeras.

Un segundo proyecto de evaluación alternativa que ofrecía era participación en clases en el Desafío de Cohetes Team America (TARC) (Team America Rocketry Challenge, 2012). Les presentaba a las estudiantes los principios de vuelo y construcción de cohetes. Las estudiantes luego usaban programas computacionales licenciados de simulación tales como RockSim (Apogee Components, 2013), SpaceCad (SpaceCad, 2013), o el OpenRocket (OpenRocket, 2013) de descarga gratuita para simular diseños de cohetes y entender los componentes de la construcción de uno. TARC también tiene la lista de ingenieros voluntarios y mentores aeroespaciales que están dispuestos a ir a las escuelas para ayudarles en la partida a los estudiantes con los principios de la construcción de cohetes. Luego de familiarizarse con los cohetes simulados, los estudiantes tenían que trabajar en un presupuesto, conseguir fondos (si fuera necesario) para comprar los componentes del cohete y seguir las instrucciones de la competencia para construir un cohete. Probaban su cohete varias veces antes de estar listos para el lanzamiento de las rondas clasificatorias. Una de mis estudiantes fue elegida para el NASA INSPIRE (INSPIRE, 2013) dos años seguidos y luego siguió una carrera en ingeniería aeroespacial.

Además del trabajo que hice con estudiantes del décimo a doceavo año, también empecé una celebración con todo el cuerpo estudiantil (desde sexto a doceavo año) de la Semana Nacional de la Ingeniería (DiscoverE Engineers Week, 2013). Un visitante que entrase a Oakcrest cualquier día durante esa semana vería a las estudiantes de todos los años resolviendo desafíos de ingeniería, ya sea construyendo puentes, catapultas o paracaídas.

Era importante hacer que la ciencia fuera divertida para las estudiantes (todas

niñas, en mi caso) para “engancharlas” con las ciencias naturales, físicas y de la ingeniería; para enseñarles a pensar de forma innovadora y a cometer errores y aprender de ellos.

Albert Einstein tenía razón en muchas cosas, pero nunca más que en esta cita que se le atribuye: “en cuanto a física, la primera elección debiese contener nada más que lo que es experimental e interesante de ver. Un experimento bonito es en sí mismo muchas veces más valioso que 20 fórmulas extraídas de nuestra mente”.

Adaptar las mejores prácticas en tu sala de clases Las prácticas que yo he empleado en mi salón pueden ser adoptadas por cualquier profesor en un aula del ciclo escolar. Gracias al nuevo énfasis en la importancia de STEM, no existe escasez de recursos en la Internet. Uno de los mejores lugares para buscar información sobre celebraciones de día/semana de la ciencia es el sitio web de la asociación profesional relevante. La mayoría de los sitios web de asociaciones profesionales tienen un vínculo para recursos educacionales que ellos ofrecen. Muchos de estos sitios sirven a diferentes años y niveles escolares y ofrecen actividades para la mayoría de las aulas de colegio. Además de la lista de desafíos y competencias de ciencia que yo he adoptado, existen otras competencias ofrecidas por diferentes organizaciones, y usualmente ellas ofrecen opciones para diferentes niveles.

Formar un club para después de clases o hacer de entrenador voluntario de un equipo ayudará a cualquier profesor a empezar a adaptar estas iniciativas en su salón. He aquí una lista de recursos: ●

Semana de Atención al Cerebro (BAW) de la Dana Foundation (Dana Foundation, n.d.) ● Semana Nacional de la Ingeniería de la National Engineers Week Foundation ● Vacaciones Química de la Sociedad Americana de Química (Holiday Chemis- try, 2012) ● Misiones Físicas de la Sociedad Americana de Física (Physics Central, n.d.) ● Concurso de Diseño de Montañas Rusas Six Flags de la Asociación de Profesores de Física Americanos (AAPT, n.d.) ● FIRST Liga Lego (FIRST FLL, n.d.) ● FIRST Competencia en Robótica (FIRST FRC, n.d.) ● Junior FIRST Liga Lego (Junior FIRST FLL, n.d.)

En segundo lugar, hay varias escuelas que han adoptado el aprendizaje en base a proyectos, y pongo una lista de algunas de estas

escuelas aquí. Esta lista te dará una idea de cómo el currículum se ha adaptado y cómo las comunidades escolares están empleando el aprendizaje en base a proyectos. Los educadores pueden tomar partes o todos los componentes de esta metodología de aprendizaje o adaptar principios de este acercamiento en cualquier aula escolar. También he agregado un vínculo para una fuente donde se presentan cómo el ABP puede ser un proyecto “hazlo tú mismo”.

1. High Tech High Schools (HTH ABP, n.d.)

2. Illinois Mathematics and Science Academy (IMSA ABP, 1993) 3. Avalon School (Avalon ABP, n.d.)

4. Pacific Education Institute ABP Curriculum (Pacific Education Institute, n.d.)

5. Greenwich Public Schools (Greenwich Public School ABP, n.d.)

6. DaVinci Schools (Da Vinci School ABP, n.d.)

7. ABP do-it-yourself (Buck Institute for Education, 2013) 8. Replicating Success: Project Based-Learning (Edutopia ABP, n.d.)

Finalmente, las metodologías transformativas como el pensamiento en diseño ofrecido por el laboratorio K12 y el MIT Media Lab tienen oportunidades de entrenamiento profesional. La innovación es independiente de la edad, año o país. Por esto, adaptar cualquiera de estas nuevas prácticas transformativas en tu aula o escuela te ayudará también a ser un innovador tú mismo.

1. Design Thinking for Educators (IDEO Design, n.d.)

2. D-Lab MIT Youth Outreach (D-Lab MIT, n.d.)

3. K12 Lab Wiki (K-12 Lab wiki, n.d.)

Conclusión Entrar en la arena de la educación sin entrenamiento en pedagogía y práctica educacional fue sin duda una tarea desafiante. Sin embargo, entrar a un salón de ciencias siendo una física en práctica, con una pasión por querer comunicar la ciencia de la forma más atrayente, fue una gran ventaja para mí en rápidamente aprender cómo funcionaba todo e inventar mejores prácticas en el camino. Además, pasé varios años como una voluntaria activa de PTA, dando charlas donde fuere y cuando fuera que los profesores o los colegios llamaran por voluntarios. Ser una madre comprometida también me ayudó mucho en encontrar programas que me gustaría ver en la escuela de mis hijos.

Las 4P: persistencia, perseverancia, pasión y paciencia (esta última a camionadas) fueron cruciales y extremadamente formativas en lograr el éxito en mi salón de clases y en mi crecimiento profesional.

Como alguien que tuvo que enseñarse sí misma antes de enseñar a aquellos que estaban bajo mi cuidado, aprendí a ser innovadora, imaginativa, creativa, valiente y colaborativa. La adopción o adaptación de nuevas prácticas en el salón de clase de uno se parece mucho a tomar el camino menos transitado. Estás condenado a encontrar sorpresas y quizás algunas no muy placenteras, así que está bien estar nerviosa. Pero, como un buen profesor lo haría para motivar a sus estudiantes, recuerda ser amable contigo mismo y no le tengas miedo al fracaso. Por supuesto, el ser responsable por tus estudiantes te hace dudar sobre adoptar prácticas que tengan el potencial de venirse en tu contra. Una forma de ver la adopción de las prácticas puede ser pensar como un experimentalista en un laboratorio. Haz la investigación del trasfondo y luego empieza a jugar con las variables controladas, asegurándote de no introducir muchos parámetros desconocidos en el experimento. Con cada nuevo resultado, analiza los datos y tienes que estar preparado para modificarlos. La pieza final de lecciones aprendidas que te dejo es que empieces en pequeño, prepárate para aprender y re-aprender de tus errores y sorpresas, y poco a poco aumenta el tamaño de tu programa. Una vez que tengas la fórmula ganadora, como les digo frecuentemente mis estudiantes, ¡simplemente hazlo y mira los resultados!

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Capítulo 8

EXPANDE LOS HORIZONTES DE TUS ESTUDIANTES AL EXPANDIR EL TUYO Jean Pennycook

Introducción Todos hemos asistido a seminarios de desarrollo profesional para profesores, institutos, talleres y reuniones. Quizás aprendimos una nueva actividad, nos llevamos a casa una planificación inspiradora, o nos ganamos una pieza de equipo de ciencias en la rifa. Todo valioso, divertido, pero ¿hay algo más allá fuera? Puedes apostar que sí. La National Science Foundation (NSF), La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA), la Administración Nacional Aeronaútica y Espacial (National Aeronautics and Space Administration o NASA) y un sin número de otras organizaciones federales y privadas ofrecen experiencias de campo, oportunidades de investigación en laboratorio, viajes internacionales y más para profesores de colegio. En el año escolar y en el tiempo libre del verano. Amplía los horizontes de tus estudiantes al expandir los tuyos. Este capítulo ofrece una serie de razones de porqué sacar un pie del aula mantendrá al otro pie feliz.

Los eventos de desarrollo profesional para profesores (DP) buscan proveer experiencias que mejoren las prácticas pedagógicas en la sala de clases. Algunas investigaciones sugieren que el DP efectivo y de calidad puede mejorar no sólo la calidad de la instrucción, pero también los logros de los estudiantes (Seymour, Hunter, Laursen, & Deantoni, 2004). El National Research Council (National Research Council, 1999) ha propuesto que proveer oportunidades de DP de calidad para los profesores del ciclo escolar debiera ser un objetivo importante para administradores y distritos escolares.

Para la mayoría de los profesores, sin embargo, la oferta actual de DP en las escuelas y distritos es provista como oportunidades de una sola ocasión y es poco probable que mejoren la práctica pedagógica (Wei, Darling-

Hammond, Andree, Richardson, & Orphanos,2009). Los profesores reportan que estos talleres tienen poco impacto en sus prácticas de enseñanza (Garet, 2001) o en su conocimiento de contenido. Buena parte de la investigación actual propone que los eventos de DP de corto plazo—los que duren menos de 30 horas—no son efectivos y no cambian en nada las prácticas de instrucción del profesor o los logros de los estudiantes (Loucks-Horsley, Love, Stiles, Mundry, & Hewson, 2003; Yoon, 2007).

Existe un tipo de DP, sin embargo, que ha demostrado tener un impacto y cambiar cómo los profesores ven sus prácticas educacionales, su contenido y sus métodos de instrucción. Conocidos como Experiencias de Investigación para Profesores (Research Experience for Teachers o RET), o programas de inmersión, estos eventos de DP proveen a los profesores una oportunidad de experimentar la naturaleza del aprendizaje, como también las prácticas del trabajo científico, por un tiempo extendido (Dresner, 2006Su duración puede variar de 2 a 10 semanas, a veces un verano o varios años, y proveen a los profesores y una oportunidad para introducirse por sí mismos en la investigación científica o en un contexto de industria, saliendo de la sala de clases por un tiempo corto y volviendo a ella con nuevas habilidades.

Trasfondo El desarrollo profesional para profesores debiese reflejar lo que aquellos impartiéndolo quieren que el estudiante escolar reciba de parte de sus profesores cuando estos vuelvan a la sala de clases (Loucks-Horsley et al., 2003). En un DP de inmersión, o experiencia RET, los profesores se vuelven estudiantes mientras adquieren nuevo conocimiento disciplinario y perspectivas acerca de las formas de trabajo, prácticas y procesos de la ciencia o la industria. (Davis, 2003). Durante una experiencia de DP de inmersión, los profesores experimentan por sí mismos como lo harían sus estudiantes: por medio de pensamiento crítico, aprendizaje motivado, construcción de nuevo conocimiento y colaboración profesional, todo esto contribuye a un proceso de cambio en cómo pensar acerca de sus prácticas de enseñanza (Hashweh, 2003). Después de volver al salón de clases, los profesores que han sido parte de un DP de inmersión o una experiencia RET han incluido más actividades basadas en indagación en su enseñanza y han provisto de más experiencias de aprendizaje colaborativo a sus estudiantes. También han re examinado sus prácticas de enseñanza y filosofía de instrucción (Woolfolk, 2007) mientras trabajan para cambiar qué y cómo enseñan. (Loucks-Horsley et al., 2003).

Los participantes en programas de DP de inmersión han indicado que este tipo de experiencias contribuyen a su crecimiento profesional, es un catalizador para seguir participando en desarrollo profesional, los motiva a

tomar roles de liderazgo en sus escuelas, promueve la confianza en su conocimiento del contenido y los estimula al cambio en sus prácticas de enseñanza (Pop, 2010). Otros aspectos valiosos incluyen construir una red profesional con la cual compartir sus experiencias de aprendizaje y ayudarlos a traducir ese aprendizaje hacia el aula. La investigación sobre los efectos de las experiencias de inmersión para profesores ha demostrado que ellos cambian como piensan acerca de la enseñanza de ciencia, lo que lleva a mejorar su práctica de instrucción al incluir más lecciones con un acercamiento en torno a preguntas (Hanuscin, 2007; Pop, 2010). Los programas RET y DP de inmersión proveen una experiencia donde el profesor se convierte en el estudiante, involucrado en su proceso de aprendizaje, lo que imita a los conceptos del constructivismo (Davis, 2003). Una inmersión total o experiencia RET sigue este modelo de desarrollo profesional; mientras los profesores están trabajando junto a sus contrapartes en investigación e industria, pulen sus habilidades y mejoran su conocimiento. Unos pocos estudios se han hecho sobre las experiencias RET, y éstos acreditan que los programas de tipo de inmersión crean cambios positivos y sostenibles a las prácticas instruccionales de los participantes (Dixon & Wilke, 2007).

Mejores prácticas Porqué participé en un programa de desarrollo profesional de inmersión Los primeros años de la carrera profesional de un profesor por lo general se utilizan en el desarrollo de programas de instrucción alineados al currículo de curso, en pulir sus habilidades de manejo del salón de clases y dominar los tejemanejes de las políticas del distrito y las del colegio. En un esfuerzo por apoyarlos, algunos distritos requieren que los profesores participen en actividades de “profesores novatos”, organizando talleres para ellos, apoyándolos con profesores mentores y reflexiones organizadas acerca de su práctica. En vez de ayudar, estos requisitos de DP extra crean una carga para los nuevos profesores y algunos han reportado que son un factor de agotamiento que los lleva a abandonar la profesión tempranamente. Un estudio de la Asociación Nacional de Educación (National Educaction Association) declara que la mitad de los nuevos profesores en Estados Unidos es probable que abandone la profesión en los primeros cinco años de enseñanza (Kopkowski, 2008). Es particularmente difícil mantener a los profesores de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM), ya que los salarios en el sector privado para quienes tienen entrenamiento en estos campos son mucho mayores que aquellos en educación. Para aquellos que se quedan, enseñar se vuelve una rutina y el contenido se deteriora sin

experiencias de desarrollo profesional, que entreguen nueva energía, nuevas ideas y formas novedosas de enseñar.

Luego de que los profesores se han establecido en sus salones de clase y están cómodos con su currículum de instrucción, otro grupo típico de oportunidades DP surgen en la forma de aprender a navegar los nuevos libros de texto recién adaptados, implementar las últimas tecnologías, incluir los últimos estándares de contenido en el curso o desarrollar nuevas estrategias de enseñanza. A veces éstas traen nuevas ideas a los profesores; otras veces reciclan antiguas con nuevos nombres. Los talleres pueden durar una tarde, medio día, un día entero o varios días seguidos.

Los primeros 10 años de mí carrera de enseñanza siguieron el patrón arriba descrito casi al pie de la letra. En esas fechas asistí a todo tipo de programas de desarrollo profesional, incluyendo seminarios en línea, clases auto enseñadas, cursos universitarios, talleres a nivel distrital o de Estado de una hora o una semana, “siéntate y obtiene”, “habla y toma”, “tomar y llevar”, “datos y trucos” y así en más. La variedad de lugares y métodos estaba limitada sólo por la imaginación del presentador o el presupuesto del programa. A veces el DP era presentado por una persona de afuera, otras veces por un experto de la casa. Siempre con buenas intenciones, el presentador—ya sea un profesional pagado o voluntarios—creían realmente en la importancia de su producto o idea, pero raramente estas experiencias cambiaron en algo mi enseñanza o cómo yo pensaba que la ciencia debía ser enseñada.

Luego de ingresar—y en muchos casos donar—cientos de horas de mi vida en varias experiencias de DP y no sentirme muy realizada en ninguna de ellas, participé en un programa RET trabajando con científicos haciendo investigación y usando los últimos equipos, métodos y herramientas analíticas. Esto cambió cómo enseño y qué enseño. Yo no sólo era capaz de traer esta experiencia de vuelta a mis estudiantes, pero también estaba más confiada y podía proveer de mejor manera actividades basadas en indagación, aplicaciones del mundo real al contenido de instrucción y miradas a muchos caminos educacionales que llevarían a carreras emocionantes para mis estudiantes en campos STEM. A través de mi experiencia, los ojos de mis estudiantes se abrieron a una variedad de oportunidades en los campos STEM que ahora podían explorar. Era capaz de incorporar mi experiencia de aprendizaje como estudiante en la enseñanza de mis propios estudiantes, y juntos continuamos explorando la información más innovadora y que seguía en crecimiento, lo que es un sello distintivo de la investigación científica.

Un día, mientras asistía a otro programa de desarrollo profesional presentada por personal de mi distrito escolar, noté un volante en nuestra carpeta de informaciones acerca de un programa financiado por la National

Science Foundation que elegía profesores para que se unieran equipos de investigación en las regiones polares. La oportunidad incluía hacer “divulgación educacional a la comunidad” acerca de la investigación, como también ser una parte activa del equipo de campo. Todos los gastos, incluyendo el viaje y equipos, estaban pagados; incluso cubrían la paga del sustituto para mi salón de clases. Me podía ausentar desde dos semanas hasta tres meses, y los equipos se dirigían al Ártico y a la Antártica. La postulación era larga y competitiva. Me tomó dos semanas hacer mi postulación a la perfección y la envíe con una pequeña oración, sabiendo que esto sería algo que haría una diferencia en mi enseñar. Para mi sorpresa, fui elegida, junto con otros 15 profesores del país, la mitad de ellos fueron al norte al Ártico; yo fui enviada al sur a la Antártica con el resto del grupo.

La experiencia RET en la que participé fue con un equipo de investigación que estaba estudiando un volcán activo en la Antártica. Luego de una experiencia de campo de total inmersión de dos meses, que incluía vivir en una carpa en el borde del monte Erebus como un miembro del programa Profesores Experimentando la Antártica y el Ártico (TEA), nunca más volví a ver la instrucción de ciencia secundaria de la misma forma. Me volví la estudiante, revisitando como era aprender nuevas habilidades y nuevo contenido. Con una mirada diferente del mundo de la ciencia, regresé al aula con nueva energía y evalué no sólo todo lo que había enseñado, pero—más importante—cómo lo había enseñado.

Habiendo sido lanzada a un ambiente del cual sabía muy poco, tuve que encontrar mi camino a través de vocabulario nuevo para mí sobre volcanes y geología. Trabajando con equipo técnico que parecía salido de una novela de ciencia-ficción, tuve que aprender su operación para que datos precisos pudiesen ser recogidos en la pequeña ventana de oportunidad en terreno. No había instrucciones de cómo hacer esto; era la primera vez que alguien lo había hecho. Nuevamente, experimenté el placer de aprender algo nuevo y completar nuevas tareas, y la sensación de logro al desarrollar nuevas habilidades. Fue un viaje metacognitivo que me entregó una dosis necesaria de empatía por mis estudiantes y por la adquisición de conocimiento complejo. Además, era divertido. Yo quería que mis estudiantes se sintieran de esa manera sobre el aprender contenido de ciencias, que era tan nuevo para ellos cuando entran en el salón de clases como el volcán lo era para mí.

Quería que experimentaran la belleza y la felicidad del aprender, el misterio de la naturaleza y el placer de dominar algo. Reescribí totalmente mis planificaciones de clases y reformé todas mis estrategias de enseñanza.

Los científicos reales no se sientan en un cuarto a leer un libro, hacen experimentos rutinarios con resultados ya conocidos, ni ven vídeos de otra gente haciendo ciencia. En vez de depender en los libros de texto como

nuestra principal fuente de información, mis estudiantes y yo empezamos a buscar el conocimiento en otras partes. Trabajamos juntos para aprender acerca de volcanes alrededor del mundo, cómo estos afectan el planeta, cómo son monitoreados, qué sabemos de ellos y lo más importante, qué no sabemos.

Los libros de texto entregan información básica, pero nosotros estábamos entusiasmados en aprender más.

No habría más “recetas” de laboratorios con resultados predecibles; experimentos reales de ciencia eran mucho más significativos. Nuestras actividades prácticas y basadas en preguntas incluían la creación de modelos de volcanes para predecir patrones de flujo de lava, para determinar la tasa del flujo de lava basado en la forma y el tamaño del volcán, para determinar el volumen de eyectada basados en el rango de ceniza caída después de una erupción y para conectar la edad de los núcleos de hielo y los núcleos de sedimento oceánico a capas de ceniza volcánica de erupciones conocidas. Los estudiantes diseñaron sus propias preguntas, establecieron sus propios procedimientos, reunieron y analizaron datos y presentaron sus resultados a la clase.

Después de que descartamos las listas tradicionales de vocabulario, aprendimos nuevo vocabulario a medida que avanzamos, agregando los términos que eran importantes para nuestra comprensión a un “muro de palabras”. El “muro de palabras” (nuestra cartelera designada) nos entregaba una conexión visual con el vocabulario mientras avanzábamos en la unidad y servía también como una documentación del progreso del aprendizaje de los estudiantes. Los estudiantes tomaban turnos para escribir las nuevas palabras en pedazos de papel y ponerlos en la cartelera. En muchos casos, los estudiantes ponían fotos junto a las palabras como una ayuda para entender y para la comprensión. El “muro de palabras” crecía a medida que progresamos en la unidad, y yo podía hacer referencias a él visualmente cada vez que usaba una de las palabras en la discusión en clase. Esto reforzaba el concepto de reconocimiento de palabras y el desarrollo cognitivo de un lenguaje académico.

El currículum basado en proyectos y las actividades basadas en indagación se volvieron una rutina en mi enseñanza. En vez de leer acerca de los diferentes volcanes los estudiantes buscaban patrones en formaciones volcánicas alrededor del mundo. Ya había disponibles sets de datos de volcanes, así que usamos nuestro tiempo buscando tendencias y patrones.

Desde sitios web tales como el Geological Survey de Estados Unidos (USGS.gov), los estudiantes reunieron mapas y tablas de datos que mostraban la locación de volcanes alrededor del mundo y trataban de encontrar formas de predecir sus locaciones. Esto llevó a que los estudiantes descubrieran el vínculo entre los volcanes y los terremotos, el posicionamiento de cordilleras

en la Tierra y qué llevó a la formación de las islas oceánicas y puntos calientes continentales. Otros grupos revisaron los sets de datos que mostraban actividad reciente y pasada de los volcanes activos y crearon afiches mostrando lugares, tanto locales como globales, que presentaban un riesgo a asentamientos humanos.

Los estudiantes investigaban dónde los volcanes habían impactado la vida de las personas alrededor del mundo. Los grupos preparaban reportes sobre los peligros de vivir cerca de volcanes y qué habían tenido que hacer las sociedades para prepararse para la actividad volcánica. Los grupos de estudiantes elegían una erupción volcánica específica y preparaban un afiche sobre el impacto de esos eventos, tanto localmente como a nivel mundial.

Durante la “compante-tón” del aula los afiches se ponen en las murallas de la sala. Los estudiantes toman turnos parándose cerca de los afiches para presentarlos a otros, y también asumiendo el rol de un visitante mirando a los otros afiches. A los estudiantes se les incentivaba que preguntaran por evidencias ante cada declaración en un afiche o que clarificaran datos dados.

La “comparte-tón” estaba diseñada como las sesiones de afiches que regularmente suceden en conferencias profesionales y en reuniones donde los científicos presentan los resultados de sus investigaciones por este medio. Los estudiantes, de esta forma, obtienen práctica en comunicar sus ideas y defender sus datos. Esto es lo que hacen los científicos reales.

Estaba emocionada, y enseñar se había vuelto divertido nuevamente.

Los estudiantes también estaban motivados. En vez de aprender la historia de la ciencia, nosotros estábamos haciendo el proceso de la ciencia. Esfuerzo, colaboración y un producto final eran la recompensa, en vez del puntaje en una prueba. Nunca volví atrás a mis antiguas formas de instrucción. Seguí manteniendo tanto mi conocimiento como mis habilidades al día por medio de colaboración continua con el equipo de investigación.

La inmersión con el equipo de investigación de ciencia polar cambió mi vida. Aunque continué enseñando por muchos años más después de esa experiencia, también continué yendo a la Antártica y conectando la investigación con salones de clase alrededor del mundo. Después de participar en el programa TEA en el volcán, decidí continuar haciendo acercamiento a la comunidad en educación en las regiones polares.

En 2007 me uní al equipo investigador de pingüinos Adélie y continué conectando la investigación en ciencia con el aula y motivando los estudiantes a seguir caminos educacionales en campos STEM. Mi sitio web interactivo (www.penguinscience.com) atrae más de 300 salas de clase hacia las actividades sobre pingüinos, las vistas y sonidos de la Antártica y oportunidades que están disponibles para carreras interesantes en campos STEM. Traer el entusiasmo por la Antártica, los pingüinos y las carreras

STEM a los estudiantes sigue siendo mi pasión.

Un beneficio extra de las experiencias fuera del salón de clases Cuando estaba a mediados de mis treintas, dejé una vida profesional en las ciencias (como inspectora para el Departamento de Comida y Agricultura de California) para entrar en la profesión de educación. En ese tiempo, las oportunidades de carrera en campos STEM eran limitadas. Con los años, las oportunidades y los trabajos STEM han crecido exponencialmente. ¿Cómo podría ayudar a mis estudiantes a tomar decisiones de carrera y mostrarles caminos hacia vidas interesantes cuando mi propia información estaba obsoleta? Además, las herramientas de la ciencia estaban en cambio permanente, y mis estudiantes tenían que estar más preparados para aceptar nuevas herramientas y tecnologías—pero sólo si yo estaba lo suficientemente confiada como para introducirlas en el aula. Un ejemplo perfecto de esto era una herramienta llamada Sistema de Información Geográfica (GIS). Usado ampliamente en muchos campos STEM, la capacidad de usar GIS ofrecía miles de oportunidades para carreras interesantes. Sin mi participación en investigación en ciencias por medio del programa de inmersión DP, no habría podido desarrollar las habilidades para presentar esta herramienta a mi clase, ni habría tenido el conocimiento acerca de posibilidades de carrera que entusiasmaran a mis estudiantes.

Foto 8.1. Jean en su experiencia de investigación de inmersión con pingüinos en la Antártica. (Foto por Tim Spuck) Ahora ya he pasado 11 temporadas en la Antártica haciendo extensión educativa para equipos de ciencia y he descubierto que por cada investigador científico hay aproximadamente ocho personas de apoyo que hacen el trabajo de campo y el de laboratorio, manejan los datos, diseñan, construyen y mantienen el equipo, hacen logística y administran el proyecto. Cada una de estas posiciones requiere una formación relacionada con STEM, experiencia y dominio, y provee una carrera emocionante en un campo desafiante que está en permanente cambio. Mediante mi exposición al equipo de investigación y a otros en la experiencia RET, fui capaz de guiar a mis estudiantes en explorar diferentes carreras y caminos educacionales que fuesen de interés para ellos y que pudiesen proveer futuros interesantes y desafiantes en su vida.

Muchos de mis estudiantes siguieron carreras relacionadas con STEM basados en la presentación a estos caminos que vieron en mis clases y actividades. Cinco de mis estudiantes se interesaron por el programa antártico de EE.UU. y pasaron por lo menos una temporada “en el hielo”. De los cinco, dos estaban en equipos de ciencia y han contribuido al esclarecimiento de muchos misterios polares. Los otros tres estaban en puestos relacionados con STEM apoyando a la ciencia en sus capacidades como ingeniero, técnico y

bombero.

La confianza en mí área, nuevas habilidades con tecnologías de punta y herramientas de ciencia y conocimiento acerca de posibilidades de carrera actuales y oportunidades educacionales para mis estudiantes son todos resultados positivos de mi experiencia de investigación de inmersión DP. No estoy solo en saber el valor de este tipo de experiencias. A continuación, hay tres historias únicas en las cuales similares experiencias cambiaron las vidas profesionales y las carreras de otros profesores.

Casos de estudio Caso de estudio #1. Jeff había sido un profesor de biología en Colorado por 15 años. Aunque le encantaban sus estudiantes y disfrutaba enseñar biología, tenía muy poco tiempo para leer revistas de investigación. Durante una actividad en clases sobre células madres y su investigación, descubrió que muchos de sus estudiantes sabían más que él sobre el tema pues habían preparado un debate en su clase de estudios sociales. Jeff empezó a sentir que estaba desfasado con los desarrollos recientes en su campo y quería cambiar eso. En el pueblo donde él vivía había una universidad estatal, así que Jeff contactó a uno de los investigadores en el departamento de biología. Con un grado en biología y varios años de experiencia enseñando procedimientos de laboratorio a sus estudiantes, Jeff estaba familiarizado con el equipo básico de laboratorio, así que se acercó al investigador para ver si podría serle de alguna ayuda en el laboratorio. El investigador estaba feliz de aceptar la ayuda de alguien con experiencia, y pronto Jeff estaba ayudando al investigador una tarde por semana y un par de semanas en el verano. Al trabajar en un ambiente académico, Jeff estaba expuesto a lo más novedoso en equipos de investigación y métodos, lo cual ahora podía compartir con sus estudiantes.

Adicionalmente, era capaz de compartir la variedad de trabajos asociados con la investigación, en lo cual muchos de sus estudiantes mostraron interés y después siguieron como carreras.

Con la exposición a la práctica de ciencia, Jeff aprendió mucho acerca del proceso científico y cambió muchos de sus laboratorios a un acercamiento basado en preguntas, permitiendo a sus estudiantes crear sus propios métodos y hacer sus propias preguntas mientras resolvían problemas biológicos del mundo real. Mientras trabajaba con los científicos, Jeff usó algunos de sus datos para desarrollar una actividad para su clase basaba en la investigación.

Los estudiantes aprendieron acerca de lo que el investigador estaba haciendo, y fueron capaces de ver parte de los datos del proyecto y luego realizar un análisis usando sus propias ideas y herramientas. En vez de estudiar la historia de la ciencia, como muchos libros de texto lo hacen, la clase de Jeff estaba

trabajando con ideas, contenido y prácticas de avanzada.

Los estudiantes de Jeff respondieron muy bien a esta forma de enseñanza, recibiendo de buena gana el cambio desde las guías de curso, listas de vocabulario y problemas prácticos. Ahora se sentían involucrados en algo auténtico, relevante y real. Un estudiante luego creó un proyecto ganador de una feria de ciencias basado en el trabajo en clases; otros decidieron continuar tomando biología como un camino educacional. La enseñanza de Jeff se volvió dinámica, auténtica y emocionante tanto para él como para sus estudiantes. Estaba emocionado por su rol en la investigación y su capacidad de traer a sus estudiantes la continua historia de adquirir nuevo conocimiento en ciencias al mismo tiempo que ésta se desarrollaba. Como experiencia de desarrollo profesional, ésta superaba notablemente cualquier otra en la que hubiese participado. Cada año grega una nueva capa a este ejercicio mientras la investigación se continúa desarrollando. Sus estudiantes sienten que ellos son parte de la investigación también, pues cada año un nuevo set de datos es agregado a la actividad, y cada año los estudiantes ven progreso en el nuevo conocimiento.

Caso de estudio #2. Gail vive en una comunidad en el desierto, pero enseña un curso de medio ambiente que incluye el rol de los océanos en el sistema de la Tierra. Muchos de sus estudiantes nunca han estado en el océano y por lo tanto no tienen experiencia directa de este. Gail tomó cursos de oceanografía en la universidad y sentía que su conocimiento de contenido estaba actualizado, pero ella quería que sus estudiantes experimentaran entusiasmo por el tema. Luego de tomar algunas clases en línea sobre ciencias del océano, ella decidió obtener experiencia de primera mano y postuló a un programa que llevaba a profesores a barcos de investigación. El programa era muy competitivo, pero Gail fue aceptada para una travesía de dos semanas de investigación en el Golfo de México, estudiando los brotes de algas en la región del delta del Mississippi. Durante la travesía, ella se conectó con sus alumnos a través de Internet y pudo tener a científicos que estaban a bordo hablando con su clase por medio de un teléfono satelital. Gail hizo un turno en la máquina de oxígeno disuelto y aprendió a cómo procesar muestras de agua para recolectar datos.

Gail también pudo observar cómo trabajaba el barco, el rol que cada miembro jugaba a bordo (como también los científicos) en el éxito de la travesía y que opciones de carrera habían llevado a cada uno al punto donde se encontraban en ese momento. Antes de ser parte de este viaje, Gail no sabía de estas carreras o de cuantos trabajos se relacionaban con apoyar la investigación en una embarcación de investigación científica. Había ingenieros, técnicos, analistas de laboratorio y programadores de

computación, por nombrar algunos. Ella trajo de vuelta a su escuela una variedad de fascinantes ideas de carreras STEM para sus estudiantes, junto con fotografías y biografías de cada persona que conoció a bordo.

Por medio de esta experiencia de inmersión DP, Gail trajo entusiasmo, energía y una nueva perspectiva a su instrucción en ciencias, conocimiento de carreras STEM posibles para sus estudiantes y experiencia directa en investigación científica, lo que se tradujo en ayudar a sus estudiantes a entender el proceso de la ciencia y cómo trabajan los científicos.

Gail cambió sus prácticas en el aula para incluir sets de datos reales de la investigación, actividades basadas en preguntas usando problemas reales del océano y promoviendo una selección de posibles carreras a seguir a las cuales ella estuvo expuesta. Como un resultado directo, muchos de sus estudiantes decidieron seguir educación en campos STEM. Un proyecto que su clase continuó siguiendo año a año fue la migración de ballenas en la costa este de los Estados Unidos. Científicos habían marcado estas criaturas para que los satélites pudiesen monitorear su movimiento. Mientras las rutas de migración de estos extraordinarios mamíferos se hacían evidentes cada año, las comunidades requerían que las embarcaciones comerciales alteraran sus rutas para proteger a las madres y sus crías mientras se movían hacia el norte por la costa. Seguir esta historia les daba los estudiantes de Gail experiencia directa sobre cómo la gente interactuaba con estos mamíferos, las presiones políticas y económicas sobre la navegación oceánica, como las políticas escribían y se implementaba en y la importancia de ser custodios de nuestro medio ambiente.

Caso de estudio #3. En otro estado, Juan había estado enseñando ciencia por 12 años y tenía una sensación de aislamiento en su carrera. Como uno de los tres profesores de ciencia en una pequeña secundaria rural, Juan extrañaba la idea de colaboración que había tenido con el equipo médico en su carrera previa como químico de laboratorio en un hospital local. Allí, se le había ofrecido constantes experiencias de DP para mantener su conocimiento sobre nuevos desarrollos en tecnología relacionados con su puesto. Ahora, como profesor, los eventos de DP que se la ofrecían estaban dirigidos a sus nuevas responsabilidades administrativas, a problemas de comportamiento de los estudiantes y a los requerimientos de evaluación del distrito.

Juan encontró una oportunidad con la Academia de Ciencia Ambiental y de Energía Los Alamos, un programa de la National Science Foundation (NSF), para experiencia de investigación en la industria en un laboratorio de experimentos medioambientales cerca de su pueblo. Por medio de este programa el creó una colaboración continua entre sus clases y los científicos que trabajaban monitoreando la calidad del agua en arroyos y lagos

locales. Sus estudiantes disfrutaban de la relación con los científicos. Juan fue capaz de mantener sus habilidades de laboratorio al día con los últimos instrumentos de experimentación, y su enseñanza tomó una nueva dimensión cuando los estudiantes empezaron a tomar la iniciativa en determinar qué datos recoger y que experimentos hacer, y poder seguir los cambios a largo plazo en el suministro de agua local. A la clase se le dio la responsabilidad de monitorear una sección del río que estaba cerca de la escuela, y muchos estudiantes desarrollaron proyectos de ferias de ciencia con los datos que recogieron. Un estudiante después hizo una pasantía en el laboratorio de investigación durante las vacaciones de verano y planea continuar en ese trabajo como una carrera. Muchos estudiantes se convirtieron en activistas medioambientales para un grupo de conservación de ríos ayudando a traer de vuelta especies nativas de peces al río.

El desarrollo profesional de inmersión de Juan trajo nuevas energías a sus prácticas de clase, una mayor confianza en el nivel de su contenido, nuevas ideas, tecnología de punta y un sentido de colaboración con la ciencia del mundo real. Los estudiantes se involucraron con el ambiente de su comunidad y obtuvieron conocimiento acerca de los cambios en el río local.

En vez de leer acerca de cómo los científicos monitorean el medio ambiente, mirar fotos o ver una película, estos estudiantes y su profesor participaban activamente de ello. Juan continuó manteniendo un registro extenso de los datos recogidos en la clase de cada año para que los estudiantes pudiesen ver los cambios a través del tiempo en su comunidad. Tomó un nuevo rol de liderazgo también, entregándoles a otros profesores las habilidades que necesitaban para empezar proyectos ambientales de largo aliento en sus salas de clase. Juan inició una red de profesores que pensaban similarmente para compartir el desarrollo de métodos de instrucción, actividades de clase y habilidades relacionadas con la materia, y para trabajar mano a mano con la red de científicos que continuaban asociados con los estudiantes en la recolección de datos.

Mantenerse al día con los últimos desarrollos dentro nuestro campo de estudio siempre es un desafío y generalmente se deja de lado pues las demandas del salón de clase toman prioridad. Participar de una experiencia de DP de inmersión en investigación o en la industria es una forma excepcional para que los profesores mantengan sus habilidades, su conocimiento sobre contenido y una visión de mundo al día. Aunque no siempre es un trabajo pagado, y ciertamente no un cambio de carrera (¡pero es una forma de cambiar en tu carrera!), mantener un pie en el mundo adulto del área de uno te ayudará como profesor a mantenerte al tanto de los desarrollos en el campo y proveer perspectivas frescas para compartir con tus estudiantes.

Expandir tus horizontes El deseo por mejorar tu experiencia profesional de esta manera debe originarse desde ti. El próximo paso consiste en encontrar un programa dentro de tu campo de enseñanza. Debes de considerar el tiempo disponible para participar en el programa, la locación del mismo (en un campus universitario, en un contexto científico o industrial o en terreno) y el tipo experiencia que crees será la más beneficiosa para involucrar a tus estudiantes. Algunos ejemplos de programas actuales que proveen a los profesores con experiencias de desarrollo profesional de inmersión de alta calidad con grupos, la industria y proyectos de investigación son presentadas aquí. Las oportunidades varían, algunas eligen a profesores que estén en la primera parte de sus carreras; otras eligen a profesores con cinco o más años de experiencia. Algunas son específicas para un estado o para una región; otras buscan postulantes a nivel nacional. Algunas proveen de un estipendio; otras no. Los detalles pueden cambiar, pero esta lista de dará un punto de partida para encontrar una experiencia que sirva para ti.

Profesor e investigador de ciencias (STAR) STAR es un programa de verano de investigación de nueve semanas para profesores de ciencia y matemática. Los participantes trabajan junto a un mentor investigador ya sea en un proyecto de un grupo de investigación o independientemente y asisten a talleres que se enfocan en transformar la enseñanza de ciencias en el salón de clases. El programa es coordinado por el sistema de California State University en asociación con el Ministerio de Educación (DOE), la Administración Nacional de Aeronáuticas y Espacio (NASA), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), La National Science Foundation (NSF) y el National Optical Astronomy Observatory (NOAO). STAR ofrece a sus postulantes posiciones con laboratorios de investigación nacionales en todo el país. Visita http://starteacherresearcher.org/ para más detalles.

NOAA Profesores en el mar El programa Profesores en el Mar del NOAA entrega una oportunidad única de aprendizaje para profesores desde kinder hasta 16º, enviándolos al mar a bordo de una embarcación de investigación del NOAA. Los participantes trabajan de cerca con científicos y con la tripulación para mejorar su conocimiento oceánico y atmosférico. El programa provee una experiencia de investigación interdisciplinaria y una mirada clara sobre cómo nuestros

océanos funcionan para que los profesores lo lleven devuelta a sus salones. Al participar de este programa, los profesores aumentan su conocimiento sobre el contenido y adquieren una perspectiva sobre cómo funciona la ciencia. Puedes encontrar detalles en http://teacheratsea.noaa.gov.

Becas para educadores Earthwatch Earthwatch busca profesores de colegio apasionados que quieren aprender más sobre asuntos medioambientales, que desean hacer una diferencia con su enseñanza y que están comprometidos a involucrar a sus comunidades trayendo atención y acción. Los profesores colaboran con un equipo de educadores en una expedición que dura entre 10 a 14 días para llevar a cabo investigación científica. Quienes reciben esta beca desarrollan sus habilidades y su comprensión ambiental mientras trabajan codo a codo con investigadores en terreno. Visita http://www.earthwatch.org/aboutus/education/edopp/ para detalles.

PolarTREC El programa PolarTREC junta educadores escolares e investigadores para avanzar la educación en ciencia polar y el conocimiento por medio de experiencias de campo activas. Los participantes mejoran su conocimiento del contenido y sus prácticas educacionales al traer aprendizaje basado en indagación sobre la ciencia polar a sus aulas. Al traducir su experiencia en el campo, los profesores aumentan el interés de los estudiantes por las regiones polares y su interés por carreras STEM. Aprende más acerca del programa en http://www.polartrec.com/.

Escuela de rock (SOR) La expedición SOR para ciencia de la tierra y del océano es la aventura de la vida para los educadores interesados en experimentar investigación sobre horadación oceánica científica con expertos. Durante este taller de múltiples días a bordo del JOIDES Resolution o en el IODP Gulf Coast Core Repository, educadores de todo el mundo trabajan con materiales reales de la corteza y tecnología de laboratorio para prender cómo las ciencias revelan pistas sobre la historia de la Tierra.

Oportunidades para profesores Los Álamos Sólo para profesores de Nuevo México, los laboratorios de investigación Los

Álamos ofrecen experiencias de desarrollo profesional diseñadas para profesores trabajando en los niveles de secundaria o los últimos de primaria.

Los participantes elegidos para unirse al programa trabajarán directamente con científicos del laboratorio nacional Los Álamos en programas de verano para dominar nuevo contenido y manejar metodologías científicas ya sea en energía o ciencia ambiental. Detalles sobre estas oportunidades de realizarse en http://www.lanl.gov/community-environment/community-commitment/ education/index.php. Para encontrar programas similares en tu región revisa http://www.science.gov/internships/index.html.

Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) La Academia de Investigación para Profesores (TRA) en el LLNL ofrece experiencias de desarrollo profesional únicas para profesores de últimos años de primaria, secundaria y universidades comunitarias. Los participantes mejoran su comprensión de la ciencia y la tecnología y mejoran su capacidad de proveer a los estudiantes con un contexto en el cual la ciencia se aplicaba.

Los profesores pasan por varios niveles de DP empezando con unos pocos días y luego mentando varias semanas mientras van mejorando su conocimiento y sus habilidades. Visita https://www.llnl.gov/ Para más detalles.

Programa internacional de profesores Toyota El Programa internacional de profesores es una oportunidad de desarrollo profesional internacional liderazgo medioambiental y conectividad global para profesores de escuelas secundarias de los Estados Unidos. Los profesores elegidos viajan en un tour de estudios corto (dos a tres semanas) a un país que esté en la avanzada de soluciones innovadoras para desafíos ambientales. Los profesores exploran problemas medioambientales a través de actividades prácticas e incorporan lo que han aprendido en planificaciones de clases interdisciplinarias y enfocadas en soluciones para compartir con sus estudiantes y comunidades en los Estados Unidos. Aprende más de este programa visitando http://www.iie.org/Programs/Toyota- InternationalTeacher-Program.

Talleres de Verano del National Endowment for the Humanities (NEH) El programa de verano del NEH ofrece una variedad de oportunidades para profesores que pueden durar una o más semanas, tanto en Estados Unidos como en otros países. Muchos de los programas ofrecidos son relacionados

con STEM, pero algunos de ellos pueden no estar disponibles todos los veranos. A los profesores se les reembolsa por muchos o todos sus gastos y obtienen una gran experiencia entrenamiento inicial. Averigua si existe un programa que se adapta a tus intereses visitando http://www.neh.gov/divisions/education/summer-programs.

Conclusión Ya sea que has estado enseñando por 3 o 30 años, has estado insatisfecho con el desarrollo profesional que se te ha entregado o simplemente quieres tener una experiencia extraordinaria, ahora es el momento de participar en una RET o una oportunidad de DP que cambiará la forma en que piensas acerca de la educación en ciencia. Cada uno de los profesores mencionados en los estudios de caso en este capítulo empezó con un deseo de hacer algo fuera del salón de clases que mejorara lo que hacían adentro de él. Todos buscaron experiencia que trajera energía, conocimiento de contenido y nuevas ideas a sus carreras.

Te insto a desafiar tu conocimiento de ciencia y tus prácticas de enseñanza y a expandir tus horizontes en posibilidades de carreras STEM por medio de este tipo de experiencias. Comparte los resultados con tus estudiantes y observa qué pasa.

Comienza tu búsqueda por una experiencia de DP de inmersión y encuentra un programa que resuene contigo. Estas oportunidades cambiarán la forma en que piensas, sientes y te acercas a la enseñanza para siempre. ¿Qué estás esperando?

Trabajos citados Davis, K. (2003). “Change is hard”: What science teachers are telling us about reform and teacher learning of innovative practices. Science Education, 87, 3–30.

Dixon, P., & Wilke, R.A. (2007). The influence of a teacher research experience on elementary teachers’ thinking and instruction. Journal of Elementary Science Education, 19(1), 25–43.

Dresner, M.W. (2006). Teacher research experiences, partnerships with scientists, and teacher networks sustaining factors from professional development. Journal of Science Teacher Education, 7(1), 1–14.

Garet, M.A. (2001). What makes professional development effective? American Education Research Journal, 38(4), 915–945.

Hanuscin, D.L. (2007). Schools’s IN for summer: An alternative field experience for elementary science methods students. Journal of Elementary Science Education, 19(1), 57– 67.

Hashweh, M.Z. (2003). Teacher accommodative change. Teacher and Teacher Education, 19(4), 421–434.

Kopkowski, C. (2008, abril).

Why they leave.

Revisado desde http://www.nea.org/home/12630.htm Loucks-Horsley, S., Love, N., Stiles, K., Mundry, S., & Hewson, P. (2003). Designing

professional development for teachers of science and mathematics (2nd ed.). Thousand Oaks, CA: Crown Press.

National Research Council. (1999). How people learn. Washington, DC: National Academies Press.

Pop, M.M. (2010). Research experiences for teachers (RET): Motivation, expectations, and changes to teaching practices due to professional program involvement. Journal of Science Teacher Education, 21, 127–147.

Seymour, E., Hunter, A., Laursen, S., & Deantoni, T. (2004, April 26). Establishing benefits of research experiences for undergraduates in the sciences: First findings from a three-year study. Retrieved from http://www.interscience.wiley.com Wei, R.C., Darling-Hammond, L., Andree, A., Richardson, N., & Orphanos, S. (2009).

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Yoon, K.D. (2007). Reviewing the evidence on how teacher professional development affects student achievement. Issues & Answers Report, REL 2007-No. 033. Washington, DC: U.S. Department of Education, Institute of Education Science, National Center for Education Evaluation and Regional Assistance, Regional Educational Laboratory Southwest.

Apéndice Visita Pathways to Science para encontrar vínculos a ofertas nacionales de experiencias de investigación y DP de inmersión para profesores (http://www.pathwaystoscience.org/ Teachers.asp).

Fuentes adicionales Osborne, M. (1998). Teacher as knower and learner: Reflections on situated knowledge in science teaching. Journal of Research in Science Teaching, 35, 427–435.

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Supovitz, J.A. (2002) The effects of professional development on science teaching practices and classroom culture. Journal of Research in Science Teaching, 37(9), 963–980.

Capítulo 9

LAS EXPERIENCIAS DE INVESTIGACIÓN PARA PROFESORES PUEDEN MEJORAR LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA Sue Whitsett

Introducción Como estudiante de pregrado, mi especialidad era biología. Tenía una subespecialidad en química y obtuve mi grado en educación secundaria de ciencias. Nunca completé ninguna investigación como parte de mi formación universitaria, y en ese tiempo, la universidad a la que asistí no era una universidad de investigación. Participé de muchos laboratorios “de receta” durante la universidad, pero no tuve la oportunidad de ir más allá de lo que se me pedía. Muchas veces enseñamos como a nosotros nos enseñaron. Por muchos años, mis estudiantes completaron ejercicios de laboratorio descritos en el libro de texto y en los manuales y nunca fueron más allá de lo que se les pedía, lo que normalmente incluía una respuesta cerrada a la pregunta propuesta por la actividad de laboratorio. Yo era una profesora de ciencia, pero no una científica. Sin embargo, quería que mis estudiantes practicaran ciencia y pensaran como científicos. Esta es una tarea difícil para los docentes si nunca han tenido la oportunidad hacerlo ellos mismos. Sería análogo a un cirujano que nunca ha completado un procedimiento quirúrgico.

Personalmente yo no querría que ese cirujano me opere. Mi oportunidad para continuar mi propio desarrollo profesional haciendo investigación en ciencia estaba por empezar.

Un titular—“Experiencias de investigación para profesores”—y un pequeño, anuncio de un párrafo en el NSTA Reports (Informe de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencias o National Science Teachers Association) decía: “haz investigación por el verano y gana dinero en Rochester”. El dinero era más de lo que yo podría haber ganado trabajando en

un empleo de salario mínimo por el verano. En aviso continuaba: “por favor enviar correo electrónico para postulación y para más información” (National Science Teachers Association, 2004). Estaba emocionada. Una oportunidad de hacer investigación en una universidad era una experiencia que nunca había tenido. Pocas semanas después supe que había sido aceptada en mi primer programa RET (experiencia de investigación para profesores o Research Experience for Teachers) en la Universidad de Rochester. Tenía muchas preguntas. ¿Qué tipo de investigación haría? ¿Qué pasaría si no sabía de lo que estaban hablando los científicos? ¿Y si no sabía usar los equipos de laboratorio? ¿Cómo ayudaría esto a mi enseñanza? Cinco días después de que la escuela había terminado aterricé en Rochester, Nueva York, para empezar mi experiencia el verano. ¡Poco sabía yo que pronto me convertiría en una adicta al RET por los próximos cinco veranos! Ese fue el verano del 2004, y cambió como me aproximaría a la enseñanza de ciencias en mis clases de biología para el resto de mi carrera.

Antes de que empecemos con el núcleo de RET, quiero darles una idea de cómo es hoy mi sala de clases en acción.

Semestre de otoño 2008, luego de cinco años de experiencias de investigación Día 1 Buenas tardes y bienvenidos a BIO 1. Hoy es el primer día de esta clase, empezando desde hoy y a través de todo el curso ustedes aprenderán ciencia al hacer ciencia. Sus escritorios tienen una pequeña pipeta llena con agua, una regla, una tarjeta para anotar y un pétalo ya sea de una rosa o una margarita. Por favor agreguen una gota de agua al pétalo y hagan cuantas observaciones les sea posible acerca del pétalo y la gota de agua en la tarjeta provista. Tienen una herramienta en su escritorio para ayudarlos a hacer algunas de las observaciones. (Espero dos minutos mientras me muevo alrededor de la sala) Por favor compartan su información con la persona al lado, al frente, y detrás de ustedes. (Espero cinco minutos mientras los estudiantes comparten) ¿Alguien puede compartir una observación (escribirla en la pizarra)? ¿Alguna otra observación? (Continuar hasta que no haya otras observaciones. Si los estudiantes no mencionan la forma de la gota [esfera perfecta] o el tamaño de la gota, motivar a los estudiantes a mirar nuevamente y describir) Por favor dibujen una línea en la tarjeta de anotaciones.

Ahora, tomen su pétalo con la gota de agua en él y volteénlo. Por favor escriban cualquier otra observación que pueden hacer debajo de la línea. A continuación, traten de sacudir el pétalo y escriban cualquier otra

observación. Por favor compartan con la persona a su lado. ¿Alguien quisiera compartir las nuevas observaciones? (Escribir en la pizarra todas las nuevas observaciones. A esta altura los estudiantes se comienzan a preguntar por qué la gota de agua no cayó) ¿Alguien quiere compartir una pregunta que tengan? (Escribir estas en la pizarra también) Hoy están empezando su camino a hacer ciencia de la forma en que los científicos lo hacen en sus laboratorios. Este verano pasado, estuve en un laboratorio en la University of Wisconsin-Madison, y realicé la misma actividad de investigación que ustedes acaban de completar. Obtuve la idea de un artículo que vi la primavera pasada durante la última semana de clase.

Resulta que había una rosa mi escritorio, y siendo una profesora de ciencia, intenté lo mismo que ustedes intentaron recién. Sabiendo que estaría en UWMadison por al menos seis semanas durante el verano, decidí que quería hacer más investigación en el fenómeno conocido como el “efecto pétalo de rosa”, un fenómeno causado por las nanoestructuras de la superficie del pétalo. Éste es un nuevo campo de la ciencia, y el artículo que vi la primavera pasada había sido publicado sólo seis meses antes. Mañana empezaremos nuestro año de biología haciendo más ciencia, aprendiendo acerca de la seguridad mientras hacemos ciencia y haciendo lo que algunos científicos de investigación están haciendo actualmente en laboratorios alrededor del mundo. Hasta ahora, los científicos saben de muy pocas flores que exhiben este efecto. Así que nosotros ayudaremos a los científicos tratando de encontrar que otras flores exhiben este efecto y que beneficios para la sociedad puede tener este efecto. Sé que este es el primer día de clase, pero les voy a pedir que hagan algo de tarea hoy en la noche (muchas quejas). Por favor encuentren una flor que no sea una rosa o una margarita, y tráiganla a clases mañana. Por favor no compren una flor. Encuentren una en su jardín, el jardín de su vecino (por favor pregunten si pueden tomarla), o en uno de los senderos naturales cerca de la escuela. Por favor tráiganlas al salón antes de que parta la clase y pónganlas en un jarrón que tenga el nombre de su curso. Gracias, y tengan un muy buen primer día de clase.

Poco sabían mis estudiantes que en ese momento se les estaba presentando investigación científica, mimetismo biológico y nanotecnología en el primer día de biología general.

Trasfondo En 2001, la Dirección de ingeniería de la National Science Foundation (NSF) comenzó el programa RET. El programa estaba desarrollado en base a uno similar para estudiantes de pregrado, Experiencias de Investigación para Pregrado (Research Experience for Undergradutes o

REU). El propósito del programa era “traer el conocimiento de innovación en ingeniería y tecnología a salones pre-universitarios”. La NSF también quería “construir asociaciones colaborativas a largo plazo entre profesores escolares y de primer ciclo terciario (K-14) de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) y la comunidad de investigación de la NSF al involucrar a los profesores en investigaciones basadas en ingeniería para luego ayudarlos a traducir su experiencia de investigación en actividades de clase” (Russell & Hancock, 2007, p. ES-1). En el momento de este escrito, el programa aún existe con pequeñas modificaciones en la sinopsis del mismo.

[El] programa apoya la participación activa de profesores escolares de ciencia, tecnología, ingeniería, ciencias de la computación e informática y matemática (STEM) y profesores de universidades comunitarias en investigación de ingeniería y ciencias de la computación para traer conocimiento de ingeniería, ciencia de la computación e innovación tecnológica a sus salas de clase. El objetivo es ayudar a construir asociaciones colaborativas a largo plazo entre profesores escolares STEM, profesores de las universidades comunitarias y la comunidad de investigación universitaria de la NSF al involucrar a los profesores tanto de colegio como de universidad en investigación en ingeniería y ciencias de la computación, y ayudándolos a traducir su experiencia de investigación y el nuevo conocimiento en actividades para el aula. (National Science Foundation, 2013, p.3)

Con la publicación de los Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (Next Generation Science Standards o NGSS), los cuales enfatizan el integrar prácticas científicas y procesos de diseño en ingeniería en vez de simplemente aprender contenido, los profesores necesitan estar expuestos a investigación científica real para comprender lo que los científicos hacen y cómo lo hacen antes de que puedan esperar que sus estudiantes “hagan ciencia”. La siguiente declaración es de la introdicción del documento de los NGSS: “Asociar la práctica al contenido le da contenido al aprendizaje, mientras que las prácticas solas son actividades y el contenido solo es memorización. Es por medio de la integración que la ciencia empieza a adquirir sentido y permite a los estudiantes aplicar la materia” (Achieve, Inc., 2013, p. 2). En su artículo “Investigación científica de verano para profesores: las experiencias y sus efectos” (Summer Scientific Research for Teachers: The Experience and Its Effect), Westerlund y sus colegas declaran: “Para enseñar ciencia por medio de métodos de indagación requiere que los profesores tengan familiaridad y/o entrenamiento con la indagación científica” (2002, p.

64). Incluso plantean: La participación en investigación en laboratorios científicos sumerge a los profesores en la cultura de la ciencia. Hacer preguntas, escribir propuestas basadas en investigación de biblioteca, aprender técnicas, diseñar nuevos protocolos, usar nuevo vocabulario científico, analizar datos, presentar resultados y el simplemente estar con investigadores científicos, estudiantes graduados y técnicos diariamente son todas partes de la cultura de la ciencia.

(Westerlund, García, Koke, Taylor & Mason, 2002, p. 64)

Presentan además que: Para emular las experiencias de investigación del trabajo científico, los profesores necesitan una inmersión total en la experiencia de investigación científica sin la distracción de las responsabilidades de enseñanza. Generalmente, esto puede realizarse durante los periodos sin clases más extensos tales como el verano. (Westerlund, et al., 2002, p.64)

Se puede encontrar más apoyo para la participación de profesores en experiencias de verano de investigación en el reporte escrito por Harold Wenglinsky (2000). El analizó 7.776 puntajes en ciencia de estudiantes de octavo año de la Evaluación Nacional de Progreso Educacional (NAEP) en el área de ciencias en 1996. Descubrió que los estudiantes rendían un 40% mejor en el mismo grado si sus profesores estaban involucrados en desarrollo profesional en habilidades de laboratorio.

Una evaluación hecha por la NSF (Russell & Hancock, 2007) de los programas RET encontró muchos beneficios para los profesores involucrados en estos programas. La evaluación era una serie de encuestas completadas por más de 800 profesores que habían participado de RET desde 2001 hasta 2006.

Se identificaron resultados positivos de los proyectos por un 80% o más de los encuestados en las siguientes maneras: ● Aumento en el conocimiento base general del profesor en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) ● Aumento en la motivación de los profesores para encontrar nuevas formas para mejorar el aprendizaje de sus estudiantes ● Aumento en la confianza como profesor STEM ● Mayor conocimiento de actuales problemas de investigación STEM ● Los profesores incluyeron ejemplos o aplicaciones de las actividades RET en su enseñanza ● Los profesores fueron capaces de comunicar de forma más efectiva las nuevas tecnologías en su enseñanza, y aumentaron el uso de tecnología en el aula. (Russell & Hancock, 2007) En su artículo “Participación de profesores en programas de investigación mejora los resultados de sus estudiantes en ciencias” (Teachers’ Participation in Research Programs Improves their Students’ Achievement in Science, 2009), Silverstein e investigadores asociados midieron el impacto de la participación de profesores en programas de investigación de verano en la Columbia University usando los resultados de pruebas de los estudiantes que estaban tomando los exámenes estandarizados de licenciatura de secundaria del estado de Nueva York (New York Regents Exams). Los puntajes eran comparados entre estudiantes que habían tenido un profesor en el programa y

estudiantes que no. Los estudiantes estaban en el mismo año escolar y se les enseñaba el mismo currículum (i.e., todos los estudiantes podrían haber estado en un curso de biología general, pero tendrían diferentes profesores que deberían requería enseñar el mismo currículum). Luego de que los profesores hubiesen participado en la investigación de verano por tres o cuatro veranos, los puntajes de sus estudiantes en el New York Regents Exam eran 10.1% más altos (P = 0.049) que los de los estudiantes cuyos profesores no participaron en un programa de investigación durante el verano. Otros de los beneficios notados por el estudio fueron la disminución en el índice de deserción de los profesores y un ahorro en el costo para la escuela de US$1.14 por cada US$1.00 invertido por el programa. Los ahorros vinieron por los estudiantes que no tuvieron que tomar el examen una segunda vez y por lo que se ahorró en tasas de retención de profesores, ya que los distritos no necesitaban reclutar nuevos profesores. La premisa del programa de investigación de verano de Columbia University es que “la experiencia en práctica de ciencia mejora la calidad y autenticidad de la enseñanza de la ciencia y por lo mismo aumenta el interés de los estudiantes y sus logros en el área” (Silverstein, Dubner, Miller, Glied, & Loike, 2009, p. 440). Este programa es levemente diferente a otros programas RET ya que los participantes en Columbia University han invertido más tiempo en el programa: 16 semanas a lo largo de dos veranos, comparados con los programas RET más comunes, de seis semanas por año.

Los programas RET patrocinados por la National Science Foundation también tienen formatos diferentes. Hay dos tipos de programas RET: sitio o suplemento. Los programas de sitio están configurados típicamente para tener múltiples profesores participando en una escuela o universidad. Los programas suplemento corresponden a un solo profesor universitario que tiene un proyecto financiado por la National Science Foundation, trayendo uno, dos o tres profesores a su laboratorio. Ambos programas incluyen un estipendio para el profesor y usualmente ocurren durante el verano por 6 a 10 semanas.

Yo participé en ambos tipos de programas RET y encontré que el programa de sitio fue más beneficioso. Trabajar con otros profesores para generar ideas y problemas fue de mucha ayuda, ya que muchos científicos no entienden las necesidades de los profesores o las necesidades de estudiantes en un aula típica escolar. Un artículo basado en un programa RET de sitio en Virginia juntó en pares a sus profesores participantes en laboratorios por la siguiente razón.

Juntarlos en pares permite a los participantes resolver problemas con un colega profesor escolar a través de todo el desarrollo de las investigaciones y los materiales de extensión para el aula. También ayuda a prevenir sentimientos de aislación, y busca empoderar a ambos participantes para hacer preguntas y generar progreso mientras trabajan en un

ajetreado laboratorio de investigación universitaria. (Trail, 2011, p. 83)

La National Science Foundation patrocina programas RET en las siguientes temáticas: ingeniería, geociencias, ciencias biológicas y ciencias de investigación de materiales y centros de ingeniería.

Bram Duchovnay y Caroline Joyce declaran: “hacer ciencia—llevar a cabo investigación de verdad, codo a codo con los investigadores—es quizás la mejor forma de lograr conocimiento científico” (Duchovnay & Joyce, 2000, p. 1597). A partir de mis experiencias RET, aprendí mucho que pude incorporar en mis clases. Mi filosofía de enseñar ciencias fue que los estudiantes necesitaban “hacer ciencia” para poder entenderla. Fui capaz de traer contenido y actividades a mis clases que no estaban allí antes de mis experiencias de investigación en el verano. Fui capaz de traer a mis clases nuevas tecnologías, o información acerca de nuevas tecnologías que no conocía antes de los programas RET. Duchovny y Joyce declaran: Introducir investigación auténtica al currículum de ciencia transforma el rol tradicional del educador. El apoyo constante de una comunidad intelectual global motiva a los profesores a aprender nuevas pedagogías y probar nuevos currículos. Los profesores no pueden valerse de libros de texto para enseñar a sus estudiantes acerca de investigación de punta, pero deben aprender constantemente en sus salones de clases. (Duchovnay & Joyce, 2000, p. 1597)

Añaden también: El desarrollo profesional continuo para profesores tanto en la educación en ciencia como en el uso de tecnología educacional es una necesidad internacional. Creemos que la tecnología enseñada en un contexto de investigación tiene una mayor posibilidad de ser incorporada en el repertorio de estrategias del profesor que el entrenamiento en tecnología solo. (Duchovnay & Joyce, 2000, p. 1597).

Los programas RET de verano típicamente duran entre 6 a 10 semanas, o desde 240 hasta 400 horas. Estas horas son aceptadas como desarrollo profesional para los profesores que participan. Algunos de estos programas requieren que los profesores participen de otras actividades de desarrollo profesional además de la investigación en sí. En todos los programas a mí se me exigió que tomara un programa de entrenamiento en seguridad de laboratorio por un día completo antes de que pudiese entrar al laboratorio. Oír acerca de la seguridad del laboratorio de parte de los expertos en el campo fue beneficioso cuando volví a mi propia sala de clases y tuve que enseñarles seguridad de laboratorio a mis propios estudiantes.

Un tipo diferente de desarrollo profesional ocurrió durante mi primer año. Tuve al menos 10 horas de entrenamiento sobre cómo preparar una

presentación científica usando un afiche científico. Fui capaz de traer parte de este entrenamiento a mis estudiantes para ayudarlos a prepararse para eventos que requerían presentaciones públicas con tiempo limitado o que requerían un afiche científico. Los programas de los que participé requerían asistir a “almuerzos brown bag10”. Las presentaciones brown bag generalmente se dan durante la hora almuerzo y son presentadas por profesores en el campus para compartir su investigación. ¡Qué forma más fantástica de aprender acerca de muchos tipos diferentes de investigación de punta durante todo el verano!

Hubo muchas otras oportunidades de desarrollo profesional en que participé durante mis experiencias RET. Todas estas oportunidades eventualmente llegaron hasta mi salón de clases. En un reporte hecho por Yoon y colegas titulado Revisando la evidencia respecto al efecto del desarrollo profesional docente en los resultados de los estudiantes (Reviewing the Evidence on How Teacher Professional Development Affects Student Achievement), los autores declaran: “este reporte presenta que los profesores que han recibido desarrollo profesional substancial—un promedio de 49 horas en nueve estudios—pueden mejorar los logros de sus estudiantes en cerca de 21 puntos porcentuales” (Yoon, Duncan, Lee, Scarloss, & Shapley, 2007). Los programas de verano proveen muchas más que las 49 horas del reporte. Yo creo que los resultados de mis estudiantes se beneficiaron por el hecho de que yo estaba involucrada en programas de desarrollo profesional científico.

Los programas RET no sólo benefician a los profesores que participan de ellos. Los investigadores también han declarado que ellos se benefician de tener profesores en el laboratorio. En un artículo escrito por un profesor escolar, un estudiante de posgrado de educación y un profesor de Louisiana Tech, todos los autores estaban de acuerdo en que: “la colaboración ayuda a todas las partes involucradas” (Bearden, Mainardi, & Culligan, 2009, p. 278).

Continúan diciendo: “la asociación dio a los integrantes una mejor apreciación por las oportunidades que ofrece la colaboración en la universidad y a nivel de educación escolar pues provee canales directos para que la investigación sea integrada a las aulas escolares” (Bearden et al., 2009, p. 278). Este campus y muchos otros han alcanzado las metas propuestas por la NSF de desarrollar asociaciones presentadas en el documento mencionado previamente en esta sección.

Mejores prácticas 10

Nota de Traducción: Los almuerzos brown bag son una costumbre en muchas universidades, donde los académicos presentan los avances de sus investigaciones a sus pares durante los horarios de almuerzo para recibir comentarios informales. El nombre brown bag viene de las bolsas de papel en la que cada uno lleva su comida.

Mi primer programa RET fue parte de un RET de sitio en la universidad de Rochester in New York. Hubo cinco participantes RET durante el verano, y estaban distribuidos en diferentes laboratorios en el campus. Nos reuníamos semanalmente y participamos de varias presentaciones “brown bag” durante el verano. Estas presentaciones no eran parte de la investigación que estábamos llevando a cabo en los laboratorios en los que trabajábamos, pero nos exponían a otras investigaciones de punta que estaban ocurriendo en el campus. Encontré que estas sesiones fueron increíblemente informativas acerca de otras “nuevas” investigaciones. Podía usar estas charlas para ampliar mi conocimiento de contenido, y esto llevó a poder comunicar esta información a mis estudiantes. Mi primer programa RET lo pasé haciendo investigación para el laboratorio de biología del Profesor Thomas Eickbush junto con científicos investigando la ubicación de la inserción de los retrotransposones en el ADN de la Drosophila melanogaster (mosca de la fruta). Tuve que aprender sobre retrotransposones, de los cuales sólo había oído remotamente, antes de que pudiese empezar a ayudar con esta investigación en el laboratorio al cual había sido asignada. En mis primeras dos semanas pasé largos días en la biblioteca aprendiendo todo lo que pude acerca de, no sólo la investigación que realizaba en laboratorio al cual estaba asignada, sino también la investigación en la cual estaban participando laboratorios alrededor del mundo. Aprendí que un retrotransposón es un segmento de ADN que hace una copia del ARN, y luego revierte el proceso y hace una nueva copia del ADN, el cual luego inserta dentro de una nueva locación en la línea del ADN. Con ayuda de los científicos en el laboratorio, y el mentor que me fue asignado, me volví parte de un equipo científico de investigación por el verano. Esto significó que asistía a reuniones de laboratorio semanales y eventualmente tuve que presentar mis resultados a mi equipo. Al final del verano tuve que participar en una sesión de afiches científicos, que era otra actividad en la cual yo nunca había participado en mi carrera. Una experiencia realmente única fue la oportunidad de trabajar con un estudiante universitario que estaba participando en el programa REU (Experiencias de Investigación para Pregrado). Pudimos trabajar juntos en varias partes del proyecto de investigación que se nos asignó. Aprendí mucho acerca de los estudiantes cursando primer año en ciencia, información que después fui capaz de compartir con mis estudiantes.

Mi tema de investigación para el verano era “Clonar y mapear los genes faltantes en el rRNA de la Drosophila melanogaster”. Una vez que tuve más información acerca de la investigación que estaba siendo llevada a cabo en mi laboratorio, empecé a hacer el mismo trabajo que el resto del equipo.

Aprendí las habilidades necesarias para construir una biblioteca de clones de Cromosoma Bacterial Artificial (BAC), seguido por un análisis de clones

individuales y su ensamblaje dentro de grupos más grandes conocidos como cóntigos. Para analizar los clones usé varias enzimas para determinar el tamaño de estos y las distancias entre retrotransposones. Usé un set específico de enzimas para determinar si un clon venía de un cromosoma X o de uno Y. Usé Reacción en Cadena Polimerasa (PCR) y electroforesis en gel para determinar si había algún retrotransposón presente en el ADN. Use electroforesis en gel poliacrilamida para ayudarme a determinar el tamaño de los fragmentos y una electroforesis en gel de campo de pulso para obtener una alta resolución de los fragmentos más grandes. Muchos de estos procedimientos no existían cuando yo asistí a la universidad como estudiante de pregrado, ni tampoco en los cursos que tomé después de graduarme. Nunca había asistido a una “universidad de investigación”. Basada en mi trabajo, fui capaz de juntar cóntigos alineados mostrando así la posible ubicación de retrotransposones insertados. Si algunos de estos términos no son familiares para ti, imagínate cómo me sentí yo cuando entré a un laboratorio de investigación enfocada en retrotransposones, un término que yo con suerte entendía en el momento que me fue notificada mi selección. Uno de los muchos beneficios para un profesor en una RET es el aprendizaje de nuevo contenido y nuevas tecnologías que nunca habíamos visto cuando estábamos en la escuela. Esta experiencia definitivamente me ayudó a enseñar biología avanzada, especialmente las áreas de biología celular y molecular. Siempre es más fácil enseñar un tema cuando tienes experiencia con el proceso y el contenido.

Al siguiente verano me involucré en una RET diferente en la University of Wisconsin-Madison haciendo investigación de campo medioambiental. Éste programa RET era una beca suplementaria de un proyecto NSF que ya estaba en curso del Profesor Stanley Dodson en el departamento de limnología. Mi título para la investigación era “Estudio de limnología en la cuenca del Black Earth Creek11”. Estaba involucrada en estudiar la calidad del agua luego de fuertes eventos de lluvia y sus efectos en la composición química del río. Recogí muestras de agua en siete sitios diferentes a lo largo de tres millas de río—arriba, abajo y entre las plantas de tratamiento de aguas residuales. La investigación era un esfuerzo para ayudar a descubrir la razón de una gran mortandad de peces tras fuertes eventos de lluvia en el área. Trabajé con un candidato a doctor (PhD) en el laboratorio del doctor Dodson y lo ayudé con su investigación para su tesis.

Mi proyecto estaba enfocado en recoger las muestras de agua y analizarlas químicamente. Utilicé equipo de toma de muestras profesional 11

Nota de traducción: El Black Earth Creek es un río principal en el estado de Wisconsin en Estados Unidos.

para laboratorios para recoger algunos de los datos, además de los confiables tests Hach de calidad química del agua. Fui instruida en cómo usar nuevo equipo de laboratorio que analiza Carbono Orgánico Disuelto /Nitrógeno (DOC/N). También obtuve sedimentos desde el río e hice un protocolo para determinar la tasa de nitrificación que ocurría en el sedimento.

Tenía reuniones mensuales con el doctor Dodson, quien había puesto en marcha el programa RET suplementario para su laboratorio. Había otro profesor RET que trabajaba directamente con él y con su proyecto de investigación; no hacíamos la misma investigación. El otro participante RET y yo teníamos experiencias y resultados muy diferentes de nuestro proyecto de seis semanas. Los programas RET pueden estar estructurados de forma diferente, y ya que este era el primer año en que este profesor tenía un RET suplementario, el programa no estaba tan estructurado como el programa de sitio en el cual yo había participado el verano anterior. Al mismo tiempo que yo estaba en este programa, mi esposo estaba en otro programa RET de sitio al otro lado del campus. Cuando comparamos notas cada noche, me di cuenta cuán diferentes pueden ser los programas, no sólo entre campus sino también en el mismo campus.

Mi tercer RET (el cual continuó por los siguientes tres años) tomó lugar en un RET de sitio en el Centro de Ciencia e Ingeniería en Investigación de Materiales (MRSEC) en la University of Wisconsin-Madison. Durante los cuatro veranos estuve involucrada en investigación en el área de la nanotecnología. El primer año consistió en tomar un curso en línea sobre nanotecnología para entender los conceptos de este campo emergente de la ciencia mientras trabajaba con un profesor universitario en mi proyecto.

Durante los cuatro veranos debía desarrollar un proyecto curricular que incluyera una experiencia de investigación para mis estudiantes. Algunas de estas actividades pueden encontrarse en el sitio web Explorando el Nanomundo (MRSEC, University of Wisconsin Madison, 2013c). Cada verano tuve un mentor en el campus que me ayudó a desarrollar mi proyecto, y tenía acceso a un laboratorio en el cual yo podía trabajar para hacer mi investigación en un tema dado. Además, cada verano se nos pedía que participáramos en almuerzos brown bag en el campus con otros grupos RET del Centro de Ciencia e Ingeniería a Nanoescala (NSEC) (NSEC, University of Wisconsin-Madison, 2013), junto con un gran grupo REU trabajando con profesores en el campo de nanociencia. Estas presentaciones se enfocaban en investigación de nanotecnología de punta que estaba siendo llevada a cabo en el campus de la University of Wisconsin. En el último RET empezamos nuestra experiencia asistiendo a un “campamento intensivo” sobre técnicas de laboratorio antes de empezar nuestra investigación en el campus. Basado en la retroalimentación que habíamos dado el verano anterior con respecto a

algunas de las técnicas de laboratorio que necesitábamos para nuestra investigación, nuestro programa RET colaboró con el Instituto técnico local para darnos entrenamiento en procedimientos de rutina para laboratorios de investigación. Estos procedimientos de rutina en una universidad no son necesariamente los que hacemos cada día en nuestras salas de clase.

Mi primer proyecto de investigación en el campo de la nanotecnología se titulaba “El ‘efecto loto’ (nanotecnología en plantas de loto)”. Mi mentor era un amigo y profesor en el campus mejor conocido por su trabajo con Wisconsin Fast PlantsTM12, el doctor Paul Williams. Juntos desarrollamos una actividad de indagación usando el concepto de “la estructura afecta la función”. Usamos dos variedades de Wisconsin Fast PlantsTM, una de ellas mostraba el “efecto loto” (una esfera de agua resbala de la superficie llevándose con ella cualquier partícula de suciedad) (MRSEC, University of Wisconsin Madison, 2013a) y una planta de tipo salvaje que no mostraba este fenómeno. Junto con esta actividad basada en indagación, desarrollé un modelo de las estructuras de la superficie y el tamaño de las partículas a nivel de nanoescala, usando varios grados de lijas para demostrar cómo el agua actúa de forma diferente en diferentes superficies. La riqueza de conocimiento que el doctor Williams contribuyó acerca de las Wisconsin Fast PlantsTM, combinado con el uso de microscopios electrónicos de barrido (SEM) para observar la estructura de las hojas, llevó a un verano inolvidable. También condujo a un proyecto de currículum que fue usado en múltiples ocasiones durante varios periodos académicos en diferentes niveles de mi clase de biología escolar. Esta experiencia junto con el curso de nanotecnología, despertaron mi interés en el campo de la nanociencia. Quería volver por más al siguiente verano y, más importante aún, quería que mis estudiantes supieran acerca de este campo científico emergente.

Después de tres años en RET, estaba lista para cambiar la forma en que estaba enseñando biología a mis estudiantes: quería que hicieran algún tipo de indagación. Las actividades que desarrollé en mi tercer RET fueron usadas con todas mis clases de biología desde las clases de recuperación hasta biología avanzada. Decidí empezar lentamente con la idea de indagación y desarrollé una actividad guiada para mis estudiantes usando las Wisconsin Fast PlantsTM. Los estudiantes cultivaron una planta de tipo salvaje y una planta que mostraba el “efecto loto”, pero no se les indicaba qué semillas pertenecían a qué tipo. Los estudiantes tenían que comparar las estructuras de las plantas y la función de las gotas de agua en las hojas y en los botones con fotografías SEM de botones y hojas para determinar qué planta mostraba las 12

Nota de Traducción: las Wisconsin Fast Plants TM son plantas de ciclo de vida acelerado desarrolladas para su uso en investigación.

características del efecto loto, y luego describir por qué ocurría.

Los estudiantes también tenían que traer hojas desde casa o de las afueras y probar estas a ver si mostraban el “efecto loto”. Esto no salió como planeaba porque para el momento en que los estudiantes tenían que traer las hojas, ya era diciembre, y en Wisconsin no hay hojas en los árboles para esa fecha. Sugerí un plan B: traigan hojas de plantas domésticas. Esta estrategia llevó a algunas sorpresas. Parecía que una poinsettia (flor de Navidad) puede exhibir el “efecto loto”. Esto fue inesperado, ya que no encontramos ninguna evidencia en la literatura de ese momento que esta planta tuviera una estructura de hoja que exhibiera este fenómeno. Los estudiantes estaban decepcionados de que no tuviésemos un microscopio electrónico de barrido (SEM) a nuestra disposición para ver las estructuras de la superficie de las hojas y así verificar sus observaciones. Los estudiantes se dieron cuenta del valor de tener fotografías microscópicas más detalladas para ayudarlos con sus análisis y determinar qué plantas realmente exhibían el “efecto loto”.

Al siguiente verano, elegí trabajar en un laboratorio estudiando estructuras en algas diatomeas. El título en investigación era “La nanofabricación de sílice en algas diatomeas”. Trabajé con un estudiante de posgrado en el laboratorio del doctor Michael Sussman para empezar una investigación sobre las dinámicas de la población de diatomeas basada en la cantidad de sílice en su ambiente. Las diatomeas son algas unicelulares que se envuelven a sí mismas en caparazones que parecen de vidrio hechos de sílice.

Porque son unicelulares, son muy pequeñas, frecuentemente bajo los 10 micrómetros. Pero debido a este tamaño, muchos estudiantes no piensan que estos organismos tengan ninguna dimensión cuando los ven en un microscopio. La actividad estaba combinada con el desarrollo de un modelo a escala de la pared celular de una diatomea, aumentada 10,000 veces por medio del uso de cuentas de 1 mm representando las nanoesferas de sílice. Los científicos descubrieron que el sílice se depositaba en estructuras que tenían la forma de esferas en un rango de tamaño de aproximadamente 100 nanómetros que hacen la pared celular. La idea era que los estudiantes pudiesen hacer esta actividad y también aprender acerca del tamaño de las nanoesferas de sílice al mirar una diatomea bajo el microscopio, midiendo el tamaño de esta y luego haciendo un modelo 10,000 veces más grande que lo que ellos vieron en el microscopio.

El concepto de objetos que están en el rango de la nanoescala (bajo los 100 nanómetros) es muy difícil de captar para los estudiantes. Esperaba que, al construir un modelo a escala, los estudiantes pudieran tener una mejor comprensión de este concepto. Adicionalmente, hice algo de investigación sobre la fabricación de nanoesferas de sílice dentro de la diatomea e intenté crear una animación de cómo el sílice es extraído desde el océano, llevado

dentro de la célula y expulsado como nanoesferas de sílice. Me di cuenta que estaba un poco adelantada, pues el proceso exacto de salida a nivel celular todavía no se conocía en ese momento. Fue bueno para mis estudiantes saber que los científicos no saben aún todos los mecanismos de los procesos celulares, y que todavía hay mucho trabajo que hacer para entender cómo los organelos celulares trabajan en conjunto para producir diferentes materiales.

En el tercer verano tenía más autonomía en el desarrollo de una actividad y decidí nuevamente trabajar con plantas, esta vez haciendo investigación en el “efecto pétalo de rosa”. Nuevamente tuve la oportunidad de colaborar con el doctor Williams para ver si las Wisconsin Fast Plants TM exhibían este efecto. El título de investigación para ese verano fue “El efecto pétalo (Nanotecnología del pétalo de rosa)”.

Te estarás preguntando cómo a uno se le ocurren ideas para el proyecto de investigación del verano. El director del RET de sitio envió una lista de posibles temas en mayo, basado en artículos de investigación publicados recientemente en el campo de la nanotecnología. Uno de los artículos que llamó mi atención trataba sobre “el efecto pétalo de rosa”. Ya que tenía una rosa en mi escritorio ese día, por supuesto tenía que intentar el fenómeno descrito. Inmediatamente llamó mi atención e investigué más sobre la nanoestructura del pétalo de rosa que causaba que una gota de agua formara una esfera y se adhiriera al pétalo. En el artículo de investigación, algunos científicos habían desarrollado un método para hacer un molde de la estructura de la superficie del pétalo usando dos polímeros diferentes. Los polímeros, una vez endurecidos, tenían la misma nanoestructura que el pétalo.

Mi pensamiento inmediato fue incorporar esta idea en el proyecto curricular para el verano. El único problema era que dentro de los materiales necesarios para el procedimiento había cloroformo. Hoy en día la mayoría de las escuelas, incluyendo la mía, prohíben el uso de cloroformo con estudiantes.

Mi investigación para el verano incluía tratar de encontrar otras flores cuyos pétalos exhibieran el efecto pétalo y luego encontrar un material adecuado que pudiese hacer un molde y que también pudiese ser manejado de forma segura por los estudiantes. La actividad curricular desarrollada consistía en probar varios pétalos de flores buscando el efecto pétalo y luego hacer un molde del pétalo basado en la mezcla de polímeros que yo había desarrollado.

Nuevamente, tener acceso a un microscopio electrónico de barridopara mirar la superficie del pétalo y también la del polímero, era un gran apoyo para trabajar a nivel de nanoescala. Un beneficio extra del verano fue postular a una patente para el procedimiento que desarrollé. Como el procedimiento era muy similar al procedimiento del artículo (sin el cloroformo), no recibí la patente, pero el proceso de postularla valió la pena.

Mi cuarto verano en la University of Wisconsin-Madison, y mi último

como participante en un RET, fue nuevamente en el MRSEC. El título “Producir nano placas de plata para demostrar la superhidrofobia de los efectos pétalo y loto” era una actividad de cierre que combinaba mi trabajo de los veranos uno y tres en la University of Wisconsin-Madison. Mucha de mi investigación en nanotecnología lidiaba con las estructuras superficiales de los materiales, específicamente lo hidrofóbica de la superficie basado en la nanoestructura superficial de los materiales con los que estaba trabajando.

Una actividad que había sido utilizada en MRSEC—la reacción de espejo plateado—fue modificada para permitir diferentes cantidades de plata, en forma de nanoplacas, para que se adhirieran a una superficie. Esta actividad estaba basada en el concepto de que variar la cantidad de tiempo permitido para que se formaran las nanoplacas resultaría en diferentes estructuras de superficie. Cuando se añadía agua a la superficie, se observaban diferentes propiedades, yendo desde la hidrofobia hasta la hidrofilia. Adicionalmente las superficies hidrofóbicas también exhibían tanto el efecto loto como el efecto pétalo. Una nueva visita a los microscopios electrónicos de barrido permitió tener fotos de las diferentes estructuras de superficie. La actividad final desarrollada para el aula fue el procedimiento que usarían los estudiantes— poner las nanoplacas de plata en el papel de aluminio—y luego juntar las fotos SEM con las muestras reales producidas.

Adaptaciones de las mejores prácticas Luego de mi primera experiencia RET durante el verano del 2004 en la University of Rochester en New York, pude traer algunas de mis experiencias de vuelta a la sala de clases en un par de modos. Debido a la falta de equipo en mi escuela y la falta de fondos para hacer estos procedimientos que se usaban en el laboratorio de investigación, les traje otras experiencias a mis estudiantes. Luego del programa RET de verano puse mi afiche de la presentación científica en la parte trasera del aula. No podía replicar los experimentos que había hecho por la falta de equipo (termociclador), químicos (para hacer PCR y electroforesis) y dinero (para ordenar varios partidores, buffers y materiales para fotos). Mi escuela no tenía una clase de biotecnología para que los estudiantes aprendieran las técnicas necesarias para hacer este nivel de investigación. Pude hacer electroforesis en gel básica con los estudiantes usando azul de metileno para teñir sus geles. Comparé sus resultados con aquellos que estaban en las fotos del afiche y que eran de geles que usaban tintura en base a bromo. Los estudiantes fueron capaces de ver la diferencia en resolución de los geles del laboratorio de investigación. Esto llevó a una discusión de los varios tipos de tinte que se usan y los beneficios de ambas técnicas.

Tuve la posibilidad de describir los procedimientos de laboratorio a los estudiantes, junto con mostrarles cómo se usa un cuaderno de datos de laboratorio. Fue durante este año de enseñanza que todos mis estudiantes empezaron a usarlos en cada ocasión en que tenían un ejercicio de laboratorio.

Los estudiantes descubrieron cómo ingresar datos y aprendieron las razones para no borrar datos incluso cuando eran muy diferentes de los otros datos recogidos. Pude compartir información con mis estudiantes acerca de carreras en las ciencias puras gracias a las conversaciones que tuve con el estudiante REU con el que trabajé. Mis estudiantes de último año estaban especialmente interesados en esta información.

Una actividad única que ocurrió durante el año escolar fue posible cuando la University of Rochester envió un modelo de primera generación de un microscopio de fuerza atómica (AFM) a mi escuela. Parte de mi programa RET durante el verano en Rochester consistió en aprender acerca de un AFM, para qué se usa y cómo se usa, junto con una sesión básica de entrenamiento.

Por participar de la sesión de entrenamiento, la University of Rochester acordó enviar su modelo itinerante a mi escuela. Esto generó mucho interés no sólo entre mis estudiantes, sino también en otros estudiantes de otras clases del departamento de ciencia, incluyendo estudiantes de química y física. Los estudiantes de mi escuela sólo habían visto y usado microscopios compuestos que generalmente eran usados para magnificar objetos hasta 400 veces. Ver cómo luce un microscopio de fuerza atómica y lo que puede hacer, les dio a los estudiantes una experiencia que usualmente no está relacionada con escuelas secundarias.

Mi segundo año en la sala de clases, luego de mi RET del verano en la University of Wisconsin-Madison, fue muy similar, a pesar de que no hubo un nuevo gran afiche científico. Pude usar mi experiencia de campo para hablar acerca del trabajo en equipo, la importancia de recoger múltiples muestras y que la ciencia no siempre se hace en un laboratorio bajo techo. Mi laboratorio para el segundo verano RET era un río, con todo y sanguijuelas (¡A los estudiantes realmente les gustaron mis fotos con sanguijuelas en los pies después de una salida!) y con agua más arriba de la cintura a veces. Ya que tenía que recoger muestras de agua después de grandes eventos de lluvia, la investigación requería horarios extraños durante el día y la semana. Cuando les pregunté a mis estudiantes si ellos vendrían durante el fin de semana a recoger datos para un experimento que habían puesto en marcha, ellos se reían y decían que de ninguna manera. Con esto podía hacer el punto de que a veces la ciencia no sucede en los horarios que uno preferiría. No podía controlar el clima, pero podía determinar el mejor momento para recoger los datos necesarios para la investigación, lo que incluía a veces los fines de semana o las noches.

Los proyectos basados en indagación que desarrollé durante los siguientes tres veranos, investigando y desarrollando actividades en el área de nanotecnología, fueron implementados en mi salón de clases al siguiente año escolar. Los estudiantes tuvieron la oportunidad de aprender ciencia al poner en marcha sus propios “experimentos” basados en la investigación que había hecho durante el verano. En biología, la mayoría de los experimentos con materiales vivos requieren una extensión de tiempo más larga que uno o dos días, y esto permitió enseñar alguno de los conceptos centrales que iban de la mano con la actividad de indagación. Como parte del RET, teníamos que desarrollar un currículum que calzará dentro del currículum requerido por la escuela. Esto era difícil de por sí: ¿cómo puedes incluir más dentro un currículum que ya está lleno y asegurarte que los estudiantes estén aprendiendo el currículum del distrito? Parte del desarrollo de un currículum durante el programa RET de verano requería que hiciéramos calzar nuestra actividad dentro del currículum actual, posiblemente reemplazando actividades que habíamos usado previamente por “nuevas” actividades. Las actividades RET no estaban pensadas para ser actividades aisladas que tomaran más tiempo en ser enseñadas, si no que debían de ser integradas dentro de lo que ya estábamos enseñando.

Una de las actividades que desarrollé en mi segundo año en el MRSEC de la University of Wisconsin-Madison para mis estudiantes requería la compra de equipamiento que no teníamos en nuestra escuela. (Algunos programas RET incluyen un estipendio para que el profesor compre implementos para poner en marcha la actividad que ha desarrollado). Compré equipamiento de acuario y junté muchas botellas plásticas de agua para organizar “ambientes” individuales para que mis estudiantes diseñaran y recogieran datos en sus propios diseños experimentales. Esta fue la primera vez que mis estudiantes y yo tratamos de criar diatomeas, y, siendo honestos, nuestros resultados no fueron los esperados (muchos de los ambientes que creamos mataron a las diatomeas), pero en realidad fue muy beneficioso para mis estudiantes ver que no todo funciona como uno lo planea. Esto mismo fue muy útil para que los estudiantes vieran que comúnmente en las ciencias, la primera vez que haces un experimento va requerir muchos ajustes en los procedimientos. También, sus notas no se vieron afectadas porque el procedimiento inicial no haya funcionado, y no fue considerado un fracaso, ya que aprendieron información útil acerca de su procedimiento.

El año académico inmediatamente después de participar el tercer verano en MRSEC está descrito en la viñeta al principio de este capítulo y continúa al final de este capítulo en más detalle de las actividades antes descritas. Los estudiantes y yo teníamos un laboratorio de ciencia funcionando. No sabíamos al comienzo de la actividad cuáles serían los

resultados de esta para los materiales que habían traído los estudiantes.

Aprendimos ciencia al hacer ciencia, tal cual como se hace en laboratorios científicos alrededor del mundo.

La experiencia RET tuvo un profundo efecto en cómo enseño ciencias. Vi la ciencia en acción—no haciendo el “método científico”, sino que haciendo prácticas científicas. Realmente aprendí que los científicos no trabajan solos, lo que significó que mis estudiantes empezaron a trabajar en “equipos” para sus proyectos de investigación y no individualmente. Aprendí la importancia de diseñar un experimento basado en investigación previa, comunicar los datos a otros, tener datos replicables y el concepto de que no todos los resultados son la respuesta “correcta”. Realmente experimenté las prácticas de la ciencia y aprendí más acerca de la naturaleza de esta durante mis programas RET más que en cualquier otra cosa que hice en la universidad para prepararme para enseñar ciencia. Con la publicación del Marco para la educación escolar en ciencias (A Framework for K–12 Science Education) en 2011 (Board on Science Education, National Research Council of the National Academies, 2012) del National Research Council, estas prácticas científicas se han convertido en una base para los Estándares de ciencia para la próxima generación (Next Generation Science Standards) y son críticos en poder ayudar a los estudiantes a entender la naturaleza de la ciencia. En un mundo ideal, todos los profesores antes de enseñar tendrían la oportunidad de pasar un semestre en un laboratorio de investigación. Las experiencias de investigación no sólo son buenas para el profesor antes de servir como tal, también debiesen ser parte del desarrollo profesional constante de un profesor.

Mis experiencias son muy similares a aquellas descritas en los artículos de investigación acerca de RET antes mencionados. Personalmente, los programas RET han tenido muchos beneficios más allá de conocimiento que me entregaron en los diferentes campos de la ciencia. Una de las fortalezas de estos últimos cuatro veranos como profesora RET fue la oportunidad de trabajar en un grupo con otros cuatro profesores. Nos reuníamos formalmente cada semana para compartir nuestras ideas y resolver problemas juntos. Criticábamos los proyectos de los otros, discutíamos ideas y hacíamos presentaciones formales durante el verano unos a otros. Los científicos en los laboratorios de investigación no trabajan aislados, y seguíamos este concepto en nuestro trabajo como participantes del RET de nanotecnología. Imitábamos como se conduce la investigación.

Otro beneficio fue la confianza en mí misma que gané como profesora de ciencia, incluso en áreas en las que no estaba certificada. Esa confianza era tanto en tecnología como en contenido. La confianza en tecnología era en diferentes tipos de conocimiento tecnológico que se usa en investigación, la nueva tecnología de punta que se estaba investigando y realmente usar más

tecnología en mis clases. La confianza en el contenido científico fue en las áreas de física, un contenido fortalecido en la aplicación de matemática y en nanotecnología. Me volví una profesora STEM más sólida gracias a mis experiencias.

Hay varios programas que dan oportunidades a los profesores para hacer investigación, algunos durante el verano y algunos durante el año escolar. Los programas variarán dependiendo en quien patrocina el programa.

Algunos programas serán puestos en marcha por un científico particular o algún ingeniero en una corporación y funcionarán como una pasantía.

Algunos serán financiados por otras agencias gubernamentales—como, por ejemplo, el programa Profesores en el Mar de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). La National Science Foundation financió el programa con el que estoy más familiarizada y en el cual está basado este capítulo. La NSF financió un proyecto para desarrollar un sitio web que provee una lista de programas RET en los Estados Unidos para profesores escolares. La dirección web es http://www.retnetwork.org. Si estás interesado en participar en un RET o un programa similar, empieza a mirar programas en el invierno, pues muchos de ellos ya están llenos para primavera. Si ya estás familiarizado con alguna organización de investigación, puedes acercarte a preguntarles si ofrecen programas que permitan a los profesores trabajar en sus laboratorios durante el verano. El sitio web de la Asociación Nacional de Profesores de Ciencia tiene un calendario para eventos(http://www.nsta.org/publications/calendar/) en el cual hay otras oportunidades.

Conclusión Al final del primer año de enseñanza luego de haber hecho un RET, sentí que los estudiantes tenían más respeto por mí como profesora de ciencia que en mis previos años de enseñanza. Los estudiantes se dieron cuenta que yo de verdad trabajaba con científicos “reales” en un laboratorio de ciencias “real”.

Mi entusiasmo, el conocimiento que adquirí al trabajar con estudiantes universitarios en carreras de ciencia y el conocimiento que obtuve en la ciencia misma me permitió compartir información con mis estudiantes, la cual nunca había podido compartir previamente. Vi una mayor valoración del aprender y del hacer ciencia por parte de mis estudiantes. Escuché comentarios de otros estudiantes en diferentes clases: “Desearía poder estar en su clase; usted hace ciencia”. Otros profesores enviaron a sus estudiantes a mi salón después de la escuela para buscar información acerca de ser un científico y hacer investigación.

Los estudiantes, en gran parte, disfrutaban hacer actividades que los

estudiantes en otras clases de biología no realizaban. Noté que en la medida que me iba sintiendo más cómoda con las prácticas de la ciencia, mis estudiantes se fueron sintiendo más cómodos también. Cuando hacían las actividades que yo había desarrollado, la atmósfera en el salón de clases pareciera ser más “científica”. Mis estudiantes ya no estaban buscando la respuesta “correcta”. Que algo no resultara como se había predicho ahora era aceptable— ¡No estaba mal! Se les daba la libertad para pensar más acerca de qué estaba pasando y cómo podrían manipular las variables si fuera necesario.

Además, los estudiantes estaban expuestos a más tecnologías (por ejemplo, las fotos del microscopio electrónico de barrido de los moldes de sus pétalos, o el año en que tuvieron la posibilidad de usar el microscopio de fuerza atómica) de las que yo había usado previamente en mi enseñanza. Y un beneficio interesante se dio en mis clases: nunca más tuve un estudiante haciéndome la pregunta, “¿Por qué tengo que aprender esto?”

Mis experiencias en un edificio de ingeniería por cuatro veranos no sólo fueron una gran experiencia de aprendizaje para mí, sino que me dio una excelente perspectiva sobre porqué mis estudiantes necesitaban estar bien preparados en todas las áreas de ciencia durante la secundaria. Por esta razón, mis estudiantes ya no eran solamente estudiantes de biología. Todos nos volvimos estudiantes STEM. Me di cuenta que estaba enseñando más conceptos de física y química en mis clases de biología que en años previos y usaba más matemática con mis estudiantes de lo que hacía antes. Mis estudiantes y yo estábamos usando prácticas de ciencia, y yo había aprendido los procesos de diseño de ingeniería durante mi investigación. El conocimiento de contenido del currículum que traje de vuelta para mis estudiantes fue muy diferente a mi formación en biología. Aprender sobre ciencia de punta y ser capaz de comunicar ese conocimiento y las habilidades necesarias para ser exitoso en este nuevo campo emergente mantenía el interés de mis estudiantes. Si no sabes sobre un tema, generalmente tú no enseñas ese tema. Mis estudiantes terminaron biología aprendiendo sobre nanotecnología y pudiendo comunicarse con otros de tal forma que me convencieron de que habían aprendido el material y lo entendían.

Los científicos no siempre entienden a los profesores y sus salones de clase. Muchos no han vuelto a un salón desde que ellos mismos eran estudiantes. Un laboratorio de investigación no es lo mismo que un laboratorio de ciencia escolar. Muchas veces teníamos que explicar por qué estábamos modificando los proyectos que estábamos diseñando. Como ejemplo, el artículo original que yo leí acerca del “efecto pétalo de rosa’ usaba un procedimiento que requería cloroformo entre sus materiales para hacer los moldes del pétalo. Yo necesitaba encontrar un remplazo adecuado y seguro para este material, y esa búsqueda se hizo parte de mi investigación ese

verano.

Lo que los científicos dan por sentado puede ser algo que nosotros, profesores de ciencia, nunca hemos oído, especialmente si nuestra especialidad en la universidad no fue ciencia. Construimos un puente, cada año que participé de RET, entre la educación escolar y los científicos con los que trabajé en mis proyectos. Teníamos una mayor comprensión mutua de nuestros respectivos campos de conocimiento y de lo que se requiere para tener éxito en cada uno de ellos.

El mejor beneficio de ser una profesora RET fue la forma en que los estudiantes respondieron a mis esfuerzos por enseñar biología en una manera que fuera más cercana a la atmosfera de un laboratorio de investigación.

Disfruté ver y oír la emoción de los nuevos descubrimientos (“¿Quieres decir que ningún otro científico en el mundo sabe que la flor blanca presenta el efecto pétalo?”). Sentía que había desarrollado una comunidad de estudiantes y no sólo un salón de clases. Estos beneficios hacen que los seis veranos de investigación valgan la pena.

Para terminar este capítulo, terminaré la viñeta que empecé en el principio del capítulo. Esta narración continúa con los días dos al seis del año escolar en mi sala de clase después de haber completado mi quinto verano de experiencias de investigación. La viñeta está basada en currículum que desarrollé para mi investigación durante el verano.

Día 2 del semestre Mientras empezamos nuestro estudio acerca de seguridad en la ciencia y el “método científico”, nos convertiremos en científicos. Este verano pasado desarrollé un procedimiento que puede ser usado de forma segura por estudiantes en un aula de secundaria. Verán unos materiales en sus estaciones de laboratorio. Antes de que nos movamos a la estación averigüemos qué son los materiales y cómo deberíamos usarlos. ¿Quién puede decirme que son estas (levantando un par de antiparras)? ¿Para qué se usan? ¿Cuándo debiesen de usarse? (los estudiantes contestan hasta que alguien de la respuesta correcta). Por favor pónganse las antiparras cuando lleguen al asiento del laboratorio y manténgalas puestas hasta que dejemos el área del laboratorio.

Por favor, muévanse a una estación de laboratorio, dos por cada lado. En frente suyo hay una micropipeta más precisa que la pipeta Beral que usaron ayer, un matraz marcado y con agua y una cubierta azul de seguridad que cumple dos propósitos—absorbe derrames y ayuda a prevenir que el vidrio se rompa si es que este se da vuelta. Por favor asegúrense que el matraz siempre esté en la cubierta. También hay un contenedor con la etiqueta 15% PVA. PVA es un químico que será usado para hacer un molde

negativo de la superficie de su pétalo. PVA significa Alcohol Polivinílico. Por favor no lo manipulen. También encontrarán un pequeño plato plástico para pesar, una regla métrica, una tarjeta para anotar y materiales para escribir para cada estudiante junto con un marcador por cada estación de laboratorio.

En este momento me gustaría demostrar la técnica correcta para usar una micropipeta. Van a agregar una gota de 5 microlitros de agua a su pétalo. (Demostrar el uso y luego hacer que cada estudiante use la micropipeta antes de añadir el agua a los pétalos). Sosteniendo el pétalo por sus bordes, remuevan un pétalo de su flor. Procedan como lo hicieron ayer y anoten observaciones en la tarjeta acerca de qué le pasa al agua cuando es aplicada al pétalo, y el tamaño de la gota de agua. (Caminar alrededor observando los estudiantes haciendo pruebas en sus pétalos). Cuando terminen dejen el pétalo sobre la cubierta de seguridad.

(Cuando todos los estudiantes han dejado las flores en la mesa, continúo). El próximo paso es etiquetar su plato para pesar con sus iniciales y la hora. (Esperar a que todos hayan etiquetado los platos). A continuación, van a poner su pétalo en el fondo del plato. Una vez que lo hayan puesto allí, yo verteré el PVA encima del pétalo. Por favor no toquen el PVA una vez que yo ya lo haya vertido. Luego con cuidado lleven el plato hasta la campana de vapores, vuelvan a su estación, quítense las antiparras y recojan su tarjeta de anotaciones para regresar a sus escritorios.

Foto 9.1. Pétalos que los estudiantes removieron cubiertos con PVA. (Foto por el autor, 2008) Día 3 Hoy día removeremos el molde negativo del pétalo y verteremos un químico diferente sobre este molde para hacer uno positivo, el cual tendrá la misma estructura de superficie que su pétalo. El químico de hoy día es PDMS, abreviación para polidimetilsiloxano. Voy a necesitar que todos ustedes

utilicen antiparras y un par de guantes mientras trabajamos. Tengo un fórceps en la estación de laboratorio. Con cuidado remuevan el pétalo del PVA. Coloquen el PVA con el molde hacia arriba en el fondo del vaso.

Cuando tengan el molde negativo en PVA en el vaso, levanten su mano y yo verteré el PDMS sobre el molde, y luego ustedes devolverán el vaso de papel a la campana de gases. Las observaremos la próxima semana para darle tiempo al PDMS para que endurezca.

Días 4 y 5 Mientras esperábamos para que el PDMS se endureciera, pasé los primeros 20 minutos de cada día dando a los estudiantes contexto usando mi presentación final del RET. Los estudiantes aprendieron acerca de nanotecnología por medio de una actividad sobre dilución, aprendieron sobre estructuras de superficies y aprendieron sobre seguridad de laboratorio.

Día 6 Hoy día removerán el PDMS del PVA. Probaremos el PDMS de la misma forma en que probamos el pétalo originalmente. Tendremos un concurso para ver cuál molde de pétalo, que tenga una gota de agua en él puede sostener el mayor peso. Recogeremos datos de la clase y aprenderemos cómo se debe escribir un reporte de laboratorio completo. Finalmente, tenemos acceso a un microscopio electrónico de barrido. Enviaré algunos de sus moldes a la universidad local; tomarán fotos de las superficies y los enviarán de vuelta en unas semanas junto con el molde original. También tomarán imágenes de pétalos utilizados si el profesor puede encontrar el mismo tipo de flores en esa área. Tendrán que escribir un reporte de laboratorio siguiendo las instrucciones provistas. (Los estudiantes reciben una hoja sobre cómo hacer un informe de laboratorio). Sus conclusiones deben incluir los siguientes puntos: ¿Qué flores exhibían el efecto pétalo en clases? ¿Qué molde de pétalo fue capaz de sostener el mayor peso por medio de una gota de agua? En el futuro, ¿para qué se podría usar esta propiedad? Adicionalmente, deben escribir un párrafo resumiendo en sus propias palabras qué aprendieron de esta actividad.

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Capítulo 10

REALIDAD ALTERNATIVA: HACER DE TU CLASE UN JUEGO Remy Dou

Introducción Todos ustedes los conocen: los Jugadores. Los de XBOX, los de PlayStation o los de PC. Es muy posible que los estudiantes en tu salón de clases estén conversando sobre el más reciente videojuego o chismeando sobre los últimos rumores sobre celebridades. Los tiempos cambian. Mientras que alguna vez los estudiantes se agrupaban según el tipo de música que escuchaban (raperos, rockeros, punks, etc.), en estos días los chicos comúnmente se agrupan por el tipo de juegos que juegan o el tipo de sistema de juegos que usan (Comulada, Rotheram-Borus, Carey, Poris, Lord, & Arnold, 2011).

El fenómeno de los juegos es difícil de ignorar. Para los educadores de aula, un día típico incluye “pillar” a los estudiantes jugando en sus computadores. Si los estudiantes no tienen sus propios computadores, los puedes pillar jugando en sus dispositivos de juegos móviles o en sus teléfonos celulares. Es una ocurrencia ubicua. Y, contrario a los que se piensa, las niñas juegan tantos juegos de video como los niños (Entertainment Software Association, 2012).

Los juegos mismos han cambiado. Recuerdo haber crecido y esperar a que saliera el nuevo juego para la Super Nintendo. Una vez que el cartucho estuviese puesto firme en la consola, mis hermanos y yo pasaríamos horas jugando. Dependiendo del juego, podría terminarse en 10 o 20 horas (¡a veces continuas!) de juego. Hoy en día, los jugadores pueden pasar meses o años en un juego, explorando siempre nuevas facetas (por ejemplo, The Elder Scrolls y World of Warcraft).

Y los hermanos ya no son un requerimiento. Los jugadores pueden jugar con otros alrededor del mundo usando conexiones a internet. Los creadores de juegos hoy se enfocan cada vez más en la conectividad social de los juegos. Esto se evidencia por el hecho de que la mayoría de los juegos más vendidos tienen fuertes componentes sociales, a menudo facilitados por un PC

o una consola conectada de forma inalámbrica a la internet (Entertainment Software Association, 2012). ¿Cómo pueden los educadores competir con cosas como Angry Birds, Candy Crush o cualquiera sea la nueva moda en estos días? Los juegos involucran a los estudiantes en muchos niveles: sus imágenes coloridasde movimiento rápido, su retroalimentación inmediata, el sentido de logro que proveen y así. Mientras algunos educadores miran en menos o sin convicción a los juegos y/o los jugadores, esto no debe llevar a desincentivarlos. Al contrario, los juegos presentan oportunidades para aprender. ¿Qué tienen los juegos que pueden capturar, en clases, la total atención del niño que típicamente no se puede sentar tranquilo por un minuto?

Los principios de los juegos, los cuales exploraremos, pueden enseñarnos cómo mantener a nuestros estudiantes motivados. Al usar estos principios para rediseñar nuestros salones de clase, podemos llegar a los estudiantes en formas que la estructura tradicional de sala de clases no puede (Gee, 20003). Para poder entender por qué esto es así, démosle una mirada de cerca al mundo de los juegos.

Trasfondo En 2012, la Entertainment Software Association lanzó su reporte anual “Datos Esenciales”, entregando algunas estadísticas acerca de la industria de los computadores y videojuegos. Esto ayudará a poner la ubicuidad de los juegos en perspectiva: ● El hogar estadounidense promedio posee al menos una consola de juegos. ● 47% de los jugadores son mujeres. ● 62% de los jugadores juegan con otros jugadores en el mismo cuarto. ● En el año 2011, los consumidores gastaron cerca de US$25 mil millones en la industria de los juegos. ● La edad promedio del jugador es de 30 años.

Mucho se puede deducir de estos datos. Nos hablan de que un alto porcentaje de gente juega videojuegos, que hombres y mujeres están involucrados de forma casi igual, que los jugadores vienen de todos los rangos de edad y que jugar es un evento principalmente social. Los videojuegos han encontrado su lugar en nuestra cultura.

La investigación cognitiva ha aumentado de forma extraordinaria nuestro conocimiento acerca la forma en que la gente aprende y, sorpresivamente, mucho de esto se alinea con la forma en que los buenos juegos son diseñados (Gee, 2003). Por ejemplo, hoy sabemos que la eficacia y el aprendizaje mejoran significativamente cuando a los estudiantes se les

entregan proyectos o tareas que no son ni tan fáciles ni tan difíciles, sino que son lo suficientemente desafiantes para que el crecimiento ocurra sin frustración. En otras palabras, los estudiantes aprenden mejor a través de actividades en las que pueden esperar resultados que reflejen de forma precisa sus esfuerzos (Sherer, Maddux, Mercandante, Prentice-Dunn, Jacobs & Rogers, 1982). Esto es parecido a la zona de desarrollo proximal de Vygotsky (National Research Council, 2000b). Similarmente, los buenos juegos generan una experiencia de usuario que busca igualar los niveles de habilidades de cada individuo. Algunos juegos pueden hacer ajustes sobre el nivel de dificultad a medida que las habilidades del jugador aumentan o disminuyen (Holland, Jenkins, & Squire, 2003). Los juegos entregan un “orden fructífero” de complejidad de problemas que las ciencias cognitivas nos dicen lleva al dominio (Salen, Torres, Wolozin, Rufo-Tepper, & Shapiro, 2011).

El uso de obstáculos es una herramienta familiar usada para hacer los juegos interesantes. La idea suena contraintuitiva, pero, de hecho, trabajar a través de desafíos complejos en un mundo de juego puede ser inherentemente satisfactorio (Holland et al., 2003). Muchos están familiarizados con Pac Man, un juego donde el objetivo central del jugador es correr recogiendo pequeñas pastillas. Así como así, este concepto no suena muy entretenido.

Para cambiar eso, los creadores del juego incluyeron un laberinto a través del cual los jugadores deben andar con cuidado para poder recoger las pastillas.

Todavía, esto no era lo suficientemente entretenido. Lo que hace que el juego sea realmente motivante es que mientras los jugadores hacen maniobras por el laberinto recogiendo pastillas, también están siendo perseguidos y boicoteados por enemigos que buscan eliminarlos. Cada vez que el jugador pasa de un nivel particular, habiendo recogido todas las pastillas, los enemigos en el nivel siguiente son más difíciles de vencer. Claramente, obstáculos desafiantes pero superables es lo que hace entretenidos a los juegos (McGonigal, 2011).

Estrategias de aprendizaje abiertas y basadas en investigación benefician enormemente a estudiantes diversos, en parte porque los estudiantes participan de la producción del conocimiento en vez de sólo consumirlo—aprendizaje activo en vez de pasivo (National Research Council, 2000b). Los juegos buenos a menudo les dan a los estudiantes las oportunidades para diseñar sus propios mundos y/o tomar sus propias decisiones para aprender de los efectos de éstas. Este tipo de encuentro experimental, el cual es común en prácticas científicas, provee un terreno fértil para el pensamiento de alto nivel (Salen et al., 2011).

La investigación de comportamiento muestra que la forma en que una persona se autoidentifica puede afectar el resultado de su selección de carrera (Bhattacharyya, 2008; Brickhouse, Lowery & Schultz, 2000). Los educadores STEM que esperan que algunos de sus estudiantes sigan carreras relacionadas

con STEM no sólo deben prepararse a nivel de contenido, pero también ayudar a reformular sus perspectivas sobre cómo luce una “persona STEM”.

Los juegos proveen flexibilidad para que los jugadores refinen su percepción sobre sí mismos y otros al permitir que los usuarios creen nuevas identidades y redefinan la suya. Al personificar a una científica en un juego, las estudiantes pueden sientirse más cómodas al transferir esa identidad a otras áreas de su vida (Gee, 2003).

La colaboración es también un componente del diseño de juegos. La colaboración es crucial para mejorar el aprendizaje entre un grupo diverso de estudiantes y es una parte inherente de muchos—si no la mayoría—de los juegos. Estudios muestran que los estudiantes pertenecientes a minorías que desarrollan hábitos de estudio y trabajo en grupo logran mayores éxitos académicos (Gillman, 1990). Esto no sólo aplica a los estudiantes pertenecientes a minorías. Los desafíos de juegos entregan una base común sobre la cual los estudiantes pueden reunirse para colaborar y aprender.

James Paul Gee, Kurt Squire y otros han escrito ampliamente sobre este y otros principios de juegos que promueven el aprendizaje y motivan a los jugadores (Gee, 2003; Squite, 2003; Shaffer, 2006). La mayoría, si no todos, pueden aplicarse al salón de clases. La siguiente lista consolida los principios a algunos de los temas básicos más exitosos para “hacer un juego” de tu salón STEM. ● Los juegos promueven el aprendizaje activo en vez de las experiencias pasivas. ● Los juegos les permiten a los jugadores/estudiantes construir y reflexionar sobre varias identidades y opciones. ● Los juegos promueven el éxito por medio de la colaboración. ● Los juegos ofrecen a los jugadores/estudiantes múltiples caminos para el éxito.

Quest to Learn (Expedición para aprender) Quest to Learn (Q2L) es una escuela pública de Manhattan para cursos desde 6º a 9º año y cuyo currículum global fue desarrollado en gran parte por diseñadores de juegos. Similar a otras escuelas, Q2L espera que los estudiantes adquieran conocimiento dirigido por un currículum basado en estándares, pero la forma en que se presenta el contexto difiere. En vez de enseñar “unidades”, los profesores guían a sus salones en “expediciones”. Las misiones pueden durar alrededor de 10 semanas y varían en el enfoque. En vez de las actividades y tareas, los equipos de estudiantes participan de “expediciones” dirigidas para cumplir las misiones. Al final de cada misión, los estudiantes en la escuela se enfrentan con una tarea épica llamada el

“Nivel Jefe13” (Quest to Learn, n.d.).

Esto puede sonar surreal para muchos—como un mundo imaginario— pero hay aprendizaje concreto y real aquí. Comúnmente puedes encontrar a los estudiantes en expediciones “reuniendo recursos”, “creando modelos”, “diseñando herramientas”, haciendo “experimentos científicos” o “analizando textos”, todos estos son hábitos de la mente científica. Q2L está diseñada para que quienes se gradúen de allí puedan resolver problemas complejos y tomar decisiones estratégicas basadas en análisis de evidencia. De acuerdo al sitio web de Q2L, “Quest no es una escuela cuyo currículum este hecho a partir de los videojuegos comerciales, sino una escuela que usa principios propios de los juegos para CREAR experiencias similares a los juegos y altamente envolventes (Quest to Learn, n.d.; Salen & Zimmerman, 2003).

Así que, ¿cuáles han sido los resultados? Q2L ya estaba ranqueada en el 3% superior de su distrito en términos de la participación de estudiantes. La pregunta que muchos están esperando responder es si escuelas como Q2L aumentan los puntajes de los estudiantes en pruebas estandarizadas. Hasta ahora, los estudiantes de Q2L han mostrado el mismo nivel de éxito en las pruebas que las escuelas tradicionales, aunque la implementación del currículum por completo todavía no ha ocurrido. Q2L continuará agregando un nuevo nivel cada año para que en el 2015 logre tener la cobertura escolar desde 6º a 12º. Aunque será interesante analizar las ganancias en aprendizaje en los próximos años de Q2L, examinar las estrategias mediante las cuales la escuela efectivamente motiva a sus estudiantes es igual de importante.

Los diseñadores de juegos tienen muy claro que juegos diseñados apropiadamente pueden mantener a los jugadores motivados, incluso hasta tarde en la noche. Este nivel de compromiso podría beneficiar ampliamente al aprendizaje de los estudiantes. Aunque el compromiso no es la única pieza necesaria para el éxito académico, es un componente importante en la transformación del comportamiento (Lent, Brown & Hackett, 1994). Los principios de diseño de juegos pueden alterar el curso de una sala de clases y la forma en que los estudiantes piensan. Hacer de la sala de clases un juego va más allá de un tema STEM; es un tema del aprendizaje.

Entrevista con un jugador: Dra. Shannon Mortimore-Smith Inspirado por los 36 principios del aprendizaje que se encuentran en juegos de James Paul Gee, la doctora Shannon Mortimore-Smith se hizo la pregunta: “¿qué pasaría si yo diseñara un curso que funcionara más como un juego?” La 13

El Nivel Jefe hace referencia a la etapa final de un videojuego, donde el protagonista se enfrenta al jefe de sus enemigos

doctora Mortimore-Smith, una profesora en la Shippensburg University en Pennsylvania, tomó el riesgo de convertir su salón de clases en un juego. Los resultados por lo bajo la intrigaron. Sentada afuera de un edificio de conferencias en la conferencia anual de 2012 del National Council of Teachers of English, ella expuso sobre lo que sucedió en uno de sus cursos de pregrado (Mortimore-Smith, 2012).

Habiendo enseñado secundaria por siete años, ella ya entendía la importancia de proveer experiencias de aprendizaje motivantes para sus estudiantes, muchos de los cuales venían de contextos empobrecidos. “Para poder aprender, ellos quieren a alguien que pueda hacer [el aprendizaje] significativo para ellos”, dijo (Mortimore-Smith, 2012). Mientras trabajaba en su doctorado, ella se dio cuenta que enseñar alfabetización al incorporar cultura pop, particularmente novelas gráficas, agregaba significancia al aprendizaje de los estudiantes. Aunque al principio estaba escéptica, resultó que su método sirvió como una herramienta efectiva para utilizar el interés de sus estudiantes, haciendo surgir discusiones de contenido complejas que rodeaban los conceptos de la clase. Ella tomó esta estrategia de enseñanza un paso más allá hacia el mundo de los juegos, donde el objetivo de un buen juego es también proveer de experiencias significativas (Salen & Zimmerman, 2003).

Las series Zelda y Final Fantasy habían ofrecido a la Dra. MortimoreSmith gran entretención cuando ella estaba en sus veintes; había jugado esos juegos ávidamente. Las comunidades con las que se había encontrado y las que había construido en los mundos de juegos se volvieron significativas para ella, algo que los no jugadores pueden encontrar raro. Estas relaciones le dieron un entendimiento emocional y oportunidades de aprender a partir de otros y trabajar en conjunto. Ella razonó que, si los juegos tienen la capacidad de evocar recuerdos, amistades y colaboración, entonces sus principios de diseño debiesen ser capaces de nutrir lo mismo en un ambiente escolar.

Ella se acercó a sus superiores en Shippensburg y sugirió que ella enseñase un curso electivo implementando este concepto creativo: Inglés 336—Teorías y acercamientos a la enseñanza de artes del lenguaje y alfabetización. Un poco sorprendida por la falta de resistencia del director de su departamento, la doctora Mortimore-Smith continuó estructurando su curso como un juego. Ella hizo un juego de su sala de clases.

La semántica de su curso cambió, como también muchas otras cosas.

Los estudiantes ya no tenían que trabajar en tareas o evaluaciones; ellos colaboraban en aventuras. Había aventuras más pequeñas dentro de aventuras más grandes, las cuales eran parte de tres caminos de aprendizaje centrales que los estudiantes podían elegir. Con cada aventura completada, los estudiantes ganaban puntos de experiencia. Cualquier puntaje entre 1800 a

2000 puntos de experiencia les daba a ellos una “A” en el curso, y había muchas formas de lograr esto.

El proceso de planificación en sí mismo era como un juego. En un periodo de más o menos un mes y medio, la Dra. Mortimore-Smith creó aventuras y las respectivas recompensas para sus estudiantes. Ella se basó primariamente en los principios presentados por Gee, un investigador sobre aprendizaje y lingüística a quien ella admiraba. Destacaban particularmente tres principios: Aprendizaje Activo y Crítico, Múltiples Rutas y el Principio Moratorio Psicosocial.

Los juegos exitosos permiten a los estudiantes aprender haciendo. La Dra. Motimore-Smith entendió que el principio de Aprendizaje Activo y Crítico de Gee es exactamente eso. Los estudiantes aprenden al estar involucrados en la práctica de contenido. No es sorprendente que esto sea similar a la literatura sobre investigación abierta –prácticas de la ciencia– que permea cada fibra de los Next Generation Science Standars. Las prácticas de la ciencia se prestan para un segundo concepto—el Principio de Múltiples Rutas—el cual fomenta una variedad de opciones para que los estudiantes progresen a lo largo de una actividad, no siendo todas ellas requeridas para el éxito. Pero más que eso, el principio de Múltiples Rutas les da a los estudiantes oportunidades para estructurar su propia trayectoria de aprendizaje. Para la Dra. Motimore-Smith, esta era una forma de “diseñar caminos para los estudiantes” (Mortimore-Smith, 2012). No saber exactamente cómo los estudiantes elegirían presentar los logros y tareas creaba una sensación de aventura y novedad.

Si un estudiante fallaba en pasar una aventura, ella o él tenían la oportunidad de volver a intentarlo. Éste es un componente de la mayoría de los juegos (la habilidad de “continuar” o “intentarlo nuevamente”) y es parte del Principio Moratorio Psicosocial. Los estudiantes se sienten motivados a tomar riesgos por las consecuencias reducidas al fallar una tarea de aprendizaje. En vez de forzar a los estudiantes a probar el dominio de contenido por medio de una única evaluación, ellos tienen oportunidades de evaluarse a sí mismos, reconstituirse y volver a intentarlo, así adquiriendo el dominio.

Para el final del curso, los estudiantes se habían conectado socialmente y habían desarrollado habilidades para pensar críticamente—no sólo acerca del contenido de la clase, sino también acerca de su propio aprendizaje. Los estudiantes respondieron bien, diciendo cosas como “esta fue la primera clase en la cual se me permitió tener una opinión” (MortimoreSmith, 2012). Ellos aprendieron el valor de la colaboración en cuanto es parte de lograr el éxito, un valor compartido por la comunidad STEM en general.

Sin embargo, los engranajes del cambio giran lentamente, especialmente a

nivel universitario. A pesar de compartir sus éxitos con sus colegas, la doctora Mortimore-Smith encontró dificultad en ayudar a otros en la academia a que vieran estas estrategias como algo más que juveniles.

No todos los estudiantes demostraron interés o entusiasmo al principio del curso. La Dra. Mortimore-Smith encontró un poco de resistencia y ansiedad, primariamente por los estudiantes que se sentían incómodos al hacer preguntas o dirigiendo su propio aprendizaje. Ellos querían que les dijeran qué hacer. Sin embargo, este tipo de método de enseñanza prescriptivo, donde se espera que los estudiantes sigan una lista de procedimientos sistematizados con resultados preestablecidos, quita del desarrollo de habilidades de pensamiento crítico que requerirían para el éxito en un mundo que cambia rápidamente en cuanto tecnología (National Research Council, 2012).

“Aprender es explorar; es el descubrimiento”, dice la Dra. MortimoreSmith (Mortimore-Smith, 2012). El diseño básico de buenos juegos, así como la habilidad para investigar y reflexionar sobre las acciones, pueden transformar la forma en que los estudiantes se relacionan con el contenido de la materia. Introducir nuevos acercamientos como este puede ser desafiante, particularmente a la luz de la presión por rendir que sufren los profesores en los test de alta importancia “Pero si [los profesores] están dispuestos a jugar con el currículum de maneras más significativas, ellos podrán lograr esos objetivos” (Mortimore-Smith, 2012).

Mejores prácticas Introducción a los principios del juego: Adam Mortague Temprano en mi carrera, implementé una actividad simple como un juego como parte de mi unidad sobre genética. Esta era la premisa: Adam Mortague, un increíblemente talentoso y joven investigador convertido en emprendedor, es un experto en el campo de la ingeniería genética y la clonación nuclear.

Gracias a él y a los esfuerzos de su equipo, variedades de arroz, maíz y trigo resistentes a la sequía han sido llevadas a diferentes etapas de desarrollo, trayendo alivio a países donde el suelo es árido. Aún más, especies pensadas en algún momento al borde de la extinción ahora encuentran esperanza en los métodos desarrollados por Adam y los expertos en el Cloning Advancement Institute of Nevada (CAIN), el cual él fundó. Adam también mató a su propio clon. Es el año 2057.

Jugué este juego de una semana cada año con mis estudiantes de biología. En el juego, los estudiantes tomaban uno de los siguientes roles: abogado defensor, fiscal o juez. Su trabajo ayudaría a condenar, defender o

decidir si Adam Mortague había cometido asesinato o no cuando se había deshecho de su clon, Abel, para poder extraer órganos para su propia sobrevivencia. Para complicar el asunto, Abel estaba en un estado de parálisis inducida que empezó antes incluso de su nacimiento. Adam argumentaba que el clon no era más que un set de órganos desarrollado en una cápsula de Petri metafórica.

Mientras el concepto del juego introducía radicalmente a los chicos en el mundo de la bioética, también servía como una plataforma en la cual ahondar en el aprendizaje de biotecnología, clonación, replicación celular, genética, síntesis de proteínas y mucho más. Aunque el juego suena mucho más como una película que la realidad, era lo suficientemente posible para que los estudiantes aceptaran la ilusión y las premisas del caso. Pero aún había más.

Con los años desarrollé una serie de documentos oficiales usados para llevar a los estudiantes a investigar. Los documentos iban desde los expedientes médicos y criminales de Adam Mortague hasta los memos presidenciales y los contratos firmados entre CAIN y el sustituto de Abel. Por semanas, los estudiantes participaron de la adquisición de conocimiento de contenido, presentaciones, análisis de evidencia y discusiones acerca del caso; mucho de esto se llevó a cabo sin que el profesor así lo instruyera.

Al final de la unidad, teníamos un juicio. Ese día, yo ya no era el Sr. Remy. Me senté en el asiento del inculpado, haciendo el rol de Adam Mortague. Los jueces estaban a cargo del salón de clases y su manejo. Con una agenda frente a ellos, comenzaron el juicio que duró alrededor de 45 minutos, con cada lado tomando turnos presentando evidencia y haciendo preguntas. Cuando todo había terminado, los jueces fueron a un cuarto separado a deliberar, esto se lo tomaron muy en serio, y regresaron con un veredicto. Algunos estudiantes celebraron su victoria, otros fruncieron el ceño, sabiendo que habían puesto su corazón en el trabajo, pero no obtuvieron los resultados que esperaban. A la siguiente clase, discutíamos los resultados y el caso.

El caso del pueblo v. Adam Mortague era un juego que usé para involucrar a mis estudiantes. Esta involucración no la hubiera logrado si los estudiantes hubieran estado sentados llenando hojas de ejercicios y organizando presentaciones de diapositivas. Como todos los buenos juegos, tenía personajes, una ambientación, desafíos, un sistema de valores y límites imaginarios. La experiencia se fijó en la mente de los estudiantes. Años después, después de la graduación, cuando vinieron a visitar o me vieron en público, ellos mencionaban a Adam Mortague, el juego que jugamos, y el juicio. Siempre recuerdan qué rol tenían y si habían ganado o no su caso.

También parecían recordar algunos de los conceptos relacionados con el

contexto que yo esperaba que conservaran. Como educador, llena mi corazón ver ese dejo de entusiasmo en los ojos de mis estudiantes cuando se acuerdan años después de nuestras interacciones. Ellos aprendieron y, lo más importante, estaban interesados en aprender.

Usar sistemas de recompensas Otro ejemplo de “hacer un juego” de mi clase incluía un sistema de recompensas similar a aquellos usados en videojuegos.

Al inicio del año escolar, los estudiantes en mi clase de secundaria de biología veían un letrero en la muralla que decía: “un SmartyBuck = dulce, dos SmartyBucks = aprobar una tarea, tres SmartyBucks = crédito extra”.

Parte de mi discurso del primer día de clases incluía una descripción de qué eran estos y cómo podían ganarlos. Especifiqué que la participación en clases, demostrar esfuerzo y/o el éxito académico notable le darían a cada uno de ellos un SmartyBuck. Hice un esfuerzo consiente para entregarlos de forma justa, sin prejuicio hacia ningún estudiante sin importar su situación académica, género, discapacidad o raza. Los estudiantes rápidamente se dieron cuenta de que ganar SmartyBucks estaba a su alcance y que valía la pena el esfuerzo. Los SmartyBucks motivaron incluso a aquellos que no tenían un buen registro en cuanto a participación en clases.

Los profesores de primaria saben exactamente porqué los SmartyBucks funcionaron. Ellos utilizan este tipo de sistemas de recompensa con sus estudiantes jóvenes todo el tiempo. Asumimos que en un punto los niños crecen, y que estos sistemas ya no tendrán la capacidad de motivar. Sin embargo, en la realidad estos continúan siendo efectivos a lo largo de la adultez, aunque la manifestación de estos sistemas puede diferir en cuanto a madurez y complejidad.

Desarrollar un ambiente de clase basado en los principios del juego, tales como el uso de recompensas, es una forma efectiva de involucrar a los estudiantes, pero hay más en esto que sólo dar dulces a cambio de participación. Crear el ambiente que genere interés e involucramiento es lo que nosotros como educadores deberíamos buscar. Esto puede lograrse a través de una comprensión profunda de los principios de aprendizaje en el diseño de juegos.

Estructurar las clases como un juego Ha llegado el momento de convertir tu ambiente de clases en un oasis como un juego—una realidad alternativa. Tus estudiantes se encontrarán interesados en logros, y tú disfrutarás de ejercitar tu creatividad y experiencia. Desde el

momento en que los estudiantes entren a tu salón, ellos serán parte del “juego”: tú eres quien pone las reglas y ellos son los jugadores. Tú también eres el diseñador del juego. A medida que los estudiantes avanzan por su camino a través de tu curso, ellos enfrentarán obstáculos (por ejemplo, proyectos, pruebas, evaluaciones, tareas, etc.). Ellos superarán estos obstáculos, juntarán la mayor cantidad de puntos posibles y ganarán el juego.

Para una transformación de tu salón de clases exitosa, considera lo siguiente más como un set de recomendaciones y no como un plano rígido.

El avatar Todos los juegos tienen un personaje principal que los jugadores controlan.

Ya sea una simple paleta, como en el caso de Pong, hasta una persona compleja, como es el caso del comandante Shephard de Mass Effect, el avatar es un embajador digital por medio del cual los jugadores interactúan con los elementos del juego. Para el salón de clases, los avatares no necesitan ser digitales, pero esa también es una opción. Los avatares pueden ser representados por los roles que los estudiantes toman. El beneficio de hacer que los estudiantes creen avatares recae en la interacción entre la identidad de los estudiantes y la identidad dentro del juego/avatar, la cual puede generar una reflexión y desarrollar una identidad STEM. Con esto quiero decir, que los estudiantes que normalmente no se identifican con profesionales o carreras STEM pueden usar sus roles en el juego como una forma de explorar esos esquemas como propios. Esto puede ser particularmente de ayuda para estudiantes de contextos culturales diversos (Foster, 2008).

Se les puede dar la oportunidad a los estudiantes de elegir sus roles a partir de una lista de posibilidades. Las opciones deben incluir identidades basadas en STEM. Por ejemplo, los estudiantes en mis clases de botánica tenían la opción de ser ingenieros, diseñadores, supervisores o especialistas de relaciones públicas. Los términos usados en los roles pueden ser adaptados de acuerdo a los diferentes años escolares. Además, puede que quieras incluir roles que no sean STEM para atraer a los estudiantes que tienen dificultades para conectarse con el campo. Éstos pueden incluir artistas, expertos audiovisuales, escritores y así. Presentar a los estudiantes a STEM a través de roles con los cuales ya se identifican puede ayudarlos a alivianar la ansiedad inicial. A medida que defines y eliges los roles de los estudiantes, ten en mente que su efectividad va a depender en su contribución significativa a las tareas de aprendizaje basadas en trabajo de equipo.

El avatar, o personaje, que el estudiante desarrolla en tu salón de clases servirá para diferentes propósitos. Estos incluyen una nivelación conceptual del campo de juego. Todos los estudiantes deberían partir en el

mismo punto y tener las mismas posibilidades de crecer. Esto puede ser de especial ayuda para estudiantes que vienen con un registro académico no muy bueno, ya que les da la posibilidad de partir de cero (National Research Council, 2011). Permitirle a un estudiante con bajas notas la oportunidad de asociarse con un rol basado en STEM puede ser la primera vez que él o ella considere esto como una posibilidad realista.

En algunos casos, puede beneficiar a los estudiantes el visualizar su avatar. Hacer esto puede permitir opciones para personalizar la apariencia física del mismo. Esto no sólo puede crear asociaciones más fuertes para el estudiante con la identidad de su avatar; el proceso también puede ser usado para ayudar a mantener un registro de las habilidades que los estudiantes han aprendido. Por ejemplo, algunos accesorios del avatar (por ejemplo, la ropa, joyería y algunas marcas) pueden demarcar habilidades particulares aprendidas. Los estudiantes pueden ganar acceso a ciertos accesorios sólo después de que ellos hayan demostrado dominio de un concepto en una o más áreas. Adicionalmente, al medir el crecimiento en términos de habilidades aprendidas (a diferencia de notas obtenidas), los estudiantes se enfocan más en sus fortalezas que en sus debilidades. Existen docenas de herramientas gratuitas en línea para desarrollar personajes y avatares; una que yo recomiendo es Face Your Manga (http://www.faceyourmanga.com).

Desafíos Los desafíos están en el corazón de un ambiente alternativo de juegos.

Llámense como se llamen, ya sean misiones, aventuras, expediciones, travesías o niveles, ellos son los obstáculos que los estudiantes tienen que superar para poder progresar en el juego. En su forma más básica, los desafíos incluyen todas las tareas asignadas a través del curso (por ejemplo, tareas para la casa, guías de actividades, trabajo en grupo, exámenes, proyectos, etc.). Los desafíos vienen en todas formas y tamaños.

Con la llegada de los Next Generation Science Standards, se seguirán llevando a cabo cambios en los fundamentos de cómo enseñamos la ciencia, como también cambios en las tareas que diseñamos para los estudiantes. Los estudiantes deberían estar “haciendo” ciencia, un ejercicio en el cual aprender es más acerca de generar conocimiento que absorberlo a través de charlas o libros de texto. Esto va más allá de laboratorios participativos y busca tocar el corazón de la ciencia: identificar un problema, estructurar investigación, reunir evidencia, analizar evidencia, desarrollar conclusiones y compartir conocimiento (National Research Council, 2000a; National Research Council, 2012). Estas debiesen ser las actividades que los estudiantes estén dominando.

También son inherentes a la estructura del juego, donde los jugadores toman

roles activos y analizan la retroalimentación del juego para reflexionar acerca de su progreso (Squire, 2003).

Existen recursos gratuitos para ayudarte a facilitar la “práctica” de ciencia. Set de datos del gobierno, ya sean federales o estatales, presentan una oportunidad para que los estudiantes hagan análisis real de datos. Estos incluyen registros del Global Information System (GIS), imágenes satelitales y todo tipo de medidas. Agencias federales tales como la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica proveen sets de datos accesibles que a veces están acompañados con guías para educadores y/o planificaciones. Una rápida búsqueda en línea debería ser todo lo que necesites para empezar con estos.

También puedes intentar empezar en Data.gov (http://www.data.gov). El objetivo es facilitar que los estudiantes usen evidencia en la formación de argumentos y compartan el conocimiento.

Además de sets de datos, un sinnúmero de proyectos científicos ciudadanos involucran a los estudiantes en trabajos que impactan el mundo científico. Esfuerzos como el Proyecto de monitoreo de larvas monarcas y el Zooniverso proveen un lugar para que los estudiantes contribuyan a cuerpos crecientes de investigación. Para un sitio web con una colección de proyectos de ciencia ciudadana, puedes revisar SciStarter. Estos pueden ser usados para proveer motivación para manejar el tema. Mientras más estudiantes crean que sus contribuciones tienen un impacto significativo, es más probable que pongan más esfuerzo en entender el contenido.

Como una sugerencia final, las competencias también pueden ser usadas para motivar a los estudiantes en prácticas científicas significativas. El Siemens We Can Change the World Challenge, eCybermission, el National STEM Video Game Challenge, y FIRST Robotics son ejemplos de competencias STEM motivantes y centradas en los estudiantes. Estas motivan a los estudiantes a pensar críticamente acerca de su participación, construir sobre conocimiento previo, colaborar, diseñar, construir, medir, analizar datos y compartir conocimiento.

Detalles adicionales y recursos sobre sets de datos, proyectos de ciencia ciudadanos y competencias los puedes encontrar en el apéndice a este capítulo.

Diseñar los desafíos y la trayectoria de los estudiantes debiese ocurrir de forma planificada. En los juegos, superar los obstáculos no sólo les entrega a los jugadores una recompensa inmediata, pero también provee un sentido de acercarse a un objetivo específico o lograr una meta particular. Recrear esta sensación requerirá creatividad y—incluso más—una reflexión sobre el propósito de las tareas solicitadas a los estudiantes. A menudo, el trabajo en clase y las tareas para la casa son asignadas sin mucho pensamiento sobre

cómo una pieza se relaciona con otra en cualquier otro capítulo o unidad. A veces las tareas son simplemente dadas para cumplir con una cuota de notas.

Aunque la presión externa puede hacer difícil el planear tareas antes de tiempo, diseñarlas para que utilicen el andamiaje de conocimiento del estudiante mientras nos llevan al dominio del contenido facilitará un ambiente de juego, sin mencionar también el aprendizaje.

Una última palabra sobre este tema: las actividades que surgen de ambientes de juegos debiesen de incluir actividades independientes como también tareas en grupo. Las tareas individuales que son las que construyen la comprensión del estudiante pueden ser usadas como una puerta de entrada para tareas más desafiantes en grupo. El objetivo debiese ser combinar trabajo individual con fuertes actividades en grupo de tal forma que los estudiantes perciban una dirección de aprendizaje explícita: el dominio de conceptos.

Elección y trabajo en equipo En un contexto ideal, los profesores pueden crear un ambiente donde los estudiantes puedan elegir a partir de una variedad de misiones para así personalizar su trayectoria de aprendizaje. Las tareas pueden estar estructuradas en un formato abierto en el cual puedan desarrollarse múltiples caminos para las actividades, y cada uno de ellos le dará al estudiante un número particular de puntos. Piensa en esto como si fuera un menú de restaurante: los estudiantes con un presupuesto (el número de puntos requeridos para aprobar) eligen de una lista (el menú) de actividades de diferentes valores para completar su presupuesto. Este proceso permite que haya un aprendizaje más personalizado y una apropiación de las tareas.

Algunas tareas pueden requerir trabajo individual e independiente, mientras otras pueden estar diseñadas para la colaboración y el compartir. Los estudiantes debiesen ser capaces de decidir el camino que tomarán para asegurarse de ganar los suficientes puntos para el momento en que un capítulo o unidad particular haya terminado.

Debiese motivarse la colaboración, ya que es uno de los mejores resultados de los juegos sociales. El trabajo en equipo hace más que enseñarles a los niños cómo trabajar juntos; es un método de aprendizaje probado (Gillman, 1990). La investigación STEM también se parece mucho a esto. Rara vez la gente trabaja de forma aislada. La investigación generalmente requiere un grupo de expertos y estudiantes en diferentes campos para hacer descubrimientos significativos. Las actividades de clase debiesen de estar diseñadas para replicar ese mismo proceso.

Jefes

En un mundo donde el salón de clases es un juego, las actividades de evaluación centrales tales como exámenes o proyectos de final de unidad debiesen de llevar el estatus de “Nivel Jefe”. En cualquier juego, nivel del jefe representa un desafío significativamente difícil para probar las habilidades que el jugador ha acumulado. En el salón de clases, los Niveles Jefes son la culminación de actividades y tareas relacionadas con una unidad o capítulo particular en curso. Pueden ser cualquier cosa desde una presentación en clases hasta una entrega de un portafolio, dependiendo en como esté diseñado tu curso. Para el final de cada sección, los estudiantes debieran tener la sensación que todas las actividades y evaluaciones (misiones) los han estado llevando hacia este Nivel Jefe.

Sistema de puntos El sistema de puntos es un aspecto clave de cualquier juego, y debiese tener un rol importante en cualquier curso diseñado con la idea de jugabilidad. El sistema de puntos crea una fuente mayor de retroalimentación para los jugadores. Al mantener un registro de cuántos puntos han ganado, los jugadores pueden trazar su crecimiento y determinar si acaso las estrategias de juego debiesen de alterarse. Para alcanzar metas, los jugadores generalmente requieren acumular una cierta cantidad de puntos. El número de puntos requerido para lograr el éxito generalmente es obvio. Los sistemas de notas para la sala de clases no están diseñados para ser tan intuitivos.

El sistema de puntos no entrega ningún juicio. Es simplemente una declaración de hechos: tú has ganado tantos puntos. Finalmente, puede argumentarse, que los puntos y las notas son lo mismo: los dos son formas de hacer juicios cuantitativos sobre la calidad de varias actividades. La diferencia yace en las implicaciones de comportamiento de cada sistema. Los sistemas de puntos tienden a promover miradas positivas, ya que el número de puntos que los estudiantes tienen va siempre creciendo, por lo tanto, los motiva a enfocarse en una meta específica (tener suficientes puntos para pasar el curso).

En el sistema de notas tradicional, por contraste, las notas pueden fluctuar y hacer difícil que los estudiantes visualicen y/o calculen matemáticamente que requieren para completar exitosamente una unidad o el curso.

Para ser fiel a los principios de la jugabilidad, los puntos debiesen de asignarse a una variedad de actividades de acuerdo a su nivel de dificultad, y los estudiantes sólo pueden obtenerlos en el caso de que alcancen completamente los requerimientos de cada actividad. En otras palabras, los puntos solamente pueden ganarse cuando las actividades están hechas correctamente. Este tipo de sistemas de aprobar/reprobar pueden ser

intimidantes y desmotivantes a menos que a los estudiantes se les den múltiples oportunidades para entregar las tareas, en la misma forma que los juegos permiten a los jugadores volver a intentar ciertos niveles u obstáculos.

Aunque bajar las consecuencias de un fracaso puede sonar contraintuitivo a nuestro pensamiento acerca de la motivación de los estudiantes, de hecho, motiva a los estudiantes a tomar más riesgos positivos con respecto a su aprendizaje (Gee, 2003). Aunque la carga en el educador al tener que evaluar actividades más de una vez puede sonar asfixiante, actividades planeadas eficientemente, rúbricas de evaluación claras y el esfuerzo invertido por los estudiantes que quieren mejorar darán alivio. Adicionalmente, el concepto de múltiples entregas puede ser un motivante para diseñar actividades que requieran resultados únicos de parte de los estudiantes, y así minimizar los niveles de plagio.

Con la intención de permanecer compatible con el sistema de notas que ya existe en una escuela, el número de puntos ganados por actividad puede tener correlación con notas relativas. Por ejemplo, los estudiantes que completen exitosamente un 70% de las misiones o aventuras recibirán un 70% del máximo número de puntos; de acuerdo a sistemas de evaluación tradicional, esto sería equivalente a una “C” (donde A = 90–100%, B = 80– 89%, C = 70–79%, D = 60–69%, y F = 0–59%). Las unidades o capítulos enseñados en la clase pueden ser designados como “niveles” o “etapas” de un juego, respectivamente. A los estudiantes se les puede requerir ganar un número particular de puntos en cada etapa dentro de un periodo predeterminado de tiempo en orden para moverse hacia la siguiente, y lo mismo puede ser para los niveles. Con planificación, los profesores pueden designar efectivamente el número total de puntos necesarios para pasar el curso.

Los puntos hacen posible el motivar a los estudiantes con algo más que la simple atracción de completar exitosamente una tarea. Los puntos pueden ser usados para otorgar privilegios especiales relacionados con el juego. A los estudiantes se les puede permitir cambiar la apariencia de sus avatares o el nivel de habilidades basado solamente, o en parte, en el número de puntos que él o ella ha ganado. También, acumular una cierta cantidad de puntos podría ganarle al estudiante el derecho a participar en misiones o actividades especiales, ser designados como líderes de clase o recibir otras recompensas.

La atmósfera de jugar: nomenclatura Sacar a los estudiantes fuera del paradigma de la escuela y hacia una atmósfera de juego requiere también una nomenclatura creativa. Es difícil

imaginar ser parte de un juego entretenido si las tareas son llamadas tarea para la casa, guía de trabajo y exámenes. Tan sólo oír esas palabras va a desanimar a los estudiantes. El truco está en aplicar palabras que estimulen la imaginación. La terminología no requiere un talento experto en palabras, ni tampoco debe estar perfectamente sincronizado con el tema y el contexto, pero si debe tener una intención.

Tareas como evaluaciones en clase o actividades en la escuela pueden ser llamadas “misiones”, “exploraciones”, “expediciones”, “logros”, “travesías” o muchos otros términos que proveen la idea de estar haciendo algo emocionante. Aunque estos pueden tomar el lugar de términos propios de la escuela como trabajo en clase, tarea para la casa, evaluaciones, pruebas, controles y proyectos, ten en mente que las actividades debiesen apuntar a motivar a los estudiantes con la práctica de ciencia en vez de perpetuar la regurgitación de información (ver “Desafíos” más arriba). Los estudiantes o los equipos de estudiantes pueden tener títulos descriptivos del trabajo de profesionales STEM, tales como “ingenieros”, “diseñadores”, “recopiladores de datos” y “expertos en contenido”. Los temas también pueden jugar un rol en nombrar los componentes del ambiente del aula. En un curso de física, términos como “cuántico”, “vector”, “Einstein” y “acelerador de partículas” pueden inspirar nombres de equipos creativos o de actividades. Los profesores de biología pueden usar palabras como “plegamiento”, “trabajo de campo” y “virus”. El uso de terminología relacionada con el contenido no sólo será una fuente continua de exposición terminológica para los estudiantes; también puede servir como un aparato mnemotécnico.

Una terminología de juegos apropiada no necesita ser una ciencia perfecta, pero ayudará a dar forma a la atmósfera a la cual están entrando los estudiantes. A pesar de que los estudiantes son lo suficientemente inteligentes para saber que una rosa bajo cualquier otro nombre todavía es una rosa, es el sentido de ilusión, el suspender el escepticismo al honrar esta nueva nomenclatura, es lo que les permitirá participar en estas aventuras de aprendizaje.

La atmósfera de jugar: límites Incluso en juegos simples, los jugadores tienen que aceptar y entender los límites del juego. Tomemos, por ejemplo, “la peste”, donde el concepto es correr alejándonos de quien quiera sea el que tenga asignado el rol de “contagio”. Aquellos tocados por este jugador deben quedarse tan quietos como le sea posible hasta que un compañero de equipo venga a rescatarlos. En realidad, al menos que los jugadores sean atacados con rayos de congelamiento que todavía no se han creado, nadie se congela de verdad. Por

la duración del juego, los jugadores suspenden ese escepticismo. Cuando los jugadores congelados se mueven o cruzan los límites de este juego (en otras palabras, hacen trampa), otros jugadores expresarán su descontento. Si continúan haciendo trampa, la cohesión y la aceptación de los límites imaginarios de los jugadores se desintegran. El juego ya no es entretenido.

Para mantener los juegos divertidos, deben mantenerse los supuestos.

En el caso de ambientes de aprendizaje que funcionan como juegos, lo mismo se aplica, pero las reglas imaginarias son diferentes. Muchas de estas reglas están basadas en los roles de los jugadores. En el salón de clases los jugadores mantendrán sus roles de capitán, aventurero, científico, administrador de redes sociales y así, serán responsables unos con otros y con el profesor por lo que cada rol debe cumplir. Cuando alguien “hace trampa” o no está haciendo sus labores, se deben tomar los pasos necesarios para asegurar que otros estudiantes no se desmotiven. Una forma de resolver esta tensión puede incluir el uso de estados de promoción, degradación y puesta a prueba como designaciones para los jugadores. Por ejemplo, el “diseñador” que falló en hacer su parte del proyecto se le puede pedir que reconsidere el rol que él o ella juega, cambiar de equipos, y/o participar en una tarea diferente.

Ser justos es una parte importante del juego. Las reglas pueden ser presentadas o desarrolladas en conjunto con los estudiantes para maximizar la aceptación. Una vez que ya están establecidas, es importante que el profesor o facilitador se asegure de que se cumplan. Esto incluye asegurarse que todos los estudiantes “jueguen” correctamente, pero también significa que el educador debe cumplir con las reglas establecidas. Darle credibilidad al mundo imaginario y motivar la suspensión del no-creer deben de mantenerse. ¿Estás listo? Un borrador básico A esta altura te debes sentir emocionado y debes tener algunas ideas geniales para implementar en tu salón de clases. Puede que te estés preguntando, “Ok, ¿hay un procedimiento paso a paso que yo pueda seguir?” Si has seguido el ritmo hasta ahora, no te sorprenderá mi escepticismo a proveerlos. Creo que el acto mismo de pensar creativa e intencionalmente acerca de cómo implementar estos conceptos en tu salón de clases genera un sentido de propiedad sobre el proyecto. Pocas cosas son tan críticas para el éxito en este tipo de esfuerzo.

Sin embargo, un poco de guía puede ayudar. Aquí abajo hay unas cuantas preguntas que quizás te gustaría considerar mientras diseñas tu realidad alternativa: ● ¿Has asignado roles apropiados a los estudiantes con los cuales se puedan identificar?

●

¿Son los roles de los estudiantes claros y significativos? ¿Motivan estos a la colaboración y al liderazgo? ● ¿Tienen los estudiantes una forma de visualizar sus roles y seguir su progreso? ● ¿Las tareas han sido diseñadas para motivar habilidades de pensamiento crítico tales como el análisis de evidencias, la formulación de conclusiones y la comunicación de datos? ● ¿Los desafíos son claros y tienen un propósito? ¿Ayudan a formar un andamiaje en aprendizaje? ¿Es el dominio de conceptos la meta última? ● ¿Los estudiantes colaboran frecuentemente? ● ¿Se les dan a los estudiantes opciones apropiadas para su nivel, de las cuales ellos puedan elegir según expectativas de performance y una trayectoria de aprendizaje personalizada? ● ¿Son los puntos adecuados según la dificultad del desafío? ● ¿Se les han dado rúbricas a los estudiantes que dejan en claro como lucen una tarea completada exitosamente? ● ¿Tienen los estudiantes múltiples oportunidades para demostrar dominio? ● ¿Ha cambiado la nomenclatura de la clase? ¿Estos términos despiertan el interés de la imaginación? ● ¿Existen límites diseñados por el profesor o los estudiantes que refuercen un comportamiento apropiado dentro de la realidad alternativa?

No todas estas preguntas necesitan ser respondidas para una implementación exitosa. Probablemente no necesito decirlo, pero diferentes profesores en diferentes escuelas tienen diferentes necesidades. El manejo de sala y las políticas varían a nivel de estado, distritos, escuelas y aulas. Un modelo que le sirva a todos falla en tomar en cuenta esa diversidad. También reducirá el nivel de inversión creativa y emocional que los educadores pongan en el juego. Para que este concepto funcione, un educador debe invertir en su éxito. Entender los objetivos y los componentes básicos de un diseño de salón de clases basado en juegos permite a cualquiera estructurar cursos alrededor de recursos, intereses y necesidades existentes.

Reflexiones adicionales: MMOGs Otros fenómenos de juego tales como los juegos en línea masivos de multijugadores (MMOGs), que capturan la atención de millones de individuos cada día, valen la pena de ser mirados en el contexto de la educación STEM. MMOGs no son simplemente juegos para un solo jugador como Bejeweled o

Angry Birds; estos juegos sumergen a sus usuarios en mundos alternativos, inmensos y complejos. Más de 12 millones de personas juegan World of Warcraft (WoW) uno de los más populares MMOGs (Entertainment Software Association, 2012). En este juego, los jugadores son representados por avatares que pertenecen o a la raza orco, llamada la Horda, o a la raza humana, llamada la Alianza. Los jugadores interactúan con objetos en este mundo, pelean con enemigos, se unen a gremios, compran y venden ítems, escriben o chatean en vivo con otros jugadores, diseñan ropa y participan de muchos otros comportamientos. Ubicado en el planeta virtual Azeroth, existen ciudades y territorios que requerirían miles de horas de juego para ser explorados completamente. No es raro toparse con jugadores que han pasado meses en este ambiente. Incluso con su propia economía, WoW prácticamente se sostiene como un universo alternativo.

Azeroth y otros mundos virtuales que se encuentran en los MMOGs no son sólo espacios de juego. Conferencias científicas e incluso revisión de becas han sido sostenidas en este contexto. En 2008, el sociólogo William Sims Bainbridge, quien paso años estudiando y escribiendo acerca de estos mundos, organizó una conferencia científica internacional en el espacio de juego de WoW. Por tres días, 120 académicos de Australia, Europa, Norteamérica, Rusia y otras partes del mundo entraron a Azeroth para asistir a sesiones plenarias, participar en expediciones y compartir información (Bainbridge, 2010). Adicionalmente, Bainbridge, quien también trabaja en la National Science Foundation (NSF) como un director de programa, usó Second Life para crear un espacio seguro en el cual traer panelistas expertos para revisar propuestas de becas. Los revisores siguen el protocolo tradicional con la distinción de que todo ocurre a través de un mundo virtual, incluyendo la discusión, lo que le ahorra miles a la NSF en costos de viaje (Bohannon, 2011).

Estos mundos aumentan el desarrollo de los hábitos de pensamiento científico. Ocasionalmente los jugadores crean foros en línea para apoyar las formas de juego y en ellos desarrollan “razonamiento basado en sistemas” y “construcción de conocimiento” (Steinkuehler & Duncan, 2008; Squire & Steinkuehler, 2005; Bainbridge, 2007). La colaboración, que es generalmente crucial para el éxito de los esfuerzos científicos, es también un componente fuerte en la maestría de los jugadores en estos mundos. Con todo el beneficio potencial de aprendizaje STEM que puede suceder en estos ambientes virtuales, vale la pena generar mayor análisis de lo que puede funcionar y lo que no dentro de los MMOGs (Steinkuehler, 2004).

Conclusión

Mientras leías las preguntas en la sección “¿Estás listo? Un borrador básico”, te puede haber dado la impresión que estas preguntas tenían más que ver con estructuras de aula probadas y exitosas que con principios de juego. De hecho, el propósito de este capítulo ha sido demostrar que estas dos se alinean muy bien. Los principios tejidos dentro de la estructura de un juego exitoso son similares a aquellos que describen un ambiente de sala de clase motivador, y viceversa. La motivación de los participantes y las experiencias de aprendizaje hacen crecer a ambos.

Mucho queda por aprender acerca de las salas de clase STEM “hechas juego”. Los estudios actuales tienden a sobre generalizar sus resultados, pero este es el momento preciso para más investigación. Investigación básica sobre su efectividad con ciertos grupos particulares de estudiantes ayudará enormemente a su implementación. Entender cómo los estudiantes hacen la transición desde hacer actividades porque estas son divertidas, a hacerlas por su valor inherente, también contribuirá a nuestra comprensión de cómo los juegos ayudan a los estudiantes a involucrarse y aumentar su conocimiento de contenido STEM. La motivación y el aprendizaje, en este caso, son dos lados de la misma moneda de investigación (Foster, 2008). Incorporar juego significativo es una forma de mantener a los estudiantes motivados y por lo mismo mantener altos niveles de desarrollo cognitivo. Si un estudiante no está motivado ese estudiante no está aprendiendo.

Si “hacer un juego” de todo un curso parece ser una tarea agobiante, considera hacerlo con sólo una porción, puede ser una unidad o un capítulo.

Anticipo que vas a ver una mayor participación de los estudiantes y te motivará as a expandir esta pedagogía a otras lecciones y actividades. Aunque el camino que viene puede parecer complicado, considera cómo te entretendrás empleando tu creatividad y profesionalismo—no más hacer lo mismo de siempre. El instinto de jugar reside todos nosotros, y jugar tiene tanto de aprendizaje como de diversión.

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Apéndice Ejemplos de recurso de sets de datos: ● Recursos educacionales del NOAA (http://www.education.noaa.gov) ● My NASA Data (http://mynasadata.larc.nasa.gov) ● Proyecto de Aprendizaje Ambiental Cuantitativo ● (Matemática y ciencias ambientales.) (http:// www.seattlecentral.edu/qelp) ● Herramienta de Búsqueda de Alineamiento Local (BLAST) (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov) Ejemplos de recursos para actividades de ciencia ciudadana: ● Ver el apéndice A en el Capítulo 13 de este libro, “Integrar el aprendizaje STEM informal a tu salón de clases”, para una lista de actividades de ciencia ciudadana.

Ejemplos de recursos sobre competencias STEM: ● Desafío Nacional de Videojuegos STEM ● (http://www.stemchallenge.org) ● Desafío Siemens We Can Change the World ● (http://wecanchange.com) ● eCybermission (http://www.ecybermission.com) ● Además de una variedad notable de torneos, olimpiadas y ferias STEM.

Capítulo 11

COMUNICAR CIENCIA A AUDIENCIAS PÚBLICAS A TRAVÉS DE LOS MEDIOS EN SECUNDARIA: MEJORANDO LAS ACTITUDES Y MOTIVACIONES EN LA CIENCIA Bernadine Okoro La historia siempre ha tenido a Estados Unidos como una fuerza dominante en ciencia, ingeniería, tecnología y matemática (STEM) desde la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, las últimas dos décadas han vaticinado y han sido testigos de la caída en el número de estudiantes de EE.UU. que siguen carreras STEM. Con la caída de los puntajes en matemática, lectura y ciencia en EE.UU. (como queda demostrado por el estudio del Programa Internacional para la Evaluación de Estudiantes [PISA]), la necesidad de identificar, cultivar y nutrir una nueva generación de científicos e ingenieros que le hagan frente a los grandes desafíos del país ha aumentado.

En el reporte de mayo del 2010, Preparando a la próxima generación de innovadores STEM: identificando y desarrollando el capital humano de nuestra nación (Preparing the Next Generation of STEM Innovators: Identifying and Developing Our Nation’s Human Capital), de la Junta Nacional de Ciencia, se define a los innovadores en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática como: Individuos que han desarrollado el dominio para convertirse en líderes profesionales STEM y quizás los creadores de avances y logros significativos en la comprensión científica y tecnológica. Sus capacidades incluyen habilidades matemática y espaciales ya sea solas o en combinación con aptitud verbal junto con otros factores tales como creatividad, liderazgo, auto-motivación y una ética de trabajo diligente (2010, p, 1).

Algunas de las recomendaciones clave que la Junta Nacional de Ciencia hizo para el nivel escolar fueron el proveer oportunidades para relucir,

identificar y desarrollar a todas las poblaciones de estudiantes en diferentes niveles demográficos, y promover un ambiente de apoyo.

A la luz de estas recomendaciones, este capítulo intentará inculcar la idea de que, para proveer oportunidades para que destaquen y promuevan un ecosistema de apoyo para las ciencias, los estudiantes deben descubrir una afinidad por el mundo natural alrededor de ellos y documentar ese proceso.

Los estudiantes, ya estén yendo a escuelas públicas, parroquiales, urbanas, rurales, alternativas o se eduquen en sus casas, comparten una curiosidad por las ciencias y cómo aprender acerca del mundo natural y de la ingeniería. Este capítulo invita a los lectores a ver las ciencias y su aprendizaje a través de los ojos de los estudiantes que aprendieron a usar su expresión artística para hacer comentarios acerca de los conceptos de ciencia que estaban adquiriendo. Este capítulo también intenta presentar el marco de referencia para examinar las siguientes preguntas: ● ¿Pueden las artes y la ciencia cubrir el contenido de un currículum tradicional de ciencia en secundaria y obtener buenos resultados? ● ¿Cómo pueden los educadores en ciencia expandir el tipo de oportunidades que aumenten la comprensión de ciencia en ciertas poblaciones de estudiantes? ● ¿Cómo pueden los educadores aumentar la motivación y el interés de los estudiantes en los campos STEM? Comunicar conceptos científicos a audiencias públicas a través de los medios es una estrategia utilizada para promover el interés de los estudiantes en los campos STEM. Esta estrategia puede ayudar también a que los estudiantes obtengan habilidades de comunicación que son deseables tanto en profesiones STEM como también en el mundo laboral general.

Introducción Defender la alfabetización sobre medios en las escuelas de hoy en día Los participantes en el Instituto de Liderazgo en Alfabetización sobre Medios en Aspen en 1992 definían la alfabetización sobre medios como “la habilidad para acceder, analizar, evaluar y crear medios en una variedad de formas” (Aufderheide, 1993). El Centro por la Alfabetización en Medios hoy cita la alfabetización en medios como un marco de desarrollo “para acceder, analizar, evaluar, crear y participar con mensajes en una variedad de formas—desde impresos a vídeos hasta la Internet” (What is Media Literacy? A Definition...and More, 2013, para. 1). La alfabetización sobre medios usa el conocimiento sobre el rol que los medios juegan en la sociedad como también

las habilidades de investigación y de expresión personal necesarias para los ciudadanos democráticos.

En Estados Unidos una educación formal en medios e investigación no se presenta como un tema dominante en la educación. En este aspecto nos hemos quedado atrás con respecto a otros países angloparlantes del mundo.

Una conjetura acerca de las razones para esto involucra la llegada de la producción de medios de EE. UU. a otros países. Otras naciones, incluyendo Australia, Escocia y Canadá han lamentado lo que ellos perciben como valores “estadounidenses” filtrándose a sus sistemas de medios. Ellos esperan que una alfabetización en medios ayude para que sus ciudadanos más jóvenes sean más críticos y también aprecien más los programas propios. Sin embargo, tales preocupaciones, que proveen una fuerza que conduce la educación en medios, están hasta cierto punto ausentes en Estados Unidos (Andersen, 1992).

David Considine, autor y profesor en el Reich College of Education en la Appalachian State University, cita muchos beneficios en el implementar alfabetización sobre medios en las escuelas: ● La alfabetización en medios es una competencia, no un curso y por lo tanto es interdisciplinaria. ● La alfabetización en medios es experiencial, activa y consistente con estilos de aprendizaje. ● La alfabetización en medios promueve ciudadanías responsables en una sociedad democrática. ● La alfabetización en medios nutre el trabajo en grupo, el aprendizaje cooperativo y la asociación. ● La alfabetización en medios es sensible a estereotipos, prejuicios y educación multicultural. ● La alfabetización en medios es consistente con el movimiento que busca generar habilidades de pensamiento crítico. ● La alfabetización en medios ha sido exitosa con estudiantes en situación de riesgo y con las tasas de retención. ● La alfabetización en medios conecta el currículum de la sala de clases con el currículum de la sala de estar (Considine & Haley, 1999).

Defender la alfabetización sobre medios en el aula de ciencia La necesidad de una alfabetización en medios, o métodos de educar en torno a medios, está ausente o es poco clara en salones de clase más allá de inglés, periodismo y las ciencias sociales. Los profesores de ciencia, entre otros, continúan teniendo dificultad con las altas tasas de analfabetismo funcional en los estudiantes, las nuevas tecnologías educacionales y otras condiciones que hacen parecer a la educación sobre medios como una actividad

extracurricular. Si la alfabetización sobre medios tuviera una presencia en el currículum se podría lograr mucho. Actualmente existe investigación muy limitada que explora los varios usos en el aula de medios masivos de comunicación por parte de profesores de ciencia en secundaria para hablar sobre fenómenos científicos. El campo educacional está en un punto preciso para aumentar el uso de los medios masivos para abordar asuntos científicos.

Klosterman (2012) cita un acercamiento posible descrito en un estudio naturalista donde los profesores de ciencia pueden dirigir el uso de los medios masivos para abordar asuntos de sustentabilidad y socio-científicos.

La idea de acercar los medios masivos y las ciencias no es totalmente nueva.

Sadler (2009) propuso que los asuntos socio-científicos (Socioscientific Issues o SSI) son contextos de aprendizaje situados que hacen que los estudiantes participen de prácticas auténticas, tales como actividades prácticas y estimulan su pensamiento moral y juicio acerca de asuntos que afectan a la sociedad.

Zeidler, Sadler, Simmons y Howes (2005) argumentan que la educación sobre SSI apunta a estimular y promover el desarrollo intelectual individual sobre moralidad y ética, como también la atención sobre la interdependencia entre ciencia y sociedad. Los SSI incluyen dilemas éticos generales o preocupaciones morales personales que requieren que los estudiantes generen argumentos basados en conocimiento de contenido, razonamiento informal, reflexiones explícitas sobre aspectos epistemológicos relevantes y conexiones personales a niveles micro (familiar), meso (ciudadanía y Estado) y macro (perspectiva de la raza humana). En el marco de los SSI, se requieren consideraciones ambientales, económicas, políticas, morales y éticas para ofrecer a los estudiantes oportunidades de aprendizaje que los preparen para actuar como contribuyentes a la vida de la sociedad en la cual viven, o como futuros ciudadanos activos (Bencze, Sperling & Carter, 2011; Mueller & Zeidler, 2010).

Quienes proponen los SSI argumentan que los beneficios potenciales de usarlos en las aulas de clase de ciencia son: ● Los SSI pueden llevar a los estudiantes a ser ciudadanos alfabetizados en ciencias que puedan aplicar conocimiento basado en evidencia a escenarios socio-científicos del mundo real. ● Albergar una sala de clase socialmente consciente donde los estudiantes constantemente reflexionen sobre su propio razonamiento y sus implicaciones. ● Motivar y construir habilidades argumentales que se necesitan para procesos de razonamiento y pensamiento. ● Ayudar a facilitar los tipos de discurso usados en las deliberaciones científicas del mundo real. ● Promover habilidades de pensamiento crítico tales como la inferencia,

explicación, evaluación, interpretación y regulación propia.

Estudios previos han mostrado que los acercamientos SSI pueden ser contextos poderosos para promover habilidades tales como argumentación (Dawson & Venville, 2010; Evagorou, 2011), juicio reflexivo (Zeidler, Saddler, Applebaum, & Callahan, 2009), razonamiento informal (Wu & Tsai, 2007; 2010) y toma de decisiones (Grace, 2009; Gresch, Hasselhorn & Bogeholz, 2011). A pesar de estos resultados, la medida en que los estudiantes aprenden contenidos de ciencia por medio de acercamientos SSI todavía no es clara (Von Aufschnaiter, 2008). Esto a pesar de que se han reportado resultados positivos de acercamientos SSI en la comprensión por parte de los estudiantes de conceptos de ciencia relevantes a los temas presentados (Sadler, Barab, & Scott, 2007; Castano, 2008; Dawson & Venville, 2010).

Pocos estudios han investigado en profundidad la relación entre el conocimiento de ciencia de los estudiantes y la calidad de su razonamiento informal acerca de un SSI desde un punto de vista científico (Zohar & Nemet, 2002; Sadler & Zeidler, 2005).

El espectro de tecnologías de la comunicación que encontramos en nuestra vida diaria no se condice con lo que encontramos en las escuelas.

Aunque las escuelas se han modernizado y han empezado a aumentar el uso de tecnología en la educación para complementar el currículum, la sociedad de hoy en día demanda programas más expansivos e innovadores para preparar a los estudiantes para que sean más productivos y eficientes como ciudadanos y puedan entender y resolver problemas locales, regionales y globales. Las comunidades, los padres y los profesores tienen un rol particular que llevar a cabo en ayudar a los estudiantes con su comprensión y el uso de nuevas formas de tecnología.

Mientras más tecnologías de educación se infiltran en la sala de clases, tales como videojuegos y aulas invertidas, la necesidad de entrenamiento para los profesores para que puedan ayudar a los estudiantes en el uso de la tecnología continúa en crecimiento. Ahora bien, una planificación estratégica en educación debe vincular la tecnología en la sala de clases con el motivar a los estudiantes de ciencia fuera de esta. Tal como un novelista o un dramaturgo aborda problemáticas en una obra o novela, las escuelas tienen el potencial, por medio de la alfabetización en medios, de abordar el importante rol que las problemáticas pueden jugar en las noticias, pinturas, artículos, poemas, comedias de situación o anuncios de revistas. Estas estéticas pueden ser usadas para mostrarle a los estudiantes cómo comparar y contrastar los mensajes científicos y cómo estos son construidos en los medios. Para algunos estudiantes, puede haber una correlación entre la cantidad de medios que consumen y su analfabetismo funcional.

Los medios masivos electrónicos comunican no a través de la cultura impresa, sino a través de sonido e imágenes. Los periódicos ya no son la principal fuente de información. Adicionalmente, mientras los estudiantes se relacionan con los medios de comunicación masivos electrónicos, los educadores tienen otra oportunidad para guiar a los estudiantes mientras ellos aprenden a evaluar las fuentes, de acuerdo a su precisión en cuanto al contenido de ciencia.

La sociedad ha reconocido que los medios no son simplemente una fuente de entretenimiento e información, sino también una experiencia que define vidas. Existe una conexión entre las actitudes de los estudiantes y su habilidad para aprender—una actitud positiva facilita el aprendizaje, una negativa lo obstruye. Teóricos educacionales apoyan la noción de que los estudiantes estarán más atentos a ideas que reconocen como directamente relevantes a sus vidas; así pueden otorgarles un valor a los datos (Hynd, Holschuh, & Nist, 2000). Si ellos perciben que un tema es relevante personalmente a su mundo, su tiempo de atención crece enormemente.

Con colaboración de otras organizaciones, los educadores pueden encontrar métodos para emplear la conexión de los medios a otros problemas sociales más urgentes. Las imágenes son muy poderosas. Las imágenes, tanto buenas como malas, tienen el potencial de darle forma e influenciar la vida de las personas. Al entender este poder e influencia, los educadores — particularmente los educadores en ciencia— tienen la oportunidad de ayudar a los estudiantes para tener un mayor conocimiento científico y exhibir habilidades ciudadanas al empoderarlos para que interactúen positivamente con su sociedad a través de la alfabetización en medios. Este empoderamiento puede ocurrir cuando los estudiantes se dan cuenta de las posibilidades de su interacción y desarrollan las herramientas necesarias para interactuar con su ambiente.

Lograr una alfabetización científica es una meta mientras que lograr una alfabetización en medios es otra diferente. Los educadores no pueden desarrollar capacidad en enseñar a leer, matemática o expresión oral en un año o dos. Ellos aprenden a entregar estas materias al estudiarlas por años, enseñándolas, reflexionando sobre ellas y discutiéndolas. La alfabetización en medios puede ser lograda de la misma manera. El desafío se basa en una falta percibida de manejo sobre medios, una falta de modelos instruccionales sobre medios y una falta de tiempo necesario para crear currículum de ciencia relevante. Sin embargo, las horas pasadas escuchando la radio, navegando en Internet y viendo televisión pueden proveer a los educadores de una experiencia relevante de medios. Los otros desafíos que surgen del currículum de ciencia pueden ser enfrentados usando métodos instruccionales experimentales.

Aún más, los estudiantes necesitan entender diferentes formas de medios, porque esto los ayuda a aprender. Estas formas de medios entregan el contenido de su cultura. Nosotros diariamente consumimos películas, radio, televisión, periódicos y revistas incluso en nuestra adultez. Sin embargo, hay una necesidad de asimilar el contenido científico y cultural, de lidiar con los problemas creados por los medios y de pasar esta comprensión a todos los estudiantes. Con un poco de planificación estratégica y apoyo de instrucción, los educadores en ciencia pueden ayudar a sus estudiantes a adquirir habilidades de lectura, alfabetización y habilidades de conocimiento científico que promuevan una mejor autoestima y logros en muchos estudiantes. Los educadores en ciencia también pueden usar los medios para ayudar a los estudiantes que han tenido menos oportunidades para que se integren a la cultura prevalente. Los educadores en ciencia tienen un interés compartido en facilitar las habilidades de los estudiantes para comprender y confrontar los desafíos de la sociedad en un nivel local, regional y global. Estrategias que usen la alfabetización STEM y la alfabetización en medios pueden ayudar a los estudiantes a darle valor a la ciencia que los rodea y resolver muchos de sus problemas.

Trasfondo Investigación del estudio PISA sugiere una correlación entre la alfabetización científica de los estudiantes y su motivación y actitud hacia el aprendizaje de ciencia. El término “alfabetización científica” puede ser ubicado dentro de un marco de referencia que usa contextos personales, sociales y globales; competencias científicas; conocimiento científico y actitudes hacia la ciencia (Bybee, McCrae, & Laurie, 2009). Los contextos personales, sociales y globales incluyen situaciones de vida que utilizan la ciencia y la tecnología.

Las competencias científicas incluyen identificar asuntos científicos, explicar fenómenos científicamente y usar evidencia científica. El conocimiento científico se refiere al cuerpo de conocimiento que el estudiante tiene sobre ciencia, la naturaleza de la ciencia y el mundo natural. Las actitudes hacia la ciencia se refieren a los intereses del estudiante en ciencia, el apoyo por la investigación científica y la responsabilidad hacia recursos y medio ambiente.

Las actitudes acerca de la ciencia juegan un rol importante en la alfabetización científica al influenciar el interés en la atención hacia y la respuesta a la ciencia y la tecnología de parte de un individuo. Las actitudes hacia la ciencia están incluidas como un resultado importante de la educación en ciencia en muchos sistemas educativos alrededor del mundo; aunque muy pocos sistemas de educación evalúen tales resultados (Bybee et al., 2009).

Los Estándares Nacionales de Educación en Ciencia definen la

alfabetización científica de la siguiente forma: “alfabetización científica es el conocimiento y comprensión de los conceptos científicos y procesos requeridos para la toma de decisiones personales, la participación en asuntos cívicos y culturales y la productividad económica” (Scientific Literacy, 1996).

Una persona científicamente alfabetizada es definida como aquella que tiene la capacidad de: ● Preguntar, encontrar o determinar respuestas a preguntas derivadas de la curiosidad acerca de experiencias cotidianas ● Describir, explicar y predecir fenómenos naturales ● Leer con comprensión artículos acerca de ciencia en prensa popular y participar de conversaciones sociales acerca de la validez de las conclusiones ● Identificar asuntos científicos que subyacen en decisiones nacionales y locales y expresar posiciones que están informadas tanto científica como tecnológicamente ● Evaluar la calidad de la información científica en base a su fuente y a los métodos usados para generarla ● Presentar y evaluar argumentos basados en evidencia para aplicar conclusiones a partir de tales argumentos apropiadamente (Scientific Literacy, 1996).

En el estudio PISA del 2006 (Bybee et al., 2009), la alfabetización científica es referida a cuatro características interrelacionadas que incluyen lo siguiente: ● El conocimiento científico de un individuo y el uso de ese conocimiento para identificar preguntas, para adquirir nuevo conocimiento para explicar fenómenos científicos, para generar conclusiones basadas en evidencias acerca de asuntos relacionados a la ciencia. ● La comprensión de un individuo sobre las características distintivas de la ciencia como una forma del conocimiento y la indagación humana. ● La atención de un individuo a cómo la ciencia y la tecnología dan forma a nuestro ambiente material, intelectual y cultural. ● El interés de un individuo de participar en asuntos relacionados con la ciencia y con ideas sobre ciencia como un ciudadano constructivo, preocupado y reflexivo.

Norris y Phillips (2003) hacen una distinción importante entre el sentido fundamental de alfabetización —que es la habilidad de leer y construir significado a partir de textos científicos— y el significado derivado que es la habilidad de usar tal conocimiento en nuevos contextos.

La ciencia es una empresa poderosa que puede mejorar la vida de las

personas en formas fundamentales. La ciencia también puede proveer una base para el aprendizaje continuo sobre ciencia, al igual que para el estudio de otros temas académicos. Los estudiantes que aprenden a hablar con sus pares de forma científica, generando conexiones lógicas entre ideas y evidencia y criticando constructivamente ideas, pueden emplear esas habilidades en otras áreas (Michaels, Shouse, & Schweingruber, 2007).

El objetivo de la educación en ciencia puede ser comunicado a los estudiantes con vigor de tal forma que éstos desarrollen interés en y apoyo por la alfabetización científica. Los estudiantes pueden aprender a aplicar su conocimiento científico y tecnológico para beneficio personal, social y global.

Un objetivo de la educación en ciencia incluye encontrar nuevas formas de reforzar, para los estudiantes, el rol de la alfabetización científica en las actitudes, creencias y motivaciones de una persona que influyen sus acciones particulares. El comunicar datos científicos a audiencias públicas a través de los medios con la creación de una revista científica para estudiantes de secundaria es una estrategia basada en proyecto, que puede ser usada para reforzar en los estudiantes el rol de la alfabetización científica como también mejorar sus actitudes y motivaciones en ciencia.

La investigación sugiere que la alfabetización en ciencias puede ser beneficiosa para campos STEM y no STEM El profesor de ingeniería Richard Larson del Massachusetts Institute of Technology apoya la idea de una amplia alfabetización STEM, y explica por qué es relevante en nuestra economía del siglo XXI “guiada por la información”, tal como una alfabetización en lectura/escritura lo fue para la economía industrial de los últimos dos siglos.

La alfabetización STEM es una forma de pensar y hacer: una persona tiene alfabetización STEM si ella puede entender el mundo a su alrededor de una forma lógica guiada por los principios del pensamiento científico. Una persona alfabetizada en STEM puede pensar por sí misma. Hace preguntas críticas. Puede formular hipótesis y buscar datos que la confirmen o que la rechacen. Ve la belleza y la complejidad en la naturaleza y busca el comprenderla. Ve el mundo moderno que la humanidad ha creado y espera usar sus habilidades relacionadas con STEM y su conocimiento para mejorarlas (Berger, 2012).

Numerosos estudios han observado que, a pesar de las continuas altas tasas de desempleo y subempleo en Estados Unidos, los empleadores están teniendo problemas para llenar posiciones que requieren habilidades técnicas.

Estados Unidos continúa experimentando un gran vacío de habilidad, principalmente debido a los bajos números de estudiantes que se especializan y gradúan en campos STEM. Los estudiantes están evitando cursos STEM en

la escuela si es que no se les exige —tanto en secundaria, educación post secundaria o universidad. Como resultado, sus habilidades no coinciden con aquellas requeridas para los trabajos que están en mayor demanda.

Adicionalmente, existe un vacío de habilidad entre el conocimiento que los estudiantes usan para generar datos a través de las redes sociales versus el conocimiento requerido para crear sitios web, presentaciones multimedia, diseñar poleras y crear aplicaciones para computador.

Larson sugiere que la mentalidad y el acercamiento de la ingeniería son necesarios en todos los aspectos de la sociedad. Aunque muchos estudiantes se inclinen a pensar que no planean ser científicos o ingenieros, y por lo mismo concluyen que no necesitan saber STEM. Él propone que la percepción errada mayor es que la mentalidad ingenieril no se puede aplicar a cualquiera en el mercado de trabajo, sólo a aquellos que persiguen una carrera STEM. Larson cita que antes de la revolución industrial sólo un pequeño porcentaje de la población del mundo estaba alfabetizada. Las tasas de alfabetización crecieron a través del siglo XIX, mientras la gente empezaba a migrar desde el campo hacia pueblos y ciudades por oportunidades de trabajo en las nuevas sociedades industrializadas (Berger, 2012). Muchos de los nuevos trabajos, particularmente aquellos que ofrecían salarios altos, requerían la habilidad de leer y escribir. Con la educación universal creciendo globalmente en casi todos los países del mundo, las tasas de alfabetización han crecido enormemente en el último siglo. Larson destaca que hay una diferencia significativa entre ser capaz de leer y escribir y ser un dramaturgo, crítico literario, editor de libros o periodista (Berger, 2012).

Sin embargo, cuando se trata del aprendizaje STEM, los estudiantes puede que no vean la diferencia entre lograr un manejo STEM y seguir una profesión STEM. Consecuentemente, el público general, si se le encuestara, coincidiría que una alfabetización básica es crítica para la mayoría de los trabajos hoy en día. No obstante, si cuestionarían la idea de que la alfabetización STEM es una calificación que cada vez es más importante para una variedad de trabajos.

Los métodos y programas de comunicación de ciencia de Estados Unidos puede que contribuyan más a esta concepción errónea. Los científicos y otros profesionales STEM han insistido en la idea de la alfabetización STEM, han definido qué significa ser “científicamente alfabetizado”, pero no han logrado apoyar, adecuadamente, la idea de que la necesidad de un razonamiento cuantitativo, familiaridad con máquinas sofisticadas y lidiar con sistemas, problemas y decisiones complejas son habilidades importantes de trabajo en este mundo que rápidamente cambia en sus avances tecnológicos.

Cada día, los humanos nos vemos consumidos por números y estadísticas: cuentas de servicios, los precios de la gasolina, la inflación, el apoyo

financiero, hipotecas e impuestos. La lista sigue y sigue. Habilidades de razonamiento cuantitativo, sugiere Larson, son importantes para muchos trabajos, para que uno pueda entender que está pasando y sea capaz de explicar de forma adecuada a sus colegas y clientes (Berger, 2012). Las habilidades de razonamiento cuantitativo permiten usar las habilidades matemáticas y hacer la diligencia debida. Por ejemplo, comprender las tasas de interés que los consumidores pagan por sus tarjetas de crédito, préstamos de autos e hipotecas requiere un cierto grado de razonamiento cuantitativo. Si los consumidores no aplican dicho razonamiento por sí mismos, caen víctimas de aquellos que no siempre tendrán el mejor interés de los consumidores en mente.

Los estudiantes están rodeados de máquinas inteligentes: Kindles, iPods, iPhones, Androids, tablets, Blu-Rays digitales, ttelevisores LCD, grabadores de vídeo, Macs, PCs y más. Algunos de estos accesorios se han convertido en herramientas invaluables en la escuela y el trabajo. Aunque los estudiantes usen estas máquinas inteligentes, la habilidad de lidiar con su naturaleza sofisticada y usarlos efectiva y eficientemente para abordar problemas complejos es otra habilidad STEM muy importante. Cuando la gente usa máquinas inteligentes efectivamente, se vuelven más productivos.

Larson también plantea que “lidiar con la complejidad es otra habilidad STEM muy importante” (Berger, 2012, p. 2). Trabajar con sistemas complejos, tales como redes de tráfico, control aéreo y operaciones satelitales, particularmente aquellos que involucren un gran número de pasos o componentes, requieren haber tenido una comprensión general buena de todo el sistema, para que uno pueda planear eficientemente cómo hacer el trabajo.

En sistemas de ingeniería, generalmente surgen situaciones no anticipadas sin que hayan sido encontradas previamente y esto requiere habilidades buenas y lógicas para resolver problemas. Habilidades similares son necesarias para tomar decisiones acerca del ambiente, proponer soluciones de negocios y evaluar las variadas opciones involucradas en tomar decisiones complejas. En general, las personas que están cómodas con el lidiar con la complejidad son más capaces de manejar trabajos más demandantes y que pagan mejor. La sociedad “guiada por la información” e intensivamente tecnológica llevará a que el público general se vuelva más capaz en cuanto a conocimiento STEM. ¿Cuáles son alguna de las habilidades necesarias para volverse alfabetizado en medios?

La educación en medios es, quizás, el derecho de cada ciudadano en cada país en el mundo. La Declaración de Derechos de EE. UU. ordena la libertad de expresión. El derecho a la información es clave en construir y sostener una

democracia; por eso la educación en medios debiese ser presentada en cualquier momento que fuese posible dentro del currículum nacional.

Además, la educación no formal y continua le permite a la gente obtener conocimiento de las formas en las cuales operan los medios en la sociedad, y les ayuda a adquirir capacidad en el uso de estos medios para comunicarse con otros (Goteborg, UNESCO, & Nordicom, 2001).

Una persona alfabetizada en medios es aquella que tiene la habilidad de “acceder a, analizar, evaluar y producir medios tanto electrónicos como impresos en varias formas” (Anderson, 1992, p. 1). Las habilidades de pensamiento crítico son predominantemente enseñadas a través de textos complejos y la resolución de problemas. Las habilidades de pensamiento crítico podrían ser logradas al vincular estas habilidades con el mundo de los medios.

Para que los estudiantes puedan acceder a los medios necesitan instrucción en cómo evaluar el valor y la validez de los sitios web en todas las áreas.

Para que los estudiantes analicen medios, van a necesitar instrucción en cómo detectar publicidad y propaganda. Los estudiantes necesitan entender que la gente construye los mensajes en los medios. Casi todos los mensajes en los medios están diseñados para informar, entretener o persuadir a las masas.

Los científicos usan los medios para asuntos científicos controversiales tales como el cambio climático, la evolución y la investigación de células madre.

Para que los estudiantes evalúen los medios, ellos deben aprender a juzgar el valor de los productos de los medios por sí mismos. Los estudiantes van a tener que desarrollar la habilidad de determinar el valor de cualquier película, programa de televisión, revista o artículo de periódico. Además, la alfabetización en medios permitirá a los estudiantes desarrollar sus propios modos de crítica, interpretación y evaluación para enfrentar los medios.

Para que los estudiantes produzcan medios, ellos deben aprender el proceso de crear su propio mensaje de medios. Presenciar cómo los estudiantes ven por primera vez como ellos pueden participar en hacer arte, impresiones, o noticias, una película, un programa de televisión o un sitio web que afecta a otras personas puede ser altamente empoderador. Al producir medios los estudiantes aprenden de una forma más personal que los mensajes en los medios están “construidos”. Aprenden a construir mensajes científicos que son entretenidos y reales.

Los educadores en ciencia, con un poco de entrenamiento, pueden mostrar a los estudiantes como simples ediciones en películas o televisión pueden cambiar dramáticamente el significado y el impacto emocional de una escena o de una historia completa. Los estudiantes pueden aprender cómo incluir o editar una toma particular, cómo la decisión de música influencia la

forma en que las audiencias experimentan un personaje, o cómo crear momentos en la historia. Estas habilidades son esenciales en alfabetizar a tus estudiantes en medios. Los estudiantes se convierten en productores de sus propios trabajos, toman decisiones editoriales y deciden por sí mismos como presentar material claro y conciso. Pueden incorporar medios en su aprendizaje de ciencia y, en el proceso, desarrollar una nueva forma de comunicar su comprensión de un concepto científico.

La Evaluación & Enseñanza de Habilidades del Siglo XXI (ATC21s) categoriza las habilidades internacionalmente en cuatro grupos: ● Formas de pensar que aborda la creatividad, el pensamiento crítico, la resolución de problemas, y la toma de decisiones. ● Formas de trabajar que aborda la comunicación y la colaboración. ● Herramientas de trabajo que aborda la tecnología de la información y las comunicaciones (ICT) y la alfabetización en información. ● Habilidades para vivir en el mundo que tienen que ver con ciudadanía, vida y carrera lo que incluye responsabilidades personales y sociales (Assessment & Teaching of 21st Century Skills, 2013, p.

2).

Otras habilidades que exceden las áreas de contenido y simultáneamente preparan a los estudiantes para la educación postsecundaria, referidas como habilidades del siglo XXI, incluyen las siguientes: comunicación, trabajo en equipo, ética, liderazgo, flexibilidad, resolución de problemas y pensamiento crítico.

Comunicar ciencia a audiencias públicas en contextos urbanos a través de las artes, películas y vídeo, o por medio de la creación de revistas es un proceso de muchos pasos. Primero los estudiantes deben relacionarse con el contenido. Ya sea contenido de física, química, anatomía y fisiología, biología o ciencias medioambientales, los estudiantes deberían tener acceso al contenido y deberían estar involucrados con la ciencia. Segundo, los educadores deben asegurarse que provean a los estudiantes de múltiples oportunidades para comprender las bases científicas detrás de un concepto.

Los estudiantes tendrán que conceptualizar su significado y finalmente expresar las diferentes representaciones del significado usando varias formas de arte. Requerirá que los estudiantes se vuelvan científicamente alfabetizados. Los estudiantes necesitan involucrarse con el contenido en una variedad de formas para así poder lograr esa alfabetización.

Estudio de caso Comunicar conceptos científicos de química a audiencias públicas a través de revistas creadas por los estudiantes

La siguiente viñeta del año escolar 2009-2010 presenta una experiencia real de aula con una profesora de ciencias que usa medios impresos como una estrategia para aumentar la motivación de los estudiantes, el interés y la confianza de ellos en la ciencia en un contexto urbano.

La viñeta también demuestra como la implementación de los Estándares de Ciencia de la Próxima Generación (Next Generation Science Standards o NGSS) pueden ser usados para interactuar con grupos diversos de estudiantes. Algunas consideraciones deben ser tomadas en cuenta. Primero, la viñeta se enfoca en un número limitado de expectativas de rendimiento. No debe ser vista como toda la instrucción necesaria para preparar los estudiantes para entender en totalidad las expectativas, ni tampoco indica que dichas expectativas debiesen de ser enseñadas de a una. Segundo, hay que considerar que la comprensión de los estudiantes se construye a través del tiempo.

Algunos temas o ideas serán revisitados de forma extensa a través de todo el curso del año. Por lo tanto, la instrucción de ciencia debiese de tomar en cuenta la comprensión de los estudiantes. Las expectativas de rendimiento se lograrán al usar conexiones coherentes entre ideas centrales disciplinarias, prácticas científicas y de ingeniería y conceptos transversales dentro de los NGSS. Finalmente, la viñeta busca ilustrar contextos específicos y estrategias prácticas para involucrar a todos los estudiantes en los NGSS. El objetivo de la unidad era explicar la teoría cinética molecular y usarla para explicar los cambios en los volúmenes, presión y temperatura de gases. A los estudiantes se les pedía que aplicarán su comprensión de la ley de Boyle: la relación entre presión y volumen a una temperatura constante (pV = constante en una temperatura constante y un número de moles constante), la ley de Charles (la relación entre volumen y temperatura, V/T = constante a una presión constante y un número de moles constante) y la ley de GayLussac (la relación entre presión y temperatura P/T = constante en un volumen constante con un número de moles constante) para resolver problemas de estequiometría de gases. A los estudiantes también se les solicitó resolver problemas usando la ley de gas ideal, pV = rNT y la ley combinada de los gases P1V1/T1 = P2V2/T2.

Las escuelas públicas del Distrito de Columbia abarcan 111 de las 238 escuelas primarias y secundarias y centros de educación localizados en Washington, DC. Durante el año escolar 2009-2010, el total de estudiantes matriculados consistía en 43.366 estudiantes. Aproximadamente 18 secundarias atendían aproximadamente 10.000 estudiantes en el sistema de escuelas públicas de DC. Con una población de más de 1.500 estudiantes, Woodrow Wilson Senior High tiene un cuerpo de estudiantes muy diverso (tabla 11.1)

Datos Demográficos: Woodrow Wilson Senior High School, Distrito de Columbia

Población de estudiantes durante el año escolar 2009-10

1512

% Estudiantes afroamericanos % Estudiantes caucásicos % Estudiantes latinos % Estudiantes asiáticos % Raza mixta

49 20 19 8 4

% Inglés como segunda lengua % Estudiantes con necesidades especiales % Estudiantes con almuerzo libre y reducido % Estudiantes que viven en el vecindario

9 11 37 52

No. de cursos avanzados ofrecidos 27 No. de comunidades pequeñas de aprendizaje presentes 6 No. de programas de deportes 26 Tabla 11.1. Datos demográficos Woodrow Wilson High School Introducción a la idea central: los gases y sus propiedades La clase de química de la tarde para 10º y 11º grado en la Woodrow Wilson Senior High tenía una asistencia promedio de 27 estudiantes. Los estudiantes variaban en edad desde 15 a 18 años. La Sra. B. Tenía una comunidad de aula diversa con aproximadamente un 5% de la clase que eran estudiantes de inglés como segunda lengua (ELLs) diversos y un 6% de la clase que recibían servicios de educación especial. La Sra. B. pasó el primer semestre construyendo conceptos de ciencia, un aula con apoyo y manteniendo sus altas expectativas. ●

Dato para la implementación: Los educadores en ciencias van a necesitar crear un ambiente de aprendizaje que se basa en conceptos

de ciencia previos, que provee un aula con apoyo y genera expectativas altas para poder presentar conceptos de alfabetización sobre medios en su población de estudiantes.

La Sra. B. tenía problemas para hacer que la ciencia fuera accesible para todos los estudiantes en su salón de clases. La enseñanza era aún más complicada debido al hecho de que muchos de sus estudiantes tenían una carrera escolar dispareja o incluso interrumpida y por eso llegaban con vacíos en su comprensión de conceptos básicos de ciencia. Las sesiones de clase eran bloques de 90 minutos. El salón de clases contaba con mesas de laboratorio a lo largo de todo el cuarto con un pequeño espacio para pupitres para que fueran repartidos en todo el salón.

El salón de clases era compartido por el profesor de biología. La Sra. B. movió su carro con su proyector, papeles y material de laboratorio hacia el salón en el cuarto periodo de la clase de la tarde. Los estudiantes trajeron sus libros de texto a clase. La clase contaba con computadores portátiles interactivos de ciencia. Estos computadores eran portafolios evaluados que consistían en meses de notas Cornell, evaluaciones, trabajo en clases, diario de reflexiones y datos de laboratorio. ●

Dato para la implementación: Los educadores en ciencia que comparten salones de clase pueden programar el uso de tecnología con el otro profesor del aula para ayudar a facilitar el aprendizaje.

Reese, un estudiante muy meticuloso, entraría el carro al salón tras la llegada de la Sra. B. e instalaría el proyector. La señora B. pasaría la actividad de calentamiento para ese día. Elena y Frank pasaron artículos ya evaluados a los estudiantes luego de que habían terminado su actividad de calentamiento. ●

Dato para la implementación: Incorporar a los estudiantes desde temprano en la rutina del salón ayudará a los estudiantes a hacer la transición hacia pensar y asignar tareas asociadas con el desarrollo de una alfabetización científica y en medios a los estudiantes.

Antes de la lección del día sobre propiedades de los gases, la Sra. B. hizo que los estudiantes hicieran una actividad de calentamiento para introducir el concepto de los gases. A los estudiantes se les permitió elegir sus compañeros de laboratorio. Revisaron sus roles como reportero, facilitador, experimentador, cronometrista y quien tomaba las notas, tal como estos roles habían sido establecidos y practicados en muchos otros laboratorios durante la primera mitad del año escolar.

Los estudiantes inflaron un globo de látex y los soltaron en el aire.

Luego los estudiantes tomaron el globo y lo pusieron con su abertura sobre una botella de polietileno. El globo fue asegurado a la botella con una banda elástica. A los estudiantes se les pidió que hicieran observaciones e hipótesis acerca del dispositivo que crearon. Diferentes grupos de estudiantes intentaron inflar el globo dentro de la botella. Notaron que el globo solamente podía expandirse luego de cierto punto. Varios estudiantes con sus mejillas rojas intentaron soplar el suficiente aire para lograr que el globo se expandiera dentro de la botella. A continuación, los grupos de estudiantes tenían que pensar acerca de lo que observaron y hacerse las siguientes preguntas: ● ¿Qué causaba que el globo se expandiera? ● ¿Qué pasaba con el aire que estaba atrapado en la botella cuando inflaban el globo? ● ¿Cómo podría uno diseñar una modificación e incluir un boceto en el diseño que permitiera que el globo se expandiera? [La práctica científica y de ingeniería, de los NGSS, de hacer preguntas en los cursos 9-12 surge de la observación cuidadosa de fenómenos o resultados inesperados para clarificar y/o buscar información adicional. Hacer preguntas como una práctica de ciencia e ingeniería en los cursos 9-12 puede involucrar la definición de un problema de diseño que implique el desarrollo de un proceso o sistema con componentes que interactúan y criterios y limitantes que pueden incluir consideraciones sociales, técnicas y/o medioambientales (NGSS Release, 2013).]

Todos los estudiantes participaron en generar ideas. Más estudiantes en los grupos empezaron a involucrarse en el diseño de una modificación. Los estudiantes decidieron hacer hoyos o cortar franjas en diferentes niveles de la botella para ver si eso mejoraría el flujo de aire. La Sra. B. caminaba alrededor del salón mientras los estudiantes empezaron a mostrar sus diseños.

Luego de que la Sra. B. aprobaba los diseños de los grupos, ellos formulaban una nueva hipótesis acerca del flujo de aire en sus diseños modificados y empezaron a inflar el globo para probar sus diseños. Los estudiantes reportaron su trabajo con presentaciones orales de dos o tres minutos. Usando pizarras, ellos dibujaron su diseño de modificación en ellas y presentaron acerca de sus hipótesis, sus datos, su modificación al diseño y sus resultados.

Los estudiantes luego pasaron el resto del periodo de clases escribiendo su reporte de laboratorio mientras ayudaban a sus pares a expresar sus propias ideas acerca de la observación hecha sobre los gases. [Otra práctica, construir explicaciones y diseñar soluciones en los cursos 9-12 se basa en la experiencia desde kindergarten hasta 8º y progresa a construir y revisar explicaciones basadas en evidencia válida obtenida de la investigación propia

de los estudiantes, sus modelos, teorías, simulaciones y revisión entre pares.

El supuesto es que las teorías y leyes que describen el mundo natural operan hoy en día de la misma forma que en el pasado y continuarán haciéndolo así en el futuro (NGSS Release, 2013).]

Incorporar artes del lenguaje en la química por medio de la poesía La siguiente lección sobre la materia y sus interacciones continúa el tema de las propiedades de los gases. La Sra. B. hizo una lectura en voz alta de 20 minutos sobre las características de los gases. En esta lección, La Sra. B. quería introducir a los estudiantes más en los conceptos de los gases. Usando sus palitos de equidad (palitos de helado con los nombres de los estudiantes) la profesora llamó a estudiantes al azar para que contestaran preguntas. Ella leyó la primera sección sobre las propiedades de los gases, y luego llamó a diferentes estudiantes a que leyeran otras secciones del texto. La señora B. usaba notas Cornell como su estrategia primaria de anotación. Ella tomó los objetivos del texto y demostró a los estudiantes cómo convertir los objetivos en preguntas que los estudiantes podían anotar en la parte izquierda de su Cornell y luego contestar después de que revisaran el texto. A los estudiantes se les instruyó cómo convertir las ideas principales de los títulos de cada sección en preguntas. Por ejemplo, una sección titulada “propiedades de los gases, se convertiría en “¿Cuáles son algunas de las propiedades de los gases?” Los estudiantes entendieron que otros subtítulos daban los detalles de los párrafos, así proveyendo detalles para las respuestas. La Sra. B. dio entre 25 a 30 minutos para una actividad de lectura para darle tiempo a los estudiantes a que se involucraran con el texto.

Luego la señora B. presentó una nueva actividad. Entregó tiras de papel y explicó a los estudiantes que ellos escribirían haikus acerca de las propiedades de los gases. La Sra. B. les pregunto a los estudiantes si ellos sabían lo que era un haiku. Unos cuantos estudiantes levantaron sus manos. La profesora luego escribió la definición de un haiku en la pizarra. (Un haiku es una forma de poesía japonesa que tiene estrofas de tres versos no rimados conteniendo usualmente cinco, siete y cinco sílabas, respectivamente). ●

Dato para la implementación: Los profesores de ciencia pueden usar esta lección como una oportunidad para colaborar con profesores de lenguaje para revisar la poesía haiku un día previo a la lección.

La Sra. B. modeló un haiku acerca de reacciones químicas. Ella explicó que el haiku sobre reacciones químicas debiese presentar ideas que ayudaran a los estudiantes a entender que son las reacciones químicas. Los

estudiantes usaron los 15 minutos restantes de la clase trabajando en pares para escribir sus propios haikus. La profesora escribió conceptos previos en la pizarra como un muro de palabras. Los estudiantes eligieron conceptos previos que sabían: materia, átomos, tabla periódica, uniones, moles o reacciones químicas. La profesora le pidió a un par de estudiantes que compartieran sus haikus con la clase para que los estudiantes pudiesen escuchar cómo los haikus iban siendo creados por sus pares. Como tarea, a los estudiantes se les dio otra oportunidad para crear un haiku. A los estudiantes también se les dio 10 preguntas de comprensión lectora acerca de las propiedades de los gases.

Desarrollar explicaciones de la ley del gas ideal: la ley de Boyle y la ley de Charles La siguiente lección dio a los estudiantes múltiples oportunidades para involucrarse con la materia y sus interacciones a través del concepto de gases y las leyes de gases, al estudiar las relaciones entre las propiedades de los gases por medio de actividades prácticas. A partir de estas actividades, los estudiantes pueden desarrollar la práctica científica y de ingeniería de construir explicaciones para las causas de los fenómenos que observan. Los estudiantes pasaron tiempo estudiando las relaciones entre presión, temperatura, volumen y número de moles por medio de una serie de actividades de laboratorio. La señora B. presentó una tarea que permitiría a los estudiantes hacer experimentos y aplicar sus nuevos conocimientos a las leyes de gases. Los estudiantes vieron el concepto de la ley de Boyle. Como calentamiento los estudiantes leyeron un artículo de la revista CHEMatters y escribieron sus respuestas en la bitácora de lectura. ●

Dato para la implementación: si un profesor no tiene CHEMatters, él o ella puede hacer una búsqueda en Google y encontrar un artículo relacionado.

La pregunta que la clase tenía que investigar era: ¿cuál es la relación entre la presión ejercida por un gas y su volumen? A los estudiantes se les pidió que graficaran los datos sobre presión y volúmenes para determinar la relación entre estos. Los grupos de estudiantes tenían varios sets de datos que dibujar. Los estudiantes tenían que trabajar con su conocimiento previo sobre variables dependientes e independientes, rango y escala para determinar si la relación entre presión y volumen era una directa o indirecta. Los estudiantes descubrieron por medio de graficar los datos que la relación presión-volumen mostraba una relación inversa. Graficar los datos sobre presión y volumen,

reforzaba las habilidades de computación matemática y de graficar. [La práctica de desarrollar y usar modelos, en este caso, un modelo matemático o computacional, es usada para generar datos que apoyen explicaciones, predigan fenómenos, analicen sistemas y/o resuelvan problemas (NGSS Release, 2013)].

Los estudiantes después se movieron al siguiente concepto: la ley de Charles. Cada mesa de laboratorio tenía una hornilla. Dos matraces Erlenmeyer, dos globos y un vaso de precipitado de 1.000 ml llenó con agua helada. A los estudiantes se les asignó la tarea de investigar lasosiguientes preguntas: ● ¿Cuál es la relación entre la temperatura y el volumen de un gas? ● ¿Cuál es la correlación entre el cambio de temperatura, el cambio de forma y el cambio en la presión del globo? ● ¿Cuál es la relación matemática que uno puede usar para explicar la hipótesis? ● ¿Cómo podría uno averiguar tal relación?

Los estudiantes se pusieron su equipo de seguridad antes de empezar la investigación. Un estudiante pondría entre 10 a 20 ml de agua desde una probeta en el matraz Erlenmeyer. Luego tomarían uno de los globos y lo inflarían. ● Los estudiantes dejarían salir el aire del globo y pondrían la abertura del mismo sobre el matraz Erlenmeyer. ● El matraz era puesto sobre la hornilla para hervir por 15 a 20 minutos. ● Los estudiantes registraron sus observaciones del matraz por un periodo de tiempo.

Los estudiantes observaron con sorpresa y gusto como el globo se empezaba a mover y agitar. Unos pocos estudiantes sacaron sus teléfonos y empezaron a grabar en vídeo. Los estudiantes observaron el agua en el matraz que burbujeaba rápidamente y los globos que empezaban a expandirse. Con miedo de que el globo fuera a reventar, los estudiantes gritaban para que la señora B. viniera a su mesa mientras otros estudiantes se empezaban a amontonar alrededor de una de las mesas mientras el globo parecía estar expandiéndose casi fuera de control.

La Sra. B preguntó, “¿cuánto tiempo han estado observando el globo en la hornilla?”

Los estudiantes exclamaron entusiasmados, “¡casi 18 minutos!”

La Sra. B. preguntó, “¿saben si ya tienen suficiente información para hacer una correlación entre volumen, temperatura y la presión del gas? Tienen que formular su hipótesis. Empiecen mirando a sus datos. ¿Qué información pueden obtener de sus observaciones? Continúen con su investigación” Otro estudiante utilizó guantes aislantes para recoger el matraz

Erlenmeyer caliente y ponerlo en el escritorio por varios minutos. Después, un estudiante puso el mismo matraz Erlenmeyer en el vaso de precipitado de 1.000 ml de agua muy helada. Los estudiantes vieron el globo desinflarse lentamente dentro del matraz. Los estudiantes luego registraron sus resultados.

Repitieron el experimento con una variable diferente para ver si lograban los mismos resultados. Algunos grupos tuvieron problemas en poder poner la abertura del globo sobre el matraz Erlenmeyer. Algunos grupos tuvieron problemas en averiguar si más o menos agua haría que el globo se expandiera más rápido o más lento que en sus previos experimentos. Varios grupos descubrieron una nueva variable, pero querían seguir usando globos para repetir el experimento. La profesora le recordó a la clase que todavía tenían que escribir su reporte de laboratorio y hacer sus presentaciones orales con sus ilustraciones en las pizarras.

Por medio de este experimento de laboratorio, los estudiantes empezaron a procesar las propiedades de los gases y explorar lo que hace que un gas se expanda y contraiga. También exploraron las propiedades de la temperatura, presión y volumen y la correlación entre un gas y su capacidad de expandirse o contraerse dentro de sistemas abiertos y cerrados.

Desarrollar explicaciones desde las leyes de gases mientras se captura visualmente la ciencia: ley de Gay-Lussac En la siguiente tarde, la Sra. B. trajo su carro al cuarto. Para esta clase, la profesora quería aprovechar el entusiasmo creado en los estudiantes por las reacciones que vieron durante la actividad sobre la ley de Charles. La señora B. vio una oportunidad para los medios y necesitaba descubrir cómo incorporarlos en esta lección. Ella quería determinar cómo podía usar sus habilidades de grabación y vídeo en la lección para que los estudiantes grabaran un vídeo simple o sacaran fotografías mientras estaban aprendiendo la ciencia. Ella no tenía ningún equipo de cámaras y sabía que, en algún momento (si lo permitía el tiempo), enseñaría algo acerca de ciencia, medios y mensajes. Esta clase exploraba la ley de Gay-Lussac.

“Hoy, vamos a ver la ley de Gay-Lussac”, anunció la señora B. “Antes de eso, quiero que todos se reúnan alrededor de la mesa de demostraciones. Voy a llenar esta cubeta con agua”. La Sra. B. añadió jabón al agua. Usó su mano para esparcir la espuma de jabón. “¿Puedo tener un voluntario con antiparras para que esparza el jabón?”

“OK, voy a prender el gas, y poner este tubo en la cubeta. ¿Alguien quiere hacer una hipótesis sobre qué va a pasar?”

Nadie dijo nada. Eric murmuró, “fuego”.

“Muy bien, retrocedan algunos pasos. ¿Está listos? ¡1-2-3!” La

profesora prendió el encendedor de carbón y se dispararon llamas seis pies en el aire. “¡Wow!” Los estudiantes sacaron sus celulares para tomar fotos y vídeos de las llamas. “¿Puede hacerlo de nuevo señora B.? No estaba listo.

Quiero tomar una foto”.

“Muy bien, lo voy hacer de nuevo, pero antes de que lo haga, miren a la cubeta. ¿Qué observaciones pueden hacer a partir de lo que ya han visto?

La espuma de jabón parece haber desaparecido. ¿Alguien sabe por qué? ¿Qué van hacer con el vídeo que graben? ¿Cómo los ayudará el vídeo que graben a entender las leyes de los gases? Déjenme rellenar la cubeta nuevamente mientras ustedes piensan acerca de las preguntas y de lo que vieron”.

Momentos después, Reese levantó su mano. “El gas se mezcló con la espuma de jabón. Entonces cuando usted prendió su encendedor de carbón cerca de la cubeta, usted añadió la ignición y más oxígeno causaron una reacción de combustión, con otras palabras, las llamas se dispararon hacia el cielo”.

“Reese, eso está muy bien dicho. ¿Alguien tiene algo que añadir a la explicación de su compañero? ¿Alguna otra observación? Clase, tendremos un momento para escribir nuestras reflexiones después de esta última demostración. ¿Qué tal si hacemos un vídeo? ¿Cómo podemos usar el vídeo para ayudarnos a entender las leyes de los gases?”

Un estudiante dijo, “yo tengo mi celular. Puedo grabar lo que pase o tomar fotos”.

Otro estudiante dijo, “podemos poner el vídeo en YouTube”.

Elena dijo “supongo que podemos verlo y descubrir qué pasó y porqué”. “¡Excelentes respuestas! “Los felicitó la Sra. B. “en sus grupos, si pueden, quiero que traten de filmar el experimento. ¿A qué me refiero? Todos aquellos de ustedes que tengan celulares levanten sus manos. Quiero que ustedes, por medio de fotos y vídeo, capturen porciones del experimento.

Después veremos la ley de Gay-Lussac. ¿Qué propiedades de los gases creen que investigaremos ahora?” Luego de unos pocos momentos varias voces dijeron, “presión y temperatura. El volumen es constante”.

Los estudiantes volvieron a sus mesas de laboratorio y escribieron sus observaciones y reflexiones sobre la llama de metano que habían visto.

Sacaron sus cuadernos y se reunieron en los mismos grupos de las sesiones previas para trabajar en la actividad de la lata dada vuelta. Los estudiantes tenían los siguientes materiales en sus mesas: una lata de bebida, un soporte de laboratorio universal, una pinza de tres dedos, una pipeta de 25 ml, una malla de alambre, un quemador Bunsen, pinzas, guantes aislantes y un vaso de precipitado de 1.000 ml.

Los estudiantes tenían las siguientes preguntas para investigar: ¿cuál es la relación entre la presión ejercida por un gas y su temperatura? La práctica científica de planificar y llevar a cabo investigación requerirá que los estudiantes clarifiquen qué cuenta como dato y variable experimental mientras están filmando la investigación. Ellos empezaron a configurar el equipo de laboratorio en cada estación. Reese tomó el soporte y le agregó la prensa.

Luego tomó la malla de alambre para ponerla en la prensa de anillo. Conectó la manguera del gas al quemador Bunsen y puso este último en el soporte de laboratorio. Agregó 10 ml de agua a la lata de refresco y la puso sobre la malla de alambre y calentó la lata por 20 minutos. Reese empezó a escribir el reporte de laboratorio mientras él y sus compañeros de laboratorio esperaban a que el agua se evaporara desde la lata de bebida. Un estudiante tomó una foto de toda la configuración. Luego de que pasaron 20 minutos, Reese y sus compañeros vieron vapor salir de la lata. Reese sintió que algo podría pasar.

Les dijo a sus compañeros de laboratorio que se prepararan. Los estudiantes que tenían una cámara de video sólo podían grabar por unos pocos minutos al mismo tiempo. Reese llenó el vaso de precipitado de 1.000 ml con 750 ml de agua muy helada. Luego tomó con las pinzas e invirtió la lata de soda para ponerla dentro del vaso lleno de agua ¡POP! Alguien gritó. “¿Lo grabaste?” Preguntó emocionado un estudiante.

“Si, eso creo”, respondió otro estudiante. La lata de refresco aplastada dentro del agua. Reese y sus compañeros de laboratorio empezaron escribir.

La Sra. B. Se acercó a la mesa. “¿Puede alguien, que no sea del grupo de Reese, decirme porqué explotó la lata? Quiero que escriban sus observaciones y explicaciones y que las compartan durante las presentaciones orales. ●

Dato para implementación: en esta lección, la oportunidad de capturar visualmente la ciencia por medio de un vídeo (aunque sin guion) puede usarse posteriormente como metraje. Los estudiantes pueden ser guiados para que escriban un pequeño guion explicando el concepto. Los estudiantes también pueden encontrar ejemplos del mismo concepto usados en el mundo real, o en efectos especiales en las películas de Hollywood. Los estudiantes pueden incluso comparar los efectos hechos en las películas con lo que se hizo en el laboratorio. Los estudiantes también pueden comparar las explicaciones con elementos de la trama de la película para ver si tales eventos ficcionales son posibles científicamente.

Incorporar el desarrollo del lenguaje, la química y los medios impresos a los gases: aprendizaje basado en proyectos — Creación de una revista

En el siguiente período de clase, la Sra. B. entró al salón con una mirada de entusiasmo en su cara mientras Reese se encargaba de sacar los ítems del carro. Él vio un montón de dibujos coloridos. Los estudiantes dejaron de charlar tan pronto la profesora llegó. “¿Qué es esto Sra. B.?” Preguntó Reese.

“Reese, en un momento lo sabrán tanto tú como la clase”. La señora B quería explicarle a toda la clase.

“Buenas tardes clase, quiero introducir un nuevo proyecto del cual quiero oír sus opiniones. Quiero que creemos una revista sobre química”. La señora B les pidió a varios estudiantes que repartieran los materiales. Primero, repartió revistas: JET, Ebony, Home, Black Enterprise y Entrepeneur. Se pusieron tres revistas en cada una de las mesas para que los estudiantes las vieran.

“Ahora, ¿cuántos de ustedes leen revistas?” Unas pocas manos se levantaron. “¿Cuántos de ustedes leen cómics?” Más mano se levantaron. “¿Cuántos de ustedes leen novelas gráficas?” Y aún más mano se levantaron. “¿Por qué las leen?”

“Son divertidas”, responde un estudiante.

“Aprendo cosas nuevas”, otro estudiante comentó.

“Porque me aburro en la escuela”, confesó otro estudiante.

“Gracias por la honestidad”. Dijo la señora B. La señora B. luego les pidió a los estudiantes que pasaran un grupo de dibujos que estaban hechos un solo paquete y papel blanco de impresión.

“Vamos a crear una revista de clase. Quiero que todos contribuyan.

Esto contará como una nota de tarea. Pueden contribuir páginas extra como contenido para tener crédito extra. Denle una mirada a las revistas que están en su mesa. Quiero que pensemos en ideas de todos los componentes de una revista. Tomen seis minutos para revisar las revistas, luego conversen con sus compañeros vecinos. Luego lo conversaremos juntos todos como una clase”.

Luego de unos pocos minutos, la Sra. B llamó la atención de la clase.

“Ahora que ya han visto los diferentes tipos de revista, pensemos. ¿Cuáles son algunos de los componentes que podemos ver en una revista?”

La señora B. escribió en la pizarra mientras los estudiantes daban el nombre de diferentes ítems: una tabla de contenidos, página del editor, anuncios, ilustraciones, artículos; estos son sólo algunos ejemplos. Luego, el silencio se apoderó de la sala de clases. “¿Acaso diferentes revistas deberían tener diferentes cosas?” Preguntó un estudiante.

“Si las tienen, sobre todo en lo que respecta a contenido, pero el

formato de una revista es bastante básico”, les aseguró la señora B. “Para crear una revista de la clase o para crear una revista para niños, démosle una mirada al siguiente formato”. La señora B pasó el formato de una revista que ya había diseñado para la clase (Apéndice A).

“Ahora, ya que hemos estado hablando sobre gases, ¿cuántas personas quieren crear una revista acerca de gases?”

Varios estudiantes levantaron sus manos.

“Si leen su formato, verán que pueden agregar artículos, chistes, acertijos, canciones, o haikus como el que ustedes han escrito. También pueden incorporar ilustraciones, interrogaciones, mapas conceptuales y cuentos cortos. Tengo algunos modelos para que ustedes vean. Estos modelos son antiguos. Yo sé que podemos crear una revista de clase que sea mejor que esto”.

La señora B. le propuso un desafío a la clase. Ella quería que la clase hiciera más escritura independiente. Ella quería más creatividad y también ver qué podían hacer sus estudiantes si ellos elegían el contenido de ciencia. La señora B. sintió que los estudiantes estaban capacitados para esta tarea.

Días después, los estudiantes llegaron a la clase con sus bosquejos dibujados. Algunos estudiantes dibujaron desde cero mientras otros usaron software computacional para crear su pieza de arte. Algunos estudiantes decidieron que querían crear su propia revista en vez de una sola página o dos.

Algunos estudiantes decidieron que querían crear más páginas para artículos, chistes, comics o una portada, si es que a la revista de la clase le faltaban partes. Los estudiantes disfrutaron de crear la revista sobre gases tanto que decidieron crear una revista para cada uno de los temas restantes de química: molaridad, ácidos y bases. Ambas secciones de la clase de química se lamentaron pues les hubiese gustado hacer revistas en el principio del semestre. Sentían que los ayudaba a entender la química mucho más y hacía que la clase fuera entretenida.

Cuando estos mismos estudiantes de química tomaron sus exámenes finales, el 48% de ellos logró una nota final de un 80% o mayor. Incorporar medios en la clase aumentó su nivel de comprensión significativamente.

Ideas para ser adaptadas por otros Antes de la lección sobre gases, los educadores podrían invitar a editores de periódicos, revistas u otros profesionales de los medios a hablar con los estudiantes acerca de la alfabetización sobre medios usando contenido científico. Las explosiones entusiasman a los estudiantes así que un ejemplo de contenido podría ser: explosiones de gas con los detalles de la explosión y la investigación. Los educadores también podrían invitar a oficiales de policía

u otros expertos forenses a discutir ciencia forense, incendios intencionales y otras causas de incendios y explosiones que ellos investiguen. Los expertos podrían enseñarles a los estudiantes como escriben sus reportes y qué es lo que buscan. Los expertos podrían comparar las realidades de sus trabajos con lo que se hace en la cultura pop o en la televisión. Los educadores podrían también invitar a guionistas para enseñar los elementos de la escritura de guion y mostrarles a los estudiantes ejemplos de guiones con elementos científicos. El guionista podría luego modelar un ejemplo de anuncios de servicio público (PSA) usando las grabaciones de la clase. Los educadores podrían también navegar en línea y buscar guiones con temas científicos, elementos científicos y grabaciones de vídeo para discutirlas con los estudiantes sobre cómo la ciencia es capturada en una pantalla. Los estudiantes luego podrían juzgar a partir de su investigación si el mismo concepto científico fue presentado adecuadamente en la pantalla. Los profesores de ciencia pueden querer escoger conceptos que han sido fácilmente adaptables en películas para estudiar.

Los concursos y competencias pueden ser otra salida y una excelente manera de involucrar a tus estudiantes en la producción de video. Colaborar con otras materias, tales como historia de la ciencia, arte y ciencia o música y ciencia es otra forma en que los educadores pueden ayudar a sus estudiantes a generar una alfabetización STEM por medio de la alfabetización sobre medios. Los educadores en ciencia pueden contactar universidades locales, o estaciones de televisión locales y los departamentos de relaciones con los medios para encontrar profesionales que puedan trabajar con los estudiantes.

El educador en ciencia puede colaborar con el especialista en medios, el profesor de periodismo o el profesor de medios digitales para planear una lección de clases y proyectos que incorporen el contenido de ciencia. El educador en ciencia enseña su materia y puede poner esta pregunta a los estudiantes: ¿Cómo puedes hacer un mensaje de la ciencia que aprendes de una forma clara y entretenida usando el arte y la tecnología? Teléfonos, iPhones, Androids y otros teléfonos inteligentes, todos tienen la capacidad de sacar fotos y video que pueden ser subidos o puestos en formatos de presentaciones como Prezi o PowerPoint. Los estudiantes pueden usar redes sociales como Twitter, Facebook o Instagram para mostrar su aprendizaje en ciencia.

Los programas de educación técnica y de carreras (CTE) que tienen programas de film o medios masivos pueden ser usados para conectar la instrucción vocacional, desarrollar habilidades de comunicación y habilidades relacionadas con la alfabetización en medios, todo al mismo tiempo. Cuando los educadores en ciencia colaboran con los instructores de CTE pueden abarcar múltiples conjuntos de habilidades para estudiantes menos

privilegiados. Se les podría pedir a los estudiantes de ciencias ambientales que creen un PSA de 30 segundos acerca de la protección de su vecindario de quienes botan la basura al suelo. Los estudiantes pueden dibujar, esculpir o pintar temas que contengan conceptos científicos y poner sus diseños en shows de arte, exhibiciones y concursos, o exhibiciones en los medios.

Los educadores de CTE o de ciencia pueden incluir pequeñas lecciones sobre medios que incluyan técnicas sobre difundir mensaje y la sicología de los consumidores; exponer estereotipos y concepciones erróneas y también descubrir formas de efectivas de dar a conocer ideas e información.

Al hacer esto, los estudiantes comienzan a aprender como absorber, criticar y cuestionar las noticias entregadas por los medios.

Los estudiantes pueden crear y producir periódicos, boletines, o programas de TV basados en la escuela, que exploren asuntos científicos en sus barrios o en los pasillos de sus escuelas. Los estudiantes podrían filmar experimentos de laboratorio, disecciones y otros procedimientos de laboratorios para ayudar a otros estudiantes a aprender seguridad de laboratorio apropiada, procedimientos, técnicas y conceptos de ingeniería.

Dos ex-estudiantes fueron invitados a participar en un concurso de video documental que hablaba sobre sus experiencias en ciencia. Los estudiantes hablaron de forma clara sobre su experiencia en el salón de ciencia y qué habían aprendido. Los estudiantes luego demostraron un experimento de física y explicaron el concepto. Problemas con la edición y compromisos de tiempo evitaron que los estudiantes pudieran editar el clip y enviarlo al concurso. Aunque el proyecto no pude llegar al concurso como un participante, los estudiantes aprendieron mucho acerca de usar los medios para dar a conocer su mensaje.

Producir contenido para medios ayuda a los estudiantes a aprender conceptos en profundidad para que puedan comunicar esos mensajes, de forma que los entiendan audiencias generales. Los estudiantes se vuelven más inmersos en los medios y empiezan a ver el significado detrás de la ciencia o el “por qué” detrás de escena.

Conclusión La Junta Nacional de Ciencia reportó lo siguiente: Las capacidades de gran número de innovadores STEM potenciales actualmente no son reconocidas y quedan sin desarrollar. Aunque la habilidad cognitiva es sólo uno de muchos atributos de un futuro innovador, es importante identificar esta habilidad tan temprano como sea posible es crítico para desarrollar una intervención educacional apropiada. Las habilidades pueden desarrollarse a ritmos diferentes para diferentes personas, así que los educadores deben buscar diligentemente el potencial a través de todo el continuo

educacional (2010, p. 62).

Los educadores STEM tienen una oportunidad única para combinar los conceptos de la alfabetización STEM y sobre medios para involucrar a los estudiantes en ciencia. Combinar estrategias de estas dos áreas tiene el potencial de elevar los logros de los estudiantes, su motivación y su interés en la ciencia. Estos sets de habilidades pueden producir habilidades de apoyo en los estudiantes. Estas pueden también ayudar a estudiantes diversos a mejorar en la adquisición de lenguaje y ciencia. También pueden ayudar a construir habilidades de comunicación más fuertes para estudiantes con necesidades especiales. Finalmente, estas nuevas habilidades pueden preparar a muchos estudiantes para carreras en campos STEM que albergarán su creatividad, innovación y las soluciones que directamente atacarán los desafíos globales.

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Apéndice A NOMBRE _

FECHA _ PERIODO _

REVISTA BÁSICA PROCEDIMIENTOS PARA CREAR UNA REVISTA ¿Cómo creo una revista para niños?

La revista debe tener: ● Debe tener una portada y contraportada. La portada debe tener el título de la revista, el autor y los nombres de los artículos que vienen dentro. ● La portada y contraportada deben estar ilustradas. ● Debe tener una página de tabla de contenidos con los artículos y los números de las páginas. ● Debe incluir al menos cuatro (4) artículos. Cada artículo debe incluir el tema y la firma del autor y debe ser de mínimo de dos (2) párrafos de extensión. ● Los artículos pueden ser informativos (hablar sobre algo), narrativos (contar una historia), persuasivos (presentar una idea o argumento acerca de algo que llame tu atención particularmente y puedes incluir evidencia para apoyar tu argumento) o descriptivo (describir algo). ● La revista puede incluir poesía, entrevistas, cuentos, reseñas de música o películas, columnas de consejos, puzles, acertijos, chistes (no chistes inapropiados tales como chistes “tú mamá es tan...” o chistes sucios), recetas, moda, etc. ● Los autores de la revista deben incluir los siguientes ítems en su revista: publicidad, una breve historia sobre su tema; una entrevista con un científico sobre el tema; una elección de carrera que use el tema, chistes, un quiz (sobre el tema). También pueden agregar puzles, sopa de letras, poesía, canciones y columnas de consejos. ● Las revistas también deben incluir publicidad. Estas publicidades deben ser originales. (En otras palabras, deben crear los anuncios ustedes mismos). Pueden escribir sólo dos páginas de avisos completas. Sus anuncios pueden estar incluidos en una página de un artículo. ● La revista debe incluir una página dedicada al año escolar. Esta página debe tener destacados de las cosas que más te gustaron en______. Por ejemplo, puede que hayas sido excelente en hacer

● ●

mapas conceptuales. Si es así, incluye un mapa conceptual para que tus lectores lo resuelvan.

La revista debe tener al menos 10 páginas y no puede tener más de 20 páginas, incluyendo avisos, artículos, la página del año escolar y la portada y contraportada.

Cada página debe estar numerada.

Apéndice B

NOMBRE _

FECHA _ PERIODO _

Rúbrica de evaluación para la REVISTA Debe tener mínimo 10 páginas de material _ _/30 puntos La portada tiene el título, el autor y los nombres de los artículos. _ _/30 puntos Portada y contraportada deben estar ilustradas _ _/40 puntos Tabla de contenidos con artículos y números de páginas _ _/20 puntos Cada artículo con el tema y la firma del autor _ _/20 puntos Cada artículo es al menos de dos (2) párrafos de largo _ _/20 puntos Tiene al menos dos avisos publicitarios originales _ _/20 puntos Tiene al menos 2 juegos, quiz y/o mapas conceptuales para que los lectores trabajen _ _/20 puntos TOTAL = _ Nota =

/200 puntos

Capítulo 12

USAR PIZARRAS PARA CREAR UN AULA COLABORATIVA CENTRADA EN EL ESTUDIANTE Buffy Cushman-Patz Introducción Un salón de clases de pizarras Son las 12:50. La campana que marca el bloque C todavía está sonando cuando entran los últimos estudiantes por la puerta. Se apuran en ir a la pizarra que está al frente del salón para ver qué problemas quedan aún y qué han elegido sus compañeros. Luego se van rápidamente a sus mesas, dejan sus mochilas, y discuten con sus compañeros de grupo: “¿En qué estamos trabajando?” “¿Cuál eligieron?” o “¿Cómo obtuviste eso?” Se preguntan.

Toman algunos marcadores, rápidamente sacan sus tareas y vuelven a la conversación con sus compañeros.

Es la clase de álgebra, y estos estudiantes están pizarreando.

En los próximos 10 minutos, ellos trabajarán en sus grupos de dos o tres para presentar su solución a uno de los problemas de la tarea de anoche.

Mientras tanto, yo caminaré alrededor del salón, observando en silencio por sobre el hombro de cada estudiante para ver que su tarea esté completa. A veces los integrantes de un grupo me detienen para hacerme una rápida pregunta de clarificación; a veces están tan inmersos en su trabajo que ni siquiera me notan. (Dejo la hoja de respuestas abierta en frente del salón para que puedan revisar ellos mismos las preguntas de “¿es esta la respuesta correcta?”. Pizarrear no es acerca de las respuestas. Es acerca del proceso, así que permitirles tener acceso a ellas no arruina nada).

Ellos se toman sus roles seriamente. Saben que al elegir el problema que eligieron, están tomando la responsabilidad de ayudar a sus compañeros de clase a resolver este problema y otros como él. Saben que, si hay una confusión generalizada, yo entraré a ayudar, pero de cualquier manera la tarea depende de ellos. Ellos saben que sus compañeros de clase tendrán preguntas inquisitivas reales para ellos, así que es de interés general que ellos sean

claros y exhaustivos en sus explicaciones, incluyendo la organización cuidadosa de su trabajo en la pizarra.

Luego de que he hecho las rondas, doy el aviso, “terminen sus pizarras en un minuto”. A medida que terminan sus pizarras, las llevan a la parte de atrás del cuarto, las ponen a un lado, se van a sus mesas y sacan los materiales que hemos acordado necesitarán para la sesión de presentación del pizarreo: la tarea completa, lápices de colores para editar, y el material fuente original (por ejemplo, libro de texto, guías) desde el cual están trabajando, abierto en la página relevante.

En el momento en que yo llego a mi asiento en la parte atrás del salón, el primer grupo está usualmente ya adelante con su pizarra puesta en la bandeja de la pizarra grande que está montada en la muralla, y los tres presentadores están de pie junto a ella, esperando por mi señal. Los presentadores leen la pregunta original y luego explican a sus compañeros de clase cómo la resolvieron y cuál fue el consenso de su grupo acerca de la respuesta. Los miembros de la audiencia comparan sus propias tareas con la solución presentada y les hacen preguntas a los presentadores acerca de las diferencias que puedan haber. Mi rol es sentarme, mirar y escuchar. Este es su proceso, para su aprendizaje, y yo intento no ser más que “una mosca en la pared”.

Una vez que el grupo ha terminado su presentación y los otros integrantes de la clase han tenido la oportunidad de comparar su trabajo y hacer preguntas, la audiencia aplaude a los presentadores y el próximo grupo se sitúa al frente de la sala para repetir el proceso.

El pizarreo como una práctica Conocí por primera vez el concepto de pizarrear en un taller de modelación para física al que asistí en la Arizona State University en Tempe. Como en todas las mejores capacitaciones profesionales, aprendimos haciendo.

Pasamos las tres semanas del taller aprendiendo el contenido de la misma forma que luego nuestros estudiantes lo aprenderían, para que pudiéramos experimentarlo a través de los ojos de un estudiante. Durante ese taller, pude sentir lo que era ser un estudiante en un salón de clases de pizarreo, gracias a un profesor-facilitador experto comprometido en desarrollarnos como una comunidad de estudiantes. Sentí la forma en que el pizarreo (al igual que el acercamiento de modelación) democratizaba la sala de clases y me empoderaba como estudiante—incluso en un salón lleno de gente que, estaba segura, sabían más acerca del contenido de lo que yo sabía.

Volví del taller de modelación del verano tan comprometida con crear una cultura del pizarreo en mi salón de clases que decidí tratar de

implementarlo en todas mis clases al mismo tiempo: matemática para séptimo y química (además de física). Luego, cuando empecé a enseñar álgebra, lo incorporé desde el día uno. También difundí la buena nueva a mis colegas en otras disciplinas—incluidas historia y lenguaje—y dentro de 2-3 años se podían encontrar pizarras en varios salones en toda la escuela. La práctica del pizarreo cambió mi salón de clases, cambió mi relación con mis estudiantes, permitió el aprendizaje de mis estudiantes y una profundidad de comprensión en un nivel que yo no creí que fuera posible experimentar por mí misma.

Este capítulo documenta lo que aprendí a lo largo del camino y el sistema que desarrollé tras años de refinarlo, para que puedas implementarlo en tu sala de clases también.

Trasfondo Décadas de investigación en educación han hablado mucho sobre cómo la gente aprende. Nuestro rol como educadores es crear ambientes de aprendizaje para nuestros estudiantes que tomen en consideración lo que sabemos sobre las condiciones que permiten y mejoran el aprendizaje. Un salón de clases de pizarreo exitoso pone en práctica muchos de los principios que sabemos ciertos acerca del aprendizaje de los estudiantes.

Diseñar el ambiente de aprendizaje Antes que todo, en un salón de pizarreo, los estudiantes tienen la oportunidad de hablar acerca del contenido que están aprendiendo y enseñar unos a otros.

Tienen la posibilidad de colaborar con otros estudiantes, probar sus ideas y luego presentarlas a una audiencia auténtica. Los profesores, por su parte, tienen la oportunidad de usar estas evaluaciones formativas para saber qué han aprendido sus estudiantes y, si es necesario, ajustar la instrucción. El pizarreo juega un rol crítico en la serie de pasos necesarios para que los estudiantes retengan la información y realmente la aprendan.

Aprender por medio de la aplicación y repetición. “Mientras más elaboradamente codificamos la información en el momento del aprendizaje, más fuerte es la memoria”, reporta Medina (2008). La práctica del pizarreo puede jugar un rol importante en crear experiencias contextuales y significativas en las etapas tempranas del proceso de aprendizaje.

Wiggins and McTighe, los autores de Comprendendio por medio del diseño (Understanding by Design), describen la naturaleza cíclica de las experiencias de aprendizaje bien diseñadas: “de la parte al todo, del todo a la parte —así es como llegamos a entender y usar nuestro conocimiento”

(2005, p. 251). Describen el ciclo como algo familiar para cualquier entrenador o artista —el movimiento hacia atrás y adelante, desde el contenido a la presentación y luego de vuelta, desde la habilidad discreta hacia la estrategia y luego de regreso (Wiggins & McTighe, 2005). El pizarreo como una práctica de aula juega un rol crítico en este ciclo al proveer a los estudiantes una oportunidad para “presentar” habilidades. Sesiones repetidas de pizarreo dentro de una unidad de contenido les permite a los estudiantes codificar información de manera significativa consistentemente con el uso de este ciclo.

Los estudiantes hablando. En sus marcas, listos, ¡Ciencia! (Ready, Set, Science!) Los autores describen la importancia del habla de los estudiantes: Para poder procesar, darle sentido y aprender a partir de sus ideas, observaciones y experiencias, los estudiantes necesitan hablar sobre ellas. El habla, en general, es una parte importante e integral del aprendizaje, y los estudiantes deberían tener oportunidades regulares para hablar acerca de sus ideas, colectivamente, en todas las áreas de materia. El hablar fuerza a los estudiantes a pensar acerca y articular sus ideas. El hablar también provee un ímpetu para que los estudiantes reflexionen sobre lo que sí—y lo que no— entienden. (Michaels, Shouse & Schweingruber, 2008, p. 88)

El pizarreo provee múltiples oportunidades para hablar, primero en grupos pequeños mientras los estudiantes preparan sus pizarras, y luego como una comunidad más grande de clase durante las presentaciones de las pizarras.

Los estudiantes enseñándose unos a otros. Una década de datos acerca de la instrucción entre pares (PI) muestra impacto positivo en el aprendizaje de los estudiantes al enseñarse unos a otros. La instrucción entre pares, como es descrita por Crouch y Mazur (2001), quienes implementaron PI en cursos de física en Harvard University, es un proceso de enseñanza de pares que “involucra a los estudiantes durante la clase por medio de actividades que requieren que cada estudiante aplique los conceptos centrales que se están presentando, y luego explique esos conceptos a sus compañeros estudiantes” (p. 970). Ellos descubrieron que por medio de la instrucción entre pares “la comprensión de los estudiantes sobre el material del curso mejora de acuerdo a un número de medidas diferentes… Tanto en la clase como cuando son evaluados en cuanto a su retención al final del semestre” (p. 970).

El pizarreo provee oportunidades para que los estudiantes colaboren y enseñan unos a otros —no una, sino dos veces dentro de una sesión de clase.

Los estudiantes enseñan a sus pares durante el proceso de pizarreo cuando crean sus pizarras; luego vuelven a enseñar el material, incluso si recién lo

aprendieron de uno de sus pares, durante la presentación de las pizarras al resto de la clase.

Aprender en un clima de clase seguro. En Cómo aprenden las personas (How People Learn), los autores describen los atributos de los ambientes de aprendizaje que deben ser cultivados, notando que “el aprendizaje es influenciado de forma fundamental por el contexto en el cual se hace” (Bransford, Brown & Cocking, 2000, p. 25).

Las normas establecidas en un salón de clase tienen efectos muy fuertes en los logros de los estudiantes. En algunas escuelas, las normas pueden ser expresadas como “que no te descubran de que no sabes algo”. Otras motivan el tomar riesgos académicos y las oportunidades para cometer errores, obtener comentarios y revisar. Claramente, si los estudiantes son capaces de revelar sus concepciones previas acerca de una materia, sus preguntas y su proceso hacia comprender, las normas de la escuela deberían apoyarlos para hacer eso.

Los profesores deben prestar atención al diseño de actividades de aula y a ayudar a los estudiantes a organizar su trabajo de formas que promuevan el tipo de camaradería intelectual y las actitudes hacia el aprendizaje que construyen un sentido de comunidad.

En dicha comunidad, los estudiantes se pueden ayudar unos a otros a resolver problemas apoyándose en los conocimientos que cada uno tiene, haciendo preguntas para clarificar explicaciones y sugiriendo salidas que puedan mover al grupo hacia sus objetivos.

(Bransford, Brown & Cocking, 2000, p. 25)

Evaluación formativa para informar la instrucción. El proceso de Comprendiendo por medio del diseño (Understanding by Design) enfatiza el uso regular de evaluaciones formales e informales, haciendo notar la capacidad de las evaluaciones formativas o “evaluación-en-progreso” para “discernir la comprensión aparente, de la genuina” (Wiggins & McTighe, 2005, p. 247).

Los profesores en una clase de pizarreo pueden usar las sesiones de pizarreo como una herramienta de evaluación formativa para saber qué han aprendido sus estudiantes y para ajustar la instrucción.

Lograr los nuevos estándares educativos (Next Generation Standards) Los estándares mínimos estatales (Common Core State Standards o CCSS), los Estándares de Ciencia para la Nueva Generación (Next Generation Science Standards o NGSS), y los Estándares de Habilidades para el Siglo XXI todos reconocen que el aprendizaje de los estudiantes no es sólo acerca de contenido, también es acerca de las habilidades de los estudiantes de comprender profundamente el contenido, transferirlo a nuevas situaciones y

comunicarlo a otros. Estos nuevos estándares están basados en mucha de la misma investigación a la que hago referencia aquí. El pizarreo es una estrategia que puede ayudar a implementar algunas de las mejores prácticas mientras ayuda a los estudiantes a ser más capaces con respecto a las expectativas de desempeño asociadas con los nuevos estándares.

Los estándares mínimos estatales de matemática describen “variedades de experiencias que los educadores de matemática de todos los niveles deberían intentar desarrollar en sus estudiantes. Estas prácticas descansan en importantes ‘procesos y aptitudes’ de relevancia histórica en la educación en matemática”. Estas incluyen: 1. Entender los problemas y perseverar en resolverlos 2. Razonar abstractamente y cuantitativamente.

3. Construir argumentos viables y critica los razonamientos de otros.

4. Modelar con matemática.

5. Usar, estratégicamente, herramientas apropiadas.

6. Prestar atención a la precisión.

7. Buscar y hacer uso de estructuras.

8. Buscar y expresar regularidad en razonamiento repetido (Common Core State Standards, 2010) El pizarreo, como una práctica de clase, provee oportunidades directamente a los estudiantes para construir argumentos viables y para criticar el razonamiento de otros. Aún más, crea oportunidades ricas para prestarle atención a virtualmente todas las otras prácticas matemática, especialmente con la de cuestionamiento bien planteado desde la audiencia de los estudiantes, pares y el profesor.

Las ocho prácticas de ciencia e ingeniería, identificadas en el Marco para la educación científica escolar (Framework for K-12 Science Education) (National Research Council, 2012) e incorporadas en los NGSS, son similares en alcance a los Estándares de matemática CCSS. Las prácticas de ciencia e ingeniería son: 1. Hacer preguntas (para la ciencia) y definir problemas (para ingeniería) 2. Desarrollar y usar modelos 3. Planear y llevar a cabo investigaciones 4. Analizar e interpretar datos 5. Usar matemática y pensamiento computacional 6. Construir explicaciones (para la ciencia) y diseñar soluciones (para la ingeniería) 7. Involucrarse en discusiones a partir de evidencia

8. Obtener, evaluar y comunicar información (National Research Council, 2012) Nuevamente, el pizarreo provee oportunidades valiosas para las prácticas 6, 7 y 8 y tiene el potencial de jugar un rol en otras prácticas también.

Mejores prácticas: Cómo adaptar el pizarreo a tu sala de clase El objetivo del pizarreo es permitir a que los estudiantes tengan un sentido de propiedad sobre su trabajo, y también tener un rol en ayudar a aprender a sus compañeros estudiantes. Esto requiere una cultura de sala de clase intelectualmente segura, donde la colaboración sea valorada por sobre la competencia, y donde el éxito de los individuos depende del éxito del grupo y viceversa. Para muchos estudiantes (¡y muchos profesores!), esto es un cambio que toma tiempo desarrollar. El pizarreo efectivo y eficiente en un salón de clase que funciona de forma fluida, como el que describí en la introducción, requiere roles y expectativas claras para los estudiantes (y los profesores), presentadas de manera temprana y siendo referida frecuentemente.

Lo que describo a continuación son los detalles de las prácticas que yo desarrollé a lo largo de un periodo de cinco años en los que implementé el pizarreo en mis clases de matemática con un horario de bloques de 80 minutos. Aunque yo uso—y me encanta—el pizarreo en otras clases, escribí este capítulo mirándolo a través de mi lente de profesora de matemática, porque la transformación en mi práctica de enseñanza y en el ambiente del salón de clases fue significativa como resultado del uso de pizarras.

El pizarreo puede ser usado en cualquier salón de clases, en cualquier disciplina; los procesos y prácticas descritas pueden ser modificados según se requiera. Incluyo sugerencias específicas para modificaciones en la siguiente sección de este capítulo.

[Nota. A lo largo del resto de este capítulo usaré la palabra “pizarra” como un sustantivo y como un verbo. Pizarra (sustantivo): una superficie de melamina o una sustancia similar de 2 × 3 pies (y grosor de 1/8 de pulgada) en la que se pueda dibujar con marcadores no permanentes o crayones.

Pizarrear (verbo): el proceso de escribir o dibujar en pizarras, y/o presentar la pizarra escrita.]

Construir la cultura En una clase de pizarreo que funcione fluidamente, luego de que los sistemas hayan sido desarrollados y la cultura colaborativa haya sido fortalecida, los

estudiantes, en esencia, manejan la clase ellos mismos. El rol del profesor se vuelve el de un “guía a un costado” en una comunidad de aprendizaje dinámica.

Es importante establecer normas y reglas para los varios pasos del proceso: crear las pizarras, presentar las pizarras y ser un integrante de la audiencia para las presentaciones de pizarra. Cada uno de estos pasos va a tomar práctica, y es importante que evalúes el éxito de la clase a medida que avanzas y, si es necesario, modifiques las instrucciones apropiadamente o discutas estrategias específicas para lograr las expectativas.

Dentro de las siguientes secciones hay ejemplos de sets de instrucciones acerca de los diferentes pasos del pizarreo que mis estudiantes y yo desarrollamos con el tiempo. Yo comparto estas con los nuevos grupos de estudiante al principio del curso, y ellos me proveen con un set claro de expectativas acerca de cómo desarrollaremos una cultura del pizarreo. En un principio, los estudiantes (y profesores) van a necesitar recordatorios regulares para que se mantengan dentro de las instrucciones establecidas; con el tiempo, estas instrucciones se convertirán en estándares de práctica para el salón de clases como una comunidad de estudiantes. La persistencia es clave.

La consistencia es esencial. Va a tomar paciencia—con tus estudiantes y contigo mismo—mientras desarrollan colectivamente los hábitos de un aula de pizarreo.

Creando grupos de estudiantes productivos Desarrollar grupos de estudiantes antes de la clase mejora la eficiencia de la experiencia de pizarreo. El número ideal de grupos va de 4 a 7, con dos a cuatro estudiantes por grupo, pero dependiendo del tamaño de la clase, los profesores pueden necesitar crear más o quizás grupos más grandes. Por una cuestión de tiempo y de paciencia de parte de la audiencia, lo mejor es no tener más de seis presentaciones de pizarras por cada periodo de clase; el número exacto que tú clase puede tolerar va a depender de tus estudiantes y el largo de tu clase.

El pizarreo provee oportunidades excelentes para crear grupos mezclados para que así haya tanto oportunidades de aprender como de enseñar dentro de cada grupo. Me aseguro que cada grupo tenga al menos un estudiante que haya demostrado manejo de los temas tratados y que probablemente va a poder enseñar exitosamente a algunos de sus pares, y que cada grupo incluya un estudiante que se sienta desafiado por los temas y se pueda beneficiar de trabajar con pares que tengan una comprensión más acabada de las ideas. La fase de creación de las pizarras provee oportunidades excelentes para la enseñanza estudiante-a-estudiante en pequeños grupos. Los

estudiantes son especialmente buenos en explorar conceptos usando un lenguaje que es accesible para sus compañeros.

Una rotación regular de los estudiantes dentro de los grupos les permite trabajar con una variedad de sus compañeros a largo del tiempo.

También provee alivio para cuando las agrupaciones no son muy exitosas. Yo prefiero rotar los grupos de estudiantes semanalmente. Los estudiantes saben, cuando entran a clase el lunes, que van a tener nuevos compañeros de grupo, y lo primero que hacen es mirar a la pizarra para encontrar quiénes son. El arreglo de los asientos en el salón de clases no está fijo permanentemente; los grupos se sientan juntos dentro el salón de clases para que haya una colaboración más fácil.

Seleccionar problemas para que los estudiantes hagan en pizarras Lo que los estudiantes hagan en la pizarra de hecho es lo menos importante de todo el proceso de pizarreo y depende totalmente del material del curso y de los objetivos de instrucción. Describo aquí un método para seleccionar temas de pizarreo; al final de este capítulo, en la sección “Modificaciones”, describo otro método. Existen otras infinitas variaciones, las que invito a que ti y tus estudiantes exploren. En mi clase de matemática, yo tenía a mis estudiantes haciendo pizarreo a partir de las tareas para la casa y de las preguntas de trabajo en clase, y describo cómo replicar ese proceso aquí.

Permítele a los estudiantes hacer pizarreo de preguntas y problemas sobre los cuales ya han tenido tiempo para pensar de forma individual o en grupos, ya sea como tarea para la casa o como trabajo en clase. Para facilitar que los estudiantes empiecen a trabajar apenas entren al salón, escribe los números de los problemas en la pizarra general antes de que empiece la clase y permite que los grupos de estudiantes elijan los problemas con los cuales quieren hacer pizarreo tan pronto ellos entren al salón.

Una consideración importante en la selección de problemas es apuntar a que cada grupo de estudiantes trabaje por relativamente similares periodos de tiempo para preparar sus pizarras. Dependiendo del grupo de problemas, esto se puede manifestar en muchas formas diferentes: ● Si todos los problemas son similares, cada grupo puede preparar una pizarra sobre un problema. ● Si hay múltiples problemas que se pueden resolver de forma similar, algunos grupos pueden ser responsables por todos (o algunos) de los problemas similares. ● Si existe una investigación particularmente larga, múltiples grupos pueden presentar partes diferentes de investigación (por ejemplo, el grupo uno trabaja en el punto #5a mientras el grupo dos presenta #5b

y #5c), idealmente luego de haber chequeado con el o los otros grupos. ● Si la tarea para la casa o el trabajo de clase incluía más problemas que el número de grupos que pueden preparar y presentar (por ejemplo, la tarea tenía 10 problemas, pero hay sólo seis grupos), incluye los problemas que sean más críticos para que los estudiantes los entiendan y revisen. Como una alternativa, entrega más problemas de la cantidad de grupos que hay para resolverlos. Luego tú puedes motivar a los grupos de estudiantes que han finalizado su preparación para que intenten abordar problemas adicionales, o puedes crear tus propias pizarras para esos problemas. (Mientras esto esté reservado para ocasiones particulares, puede ser entretenido que el profesor o profesora se una a la fila de presentaciones junto con los estudiantes).

Con todas estas opciones disponibles, es crítico saber los desafíos matemáticos que pueden surgir para que así puedas anticipar la medida de tiempo relativa que le tomara a los grupos preparar y presentar los problemas.

Elegir sus propios problemas Los profesores que cuidadosamente seleccionan la variedad de problemas a partir de los cuales los estudiantes pueden elegir, empoderan a los estudiantes para elegir los problemas con los que se sienten más cómodos de explicar y presentar.

Siempre que es posible, permito que los grupos de estudiantes elijan sin ninguna interferencia. Sin embargo, existen momentos en que tengo que evitar esto. Si hay un problema particularmente desafiante, y un grupo que creo podrá abordarlo de mejor manera, les hago saber que yo creo que ellos pueden tomar el desafío y les pregunto si se atreven a abordar uno difícil. A veces esto se negocia con la promesa de ayuda extra de mi parte durante la preparación, pero siempre termina funcionando bien. Incluso si los ayudo en un problema en el cual estaban totalmente atascados, ellos son quienes terminan enseñándolo al resto de sus compañeros. De esta forma ellos aprenden el concepto incluso mejor durante el proceso de enseñarlo, a pesar de no haberlo hecho solos por ellos mismos desde un comienzo.

Si hay más grupos que problemas, permite que más de un grupo se anoten para las preguntas/problemas más desafiantes, para que puedas tener ya sea a cada grupo presentando y comparando metodologías de solución, o hacer un sorteo justo antes de la presentación para elegir qué grupo presentará (asegurándote de que el grupo que no presentó hoy día tenga la oportunidad de presentar mañana).

Preparar las pizarras Una vez que la clase empieza, los grupos de estudiantes tienen aproximadamente 10 minutos para preparar sus pizarras para las presentaciones. Los detalles sobre cómo su grupo quiere abordar la presentación dependen de ellos. Cada grupo tiene siempre un acercamiento algo diferente. Sólo en situaciones extremas yo intervengo; es importante que los estudiantes se hagan cargo de su aprendizaje y comprensión durante esta fase. Los parámetros están claros: tienen una cantidad de tiempo limitado, y tienen los recursos disponibles para ellos (su tarea completada, sus libros de texto, sus notas y sus compañeros de grupo). Tienen un “producto” claro en el cual tienen que trabajar para producirlo: una presentación a sus pares que les permitirá entender el problema.

Algunos grupos tienen un líder claro que delega los roles a los miembros del grupo. Muchos grupos sacan sus tareas y comparan las respuestas primero, revisan las respuestas dispares con la hoja de respuestas que está disponible para ellos, y luego deciden cómo van a preparar su pizarra. Algunos grupos empiezan a escribir inmediatamente, luego discuten, usando las señales visuales de su pizarra. Todos estos son acercamientos efectivos y es revelador ver a los estudiantes mientras aprenden a trabajar con compañeros nuevos (y también algunos ya familiares) y desarrollar de mejor forma un sentido de sus propias necesidades de aprendizaje y acercamientos.

A medida que el año avanza, los estudiantes están más dispuestos a poner en juego sus necesidades y deseos para un aprendizaje efectivo. Si es necesario, yo ayudo a los estudiantes dándoles claves sobre estrategias y lenguaje de colaboración efectivos.

Pautas para la creación de pizarras ● ● ● ● ●

Piensa qué información es esencial y cuál no. ¡Incluye solo información esencial!

Presenta todos los pasos relevantes y que no sean triviales de tu trabajo.

Usa el espacio de tu pizarra eficientemente y organiza tu trabajo de forma lógica.

Escribe de forma cuidada, clara y lo suficientemente grande para que alguien en la parte de atrás del salón lo pueda ver.

Incluye figuras y dibujos relevantes para tu problema.

● ●

Usa efectivamente el color: escribe las palabras en colores fáciles de leer. Considera codificar por color tu trabajo para distinguir diferentes partes.

Todos los integrantes del grupo son responsables de entender todas las partes de lo que está en tu pizarra, y a cualquiera de ustedes se les puede preguntar acerca del material, así que asegúrate de entender y aprobar todo lo que está en la pizarra antes de que presentes.

Nota aparte: chequear la tarea. En este periodo de 10 minutos durante el cual los estudiantes están trabajando juntos para preparar las pizarras, yo camino alrededor del cuarto para chequear la tarea de los estudiantes a ver si la completaron. Los estudiantes hacen referencia a su tarea mientras están preparando las pizarras, así que ya está puesta sobre la mesa o el escritorio. Una mirada rápida para asegurar que esté completa y de buena forma toma sólo unos pocos segundos; es posible llevar un registro del porcentaje de completos (por ejemplo, con un portapapeles) y te mueves al siguiente grupo, generalmente sin interrumpir la sesión de trabajo colaborativo de los estudiantes. Circular mientras los estudiantes están trabajando permite escuchar el proceso de trabajo de los estudiantes, como también te permite estar disponible en caso de que los estudiantes tengan preguntas difíciles que no puedan resolver con sus propios grupos.

Preparar las presentaciones Lograr que los estudiantes dejen de preparar sus pizarras y hagan la transición para ser parte de la audiencia para las presentaciones puede ser desafiante, especialmente cuando los grupos de estudiantes están comprometidos productivamente en el trabajo. Ayuda si puedes dar advertencias (por ejemplo, quedan 2 minutos; sólo 1 minuto) antes de pedirle a los estudiantes que paren de preparar sus pizarras. Usar un cronómetro automático, especialmente uno que los estudiantes puedan ver mientras trabajan, puede ser de ayuda.

Cuando el tiempo de preparación del pizarreo se acaba, utiliza un grupo de procedimientos para señalar este cambio. Los estudiantes deben bajar los marcadores, mover sus bandejas de marcadores de vuelta al lugar donde los guardas en el salón y llevar sus pizarras completas al lugar designado del salón (idealmente la parte de atrás de este, donde se mantienen fuera de la vista hasta que sean presentadas). Los estudiantes luego se mueven a sus asientos y sacan los materiales necesarios para escuchar activamente y participar con los presentadores: su tarea completa; el material de donde vienen las preguntas/problemas, para que puedan hacer referencia a qué era lo

que preguntaban y qué información fue dada, y un lápiz para tomar notas o hacer correcciones de la tarea a medida que aprenden a partir de las presentaciones. (Yo exijo que los estudiantes usen un lápiz de color para que estos cambios puedan ser distinguidos claramente—por ellos, principalmente, pero también por mi—de su trabajo original).

Las presentaciones comienzan una vez que la audiencia está sentada y preparada. El profesor, actuando como un integrante de la audiencia junto con los estudiantes, toma asiento cerca de la parte atrás o el costado del salón.

Hacer la transición desde preparar las pizarras a prepararse para presentaciones debiese tomar no más de 2 minutos del preciado tiempo de clase, así que los estudiantes necesitan múltiples advertencias y un sistema claro que los guíe.

Hacer presentaciones Los grupos que van a presentar se paran al frente del salón con sus pizarras (idealmente puestas en un atril o en la bandeja de una pizarra que esté montada en la muralla) y describen la pregunta o el problema que están presentando y el método y proceso de pensamiento que usaron para abordarlo.

Los estudiantes que están presentando debieran hacer referencia a sus pizarras mientras hablan, pero hablar directamente a su audiencia (sus pares, no la profesora), hacer contacto visual y usar buenas habilidades de presentación tales como volumen apropiado, postura y tal. Todos los presentadores en un grupo debiesen de tener un rol en la presentación. La descripción inicial de las pizarras y el proceso que usaron para resolver el problema no debiese tomar más de 2 minutos. El tiempo restante es usado para preguntas y respuestas.

Pautas para la presentación de las pizarras ● ● ● ●

Explica cómo pensaste acerca del problema y porque decidiste resolverlo de la forma que lo hiciste. (¡Esta es la parte más importante de tu presentación!)

Brevemente explica el proceso y/o los pasos que usaste. Explica cualquier posible variación que otros estudiantes hayan hecho (o que encontraron dentro del grupo).

Espera preguntas. Tienes que estar dispuesto a escuchar con cuidado otras ideas o métodos para resolver el problema y compararlos con los tuyos.

Si, mientras estás presentando, determinas que las revisiones o correcciones están correctas, anótalas dibujando una línea encima del

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trabajo original y escribiendo la información nueva/revisada encima o al lado de ella (idealmente con un lápiz de otro color). Los errores son instructivos; ¡por favor déjalos en la pizarra! También, puede confundir a tu audiencia si las respuestas cambian, y ellos en ese momento estaban mirando sus propios papeles mientras tú hiciste el cambio.

Párate derecho, habla fuerte y claro y se sucinto.

Asegúrate que todos los integrantes del grupo tengan un rol significativo en la presentación.

Se consciente de dónde estás parado—asegúrate que todos tus compañeros de clase puedan ver claramente la pizarra.

Hacer preguntas El objetivo de los integrantes de la audiencia durante las presentaciones es entender el método de los presentadores para resolver el problema en relación con el método que ellos mismos han utilizado. En algunos casos será el mismo; en muchos casos será diferente. El rol principal de la audiencia durante las presentaciones es hacer preguntas que esclarezcan las varias formas de acercarse a un problema, y que la clase llegue a un consenso sobre la(s) respuesta(s) correcta(s) del problema en cuestión, a pesar de los múltiples acercamientos para encontrarla. El rol secundario de los miembros de la audiencia es revisar sus propias respuestas a la tarea contra el consenso del grupo una vez que este se haya logrado, y hacer anotaciones de su trabajo de acuerdo a esto.

Desarrollar las habilidades de hacer preguntas de los estudiantes es un componente clave de la etapa de presentación en el proceso de pizarreo. La intención de este proceso en el pizarreo es crear una cultura de colaboración, con los estudiantes aprendiendo unos de otros en vez de compitiendo entre ellos.

Una regla básica para los integrantes de la audiencia durante las presentaciones es que ellos solamente pueden hacer preguntas; no pueden hacer oraciones declarativas. Para algunos estudiantes (¡y profesores!), esto es un desafío (uno necesario), tan sólo el convertir las declaraciones en preguntas. Por ejemplo, en vez de decir “eso no es lo que pedía la pregunta”, un estudiante puede preguntar, “¿estás seguro que eso era lo que pedía la pregunta?”. Un desafío de siguiente nivel, una vez que los estudiantes ya tienen el hábito de hacer preguntas, es asegurarse que esas preguntas sean abiertas, sin implicaciones de respuestas correctas y equivocadas. Un ejemplo de esto sería cuando un estudiante podría preguntar, “¿puedes clarificar que estaba pidiendo la pregunta?” Otro ejemplo de una progresión, a medida que

un estudiante desarrolla su técnica, puede ser, “¿no hiciste el segundo paso correctamente”, a “¿estás seguro que el segundo paso está bien?” a “¿podrías explicar nuevamente como hiciste el segundo paso?”

Cuando los estudiantes son capaces de participar consistentemente de sesiones de preguntas sin juicio hacia los otros, pueden bajar sus defensas y abrir sus mentes a nuevas ideas y nuevas formas de hacer las cosas. Dejan de preocuparse tanto sobre quién está en lo correcto y se enfocan más en comprender y ayudar unos a otros a hacerlo.

Pautas para la audiencia del pizarreo ●

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Eres responsable de chequear el trabajo en la pizarra y compararlo con tu propio trabajo finalizado. Si tu trabajo no coincide con el trabajo de los presentadores, haz preguntas a los presentadores para comprender su razonamiento y métodos. (No hay ninguna garantía que la respuesta de los presentadores esté correcta, ¡así que es por el beneficio de todos que hagas preguntas de clarificación!)

Sólo puedes hacer preguntas; no puedes hacer oraciones declarativas

En vez de:

Pregunta:

No pusiste una unidad en tu respuesta.

A ti te dio 15. A mí me dio 8. ¿Mi respuesta está correcta?

Escribiste la pregunta mal.

¿Cuáles son las unidades de la respuesta? ¿Puedes explicar cómo obtuviste 15? ¿Puedes clarificar la pregunta hecha?

Eres responsable de hacer cualquier revisión/adición a tu propio trabajo/tarea en lápiz de color.

Aplaude a todas las presentaciones una vez que todos hayan tenido la oportunidad de revisar sus trabajos y realizar preguntas.

No puedes realizar cambios a tu pizarra una vez que las presentaciones hayan empezado.

Guiar sesiones de preguntas y respuestas El rol del profesor durante las presentaciones es escuchar lo más posible e intervenir lo menos posible. Los presentadores, y no el profesor, deberían manejar a los miembros de la audiencia que tienen preguntas. Los estudiantes

deberían auto-corregir sus acercamientos de preguntas (en medida de lo posible) si es que se equivocan y hacen una declaración. Los estudiantes son responsables de prestar atención a los presentadores durante sus presentaciones, al igual que a otras personas que hacen preguntas, de tal modo que, si un integrante de la audiencia hace una pregunta que ya ha sido contestada mientras él o ella no estaba prestando atención, los otros estudiantes (en vez del profesor) le harán saber esto. Nuevamente, el objetivo global es darles a los estudiantes la responsabilidad principal por su experiencia de aprendizaje.

En algunas circunstancias es necesario que el profesor intervenga. Si la discusión se ha vuelto demasiado circular o caótica, y la presentación es confusa para la mayoría de la audiencia en vez de ayudarlos, el profesor debería intervenir con una pregunta dirigida a clarificar. Si los presentadores han dado una solución o metodología incorrecta, y la audiencia y sus preguntas no han ayudado a los presentadores a revisar sus pizarras exitosamente, entonces el profesor debe hacer una pregunta que llame la atención a la fuente del error. En cualquier momento que el profesor necesite intervenir, él o ella deben usar técnicas de pregunta consistentes con las expectativas para las preguntas de los estudiantes.

El profesor puede necesitar guiar la conversación en alguna o de varias maneras. Si sólo un presentador está respondiendo a las preguntas de la audiencia, el profesor puede hacer la siguiente pregunta a un presentador en particular para que responda. Si los estudiantes están pronunciando mal contenido o vocabulario, el profesor puede proveer correcciones de pronunciación. (Usualmente esto es necesario sólo una o dos veces antes de que los estudiantes tomen el rol de ayudarse unos a otros a pronunciar correctamente las palabras). Si un miembro de la audiencia no está siguiendo las pautas que se han puesto, o está distrayendo a sus compañeros o a los presentadores, el profesor puede necesitar llamar la atención de ese estudiante directamente. Los profesores deberían limitarse a sólo una intervención por presentación.

Finalmente, el profesor sirve también como quien mantiene los tiempos. A pesar de que él o ella puede delegar el rol formal de quién vigila los tiempos a un estudiante para que le ayude, el profesor puede extender la sección de preguntas y respuestas de una presentación cuando es especialmente beneficioso para todos los estudiantes, o puede apurar la presentación cuando el tiempo se está acabando. El profesor tiene los objetivos generales en función del ritmo a seguir siempre en mente, y él o ella debe administrar el precioso tiempo de clases de acuerdo a esto.

Terminar las presentaciones

Después de cada presentación, quien ha sido designado para mantener el tiempo, o el profesor, señala a la audiencia diciéndoles, “agradezcámosles a los presentadores”. Los miembros de la audiencia aplauden en reconocimiento de la energía y esfuerzos de los presentadores. Los presentadores devuelven su pizarra a la parte de atrás del salón y se sientan en sus puestos designados.

Las pizarras pueden entregarse de vuelta sin haber sido borradas. Esto es tanto para eficiencia como para tener una referencia en caso de que haya más preguntas durante el período de clase acerca de las soluciones presentadas.

Los presentadores luego se sientan con sus compañeros de clase y se vuelven miembros de la audiencia para los próximos grupos.

Evaluar El propósito del pizarreo es, por supuesto, aprender: Aprender contenido, aprender a colaborar, aprender a explicar a otros nuestro pensamiento y aprender a entender el pensamiento de otros. En una sesión de pizarreo exitosa, el profesor puede oír a los estudiantes en la clase usar lenguaje específico del contenido en contexto y puede capturar una idea de sus procesos de pensar. Esta es una evaluación formativa en su forma más pura, pues informa al profesor acerca del aprendizaje del estudiante y le da a él o ella suficiente información acerca de dónde sus estudiantes—individual o colectivamente—están teniendo problemas o está mostrando mejoras o comprensión.

Ponerle nota al proceso de pizarreo en sí mismo puede ser contraproducente con sus objetivos. Queremos motivar el aprendizaje, no una nota, como la principal motivación para el pizarreo. Tanto los profesores como los estudiantes aprenden durante una sesión de pizarreo productiva, y este aprendizaje puede ser transferido a otras situaciones potenciales de evaluación. Yo prefiero usar las pizarras como una situación primariamente informativa de evaluación y permitirles a los estudiantes experimentar el potencial de aprendizaje en la cultura colaborativa y de poco riesgo que el uso de pizarras en el aula crea.

Si es necesario “poner nota” a los estudiantes durante la actividad con pizarras, aquí hay algunas ideas del cómo hacerlo manteniéndose consistentes con la filosofía del pizarreo.

1. Desarrolla una rúbrica, consistente con las pautas que presentaste, con la cual los estudiantes pueden auto evaluar sus presentaciones.

Alternativamente, permite que pares evalúen las presentaciones de otros usando la rúbrica, y/o basados en su comprensión de los conceptos después de la presentación.

2. Al final de la semana en la cual trabajaron juntos, desarrolla una rúbrica con la cual los estudiantes pueden evaluar unos a otros en cuanto a sus habilidades de trabajo colaborativo y contribuciones al grupo.

3. Permitir a los estudiantes mejorar sus puntajes de tareas entregando correcciones o clarificaciones que hicieron de su propio trabajo (¡marcado claramente en lápiz de color diferente del usado en el trabajo original!) al escuchar a las presentaciones.

4. Permite a los estudiantes que abordaron todos los problemas y mostraron todo su trabajo (como quedaría confirmado por el profesor mientras los estudiantes estaban preparando sus pizarras al principio de la sesión de clase) obtener un puntaje por tarea de “supera el dominio” si es que el estudiante determina, al escuchar las presentaciones, que él o ella respondió toda la tarea correctamente.

Mejorando la cultura El primer segmento de la sección Mejores Prácticas estaba titulado “Construir la cultura”, y este segmento final es acerca de cultura también. Una cultura intelectualmente segura y colaborativa es la base de cualquier salón de clases de pizarreo exitoso, y crear una es un proceso continuo e iterativo. Va a tomar trabajo constante—y aprendizaje y mejoras constantes a lo largo del tiempo.

Mientras transitas hacia un salón de clases centrado en el estudiante desde uno centrado en el profesor, tanto tú como tus estudiantes deben mantener las pautas que se presentaron a través de este capítulo, incluso aunque se sientan difíciles o poco naturales en un principio. Sé consistente con tus estudiantes y contigo. Presta atención a las dificultades presentadas más adelante. Te darás cuenta que vas a cambiar como resultado del desarrollo de estas prácticas, como un hábito. Y tus estudiantes cambiarán.

También lo hará tu relación con tus estudiantes y su relación con el contenido.

El pizarreo funciona cuando los estudiantes se sienten lo suficientemente seguros y cómodos para compartir sus ideas y su proceso de pensamiento con sus compañeros de clase y con el profesor. Esta seguridad se desarrolla a partir de recibir preguntas (y hacer preguntas) abiertas y sin juicios de por medio. Se desarrolla cuando el lenguaje negativo (“no, eso no está bien” y “no lo hagas de esa forma”) es reemplazado por sugerencias positivas (“veamos cómo lograste eso” e “intentemos esto de una forma diferente”). Y se desarrolla al ser parte de una comunidad de aprendizaje donde los estudiantes saben que no sólo está bien el equivocarse, pero que también el aprendizaje significativo surge a partir de los errores.

¿Cómo sabrás si tu comunidad de aprendizaje está siendo exitosa? ¿Cómo sabrás cómo se sienten tus estudiantes acerca de la cultura del pizarreo? ¡Pregúntales! Después de un par de semanas (o meses) de implementar el pizarreo, utiliza 10 minutos al final de una clase instituyendo una sesión “Plus/Delta”, en la cual tú motives a los estudiantes a dar (en voz alta, de forma escrita o digitalmente) comentarios en la forma de Plus—cosas que están funcionando bien y que les gustan—y Deltas—cosas que les gustaría mejorar o cambiar, y sugerencias de cómo hacerlo. Las sesiones Plus/Delta son una oportunidad excelente para darle a los estudiantes una mayor voz dentro de la comunidad del salón de clase, pero es esencial que el profesor esté dispuesto a responder a los Deltas e implementar cambios y tomar propiedad de su rol en darle forma a esta cultura.

Modificaciones Lo que he descrito más arriba son los detalles paso a paso de cómo yo utilicé el pizarreo para transformar mi clase de matemática desde lecciones aburridas, de practicar y repetir, centradas en el profesor (¡hasta yo estaba aburrida!) a una centrada en el estudiante, divertida, con acercamientos investigativos a aprender y enseñar matemática. Pero el pizarreo también puede ser utilizado en una variedad de clases de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) y en más formas de las que ya se han descrito hasta ahora.

Dos formas particularmente efectivas de usar las pizarras son las Reuniones de pizarras y Caminatas por la galería.

Reuniones de pizarras. Una variación a las presentaciones de pizarreo de un grupo a la vez es el concepto de “reunión de pizarras” o “reunión en círculo”. En esta instancia, todos los grupos están parados en un círculo y presentan sus soluciones o hallazgos, usualmente al mismo problema o desafío, al mismo tiempo. Esto permite que los estudiantes comparen notas unos con otros y discutan similitudes y diferencias en sus datos, sus respuestas y sus acercamientos a resolver y/o presentar. Las reuniones de pizarras son una forma especialmente buena para construir consenso y desarrollar el concepto de comunidad de estudiantes. En la clase de química, usamos reuniones de pizarras para que los estudiantes comparasen como clasificaban una variedad de sustancias como materia o no materia, y luego usaban las respuestas colectivas como base para una discusión acerca de las propiedades de la materia, permitiendo que los estudiantes desarrollaran su propia definición aplicada de materia. En la clase de física, usamos reuniones de pizarras para comparar datos recogidos de experimentos—por ejemplo, la

posición versus el tiempo de un carro en una rampa—y los estudiantes fueron capaces de comparar las formas de sus gráficos a pesar de que no habían usado la misma pendiente o intervalos de tiempo para su recolección de datos.

Caminatas por la galería. Las caminatas por la galería pueden ser usadas en una variedad de modos, pero son particularmente útiles cuando los estudiantes están examinando contenido similar o relacionado. En este caso, los grupos de estudiantes preparan las pizarras, luego las ponen en una parte del salón donde puedan ser accedidas fácilmente por un grupo de personas que estén paradas cerca. Todos los grupos ponen sus pizarras simultáneamente en diferentes partes del cuarto, y los miembros de la clase circulan (“caminan”) en el salón (“la galería”) examinando las diferentes pizarras. Dependiendo en la tarea, un integrante del grupo puede quedarse junto a su pizarra para explicarla a los visitantes.

Las caminatas por la galería son útiles luego de que los estudiantes han generado ideas sobre un tema en grupos pequeños. Los grupos después pueden circular en el salón para aprender lo que otros grupos pensaron y para empujar su propio pensamiento acerca del tema. Las caminatas en la galería también pueden ser útiles extensiones de la técnica de aprendizaje de puzzle cooperativo, en la cual un gran pedazo de material es subdividido y cada grupo se hace cargo de compartir una sección del material con el resto de los compañeros. Las pizarras pueden facilitar la presentación de lo que los individuos han aprendido, y que ahora deben compartirlo con sus pares.

Dificultades a evitar Desarrollar un salón de clases de pizarreo que funcione fluidamente toma tiempo, y el proceso evoluciona continuamente, como los estudiantes y los profesores lo hacen. Las prácticas que describo aquí son aquellas que he desarrollado a lo largo de los años de trabajar con estudiantes y desarrollar mi salón de clases de pizarreo. Mientras más trabajo con mis estudiantes, más aprendo y más ideas tengo para mejorar. Lo mismo debiese ser verdad para todo salón de clase.

Existen muchos obstáculos potenciales en el proceso de desarrollar un salón de clase de pizarreo que funcione bien. Aquí hay algunos de los que yo he encontrado o que he visto que otros profesores que usan pizarras han encontrado, junto con mis sugerencias para evitarlos o ajustarlos.

Estudiantes dividiendo el trabajo en vez de colaborando. Como todos nosotros, los estudiantes buscan atajos y formas de ahorrar tiempo cuando sea posible. Para algunos grupos de estudiantes esto significa dividir el trabajo de

preparar la pizarra en secciones, y cada estudiante tomar responsabilidad por una parte de ella. Si los estudiantes dentro del grupo no colaboran en sus partes, esto puede llevar a que los presentadores hagan declaraciones como “no lo sé, esa no era mi parte”, o descubrir cuando están presentando su pizarra que no están de acuerdo con el trabajo que uno de sus compañeros ha hecho.

Una forma de evitar la mentalidad de “dividir y conquistar” entre los estudiantes es permitir tener sólo un marcador no permanente por grupo. Esto obliga a los grupos a discutir las ideas colectivamente antes de decidir qué va a ser escrito en la pizarra. Una vez que los estudiantes han establecido esto como una práctica, lo que puede tomar unas cuantas semanas o un par de meses, después puede ser posible permitirles más marcadores por grupo para eficiencia, para motivar a los estudiantes a discutir antes de escribir.

Otra forma de asegurar que los estudiantes tomen responsabilidad colectiva por el trabajo en sus pizarras es asegurarse que todos los estudiantes que estén presentando respondan a preguntas de la audiencia. Idealmente, los estudiantes que están presentando aprenden a autorregular este proceso y toman turnos para responder a las preguntas. Sin embargo, si uno o más de los presentadores dominan la sesión de preguntas, entonces el profesor necesitará redirigir gentilmente las preguntas de la audiencia a los integrantes del grupo que han estado en silencio. Como una práctica general, cada estudiante presentador debería hacer al menos una contribución substancial a cada presentación. Incluso integrantes del grupo que anteriormente pueden haber estado ausentes pueden contribuir al leer/describir el problema a abordar. ¡Haber estado ausente no descalifica a los estudiantes y deben ser capaces de contribuir a su grupo durante la discusión y presentación!

Regresar a un salón de clases centrado en el profesor. Hay dos trampas comunes que afectan a los profesores que están todavía en la transición desde un salón centrado en ellos a uno centrado en los estudiantes: invadir el espacio de los estudiantes en su pizarra, y permitir que los estudiantes dirijan la presentación al profesor en vez de a sus compañeros estudiantes.

Invadir el espacio de los estudiantes en la pizarra. El objetivo de pizarrear es darles a los estudiantes la propiedad sobre su trabajo, su conocimiento y su comprensión. Para darles total control, el profesor debe tratar las pizarras casi como parte de sus cuerpos. (Nosotros no le enderezaríamos la polera a un estudiante o le arreglaríamos su cinturón—en vez, le diríamos acerca del problema que notamos y esperaríamos que lo arreglaran ellos mismos). Deberíamos hacer lo mismo para las pizarras y considerarlas como parte de la propiedad de los estudiantes. Nada les va a quitar más el poder a los estudiantes que un profesor acercándose a su pizarra

cuando están presentando y escribiendo sobre ella o tomando control sobre la conversación al tomar control sobre su espacio físico.

Un profesor debe intervenir en la presentación de una pizarra sólo si todas las preguntas de los estudiantes han sido agotadas o los presentadores se han confundido ellos mismos al punto de no ser de ayuda para la comprensión de un concepto por la clase. En tal caso el profesor debería preguntar a los presentadores si él puede pasar adelante a ayudarlos. Probablemente digan que si, en ese punto el profesor puede invitar a los estudiantes a que vuelvan a sus asientos y dirigir una pequeña discusión de clarificación. Si es posible, esta discusión debe usar una pizarra diferente permitiendo que la pizarra de los estudiantes permanezca intacta como un punto de referencia para la conversación guiada por el profesor.

Estudiantes presentando al profesor en vez de a sus compañeros. Durante las presentaciones, los presentadores debiesen de hablar a la audiencia de sus pares, no al profesor. Los estudiantes debiesen hacer contacto visual e interactuar con sus compañeros durante la presentación. Si es necesario, recuerda a los estudiantes quién es su audiencia.

Varias veces les he dicho a mis estudiantes que yo ya sé el contenido; son sus pares quienes están participando junto a ellos en un proceso de aprendizaje.

Es crítico, por supuesto, que apoyes lo que estás diciendo y dejes que los estudiantes genuinamente sean la audiencia, no tú.

Que te tomen por sorpresa las respuestas (y procesos) que presentan los estudiantes. No toda presentación de pizarra que llega al frente del salón tiene que tener respuestas perfectamente correctas en ella; mucho aprendizaje puede venir de discutir sobre respuestas incorrectas. Sin embargo, es para tu beneficio, como facilitador, y para el beneficio de los estudiantes si tú tienes una idea antes de tiempo sobre cuáles presentaciones deberían tener una discusión más prolífica para así asegurar que todos los estudiantes entiendan los procesos.

Mientras los estudiantes están preparando sus pizarras, usa el tiempo para caminar alrededor del salón y tener una idea del contenido de ellas. En algunos casos ayuda el hablar con los grupos durante sus desafíos y permitirles corregir su pizarra antes de que la presenten formalmente al resto de la clase. En otros casos, es útil clarificar con ellos verbalmente, pero pedirles que dejen el error en la pizarra para que así la audiencia lo encuentre y les haga preguntas sobre él. Esto asegura una discusión fructífera, eficiente y centrada en los estudiantes durante la presentación. En algunos casos, es instructivo dejar que las pizarras sean presentadas con errores o incorrecciones en ellas, sin permitirle a los estudiantes saber que los has notado. Yo dejo deliberadamente que presenten errores solo cuando los

miembros del grupo son estudiantes fuertes y confiados que yo sé que podían manejar una reacción sorpresiva al ser desafiados por sus compañeros.

Conocer las fortalezas, debilidades y sensibilidades de tus estudiantes tiene que ser parte del proceso de toma de decisiones. En grupos que tengan un estudiante altamente sensible o tímido—especialmente durante las primeras semanas de pizarreo, mientras todavía estás construyendo la cultura de clase—yo prefiero (por lo menos) alertarlos sobre (y usualmente permitirles editar) cualquier cosa que otro estudiante les pueda cuestionar o sobre la que puedan tener preguntas, para que no los encuentren fuera de guardia enfrente de la audiencia. En el caso de estudiantes con confianza, o estudiantes que sus compañeros tienden a pensar que “siempre están en lo correcto”, estoy más abierta a dejarlos presentar con un error en sus pizarras.

La cultura del salón puede beneficiarse de permitir estratégicamente “respuestas equivocadas” que llegan al frente de la clase.

Pasar mucho tiempo (o no el suficiente) en el pizarreo. El tiempo es el bien más preciado que tenemos en las escuelas y en nuestros salones de clase, y cómo ocupamos nuestro tiempo debiese reflejar lo que valoramos más. El pizarreo, una oportunidad para que los estudiantes se comprometan colaborativamente en hablar y pensar acerca del contenido, es una actividad altamente valiosa y merece un gran pedazo de tiempo en clase, incluso si esto significa reorganizar otras actividades en las que anteriormente ocupamos el tiempo de clase. Dicho esto, es importante desarrollar sistemas y rutinas que motiven a los estudiantes a ser eficientes. El pizarreo funciona bien con horarios con bloques. Trabajando con un bloque de 80 minutos, nuestra separación del tiempo (para la clase de matemática) lucía de la siguiente forma: ● 10 minutos—creando las pizarras, el profesor chequeando la tarea; ● 35 minutos—presentaciones de las pizarras, preguntas y respuestas y transiciones; ● 35 minutos—discusión guiada por el profesor de nuevos conceptos, los estudiantes practicando esos conceptos; ● 0 minutos—Los estudiantes escogen problemas o escriben cuáles son las preguntas de la tarea para esa noche. Los problemas son presentados en la pizarra central cuando los estudiantes entran al salón, y pueden ser elegidos incluso antes de que suene la campana.

La tarea se presenta en una sección pequeña de la pizarra en el frente del salón y quedan allí hasta el día siguiente; la tarea también queda publicada en línea.

Dificultades adicionales. Para ser absolutamente honesta acerca de dificultades, debo admitir que hay múltiples desafíos en los cuales todavía estoy trabajando o todavía estoy tratando de crear una forma de manejarlos.

Algunas dificultades que continúan desafiándome son las siguientes.

Asegurar que los estudiantes saquen el mayor provecho de su tiempo en grupo. Aunque creo que es importante que los estudiantes tengan autonomía en determinar cómo su grupo interactúa durante las fases de colaboración/preparación, necesito hacer un mejor trabajo en presentarles estrategias, prácticas, protocolos y lenguaje que mejorarán sus habilidades para interactuar con sus pares de forma constructiva.

Permitir que los estudiantes se enfoquen en entender el proceso. Ya que la mayoría de los estudiantes han crecido en un sistema escolar en el cual la respuesta “correcta” es el objetivo final, es difícil (pero comprensible) hacerlos que renuncien al hábito de intentar tener siempre la respuesta correcta por sobre todo. A lo largo del año, a medida que nuestro salón se convierte más y más en un salón de pizarreo, los estudiantes valoran más los procesos y la comprensión que están experimentando. Sin embargo, he notado que esto se traduce más en cómo presentan sus trabajos y menos en cómo escuchan otras presentaciones. Existe espacio para la mejora en la escucha de los estudiantes para la comprensión durante las presentaciones de pizarreo. Todavía estoy tratando de generar una mejor manera de desincentivar el enfoque en “la respuesta correcta”.

Manejar el tiempo sabiamente. Ah, el tiempo. Nunca tenemos suficiente de él, ¿o sí? Es siempre una lucha el intentar permitir las discusiones e interacciones necesarias que el pizarreo trae a un salón de clases y presentar nuevos conceptos a los estudiantes en una forma investigativa y centrada en ellos, que es lo que yo quiero, todo en el mismo bloque de tiempo.

Admito que el horario de bloques de 80 minutos que dibujé anteriormente en este capítulo es mi ideal; no siempre podemos cumplir con ese horario tan bien como me gustaría, y terminamos necesitando hacer ajustes para lograr que todo calce. No estoy segura de que esto pueda ser resuelto alguna vez, pero en verdad es bueno tener este problema cuando los estudiantes tienen tanto que decir acerca de lo que piensan que yo no quiero detenerlos.

Conclusión A los estudiantes les encanta el pizarreo. En los días en que nuestro horario se acortaba, o cuando necesitábamos ajustar nuestra programación para hacer una revisión para una evaluación (o tomar una evaluación), los estudiantes entraban a la sala de clases y veían que no había problemas puestos en la

pizarra y decían con tristeza y algo de indignación, “¿qué? ¿No habrá pizarreo hoy?” Si pasaban dos o más días sin pizarreo, ellos se quejaban, “¿Cuándo vamos a trabajar con las pizarras nuevamente?” Los estudiantes múltiples veces han dicho, cuando sonaba el timbre al final de un bloque de 80 minutos de matemática, “¿de verdad? ¿Se acabó la clase? ¡El tiempo pasa tan rápido aquí!”. ¿Qué es lo que les gusta tanto? Me atrevo a decir que les encanta aprender. Les gusta estar en control de su propio aprendizaje. Les gusta trabajar con sus pares y tener un sentido de control sobre cómo utilizan su tiempo. Les gusta tener la posibilidad de pararse mientras están haciendo sus pizarras si así lo quieren, y moverse alrededor del cuarto un poco cuando es su momento para presentar. ¡También les encanta dibujar con marcadores!

En nuestro salón de pizarreo, logramos crear un ambiente en el cual aprender es entretenido, a pesar de que el trabajo es desafiante. Como educadores, todos sabemos que esto es posible. Nos encanta aprender.

Comparto esta mejor práctica con ustedes con la esperanza de que los ayudará a crear un ambiente en el cual sus estudiantes se apasionen tanto por aprender como ustedes lo están por enseñar.

A medida que implementen el pizarreo e internalicen en estas prácticas, ellas las cambiarán. Y la cultura de sus salones de clase cambiará también como resultado.

Trabajos citados Bransford, J., Brown, A.L., & Cocking, R.R. (Eds.). (2000). How people learn: Brain, mind, experience, and school. Washington, DC: National Academy Press.

Common core state standards for mathematical practice. (2010). Washington, DC: National Governors Association Center for Best Practices (NGA Center).

Crouch, C.H., & Mazur, E. (2001). Peer instruction: Ten years of experience and results.

American Journal of Physics, 69(9), 970.

Medina, J. (2008). Brain rules: 12 principles for surviving and thriving at work, home, and school. Seattle, WA: Pear Press.

Michaels, S., Shouse, A.W., & Schweingruber, H.A. (2008). Ready, set, science! Putting research to work in K–8 science classrooms. Washington, DC: National Academies Press.

National Research Council. (2012). A framework for K–12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: National Academies PresNext generation science standards. (2013). Achieve, Inc. Revisado el 4 de mayo, 2013, desde http://www.nextgenscience.org/next-generation-science-standards Wiggins, G.P., & McTighe, J. (2005). Understanding by design. Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development.

Apéndice: Materiales recomendados Ítem

Detalles

Cantidad

Notas

●

Pizarras

Piezas cortadas de 2x3 pies de melamina de 1/8 de pulgada

10-15

Marcadores

Paquetes de cuatro colores son útiles

1 set de 4 colores por grupo

Borradores

1 por grupo

●

●

● ●

Solución para limpiar pizarras

1 botella

El número ideal de pizarras es al menos dos veces el número de grupos en tu clase más grande.

Piezas grandes de melamina de 1/8 de pulgada pueden encontrarse en tiendas como Home Depot por menos de US$20; pide que te las corten en seis piezas de 2 × 3 pies.

Es útil almacenar los marcadores en pequeñas bandejas plásticas, en grupos de a cuatro junto con borradores.

Almacenarlos en bandejas junto con los marcadores.

Limpiar las pizarras unas cuantas veces al mes es una buena tarea para estudiantes asistentes, a mantener la vida útil de las pizarras.

Capítulo 13

INTEGRAR APRENDIZAJE NO FORMAL STEM EN TU CURRÍCULO Remy Dou y Terrie Rust Introducción Los expertos alrededor del país publicitan la preeminencia de la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) cuando se trata de asegurar la competitividad económica de nuestra nación y de preparar a los niños para el futuro (National Research Council, 2010). La investigación ha provisto un sin número de estrategias efectivas dentro de las escuelas para facilitar el aprendizaje STEM, pero un componente crítico todavía merece más atención. En promedio, los estadounidenses pasan sólo un 5% de sus vidas en la escuela y sólo una pequeña parte de eso en aprendizaje STEM. Sin embargo, el aprendizaje nunca se detiene, y una educación STEM efectiva puede ocurrir durante el 95% restante de la vida de las personas (Falk & Dierking, 2010). La mayoría de la vida ocurre afuera de la escuela.

El aprendizaje STEM puede ocurrir en una variedad de situaciones fuera de la escuela. Puede ocurrir mientras una familia discute sobre los caminos de la producción de comida luego de una pregunta de uno de los niños en la mesa durante la cena. Una joven niña puede estar cambiando de canales en la televisión y ver el último episodio de SciGirls, un programa para niños basado en STEM que ha ganado premios, o un hombre joven puede estar jugando un juego en línea diseñado para involucrar a los jugadores en un proceso científico. Un grupo de jubilados puede visitar las exhibiciones en un parque nacional cercano. Un profesor puede llevar a sus estudiantes en una visita de campo para interactuar con una exhibición basada en matemática en un museo.

Las experiencias de aprendizaje, como las visitas de campo y otros ejemplos mencionados, generalmente son conocidas como aprendizaje no formal. En el caso del Aprendizaje No Formal STEM (ANFS), el potencial de su impacto incluye repercusiones cognitivas y afectivas. Estos lugares tienen formas únicas de atraer el interés de los niños a la ciencia, tecnología, ingeniería y matemática. Los ambientes de aprendizaje no formal pueden proveer la emoción del descubrimiento el fabricar, el hacer, el explorar. Una encuesta de la Corporación COSMOS indicaba que la experiencia ANFS más

memorable de muchos científicos fueron esas que tuvieron lugar en acuarios, zoológicos o museos (COSMOS Corporation, 1998).

Las personas, proyectos y actividades que se encuentran en ambientes ANFS están generalmente preparados a la medida para complementar el sector de la educación formal, es decir, la sala de clases. Una salida ANFS exitosa puede ser una experiencia de aprendizaje motivante y valiosa, que provee exactamente el tipo de exposición que puede motivar a los estudiantes en un salón de clases a seguir una carrera relacionada con STEM. Debido a su amplia variedad, existen oportunidades para que casi todos los educadores se puedan conectar con educadores no formales o lugares de aprendizaje no formal que enriquezcan las lecciones de la sala de clases. La idea de que las salidas de campo son la única forma en que los estudiantes pueden tener este tipo de oportunidades es anticuada. Las salidas de campo son sólo una de muchas maneras en las cuales el aprendizaje formal y no formal se sobreponen.

Trasfondo ANFS generalmente significa diferentes cosas para diferentes personas. Una mirada rápida a la variedad de términos usados para identificar el ANFS nos lo deja en claro (por ejemplo, aprendizaje fuera-de-la-escuela, educación no formal, aprendizaje de libre elección y comprensión pública de la ciencia).

Sus participantes incluyen productores de medios STEM (por ejemplo, documentales IMAX y programación de televisión para niños), investigadores en educación, guardaparques, especialistas de museos, profesionales de apoyo en programas después de clase, redes juveniles (por ejemplo, los Boy Scouts de América, las Girl Scouts de Estados Unidos y 4-H), científicos ciudadanos y muchos más. La diversidad de esta gente y organizaciones hace que estar de acuerdo en una definición universal para ANFS sea muy difícil. Los ambientes en los que el ANFS se lleva a cabo varían también y pueden ser tan diversos como parques nacionales, museos, salas familiares, zoológicos, espacios virtuales y tal. Pero, en general, y de una forma muy amplia, el ANFS y los ambientes ANFS incluyen lugares y actividades que promueven “la elección del estudiante, evaluaciones con bajas consecuencias y estructuras que se sustentan en las motivaciones, culturas y competencias del estudiante. Los ambientes no formales proveen un lugar seguro, no amenazante y abierto para involucrarse con la ciencia” (National Research Council, 2009, p. 47).

Debido a su naturaleza fragmentada, el ANFS no llegó a ser un campo sino hasta hace poco. Incluso en su estado actual, donde las colaboraciones e investigaciones han validado su impacto, todavía puede

hacerse más para unir a los diferentes interesados en el ANFS. Estos interesados generalmente tienen diferentes metas en mente. Algunos se enfocan en producir medios para los niños, otros en intentar llegar a los jubilados e incluso otros se enfocan en familias jóvenes. Debido a su amplitud, la historia del ANFS en Estados Unidos no sigue una trayectoria clara, pero su significancia se ha fortalecido en los últimos años (ver el Apéndice A).

Los lugares de ANFS son populares y tienen un gran impacto en general en la sociedad. En el 2011, se hicieron un estimado de 65.4 millones de visitas a los 365 centros de ciencias y museos de la Asociación de Centros de Ciencia-Tecnología (Association of Science-Technology Centers o ASTC) en Estados Unidos (Association of Science-Technology Centers, 2011). Las experiencias en lugares de ANFS ha mostrado contribuir al aprendizaje en adultos (Center for the Advancement of Informal Science Education, 2012).

La Asociación Nacional de Profesores de Ciencia (National Science Teachers Association o NSTA) aboga por la importancia del ANFS como parte de su posición oficial. La asociación promueve el importante rol que las instituciones juegan en educación previa a K-12, en el entrenamiento de profesores, su impacto en poblaciones minoritarias subrepresentadas y en crear una ciudadanía más alfabetizada en temas STEM. La NSTA continúa promoviendo un mayor desarrollo de las colaboraciones formales y no formales (NSTA, 2012).

Las experiencias de aprendizaje no formal juegan un rol importante durante las vacaciones de verano de los niños estadounidenses. La muy difundida “pérdida de aprendizaje del verano”, que por lo general ocurre entre dos años escolares, disminuye cuando los niños están involucrados en actividades de aprendizaje fuera de la escuela. Desafortunadamente, se ha demostrado también que esto afecta desproporcionadamente a los estudiantes que vienen de familias de un nivel socioeconómico bajo, quienes no pueden costear o no tienen el apoyo para involucrar a sus niños en experiencias de aprendizaje fuera de la escuela durante los meses de verano (Alexander, Entwisle & Olson, 2007). La integración de ANFS dentro del tiempo de la escuela puede ayudar a inspirar y motivar a todos los estudiantes, dándoles acceso a los mismos recursos que a aquellos que visitan lugares durante el verano.

Para los educadores, los beneficios del ANFS se sitúan en esa línea borrosa entre la educación formal e no formal. Sin embargo, la presión por enfocarse en las evaluaciones del currículum pone una carga en los educadores para intentar convencer a los administradores de la validez de las salidas no formales (Kisiel, 2005; Kisiel, 2011). Afortunadamente las salidas de campo y otras colaboraciones no formales se alinean mejor de lo que uno

pensaría dentro de los estándares académicos. Los museos y otros proveedores de actividades ANFS entienden estas presiones académicas y por lo general incorporan los estándares dentro de su currículum. De hecho, el ANFS muchas veces se alinea para cumplir con los requerimientos de práctica científica y conocimiento de conceptos que son parte de estándares tales como los Estándares de Ciencia de la Nueva Generación (National Research Council, 2012) y los Estándares de Alfabetización Tecnológica (Standards for Techonlogical Literacy) (International Technology and Education Association, 2007). La investigación sobre ANFS apoya los resultados de los estudiantes de STEM (ver el Apéndice B).

Convencer a la administración de la escuela acerca de la importancia de experiencias de aprendizaje no formales STEM fuera de la escuela puede ser un obstáculo en la búsqueda de motivar a tus estudiantes. Sin embargo, esto puede ser facilitado si ubicas lugares ANFS en tu comunidad o recursos ANFS que pueden ser llevados a cabo dentro de tu salón de clases.

Mejor práctica ¿Cómo uno comienza a desarrollar mejores prácticas en un área como el aprendizaje no formal STEM? Para nosotros, los autores de este capítulo, las conexiones entre aprendizaje formal y no formal se empezaron a formar durante la escuela primaria. Estas conexiones nos permitieron desarrollar un amor por aprender, el cual continúa hasta estos días.

Las primeras experiencias de educación no formal de Terrie fueron durante las salidas de campo con su tropa de Brownies14 a fábricas que estaban cerca de donde ella creció: La Bay Area de San Francisco. Descubrir la maravilla de cómo se hace el pan, los dulces, las papas fritas, las galletas y la mantequilla de maní le otorgaron recuerdos duraderos que la impactaron hasta su adultez. Además de esas experiencias, durante toda su educación escolar, sus profesores programaron salidas a terreno al zoológico, un observatorio, museos, el teatro, un acuario y festivales culturales. Durante esos años antes de los computadores, la única opción para aprender fuera del salón de clases era visitar estos lugares en persona.

Las primeras experiencias con aprendizaje no formal STEM de Remy vinieron principalmente de ver programas televisivos en Discovery o Animal Planet, y programas del Public Broadcasting Service (PBS) tales como NOVA. (Muchos programas de televisión y radio, como estos, son financiados en parte por subvenciones de la NSF). Estos programas no sólo

14

Brownies son las niñas exploradoras de segundo y tercer año escolar.

despertaron el interés de Remy en las ciencias, sino también le dieron un impulso para empezar a leer ficción y no ficción con temática STEM. Estas experiencias formativas nos siguieron a los dos hasta la adultez mientras seguimos carreras en educación STEM. El recuerdo de la influencia que estas experiencias tuvieron en nuestros primeros pasos en aprendizaje nos llevó a querer incluir el aprendizaje no formal STEM dentro de nuestro currículum.

Llevar a los estudiantes al campo En el 2009, Remy recibió una beca de Toyota Tapestry para implementar un currículum de aeroponía. Sus estudiantes de secundaria comenzaron el proceso de desarrollar un laboratorio de aeroponía donde plantas crecerían sin el uso de tierra (un fino rocío, rico en nutrientes, se utiliza para regar las raíces de las plantas). Este curso de botánica basado en proyecto se enfoca en una variedad de conceptos botánicos, incluyendo el estudio de flora que crece de manera aeropónica en la naturaleza, las plantas epífitas. Remy notó que el clima tropical de Florida nutría perfectamente el crecimiento de plantas epífitas, así que durante el desarrollo del proyecto se dedicó a buscar espacios de educación no formal que pudiesen enriquecer las lecciones en el salón de clases. Dos en particular resaltaron debido a su proximidad y pertinencia: el Jardín Botánico Tropical Fairchild y el Parque Nacional Everglades.

Como un profesor de ciencia residiendo en Florida, Remy utilizó los abundantes recursos naturales de su estado para muchas oportunidades de hacer participar a sus estudiantes en ANFS: ● El Jardín Botánico Tropical Fairchild proveía un lugar para que los estudiantes interactuaran con expertos, incluyendo algunos que trabajaban en sistemas aeropónicos de gran escala. ● El Parque Nacional Everglades les entregaba a sus estudiantes una estación personal de laboratorio en la misma naturaleza. Los estudiantes caminaban por los humedales, encontrándose con domos de cipreses hermosos bajo los cuales las epífitas florecían. Allí, por medio de preguntas guiadas, Remy llevó a sus estudiantes a considerar que hacía que estas plantas y este ambiente fueran ideales para el crecimiento sin tierra. ● Gracias a su familiaridad con la región, él se contactó con el dueño y administrador del Everglades Outpost, un centro de rescate de vida silvestre, donde los estudiantes de biología avanzada de Remy aprendieron de forma directa acerca de comportamiento animal.

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Los estudiantes en su clase de química visitaron la bahía Biscayne, donde tomaron medidas de salinidad desde dentro de la bahía y en los bordes de esta en frente del Estrecho de Florida, llevando a cabo recolección directa de datos de manera similar a lo que harían los científicos.

El enfoque de enseñanza de Terrie se prestaba naturalmente para oportunidades de expandir el aprendizaje de sus estudiantes afuera del salón de clases, primero como profesora de economía del hogar y orientación vocacional para estudiantes de secundaria, o que estaban por entrar a secundaria, en California y luego, en Arizona, como una profesora STEM, enseñando educación tecnológica, educación en ingeniería, entrenamiento en habilidades computacionales y orientación vocacional a estudiantes de 5º a 8º. ● Terrie llevó a sus estudiantes de educación sobre carreras en la secundaria a un centro de carreras del condado para observar cómo ocurría la planificación, el entrenamiento de carreras y la obtención de trabajo. ● Sus estudiantes de economía del hogar pasaron un par de horas en una tienda local de Kmart comprando todo el equipamiento requerido para su nuevo salón de clases/cocina de economía del hogar. Muchos de los estudiantes comentaron acerca de cómo se dieron cuenta por primera vez cuánto costaba el abastecer a una cocina con las herramientas básicas de preparación. Ya que había un presupuesto a seguir, sus estudiantes también tenían en que administrar los límites de gastos para los diferentes ítems que tenían asignados para comprar— una lección valiosa, ya que estarían pensando acerca de mudarse a sus propios departamentos en unos pocos años. ● Un año, las clases de 8º año de Terrie (aproximadamente 120 estudiantes) hicieron juntas un tour por la planta nuclear Palo Verde (afuera de Phoenix) y aprendieron sobre energía alternativa, radiactividad y el consumo de energía. El guía del tour compartió las medidas extremas de seguridad que habían sido tomadas para proteger al público de fugas, aviones estrellándose contra las torres de enfriamiento y otros problemas relacionados con la energía nuclear y las plantas nucleares. Los estudiantes salieron de esta experiencia con una apreciación de los beneficios de la energía nuclear para su estado y su comunidad. ● Terrie organizó visitas para que sus estudiantes mujeres asistieran a eventos diseñados para presentar a las niñas, carreras donde existe poca representación de mujeres, y aquellas que requieren sólidas habilidades STEM: Festivales de Ciencia Sally Ride, eventos el

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mundo de ella en la DeVry University, en el taller A las para Volar del Centro Espacial Challenger, un tour por Aviónica Honeywell y un taller de un día completo en el Instituto Técnico Universal. Las niñas descubrieron nuevas habilidades y nuevas opciones de carreras que no sabían que existían.

Terrie llevó a un grupo de estudiantes que estaban creando un sitio web llamado “La Historia de la Tecnología en Peoria, Arizona” al Museo de la Sociedad Histórica de Peoria para reunirse con el curador y recolectar investigación sobre su tema. El sitio web finalizado estuvo alojado por la Ciudad de Peoria por siete años en el sitio web de la ciudad. Además, los jóvenes administradores web recibieron certificados de apreciación de parte de uno de los miembros del Consejo de la ciudad.

Terrie fue consejera de un equipo de estudiantes que participó en la “Competencia Ciudad Futura”, trabajando con ellos después de la escuela, durante los meses previos a la competencia a nivel de la ciudad. Un ingeniero-mentor les fue asignado al equipo y trabajo con los estudiantes en variadas ocasiones. En la competencia, el equipo fue reconocido con el Premio de Conciencia de Comunidad Rich Goewy. éste premio reconocía a la ciudad diseñada por estudiantes en la cual los jueces sintieran que más les gustaría vivir.

Traer a los expertos al salón de clases Aunque por definición el ANFS típicamente se lleva a cabo “fuera de los muros de la escuela”, muchas actividades ANFS juegan hoy en día un rol importante en los campus escolares durante las horas de clase.

Cuando las salidas de campo no eran posibles, ya sea por logística o porque faltaban recursos, Terrie trajo experiencias ANFS a sus estudiantes.

Un representante del Proyecto Salt River (una compañía eléctrica de Phoenix) compartió con los estudiantes de Terrie la historia tecnológica y la importancia del sistema de canales creado por los primeros residentes de Phoenix, la tribu indígena Hohokam. Estos diseños de canales están en uso hoy en día. Terrie presentó una lección sobre energía solar con la ayuda de un representante del Servicio Público de Arizona (otra compañía eléctrica de Phoenix), que condujo un auto solar (modelo deportivo) Hasta la puerta del salón para que los estudiantes se sentarán en él y lo examinaran mientras el representante explicaba cómo la energía solar alimenta al vehículo, ahorra combustibles fósiles y reduce la contaminación.

Cuando los estudiantes de Remy no podían visitar un ambiente ANFS, el trajo el ambiente a su salón de clases. Expertos de locaciones sobre la naturaleza visitaron las clases para compartir información con los estudiantes. Para sus clases sobre ciencias de la vida, un experto en vida silvestre ayudó a los estudiantes a explorar las adaptaciones animales. Para los estudiantes de química, un gurú de las demostraciones científicas, volvió año tras año para asombrar a los estudiantes, con experimentos con nitrógeno líquido, haciéndolos pensar sobre la ciencia que estaba detrás de estas demostraciones.

Cualquiera fuera la actividad, ciertos rasgos comunes las atravesaban a todas. Primero, estas actividades enriquecían las lecciones existentes y cansaban dentro de las guías curriculares de los cursos de Terrie y Remy.

Segundo, estas actividades no estaban allí por sí solas. Lecciones en el salón, antes de cada actividad apoyaban el evento, y luego de la actividad, las tareas se apoyaban en el aprendizaje de los estudiantes. Tercero, era posible hacerlas en cuanto a recursos, alguno de los cuales eran provistos por las escuelas, pero otros se lograban por medio de subvenciones, donaciones y otras formas de recaudación de fondos que Remy y Terrie hacían. Hay varias sugerencias de financiamiento en el Apéndice D. Aunque muchos estudiantes son bastante afortunados de experimentar oportunidades ANFS con sus familias, la verdad es que un gran número nunca ha tenido esas oportunidades si no fuera por salidas de campo, programas después de la escuela y eventos especializados ofrecidos por medio de sus escuelas. Adicionalmente, herramientas ANFS —incluyendo películas, sitios web educacionales, vídeos de PBS y programas interactivos— originalmente diseñados para ser usados afuera del salón de clases ayudan involucrar a los estudiantes en un aprendizaje más profundo de sus asignaturas dentro del salón de clases. La facilidad de acceder a estos recursos ANFS permite que cualquier profesor pueda expandir la participación de los estudiantes y fortalecer el currículum, mientras los estudiantes cosechan los beneficios de las oportunidades para interactuar con recursos ANFS en el salón de clases, que de otra forma no podrían experimentar.

Adoptar la mejor práctica Las oportunidades que Remy y Terrie les dieron a sus estudiantes por medio del aprendizaje no formal fueron aquellas que les permitieron a los estudiantes construir conocimiento por sobre la base del aprendizaje en el salón. Hay muchas formas en las cuales los profesores pueden proveer aprendizaje no formal STEM a sus estudiantes.

Salidas de campo Museos. La mayoría de los profesores conocen los principales tipos de museos que están ubicados dentro de su comunidad. Algunos museos que comúnmente se encuentran en ciudades grandes o de tamaño mediano incluyen centros de ciencia, museos de arte, museos históricos, museos de historia natural y museos para niños. Sin embargo, existen muchos otros. Los profesores no querrán pasar por alto algunos de los museos más especializados: de bomberos, de computadores, de gemas y minería, de trenes, insectarios, de arqueología, aeroespaciales, de agricultura, de recreación histórica, de medicina, industriales, arboretos y centros de naturaleza. Los profesores pueden descubrir que existen muchos de estos museos con temáticas STEM en sus comunidades. Revisa con tu oficina de turismo local para una lista completa. ¡Los museos aman a los estudiantes! También tienen en muy alta estima a los profesores, como se puede ver por la cantidad museos que proveen a los profesores con planificaciones de clase ya hechas, y actividades previas y posteriores al viaje para hacer que la preparación de este sea más fácil. Muchos museos tienen programas formales para grupos de estudiante y ofrecen entradas en descuento o muchas veces gratuitas. Mantente atento para exhibiciones especiales o películas en tus museos locales también, las cuales pueden calzar específicamente con alguna unidad de tu currículum.

Los museos son populares. Pero cuando Terrie encuestó una vez a sus estudiantes en los primeros años de secundaria, a ella le entristeció el oír que muchos reconocían nunca haber visitado ningún tipo de museo. Remy también recordaba muy pocas visitas a museos mientras creció. Claramente, proveer este tipo de ANFS a los estudiantes es valioso para ayudarlos a conectar experiencias del mundo real con la sala de clase y expandir su visión acerca de las disciplinas STEM. Locaciones específicas de ciencia. Los observatorios, zoológicos, parques de vida silvestre, santuarios marinos, centros de la naturaleza y acuarios son locaciones específicas que se enfocan en ciertos temas de ciencia. Estas locaciones les permiten a los estudiantes ver la naturaleza en su elemento.

Desafortunadamente, no están disponibles en todas las ciudades; ahora bien, cuando lo están proveen experiencias únicas para que los estudiantes se conecten con la ciencia. Comúnmente se pasan por alto ciertas locaciones que están ubicadas en las universidades y centros de estudio locales. Visita los sitios web de las universidades cerca de ti para ver si ellas ofrecen locaciones científicas específicas. Contáctalas directamente para averiguar si se puede llevar a tus estudiantes para hacer un tour por sus instalaciones.

Granjas y caletas de pesca. Granjas de trabajo, lecherías y caletas de pesca son destinos espectaculares para salidas de campo educacionales. Los estudiantes de todas las edades disfrutan el aprender acerca de cómo nuestra comida llega desde las granjas a nuestras mesas. Muchos de estos lugares permiten que los estudiantes participen de cosechar, ordeñar vacas o capturar peces; estas son experiencias prácticas y motivantes que dan vida a la ciencia y a la biología. Algunas granjas pueden ser capaces de compartir cómo la biotecnología juega un rol en la propagación y producción de la comida, lo cual es particularmente interesante para estudiantes de agricultura y ciencias ambientales en la secundaria. Muchas granjas, tanto grandes como pequeñas, ofrecen este servicio para grupos de escuelas o tours públicos.

Para los profesores que viven en ciudades más grandes, este tipo de salidas de campo pueden parecer fuera de su alcance. Sin embargo, debido a la creciente popularidad de jardines comunitarios, los estudiantes todavía pueden ensuciarse las manos y aprender los procesos de crecimiento de las plantas. ¡Los jardines pueden incluso estar ubicados en el lugar más alto de un edificio en vez de en el suelo! También puede haber invernaderos en áreas urbanas, lo que provee otra oportunidad para este tipo de participación de los estudiantes. Busca ayuda para encontrar este tipo de oportunidades conectándote con los miembros de las sociedades locales de horticultura.

Embarcaciones de pesca privadas o comerciales ubicadas en la costa u otros cuerpos de agua puede estar dispuestas a llevar a cabo tours para los estudiantes. Las pesqueras, también conocidas como incubadoras de peces, son áreas en las cuales las poblaciones acuáticas son pescadas para propósitos comerciales y pueden estar ubicadas tanto cerca de la costa como lejos de esta. Cerca de la costa, pesqueras contenidas (llamadas también granjas de peces) son utilizadas para acuicultura, un proceso tecnológico que implica el cultivo en agua dulce o de mar bajo condiciones controladas (Aquaculture, 2013). Generalmente hay tours públicos disponibles. Algunas organizaciones permiten que los estudiantes pesquen y, por un pequeño valor, puedan llevarse los resultados de su pesca a sus casas.

Parques nacionales, estatales y locales. Alrededor de 280 millones de personas visitan los casi 400 parques nacionales en Estados Unidos cada año (Welcome to visitor use statistics, 2012). Más de dos veces la cantidad de personas que visitan los parques nacionales visitan los más de 6.600 parques estatales cada año (Walls, 2009). Si agregamos a estos impresionantes números las personas que frecuentan los parques comunales locales, tenemos un número enorme de entusiastas del aire libre. Quienes visitan los parques

generalmente hacen más que sólo disfrutar del paisaje, las zonas de picnic y los senderos para caminar o pasear en bicicleta: ellos observan y estudian la flora y fauna, aprenden sobre los orígenes geológicos del parque y estudian la geografía y arqueología del área. Los parques son lugares populares para visitas de grupos escolares. Los parques nacionales y estatales tienen programas educacionales provistos por los guardaparques. Muchos parques locales están a una distancia caminable de las escuelas y proveen oportunidades fáciles para que los estudiantes salgan de la sala de clases y puedan darle una mirada más de cerca de plantas, insectos y “criaturas” que residen en ellos.

Una salida de campo a un parque nacional o estatal puede estar más allá de la distancia lograble en un viaje de un solo día, pero puede ser una entretenida oportunidad para un viaje de múltiples días. Algunas escuelas ofrecen “educación al aire libre” para sus estudiantes (generalmente reservada para quinto y sexto año) y planean viajes anuales a parques nacionales para estas instancias.

Centros nacionales de investigación. El gobierno federal financia una variedad de centros de investigación incluyendo laboratorios nacionales, centros de investigación de ecología a largo a plazo e instalaciones de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Muchos de estos incluyen componentes de acercamiento educacional a la comunidad y algunos facilitan visitas y pasantías para estudiantes.

Industrias. Las visitas a fábricas son oportunidades de aprendizaje únicas. Los estudiantes descubren los procesos necesarios para mover los productos desde su estado bruto hasta que estén listos para el consumo, pero también pueden ver la innovación en acción. Las maquinas por si mismas son una maravilla para tan solo observarlas, y sirven para que los estudiantes piensen acerca de los procesos de diseño de ingeniería y tecnología. Las fábricas también les dan una oportunidad a los estudiantes de aprender acerca de diferentes tipos de responsabilidades de trabajo y labores que se requieren para la producción y distribución de productos. Otro beneficio para los estudiantes es que los estudiantes frecuentemente reciben muestras gratis, dependiendo del tipo de fábrica que visiten. ¡Todas las visitas a fábricas en la infancia de Terrie terminaron con ella recibiendo deliciosas muestras! Las fábricas en las comunidades de los estudiantes proveen un beneficio adicional: les permiten a los estudiantes ver y aprender acerca de los tipos de productos que se producen y los trabajos técnicos que existen en el lugar donde ellos viven.

Aunque algunas fábricas se mantienen cerradas a grupos externos por los problemas de responsabilidad en casos de accidentes, los profesores deben

saber que aquellas fábricas que permiten visitas pueden requerir permisos firmados por los padres o apoderados de los estudiantes.

Cines. Los cines pueden ser otra opción que los profesores pueden utilizar para extender el aprendizaje de los estudiantes. Terrie llevó a sus estudiantes a ver una película IMAX para aumentar su exposición a tecnología e ingeniería.

Colegas de Remy y Terrie que también fueron becarios Einstein también han utilizado salidas de campo relacionadas con artes escénicas para presentarles a los estudiantes obras de teatro o programas de danza con una idea STEM como tema. Las salidas a terreno a cines pueden ser también actividades interdisciplinarias, combinando clases de literatura, historia o estudios del arte con contenido de cursos STEM cuando sea posible.

Programas para después de clases Existe un gran número de oportunidades para hacer que los estudiantes participen en programas después de clases. Estos programas generalmente se llevan a cabo en las inmediaciones de las escuelas, de esta forma es más fácil que puedan asistir los estudiantes. Algunos ejemplos de programas después de clases que se llevan a cabo en escuelas son clubes de robótica, clubes de computadores, clubes de ciencia, clubes de ingeniería y clubes medioambientales. Generalmente estos tienen un profesor que actúa como consejero, pero algunos de ellos también son patrocinados por grupos externos. Los programas después de clases muchas veces son ofrecidos en conjunto con competencias como por ejemplo la Competencia Ciudad Futura en la cual participaron los estudiantes de Terrie. Un programa popular y similar es el FIRST Robotics. También hay programas después de clases con temáticas STEM en centros de recreación comunales, clubes de niños y niñas, también por medio de las niñas Scouts, en conjunto con programas STEM de universidades o en centros de ciencia y museos. Incluso si algunos de estos programas no incluyen al profesor, son una excelente forma de motivar a los estudiantes a participar informalmente en actividades STEM. Recursos ANFS accesibles para salones de clases Existen múltiples razones por las cuales un profesor puede no tener la posibilidad de sacar a sus estudiantes del ambiente de la escuela. Problemas de transporte, falta de fondos para cubrir los costos, que no exista disponibilidad de un profesor sustituto para cubrir otra clase, el caso de que un lugar apropiado esté muy lejos de la escuela, restricciones administrativas u otras excusas pueden opacar los deseos de proveer experiencias ANFS para

sus estudiantes hasta a los maestros más entusiastas. Afortunadamente muchos recursos ANFS motivantes pueden ser adaptados para su uso dentro del salón de clases. Como lo descubrieron Terrie y Remy, identificar expositores disponibles dentro de la propia comunidad, que puedan traer las actividades ANFS de su organización a la escuela, es un paso en la dirección correcta. Pasar un poco de tiempo en línea para ubicar recursos de enseñanza disponibles de algunos de los productores más conocidos de materiales educacionales STEM también puede generar resultados extraordinarios.

Existe mucho material gratuito o por un costo muy bajo. Intel, PBS, Discovery, NBC Learn, National Geographic Society, el Lemelson Center y el Museo Smithsonian de Historia Estadounidense, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) y la Biblioteca del Congreso proveen excedentes recursos. Estos recursos van desde sitios web, vídeos, experiencias de aprendizaje digital interactivo en línea, programas de televisión, simulaciones, artefactos de ciencia (como por ejemplo rocas lunares), artefactos digitales, juegos, cuestionarios, instrucciones paso a paso y mucho más.

Salidas de campo virtuales. Un recurso ANFS que los profesores deberían considerar son las salidas de campo virtuales. Hay cientos de estas oportunidades virtuales que los estudiantes pueden buscar en línea. Algunas son simples; otras son grandes producciones que incluyen una variedad de viajes y también proveen recursos de enseñanza. Las salidas de campo virtuales entregan oportunidades para traer el mundo a tu sala de clases.

Detalles acerca de estos recursos y otros familiares para los autores pueden ser encontrados en el Apéndice C. Conclusión Nosotros, los autores de este capítulo, representamos solamente dos de los muchos educadores que emplean estos recursos cada año escolar. De hecho, a pesar de que las actividades ANFS descritas y numeradas aquí sirven como modelos replicables, un sin número de otras posibilidades han sido omitidas.

Intentar cubrir todo sería abrumador. En vez, el objetivo ha sido comunicar principios basados en investigación que apoyen la implementación de ANFS en las salas de clase y presentar algunos ejemplos inspiradores.

Los beneficios de las experiencias de aprendizaje no formal STEM relacionadas con la escuela se extienden más allá del salón de clases. Estas salidas tienen el potencial de inspirar a los estudiantes a seguir un aprendizaje más profundo en los campos STEM. Con la variedad de recursos disponibles, tanto en persona como virtuales, hay algo para cada estudiante, para cada profesor y para cada escuela. Muchas personas que han seguido la carrera de

profesores lo han hecho a partir de su pasión por inspirar y motivar a los estudiantes. Esto es exactamente lo que las experiencias ANFS pueden hacer.

Vincularlas con el aprendizaje de la sala de clases solamente puede fortalecer el impacto que los profesores de por sí ya hacen.

Trabajos citados Alexander, K.L., Entwisle, D.R., & Olson, L.S. (2007). Lasting consequences of the summer learning gap. American Sociological Review, 72(2), 167–180.

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Revisado el 7 de mayo, 2013, desde http://www.astc.org/about/pdf/Backgrounders/2011% 20Science%20 Center%20Statistics.pdf Center for the Advancement of Informal Science Education. (2012, April 24). ISE experiences help adults make informed decisions about new or changing science. Revisado el 7 de mayo, 2013, desde http://iseevidencewiki.org/index.php/ISE_experiences_help_adults_ make_informed_decisions_about_new_or_changing_science COSMOS Corporation. (1998). A report on the evaluation of the National Science Foundation’s Informal Science Education Program. Arlington, VA: National Science Foundation. Revisado desde http://www.nsf.gov/pubs/1998/nsf9865/nsf9865.htm Falk, J.H. (2001). Free-choice science education: How we learn science outside of school. New York: Teachers College Press.

Falk, J.H., & Dierking, L. (2010). The 95 percent solution. American Scientist, 98, 486–493.

ITEA. (2007). Standards for technological literacy: Content for the study of technology (3a ed.). Reston, VA: International Technology Education Association.

Kisiel, J. (2005). Understanding elementary teacher motivations for science fieldtrips. Science Education, 89(6), 936–955.

Kisiel, J. (2011). Why so hard? Gaining insights from schoolteachers and informal science education staff regarding teacher use of ISE resources. Artículo presentado en la reunión de la National Association for Research in Science Teaching, Orlando, FL. National Research Council. (2009). Learning science in informal environments: People, places, and pursuits. Washington, DC: National Academies Press.

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National Science Teachers Association. (2012). NSTA position statement: Learning science in informal environments. Revisado el 7 de mayo, 2013, desde http://www.nsta.org/ about/positions/informal.aspx Walls, M. (2009). Parks and recreation in the United States: State park system. Washington, DC: Resources for the Future. Revisado desde http://www.rff.org/RFF/Documents/RFFBCK–ORRG_State%20 Parks.pdf Welcome to visitor use statistics. (2012). Revisado desde https://irma.nps.gov/Stats/

Apéndice A Eventos importantes en el aprendizaje no formal de ciencias 1957 1958 1961

1962 1969 1983 1988 1989

1991 1992 1996

1997 1998

2001 2002

2004 2005

2007 2008 2012

La National Science Foundation (NSF) lleva a cabo los primeros estudios sobre el conocimiento público sobre ciencia.

La NSF crea el programa sobre “Comprensión pública de las ciencias” La Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS) comienza el boletín de noticias “Comprendiendo”, conectando periodistas de ciencia, productores de películas de Hollywood y programas de televisión, investigadores sobre comunicación en medios masivos, educadores adultos y equipos de museos.

Se funda el Centro de Ciencia del Pacífico en Seatle.

Se funda el Exploratorium en San Francisco.

La NSF recrea el programa Comprensión pública de las Ciencias como Educación No formal sobre Ciencias.

Se funda la Asociación de Estudios de Visitas.

Una subvención otorgada a la Asociación de Centros de CienciaTecnología por parte del Instituto de Servicios para Museos y Bibliotecas resulta en una serie de artículos llamados “Qué dice la investigación acerca del aprendizaje de ciencias en museos”.

Se edita un número especial del Journal of Science Education sobre ANFS. Se establece la revista académica Public Uniderstanding of Science.

Financiada por un consorcio de agencias federales, se entrega la primera beca para investigación en aprendizaje no formal al Museo de Aprendizaje Colaborativo.

Se publica un número especial de la revista Science Education sobre aprendizaje no formal de ciencias.

Una conferencia financiada por la NSF finaliza con la publicación de Free-Choice Science Education: How We Learn Science Outside of School (Falks, 2001) Se funda el Centro de Aprendizaje No formal y Escuelas.

El aprendizaje no formal/de libre elección es incorporado como una de las líneas para los estudios graduados en educación en ciencias y matemática en el College of Science en la Oregon State University Se funda el Centro de Aprendizaje en Ambientes No formales y Formales.

Se lanza Informal Science (http://www.informalscience.org) para compartir evaluaciones e investigación sobre ambientes de aprendizaje no formal de ciencias.

La NSF financia el Centro para el Progreso de la Educación No formal en Ciencias.

La NSF publica Framework for Evaluation Impacts of Informal Science Education Projects.

La NSF recrea la Educación No formal en Ciencias como Promover el Aprendizaje No formal STEM.

Figura 13.1. Adaptada y abreviada a partir de Consejo Nacional para la Investigación (2009, pp. 16–17).

Apéndice B Ejemplos de resultados que impactan al estudiante de ciencias pueden incluir: ● Los estudiantes generan, comprenden, recuerdan y usan conceptos, explicaciones, argumentos, modelos y datos relacionados con la ciencia. ● Los estudiantes manipulan, someten a pruebas, exploran, predicen, cuestionan, observan y le dan sentido al mundo físico y natural. ● Los estudiantes experimentan entusiasmo, interés y motivación por aprender acerca de fenómenos del mundo natural y físico. ● Los estudiantes piensan acerca de sí mismos como personas que están aprendiendo ciencia y desarrollan una identidad como sujetos que saben sobre, usan y a veces contribuyen a la ciencia (National Research Council, 2009).

Algunos ejemplos de resultados que impactan a los estudiantes de educación tecnológica incluyen: ● Los estudiantes entienden como el pensar de forma creativa e inventiva ayuda a las personas a adaptarse al mundo natural y resolver las necesidades y deseos de la humanidad. ● Los estudiantes identifican la diferencia entre el mundo natural y lo que es hecho por humanos, y las diferencias entre ciencia y tecnología. ● Los estudiantes obtienen un punto de vista más amplio sobre la importancia de la creatividad humana y la innovación en los procesos de refinamiento y mejora de las tecnologías actuales. ● Los estudiantes desarrollan habilidades para resolver problemas tecnológicos complejos de forma experiencial. ● Los estudiantes exploran las interconexiones de la tecnología y otros campos de estudio y cómo el progreso tecnológico promueve el avance de las ciencias y la matemática (ITEA, 2007).

Apéndice C Una muestra de recursos ANFS Si eres nuevo en esto de ANFS, este es un podcast excelente por el cual partir. ● Aprender ciencias en ambientes no formales http://feedproxy.google.com/~r/podcasts/soundsofscience/~3/j4jIxr5k CbY/nax95informasc.mp3 Este podcast aborda el qué, cómo y dónde el aprendizaje no formal de ciencias está ocurriendo y los beneficios que éste puede traer a la gente. El material presentado puede ser aplicado al aprendizaje no formal de tecnología, ingeniería y matemática también. Es una escucha obligatoria para todos los profesores que están considerando incluir ANFS con sus estudiantes. (11 minutos).

Competencias ● Competencia de la Semana Nacional de Ingenieros, Ciudad Futura (http://futurecity.org/) ● La competencia de Ciudad Futura es una experiencia de aprendizaje basada en proyecto de nivel nacional, donde los estudiantes en sexto, séptimo y octavo pueden imaginar, diseñar y construir ciudades del futuro. ● Liga FIRST LEGO y FIRST Robotics (http://usfirst.org/) ● Las competencias FIRST están enfocadas en poder construir interés en ciencia y tecnología por medio de la robótica. Se ofrecen tres niveles de competencia basados en agruparlos por edad. El nivel Junior FIRST LEGO de la liga (JrFLL) es para estudiantes desde kindergarten hasta tercero. La liga LEGO FIRST es para estudiantes desde 4º a 8º. El desafío FIRST Challenge es para estudiantes en los cursos desde séptimo a duodécimo. La competencia FIRST Robotics está dirigida a estudiantes desde 9º a 12º. ● El Desafio Nacional de Videojuegos STEM (http://stemchallenge.org/) ● Esta es una competencia de múltiples años para estudiantes de preparatoria y secundaria. La idea es aumentar el interés en materias STEM y las carreras asociadas a estas. ● Academia Nacional de Ingeniería (NAE) en las Academias Nacionales - Gran Desafío para Ingenieros patrocinado por la NAE (http://www.engineeringchallenges.org/) y el Programa Gran Desafío de Compañeros K12 del NAE (http://www.grandchallengek12.org/)

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Con información de gente de todo el mundo, a un grupo internacional de importantes pensadores sobre la tecnología se les pidió que identificaran los grandes desafíos para la ingeniería en el siglo XXI. El comité del NAE sobre grandes desafíos del ingería a identificado 14 arias que están esperando por soluciones en este siglo.

Para encontrar competencias en una variedad de áreas STEM, busca “competencias para estudiantes STEM” en tu buscador de Internet.

Proyectos de ciencia ciudadana ● Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO) (http://www.aavso.org/citizensky) ● Citizen Sky es un núcleo de actividades sobre estrellas variables brillantes en el AAVSO. actualmente estas actividades incluyen observación con binoculares además de observación con cámaras réflex digitales (DSLR). ● El Proyecto Mariquita Perdida (http://www.lostladybug.org) ● Entomólogos solicitan la ayuda del público para ubicar las muchas variedades de especies de mariquitas e identificar donde se encuentran al mandar fotografías – un proyecto entretenido para todas las edades. ● Red Comunal Colaborativa Lluvia, Granizo y Nieve (CoCo-RaHS) (http://www.cocorahs.org) ● CoCoRaHS es un esfuerzo de nivel local para medir la precipitación en los patios traseros de ciudadanos desde el Atlántico hasta el Pacífico. Es fácil incorporarse al proyecto, sólo toma cinco minutos al día, y es una forma entretenida para prender acerca de este maravilloso recurso natural que cae del cielo. Las observaciones ciudadanas proveerán una mirada cada vez más clara de la cantidad de precipitación que cae en los patios de nuestra nación. ● Proyecto Alas de Mariposa del Museo de Historia Natural de Florida (http://www.flmnh.ufl.edu/educators/resources/project-butterflywings/) ● Los participantes del Proyecto Alas de Mariposa monitorean mariposas en jardines y áreas naturales y llevan a cabo un sondeo regular de las especies que visitan estos lugares. Ellos ingresan esta información en línea a una base de datos vinculada a un sitio web interactivo, donde otros participantes, el público y científicos de la University of Florida pueden acceder a la información. Este proyecto está dirigido a estudiantes entre cuarto y octavo año.

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Zoouniverse – Ciencia Real en Línea (http://www.zooniverse.org) Los visitantes de Zooniverse pueden encontrar más de una docena de proyectos de ciencia ciudadana. Los participantes pueden ayudar a los científicos a explorar la superficie de la luna, determinar de dónde vienen las estrellas y descubrir cómo las galaxias se forman a partir de imágenes de alta calidad del espacio. Existen una variedad de actividades no relacionadas con ciencia del espacio, incluyendo la comunicación de las ballenas, el clima e investigación antropológica.

Scistarter (http://www.scistarter.com) Para todas tus necesidades de ciencia ciudadana, este sitio web te permite buscar proyectos de ciencia ciudadana específicos.

Programas de televisión ● Servicio de Difusión Pública (Public Broadcasting Service o PBS) (http://video.pbs.org/)

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El Servicio de Difusión Pública es un canal público de difusión televisiva en los Estados Unidos. Muchos de sus programas pueden ser accedidos en línea y también pueden ser comprados. Hay cientos de títulos compatibles con el currículum.

Una variedad de los programas de niños más populares y que se enfocan en temas STEM son pasados por PBS. Algunos nombres familiares son SciGirls, Design Squad, Cyberchase, Peep in the Big Wide World, and Fetch with Ruff Ruffman. Los horarios pueden variar de un estado a otro, pero muchos de sus vídeos y secciones de éstos pueden ser encontrados gratuitamente en línea.

NOVA (http://www.pbs.org/wgbh/nova/) El foco de estos programas son temas que han ganado premios con temática STEM. Muchos pueden ser accedidos en línea y también están disponibles para ser comprados.

Simulaciones ● ●

Froguts (http://www.froguts.com/) Disección virtual de ranas EdHeads (http://www.edheads.org/) EdHeads es un recurso educacional en línea que provee juegos y actividades de matemática y ciencias gratuitos que promueven el pensamiento crítico. Elige a partir de máquinas simples, cirugía de rodilla virtual o reparación de corazón con células madre, entre otros.

Todas las actividades cumplen con estándares nacionales y estatales.

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Simulaciones de Caminatas Espaciales Educacionales de la NASA (http://www.nasa.gov/audience/foreducators/spacesuits/simulation/) Esta misión en transbordador incluye múltiples caminatas espaciales para reparar el telescopio espacial Hubble.

Simulaciones Matemática (http://www.techtrekers.com/sim.htm) Este sitio web provee vínculos a una variedad de simulaciones matemática, incluyendo El Juego de Mercado de Acciones y Fracciones Virtuales.

PhET (http://phet.colorado.edu) PhET tiene un gran número de simulaciones de alta calidad que le permitan a los estudiantes explorar todo desde cambios en energía hasta probabilidades. Este proyecto que ha ganado premios ha recibido fondos desde la NSF y cubre muchas materias STEM.

Salidas de campo virtuales ● Granja Virtual 4-H (http://www.sites.ext.vt.edu/virtualfarm/ main.html) Los estudiantes pueden visitar una granja de caballos, una granja de lácteos o de carne, una granja avícola, una granja pesquera o una granja de trigo. ● Instituto del Museo Galileo y el Museo de la Historia de la Ciencia (http://www.museogalileo.it/en/explore/virtualmuseum.html) Vídeos y animaciones reconstruyen los contextos históricos y las referencias temáticas de los objetos en exhibición, permitiendo la exploración de las colecciones por parte de los visitantes – un tesoro para los amantes de la ciencia. ● El Proyecto JASON (http://www.jasonproject.org/) JASON y sus asociados crean conexiones entre los estudiantes y científicos e investigadores usando múltiples plataformas y tecnologías en tiempo real y casi real, virtual y físicamente, para proveer experiencias científicas auténticas y guiadas. Estas experiencias incluyen un currículum STEM basado en estándares, desarrollado con el NOAA, la NASA, la National Geographic Society y otros; actividades para después de la escuela y también para fuera de la escuela; experiencias de campamentos y programas de exploración a museos, acuarios, bibliotecas y centros comunitarios.

Puedes encontrar ofertas para salidas de campo virtuales adicionales visitando los siguientes enlaces: http://alicechristie.org/search/trips.html

http://www.theteachersguide.com/virtualtours.html#Museums http://www.educationworld.com/a_tech/tech/tech071.shtml http://www.pitt.edu/~poole/VirtualFieldTrips.html Vídeos ● eClips de la NASA (http://www.nasa.gov/audience/foreducators/nasaeclips/index.html) Segmentos de vídeo cortos educacionales para ayudar a los estudiantes a hacer conexiones del mundo real. ● ●

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Podcasts (en formato de audio o vídeo) Ciencia Bytesize (http://www.youtube.com/user/BytesizeScience) Aquí se pueden acceder una variedad de rápidos podcasts que cubren una variedad de temas de ciencia.

El Salón de Clases Salvaje (http://www.thewildclassroom.com/) Una selección de podcasts sobre temas relacionados con la naturaleza y la biodiversidad.

Herramientas de Ingeniería para la Exploración (http://feedproxy.google.com/~r/podcasts/soundsofscience/~3/to1lOfu B Wbk/nax68exploratio.mp3) En la imagen popular, los científicos y los ingenieros tienen descripciones de trabajo muy distintas, pero en el mundo real esta distinción es borrosa. En el siglo que se avecina, los ingenieros seguirán asociándose con científicos en la gran búsqueda por entender muchas preguntas que aún no han sido contestadas sobre la naturaleza y el sistema solar.

Grandes Desafíos para la Ingeniería (http://feedproxy.google.com/~r/podcasts/soundsofscience/~3/XBvxy EkQ9BM/nax53grandchall.mp3) Puedes ver los detalles de este desafío en la etiqueta Competitions.

Programas de radio ● La Ciencia y el Mar (http://www.scienceandthesea.org/index.php?option=com_content&ta sk=category&sectionid=1&id=2&Itemid=10) Este sitio provee una variedad de programas de dos minutos cada uno con un enfoque en ciencias del mar.

Sitios web

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Exploratorium (http://www.exploratorium.edu/explore/websites) Interactúa con una amplia variedad de excelentes exhibiciones en línea que cubre muchos campos STEM interesantes.

Nación Escuadrón de Diseño (http://pbskids.org/designsquad/) Este sitio web tiene de todo: competencias, simulaciones en línea, ideas para proyectos, vídeos y mucho más. El Escuadrón de Diseño empezó como un programa de televisión de la PBS que introducía a los jóvenes en el diseño de ingeniería.

El Centro Lemelson para el Estudio de la Innovación y la Invención (http://invention.smithsonian.org/home/) Ubicado en el Museo Nacional Smithsonian de Historia Estadounidense, el Centro Lemelson está dedicado a explorar la invención en la historia y motivar la creatividad inventiva en los jóvenes. Su sitio web provee actividades interactivas, vídeos y podcasts y recursos para los profesores. El centro también entrega vídeos gratuitos sobre invención para que los profesores los muestren en la clase, con tan sólo pagar el envío.

El Discovery Channel (http://dsc.discovery.com/) Podrás encontrar enlaces a los programas del Discovery Channel incluyendo: Mythbusters, Dirty Jobs, Frozen Planet, Planet Earth y Stormchasers.

Discovery Kids (http://kids.discovery.com/) La página Tell Me ofrece un sin número de información para los visitantes del sitio web en muchos temas diferentes que incluyen ciencia, espacio, salud y máquinas, por nombrar algunos.

Cómo funcionan las cosas (http://www.HowStuffWorks.com/) Cómo funcionan las cosas explica miles de temas. El sitio web utiliza diferentes medios en su esfuerzo por explicar conceptos, terminología y mecanismos complejos que incluyen fotografías, diagramas, vídeos y animaciones y artículos.

Muchos de los programas populares de televisión dirigidos a la juventud (mencionados en este apéndice) han creado sitios web que provee en exposición adicional a los temas que cubren en sus capítulos. Además, muchos de los programas que están al aire en canales de PBS tienen sitios web que los acompañan y que vale la pena revisar.

Programas después de clase ●

Afterschool: Escuelas preparatorias y Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática (STEM)

(https://www.metlife.com/assets/cao/foundation/ MSBrief_2010-2.pdf) Este Informe Resumen de Alerta Después de Clases de la Fundación MetLife entregue ejemplos de algunos programas STEM destacables para después de clases.

Recursos misceláneos ● Biblioteca Nacional Digital de Ciencias (http://nsdl.org/) La Biblioteca Nacional Digital de Ciencias tiene recursos educacionales de alta calidad para la enseñanza y el aprendizaje, con un énfasis actual en disciplinas STEM –tanto a nivel no formal como formal, institucional e individual– en contextos educacionales estatales, nacionales e internacionales. La NSDL no mantienen contenido directamente. En vez, ofrece información descriptiva estructurada (metadata) sobre recursos educacionales basados en la Internet y que son mantenidos en otros sitios por sus proveedores. ● NBC Learn (http://www.nbclearn.com/portal/site/learn/about) NBC Learn es el sector educacional de la NBC Noticias para proveer recursos para los estudiantes, profesores y todos aquellos que quieran aprender de por vida. NBC Learn K-12 ofrece colecciones únicas de recursos de vídeo, fuentes primarias, films históricos, imágenes, mini documentales y recursos textuales. ● Biblioteca del Congreso (http://www.loc.gov/index.html) Las amplias colecciones de la Biblioteca del Congreso proveen a los profesores con documentos de fuentes primarias para apoyar sus currícula. Las bibliotecas digitales permiten acceso fácil a un sin número de recursos listos para el currículum.

Apéndice D Recursos de financiamiento El Programa de Asociación con Profesores Wells Fargo entrega fondos de hasta $500 dólares. Las postulaciones son evaluadas en base a la calidad general del proyecto, los beneficios educacionales para los estudiantes, la integración del proyecto propuesto con el currículum de la escuela y el número de estudiantes que se verán beneficiados. Las postulaciones a este programa son revisadas frecuentemente, así que obtendrás una respuesta (de aceptación o de rechazo) dentro de un plazo corto. Estas becas están disponibles en muchos estados con sucursales de Wells Fargo. Si quieres

detalles puedes buscar en Google “Wells Fargo Teachers’ Partner Program” para ver si estas becas están disponibles en tu localidad.

Las Becas para Profesores Niños en Necesidad entregan fondos para profesores K-12 para proveer oportunidades de aprendizaje innovadoras para sus estudiantes. Los premios de las becas para profesores van desde los $100 hasta los $500 dólares y pueden ser usadas para financiar proyectos de salones de clase creativos. El número de becas entregadas varía de año a año, dependiendo en la cantidad de fondos que se están solicitando. Generalmente se entregan entre 300 a 600 becas anualmente. Las postulaciones son aceptadas durante la temporada de inicio de clases. Para la postulación puedes visitar el sitio web http://www.kinf.org/grants/.

Las Becas para Educación Técnica y Vocacional (CTE) pueden ser una opción si tu curso cae dentro de esta categoría según las normas de tu distrito.

Contacta al director de CTE de tu distrito para saber si algún tipo de fondo de este tipo de becas al cual puedas postular.

Las Organizaciones Profesionales en las que puedes estar inscrito a veces tiene programas de becas o premios para proveer fondos. Revisa con ellos directamente. Terrie recibió fondos de una organización profesional nacional de su especialidad enseñanza y también de una organización de profesores estatal de la cual ella era miembro.

Las Organizaciones de Padres/Profesores/Estudiantes (PTSOs) de las escuelas por lo general permiten que los profesores “postulen” a fondos para salidas de campo u oportunidades de aprendizaje en el salón de clases e incluso materiales. La secretaria de tu escuela puede entregarte información de contacto para que te que es con el tesorero de la organización quien podrá darte detalles acerca de este tipo de financiamiento.

Capítulo 14

MODELAR LA SUSTENTABILIDAD POR MEDIO DE APRENDIZAJE STEM DE SERVICIO Leigh Jenkins

Introducción El aprendizaje de servicio inserto dentro del currículum de las escuelas K-12 provee a los estudiantes con conexiones prácticas, significativas e integradas al mundo más amplio de las carreras STEM. Por medio de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemática (STEM) a los estudiantes se les motiva para que se embarquen en caminos educacionales que los llevarán potencialmente a un empleo significativo en carreras STEM. Modelar la sustentabilidad en nuestras escuelas y comunidades por medio del aprendizaje STEM de servicio puede empoderar a los estudiantes para que se conviertan en representantes económicos y medioambientales y para que sirvan como agentes de cambio a largo plazo en sus comunidades.

El aprendizaje de servicio se define como una estrategia de enseñanza y aprendizaje que integra servicio significativo a la comunidad con instrucción y reflexión para enriquecer la experiencia de aprendizaje, enseñar responsabilidad cívica y fortalecer las comunidades (Eyler, Giles, Stenson & Gray, 2001). El aprendizaje de servicio es diferente del voluntariado por su uso de la reflexión y su integración dentro del currículum de la educación formal (Strage, 2000). Este capítulo ofrecerá ejemplos de cómo se pueden integrar proyectos de aprendizaje de servicio dentro de cualquier currículum escolar y como los proyectos de sustentabilidad STEM pueden apoyar el aprendizaje de servicio. Al mismo tiempo, este capítulo presentará las investigaciones que demuestran cómo se involucran los estudiantes con el aprendizaje de servicio y cómo se puede obtener un rango de resultados positivos directamente desde estas experiencias (Meyer, Hofshire & Billig, 2004). El proyecto que se presenta en este capítulo se basa fuertemente en la reflexión como una herramienta de evaluación y usa la construcción de asociaciones con la comunidad para apoyar la sustentabilidad del proyecto de aprendizaje de servicio.

El aprendizaje de servicio de alta calidad por lo general se describe teniendo un impacto positivo en el desarrollo social y personal de los estudiantes, en los logros académicos, en la educación cívica y en la toma de conciencia sobre posibles carreras (Billig, 2002). Las razones para esto varían, pero se cree que el aprendizaje de servicio exitoso puede atribuirse a que los estudiantes se sienten empoderados cuando toman roles de liderazgo o de adultos, ganan competencia en la aplicación práctica de lo que están aprendiendo y reflexionan sobre sus experiencias. El aprendizaje de servicio de calidad, como parte del currículum escolar, también depende de tener una administración que lo apoye, recursos suficientes para apoyar formación docente continua, fuertes lazos con la comunidad y condados o distritos con estrategias educacionales claves para aumentar los logros de los estudiantes (Strage, 2000). En la educación formal, la responsabilidad del educador es trabajar hacia el logro de estándares de aprendizaje definidos por parte del estudiante, y aunque nos burlamos del dirigir toda nuestra enseñanza “para la prueba”, somos responsables por los logros de los estudiantes hasta cierto punto. De esta forma, las escuelas y los distritos escolares que tienen como meta el mejorar los resultados de sus estudiantes recibirán con buenos ojos e incorporarán el aprendizaje de servicio exitoso dentro de los currículos escolares.

La metodología para integrar el aprendizaje de servicio dentro del currículum propio puede tener muchas formas diferentes. En el contexto de la ciencia, el aprendizaje de servicio tiene un potencial único de tocar cada una de las áreas tradicionales de contenido STEM, como también muestra mucho potencial de integración curricular. Sin embargo, STEM no está limitado a la ciencia. Mucho de lo que los estudiantes necesitan saber involucra todos los aspectos de STEM, incluyendo tecnología, ingeniería y matemática. Por ejemplo, este tipo de aprendizaje podría beneficiar potencialmente a comunidades que están buscando formas para cambiar desde un sistema de energía basado en el petróleo hacia tecnologías más verdes en cuanto a transporte, negocios y gobierno. Por medio del aprendizaje de servicio STEM, los estudiantes podrían diseñar una nueva forma de alimentar una flota de vehículos municipales con gas natural. Las instituciones, incluyendo las escuelas, están interesadas en incorporar ingeniería que ahorre energía, como también modelar tecnologías más verdes para que la comunidad las vea. Por ejemplo, los estudiantes podrían diseñar formas de incorporar paneles solares o turbinas de viento para mitigar los excesos del consumo de energía en las escuelas del condado. Por lo general existe financiamiento para mejoras energéticas alternativas en las escuelas y organizaciones sin fines de lucro, especialmente si son utilizados con fines educacionales.

Las lecciones integradas para que los estudiantes tomen conciencia del medio ambiente y una vida sustentable pueden estar llenas de posibilidades. La sustentabilidad generalmente es definida de forma amplia como “el desarrollo que cumple con las necesidades del presente sin comprometer las posibilidades de generaciones futuras para cumplir con sus propias necesidades” (Our Common Future, 1987, p. 40). Problemáticas con respecto al medio ambiente, la salud y la sustentabilidad son asuntos de la comunidad y por lo mismo proveen un campo importante para proyectos de aprendizaje de servicio.

El apoyo para incorporar el aprendizaje de servicio dentro del currículum K-12 llega justo a tiempo con nuestro intento de motivar a los estudiantes en el aprendizaje STEM, el aprendizaje STEM está directamente relacionado con el desarrollo de fuerzas de trabajo (U. S. Department of Labor, 2007). Si los estudiantes están comprometidos con el aprendizaje STEM temprano en su educación, es más probable que ellos elijan especialidades STEM en la universidad y eventualmente sigan carreras en estas áreas (Fairweather, 2008). Mucho de lo que intentamos en el salón de clases tradicional se encuentra con la protesta de parte de los estudiantes sobre la relevancia de lo que están aprendiendo. Debemos enseñar conceptos básicos, pero ¿cómo convertimos esos conceptos básicos en herramientas que los estudiantes puedan utilizar para su aprendizaje independiente?

El aprendizaje de servicio puede proveer esa transición. La idea de darle a los estudiantes oportunidades de aprendizaje de servicio STEM de alta calidad en sus comunidades ha tenido resultados de aprendizaje positivos, especialmente en ayudar a los estudiantes a aplicar lo aprendido al mundo real (Eyler et al., 2001). En nuestra labor como educadores hacer que el aprendizaje sea significativo y relevante para nuestros estudiantes y ayudarlos a que puedan matricularse exitosamente en una universidad y una carrera.

Trasfondo Tradicionalmente, las ideas sobre educación en sustentabilidad son cubiertas por la educación ambiental formal e informal. La educación ambiental en la sala de clases no es una idea nueva. Desde la última parte del siglo XIX, los naturalistas nos entregaron imágenes de nuestra unidad con la naturaleza.

Wilbur Jackman fue uno de los primeros educadores en promover la educación ambiental en escuelas primarias con su Nature-Study for the Common Schools publicado en 1891. No mucho después, en 1911, Ana Botsford Comstock publicó su Handbook of Nature-Study for Teachers and Parents, entregándole a los profesores de escuelas primarias un compendio comprensivo para el estudio de la historia natural.

A medida que progresaba el siglo XX, los desastres naturales eran destacados por la prensa y también experimentados directamente. La tragedia económica y ambiental del Dust Bowl en la década de 1930 puso la atención sobre la importancia de la conservación del suelo y la necesidad de nuevas técnicas de agricultura más conservadoras. El Servicio de Conservación del Suelo fue establecido en 1935 como una forma de proteger nuestros recursos de suelo y de agua (Helms, Pavelis, Argabright, Cronshey, & Sinclair, 1996).

El periodo después de la Segunda Guerra Mundial trajo la mentalidad de “el hombre sobre la naturaleza” con la producción de pesticidas, herbicidas y fertilizantes, todos los cuales fueron utilizados de manera excesiva en un intento de hacer que nuestro mundo fuera más cómodo, rentable y seguro para los humanos. Cuando no supimos qué hacer con lo que sobraba de estos productos, lo enterramos o lo botamos en nuestros cauces de agua. No fue sino hasta 1960, cuando Rachel Carson publicó Silent Spring, que el mundo empezó entender las consecuencias de acciones irresponsables e ignorantes, y a imaginar el impacto de un mundo sin el sonido de los pájaros (Carson, 1962).

El movimiento ambientalista se centró en la esperanza de que la legislación ambiental regresara nuestro mundo a su pureza del siglo XIX. Las celebraciones a nivel mundial del Día de la Tierra “fueron una expresión marcada del apoyo público hacia un realineamiento de los valores y de un nuevo respeto por el medio ambiente” y “prepararon el escenario para la transición de una educación acerca de y en el medio ambiente, hacia una educación por el medio ambiente” (Pandey, 2006, p. 193). Organizaciones internacionales asumieron el movimiento con la Convención del Ambiente Humano de las Naciones Unidas, la cual llamaba a poner en marcha programas de educación medioambiental. La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) patrocinó una serie de talleres y conferencias internacionales sobre educación ambiental.

Como resultado del Acta de Belgrado de 1975, la educación ambiental pudo formular un objetivo: El objetivo de la educación ambiental es el desarrollar una población mundial que esté al tanto de, y preocupada por, el medio ambiente en su totalidad y sus problemas asociados, y que tenga el conocimiento, actitudes, habilidades, motivaciones y compromiso para trabajar individualmente y colectivamente hacia la solución de problemas actuales y la prevención de futuros (“Belgrade Charte”, 1976, p. 2).

En 1970, reflejando el compromiso nacional con la educación ambiental, Estados Unidos pasó la Ley Nacional de Educación Ambiental.

Esta ley estaba diseñada para promover una conciencia ambiental entre los ciudadanos, motivándolos a tomar las acciones responsables necesarias para

asegurar nuestra supervivencia y mejorar la calidad de vida. La ley fue autorizada nuevamente en 1990, estableciendo la Fundación Nacional de Educación Ambiental (National Environmental Education Foundation o NEEF), cuyo propósito era conseguir apoyo privado para diseminar conocimiento ambiental. En 1996, la Asociación Norteamericana de Educación Ambiental (NAEE) publicó las líneas a seguir para una preparación inicial de los educadores ambientales y materiales en el tema: directrices para la excelencia. Nuevamente, en 1999, la NAEE publicó Excelencia en la educación ambiental: guías para el aprendizaje escolar (Excellence in Environmental Education: Guidelines for Learning K–12), estableciendo los estándares de calidad para una educación ambiental.

La Ley Nacional de Educación Ambiental fue re autorizada en 2010 con, entre otros componentes, la intención de “clarificar la definición de educación ambiental para enfocarla en educación formal y no formal, cubriendo conocimiento y habilidades para otorgarle al público general para que puedan trabajar colectiva e individualmente hacia la solución de problemas ambientales actuales y prevenir nuevos” (National Environment Education Reauthorization Act, 2010, p. 1). Desafortunadamente, no se ha hecho mucho progreso. Las últimas estadísticas en estos temas revelan que 18 de los 50 estados tienen objetivos de aprendizaje formales en educación ambiental, ocho de los 50 estados tienen evoluciones que incluyen educación ambiental, tres estados, Arkansas, Pennsylvania y Wisconsin, requieren que los profesores de educación ambiental tengan entrenamiento previo para su certificación y 12 de los 50 estados tienen algún estatuto o requerimiento sobre la instrucción de la educación ambiental en contextos K-12 (National Overview, 2007)

Estos números son sorpresivamente bajos dada la necesidad de una población con conocimiento sobre el medio ambiente. En 2011, Maryland se convirtió en el primer estado en exigir ciencia ambiental como un requerimiento de graduación.

La educación ambiental es esencialmente diferente de la educación para el desarrollo sustentable. Aunque es de extrema importancia, uno puede argumentar que la educación ambiental, como modelo para el futuro, ya no es suficiente. La Educación para un Desarrollo Sustentable (ESD) fue presentada por primera vez en la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1987.

Educación sobre sustentabilidad y educación para un desarrollo sustentable generalmente son términos intercambiables. Sin embargo, un nivel nos habla de conciencia mientras el otro nos habla de usar la educación como una herramienta para lograr la sustentabilidad. La ESD “nos llama a darle conocimiento a la gente y habilidades para el aprendizaje a largo plazo que los ayude a encontrar nuevas soluciones a sus asuntos ambientales, económicos y

sociales” (McKeown, Hopkins, Rizzi, & Chrystalbridge, 2006, p. 9). La palabra “desarrollo” generalmente implica una nación extranjera subdesarrollada, pero, de cierto modo, todos estamos en vías de desarrollo cuando se trata sobre temas de sustentabilidad. Todas las naciones están trabajando para convertirse en sustentables, de igual forma como lo hacen todas las comunidades y los individuos en esas comunidades. Aquí es donde podemos encontrar un espacio para insertar el discurso sobre el tema de la sustentabilidad en nuestros salones de clases. Es aquí donde motivamos a los estudiantes a determinar el tipo de futuro que ellos imaginan.

Aunque la educación ambiental es tradicionalmente llevada a cabo a través del currículum de ciencia, la educación en sustentabilidad es, por su propia naturaleza, transcurricular. Un currículum basado en proyectos puede naturalmente desarrollarse para lograr los objetivos de aprendizaje de matemática, ciencia, estudios sociales y artes del lenguaje. Incluir un proyecto de arte relacionado y/o conectar tu currículum con una cultura extranjera puede ayudarte a lograr los objetivos de aprendizaje de las materias centrales como también los de algunos de los electivos requeridos que tus estudiantes necesitan. Una de las razones por las cuales la educación en sustentabilidad es tan atractiva para los educadores es su naturaleza transcurricular, la cual pone su foco en políticas gubernamentales, economía, geografía humana, ingeniería y conceptos científicos. Algunos asuntos actuales tales como el cambio climático, eventos del clima extremo, consumo de energía, calidad del agua y escasez del agua, todos pueden ser combinados para generar la receta perfecta para el aprendizaje en un contexto del mundo real.

La educación en sustentabilidad ha desarrollado una serie de estándares, de los cuales algunos de ellos se abordan en los cursos desde kinder hasta el 12º año. Los Estándares nacionales para el aprendizaje estudiantil escolar en educación para la sustentabilidad (National Education for Sustainability K-12 Student Learning Standards) “definen qué deberían saber y hacer los estudiantes de K-12 para estar capacitados en cuanto sustentabilidad” (U.S. Partnership, 2009). Los tres estándares de aprendizaje esenciales son los siguientes: ● Los estudiantes entienden y son capaces de aplicar los conceptos y principios básicos de la sustentabilidad. ● Los estudiantes reconocen que el concepto de sustentabilidad es una condición dinámica caracterizada por la interdependencia entre sistemas ecológicos, económicos y sociales y cómo estos sistemas interconectados afectan el bienestar social e individual. Ellos desarrollan una comprensión de la conexión humana y la interdependencia con el mundo natural.

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Los estudiantes desarrollan un acercamiento multidisciplinario al aprendizaje de conocimiento, habilidades y actitudes necesarias para mejorar continuamente la salud y el bienestar de las generaciones presentes y futuras, por medio de acciones y decisiones tanto personales como colectivas. Son capaces de concebir un mundo que es sustentable, junto con los cambios principales que se necesitarían hacer por parte de los individuos, comunidades locales y los países para poder lograr esto (U.S. Partnership, 2009).

Estos estándares están diseñados para entregar a los educadores algunas guías de cómo incorporar la sustentabilidad dentro del currículum ya existente trabajando integradamente. Los estándares de sustentabilidad también ayudan a crear y guiar nuevas formas de pensar acerca de los sistemas. Al presentar problemas medioambientales por medio de una mirada del mundo real sobre pensamiento de sistemas, los estudiantes son capaces de sintetizar el impacto amplio de estos asuntos en las comunidades y sus economías. Los investigadores proponen que “tanto la economía como la sociedad deben operar dentro de las limitaciones finitas de la ecósfera” (Pitt, 2009, p. 39). Desafortunadamente, a los estudiantes pocas veces se les presenta este tipo de acercamiento en aprendizaje por medio de sistemas. La información todavía es presentada de forma aislada en vez de en términos del mundo real e interdisciplinarios que ayuden a los estudiantes a entender la relevancia de lo que se les está enseñando. Para que los estudiantes sean ciudadanos del mundo capacitados en temas ambientales, se les deben dar aproximaciones prácticas y activas de asuntos reales que afecten a sus comunidades.

Ya no podemos pensar los recursos del planeta como infinitos. En nuestro mundo conducido por el consumo, la calidad de vida, la equidad y las relaciones humanas quedan en segundo plano con respecto a la riqueza y la prosperidad. Sin embargo, si creas un modelo de prosperidad que luce como un mundo lleno de aire limpio, agua limpia y comunidades fuertes, entonces puedes empezar a crear nuevas formas de pensar acerca del sistema. Los educadores tienen la capacidad de iniciar “el aprendizaje como herramienta para facilitar elecciones dentro de futuros alternativos” (Pitt, 2009, p. 39).

Como educadores, nosotros somos responsables de proveer a nuestros estudiantes esta “nueva prosperidad” al adherir a los siguientes preceptos de sustentabilidad: ● vivir dentro de los límites ambientales ● asegurar una sociedad fuerte, saludable y justa ● lograr una economía sustentable ● utilizar ciencia apropiada de forma responsable ● promover un buen gobierno. (Pitt, 2009, p. 40)

La sustentabilidad, como nuevo paradigma, es imposible de enseñar de forma aislada. Para que fuese más efectiva, debiese de ser modelada como una “forma de vida”, como si ya estuviésemos viviendo la realidad de un mundo con recursos disminuidos, sobrepoblación y escasez de comida. La dificultad es la mentalidad que manifiestan muchos ciudadanos de nuestro planeta: que nuestros recursos son ilimitados y que la comodidad y la riqueza son, y siempre van a ser, el statu quo. Los educadores deben presentar a sus estudiantes las siguientes preguntas: ¿Se están acabando los recursos naturales de la Tierra? ¿Llegará eventualmente la población del mundo a superar la capacidad máxima de la Tierra? ¿La atmósfera de la Tierra está siendo alterada irreversiblemente por los humanos? El no presentar a nuestros estudiantes estas preguntas acerca de la veracidad de estos hechos les afecta notablemente..

Una de las tareas más difíciles en integrar la educación en sustentabilidad, educación STEM y el aprendizaje de servicio dentro del currículum se condice con el intento proverbial de intentar “cuadrar el círculo (hacer calzar un objeto cuadrado dentro de un agujero redondo). Muchas escuelas todavía están operando dentro del modelo educacional anticuado de la fábrica, en el cual los estudiantes rotan en grupos divididos por edad entre clases que son de 50 minutos y son específicas a una materia. A los profesores rara vez se les otorga tiempo para colaborar con colegas como para desarrollar el currículum basado en proyectos para proveer a los estudiantes de una manera de ver el mundo que sea transcurricular. La vida no existe simplemente en un espacio aislado llamado química o en uno llamado geometría. Si tienes la suerte suficiente de estar enseñando en una institución basada en proyecto o STEM, probablemente tienes una ventaja ya con modelos de aprendizaje integrados, horarios flexibles y estrategias de coenseñanza.

Sea cual sea la forma que defines STEM, todos los estudiantes debiesen tener una alfabetización en STEM. De acuerdo a Rodger Bybee (2010), la alfabetización STEM se refiere a lo siguiente: Adquirir conocimiento científico, tecnológico, de ingeniería y matemático y usarlo para identificar problemas, adquirir nuevo conocimiento y aplicar el conocimiento en asuntos relacionados con STEM. Comprender los rasgos característicos de las disciplinas STEM como formas del esfuerzo humano que incluyen procesos de cuestionamiento, diseño y análisis.

Reconocer cómo las disciplinas STEM dan forma a nuestro mundo material, intelectual y cultural.

Participar de asuntos STEM y con ideas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática como ciudadanos preocupados, afectivos y constructivos.

Los estudiantes, sin importar sus intereses de carrera, deben estar expuestos a estudios tradicionales en ciencia, matemática, ingeniería y tecnología. Afortunadamente, la mayoría de las escuelas a nivel secundario todavía requieren cuatro años de ciencia y matemática como requisitos de graduación. Este conocimiento, o –si se quiere –alfabetización, es necesario para vivir de forma sustentable en el mundo. Bybee va más allá al apuntar que “los asuntos relacionados con STEM tales como la eficiencia de energía, el cambio climático y la mitigación de peligros” (2010, p. 31) se prestan para estrategias de instrucción basadas en la solución de problemas y de forma apropiada tanto para las edades y los cursos respectivos. De alguna forma debemos aprender a hacer calzar las cosas básicas dentro de estos asuntos del mundo real.

A los educadores se les asigna la tarea de hacer que las materias STEM tales como ciencia y matemática sean emocionantes y estimulantes para todos sus estudiantes. Esto, a veces, es un desafío cuando toca cubrir temas enigmáticos tales como la síntesis de proteínas o los ángulos de los enlaces estructurales de las moléculas. Los datos básicos son importantes para la comprensión general de la ciencia y la matemática, pero ¿Cómo logramos poner a los estudiantes en un camino de exploración para lograr llegar a estos datos básicos por sí mismos y que puedan hacer calzar estos detalles dentro del panorama más amplio?

De acuerdo con Blust y Pinnell (2007), “actividades basadas en cuestionamiento, innovadoras y prácticas que aumenten las experiencias en ciencia y matemática hacen que estas materias sean más atractivas para los estudiantes y el descubrimiento activo ha demostrado promover el interés de las niñas por la matemática”, (p. 3), una justificación importante adicional para lograr la alfabetización STEM. Blust y Pinnell plantean aún más que “los métodos de aprendizaje de servicio o aprendizaje experiencial, cuando son integrados dentro del currículum STEM, resultan en actitudes positivas hacia estos campos y aumentan la posibilidad de que los estudiantes sigan educación futura en esta área” (2007, p. 3). La importancia de asegurarse que el currículum STEM sea accesible para todos, sin importar género o etnicidad, es que cuando estas subpoblaciones son excluidas, de forma inadvertida o intencionalmente, nos saltamos a una población completa de posibles ideas y formas innovadoras de pensar y ver el mundo.

De este modo, nuestro desafío es hacer conexiones entre los conocimientos de ciencia y el motivar a los estudiantes para usar esos conocimientos para vivir de forma sustentable en el mundo. Los argumentos

para este tipo de aprendizaje son evidentes, pero hacerlo una realidad en el salón de clases es generalmente una tarea desafiante. La determinación de transformar la visión de mundo de nuestros estudiantes desde el consumismo sin sentido hacia una mirada de conservación es lo que ha guiado el siguiente programa de estudio. El proyecto incluye estrategias de aprendizaje de servicio de manera central. Además, incluye esfuerzos para incorporar sustentabilidad, como también STEM, dentro del currículum tradicional de ciencia en el contexto de una secundaria en el área rural de West Virginia.

Mejor práctica Las raíces de los proyectos de aprendizaje de servicio generalmente pueden ubicarse en la identificación de un problema o una necesidad de una comunidad. Nuestra secundaria tenía un pequeño invernadero dentro el campus del colegio que no estaba siendo utilizado en todo su potencial. El invernadero había sido construido por estudiantes que estaban inscritos en un programa de agricultura previo que se dio alrededor del año 2000. Había sido armado por estudiantes para apoyar la educación en horticultura y agricultura en una época en que éstas dos áreas de estudio habían sido más valoradas por nuestro sistema escolar y por nuestra comunidad. Sin embargo, con la jubilación del profesor de educación en agricultura y el movimiento desde un currículum basado en agricultura tradicional hacia un programa de estudios basado en mecánicas de la agricultura, el invernadero no estaba siendo utilizado para agricultura o ningún tipo de programa de cultivo.

Afortunadamente, para el año 2009, la comunidad en la cual nuestra escuela estaba ubicada estaba empezando a moverse en una dirección de “compra local, compra fresco”. Se estaban desarrollando ferias de granjeros locales, ellos estaban interesados en usar los recursos de la comunidad para poder cultivar comida. Después de todo, las escuelas son recursos de la comunidad, y los granjeros en esta comunidad querían ver este recurso de la comunidad, en nuestro recinto escolar, siendo usado. Mi objetivo al desarrollar este proyecto era recuperar este invernadero en su potencial de cultivo a lo largo del año e incorporar la renovación dentro de mi currículum de ciencias ambientales.

El primer día de clases, les entregué a mis estudiantes sujetapapeles, lápices y papel y les anuncié su primer proyecto. La tarea era renovar el invernadero. La estructura en sí estaba en buena condición, pero el trabajo que se nos venía tenía que ver más con sustentabilidad. ¿Podría el invernadero ser usado todo el año para cultivar comida –comida para la comunidad, comida para la escuela o comida para negocios locales? Este proyecto se extendía hasta donde llegaran los límites de la imaginación de mis estudiantes.

Los parámetros de la tarea incluían trabajar en siete grupos de tres estudiantes, incluir una presentación del proyecto del grupo, el desarrollo de una fuente de financiamiento y un plan de sustentabilidad para su proyecto y el requerimiento de incorporar una forma de energía renovable dentro del plan del proyecto. Los estudiantes de esta clase eran una combinación de estudiantes de último año, de primer año y un estudiante de segundo año. Sus habilidades de investigación eran variadas, pero todos tenían algunas habilidades básicas sobre documentar fuentes y cómo llevar a cabo búsquedas. Debido al foco de esta tarea, decidí presentarle la idea a mi director.

Foto 14.1. Estudiantes de la clase avanzada de Ciencia Ambiental posando para una foto en grupo después de tomar medidas y hacer los planos para la renovación del invernadero (foto por Jenkins, 2009).

El director de nuestra secundaría apoyaba de forma increíble nuestra capacidad como profesores de generar ideas creativas. Él había apoyado un programa piloto en nuestra escuela en el cual cuatro profesores, uno de cada una de las materias centrales, se juntaron para enseñar una clase llamada Simposio del Siglo XXI, otro curso electivo, basado en proyecto, dirigido por los alumnos y orientado a la investigación que fue ofrecido a los estudiantes.

Nuestro director había tenido experiencia personal como director vocacional en otro condado rural de West Virginia. Allí, él había desarrollado un

programa sustentable en el cual los estudiantes tenían que encontrar fondos de inversión inicial y, con estos fondos, comprar la tierra y los materiales para construir una casa. Los estudiantes tenían formación en habilidades de construcción, y cuando la casa estuvo finalizada, fue vendida y los fondos fueron usados para financiar el proyecto de construcción del próximo año.

Habiendo desarrollado su propio programa de estudios sustentable, él pensó que el proyecto del invernadero era una excelente idea y creía que ofrecía un gran potencial no solo para el programa de agricultura, sino también para el programa de ciencia. Además del apoyo del director, nuestro proyecto tenía el apoyo del superintendente de escuelas, pues él también estaba interesado en incorporar modelos de energía alternativa como herramientas educacionales a lo largo de todo el condado de Morgan.

La secundaria Berkeley Springs es una escuela relativamente pequeña localizada en el enclave más al este de West Virginia, ubicado en el Appalachia este. Sin contar las instalaciones de minería de arena, la mayor industria en el condado de Morgan era el turismo. Las granjas familiares todavía existen, pero muchas de ellas han sido vendidas para crear espacio para casas vacacionales o complejos para retirados. La agricultura en el condado de Morgan ha cambiado en la última década. Las granjas tradicionales han dado paso al crecimiento local de cosechas de especialidad, con mercados de nicho que son creados todo el tiempo.

Mi idea al seguir este proyecto era permitirles a los estudiantes ver la importancia de cultivar comida en su comunidad, la importancia de tener seguridad alimentaria y la de prácticas sustentables en sus vidas diarias. La escasez de emprendimientos en agricultura había causado mucha preocupación en nuestra comunidad. Nuestro condado está aislado, y la pregunta de cómo podemos asegurar abastecimiento de comida para nuestro condado ha sido un tema de mucha preocupación constantemente. Un tour por las granjas locales les dio a mis estudiantes una visión más amplia de la variedad de operaciones de agricultura localizadas dentro del condado.

Organicé una salida de campo para mi clase para que fueran a visitar algunos de los negocios de cultivo del área. Quería que mis estudiantes vieran la importancia de las prácticas de agricultura sustentable, como también la viabilidad de carreras en el emprendimiento por medio de la agricultura.

Nuestra primera parada fue un pequeño grupo de granjeros orgánicos que usaban bombas de energía solar para proveer agua a sus casas y a sus cultivos.

La operación era pequeña, pero ellos se mantenían por medio de un programa de Agricultura Apoyada por la Comunidad (Community Supported Agriculture o CSA), en la cual una caja de alimentos de temporada es vendida por una suscripción mensual. Esta operación, Wind Dance Farm, era también apoyada por la escuela medioambiental para estudiantes locales que iba desde

kinder a octavo, en la cual muchos niños locales, que eran educados en sus casas, participaban. Esta granja les dio a los estudiantes una idea de cómo es el ser un pequeño granjero exitoso en la comunidad.

Luego visitamos a otro granjero local que había establecido un negocio regional exitoso por medio del cultivo hidropónico. Esta locación les entregó a los estudiantes un ejemplo de un negocio exitoso que fue capaz de aprovechar un mercado regional. Los invernaderos de Paul Mock estaban diseñados para especializarse en el cultivo de lechugas Bibb, berros y tomates de invernadero. Él había establecido un método de cultivo a gran escala específicamente diseñado para estos tres productos, y vendía de forma exitosa en el mercado regional de Baltimore/Washington. Este granjero demostraba la sustentabilidad económica por medio de su habilidad de vender sus productos regionalmente a compañías ya establecidas tales como Whole Foods.

Finalmente, visitamos a un granjero que usaba un método conocido como cultivo biodinámico. Las granjas biodinámicas, originalmente desarrolladas por Rudolf Steiner, son un método esotérico de cultivo que honra la relación entre el suelo, la atmósfera, las plantas y los microbios en un sistema holístico sustentable. Además, los granjeros biodinámicos adhieren a técnicas orgánicas estrictas de compostaje natural y fertilización. Los granjeros biodinámicos siguen el calendario astronómico como una guía para la siembra y la cosecha. Muchos granjeros biodinámicos esparcen preparaciones homeopáticas diseñadas para fortalecer la relación de crecimiento de forma energética. La investigación muestra que los métodos biodinámicos resultan en cosechas reducidas. Sin embargo, la calidad del suelo, la eficiencia energética de la producción, la mejora en cuanto a la huella orgánica de carbono y una mayor biodiversidad en el suelo, además un aumento en las poblaciones de microbios y gusanos de tierra son parte de los resultados (What is Biodynamics? 2012). En otras palabras, este granjero biodinámico se enfocaba en calidad, en contra de la cantidad. Este granjero también incorporaba el uso de una laguna dentro del invernadero que servía como una fuente de calor para controlar la temperatura interna. Esta forma única de cultivo demostraba a los estudiantes que el cultivar puede ser logrado de formas que son históricamente exitosas o aquellas que han sido renovadas recientemente.

Los estudiantes fueron capaces de llevar información adquirida recientemente de vuelta a la escuela para incorporarla en sus proyectos de investigación. Ellos participaron en la investigación necesaria para calcular los costos de construcción para la renovación del invernadero. Ubicaron a los proveedores y ejecutaron comparaciones para encontrar los insumos que fueran más eficientes en cuanto al costo. Usaron su iniciativa creativa para diseñar aplicaciones de energías alternativas y trabajaron con constructores

locales para determinar estrategias para incluir los diseños en el plan de renovación final. Los estudiantes luego desarrollaron una propuesta de proyecto detallada para enviarla a agencias de financiamiento para que estas la revisaran. Pasaron dos semanas adicionales en su tarea de investigación y en las presentaciones que luego hicieron a sus compañeros y a nuestro director. Nuestro director estaba invitado a las presentaciones en el salón de clases no sólo para observar estas demostraciones de los proyectos de los estudiantes, pero también para que fuera parte del proceso de planificación de nuestro proyecto.

La revisión entre pares fue usada para criticar constructivamente los proyectos, y a partir de estos comentarios se hicieron revisiones. Se recopiló información sobre todos los aspectos de la renovación a partir de los proyectos revisados. Y fue la recopilación de estas ideas la que nos permitió recibir el premio Consejería de la Juventud State Farm en enero del 2010, lo que nos permitió renovar el invernadero y presentar algunas de las aplicaciones locales de energías alternativas. Es necesario, en este punto, destacar que el financiamiento no es indispensable para iniciar un proyecto de aprendizaje de servicio. De hecho, el financiamiento es típicamente reemplazado por el trabajo de voluntarios y el apoyo de interesados de la comunidad. En nuestra situación, el financiamiento no era necesario para poner el invernadero de vuelta en producción, pero sí lo era para incorporar el uso de formas de energía alternativa.

La Junta de Consejeros de la Juventud de State Farm “apoya proyectos de aprendizaje de servicio basados en escuelas porque promueven la excelencia en las escuelas públicas” y cree que el aprendizaje de servicio es un “método que ha demostrado ser efectivo para mejorar el compromiso de los estudiantes e impactar [positivamente] sus logros” (State Farm, 2012, Service-Learning Tab). El Proyecto de Renovación del Invernadero Berkeley Springs fue diseñado para tomar una estructura existente que estaba siendo subutilizada y restaurarla a su uso original. El proyecto fue financiado bajo la categoría de servicio ambiental por US$41.763. Los dineros del premio cubrieron la instalación de ocho celdas solares fotovoltaicas de 230W para proveer apoyo eléctrico para ventiladores y luces, y un sistema de calentamiento de agua de tres paneles solares Velux de 120 galones para apoyar el aumento de temperatura a nivel de las raíces para proveer una mejor germinación y crecimiento de plantas. Se instalaron mesas de propagación movibles para maximizar el número de estudiantes que podían trabajar en el invernadero en cualquier momento como parte de los componentes materiales del premio, y un sistema computarizado de temperatura, el cual fue instalado para proveer un control más estable sobre la temperatura durante la temporada de crecimiento. El invernadero ya contaba con un calefactor de propano de

respaldo, y el premio cubrió la instalación de un tanque de propano más grande. Las ganancias obtenidas del programa de cultivo estaban destinadas a cubrir los costos del combustible necesario para mantener el invernadero generando cultivos activamente durante los meses más fríos del año. Junto con los componentes físicos del invernadero, el premio cubrió los costos de contratar cuatro internos durante el verano del 2010 para manejar el invernadero y para promover los programas de cultivo en la comunidad.

El proyecto estaba diseñado para involucrar a los estudiantes tanto en la renovación del invernadero como en la planificación del programa de cultivo subsecuente. Los interesados de la comunidad jugaban un importante rol en el éxito del proyecto. Mountain View Solar, una compañía contratista solar local, ganó la licitación de las instalaciones solares. La compañía estaba dispuesta a involucrar a los estudiantes en la instalación real de los paneles solares y el equipo y desde entonces ha aconsejado en todos los aspectos del diseño y las operaciones del invernadero. Su interés en educar a los estudiantes y la comunidad sobre los beneficios de la energía solar ha hecho que esta compañía sea una contratista exitosa tanto a nivel local como regional. Otros interesados de la comunidad incluían el Mercado de Granjeros del Condado Morgan, el cual estuvo dispuesto a permitir que los estudiantes operaran un puesto con un valor reducido para vender los productos y promover el programa de producción “desde la granja a la escuela”. (Los programas “desde la granja a la escuela” promueven la compra de productos locales y frescos para que sean servidos en escuelas locales). Los invernaderos Mock amablemente ofrecieron proveer los fondos para propano en el caso de que el programa no fuera capaz de financiar el combustible en su primer año. La intención de nuestros interesados era asegurarse que el invernadero pudiese operar durante todo el año. El apoyo de la comunidad fue extremadamente generoso.

Los estudiantes se volvieron participantes activos en crear un clima de responsabilidad ambiental y sustentabilidad por medio de la promoción de la seguridad de comida, hábitos de alimentación saludables, programas económicos apropiados y el uso de energías alternativas. Los estudiantes usaron creatividad e innovación para cultivar, promocionar y manejar los productos cultivados en el invernadero. Los estudiantes empezaron por desarrollar un plan de negocios para determinar qué necesitarían para empezar su programa de cultivo. Ellos determinaron cuánto necesitarían en materiales, inicialmente para germinar, propagar, cosechar y vender sus productos o plantas en el mercado de granjeros local. Los estudiantes fueron evaluados a través de todo el desarrollo del proyecto y constantemente se les preguntaba o pedía que reflexionaran sobre varios aspectos del proyecto de aprendizaje de servicio mientras éste evolucionaba.

Se trajeron especialistas para enseñarles a los internos acerca del manejo y el cuidado de un invernadero, incluyendo cómo mantener el invernadero limpio y las plantas libres de enfermedades. Los estudiantes también aprendieron el difícil arte de la vermicultura, la cual utiliza gusanos para compostar desechos. A pesar de que yo me anticipé en pensar que a las internas les daría asco la idea de manejar gusanos, ellas estaban fascinadas y se lanzaron al proyecto sin vacilar. El humus y el té de gusanos eran utilizados para fertilizar las plantas cerrando así el ciclo del cultivo de plantas. Los estudiantes también habían escrito dentro de su plan de negocios la incorporación de la comida cultivada en el invernadero para que fuese usada en la cafetería de la secundaria, y que los cultivos sobrantes fueran a dar a la cocina de beneficencia local. Como parte de su servicio a la comunidad, los estudiantes acordaron trabajar con estudiantes más jóvenes en algunas de las escuelas locales para enseñarle las claves básicas del cultivo. Los estudiantes trabajaron con el Servicio de Recursos Naturales y Conservación para proveer a estudiantes de tercer año con algunos esquejes que pudiesen llevarse a casa para que sus padres plantaran. Con la idea de que el programa de cultivo fuese financieramente sustentable, los estudiantes llevaron productos y plantas que ellos habían cultivado al Mercado de Granjeros Berkeley Springs para venderlos.

Al programa en general no le faltaron algunos problemas. Por ejemplo, la instalación de los paneles solares no logró completar la necesidad energética del invernadero. La temperatura dentro del invernadero probó ser impredecible y por lo tanto tenía que ser monitoreada cuidadosamente a través de toda la temporada de cultivo. Muchas de las características del invernadero, tales como las mesas móviles, no fueron instaladas sino hasta el último invierno y sólo tuvieron una primavera para probar su viabilidad.

Como las mesas de cultivo incluían un sistema presurizado que requería transportar agua caliente en lo que relativamente puede ser una larga distancia, la capacidad de mantener calor saludable consistente a nivel de las raíces todavía está siendo determinada.

En general, el proyecto fue exitoso en demostrar lo que el aprendizaje de servicio puede proveer para escuelas y comunidades. Este proyecto de aprendizaje de servicio pudo haber sido tan simple como estudiantes de secundaria enseñando estudiantes más jóvenes óomo cultivar vegetales y flores en sus propios jardines escolares, o enseñarles a los estudiantes que los vegetales vienen de la tierra y no de los supermercados locales. El hecho de que este proyecto tenía la dimensión adicional de establecer una operación de un invernadero sostenible realmente amplió la comprensión de los estudiantes acerca de emprendimiento y mantenimiento de una operación de negocios exitosa.

Nuestro estado finalmente está apoyando el movimiento “desde la granja a la escuela”, sirviendo los productos de granjeros locales tales como tomates y pepinos de los invernaderos hidropónicos de Mock en todas las cafeterías escolares del condado. Nuestro invernadero hoy en día provee lechugas de especialidad y una variedad de brotes para la barra de ensaladas de nuestra cafetería. Los estudiantes tienen la posibilidad de elegir qué brotes ellos prefieren y se les entregan opciones saludables a partir de una variedad de vegetales. A los estudiantes también se les entrega el valor nutricional que están obteniendo cuando comen productos locales. Se espera que la información adicional que reciben los estudiantes a partir del programa empiece a educarlos en hábitos saludables de alimentación y muestre importantes mejoras en el bienestar general de nuestra comunidad escolar.

Modelando sustentabilidad en tu escuela y comunidad ¿Cómo puedes comenzar a modelar sustentabilidad por medio del aprendizaje de servicio STEM en tu propia comunidad? La respuesta a esta pregunta depende del tipo de comunidad en la cual vives. Si tu comunidad es pequeña, tu capacidad de asegurar un socio financiero puede estar limitada, y los recursos pueden ser escasos. Sin embargo, tu proyecto puede ser muy exitoso sin la necesidad de una gran inversión financiera. Las comunidades más grandes pueden tener el lujo de asegurar socios financieros (por ejemplo, Walmart o Lowe’s) por medio de premios o becas educacionales o auspicios.

De seguro, la mayoría de las comunidades tienen una necesidad inherente por servicio de algún tipo. Muchos proyectos de aprendizaje de servicio son iniciados en las escuelas locales como una forma de introducir el aprendizaje del mundo real, práctico y activo. Muchas escuelas requieren un cierto número de horas de servicio como parte de sus requerimientos para graduación de secundaria. En muchas instancias, los estudiantes pueden empezar a obtener estas horas de servicio en el octavo año. Una certeza es que los estudiantes son capaces, están dispuestos y muchas veces entusiasmados por servir. Ellos buscan tener experiencias de aprendizaje prácticas en contextos significativos.

Un lugar para comenzar proyectos de aprendizaje de servicio es en tu propia escuela, ya seas un estudiante en una universidad local o un empleado en una institución educacional. Muchas comunidades, dependiendo de su tamaño, tienen programas de reciclaje activos. A medida que los vertederos llegan a su capacidad en muchas regiones del país, numerosas áreas metropolitanas más grandes han adoptado por programas de reciclaje obligatorios. Otras comunidades de mediano tamaño hacen que el reciclaje sea más atractivo al ofrecer el recogerlo en la acera. En comunidades rurales,

el reciclaje todavía es voluntario y requiere transportar los reciclados a una locación fija. Los programas de reciclaje son relativamente fáciles de iniciar en muchas instituciones, incluyendo hospitales y escuelas. También es allí donde estos programas se necesitan más, debido a la población a la que ellos sirven.

La cantidad masiva de papel usado en instituciones educacionales hacen que el reciclaje sea una necesidad económica y ética. Además, las máquinas expendedoras generalmente venden botellas plásticas de agua, latas de bebida de aluminio o botellas de vidrio, todas ellas pueden y deben ser recicladas. Relativamente por muy poco dinero, los contenedores necesarios para recoger estos ítems pueden ser comprados y puestos en lugares convenientes. Los estudiantes pueden empezar por calcular la cantidad de papel que sus escuelas están usando en un año. Una vez que tienen este número en sus cabezas, pueden hacer comparaciones visuales sobre la cantidad de espacios que esto puede ocupar en un vertedero local. Después pueden ver cuántos árboles habrían sido consumidos para abastecer a la escuela de esta cantidad de papel. Además, puedes hacer que los estudiantes desarrollen una campaña de publicidad para educar a todo el cuerpo estudiantil sobre los méritos del reciclaje, lo cual es un gran proyecto para estudiantes de cualquier edad y puede ser fácilmente incorporado en todas las áreas del currículum.

Otra oportunidad para que las escuelas y comunidades modelen un vivir sustentable es por medio de movimientos estatales o locales “desde la granja a la escuela”. Comprar comida que ha sido cultivada localmente y productos que han sido hechos localmente es una forma fabulosa de demostrar a la comunidad sustentabilidad desde la perspectiva de la economía, ecología y buena salud. Los altos costos de transporte son uno de los engranajes que hacen girar esta rueda, pero tener conciencia de los beneficios de salud asociados a comer comida fresca, en oposición a comidas que han viajado por la mitad del mundo, es otro factor conductor importante. La comida fresca sabe mejor que los productos que ya tienen semanas. Además, tiene más sentido apoyar a negocios locales incluyendo granjeros, agricultores y artesanos. El buen sentido económico de poner nuestro dinero de vuelta en nuestra comunidad es casi obvio. Los mercados de granjeros se están convirtiendo en algo muy común en la mayoría de las comunidades. Crear una conexión entre los granjeros locales y los administradores de los servicios de comida es un primer paso para traer productos cultivados localmente a tu cafetería.

Muchos estados hoy apoyan el movimiento “desde la granja a la escuela” que trae comida fresca y saludable al recinto escolar. Parte de este movimiento es una respuesta al problema de obesidad del país, reflejado en el

hecho que más de un tercio de los niños y adolescentes tienen sobrepeso o son obesos (Centers for Disease Control And Prevention, 2012). La comida saludable en las cafeterías ha demostrado producir mejoras importantes en los logros y el comportamiento de los estudiantes. Desarrollar un proyecto de aprendizaje de servicio alrededor del cultivo de comida es relativamente fácil para la mayoría de los educadores. En las granjas escolares ya son algo común como herramientas educacionales para enseñar a los estudiantes acerca de plantas nativas, especies invasivas y cebos para la vida silvestre. ¿Por qué no desarrollar granjas para enseñarle a los estudiantes como cultivar su propia comida, una habilidad importante en un mundo que pronto se verá ante el desafío de alimentar a 9 billones de personas en el 2050?

Los estudiantes se desarrollan enormemente en estas habilidades, y el fruto de su trabajo puede ser usado en muchas partes del currículum en todos los cursos. Los estudiantes pueden cultivar brotes para la barra de ensaladas.

Algunos colegios han diseñado paisajes comestibles, en oposición a plantas ornamentales, para contribuir a la comida fresca que se ofrecen la cafetería.

Se pueden establecer jardineras sobre el piso para demostrar cómo las temporadas se extienden en regiones más frías del país. Hierbas y vegetales se pueden convertir en parte del programa de ciencia de la familia y el consumo.

Enseñar a los estudiantes cómo secar hierbas y preservar comidas es una habilidad perdida que puede ser revivida en las escuelas por medio de agencias de extensión de agricultura.

Los sistemas de entrega de comida son vitales para asegurar el acceso a ella y pueden ser demostrados por medio de proyectos de aprendizaje de servicio. Los estudiantes también pueden involucrarse en preparar y distribuir comida en sus cocinas de beneficencia local. Otra oportunidad genial de aprendizaje de servicio es a través de los mercados de granjeros locales de la comunidad. Muchos de estos mercados tienen puestos de cooperativas que permiten que pequeños agricultores o agricultores de temporada compartan un espacio en el mercado, una situación ideal para los estudiantes agricultores que quizás no tengan la posibilidad de pagar el costo total de un puesto propio. Los programas de cultivo aumentan el aprendizaje STEM en las ciencias biológicas y de agricultura, pero también requieren habilidades de matemática, ingeniería y tecnología para poder ejecutar un plan de negocios, el desarrollo de estrategias de mercadeo y habilidades de emprendimiento que son vitales para hacer que cualquier pequeño negocio sea exitoso. Las escuelas pueden demostrar sustentabilidad al hacer que estos programas generen suficientes ganancias para empezar el mismo programa exitoso en años subsecuentes con nuevos grupos de estudiantes.

La disponibilidad y el costo de energía es otra área de preocupación para la mayoría de las comunidades. A medida que las locaciones de las

comunidades buscan formas de abaratar costos de energía, nuevas tecnologías más verdes ofrecen una variedad de soluciones. Las escuelas son instituciones perfectas para modelar cómo nuevas tecnologías de energía pueden ahorrar dinero y sirven como herramientas de aprendizaje importantes para incorporar matemática, ciencia e ingeniería dentro del currículum. Los estudiantes pueden ser testigos de primera fuente de las ganancias económicas que se logran al reunir energía directamente a partir del sol o indirectamente por medio de la energía del viento. Los estudiantes pueden llevar a cabo auditorías de energía en sus escuelas y buscar formas para conservar energía e incorporar nuevas tecnologías para abordar los costos energéticos actuales.

Los estudiantes pueden después calcular los ahorros tanto en kilowatts-hora (Kw/h) como en dólares si se toman ciertas medidas de conservación de energía. Ahorros significativos pueden ser generados en todo el distrito al simplemente educar al profesorado a apagar las luces de sus salones cuando se van. Los ahorros también pueden demostrarse al calcular lo que se puede ahorrar simplemente por el reemplazo de luminaria fluorescente e incandescente. Los estudiantes pueden organizar competencias entre escuelas para ver cuál de ellas logra bajar más su consumo de energía relativo.

Considerando que muchos de estos proyectos pueden requerir una inversión inicial, los estudiantes pueden argumentar acerca de la ventaja a largo plazo de incorporar nuevas tecnologías de energía alternativa dentro de sistemas que sólo aumentarán a largo plazo. A medida que los recursos tradicionales se van acabando, estas fuentes de energía alternativa se vuelven cada vez más esenciales para abordar los asuntos de sistemas sustentables. Las posibilidades de incorporar el aprendizaje STEM por medio del desarrollo de proyectos de energía son infinitas.

Cada una de estas preocupaciones pueden ser usadas para modelar sustentabilidad en nuestros salones STEM. Los estudiantes se vuelven participantes activos en hacer que los campus escolares sean más verdes.

Asuntos y problemas del mundo real se vuelven el combustible para soluciones realistas allí donde vivimos. Los estudiantes se conectan con sus pares para crear soluciones a estos asuntos únicos que enfrentan en su propia escuela. Esto, finalmente, lleva a soluciones innovadoras a problemas del mundo real que pueden existir en las casas de cada uno de estos estudiantes.

Los estudiantes educan a sus padres a vivir de forma más sustentable. El habitar de manera sustentable se vuelve entonces una forma de vida para las familias individuales y eventualmente para las comunidades como un todo. La mentalidad de una comunidad es clave para modelar la sustentabilidad por medio del aprendizaje de servicio STEM. Los cambios se llevan a cabo lentamente; por lo tanto, uno debe tener paciencia y estar dispuesto a participar en la evolución de crear comunidades

sustentables. Tus estudiantes son los ciudadanos futuros de tu comunidad.

Mientras más puedas involucrar a los estudiantes en sus comunidades desde la juventud, mayor es la probabilidad de que pongan su energía juvenil en un uso productivo y empiecen a pensar respuestas creativas a los desafíos de desarrollar comunidades sustentables allí donde viven.

Conclusión El aprendizaje de servicio por medio de la educación STEM y con un enfoque en la sustentabilidad puede ser implementado exitosamente en el currículum escolar a cualquier nivel y a través de todas las disciplinas. El aprendizaje de servicio por medio de la educación STEM permite a un educador incorporar currículum significativo en programas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática. El aprendizaje de servicio provee una forma para que los estudiantes acumulen las horas de servicio en comunidad que son obligatorias para su graduación o simplemente introduce a los estudiantes la satisfacción que da el participar de proyectos de servicio. Agregarle a esto un enfoque STEM provee a los profesores con herramientas para empoderar a los jóvenes a que se vuelvan más interesados y más capaces en áreas que llevan hacia caminos educacionales en grados y profesiones STEM. Además, estas habilidades y conocimiento extra pueden proveer a los estudiantes con nuevas formas de ver su mundo, así estimulan formas más sustentables de acercarse a los problemas y asuntos que enfrentan y enfrentarán en el futuro. Los proyectos de aprendizaje de servicio STEM pueden ser incorporados en el currículo K-12 en cualquier año y a través de todas las materias. A través del aprendizaje de servicio STEM, los estudiantes se empoderan para convertirse en ciudadanos económica y ambientalmente capacitados en sus comunidades.

Los estudiantes involucrados en aprendizaje integrado del mundo real y activo, aprenden a usar el pensamiento crítico y habilidades de resolución de problemas –habilidades del siglo XXI que son urgentemente necesarias en el desarrollo de una fuerza de trabajo productiva.

Además, incorporar proyectos de aprendizaje de servicio dentro del currículum K-12 requiere pocos recursos. La mayoría de los proyectos necesita poco o ningún financiamiento y están establecidos por medio del desarrollo de apoyo de las comunidades a través de muchas de las agencias y oficinas del distrito involucradas en la extensión educacional. Un punto de inicio para cualquier proyecto de aprendizaje de servicio es encuestar sobre las necesidades de tu comunidad. ¿Qué problemas económicos o ambientales enfrenta tu comunidad? ¿A qué posibles interesados les gustaría ver estos asuntos resueltos? ¿Qué rol pueden jugar los estudiantes en el proveer ideas y

soluciones a estos problemas? Con un poco de esfuerzo, el aprendizaje de servicio puede jugar un rol importante en la educación de todos los niños.

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Financiamiento

●

Junta de Consejo de http://www.statefarmyab.com/

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State

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Capítulo 15

LA INVESTIGACIÓN ECOLÓGICA EN TERRENO ACERCANDO A LOS ESTUDIANTES Y LA NATURALEZA Dave Oberbillig

Introducción Muchos de nosotros crecimos en una época en que las experiencias en terreno eran tan regulares como un día en la escuela. Pasar tiempo fuera era, o el paso natural después de que se terminaba el día de escuela, o era una orden de nuestros padres para sacarnos de la casa. Mientras que los canales de televisión daban una distracción bajo techo a la exploración y la diversión que se podía tener afuera, ofrecían opciones limitadas: tres canales comerciales y la televisión pública. El resultado era abundante caminar, descubrir, imaginar y jugar creativamente de forma independiente en el país de maravillas que era el mundo natural. Construir fuertes en los árboles, vadear arroyos, atrapar ranas y serpientes y reunir a los niños del vecindario para jugar afuera en jornadas que se extendían hasta la noche eran parte de la rutina. Eso era entonces. La experiencia para la juventud de hoy, especialmente aquellos que viven en paisajes urbanos y suburbanos, es marcadamente diferente. Las vidas de los niños están mucho más estructuradas, con programas después de la escuela que proveen supervisión para los niños que tienen padres trabajando, clubes y escuelas de deporte para el ejercicio y la socialización y mucho menos tiempo no estructurado afuera —todo para satisfacer las mentes de los padres que temen crímenes contra sus niños. Además de todo esto, los niños no tienen acceso fácil a paisajes no urbanizados que permitan la exploración a través del lente de su propia imaginación.

El típico día de escuela –y por lo mismo la experiencia de educación STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemática)– provee a los estudiantes un ambiente estructurado dentro de las cuatro murallas de un edificio escolar. Los estudiantes aprenden la rutina de las prácticas escolares estándar, moviéndose de un cuarto al otro siguiendo una agenda diaria, sentados en filas organizadas para la instrucción Para la mayoría de los colegios, el mundo más allá de las murallas del edificio escolar no es parte del día regular de escuela. Existe una división estricta entre la escuela (adentro) y

el resto del mundo (afuera). Debido a la falta general de tiempo afuera y a la falta de énfasis en el terreno en la educación formal, los estudiantes no están familiarizados con sus alrededores naturales. Cuando se les pide a los estudiantes de secundaria nombrar las áreas de juegos y parques, plantas nativas, aves comunes, o especies migratorias locales la mayoría de ellos tiene dificultades para obtener estas respuestas. Muy pocos han mirado insectos bajo una lupa o a pájaros por medio de binoculares. Incluso dentro de los ambientes escolares más humildes, existen plantas alrededor de los cimientos de los edificios, las hormigas encuentran grietas en el pavimento, aves locales buscan semillas o insectos y la vida está interactuando en una variedad de formas que esperan ser descubiertas por mentes curiosas.

Aunque el conocimiento de la historia natural local y de ecología fundamental son críticas para el desarrollo del niño, una preocupación igualmente importante es que los estudiantes entiendan que los principios ecológicos también nos informan acerca del acceso a comida saludable, consideraciones sobre elecciones de comida saludable y seguridad del alimento. Si no contamos la respuesta “de la tienda”, la mayoría de los estudiantes no tiene idea de dónde viene su comida, menos aún como la producción de comida está vinculada a los ciclos y principios de la naturaleza.

A medida que avanzamos hacia el siglo XXI con una población global que se acerca a los 9 billones y la incertidumbre acerca de la producción de cosechas debido al cambio climático, el acceso a la comida para muchos en el mundo se convertirá en un asunto crítico. La combinación de limitaciones ecológicas y económicas requerirá que las generaciones futuras busquen soluciones ecológicas a los problemas de comida. El desarrollo de agricultura local por medio del uso de siembras de alimentos adaptados localmente, desarrollando sistemas de riego, cosecha y almacenamiento de alimento innovadores adaptados al uso en una variedad de ecosistemas alrededor del mundo, y desarrollar sistemas de transporte de comida que sean eficientes y bajos en energía será necesario para distribuir el alimento de forma equitativa incluso a las personas más pobres en el planeta (Godfray et al., 2010). Para las generaciones futuras, el desarrollo de tecnologías y mercados creativos para abordar los asuntos sobre seguridad alimentaria requiere una aguda comprensión de los principios ecológicos que yacen en la base del producir comida abundante y saludable.

A medida que la población de Estados Unidos y el mundo continúan creciendo y se vuelca hacia la vida urbana, cada vez menos estudiantes experimentarán de forma directa la vida en la granja o el jugar sin estructuras en las áreas naturales locales. ¿Qué pierde nuestra juventud al substituir experiencias en terreno, libres de responsabilidades y abundantes en tiempo utilizado, por acceder las cantidades enormes de información y

entretenimiento disponible a través de los medios digitales? Pierden las experiencias en terreno que elegían su comprensión futura de las conexiones necesarias entre la gente y la tierra, tanto psicológica como espiritualmente.

Pierden perspectiva acerca de qué tan conectados estamos todos a un mundo que es biológicamente diverso e interesante, a veces peligroso, y generalmente asombroso. Sin saberlo, sus mundos se ven disminuidos. De hecho, para muchos de nuestros jóvenes, el mundo natural ha sido empujado a un reino que provoca sospecha y miedo, alienándolos más de una comprensión y apreciación real de él. Las tendencias en las formas en que los niños usan su tiempo no sugieren que exista un arreglo fácil a esta situación, pero en las escuelas tienen la oportunidad de proveer experiencias en terreno sustanciales mientras promueven resultados académicos y actitudes positivas acerca de la escuela, la comunidad y la naturaleza. Esta forma de educación holística puede suceder con la instrucción paciente de profesores que entienden que un niño completo es aquel que no sólo entiende el contenido y los conceptos de las disciplinas académicas, pero también lo hace al experimentar la conexión de esos conceptos con el mundo de la naturaleza más allá de los muros del salón de clases.

Dado que hoy en día los recintos escolares son parte de redes cada vez más grandes, entregándole a los estudiantes un acceso increíble acerca del mundo, ¿qué posible ventaja se puede ganar al pedirle a los estudiantes que se preparen para una aventura y experiencia en terreno en el patio del colegio o en el parque local para aprender sobre ciencia (y más) por medio de la experiencia directa? Las ventajas van desde expandir la conciencia de los estudiantes acerca de su escuela y su vecindario hasta obtener experiencia con los procesos de investigación científica, utilizando observación y experimentación, para aprender conceptos fundamentales de ecología, biología y ciencias de la tierra. El prospecto de aire fresco y los estímulos nuevos que los cambios estacionales traen le dan un valor agregado a la experiencia. A pesar de las limitaciones aparentes a la participación de la infancia en actividades al aire libre e investigación en terreno relacionada con la escuela, las posibilidades de investigaciones basadas en estándares en terreno son tan ilimitadas como las que se pueden dar en cualquier laboratorio. Con una combinación de creatividad, adaptación a los alrededores y planificación cuidadosa, el compromiso de los estudiantes con el mundo natural puede funcionar en casi cualquier escenario. Los beneficios justifican el esfuerzo de establecer investigación ecológica en terreno de manera regular; la investigación demuestra un aumento en los logros académicos de los estudiantes, reducción del ausentismo y mejor comportamiento de los estudiantes (Lieberman & Hoody, 1998).

Finalmente, la educación ecológica es crítica para todos los estudiantes y la preocupación de todos los ciudadanos. Nos guste o no, o lo entendamos o no, estamos atados de forma indisoluble con el mundo natural.

Por lo tanto, nuestra salud y bienestar están también vinculados al mundo natural. Cuando les damos a los estudiantes experiencias relevantes, en terreno y basadas en ciencia, ellos empiezan a entender las importantes conexiones entre ellos y un medio ambiente saludable, y desarrollan la capacidad de tomar decisiones informadas en cuanto al medio ambiente, sin importar lo que traiga su futuro. La creciente población global continuará poniendo presión sobre los recursos naturales y la salud de los sistemas ecológicos que nos mantienen. Los problemas que se desarrollan local, regional y globalmente en torno a la salud medioambiental siempre requerirán mentes brillantes educadas que generen soluciones ecológicamente apropiadas. Una presentación del sinnúmero de problemas que la degradación ambiental provocada por el hombre ha creado, no está dentro del objetivo de este trabajo, excepto sólo para decir que cada problema, para ser resuelto apropiadamente, requiere una ciudadanía informada –y un problema resuelto apropiadamente es aquel que se da conforme a las reglas impuestas por la naturaleza y libera a las generaciones futuras de tener que invertir tiempo, energía y dinero corrigiendo los errores de aquellos que no saben los principios ecológicos fundamentales para guiar una sustentabilidad ambiental y económica.

Trasfondo En El último niño en los bosques: salvar a nuestros niños del trastorno por déficit de naturaleza (Last Child in the Woods: Saving Our Children from Nature Deficit Disorder), Richard Louv (2008, p. 226) declara, “un movimiento de educación basado en el medio ambiente –en todos los niveles de educación –ayudará a los estudiantes a darse cuenta que la escuela no debe ser una forma educada de encarcelación, sino un portal a un mundo más amplio”. David Orr hace eco de este sentimiento en La tierra en mente (Earth in Mind 1991) cuando escribe que toda educación debiese ser educación medioambiental. Muchos estudiantes de K-12 tienen una comprensión limitada de cómo la naturaleza funciona debido a una exposición limitada al mundo natural y una falta de guías acerca de cómo los componentes de la naturaleza calzan unos con otros. Nuestro sistema educacional actual simplemente no he hecho un compromiso con vincular a los estudiantes con la naturaleza. El resumen de investigación que sigue no es totalmente acerca de atributos educacionales de las experiencias en terreno para la juventud, sino apunta hacia un fenómeno cultural que devalúa el tiempo que se pasa con la

naturaleza y así contribuye a una falta de preocupación y compromiso por desarrollar actividades académicas en contextos naturales dentro de los límites de la jornada escolar. Sin embargo, investigación adicional expuesta aquí documenta los logros y las ganancias efectivas que obtienen los estudiantes que han sido provistos con oportunidades académicas en escenarios al aire libre.

Tendencias decrecientes en el tiempo que se pasa en experiencias al aire libre para niños y en el paisaje disponible para dichas experiencias ha sido documentada en extenso (Clements, 2004; Hofferth, 2009). De acuerdo al Reporte para Conectar a la Juventud Estadounidense con la Naturaleza (The Nature Conservancy, 2011), casi un 90% de los adolescentes estadounidenses pasan parte su tiempo en línea todos los días, y un 69% del mismo grupo juegan videojuegos. Una encuesta de 2010 de la Fundación Kaiser Family (Rideout, Foehr & Roberts, 2010) encontró que los niños de edades entre ocho a 10 años pasan, en promedio, 7 horas y 38 minutos cada día participando de medios de entretención (más de 53 horas por semana). Los investigadores estaban impresionados de que la cantidad de tiempo “enchufados” había aumentado casi en cuatro horas desde el 2006. Aunque puede indicarse que escuchar música digital puede hacerse también al aire libre, el reporte de Nature Conservancy (2011) también indicaba que menos de un 40% de los adolescentes participaba en actividades al aire libre típicas cada semana, incluyendo actividades en aire libre tan comunes como visitar un parque local. Claramente ha habido un cambio radical que se aleja del tiempo que se pasa en la naturaleza en stos últimos 50 años. La gratificación instantánea del entretenimiento digital puede abrumar las atracciones más útiles que se encuentran al aire libre, pero la investigación sugiere que cuando se les dan más oportunidades para disfrutar el aire libre, los adolescentes serán más capaces de valorar la naturaleza y vincularse con ella en su futuro (Connecting America’s Youth, 2011).

Esto no quiere decir que todos los niños se han alejado completamente de las experiencias al aire libre. Durante los últimos 20 años, la participación en deportes juveniles organizados ha aumentado drásticamente. Los deportes al aire libre tales como el baseball, softball, fútbol, tenis, atletismo y fútbol americano logran hacer participar a nuestra juventud, pero el enfoque es claramente diferente que el pasar tiempo en la naturaleza. ¿Por qué ha ocurrido este cambio? No parece demasiado el razonar que los cambios en la estructura socioeconómica relacionados con el ser padres en Estados Unidos ha reducido el tiempo disponible de los padres para pasar con sus hijos al aire libre en momentos estructurados. Entre 1975 y el 2009, la presencia en la fuerza de trabajo de madres con niños bajo la edad de 18 años ha aumentado desde 47.4% a 71.6% (Bianchi, 2011). El tiempo

que se podría haber pasado al aire libre con los niños se ha convertido en tiempo de trabajo, y los niños han caído en la supervisión ya lista del juego organizado. Una preocupación final acerca del movimiento hacia actividades atléticas organizadas es que la demanda de campos de juego ha aumentado, reduciendo espacios abiertos que apoyen medio ambientes importantes para el juego sin estructura y la exploración.

Una práctica estructurada o competencia dirigida a desarrollar los detalles de un juego es una actividad cognitiva claramente diferente ya sea de la exploración no estructurada de un rincón oculto de un parque o la observación detallada de grupos de insectos durante los brotes de primavera.

Sin duda, los niños tienen el potencial de obtener grandes beneficios a partir de los aspectos de socialización de los deportes de equipo: aprender sobre colaboración y cooperación, tomar riesgos y como controlar las emociones a través de los altos y bajos de perder y ganar. Los beneficios adicionales de desarrollar habilidades que duren toda la vida y que puedan promover una actitud de salud física entregan más apoyo a los deportes de equipo. Las experiencias en la naturaleza añaden otra dimensión importante a este tiempo al aire libre. Como lo plantea Kellert (2005, p. 83) “jugar en la naturaleza, particularmente durante ese periodo crítico que es la niñez media, parece ser un tiempo especialmente importante para desarrollar las capacidades de creatividad, resolución de problemas y desarrollo emocional e intelectual”. La capacidad de creatividad y resolución de problemas coinciden con las ideas actuales acerca de las habilidades importantes que son necesarias para la supervivencia en la fuerza de trabajo del siglo XXI. Ya que la naturaleza constantemente presenta ambientes y situaciones novedosas, el desarrollo intelectual por medio de experiencias al aire libre tiene sentido. Resolver problemas acerca de cómo leer paisajes, cómo cruzar arroyos y comprender el lenguaje de las huellas de animales requiere atención y tomar decisiones.

Trabajar independientemente o con otros en estas tareas provee una medida de autoconfianza para un niño que se dirige hacia la adultez.

Los adultos apoyan las experiencias en la naturaleza en general, pero los adultos están preocupados acerca de la seguridad de los niños en lugares silvestres, especialmente áreas descritas como bosques, arroyos y lagunas o campos abiertos y colinas (Fraser, Heimlich & Yocco, 2010). No es una sorpresa que áreas tales como éstas constituyen la mayoría de lo que llamaríamos áreas naturales y se asocien de manera involuntaria a peligros, que han sido acentuadas con cómo los medios cubren de forma exaltada los crímenes contra los niños y sus accidentes. Estas preocupaciones limitan los deseos de los adultos para permitir que los niños participen de juegos no supervisados y exploración libre, incluso si los adultos tuvieron estas experiencias cuando ellos eran niños.

Muchos otros factores trabajan en contra de las oportunidades para que los niños en edad escolar aprendan en laboratorios al aire libre. Presiones acerca de los resultados académicos de los estudiantes en pruebas estandarizadas a nivel estatal y nacional cambian el foco hacia el tiempo dedicado a matemática y a la práctica de lectura. Declaraciones de que los estudiantes pierden mucho de lo que han aprendido el año anterior durante las largas vacaciones del verano han llevado a la recomendación de aumentar tanto la extensión del año escolar y de la jornada escolar.

Aunque la investigación presentada más arriba apunta hacia un descenso del contacto entre la juventud con el mundo de la naturaleza y el aire libre, no nos informa acerca de porqué la educación ecológica al aire libre debiese ser una parte dedicada de la experiencia formal de educación. Puede argumentarse que las escuelas son el núcleo de cada comunidad y ambas reflejan y guían los valores de esas comunidades. También queda claro que los padres apoyan la interacción de los niños con paisajes naturales, pero tienen preocupaciones acerca de su seguridad. Después de más de una docena de años guiando estudiantes en salidas de campo al Parque Nacional Yellowstone, puedo confirmar las preocupaciones de los padres acerca de la seguridad, incluso en un viaje a un parque nacional que está diseñado para turistas y tiene una reputación de hacer un trabajo enorme en proteger a sus visitantes. Incluso con reuniones de padres informales pero obligatorias, muchos padres necesitan que se les aseguré que sus hijos volverán a casa a salvo. Los terrenos de la escuela y los parques cercanos típicamente tienen mucho menos potencial de incidentes y accidentes de los que tiene un lugar como Yellowstone, y la investigación ha demostrado que, con planificación cuidadosa, los beneficios para el aprendizaje y el bienestar de los estudiantes nos lleva a incorporar investigaciones al aire libre como parte del programa escolar.

Uno de los desafíos más grandes para los profesores es estimular de forma efectiva y regularmente el intelecto y las emociones de nuestros estudiantes. Las experiencias al aire libre regulares interrumpen la rutina de la escuela al motivar a los estudiantes en ambientes nuevos para ellos. Incluso la misma área al aire libre parece única cuando es visitada en diferentes épocas del año. Mientras un buen profesor reordena sus clases para guiar a los estudiantes a nuevas formas de pensar, las temporadas de la naturaleza hacen esto regularmente y sin ningún esfuerzo requerido por los educadores.

Obtener más acceso a la naturaleza tiene un impacto positivo en los resultados académicos de los estudiantes. Wells y Evans (2003) revelaron que el funcionamiento cognitivo de niños en ambientes urbanos pobres mejoraba cuando se mudaban más cerca de áreas urbanas con un mayor acceso a ambientes naturales. Su investigación provee mayor apoyo al impacto

positivo de la naturaleza en las funciones mentales y demuestra que, especialmente en ambientes urbanos, una conexión con la naturaleza da resultados positivos importantes tanto nivel físico como mental.

Experiencias al aire libre dedicadas solidifican conceptos ecológicos al proveer un contexto local sobre el cual poner a prueba las ideas. Con suficiente exposición a los elementos del ambiente local, los estudiantes empiezan a generar un mapa de su medio ambiente y a entender los beneficios ecológicos y socioeconómicos del mundo natural que los rodea. Ellos se vuelven más conectados íntimamente con el paisaje local. El beneficio adicional de un programa al aire libre dedicado es el aumento en los logros de los estudiantes en todas las materias académicas, una mejor asistencia, más entusiasmo para aprender y menos problemas de comportamiento (Lieberman & Hoody, 1998; Barros et al., 2009).

Hacer espacio para educación al aire libre dedicada en la entrega típica de la educación formal K-12 no es una tarea fácil, especialmente en esta época de pruebas de alto valor. Esto no se debe a que la educación al aire libre esté recién llegando a la educación formal o sea un experimento nuevo. El movimiento progresivo de John Dewey hacia finales de 1800 y en los primeros años de los 1900, que es ejemplificado por las escuelas laboratorio en la University of Chicago, experimentaron con aprendizaje de experiencia en laboratorios que exportaron esas ideas a escuelas-granjas. Unas pocas escuelas han hecho esta transición (Lieberman & Hoody, 1998) y han demostrado los beneficios educacionales holísticos a sus estudiantes, pero todavía hay mucha resistencia a llevar a los estudiantes más allá de los confines de la sala de clases. Puede que finalmente se requiera un liderazgo significativo a nivel federal y estatal para convencer a los educadores y al público de los beneficios de sacar a los estudiantes afuera. La evidencia provee un sólido apoyo para hacerlo, y los educadores y científicos que entiende los beneficios de un contacto regular con la naturaleza deben continuar promoviendo esta valiosa idea.

Un marco para la educación en ciencia escolar (A Framework for K– 12 Science Education, National Research Council, 2012), la base para los Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (Next Generation Science Standards, 2003), presentan cambios significativos a nuestro acercamiento para enseñar ciencia a nivel K-12 por sobre los originales Estándares Nacionales de Ciencia (National Science Standards) desarrollados a mediados de los 90. Organizados alrededor de prácticas de ciencia e ingeniería, conceptos transversales e ideas disciplinares centrales, este marco de referencia ayuda los estudiantes y profesores organizar el conocimiento de ciencia e ingeniería de una manera más sistemática. Ya que en las mejores explicaciones actuales acerca de la ciencia de la vida, ciencia física y ciencias

de la tierra están integradas alrededor de conceptos transversales (patrones; causa y efecto; escala, proporción, y cantidad; sistemas y modelos de sistemas; energía y materia: flujos, ciclos y conservación; estructura y función; y estabilidad y cambio), los estudiantes son más capaces de organizar un sinnúmero de datos y conceptos de ciencia alrededor de relativamente pocas ideas centrales. Las investigaciones en terreno ecológicas se prestan bien para ayudar a los estudiantes a entender mejor conceptos centrales de estas tres disciplinas científicas, pues los conceptos transversales son fácilmente observables en la naturaleza. Las observaciones de adaptaciones de plantas y animales para demostrar el concepto transversal de estructura y función son un ejemplo. Estas observaciones también se prestan para integrar diseño en ingeniería al tomar los diseños que han sido probados por el tiempo en la naturaleza para trasladarlos a sistemas humanos. El concepto de aplicar las soluciones de la naturaleza a nuestros problemas de diseño ha sido muy desarrollado por medio de la biomimética (Benyus, 1997). El flujo de energía en los ecosistemas puede ser usado para demostrar el concepto transversal de energía y materia: flujos, ciclos y conservación. Las observaciones de fenómenos naturales afuera del salón de clases pueden fácilmente incorporar los siete conceptos transversales. Aún más importante, al revelar estos conceptos a los estudiantes en los contextos del mundo que ven afuera del salón de clases, invariablemente se conectarán de forma más directa con el paisaje local. Lo que se les presenta a ellos acerca del mundo en el que viven se quedará en ellos de una manera en que las experiencias en la sala de clases raramente pueden lograr.

La larga tradición de la educación basada en el salón de clases está fijada profundamente en la psiquis de muchos educadores y administradores.

El tiempo en aire libre representa recreos o un receso del aprendizaje, y las herramientas para el aprendizaje – cálculo, experimentos de laboratorio, pizarras inteligentes y presentaciones de PowerPoint se encuentran adentro.

La realidad es que las tecnologías sofisticadas han sido desarrolladas para explorar el mundo natural, y los estudiantes pueden participar de estas tecnologías en muchos aspectos de la exploración al aire libre. Desde termómetros simples a más complejos captadores de datos, Sistemas de Posicionamiento Global portátiles (GPS), Sistemas de Información Geográfica (GIS), telescopios y aplicaciones para computadores portátiles, los estudiantes pueden explorar la tecnología y usarla para entender aún más las relaciones ecológicas. Los datos recopilados afuera pueden ser procesados más profundamente una vez dentro del colegio para que los estudiantes aprendan acerca de programas diseñados para el análisis estadístico y la modelación. Conectarse con fuentes de datos en línea tales como estaciones

de monitoreo, cámaras web y satélites incorpora otras tecnologías potenciales que los estudiantes pueden usar para investigar parámetros medioambientales.

En marzo del 2009, miembros del equipo del jardín de la Casa Blanca y Sam Kass, el chef de la Casa Blanca, abrieron espacio para un jardín de vegetales de la Casa Blanca, un proyecto inspirado por la Primera Dama Michelle Obama, y ya a mediados de junio cerca de 200 libras de vegetales orgánicos y saludables ya han sido cosechadas. La Primera Dama estableció el jardín como una forma de promover comida saludable para la juventud y la jardinería como una actividad activa y productiva como parte de su iniciativa “Let’s Move!” (2010) para llamar la atención sobre el problema de la obesidad infantil. Un jardín escolar bien planificado representa una tremenda oportunidad como un primer paso hacia estar al aire libre. Mientras los jardines escolares crean un espacio para que los estudiantes participen activamente en el aprendizaje acerca de los alimentos y la nutrición, éstos también presentan oportunidades para considerar el clima, los ciclos de agua, los insectos polinizadores, los ciclos de vida de las plantas y la biología de las plantas, la genética y reproducción, como también son una oportunidad para otras posibilidades en otras áreas de contenido.

Un jardín de vegetales puede ser una gran idea cuando tienes un equipo de jardineros como la Casa Blanca para quitar las malezas y regar, pero ¿cómo puede funcionar esto en un ambiente urbano donde el espacio abierto es un bien escaso? Stephen Ritz desarrolló un programa de jardines de vegetales conocido como el Bronx Green Machine. Éste programa se deshizo completamente del mito de que los jardines para escuelas urbanas no eran posibles. Empezando en el 2012, Ritz expandió su idea de ayudar a estudiantes urbanos a hacerse más comprometidos a nivel académico y de la comunidad al cambiarse a la Renaissance Charter High School para la Innovación en el Harlem. Allí él promovió una actitud de “si se puede” entre sus estudiantes al motivarlos para que construyeran jardines verticales en una variedad de lugares alrededor del Bronx, donde pudiesen cultivar y cosechar vegetales para que fuesen vendidos en mercados locales y entregados a quienes más los necesiten (Trangle, 2012). Al producir comida saludable, sus estudiantes aprendieron ciencia y matemática, mercadeo y un espectro de habilidades del siglo XXI que no pueden ser entregadas a través de una experiencia en salón de clases solamente. Los espacios al aire libre en el Bronx son principalmente concreto, ladrillo y asfalto, pero los jardines conectan a los estudiantes con la naturaleza por medio de su atención a los ciclos naturales involucrados en el proceso de cultivo y producción de comida saludable.

Stephen Ritz vio una oportunidad para involucrar académicamente a sus estudiantes más allá de las cuatro paredes de una sala de clases y, al hacer

esto, ha previsto una experiencia educacional única, relevante y desafiante para ellos. No cabe duda de que tuvo que trabajar muy duro para superar los desafíos a lo largo del camino para hacer de este programa una realidad, pero los resultados hablan por sí mismos. El compromiso de los estudiantes en áreas de crecimiento académico es lo que todos buscamos. Si no aprovechamos las posibilidades para hacerlo al aire libre y en nuestra comunidad, estamos menospreciando el valor de nuestros estudiantes. La Bronx Green Machine que desarrolló Stephen Ritz es quizás única a la situación particular en la ciudad de Nueva York, pero cada escuela está rodeada de naturaleza relevante, y debemos de ser inteligentes y creativos para reconocerla y hacer uso de ella. Hay un sinnúmero de ejemplos de profesores haciendo este tipo de trabajos alrededor del país. Mi situación es única. Yo vivo en Montana, uno de los estados más bellos e inexplorados de la nación. Para mí, incluso en el centro de Missoula, hay áreas naturales lo suficientemente cerca para acceder a ellasen una pequeña caminata desde la escuela. Sin embargo, para proveer la mejor experiencia posible para mis estudiantes, una que ellos nunca olvidarán, he diseñado a lo largo de varios años, una inmersión única en una de las áreas naturales más increíbles de nuestro país, el Parque Nacional Yellowstone. Comparto con ustedes esta experiencia a continuación.

Mejor práctica El mes de mayo en Montana es una época del año espléndida. Mientras el clima puede ser un poco impredecible y atraparnos con la guardia baja con un día de frío y nieve o cambiar abruptamente con una tormenta eléctrica con viento y lluvia, hay también días reales de primavera con calor y un brillante sol. También empiezan a aparecer los verdes: el pasto en las colinas salpicado de flores silvestres y el verde crudo de esas hojas que están recién surgiendo en los arbustos de las laderas y en los álamos en las orillas de los ríos. Mayo es también el momento en que mi clase avanzada de biología viaja al Parque Nacional Yellowstone, mi lugar favorito en todo el planeta. Este ritual de primavera es uno de los puntos altos del año, uno que los estudiantes esperan con ansias y el cual me siento muy afortunado de poder guiar.

Nuestra planificación empieza temprano en enero cuando decidimos las fechas del viaje. Típicamente, vamos por un fin de semana a mediados de mayo –lo más avanzado en el año escolar que podamos para evitar la semana previa a los exámenes finales. La fecha a mediados de mayo garantiza que la mayoría de los lugares de campamento en el parque estarán abiertas, que tendremos una mejor posibilidad de evitar la nieve (¡nunca está garantizado!)

Y que los alces y bisontes están ya abajo en los valles para la temporada de

parir. La presencia de herbívoros en los valles significa que es la temporada punta para ver a osos y lobos. No solo eso, el parque está repleto con fanáticos de los depredadores –esas personas que siguen a los grandes carnívoros alrededor del parque. Esta comunidad informada de expertos puede proveer a mis estudiantes de conocimiento íntimo de los animales, algo que yo no siempre puedo. Nunca me canso de esta experiencia. Puedo compartir con mis estudiantes un lugar que es conocido como el “Serengueti de Norteamérica”, dándoles a muchos de ellos su primera experiencia de campamento y caminatas, como también una lección muy amplia sobre ecología y geología.

Dos semanas antes del viaje organizo una reunión para padres obligatoria. En esta reunión a los padres se les exige que firmen todos los formularios de la salida de campo y un formulario adicional garantizando que entienden los peligros inherentes de viajar, caminar y acampar en los terrenos de Yellowstone. Una vez que entienden las reglas del juego, repasamos cuidadosamente la lista de equipo esencial para acampar, el itinerario del viaje (incluyendo las comidas), los padres que conducirán y los chaperones y las precauciones de emergencia. Típicamente 12-15 estudiantes y 2-4 padres realizan el viaje. Esto nos permite usar los vehículos de los padres para hacer el viaje y repartir a todos los estudiantes y todo el equipo necesario fácilmente entre cuatro a cinco vehículos.

El viaje dura cuatro días y tres noches desde el viernes hasta un lunes.

Parte de la diversión es comprar la comida el jueves por la noche antes de que nos vayamos. Llevo conmigo a tres o cuatro estudiantes, y hacemos rondas para abastecernos con comida suficiente para cuatro días para adolescentes hambrientos. Ya que se requiere una cocina formidable para cocinar para 20 personas, también tenemos que reunir equipo de cocina. Ya he acumulado una gran colección de utensilios, ollas y sartenes e incluso un par de hornillas a través de los años, pero los padres siempre incluyen algunos esenciales extras como linternas, hornillas adicionales, garrafas de agua y más. Uno de los mejores ítems que he comprado es una carpa de malla que puede cubrir completamente una mesa de picnic. En días nublados, lluviosos o nevados mantiene los cocineros felices y la cocina seca.

La mañana del viernes en que viajamos, todos nos juntamos en el estacionamiento de la escuela para consolidar nuestro equipo, cargar los vehículos y partir en un viaje de cinco horas de manejo hacia Gardiner, Montana, a la entrada original del Parque Nacional Yellowstone. Siempre nos detenemos en los arcos de la entrada para tomar fotografías y para leer el aviso que está sobre el arco: “Para el Beneficio y el Disfrute de la Gente”. Así empieza nuestra aventura dentro del más antiguo, y quizás mejor, parque nacional del mundo.

Una vez dentro, el aprendizaje comienza. De hecho, empieza incluso en el camino hacia el parque. Se le entrega a cada estudiante un diario simple al empezar el viaje. Antes de que abandonemos el estacionamiento de la escuela, les pido que modifiquen su perspectiva del mundo al notar los animales que están alrededor de ellos en cada ambiente posible y que hagan una lista o describa todo lo que ellos ven. Antes de dejar en estacionamiento petirrojos, cuervos, ardillas y quizás algún animal un poco más exótico son añadidos a la lista. También les pido que se desconecten –sin celulares, iPods o juegos portátiles. Al hacer esto, espero que ellos noten un poco más la vida silvestre y presten mayor atención al paisaje que los rodea. Eliminar las conexiones digitales es más fácil decirlo que hacerlo, dado que yo no impongo un control estricto sobre los chaperones en cada vehículo (aunque si les explico la intención) y no les quito sus teléfonos. La idea es plantar la semilla de que la naturaleza ofrece una riqueza y originalidad que es diferente a los medios electrónicos, pero en muchas formas más entretenido. Sólo se necesita un enfoque diferente en el mundo. A medida que el fin de semana progresa, la mayoría de los estudiantes olvida de conectarse digitalmente y se sumergen en la belleza de Yellowstone y comparten con sus compañeros de viaje.

Nuestro viaje se enfoca en las partes norte y oeste del parque, desde Mammoth Hot Springs en el este hasta el valle Lamar en el norte y desde Mammoth sur hasta Old Faithful en el oeste. A medida que entramos en el parque, les pido a los estudiantes que observen cómo la gente interactuaba con la vida salvaje. Lamentablemente, muchos visitantes a Yellowstone consideran que el parque es algo como un zoológico, en vez de un santuario para la protección de la vida silvestre. En búsqueda de la foto perfecta, los visitantes empujan a los animales a respuestas de lucha o huida. Después de que establecemos nuestro campamento y nos arreglamos para la cena, hablamos sobre la ética de la observación de la vida silvestre y prácticas para observar que son seguras para la gente y menos estresantes para los animales.

Abordamos los costos de energía críticos para animales que permanecen en ambientes de invierno crudos, incluyendo hibernación, almacenamiento de comida, letargo como también hiperfagia y acumulación de grasas entre las estrategias para la conservación de energía para animales en el invierno. Esta conversación aborda conceptos de biología de organismos y adaptación, pero también logra que los estudiantes consideren que los animales no están aquí solamente por nuestro beneficio, y que las interacciones libres de estrés los ayudan a conservar energía que es necesaria para su supervivencia y reproducción.

En la mañana del sábado nos levantamos con el sol (5:00 a.m. en mayo), tomamos una bebida caliente y algún pequeño refrigerio y manejamos

directamente hasta el valle Lamar. Empezar temprano nos permite la mejor oportunidad para ver dos de los depredadores más altos del parque, osos grizzlis y lobos. La ruta norte del valle Lamar es el lugar donde es más probable verlos. Una vez que un oso o un lobo es divisado en Yellowstone, rápidamente se forma un “atasco”. Normalmente, especialistas sobre lobos u osos del parque o aficionados que siguen a los animales estarán entre aquellos que están observando. Intento reunir a mis estudiantes con esta gente para que aprendan más detalles acerca de los animales particulares o manadas que estamos observando. Durante estas discusiones consideramos efectos tróficos que los lobos tienen en el ecosistema de Yellowstone. Mientras que los lobos y los osos compiten unos con otros, son los lobos los que proveen la “carne en el suelo” en la forma de cadáveres de alce (y a veces bisonte) de los que se apoderan los osos y que muchas otras especies comparten hasta que el cadáver queda limpio. Esto incluye águilas, cuervos, coyotes, urracas, varias especies de escarabajos e incluso azulejos, los cuales se comen a los gusanos que emergen de los cadáveres más viejos. Esto ayuda a los estudiantes a empezar a entender las redes de alimentación de Yellowstone y considerar las interacciones complejas entre los diversos organismos de este ecosistema en gran parte intacto. Para muchos estudiantes, esta es la primera vez que ven osos y lobos, y muchos expresan su asombro con un entusiasmo infantil.

Después de un almuerzo compartido, empezamos una excursión de campo con una caminata a lo largo del Specimen Ridge (entre el valle Lamar y Tower, justo al sur del camino norte). Durante el almuerzo, los estudiantes observan mapas para determinar la ruta, el índice de elevación y la distancia que viajaremos. Esto los ayuda a aprender un poco acerca de leer mapas topográficos y encontrar rutas en estos mapas, además de determinar su locación dentro del parque. La caminata es una experiencia desafiante físicamente para muchos estudiantes. Es un poco más de seis millas, con una diferencia de 3000 pies de elevación – 1500 pies muy inclinados al principio de la caminata y luego un largo descenso por la cresta hasta que nos encontramos con el camino norte nuevamente. A lo largo de los años hemos visto antílopes americanos, tejones, ardillas de suelo Uinta, carneros de las rocas, osos negros, osos grizzlis, alces y alces americanos, bisontes e incluso un sapo boreal en una ocasión, además de muchísimas aves y plantas. Aunque nunca los hemos vistos todos en una sola caminata, usualmente vemos cuatro o cinco de estas especies.

Foto 15.1. Estudiantes de la secundaria Hellgate comienzan su caminata por Specimen Ridge, Parque Nacional Yellowstone. Foto tomada por Dave Oberbillig.

En el camino de subida hacia la cresta los estudiantes están entusiasmados de encontrar cuernos de alce que han sido cambiados el año previo por los alces. Estos cuernos abandonados son llamados mudas.

Encontrarte con docenas de ellas en una caminata no está fuera del ordinario.

Estos descubrimientos proveen un telón de fondo para nuestra discusión sobre los lobos como una especie clave dentro de Yellowstone. Las especies claves son los organismos que están en un eslabón nuclear para la sobrevivencia de muchas otras especies en un ecosistema y proveen una base para una mayor biodiversidad en este. Para esta conversación nos detenemos en un bosquecillo de álamos. Les pido a los estudiantes que observen cuidadosamente los álamos que ven delante de ellos y que luego compartan sus observaciones. Emergen muchas observaciones muy buenas: el espaciado entre los árboles, nuevas hojas de primavera que están recién saliendo, cavidades que sirven como hogares para que las aves aniden y así otras más.

Típicamente, algún estudiante notará que los álamos en este bosque son altos y viejos o como de la altura hasta la rodilla, atrofiados o dañados. No existen álamos de tamaño o edad intermedios. Los estudiantes rápidamente reconocen que una población no visible de alces mantiene a los álamos que están surgiendo podados hasta una cierta altura que coincide con la profundidad de la nieve de la primavera tardía. También se dan cuenta que con el tiempo todos los álamos maduros sucumbirán a la edad, llevándose con ellos oportunidades de comida y de anidación para múltiples otros miembros de este complejo ecosistema.

Cuando empecé este viaje hace 15 años, los lobos habían sido introducidos hace sólo unos pocos años allí, así que hicimos hipótesis del impacto que ellos tendrían en la población de alces y de álamos a lo largo del tiempo. Hoy, mis estudiantes pueden examinar datos acerca de la dinámica de la población de alces en el parque y ver que éstas están declinando y que el comportamiento de ellos está cambiando pues ya no es posible el concentrar sus hábitos de comida en una sola área. Ahora los alces tienden a pasar tiempo en pequeñas manadas y mantenerse cerca de lugares con buena cobertura y rutas de escape, lo que reduce la presión en los bosques de álamos y sauces. A medida que visitamos el bosque de álamos, pequeños lugares con álamos de diferentes edades están empezando a aparecer.

Mientras continuamos por el sendero nos detenemos para hacer observaciones de los animales, identificar huellas y deposiciones y admiramos las hermosas vistas de los terrenos de Yellowstone. Hacia el final de la caminata elegimos un lugar cómodo para hacer una pausa para tomar agua y comer algún tentempié. Mientras los estudiantes se relajan, yo leo voz alta el ensayo de Aldo Leopold “Thinking Like a Mountain” (Pensar como una montaña) de su obra clásica de conservación, A Sand Country Almanac (Leopold, 1973, p. 137). Antes de empezar les pido a los estudiantes que escuchen atentamente a la forma del ensayo. En él, Leopold nos pide que consideremos cómo un personaje natural pero inanimado, la montaña, podría pensar acerca de la extirpación de los lobos de los paisajes que la rodean. Este ensayo viene muy bien luego de un día de observar depredadores y discutir acerca del impacto de los lobos como una especie clave mientras los estudiantes escuchan el punto de vista de Leopold sobre el control de depredadores. Luego de la lectura, los estudiantes se toman el tiempo para escribir sus propios ensayos que deben empezar con “pensando como…” Los estudiantes permiten que sus experiencias personales y observaciones fluyan en la página mientras piensan como nubes o ríos o amplios valles, y se ubican a sí mismos en la perspectiva de la naturaleza. Este ejercicio agrega una pieza interesante a sus diarios y los ayuda a ver la relación entre la observación y las conclusiones hechas por científicos con el poder de la escritura creativa.

En este punto los estudiantes ya están cansados y listos para volver al campamento para descansar y comer una comida caliente. Sin embargo, yo les pido una tarea más antes de que se vayan a acostar. Mientras los chaperones y yo preparamos la cena, los estudiantes revisan en mi “biblioteca” de Yellowstone, una pequeña caja de almacenamiento con una colección de libros acerca de la historia, ecología, biología, geología, conocimiento e incluso trabajos generales de astronomía y el cielo nocturno. A los estudiantes se les permite elegir cualquier tema que puede interesarles y preparar una pequeña presentación (menos de cinco minutos) para educarnos acerca de otro

aspecto de Yellowstone. Ellos pueden dar una pequeña charla, escribir un poema o incluso actuar un pequeño sketch junto con otros. Este es un final entretenido e informativo a un largo día de aventuras. Los estudiantes no necesitan mucho estímulo para apagar las luces en preparación para el nuevo día.

El domingo desarmamos el campamento y nos dirigimos hacia el sur hacia Old Faithful, deteniéndonos en un par de atracciones geotérmicas a lo largo del camino –la fuente Paint Pots y el río Firehole. En la fuente Paint Pots todas las características geotérmicas que el parque tiene para ofrecer están presentes en una corta caminata: fuentes de lodo, fumarolas, arroyos termales y géiseres. Incluso hay una breve introducción a una variedad de formas de vida microbiológicas que viven dentro y cerca de estos puntos geotermales. La caminata por el río Firehole va desde Biscuit Basin hasta Old Faithful, donde otro rango de accidentes geotérmicos puede ser observado en el curso unas pocas millas. En el camino, los estudiantes aprenden acerca de los microorganismos únicos que habitan los accidentes térmicos de Yellowstone. Las franjas de distintos colores alrededor de los bordes de las piscinas representan organismos con diferentes tolerancias de temperatura.

Fue aquí que se descubrió la Thermus aquaticus –la bacteria termofílica con la enzima taq polimerasa. Este descubrimiento hizo posible las técnicas de reacción en cadena de polimerasa, las cuales han avanzado un sinnúmero de descubrimientos en investigación genética.

Luego de ver el Old Faithful, abandonamos el parque para dirigirnos hacia el noroeste a lo largo del valle del río Madison hasta el Parque Estatal Cavernas de Lewis and Clark. El lunes en la mañana hacemos un tour por las cavernas antes de empacar por última vez para dirigirnos de vuelta a Missoula y a casa. Antes del viaje a casa, nos juntamos para un cierre final de nuestro viaje. Éste es un momento informal y entretenido para escuchar de todos los participantes acerca de sus puntos altos en este viaje. Algunas cosas son profundas, otras divertidas y algunas incluso inspiradoras. Escuchamos acerca de nuevos intereses en acampar, las maravillas de los accidentes geotérmicos, la belleza del paisaje y los increíbles avistamientos de animales, pero también como algunos estudiantes y adultos han cambiado sus actitudes acerca de la conservación como resultado de este viaje. Rara vez un estudiante permanece indiferente–ese es el poder combinado de la experiencia en terreno al aire libre y el Parque Nacional Yellowstone.

Ya que este viaje es una actividad académica relacionada con la escuela, yo evaluó el trabajo de los estudiantes. Los diarios son evaluados de acuerdo al detalle de la lista de vida silvestre, las notas acerca de las relaciones entre depredador y presa en Yellowstone, los lobos como una especie clave, las adaptaciones de los organismos para la supervivencia en el

invierno y manejar su energía, notas en la preparación de las presentaciones individuales de los estudiantes y cualquier nota reflexiva que hayan incluido en estos diarios. Los estudiantes que deciden no ir al viaje y se quedan en la escuela se les da un paquete de materiales relacionados con el ecosistema de Yellowstone para hacer investigación y revisión. De esta forma, todos los estudiantes son capaces de responder a preguntas de pruebas acerca de ecología y dinámicas de población que están relacionadas con Yellowstone y pueden aparecer en el examen final.

Sin duda, he dejado fuera de esta descripción del viaje porciones significativas de la planificación, logística, financiamiento y comunicación.

Llevar a cabo una excursión como sta requiere mucha planificación por adelantado y amplia comunicación entre las autoridades de la escuela y los padres. También toma tiempo el desarrollarla. Yo he aprendido mucho sobre qué es lo que funciona a partir de mi experiencia con los estudiantes, padres y las logísticas de acampar a través de los años. Sin embargo, este viaje es el punto más alto de mi año y vale la pena cada momento extra. Aunque muchos de ustedes no tendrán a Yellowstone como un posible destino, todo lugar tiene una reserva natural local o un paisaje silvestre dentro de unas pocas horas de manejo. Dado que he tenido estudiantes que me han dicho –incluso años después de haber dejado la escuela –que esta fue su experiencia favorita de todo su tiempo en la escuela, vale más que la pena el tiempo utilizado.

Aplicar mejores prácticas en el salón de clase Para muchos profesores, la idea de organizar una experiencia aprendizaje al aire libre es desafiante. Lo siguiente no sólo describe una investigación ecológica al aire libre sino también describe la preparación necesaria para un experiencia segura y efectiva. La idea de que los estudiantes saldrán de la sala de clases e inmediatamente aceptarán los lugares silvestres locales puede ser un poco inocente. El tiempo que pases preparando la experiencia es la diferencia entre un desastre caótico y una aventura estimulante tanto para ti como para tus estudiantes. Recuerda, la investigación apoya tanto mejoras cognitivas como de comportamiento, así que este esfuerzo no es un quiebre con la rutina si no un ejercicio para que se vuelva parte de una rutina establecida.

Antes de salir del salón de clase con tus estudiantes entusiasmados de explorar las maravillas que esperan al aire libre, debes completar unas pocas tareas esenciales. Asegúrate que los administradores y los padres estén al tanto de las actividades que estás planeando con tus estudiantes al demostrarles los beneficios educacionales y las conexiones con los estándares.

Si estás abriendo camino en tu escuela, es imperativo que avises por

adelantado acerca de tus planes de salida a todos los administradores. En algunas instancias tendrás que presentar la evidencia (revisa la sección previa sobre artículos apropiados para apoyar la educación ecológica al aire libre) a tu director, superintendente y la junta escolar. Sin embargo, no te desanimes de tener que hacer esta inversión de energía inicial y mantente preparado para recibir algo de reticencia, especialmente en lugares donde hay un énfasis fuerte en los resultados de pruebas y exámenes. Tener el apoyo de los administradores te entrega muchos beneficios: los administradores verán que estás haciendo un esfuerzo para ser innovador y creativo para aumentar los logros académicos; los administradores pueden apoyarte cuando los padres o colegas cuestionen los cambios a la rutina; los administradores pueden ayudarte a coordinar con el personal de parques locales y a sabiendas comunicarte con miembros de la comunidad que vean a los estudiantes afuera de la sala de clase durante un día de escuela, e incluso pueden motivarse a asistir para que puedan observar la investigación en acción. Tu presentación a los administradores puede incluir cómo planeas conectar con los objetivos de tu escuela para los logros escolares, las importantes ganancias afectivas documentadas en la investigación, tu atención a los detalles organizacionales y de seguridad para las actividades elegidas (incluyendo notificaciones a los padres y el personal médico de la escuela y tus planificaciones de clase específicas). Una vez que hayas tomado todos los pasos de preparación pertinentes, puedes estar seguro que tu investigación al aire libre será apoyada en su totalidad y del éxito de tu aventura.

Otro paso preliminar vital es mapear adecuadamente tus recursos al aire libre. La investigación presentada a continuación requiere un espacio que puede acomodar 4-6 grupos de estudiantes (una clase de alrededor de 25 estudiantes), dándoles a cada grupo suficiente espacio para moverse libremente en un área de 2 × 10 metros. La investigación puede ser modificada para usar espacios más pequeños de forma fácil, así que asegúrate de considerar las modificaciones antes de abandonar la idea de hacer actividades al aire libre. Como fue mencionado anteriormente, incluso los ambientes más limitados pueden tener paraísos ocultos, aunque sean pequeños, para investigación ecológica. Si decides que los recursos simplemente no están allí, o son muy limitados para poder hacer participar a diferentes clases de estudiantes, puede que requieras un paso de preparación más involucrado para reunir apoyo de la comunidad y recursos para desarrollar un jardín hábitat o un jardín de vegetales en los terrenos de tu escuela. No olvides explorar cuidadosamente el vecindario y buscar parques locales. En el descampado, la naturaleza llena de malezas de predios abandonados, no pueden ser ignorados al evaluar sitios de estudio potencial.

Para el estudio comparativo que presento a continuación, tener dos (o más) diferentes tipos de paisajes es importante para el éxito de la investigación.

Idealmente, el paso de mapear se tiene que convertir en parte de la investigación de los estudiantes. El desarrollo de mapas del vecindario que incorporen componentes ecológicos del lugar, o del pueblo y la región los alinea con el paisaje local en maneras que la mayoría de ellos no habrían considerado. No sólo despierta su curiosidad acerca de lo que puede haber allá afuera, sino que también activa su atención espacial a través del diseño de mapas a escala. Los estudiantes pueden documentar el paisaje local por medio de bosquejos, un ejercicio que desarrolla las habilidades de observación necesarias para la investigación científica, o usar fotografías para documentar el paisaje que han elegido a través del tiempo. Dar cuenta de los cambios por temporada los conecta aún más con su ecosistema local y los procesos que lo gobiernan.

Una vez que se ha encontrado un par de sitios que son lo suficientemente grandes para poder llevar a cabo la actividad –debiesen ser sitios con áreas con diferentes características de vegetación– ya estás listo para proceder con la investigación que era participar a tus estudiantes en preguntas ecológicas. Una explanada de pasto cortado es más que suficiente para esta actividad. ¡Tus estudiantes se sorprenderán de cuanta biodiversidad puedes encontrar allí!

Brevemente, el estudio que llevarás a cabo requiere que los estudiantes hagan comparaciones de la biodiversidad de dos (o más) sitios distintivamente diferentes. La biodiversidad es una representación de los diferentes tipos de organismos en un hábitat o ecosistema determinado en un tiempo específico. Existen dos componentes de la biodiversidad: (1) riqueza de especies, o el número de diferentes tipos de organismos presentes y (2) el número de cada especie, lo que representa el número de cada especie presente. Ambos pueden ser medidos en este estudio, pero el foco es una comparación de la riqueza de especies.

Durante esta investigación, a los estudiantes se les pide que consideren los procesos de la ciencia al hacer observaciones, hacer preguntas ecológicas, desarrollar hipótesis y hacer predicciones, controlar variables al recoger datos y organizar los datos de una forma que les permita llegar a una conclusión lógica de su estudio. Esta investigación funciona muy bien con una clase de cerca de 25 estudiantes y puede ser adaptada para ser usada por una escuela secundaria o por una escuela primaria de segundo ciclo. No se necesitan muchos prerrequisitos de conocimiento para esta investigación. Ya que este es un estudio comparado, los estudiantes pueden examinar las diferencias en biodiversidad en vez de hacer identificaciones taxonómicas más estrictas. Los estudiantes más avanzados se beneficiarán de tener una

comprensión más profunda de la taxonomía, porque los ayudará a explorar diferencias sutiles en comunidades ecológicas que una simple comparación puede no detectar. Los estudiantes deberían poseer habilidades de observación básicas (las cuales debiesen desarrollarse más durante esta investigación), ser capaces de usar medidas métricas de forma adecuada, ser capaces de recopilar datos de forma precisa, tener una comprensión fundamental de taxonomía y ser capaces de seguir instrucciones. A continuación, están las instrucciones para que los estudiantes puedan conducir una investigación comparada de la biodiversidad de dos áreas cerca de su escuela.

Los equipos necesarios son mínimos para esta investigación. Éstos incluyen un sujetapapeles, una cinta de medir de 10 metros, un metro plegable, contenedores para la recolección de plantas, hojas de datos y un cronómetro. Si tienes conocimiento previo del sitio de investigación, y si tienes acceso limitado al equipo, puedes optar por modificar esta lista. La cinta de medir y el metro plegable son usados para marcar un sector (una línea o área arbitrariamente elegida donde se hacen las observaciones) en el área de estudio para que los estudiantes pueden hacer observaciones consistentes entre las diferentes áreas de estudio. El sector puede ser de cualquier tamaño predeterminado, así que una variedad de “marcos” pueden ser usados. Un metro cuadrado de cañería de PVC o un “cuadrado” hecho con metros plegables también pueden ser usados. Un Hula Hula también sirve (¡pero ten cuidado con la distracción de tus estudiantes!). Una extensión predeterminada de un cordel puede ser un sustituto para una cinta de medir. Muchos estudiantes tienen una función de cronómetro en sus teléfonos, o simplemente tú puedes hacer que cada periodo de tiempo parta a la misma hora y usar un cronómetro central. Finalmente, lo importante es tomar muestras consistentesen todos los intentos. Mientras utilices el mismo tamaño del sectory tomes muestra por el mismo periodo de tiempo, todo va estar bien.

Al demostrar la técnica y pedirles a tus estudiantes que practiquen antes de salir, vas a ahorrar una gran cantidad de tiempo y problemas. Ya que ésta es también una lección sobre la naturaleza de las ciencias y la biodiversidad, enfatizar la atención a los procedimientos y buenas habilidades de observación es importante. Demuestra cómo establecer un sector dentro de tu salón de clases. Puedes discutir con tus estudiantes por qué es importante asegurarse que el sector sea aleatorio dentro de tu área de estudio (para que los estudiantes no elijan sitios “más interesantes” que pueden producir datos que no sean representativos del sitio) y por qué tener diferentes grupos todos utilizando los mismos procedimientos lleva a datos más confiables. Ya que a los estudiantes se les va pedir literalmente que se arrastren sobre la superficie que están observando, ellos deberían practicar el explorar apoyados en sus manos y rodillas y deberías dejarle en claro que tienen que vestirse

apropiadamente para los días en terreno. Practicar la cantidad de tiempo que vas a utilizar en cada medida es también importante para que los estudiantes tengan una idea del paso necesario para cubrir el sector exhaustivamente.

Entrégales la hoja de datos para que los estudiantes se familiaricen con las entradas que deben hacer en cada muestra. Asegúrate de advertirles sobre peligros potenciales que deben evitar mientras exploran el sector. Por ejemplo, desechos de animales, basura y vidrios rotos. Hacer observaciones iniciales desde afuera del sector del estudio y moverse lentamente con cuidado ayudará a evitar estos problemas. Finalmente, ayuda a los estudiantes a anticipar qué organismos buscar proveyéndoles de ejemplos de los tipos de hongos, plantas y animales que es probable que se encuentren en su investigación. La mayoría de los estudiantes nunca habrá observado un pedazo de pasto, un predio abandonado o un seto con este nivel de atención previamente. Ellos se sorprenderán.

La hoja de datos puede ayudar a guiar a los estudiantes hacia observaciones que de otra manera pueden no considerar. La presencia de organismos probablemente dependerá de la temperatura, la hora del día, el clima reciente (por ejemplo, fuertes lluvias recientes pueden saturar los suelos, causando que los gusanos de tierra emerjan a la superficie), la época del año y otros factores específicos al sitio que pueden influenciar la presencia de organismos. Tener espacios en la hoja de datos para condiciones ambientales y temporales puede ayudar a guiar la atención de los estudiantes.

También deben proveerse espacios para recopilar organismos vistos, evidenciados o recogidos en cada “pasada” sobre el sector. Ejemplos de evidencia de organismos incluyen huellas, plumas, madrigueras, deposiciones y mudas. Ya que los estudiantes probablemente no sabrán cómo identificar muchos de los organismos, especialmente los invertebrados, bosquejos y medidas rápidas pueden ayudar a los estudiantes a categorizar de mejor manera los organismos en su regreso al salón de clases. Si los estudiantes tienen iPads, celulares o cámaras fotografías digitales pueden ofrecer una mejor “descripción” para ser usada en identificación futura. Por otra parte, simplemente es reconocer el número de tipos de organismos diferentes es todo lo necesario para hacer comparaciones sobre la riqueza de especies.

Conclusión Nuestra juventud enfrenta desafíos ambientales significativos que se acercan.

La posibilidad monumental de mitigar y adaptarnos al cambio climático, la dificultad de proveer suficiente alimento y agua limpia para la creciente población humana, el desafío de mantener paisajes nativos y biodiversidad ante la continua destrucción de hábitats y la tarea de proteger a la gente de

enfermedades zoonóticas emergentes a medida en que los cambios en los paisajes, el clima y la movilidad humana influencian el espectro de epidemias, necesita una fuerza de trabajo STEM bien educada y orientada a las soluciones. Para desarrollar soluciones sustentables en estos problemas futuros se requiere una comprensión íntima de conceptos ecológicos y un pensamiento a nivel de sistemas. Mientras que un conocimiento teórico de conceptos ecológicos y de ciencia de sistemas puede ser obtenido por medio de la progresión tradicional de la educación escolar y superior, la razones para preocuparse acerca de la necesidad de trabajar dentro de los límites de los ecosistemas, valorando nuestro lugar en ellos y desarrollando soluciones sustentables requiere que todos los ciudadanos se involucren con su medio ambiente y desarrollen un sentido de lugar a través de su educación.

En cada nivel de la comunidad nosotros promovemos claramente el concepto de que la educación es vitalmente importante para nuestra democracia y nuestra economía. Cada nueva administración promueve reformas educacionales para mejorar el modelo, y sin embargo una examinación más cercana sugiere que nuestra preocupación sea explícita acerca de aspectos particulares de la educación en desmedro de otros. A los estudiantes se les pide ser competentes en artes del lenguaje y matemática al enfatizar su importancia por medio de exámenes. Los estados y las escuelas exigen que los profesores desarrollen este conocimiento por medio de evaluaciones y pruebas de profesores. Las competencias basadas en exámenes aparentemente equivalen a éxito económico y de comunidad a futuro para aquellos que participan en nuestro sistema escolar público.

Desafortunadamente, fallamos en enfatizar cuáles son las bases para una función en comunidad apropiada y para el éxito económico. Para mantener nuestra prosperidad colectiva son esenciales los sistemas ambientales sustentables. Al hacer participar a los estudiantes explícitamente y específicamente en todas las áreas de contenido a través de experiencias al aire libre, y por medio del lente de la educación ecológica y ambiental, los estudiantes empiezan a entender cómo todos los aspectos de la comunidad y la economía están relacionados con el mundo natural que los rodea. Incluso más, empiezan a entender que las comunidades y economías sustentables requieren una administración medio ambiental diligente. Sin embargo, mover a la institución de educación pública para que abrace estos ideales es otro tema. La reforma en educación STEM ha tenido muchas encarnaciones en los 50 años desde el lanzamiento del Sputnik –desde la conferencia Woods Hole de 1959 y la introducción de la “nueva matemática”, a la aparición de la “matemática de vuelta a los básicos” en 1980, hasta la publicación de Una nación en riesgo (A Nation At Risk, Gardner, Larsen & Baker, 1983), que describen lo inefectiva que es la educación en matemática y ciencia en nuestro

país. Los esfuerzos de reformas STEM continúan hasta mediados de 1980 con el desarrollo del Proyecto 2061 por medio de la Asociación Americana Por el Avance de la Ciencia, los Estándares Nacionales de Educación en Ciencia a mediados de 1990 y la promoción de la ciencia como investigación, la llegada del programa Ningún Niño Quede Atrás (No Child Left Behind) en 2001, con evaluaciones de matemática y ciencia, hasta el presente con el surgimiento de los Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (Next Generation Science Standards, 2003) y la integración STEM. La reforma es la norma, y con cada nueva administración presidencial, surge un nuevo giro en la entrega de los elementos de STEM. Lo que no parece cambiar mucho es la estructura del día escolar y cómo el tiempo en la escuela es organizado para los estudiantes. Al continuar siguiendo los horarios y prácticas tradicionales de la escuela, las reformas STEM cambian poco acerca de los resultados en las actitudes de los estudiantes hacia la naturaleza y cómo interactúan con ella.

Los sistemas de educación escolar, en su base, continúan promoviendo el tipo de educación que nos llevó a una relación insostenible con el medio ambiente desde un comienzo. El concepto clave que fallamos en abarcar es que las comunidades y economías sustentables sólo pueden existir con un compromiso ambiental dedicado que toma en consideración reglas ecológicas.

Traducir esas reglas a una reforma STEM (y a una reforma educacional en general), incluyendo el tiempo dedicado al aire libre y la comunidad que los estudiantes necesitan para desarrollar un sentido de lugar, es el cambio necesario para ayudar a las futuras generaciones a vivir bien en un ambiente saludable y productivo. ¿Qué significa esto para educadores escolares? Significa proveer una variedad de lecciones interesantes y desafiantes por medio de exploración dedicada, relevante localmente y al aire libre. Si no tienes acceso a naturaleza prístina o parques locales en una distancia caminable desde tu escuela, incluso el patio de la escuela que parece tan desprovisto de naturaleza puede sorprenderte sino examinas de cerca. La característica clave para las experiencias al aire libre de estudiantes es sacar a los niños de los edificios para hacer observaciones de fenómenos naturales. Las observaciones pueden ser hechas en espacios tan pequeños como un árbol en la acera o tan grandes como un parque regional. Los objetos de observación pueden variar desde pedazos de pasto hasta un jardín escolar e incluso poblaciones de aves migratorias.

Aunque considerar los procesos científicos y los principios ecológicos por medio de observación directa es el resultado académico positivo, una experiencia potencialmente más importante para muchos estudiantes es el proveerles de una nueva forma de ver su tiempo afuera. Incluso en ambientes urbanos, los estudiantes pueden empezar a ver elementos de su mundo que,

aunque antes habían pasado desapercibidos, pueden poner atención y mostrar interés en el mundo natural a gran escala. A medida que los profesores y los estudiantes obtienen más práctica en relacionarse con la naturaleza, el disfrute y el crecimiento personal que experimentan añade una nueva dimensión a la típica experiencia educacional provista dentro del edificio escolar.

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Apéndice Planificación de lección sobre medir la biodiversidad Introducción Nuestro estudio de biodiversidad en nuestra escuela o cerca de ella será continuo. Intentaremos documentar la biodiversidad en la escuela y en sitios de estudio elegidos por su nivel de alteración y variedad de organismos. Esta es una actividad en grupo. Nuestro objetivo es usar un estudio sistemático para hacer comparaciones válidas de la biodiversidad de hábitats de especies locales que representan diferentes niveles de alteración humana. Al seguir un procedimiento sistemático y consistente entre los diferentes sitios de estudio, podemos obtener conclusiones significativas acerca de las diferencias de biodiversidad, además de hacer predicciones sobre habitantes similares que podamos encontrar.

Materiales ● Sujetapapeles para cada miembro del grupo ● Una cinta de medir de 10 m para cada grupo ● 1 m plegable para cada grupo ● Un contenedor para muestras de plantas ● Una hoja de datos para cada grupo ● Un cronómetro PARTE I

En grupos, generen una definición de diversidad. Comparen ideas y luego escriben una definición final en la cual todos estén de acuerdo en el espacio siguiente. Asegúrate de proveer un ejemplo de biodiversidad basado en su definición.

Ahora, escriban una definición para biodiversidad. Nuevamente, comparen sus ideas para esta definición. Piensen acerca de esto a una escala planetaria como también en su región local, su vecindario y el área que van a muestrear. ¡Sí, presenten ejemplos!

Van a comparar dos hábitats diferentes para determinar sus niveles de biodiversidad. Uno es un hábitat alterado –ha sido alterado significativamente desde el hábitat nativo que alguna vez existió allí. El otro es un hábitat restaurado –fue alterado, pero lo han vuelto a plantar y han puesto semillas de vegetación más típica de los paisajes nativos o naturales. ¿Cuál es la pregunta ecológica que deberíamos estar intentando contestar con esta investigación?

Ahora que ya tienen su pregunta de investigación, ¿cuál es su hipótesis acerca de la biodiversidad relacionada a hábitats alteradas versus restauradas?

PARTE II Observar las instrucciones de tu profesor para establecer un transecto. Escribe lo que puedes ver en tu cuaderno.

PARTE III 1. Mide tu sector. Sé preciso. Este debiese ser de 1 × 10 m.

ASEGÚRATE DE NO ALTERAR EL ÁREA DE TU SECTOR DE NINGUNA FORMA PREVIA A HACER LAS OBSERVACIONES. 2. Observa todos y cada uno de los animales que crucen una línea imaginaria que va por el centro de tu sector. Estos pueden volar, arrastrarse, caminar o moverse de cualquier forma (éstos pueden ser aves, mariposas, insectos que se arrastren, etc.). Haz esto por dos minutos. ¡Registra tus datos!

3. Los dos investigadores de animales de tu grupo deben gatear, hombro con hombro, por la línea de 10 metros y buscar cada animal o signo de animales que puedan encontrar (huellas, heces, plumas, madrigueras, todo). Usar los contenedores para cosas vivas para ayudarte a identificarlos. Registra todos los datos en tu libreta de campo, tanto tipos como número. Haz esto por cinco minutos.

Maneja tu gateo de tal forma que observes la totalidad del sector con el mismo nivel de esfuerzo.

4. Después de la revisión de animales, los encargados de las plantas revisarán el sector y tomarán UNA muestra de una planta completa por cada tipo diferente de planta que observen. Recojan suficiente muestra de la planta para demostrar cómo se diferencia de otras plantas de la colección. Registren el número de diferentes tipos de planta y el número aproximado de cada tipo dentro del sector.

5. Registren el número de tipos diferentes y el número total de hongos observados en su sector.

Repetiremos los pasos 1-5 para dos sitios diferentes, cuidando de ser lo más consistentes posible acerca de cómo hacemos las observaciones en ambos sitios.

PARTE IV Ingresa los datos de cada sitio en la tabla. Haz una lista del número de diferentes tipos de animales y plantas y también una del número total de cada tipo.

Registra los datos de otros grupos de estudiantes para cada sitio, y luego compara los sitios diferentes. Esto lo haremos en clases a medida que resumimos los datos.

Para tu conclusión, anota y discute cualquier tendencia que puedas ver en los datos. Escribe la conclusión en tu cuaderno. Tu conclusión debe referir a tu hipótesis.

Tu desempeño en este laboratorio será evaluado por: ● las entradas en tu cuaderno, incluyendo una tabla de los datos ● participación en todas las actividades del grupo y en terreno ● el reporte final del proyecto Datos de biodiversidad

Nombre de todos los integrantes del grupo:

Condiciones climáticas: Temperatura (grados Celsius): _____ Nubosidad (% y tipo):_______% ________________________________ Viento (velocidad y dirección): __________________________________

Nombre del sitio de estudio

Descripción del sitio de estudio Área general: Sector de 1 × 10 metros (las notas específicas en el cuadro más abajo): Un metro

Diez metros

Recolección de datos Usabosquejos o descripciones cuando vayas agregando cada especie individual observada a la lista.

Observación de datos (tres minutos– ¡haz tu mejor esfuerzo para dejar tu sector SIN ALTERACIONES!

Escribe en la lista cada animal que observes que se mueve en todo tu sector: El gateo animal (10 minutos – alrededor de un minuto por metro): Lista de diversidad de especies de animales (riqueza)

Número aproximado (abundancia)

Usa páginas adicionales si es necesario para agregar a tu lista.

Diversidad de especies de plantas (riqueza)

Número aproximado (abundancia)

Usa páginas adicionales si es necesario para añadir a tu lista.

La recolección de datos de la clase y el procesamiento de éstos será llevada a cabo en la sala de clases.

Capítulo 16

APLICACIONES DE IMÁGENES SATELITALES, DETECCIÓN REMOTA Y VISUALIZACIONES COMPUTARIZADAS: OBSERVAR LA TIERRA Y VISUALIZAR EL FUTURO John D. Moore Introducción En las últimas cinco décadas, una infraestructura tecnológica ha sido desarrollada en las geociencias. Se compone de redes de observación que funcionan en las cuatro esferas (geósfera, océanos, atmósfera y el espacio). La capacidad de observar el planeta en tiempo real continúa creciendo cada día.

Las aplicaciones de imágenes satelitales, la detección remota y las visualizaciones computarizadas han contribuido a mejores predicciones y manejo de eventos significativos relacionados ambientalmente, y han actuado como catalizadores en el desarrollo de tecnologías avanzadas. Esto ha llevado a una mejor comprensión de la Tierra y sus sistemas interactivos.

El mundo continúa experimentando eventos que son muchas veces catastróficos en términos de pérdidas de vida y pobreza –terremotos, tsunamis, cenizas volcánicas, incendios forestales, huracanes, tornados, sequías, inundaciones y derrames de petróleo.

En las décadas que se avecinan, los científicos predicen que la sociedad enfrentará problemas como el impacto del cambio climático, el uso de la tierra y la sustentabilidad.

La capacidad de observar y predecir el medio ambiente de la Tierra, incluyendo el tiempo, el tiempo espacial y el clima, y de mejorar la precisión de esas predicciones en una sociedad compleja que cada vez es más dependiente de los cambios y variaciones ambientales, ha aumentado la importancia y el valor de la observación e información ambiental. Estas observaciones, y las predicciones en las cuales se basan, ahora son esenciales para muchos componentes de la sociedad –incluyendo la defensa nacional, la industria, los cuerpos legisladores y la gente e instituciones que manejan los recursos

naturales –y también para la comodidad, la salud y la seguridad del público. (National Research Council, 2003)

Los asuntos y eventos relacionados con la Tierra presentan serios desafíos para la economía y la seguridad nacional de nuestro país. Ha quedado claro que “el crecimiento económico y el bienestar humano dependen totalmente de la disponibilidad de suministros de agua para la agricultura, la producción de energía, el transporte, los servicios de ecosistemas, la manufactura y el manejo de desechos” (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2009). ¿Por qué en las geociencias debiesen ser parte del paradigma de educación escolar? A medida que nos enfrentamos con peligros y desastres futuros ya sean naturales o provocados por los humanos, las geociencias tienen un rol crítico que jugar en la toma de decisiones, la conciencia pública y la seguridad. La pregunta entonces es: ¿por qué las geociencias no han tomado un rol más central? Hay muchas barreras para la disponibilidad amplia de educación en geociencias de alta calidad.

Debido a que las ciencias de la Tierra son tradicionalmente enseñadas hacia finales de la escuela primaria, no son enseñadas con mucho rigor y no se apoyan en conceptos esenciales de física, química y biología. La mayoría de los estados requiere sólo dos o tres clases de ciencia para graduarse de secundaria y las ciencias de la Tierra normalmente no califican como ciencias de laboratorio, haciendo de estas un electivo menos deseado. Son ofrecidas normalmente como una clase de ciencia de refuerzo para secundaria y no existen programas avanzados de ciencias del sistema de la Tierra para atraer a los estudiantes de mayor rendimiento. El resultado final es que menos de un 30% de los estudiantes toman cualquier tipo de clase y geociencias en la secundaria. (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2010)

El desarrollo de políticas nacionales de educación STEM les da otra oportunidad a las geociencias para entrar en el paradigma de educación de ciencias tradicional de física, química y biología.

Los Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (Next Generation Science Standards o NGSS), lanzados en abril del 2013, incluyen un enfoque en ciencias de la Tierra y el espacio, y promueven las estrategias de instrucción del aprendizaje basado en proyectos (ABP) o en problemas.

Los profesores que utilizan tecnologías satelitales y de detección remota para incorporar imaginería, datos y observaciones en tiempo real en la sala de clases apoyan estos elementos de los NGSS. Los estándares promueven la práctica de ciencia, en oposición a la memorización por repetición o a las clases plenarias tradicionales.

Uno puede cuestionarse las capacidades de estudiantes preuniversitarios para participar de investigaciones auténticas. De hecho,

algunos científicos lo han hecho. Sin embargo, trabajos de geociencia conducidos por mis estudiantes de secundaria han ganado dos veces el premio internacional “Mejores Prácticas Educacionales en Sistemas de Información Geográfica” (2003-2004), patrocinados por la Corporación Intergraph. En dos ocasiones diferentes, proyectos de investigación de estudiantes han sido seleccionados para representar a Estados Unidos en la Exhibición de Aprendizaje Global (Global Learning Exhibition o GLE) del programa Aprendizaje y Observaciones Globales para el Beneficio del Medio Ambiente (Global Learning and Observations to Benefit the Environment o GLOBE). El primer proyecto fue presentado en Islandia en 1998, y el segundo proyecto fue presentado en el GLEII en Croacia el 2003. Este autor y un estudiante presentaron en Croacia como parte del Simposio GLOBE Croacia de Cobertura de Suelo (1999). Numerosos estudiantes y yo hemos colaborado como copresentadores en las Conferencias de la Sociedad de Geociencias y Detección Remota del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) en Anchorage, Alaska, Toronto, Canadá y Toulouse, Francia. Como resultado de la presentación en Toronto, la universidad de Moscú reestructuró su departamento de geociencias por completo. Un estudio internacional de un año con estudiantes GLOBE de Dinamarca resultó en una invitación para presentar los resultados al Ministerio de Educación de Dinamarca, lo cual tuvo impacto directo en el currículum nacional del país.

Mucho de este trabajo y las experiencias resultantes de los estudiantes han sido documentados como parte de Classroom Close-Up New Jersey, un programa que ha ganado premios Emmy y que es patrocinado por la Asociación de Educación de New Jersey. No subestimes lo que los estudiantes son capaces de lograr cuando se les da la oportunidad de explorar asuntos que son relevantes para ellos. Los estudiantes ven estas oportunidades como desafíos y se dan cuenta que estos son los caminos al éxito que les pueden dar dirección a su educación futura y sus carreras.

Cuando los estudiantes son capaces de tomar responsabilidad y participar en las decisiones de lo que va ser su camino educacional y sus carreras, ellos empiezan a visualizar su propio futuro.

Trasfondo Para poder enseñar cualquier materia con el mejor éxito, el instructor no sólo debe entenderla totalmente, en todos sus principios y detalles, pero también debe percibir claramente que facultades particulares de la mente participan en su adquisición y uso… nunca le permitas que acepten ninguna declaración como verdadera si él no la entiende. Permítele aprender no por autoridad si no por las demostraciones que están dirigidas a su propia inteligencia. Motívalo a hacer preguntas e interponer objeciones. Así él adquirirá el más importante de todos los hábitos mentales, el pensar por sí mismo.

–Fish (1875, p. vi)

A medida que los profesores se involucran en estrategias de investigación auténtica y pensamiento crítico, se establece una base para la innovación. La innovación lleva a mejores prácticas, y las mejores prácticas comúnmente llevan a mayor innovación –un ciclo deseable. Los profesores deben poseer un conocimiento del contenido fuerte, entender la naturaleza de sus estudiantes y exponerlos a comunidades de aprendizaje donde los estudiantes hagan preguntas, conduzcan investigación e desarrollan soluciones: Existe abundante evidencia de que las experiencias de investigación auténtica son estrategias altamente efectivas para involucrar los estudiantes en el estudio de la ciencia y en la búsqueda de grados y carreras en campos STEM. La investigación relacionada con geociencias siempre ha servido como una materia atractiva que es intrínsecamente fascinante para la mayoría de las audiencias. Con la creciente relevancia social de los temas de geociencia ambiental, las oportunidades para usar batos de geociencia e involucrar a los estudiantes y ciudadanos en la investigación de ciencias está aumentando (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2010)

La aplicación de imágenes satelitales, detección remota y visualizaciones computarizadas tiene una historia documentada de proveer oportunidades para estrategias de instrucción innovadoras que llevan a mayores niveles de rendimiento de los estudiantes.

Existe un rol natural que las geociencias juegan en avanzar una comprensión STEM amplia e involucrar a los estudiantes en carreras STEM. Las ciencias de la Tierra, definidas de forma amplia, son intrínsecamente fascinantes para los estudiantes y de una clara relevancia para sus vidas diarias. Y que comúnmente es la primera clase de ciencia real a la que están expuestos los estudiantes, funciona como un “filtro” importante para las actitudes de los estudiantes hacia la ciencia y las carreras en ciencia en general. (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2010)

La comunidad de detección remota ha desarrollado una infraestructura robusta de recopiladores de datos del sistema Tierra que va desde sensores de suelo y océano, radares Doppler, aeronaves, barcos, drones y satélites que monitorean nuestro planeta continuamente. Estados Unidos tiene una inversión no clasificada significativa en infraestructura por medio de agencias federales tales como la Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio (NASA), la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA), y la Fundación Nacional por la Ciencia (NSF). El Ministerio de Defensa y las comunidades de inteligencia tienen su propio set de recursos robustos (pero clasificados). El Centro Nacional de Investigación Atmosférica a (NCAR) y el Centro Universitario de Investigación Atmosférica (UCAR)

son el hogar de algunos de los supercomputadores más grandes del país. Estos computadores tienen la tarea de correr modelos atmosféricos y otros relacionados con el sistema Tierra. Los datos de detección remota pueden ser representados gráficamente por medio de modelos de visualización.

Con el lanzamiento del Sputnik en 1957, los satélites fueron presentados al mundo. En 1960, el primer satélite comercial fue lanzado, el cual transmitía una imagen del clima de la Tierra. El Satélite de Televisión y Observación Infrarroja (Television and Infrared Observation Satellite o TIROS) llevaba cámaras especiales de televisión que veían la nubosidad de la Tierra desde una órbita a 450 millas. Para 1965, otros nueve satélites TIROS habían sido lanzados. La era de la detección remota por satélite de la Tierra había comenzado. Esta tecnología revolucionó la predicción del tiempo y las tormentas.

El 7 de diciembre de 1972, se tomó la que es quizás la fotografía más famosa de la Tierra, la Blue Marble –la primera fotografía del disco completo del planeta Tierra –por la tripulación de la nave espacial Apollo 17 a una distancia de cerca de 45.000 kilómetros (28.000 mi). El primer Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario (Geostationary Operational Environmental Satellite o GOES) fue lanzado el 16 de octubre de 1975. El primer GOES veía la Tierra sólo un 10% del tiempo. Estos satélites estuvieron en operación desde 1975 hasta 1994. Desde el 13 de abril de 1994 al presente, la nueva generación de naves espaciales (GOES I-M), han estado en operación. El GOES-8 fue lanzado el 13 de abril de 1994. El resto de las naves de esta serie (GOES 9-12) fueron lanzadas exitosamente entre 1994 y el 2001. Usando imaginería visual e infrarroja, esta generación de satélites ven la Tierra un 100% del tiempo, tomando imágenes y sondeos continuos. Los satélites GOES proveen datos para la evaluación de tormentas severas, información sobre nubosidad, vientos, corrientes del océano, distribución de niebla, circulación de tormentas y el derretimiento de nieve.

En 1991, la NASA lanzó el Sistema de Observación de la Tierra (Earth Observing System o EOS; hoy en día llamado Earth Science Enterprise), un programa comprensivo para estudiar la Tierra como un sistema ambiental. Al usar satélites y otras herramientas para estudiar intensivamente la Tierra, el objetivo de la NASA era examinar cómo los humanos afectan los procesos naturales y viceversa (NASA’s Earth Observing System Project, 2013). Los sensores remotos de estos satélites han logrado mejoras en los pronósticos del tiempo, la administración de agricultura y bosques y otra información ambiental crítica acerca del sistema Tierra.

La NASA y sus socios internacionales continúan operando y añadiendo información a una base de datos de más de 50 años por medio de varios satélites que observan la tierra y que se siguen unos a otros en la misma

“pista” orbital. Este grupo coordinado de satélites, que constituyen un subgrupo significativo de las misiones de satélites que están operando actualmente en la NASA, es conocido como la Constelación Afternoon, o el Tren-A para abreviar. Estos satélites están en una órbita polar, cruzando el ecuador hacia el norte aproximadamente a la 1:30 p.m. hora local, con solo segundos o minutos entre uno y otro. Esto permite observaciones casi simultáneas de una variedad amplia de parámetros que ayudan a la comunidad científica a avanzar nuestro conocimiento científico del sistema Tierra.

Estados Unidos continúa diseñando, construyendo y mejorando sistemas de observación de la Tierra de clase mundial para proveer inteligencia geoespacial confiable, comúnmente en tiempo real, a quienes deben tomar decisiones a todo nivel durante eventos o crisis ambientales.

El 2003, el Ministerio del Trabajo de Estados Unidos identificó a las Tecnologías Geoespaciales como una de las tres mayores industrias de crecimiento emergentes. Las Tecnologías Geoespaciales consisten de dos principales componentes Sistemas de Información Geográfica (GIS) y Sistemas de Posicionamiento Global (GPS). Los temas sobre GIS son desarrollados basados en grupos de datos reunidos por medio de tecnologías de detección remota: Los GIS permiten a los creadores ver, entender, cuestionar, interpretar y revisar datos en múltiples formas que muestra relaciones, patrones y tendencias en la forma de mapas, globos terráqueos, reportes y tablas. Un GIS puede ayudarte a responder preguntas y resolver problemas al ver los datos de una forma que es rápida de entender y fácil de compartir. (ESRI, 2013)

Las comunidades científicas de geociencias y las de políticas educacionales (es decir, la Oficina de Políticas de Ciencia y Tecnología (Office of Science and Technology Policy o OSTP), la Academia Nacional de Ciencias (National Academy of Sciences), NSF, NASA y NOA) han desarrollado planes estratégicos y marcos de referencia tecnológicos que apoyan y dan guías para el desarrollo de la educación en geociencias en etapas previas a la universitaria. En el 2013, un anuncio de la OSTP, titulado “Big Data para la Ciencia del Sistema Tierra” apoyaba el financiamiento de un centro de investigación que: catalice pensamiento innovador en ciencia del sistema Tierra al proveer a los científicos con un lugar y un tiempo para el análisis en profundidad, habilidades de cálculo de avanzada e invaluables herramientas colaborativas para poder entregarle sentido a los sets de datos. Estos proyectos de Big Data mejorarán nuestra comprensión de asuntos tales como las respuestas de las especies al cambio climático, tasas de frecuencia de terremotos y la nueva generación de indicadores ecológicos. (Office of Science and Technology Policy Executive Office of the President, 2012)

La NSF, la NASA y la NOAA han colaborado con sociedades y organizaciones científicas en publicaciones con revisión de pares que han resultado en el desarrollo de múltiples documentos sobre alfabetización. Estos son referidos comúnmente como “Las Alfabetizaciones” y son cortos y van al grano, pero son extremadamente robustos en cuanto a contenido. Estos establecen una base de conocimientos y principios subyacentes que las agencias sienten que todos los estadounidenses deben entender. Se han desarrollado y publicado los siguientes documentos: “Principios esenciales y conceptos fundamentales para la alfabetización atmosférica” (Essential Principles and Fundamental Concepts for Atmospheric Literacy), “Alfabetización oceánica: los principios esenciales de las ciencias del océano” (Ocean Literacy: The Essential Principles of Ocean Sciences), “Alfabetización climática: los principios esenciales de las ciencias del clima” (Climate Literacy: The Essential Principles of Climate Science),“Principios de alfabetización sobre las ciencias de la tierra: las grandes ideas y los conceptos de apoyo de las ciencias de la tierra” (Earth Science Literacy Principles: The Big Ideas and Supporting Concepts of Earth Science), y “Alfabetización energética: principios esenciales y conceptos fundamentales para la educación sobre la energía” (Energy Literacy: Essential Principles and Fundamental Concepts for Energy Education).

Los documentos de alfabetización proveen un marco de referencia en el cual desarrollar contenido relevante para la inclusión de las geociencias en una línea académica tradicional o en un programa de educación de carreras técnicas (CTE). La aplicación práctica de los grupos de habilidades propuestos por estos documentos puede ser puesta en acción en problemas de la vida real y puede entregar una sólida y rigurosa experiencia educacional en cuanto a contenido. La necesidad de una alfabetización pública sobre geociencias se vuelve más evidente cada año a medida que los ciudadanos se ven impactados personalmente por eventos relacionados o escuchan de ellos en los medios. La NSF reconoce una necesidad de una alfabetización pública a medida que “los estadounidenses aprenden más sobre las amenazas a la Tierra, tales como el peligro del cambio climático global y el aumento en la frecuencia de peligros naturales o producidos por el humano” (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2009). La pérdida de vidas humanas, propiedades y recursos se está volviendo más catastrófica en parte debido al cambio en los datos demográficos de la población (es decir, dónde la gente trabaja y decide vivir): Las preguntas científicas que están siendo abordadas por los geocientíficos abordan problemas que están dentro de los más importantes que nuestro país enfrenta. Nuestra sustentabilidad y prosperidad futura necesitará una nueva fuerza de trabajo en geociencias

interdisciplinaria que refleje la diversidad de nuestra nación y que tenga la capacidad de desarrollar soluciones innovadoras para enfrentar les desafíos que se avecinan. Pero, una comunidad científica capaz no es suficiente para resolver estos problemas por si sola — todos los ciudadanos necesitan entender la ciencia de los procesos de la Tierra lo suficientemente bien para que puedan tomar decisiones de basadas en evidencia en sus vidas personales y en sus comunidades, en respuesta a la continua evolución del sistema Tierra natural y el sistema humano emparejados. (NSF Adisory Committee for Geosciences, 2010)

La Sociedad Meteorológica Americana está de acuerdo: La observación de la Tierra nos permite una amplia gama actividades rutinarias y nos alerta acerca de los peligros del clima extremo y otros peligros naturales. Incluso, las observaciones nos entregan un registro a largo plazo que nos permite evaluar el cambio y la variabilidad climático, y una base rigurosa sobre la cual podemos hacer predicciones por medio del desarrollo, testeo y validación de modelos. Estas predicciones permiten decisiones informadas sobre manejo de riesgos, identifican nuevas oportunidades para el desarrollo y nos ayudan a entender mejor cómo funciona el sistema Tierra. (American Meteorological Society, 2012)

Desarrollar programas de carreras técnicas basados en estos marcos de referencia les entrega a los estudiantes oportunidades de involucrarse en experiencias de aprendizaje auténticas e investigación por medio del desarrollo y la exploración de grupos de habilidades que luego pueden ser aplicadas a carreras que representen a la fuerzo de trabajo del siglo XXI. La alternativa es desarrollar oportunidades de cursos académicos en geociencias sólidas y rigurosas en escenarios tradicionales.

Mejor práctica Con el rápido avance y disponibilidad de datos satelitales en tiempo real para los salones de clase escolares, los estudiantes y los profesores pueden dedicarse a hacer ciencia real en tiempo real. La nueva generación de geocientíficos va a ser capaz de detectar remotamente el planeta entero desde su lugar de trabajo. Estas oportunidades presentan un paradigma en la fuerza de trabajo de conducir investigaciones continuas y proveer datos e información de la misma forma que lo hacen los científicos en sus lugares de trabajo. Además de los avances tecnológicos, ha habido cambios en las estrategias de instrucción que incluyen la investigación científica, ciencia auténtica, aprendizaje basado en problemas e investigaciones prácticas. En la educación en ciencia, esto es comúnmente conocido como hacer ciencia como lo hacen los científicos.

El desarrollo de un Laboratorio de Geociencias y Detección Remota (Geoscience and Remote Sensing Laboratory o GRSL) en el salón de clase provee la oportunidad de monitorear, investigar y conducir investigación auténtica desde un nivel local a uno global y abordar los asuntos medioambientales que potencialmente impactan a nuestro mundo natural y nuestra sociedad. Un GRSL está diseñado para estudiar nuestro planeta en su estado real, fluido y dinámico, y como una suma de sistemas integrados —el sistema Tierra. Ver el planeta en este estado ayuda a los estudiantes a entender que los estudios e investigaciones de esta naturaleza pueden consistir de miles de variables que están en continuo cambio y que normalmente consisten de interrelaciones extremadamente complejas. Esto se vuelve evidente para los estudiantes a medida que monitorean y observan los fenómenos naturales a su alrededor.

En el ambiente flexible de un GRSL, grupos de estudiantesinvestigadores llevan a cabo estudios cuantitativos y cualitativos. A los estudiantes se les exige que lideren la presentación de datos, imaginería y actualizaciones a medida que los fenómenos que son parte de su investigación se vuelven eventos ambientales en tiempo real. Esencialmente los estudiantes toman el rol de un Investigador Principal (Principal Investigator o PI). La geociencia y el laboratorio de detección remota crean una versión educacional de lo que la NASA conoce como un Sistema de Información de la Tierra (Earth Information System o EIS).

Se les pide a los estudiantes que continuamente presenten el “estado de la Tierra” por medio de lo que llamamos el EarthCast. El EarthCast motiva a los estudiantes que están participando de investigación autentica a presentar sus resultados a la clase. Se les exige a los estudiantes que diseñen presentaciones breves de 3-5 minutos, modeladas a partir de un pronóstico del tiempo de presentación en medios. Esto enfoca a los estudiantes en habilidades de presentación y hablar en público, reforzando su confianza en el proceso. El EarthCast incorpora un modelo de estudiantes enseñando a estudiantes (aprendizaje entre pares) que ha probado ser exitoso. Además, al seguir el modelo de una comunidad de investigación científica, el salón es “informado” sobre una amplia gama de temas, obteniendo así una mirada más exhaustiva de cómo funciona el planeta, mientras ven cómo están interrelacionadas estas partes del sistema Tierra. La integración del GRSL en un programa de Ciencias de la Tierra ya existente o en un nuevo curso de Ciencias de la Tierra les permite a los estudiantes obtener las tigurosas habilidades de laboratorio necesarias para la oficina de admisión de una universidad, al mismo tiempo desarrollando competencia de habilidades tecnológicas que utilizan estándares y herramientas de análisis de la industria y el gobierno.

Debe de entenderse que el autor desarrolló el concepto de un GRSL como parte de las estrategias de instrucción usadas en el programa de tecnologías geoespaciales de una secundaria técnica. Las especializaciones de carrera son una forma de estudio dentro de los ambientes de escuelas técnicas.

Típicamente, en la mayoría de las escuelas técnicas los estudiantes pasan la mitad del día escolar, cinco días a la semana, por sus cuatro años en la secundaria en una línea de estudio sobre una especialidad de carrera. Por lo tanto, los estudiantes tienen el tiempo adecuado y la oportunidad de participar de estudios y proyectos auténticos y a largo plazo. En el diseño y desarrollo de un programa técnico uno debe entender cuáles son los requerimientos entrantes en la carrera, lo que incluye competencias basadas en habilidades y académicas. Estas pueden obtenerse por medio de investigación, reuniéndose con posibles empleadores, líderes de la industria o del gobierno, o lo que se recomienda en la mayoría de las comunidades técnicas: el desarrollo de una junta de consejeros. Sin embargo, es importante también notar que estas estrategias pueden incorporadas en cursos tradicionales de física, química y biología y no están limitadas a la educación técnica.

La idea de desarrollar un Laboratorio de Geociencias y Detección Remota surgió a partir de examinar que rol cumplían los estudios ambientales, las geociencias y la detección remota en un ambiente de la educación técnica.

La clase determinó que lo que estos estudios contribuían a la comunidad era la capacidad de observar la Tierra por medio del uso de satélites, herramientas de detección remota y visualizaciones computarizadas.

Aún más, se concluyó que los estudios que se llevarían a cabo no sólo eran de importancia para la clase, sino también para la sociedad. También se determinó que la clase participaría de una profesión que siempre está en evolución y generalmente a un paso veloz. El GRSL estaba diseñado para examinar e identificar habilidades centrales que harían la transición junto con estos avances rápidos en tecnología, software cambiante y la demanda pública.

Los programas de educación técnico-profesional por lo general tienen demandas monetarias significativas, porque un ambiente de educación técnica debe de imitar los lugares de trabajo lo más posible. En otras palabras, es más que una tarea que tiene un punto de inicio y uno final. Seguir el paso de los cambios tecnológicos actuales puede ser financieramente demandante. En el siglo XXI, no es inusual que la tecnología cambie dentro de los 4 años de la experiencia de secundaria de los estudiantes. Mientras otros programas en nuestra escuela estaban enseñando habilidades específicas y cómo aplicar estas a situaciones específicas, se entendía que las posibles carreras futuras en geociencias requerirían de mucho más.

El GRSL fue diseñado con la intención de que pudiese replicarse, por lo tanto, el autor estaba en conciencia de los costos y el financiamiento potencial que se requería —o, en la mayoría de los casos, la falta de ellos. El examinar la evolución paralela de la aplicación de ciencia y tecnología para la comunidad escolar tradicional jugó un rol en poder resolver este problema. El desarrollo y la transferencia de estas tecnologías (es decir, sistemas computacionales y el Internet) aumentaron significativamente las capacidades de los estudiantes de acceder y utilizar datos en tiempo real e imaginería satelital. El GRSL fue construido con recursos que ya estaban disponibles para cualquier instructor por medio de internet y/o con muy poca inversión financiera.

El GRSL funciona de la misma forma que un lugar de trabajo. Existe una serie de componentes que requieren diferentes grupos de habilidades y niveles de competencia, pero todos contribuyen a un producto o motivo general. El investigar a nuestro planeta desde una perspectiva global se presenta con oportunidades prácticamente ilimitadas para que los estudiantes participen de un área de estudiode interés personal. Los temas incluyen, pero no están limitados a: conservación de recursos naturales, el tiempo, eventos de clima severo, el clima espacial, clima, oceanografía física, estuarios, humedales, mamíferos marinos, bosques, cobertura del suelo y migraciones de vida silvestre. El GRSL les permitía a los estudiantes trabajar de forma independiente o en grupo colaborativos. Dividir la investigación de los estudiantes en varios temas disciplinarios les permitió a los grupos obtener una comprensión fundamental de lo que está sucediendo alrededor del planeta y cómo estos cambios se relacionan unos con otros. Investigar estos temas de manera continua les permite a los estudiantes ver las relaciones entre lo que están estudiando y lo que sucede en el mundo real.

Por ejemplo, el comienzo del año escolar coincide con la temporada de huracanes, la de tormentas de invierno, tornados y eventos de clima severo, incluyendo inundaciones repentinas o relámpagos. Los estudiantes tienen la oportunidad de investigar todos estos fenómenos mientras suceden. Google Earth revolucionó la forma y la capacidad de los estudiantes para usar imaginería computarizada y otros grupos de datos. Usando los grupos de datos disponibilizados por Google Earth y otros desarrolladores, los estudiantes pueden monitorear terremotos en tiempo real, seguir sistemas del tiempo, monitorear los arrecifes de coral, acceder a datos de calidad del aire, temperaturas de la superficie del agua y mucho más. Las buenas noticias es que la disponibilidad de estos sets de datos crece cada año.

El J-Track 3D de la NASA y el Ojos en la Tierra siguen a todos los satélites no clasificados en tiempo real. Visualizaciones computacionales muestran la localización y la huella de los satélites relacionados a la Tierra.

Los estudiantes tienen acceso a datos leídos directamente del satélite LandSat por medio del programa EarthNow del Estudio Geológico de Estados Unidos (United States Geological Survey o USGS).

Por medio de programas como Viaje al Norte, los estudiantes combinan las observaciones de campo locales relacionadas con mariposas, picaflores, migraciones de aves y ballenas grises utilizando GIS para crear bases de datos nacionales, para así seguir el “viaje al norte”. Los estudiantes pueden combinar temperaturas de la superficie marina (Sea Surface Temperatures o SST) derivadas de satélites con datos de las boyas del Centro de Datos de Boyas Nacional del NOAA en tiempo real. La aplicación SatCam desarrollada por la University of Wisconsin les permite a los estudiantes hacer observaciones sobre las nubes desde el suelo mientras está pasando un satélite. Utilizando las mismas observaciones, los estudiantes pueden participar del “Proyecto S’COOL” de la NASA, proveyéndole a los científicos de la institución con datos de observación en terreno para calibrar las imágenes recibidas desde sensores satelitales en órbita. Verdaderamente es una ciencia participativa.

Adopción de la mejor práctica Involucrar a los estudiantes en observar la Tierra como un sistema les permite ver a los eventos actuales desde un punto de vista científico. Hay pocas noches en las que las noticias no cubren alguna noticia relacionada con las geociencias. El GRSL capitaliza en la idea de un momento enseñable.

En 2012, la supertormenta Sandy golpeó la costa este de Estados Unidos, resultando en impactos dramáticos para muchos estados y esencialmente en todo el noreste. El Centro Nacional de Huracanes y el Servicio Nacional del Clima, ambos dependientes del NOAA, juntos con medios de comunicación locales, proveyeron información, datos y actualizaciones críticas que apoyaron la comunicación entre los científicos que seguían y analizaban la tormenta, los equipos de emergencia y el público.

Gracias a estos protocolos y programas de manejo de emergencias, hubo una mínima pérdida de vidas. Los estudiantes del GRSL pudieron seguir el evento en tiempo real, usando los mismos datos e imaginería que tenían los científicos a su disposición.

Una de las estrategias de instrucción utilizadas en el Laboratorio de Geociencias y Detección Remota es el aprendizaje dirigido por los estudiantes. Has tenido alguna vez un estudiante que te ha preguntado “¿para qué necesito aprender esto?” Es una pregunta válida y lamentablemente muchas veces no se contesta. Los estudiantes están en busca de relevancia en

su aprendizaje que vaya más allá de un test, la graduación o la aceptación en una universidad. Como profesor o instructor, si no puedes contestar esa pregunta, entonces quizás debas de repensar tu planificación o proyecto. En simple, si no tiene relevancia para el estudiante entonces ¿por qué está en el currículum? Hacer que los estudiantes tomen responsabilidad por sobre su propia educación tiene un impacto de motivación poderoso.

El GRSL utiliza otra estrategia de instrucción única, del Espacio a la Tierra: de la Tierra al Espacio (Space to Earth: Earth to Space o SEES). El SEES fue desarrollado no solo para representar estratificación de datos físicos, pero también como una estrategia de instrucción educacional para motivar y desarrollar el pensamiento geoespacial en los estudiantes. Basados en datos sobre longitudes y latitudes (GPS), los estudiantes tienen ahora la capacidad de examinar sets de datos georeferenciados derivados en la Tierra, como también de instrumentos satelitales en órbita, así permitiendo que los investigadores vean desde arriba hacia abajo (Espacio a la Tierra) y desde abajo hacia arriba (Tierra al Espacio).

El modelo SEES crea una integración vertical de datos recogidos directamente en el campo, por medio de tecnologías de detección remota en la superficie y/o plataformas espaciales. Los estudiantes tienen la oportunidad de hacer observaciones y medidas en la Tierra para mejorar sus sets de datos por medio de tecnología diseñada para el espacio. Pueden empezar a observar la Tierra desde fuera y desde dentro de la sala de clases. Teniendo el modelo SEES en mente los estudiantes alinean múltiples sets de datos con el propósito de construir un modelo comprehensivo. Además, usar el SEES (es decir, múltiples sets de datos georeferenciados) promueve el examinar la Tierra como un sistema. El avance y la disponibilidad de tecnología de GIS y de datos proveen componentes importantes de esta nueva estrategia instruccional en la comunidad escolar. ¿Y qué hay del componente de alcance de las investigaciones de los estudiantes? El programa GLOBE se estableció en 1994. Programas exitosos como el GLOBE demuestran que “los estudiantes aprenden ciencia mejor cuando están involucrados en la recolección y manipulación de datos” (NSF Advisory Committee for Geosciences, 2010). El programa GLOBE es apoyado por la NASA, la NOAA. la National Science Foundation y el Ministerio del Medioambiente. El GLOBE ha crecido a un programa internacional llevado a cabo en 112 países con más de 54.000 profesores entrenados en 24.000 escuelas y más de 23 millones de observaciones de estudiantes enviadas. Trabajar en la comunidad de GLOBE les permite a los estudiantes y profesores el incorporar un componente internacional a sus estudios. La introducción de protocolos científicos les da a los estudiantes una perspectiva sobre la naturaleza de la ciencia. Siguiendo los protocolos

científicos establecidos, los estudiantes ponen en marcha sitios en sus escuelas y colaboran con estudios internacionales. Las estrategias prioritarias de GLOBE son Mejorar la comprensión de los estudiantes de ciencia ambiental y ciencia del sistema Tierra por medio de todo el currículum; contribuir la comprensión científica de la Tierra como un sistema; construir y sostener una comunidad global de estudiantes, profesores, científicos y ciudadanos y motivar a las nuevas generaciones de científicos y ciudadanos globales en actividades para beneficiar el medio ambiente. (The GLOBE Program, 2013)

Imaginería, fotografías, sets de datos y visualizaciones computacionales de la Tierra desde el espacio; todas estas están disponibles para estudiantes y profesores en la Internet desde un gran grupo de agencias espaciales internacionales y universidades de todo el mundo, muchas de ellas en tiempo real o tiempo casi real. Por lo tanto, profesores y estudiantes tienen la posibilidad de monitorear el planeta Tierra desde la perspectiva espacial.

Esto provee una oportunidad de investigación auténtica, aprendizaje basado en proyectos, desarrollo y aplicación de habilidades de pensamiento crítico y forma habilidades de resolución de problemas.

Conclusión Hacia finales de la década de 1980, un profesor de Pennsylvania y un grupo de estudiantes llevaron a cabo un proyecto para construir un satélite de órbita polar de recepción y así obtuvieron acceso a datos de lectura de forma directa en su sala de clases. Esto nunca se había hecho, y motivó la noción de que los datos y la imaginería satelital podían ser usadas en las salas de clase. Esto, a continuación, llevó a una Conferencia sobre Satélites y Educación en 1987.

Así nació la Asociación de Educación Satelital (Satellite Education Association o SAE). Redes internacionales de científicos, ingenieros, profesores universitarios, profesores escolares y estudiantes colaboran con la industria y el gobierno en el intercambio de ideas, recursos y oportunidades.

Su conferencia anual se lleva a cabo cada año en la California State University-LA con el apoyo de la NASA (El Laboratorio de Propulsión a Chorro), la NOAA y otros.

Como parte del equipo Multinacional de Jóvenes Estudiando Aplicaciones Prácticas de Eventos Climáticos (Multinational Youth Studying Practical Aplications of Climatic Events o M.Y.S.P.A.C.E.), estudiantes y profesores se continúan reuniendo para aprender nuevas habilidades, participar en miniproyectos de investigación y desarrollar metas para investigación y estudios continuos a lo largo del año. La conferencia de la

SEA concluye cada año con la presentación de los estudiantes a todos los asistentes a la conferencia, así le da a los estudiantes experiencia de primera fuente sobre presentar sus resultados a una audiencia de profesionales, En los últimos años, las delegaciones de estudiantes de China e Inglaterra han participado, permitiendo que se convierta en un estudio realmente internacional.

Como parte de estos estudios de investigación en geociencias guiados por los estudiantes, estudiantes de secundario y profesores de todo el mundo están construyendo y lanzando CubeSats. En 2013, el primer CubeSat construido completamente por estudiantes fue lanzado al espacio marcando otro punto importante en la historia aeroespacial. Los CubeSats son un tipo de nanosatélite para investigación espacial que generalmente tienen un volumen de exactamente un litro (un cubo de 10 cm) y una masa no mayor a 1.33 kg.

El proyecto Construye, Lanza, Utiliza y Educa usando CubeSats (BLUECUBE), desarrollado por socios que incluyen algunos becarios Einstein incluyéndome, es un esfuerzo por el desarrollo de educación y fuerza de trabajo que utiliza misiones CubeSat del mundo real para motivar a la comunidad de estudiantes preuniversitarios, al igual que a la comunidad de estudiantes universitarios creando una línea directa de detección remota con una base en ingeniería. BLUECUBE promueve un mayor interés de estudiantes de escuelas hacia carreras STEM por medio de la participación directa de los estudiantes en cada fase de una misión espacial CubeSat: Manejo de misiones y operaciones, construcción de la nave y pruebas y el uso de datos del vuelo espacial. Además, BLUECUBE busca crear una organización que mantenga/conduzca/maneje competencias locales, regionales y nacionales sobre el concepto de involucrarse en la producción de naves espaciales listas para el vuelo, con el objetivo final de lanzar dicha nave espacial y el posterior uso de los datos que pueden ser producidos por la carga que puede ser incorporada en un cuerpo de estudio común. BLUECUBE funciona como una oficina de compensación para oportunidades de financiamiento, recursos e implementos; y maneja la creación y operación de nodos donde se pueden desarrollar y llevar a cabo actividades pre y postvuelo del nanosatélite. BLUECUBE crea trayectorias para el desarrollo continuo de profesores con el objetivo de desarrollar liderazgo de maestros profesores en Estados Unidos, lo que se traduce en experiencias de aprendizaje auténtico STEM para los estudiantes en la sala de clases. Los estudiantes están directamente involucrados en la adquisición de imágenes y datos de detección remota.

Luego de leer esto solo queda una pregunta por hacer: “¿Cómo empezar?” Existen recursos disponibles por medio de agencias federales, universidades y la industria que proveen fuentes para imaginería satelital,

datos en tiempo real y visualizaciones computarizadas. El autor recomienda encarecidamente los siguientes recursos para desarrollo profesional tanto en estrategias educacionales abordadas en este capítulo y conocimiento de contenido: La Alianza de Educación en Ciencia del Sistema Tierra (The Earth System Science Education Alliance o ESSEA) es un programa apoyado por la NASA, NSF y NOAA implementado por el Instituto de Estrategias de Medioambiente Global (Institute for Global Environmental Strategies o IGES) para mejorar la calidad de la instrucción de geociencias para profesores que sirven a escuelas K-12 o preK-12. Empezó en 2000, el programa actualmente disfruta de la participación de más de 40 instituciones, con más de 3.000 profesores que han completado un curso ESSEA desde el otoño del 2009.

El programa de la Sociedad Meteorológica Estadounidense (American Meteorological Society o AMS) promueve la enseñanza de ciencias atmosféricas, oceanográficas e hidrológicas por medio de entrenamiento para profesores de colegios y desarrollo de materiales de recursos de instrucción. También promueve innovación en la instrucción en el nivel de cursos universitarios introductorios, de ahí la denominación del programa como K-13. Todos los programas promueven actividades dirigidas a una mayor diversidad de recursos humanos en las ciencias que AMS representa.

El programa Aprendizaje Global y Observaciones para Beneficiar el Medio Ambiente (Global Learning and Observations to Benefit the Environment o GLOBE) tiene la visión de una comunidad mundial de estudiantes, profesores, científicos y ciudadanos trabajando juntos para entender de mejor forma, sostener y mejorar el medioambiente de la Tierra a escala local, regional y global. La misión de GLOBE es promover la enseñanza y aprendizaje de ciencia, para mejorar la defensa y la capacitación medioambiental y para promover el descubrimiento científico.

Como fue presentado en este capítulo, la aplicación de imaginería satelital, detección remota y visualizaciones computarizadas tiene una historia bien documentada y un grupo de recursos establecido y robusto listo para implementación inmediato. El futuro es un lugar donde los visionarios viajan, y la innovación es uno de los recursos más valiosos de Estados Unidos.

Nuestro país necesita que la próxima generación de estadounidenses desarrollen estas habilidades también. El Laboratorio de Geociencias y Detección Remotas presenta oportunidades para que los profesores y estudiantes visualicen sus futuros. La ventaja de usar datos de detección remota e imaginería es que mucho puede aprenderse acerca de locaciones

geográficas, muchas de ellas no pueden ser accedidas fácilmente. La superficie completa de la Tierra puede ser vista, analizada e interpretada.

Científicos, educadores y estudiantes tienen la capacidad de ver el planeta como un sistema global total —una suma de sistemas integrados, interactuando físicamente en un estado fluido constantemente cambiantes y dinámico.

La identificación de recursos de datos de geociencias se vuelve el primer desafío en las investigaciones de los estudiantes o preguntas de investigación. Por lo tanto, la investigación, la resolución de problemas, pensamiento crítico y habilidades de pensamiento innovador se pueden desarrollar y utilizar por los estudiantes inmediatamente. Trabajar con estudiantes en desarrollar habilidades innovadoras puede ser frustrante tanto para el estudiante como para el profesor. Sin embargo, el potencial del éxito hace que el trabajo valga la pena. Hay pocos temas que en verdad representen la integración de ciencia, tecnología, ingeniería y matemática y directamente impacten la vida, la propiedad, la economía y la seguridad nacional. La aplicación de imaginería satelital, detección remota y visualizaciones computarizadas cumplen con estos requerimientos.

Trabajos citados American Meteorological Society. (2012). Earth observations, science, and services for the 21st Century: American Meteorological Society policy workshop report. Washington, DC: American Meteorological Society.

ESRI. (2013). What is GIS? Revisado el 20 de octubre, 2013, desde http://www.esri.com/whatisgis/overview Fish, D. (1875). The complete arithmetic: Oral and written. New York: Ivison, Blakeman, Taylor & Co. The GLOBE Program. (2013, May 16). Vision statement & mission. Revisado el 20 de octubre, 2013, desde http://www.globe.gov/about-globe/vision-statement-mission NASA’s Earth Observing System. (2013, March 19). NASA’s Earth Observing System project science office.

Revisado el 20 el octubre, 2013, desde http://eospso.gsfc.nasa.gov/content/nasas-earthobserving-system-project-science-office National Research Council. (2003). Satellite observations of the Earth’s environment: accelerating the transition of research to operations. Washington, DC: National Academies Press.

NSF Advisory Committee for Geosciences. (2009). GeoVision report. Arlington, VA: National Science Foundation.

NSF Advisory Committee for Geosciences. (2010). Strategic frameworks for education & diversity, facilities, international activities, and date & informatics in the geosciences.

Arlington, VA: National Science Foundation.

Office of Science and Technology Policy Executive Office of the President. (2012, March 29).

Obama administration unveils “Big Data” initiative: Announces $200 million in new R&D investments. Revisado el 20 de octubre, 2013, desde http://www.whitehouse.gov/sites/ default/files/microsites/ostp/big_data_press_release.pdf

ÍNDICE 1998 FS144 ...................... 177, 192 Academia de Ciencia Ambiental y de Energía Los Alamos ........ 233 Academia Nacional de Ingeniería (NAE) .......................... 362, 363 Gran Desafío NAE para Ingenieros ........................ 362 Achieve, Inc. ...... 58, 243, 263, 344 ACS Chemagination ........ 210, 218 Acta de Belgrado ............. 373, 391 Actitudes de los Estudiantes ... 142, 292, 417, 427 Actividades Prácticas114, 141, 227, 237, 290, 306 Basadas en Indagación223, 225, 227 Hands-On Universe (HOU) 168, 177, 182 Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA) 16, 24, 25, 28, 31, 83, 105, 148, 166, 168, 215, 222, 235, 286, 358, 365, 366, 427, 428, 429, 430, 432, 434, 435, 436, 437, 439, 440 eClips ................................... 366 Investigación de Archivo para Profesores de NASA-IPAC (NITARP) ................ 168, 169 J-Track 3D ........................... 434 Proyecto S’COOL ................ 435 Simulaciones de Caminatas Espaciales Educacionales 365 Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA)16, 28, 76, 77, 83, 222, 235, 258, 276, 286, 356, 365, 427, 430, 435, 436, 437, 439

Centro Nacional de Huracanes ......................................... 435 Profesores en el Mar83, 235, 258 Servicio Nacional del Clima 435 Agencia de Protección Ambiental (EPA) ................................... 392 Agencia del Censo de Estados Unidos.......... 138, 139, 140, 155 Agricultura Apoyada por la Comunidad (CSA) ............... 381 Aguirre, M. ...................... 142, 154 Airzee, S. ................................. 191 Albrizio, L. ...................... 113, 118 Alderman, M.K. ............... 123, 135 Alexander, K.L. ............... 348, 359 Alfabetización Atmosférica ......................... 430 Científica292, 293, 294, 295, 303 Climática.............................. 430 de la Era Digital ................... 202 en Información ..................... 299 en Lectura/Escritura ............. 295 Energética ............................ 430 Oceánica .............................. 430 Pública ................................. 430 Sobre Medios288, 289, 291, 292, 293, 298, 303, 312, 313 STEM37, 40, 293, 295, 296, 313, 315, 377, 378 Tasas de ............................... 296 Tecnológica ............................. 3 Alianza Educacional para Ciencias del Sistema Tierra (ESSEA) 439 Alianza Nacional para Asociaciones en Equidad (NAPE) ................................ 103

Alineamiento Vertical44, 130, 131, 166, 436 Allen, A.................................... 191 Ambiente Seguro ..................... 124 American Association for the Advancement of Science . Véase Asociación Americana por el Avance de la Ciencia (AAAS) American Association of Physics TeachersVéase Asociación Americana de Profesores de Física (AAPT) American Association of School Administrators ................. Véase Asociación Americana de Administradores Escuelas American Association of University Women ........... Véase Asociación Americana de Mujeres Universitarias (AAUW) American Association of Variable Star ObserversVéase Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO) American Astronomy Society Véase Sociedad Astronómica de América (AAS) American Chemistry SocietyVéase Sociedad Americana de Química (ACS) American Geophysical Union Véase Unión Americana de Geofísica (AGU) American Meteorological Society Véase Sociedad Meteorológica Estadounidense (AMS) Andamiaje41, 44, 46, 49, 147, 277, 282 Andersen, N. .................... 289, 315 Anderson, R.D. ........ 162, 191, 298

Andes, S.M. ......................... 62, 80 Andree, A......................... 223, 239 Ansong, D. ....................... 144, 154 Antártica31, 33, 168, 226, 228, 230 International Technology and Engineering Educators Association (ITEEA 31, 82, 119 Anuncios de Servicio Público (PSA) ........................... 313, 314 Aplicación35, 37, 43, 44, 45, 70, 74, 87, 134, 146, 157, 166, 213, 258, 322, 371, 427, 430, 433, 435, 437, 439, 440 Applebaum, S. ................. 291, 316 Aprendices de Idioma Inglés .. 139, 140, 154, 302 Aprendizaje1, 3, 16, 17, 21, 24, 25, 26, 28, 32, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 53, 54, 55, 56, 57, 59, 60, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, 79, 91, 111, 123, 124, 128, 129, 134, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 153, 157, 158, 160, 164, 166, 168, 169, 172, 174, 180, 186, 189, 190, 191, 193, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 207, 211, 213, 214, 216, 223, 224, 225, 227, 235, 236, 243, 244, 249, 259, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 277, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 286, 288, 289, 290, 292, 293, 295, 296, 299, 302, 303, 311, 313, 321, 322, 323, 324, 327, 330, 335, 336, 337, 338, 339, 341, 344, 346, 347, 348, 349, 350, 351, 353, 356, 357, 358, 360, 362, 368,

369, 370, 371, 372, 374, 375, 376, 377, 378, 379, 383, 384, 385, 386, 388, 389, 390, 400, 401, 402, 403, 406, 411, 425, 427, 431, 432, 435, 437, 438, 439 Activo40, 146, 199, 205, 266, 267 Auto-regulado ...................... 142 Basado en Indagación70, 203, 236 Basado en Problemas (PBL) 3, 54, 141, 142, 153, 202, 203, 431 Basado en Proyectos (ABP) 16, 17, 26, 36, 69, 70, 145, 146, 147, 174, 199, 202, 203, 204, 205, 311, 425, 437 Cooperativo.......... 200, 201, 289 de Servicio370, 371, 372, 377, 378, 379, 383, 384, 385, 386, 388, 389, 390 Aprendizaje y Observación Global para el Beneficio del Medioambiente (GLOBE) .... 29, 80, 426, 436, 437, 439, 440 Simposio GLOBE Croacia de Cobertura de Suelo........... 426 Argabright, S.................... 373, 391 Argonne National Laboratory Educational Programs .......... 220 Argumentación .. 68, 160, 161, 291 Arizona State University98, 100, 115, 321 Arnold, E. M. ................... 264, 285 Arsem, E. ......................... 177, 192 Arte de Enseñar........................ 134 Artículos de Investigación253, 257 Asociación Americana de Administradores Escuelas .... 418

Asociación Americana de Mujeres Universitarias (AAUW) ...... 114, 118, 120 Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO) ............ 363 Asociación Americana de Profesores de Física (AAPT) ..................................... 216, 218 Asociación Americana de Universidades de Medicina (AAMC)............................... 139 Asociación Americana por el Avance de la Ciencia (AAAS) ..................... 24, 39, 57, 82, 192 Asociación de Centros de CienciaTecnología (ASTC)348, 359, 360 Asociación de Educación de New Jersey ................................... 426 Asociación de Educación Satelital (SEA) ................................... 437 Asociación de Padres y Profesores (PTA) ......... 74, 75, 78, 204, 217 Asociación de Software de Entretenimiento264, 265, 283, 285 Asociación Nacional de Educadores Marinos .. 28, 74, 82 Asociación Nacional de Gobernadores (NGA)62, 69, 81, 344 Asociación Nacional de Profesores de Ciencia (NSTA)25, 33, 82, 154, 205, 210, 211, 240, 258, 263, 348, 359 Concurso Exploravision de NSTA/Toshiba ................. 205 Asociación Norteamericana de Educación Ambiental .......... 392

asociaciones17, 28, 77, 79, 107, 110, 111, 143, 181, 190, 202, 216, 243, 247, 275, 370 Association for Supervision and Curriculum Development81, 82, 344 Association of American Medical CollegesVéase Asociación Americana de Universidades de Medicina (AAMC) Association of ScienceTechnology Centers ......... Véase Asociación de Centros de Ciencia-Tecnología (ASTC) ASTC ....................................... 348 Asuntos Sociocientíficos (SSI) ............................. 290, 291, 316 Atkinson, R. ......................... 62, 80 Aufderheide, P. ................ 288, 315 Auténtica11, 33, 158, 159, 160, 162, 163, 164, 167, 170, 172, 173, 174, 175, 177, 178, 180, 181, 182, 184, 186, 189, 190, 193, 194, 232, 246, 322, 427, 431, 432, 437 Aprendizaje .......................... 191 Ciencia ......................... 191, 192 Instrumento de Evaluación para Ciencia Auténtica....... 11, 186 Bainbridge, W. S.............. 283, 285 Baker, S.................... 191, 416, 418 Balfanz, R. ....................... 122, 135 Barab, S.A........................ 291, 316 Barros, R. ......................... 401, 418 Barth, P. ................................... 418 Barton, P. ......................... 159, 191 Basado en Evidencia ................ 290 Basado en Proyectos .......... 26, 203 Aprendizaje16, 17, 26, 36, 146, 174, 199, 202, 203, 204, 311, 425, 437

edutopia ..................... 81, 219 Edutopia ....... 70, 81, 217, 219 Greenwich Public School 217, 219 High Tech High Schools (HTH) .................. 217, 219 Illinois Mathematics and Science Academy (IMSA) ............................. 217, 219 Pacific Education Institute ............................. 217, 220 Para el Siglo XXI ... 1, 67, 324 Currículum ........... 227, 375, 377 Bascom, D. ...................... 162, 193 Bashan, N................................. 193 Bearden, K. K. ................. 247, 263 Becario de Educación e Innovación ........................... 201 Becario Einstein ..... 24, 25, 28, 152 Becas para Educadores Earthwatch ........................... 236 Becas para Profesores Niños con Necesidades ......................... 369 Beddington, J. .......................... 418 Beede, D.J. ................... 86, 87, 118 Belgrade CharterVéase Acta de Belgrado Bell, S. ............................. 174, 191 Bellogín, A....................... 200, 218 Bencze, J. ................................. 191 Bencze, L. ................................ 315 Benyus, J.......................... 402, 418 Berger, I. .......... 295, 296, 297, 315 Berglund, K. ........................ 70, 80 Berrow, A. ............................... 191 Bhattacharyya, G. ............ 266, 285 Bianchi, S......................... 398, 418 Biblioteca del Congreso9, 358, 368 Biblioteca Nacional Digital de Ciencias ......................... 83, 368

Billig, S.H. ............... 370, 371, 391 Biología24, 26, 27, 29, 31, 33, 47, 48, 49, 50, 150, 151, 152, 185, 231, 232, 240, 241, 242, 245, 248, 249, 251, 256, 259, 260, 271, 273, 280, 299, 303, 350, 355, 396, 403, 404, 406, 409, 425, 433 Blackawton, P. ................. 160, 191 Blair, C..................................... 191 Blust, R. ........................... 378, 391 Bögeholz, S. ............................. 316 Bohannon, J. .................... 283, 285 Bohr, Niels ................................. 53 Bonney, R. ....................... 162, 193 Bransford, J. D. .... 39, 57, 324, 344 Brice, A. ........................... 114, 118 Brickhouse, N. ................. 266, 285 Bridge ........................................ 83 Bronx Green Machine...... 403, 404 Brophy, J. E. .................... 123, 135 Brown, A. L.39, 57, 268, 285, 316, 324, 344 Brown, J.39, 57, 268, 285, 316, 324, 344 Brown, S.D.39, 57, 268, 285, 316, 324, 344 Brumer, M................................ 193 Brundtland. G. H...................... 392 Bruner, J. S. ................... 42, 45, 57 Buck Institute for Education ... 203, 205, 217, 218 Burns, R. .............................. 69, 81 Bustamante-Donas, J. .............. 192 Bybee, R.W.293, 294, 315, 377, 378, 391 Cabral, A. ......................... 162, 193 Calkins, S.D. .................... 143, 155 Callahan, B.E. .................. 291, 316 Cambia la Ecuación ................. 393 Caminatas por la Galería.. 338, 339

Campos Amplios ....................... 41 Cantador, I. ...................... 200, 218 Capital Humano ................... 35, 62 Carey, G.32, 144, 152, 154, 264, 285 Carey, K.32, 144, 152, 154, 264, 285 Carnegie Science Center .......... 114 Carter, L. .......................... 290, 315 Casey, R. .......................... 158, 191 Castano, C........................ 291, 315 Center for American Progress .. 81, 154 Center for Ocean Sciences and Education Excellence SouthEast (COSEE SE) .................... 74, 83 Center for Public Education.... 154, 418 Center for the Advancement of Informal Science Education 348, 359 Centers for Disease Control (CDC) .......................... 388, 391 Centro de Ciencia e Ingeniería en Investigación de Materiales (MRSEC)250, 251, 254, 256, 263 Centro Médico Militar Nacional Walter Reed ......................... 213 Centro Nacional de Huracanes Véase Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): Centro Nacional de Huracanes Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) ........... 427 Centro por la Alfabetización en Medios ................................. 288 Centro Universitario de Investigación Atmosférica (UCAR) ............................... 427

Centros Nacionales de Investigación ........................ 356 Chabot Space and Science Center ............................................. 114 Challenger Space Center100, 115, 352 Charney, J. ....................... 160, 191 Cheung, R. W. ................. 200, 220 Chinn, C. .................. 161, 162, 191 Chowa, G. A. ................... 144, 154 Chrystalbridge, M. ........... 375, 391 Ciencia3, 9, 11, 16, 17, 20, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 45, 46, 47, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 68, 69, 70, 71, 73, 74, 76, 78, 79, 80, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 93, 104, 106, 113, 114, 115, 117,142, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 193, 194, 197, 198, 199, 204, 205, 206, 207, 209, 210, 212, 213, 215, 216, 217, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 233, 234, 235, 236, 237, 238, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 248, 250, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 270, 275, 276, 280, 287, 288, 289, 290, 291, 292, 293, 294, 295, 296, 298, 299, 300, 302, 303, 304, 305, 308, 310, 312, 313, 314, 315, 323, 324, 325, 338, 346, 347, 349, 350, 353, 354, 355, 357, 358, 360, 361, 362,

363, 364, 365, 366, 367, 370, 371, 374, 375, 376, 378, 380, 381, 388, 389, 390, 394, 396, 397, 401, 403, 413, 416, 425, 427, 429, 431, 433, 435, 436, 437, 439, 440 Ciencia y el Mar .................. 366 Competencias de186, 199, 205, 213, 216 del Espacio........... 173, 174, 364 Feria de 170, 174, 181, 185, 232 Indagación ........... 161, 167, 243 Simposios............................. 213 Ciencia Bytesize ...................... 366 Ciencia Ciudadana ... 187, 363, 364 Proyectos ..... 187, 276, 286, 364 Ciencia de la Tierra.... 33, 175, 236 Ciencia, Matemática, Ingeniería y Tecnología (SMET) ....... 37, 378 Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática (STEM)16, 20, 37, 38, 54, 60, 61, 66, 85, 86, 158, 163, 190, 197, 213, 224, 243, 244, 287, 338, 346, 367, 370, 378, 390, 394, 440 Alfabetización37, 40, 293, 295, 296, 313, 315, 377, 378 Campos20, 30, 38, 39, 54, 59, 63, 65, 80, 85, 87, 89, 105, 114, 117, 118, 225, 228, 229, 233, 288, 295, 315, 358, 367, 427 Capacidades ........................... 35 Comunidad................... 179, 270 Conocimiento........... 40, 65, 297 Identidades Basadas en STEM ......................................... 274 Manejo ................................. 296 Política en Educación118, 198, 218, 429 Stemstories........................... 104

Científico29, 37, 39, 40, 46, 51, 52, 53, 72, 143, 153, 157, 159, 160, 167, 168, 169, 171, 172, 177, 178, 181, 184, 185, 187, 190, 223, 230, 231, 235, 243, 244, 246, 247, 248, 251, 255, 257, 258, 260, 276, 281, 283, 291, 292, 293, 294, 295, 299, 312, 318, 346, 377,429, 435, 439 Cimientos ........................... 43, 395 Clark, R.E. ............... 203, 220, 410 Classroom Close-Up New Jersey ............................................. 426 Clements, R...................... 398, 418 Clonar ...................................... 248 Club GEMS ............... 90, 113, 118 Cocking, R. R. ..... 39, 57, 324, 344 Coger, R. .................... 89, 117, 118 Colaboración30, 36, 70, 77, 111, 115, 160, 161, 168, 175, 180, 188, 193, 197, 198, 199, 202, 206, 208, 223, 228, 233, 234, 247, 267, 269, 270, 277, 282, 283, 292, 299, 326, 328, 330, 333, 343, 399 Coletta, S.................................. 191 Colley, K. ............................. 70, 80 Comisión Nacional de Excelencia en Educación ........................ 198 Committee on Science86, 89, 118, 218 Committee on Science, Engineering, and Public Policy ..................................... 118, 218 Community Supported Agriculture Véase Agricultura Apoyada por la Comunidad (CSA) Cómo Funcionan las Cosas ..... 147, 367

Competencia Ciudad Futura ... 106, 111, 352, 357 Competencias74, 144, 169, 186, 199, 200, 205, 211, 213, 216, 276, 286, 293, 313, 347, 357, 362, 363, 367, 389, 416, 433, 438 Componentes Apogee ...... 215, 218 Comulada, W. .................. 264, 285 Comunicación17, 22, 32, 36, 44, 70, 71, 140, 185, 186, 197, 199, 202, 206, 282, 288, 290, 291, 296, 299, 313, 315, 360, 364, 411, 435 Comunicado de Prensa .... 119, 181 Conceptos Transversales39, 40, 44, 45, 55, 161, 300, 401 Concurso de Diseño de Montañas Rusas Six Flags ............ 216, 218 Consejo Nacional de Investigación (NRC)35, 39, 57, 58, 64, 69, 81, 122, 135, 161, 192, 198, 220, 222, 239, 257, 263, 266, 271, 275, 285, 325, 326, 344, 346, 347, 349, 359, 361, 391, 401, 418, 424, 440 Consejo Presidencial de Asesores en Ciencia y Tecnología (PCAST)35, 38, 58, 61, 62, 197, 198 Conservación de la Naturaleza 373, 434 Considine, D. ................... 289, 315 Contenido Central ................ 37, 41 Copenhagen ....... 51, 52, 53, 57, 58 Corporación COSMOS .... 346, 359 Corporación Intergraph............ 426 Creatividad36, 70, 86, 87, 156, 197, 198, 199, 201, 202, 211, 273, 276, 284, 287, 299, 312, 315, 361, 367, 384, 396, 399

Crecimiento Curricular .............. 44 Crecimiento Profesional .. 217, 223 Cronin, J........................... 160, 191 Cronshey, R.G. ................ 373, 391 Crouch, C.H. .................... 323, 344 Crute, I. .................................... 418 CubeSat .................................... 438 Construcción y Testeo de Nave Espacial ............................ 438 Operación y Manejo de Misión ......................................... 438 Proyectos BLUECUBE........ 438 Utilización de Datos del Vuelo Espacial ............................ 438 Cubo Constelación ................... 175 Culligan, T. ...................... 247, 263 Cultivo Biodinámico ................ 382 Currículum25, 26, 27, 31, 32, 33, 37, 41, 42, 43, 44, 51, 54, 57, 70, 79, 85, 105, 111, 121, 147, 179, 181, 205, 213, 215, 217, 225, 227, 245, 246, 251, 256, 259, 260, 267, 268, 271, 288, 289, 290, 291, 292, 298, 348, 350, 353, 354, 364, 365, 368, 370, 371, 372, 375, 376, 377, 378, 379, 387, 388, 389, 390, 426, 436, 437 Integrado .......................... 37, 57 Custer, R. ........................... 88, 119 Dana Foundation .............. 216, 218 Daniels, H. ....................... 139, 155 Darling-Hammond, L.123, 135, 223, 239 Davis, K. ............ 31, 223, 224, 238 Dawson, V. M. ................. 291, 315 de Laet, M. ......................... 88, 119 Deantoni, T. ..................... 222, 239 Del Espacio a la Tierra de la Tierra al Espacio (SEES) ......................................... 436

Departamento de Estadísticas del Trabajo de Estados Unidos .... 64 Department of Energy ......... Véase Ministerio de Energía (DOE) Desafío de Cohetes Team America ............................................. 215 Desafío Dupont de Ensayos en Ciencia ................. 205, 213, 219 Desafío Nacional de Videojuegos STEM................................... 286 Desarrollo Profesional17, 22, 28, 32, 36, 47, 54, 64, 65, 73, 74, 82, 103, 133, 134, 135, 140, 181, 183, 222, 223, 224, 225, 232, 234, 235, 237, 238, 240, 244, 246, 247, 257, 438 Formación Docente Continua ................................... 65, 371 Design Thinking for Educators ..................................... 217, 219 Después de la Escuela17, 64, 97, 125, 197, 258, 352, 365 Club ..................................... 216 Club STEM .......................... 107 Programas17, 79, 347, 353, 357, 394 Detección Remota28, 424, 425, 427, 428, 429, 431, 432, 433, 435, 436, 438, 439, 440 Deustua, S. ....................... 177, 192 Devaney L.......................... 89, 118 Dewey, L. 43, 45, 46, 57, 145, 401 Día del Mol .............. 209, 210, 212 Diagrama de Dispersión .. 130, 131 Disciplinaristas Mentales ........... 42 Discovery ChannelVéase Canal Discovery Discovery Kids ........................ 367 Diseño IDEO ................... 217, 219 Distrito Escolar Unificado de Peoria (PUSD) ................. 90, 97

Diversidad24, 28, 87, 115, 282, 347, 420, 423, 430, 439 Dixon, P. .......................... 224, 238 Donnelly, L. ............................. 316 Donnelly, M. ............................ 135 Dorph, R. ............................. 65, 80 Drake, S. .............................. 69, 81 Dresner, M.W. ................. 223, 238 Drew, C. ........................... 159, 191 Dubner, J. ......................... 245, 263 Duchovnay, B. ................. 246, 263 Duncan, S................................. 286 Duncan, T. ............................... 263 Earth Information System .... Véase Sistema de Información de la Tierra (EIS) Earth Observation System ... Véase Sistema de Observación de la Tierra (EOS) Earth Science Enterprise .......... 428 Earth System Science Education AllianceVéase Alianza Educacional para Ciencias del Sistema Tierra (ESSEA) Edelson, D................ 161, 162, 191 EdHeads ................................... 364 Educación en Sustentabilidad ... 27, 372, 375, 377 Educación para un Desarrollo Sustentable (ESD) ........ 374, 392 Educación Técnica y Vocacional (CTE)27, 43, 90, 91, 99, 106, 110, 111, 313, 314, 369, 430 educación vocacional ........... 27, 43 Educacional3, 5, 9, 26, 31, 32, 35, 43, 54, 60, 68, 86, 111, 116, 125, 138, 139, 140, 144, 198, 201, 202, 217, 226, 232, 244, 246, 290, 314, 356, 364, 368, 377, 386, 390, 397, 404, 417, 418, 426, 430, 432, 436

Educator at Sea Program ..... Véase Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): Profesores en el Mar Efecto Invernadero .......... 173, 174 Efecto Loto .............. 251, 252, 254 Efecto Pétalo de Rosa242, 253, 259 Einstein, A.1, 3, 9, 16, 17, 18, 21, 22, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 121, 122, 127, 133, 135, 145, 153, 197, 216, 280, 357, 438 El Canal Discovery .................. 367 El Mundo de Ella ............... 97, 352 English Language Learners . Véase Aprendices de Idioma Inglés (ELLs) Entertainment Software AssociationVéase Asociación de Software de Entretenimiento Entwisle, D.R................... 348, 359 Environmental Protection Agency Véase Agencia de Protección Ambiental (EPA) Epstein, D. ........................... 65, 81 Erduran, S ................................ 316 Escuela de Rock (SOR) ........... 236 Escuelas Públicas del Distrito de Columbia ............................. 300 Esri ................................... 429, 440 Estándares5, 28, 39, 40, 55, 56, 61, 62, 65, 68, 69, 73, 80, 121, 128, 129, 133, 134, 146, 161, 164, 174, 178, 180, 225, 243, 257, 293, 300, 324, 325, 327, 349, 364, 371, 374, 375, 376, 396, 401, 411, 417, 425, 432 Basado en. 66, 67, 123, 267, 365 Common Core State Standards ......... 56, 57, 62, 81, 324, 325

de Alfabetización Tecnológica ......................................... 349 Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (NGSS) 3, 30, 40, 55, 62, 83, 161, 243, 257, 275, 300, 304, 305, 307, 316, 324, 325, 401, 417, 425 Marco para la Educación Escolar en Ciencia ... 161, 257 Nacionales de Educación en Ciencia ..................... 293, 417 Nacionales para el Aprendizaje Estudiantil Escolar en Educación para la Sustentabilidad ................. 375 para la Práctica Matemática 128, 134 Estrategias de Enseñanza62, 73, 134, 225, 226 Estrellas T-Tauri .............. 184, 185 Estudiantes de por Vida ............. 14 Estudiantes en Situación de Riesgo 25, 26, 122, 123, 124, 128, 134, 289 Estudio Geológico de Estados Unidos (USGS) ............ 227, 434 Programa EarthNow ............ 434 Evagorou, M. ................... 291, 315 Evaluación24, 42, 68, 129, 131, 132, 137, 141, 142, 144, 145, 153, 179, 186, 187, 188, 193, 200, 205, 209, 210, 214, 215, 233, 244, 270, 278, 279, 287, 291, 298, 299, 319, 324, 336, 343, 370, 428 Formativa ..................... 324, 336 Habilidades del Siglo XXI .... 36, 59, 63, 70, 71, 73, 197, 202, 299, 403

Evaluación Alternativa213, 214, 215 Evangelista, Gay ........................ 90 Evans, G................................... 419 Exhibición de Aprendizaje Global (GLE) ................................... 426 Experiencias de Campo31, 222, 226, 236, 255 Experiencias de Investigación para Profesores (RET)133, 168, 169, 223, 224, 225, 226, 230, 238, 239, 241, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 260, 262, 263 Exploratorium .................. 360, 367 Exploravision27, 210, 211, 219, 220 Eyler, J.S. ................. 370, 372, 391 Fairweather, J................... 372, 391 Falk, J.H........................... 346, 359 Femgineers............................... 106 Feria de Ingeniería y Ciencia Regional de Pittsburgh......... 175 Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería (ISEF) ................. 185 Feria Regional de Carreras ..... 100, 101 Ferreira, M ....................... 142, 154 Festival de Ciencia Sally Ride .. 98, 100, 114, 351 Fiesta Bowl Aerospace Challenge ............................................. 115 Filippenko, A. .......................... 192 Financiamiento37, 101, 110, 112, 113, 353, 368, 369, 371, 380, 383, 390, 392, 411, 429, 433, 438 Finn, J.D. ......................... 122, 135 FIRST ...... 216, 219, 276, 357, 362 Challenge ............................. 362

Junior ................... 216, 219, 362 Liga Lego ............................. 216 Robotics Competition216, 219, 362 Fish, D.............................. 426, 440 Fisher, J. Richard ..................... 168 Fleischman, H. ................. 159, 191 Foehr, U. .......................... 398, 419 Foster, A. ................. 274, 284, 285 Fraquelli, L. ............................. 191 Fraser, J. ........... 191, 192, 399, 418 Frayn, M. ............................. 52, 57 Froguts ..................................... 364 Fuerza de Trabajo1, 29, 35, 38, 39, 40, 59, 61, 62, 78, 80, 85, 86, 87, 89, 117, 139, 159, 198, 390, 393, 398, 399, 416, 430, 431, 438 Fulbright Memorial Fund... 25, 127 Fulu, I.A. .......................... 200, 219 Función41, 51, 52, 71, 102, 129, 130, 131, 132, 133, 136, 137, 195, 251, 335, 401, 402, 414, 416 Fundación Nacional de Ciencias (NSF)24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 37, 57, 60, 62, 81, 83, 121, 133, 169, 222, 226, 233, 235, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 249, 258, 263, 283, 349, 359, 360, 361, 365, 425, 427, 429, 430, 431, 436, 439, 440 Advisory Committee for Geosciences425, 427, 430, 436, 440 Fundación Nacional de Educación Ambiental (NEEF) ............... 374 Future City Competition ...... Véase Competencia Ciudad Futura Galaxy Zoo ...................... 187, 188

Garet, M.A. ...................... 223, 238 Gee, J.P.265, 267, 268, 270, 279, 285 Género85, 88, 90, 91, 102, 103, 104, 110, 111, 114, 117, 122, 215, 273, 378 Estereotipos ..................... 87, 88 Geociencias28, 246, 424, 425, 426, 427, 429, 430, 431, 433, 435, 438, 439, 440 Geoscience and Remote Sensing Laboratory (GRSL).............. 431 Geostationary Operational Enviromental Satellite (GOES) ............................................. 428 Giles, D.E. Jr.................... 370, 391 Gillman, L................ 267, 277, 285 Girls Engineering Competition Open (GECO) ...................... 114 Girls Excelling in Math and Science ........ Véase Club GEMS Girls exploring Technology . Véase Niñas Explorando la Tecnología (GET) GK-12 ........................................ 29 Glied, S. ........................... 245, 263 Global Information System.. Véase Sistema de Información Geográfica (GIS) Global Learning and Observations to Benefit the Environment Véase Aprendizaje y Observación Global para el Beneficio del Medioambiente (GLOBE) Global Learning Exhibition . Véase Exhibición de Aprendizaje Global (GLE) Global Positioning System .. Véase Sistemas de Posicionamiento Global (GPS)

Godfray, H. ...................... 395, 418 Goldhaber, G............................ 192 Goldman, R. ..................... 199, 219 Good, T.L......................... 123, 135 Gopnik, A. ........................... 63, 81 Gormly, K. ....................... 114, 118 Grace, M. ......................... 291, 316 Granja Virtual 4-H ................... 365 Gray, C.J .......................... 370, 391 Gresch, H. ........................ 291, 316 Grupos Diversos de Estudiantes 184, 228, 300, 304, 306, 327, 328, 329, 330, 331, 339, 388, 412, 421, 432 Guevara, E.25, 26, 138, 140, 142, 148, 149, 154 Habilidades16, 17, 36, 41, 42, 54, 59, 60, 63, 64, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 76, 78, 79, 80, 90, 92, 100, 103, 113, 122, 125, 127, 135, 140, 141, 142, 145, 146, 147, 148, 161, 174, 175, 176, 197, 200, 201, 202, 206, 223, 224, 226, 228, 229, 231, 234, 236, 237, 244, 248, 259, 266, 270, 271, 275, 278, 279, 282, 287, 288, 289, 290, 291, 292, 293, 295, 296, 297, 298, 299, 307, 308, 313, 314, 315, 323, 324, 332, 333, 337, 343, 351, 361, 373, 374, 376, 380, 381, 388, 390, 399, 403, 413, 414, 429, 430, 431, 432, 433, 434, 437, 439, 440 Habilidades del Siglo XXI36, 59, 63, 70, 71, 73, 197, 202, 299, 403 Estándares40, 62, 73, 121, 128, 133, 134, 161, 243, 257, 293, 300, 324, 325, 349, 375, 401, 417, 425

Hackett, G. ....................... 268, 285 Haddad, L. ............................... 418 Hallinen, J. ............... 37, 58, 60, 82 Hancock, M.P. ......... 243, 244, 263 Hanuscin, D.L. ................. 224, 238 Hartley, L. ........................ 160, 192 Hartry, A. ............................. 65, 80 Hashweh, M.Z. ................ 223, 238 Hasselhorn, M.................. 291, 316 Hayes-Wood, Katreena .............. 90 Heim, M. .................................. 192 Heimlich, J. ...................... 399, 418 Heisenberg, Werner ................... 53 Helm, B. ................................... 418 Helms, J.D. ...................... 373, 391 Henry, B................... 135, 391, 419 Hewson, P. ....................... 223, 238 Hill, C.C.22, 26, 87, 88, 89, 90, 118, 418 Hmelo-Silver, C. ...................... 191 Hoff, D.L. .................... 87, 88, 119 Hofferth, S. ...................... 398, 418 Hofshire, L. ...................... 370, 391 Holland, W....................... 266, 285 Homeopático............................ 164 Hoody, L. ................. 396, 401, 418 Hopkins, C.A. .... 89, 118, 375, 391 Hopkins, K. ........ 89, 118, 375, 391 Hopstock, P...................... 159, 191 Howes, E.......................... 290, 317 Hull, J....................... 141, 152, 154 Hunter, A. ........................ 222, 239 Hyde, A. ........................... 139, 155 Illinois Mathematics and Science Academy .............................. 217 Imágenes Satelitales 276, 424, 427 Imaginación135, 197, 199, 211, 225, 280, 282, 379, 394 iMovie...................................... 178 Ingeniería1, 3, 9, 17, 25, 30, 31, 33, 35, 37, 39, 40, 47, 54, 55,

60, 68, 69, 71, 73, 74, 76, 77, 78, 79, 80, 82, 85, 86, 89, 102, 104, 106, 113, 114, 115, 161, 163, 166, 168, 169, 198, 199, 200, 204, 215, 216, 242, 243, 246, 250, 259, 271, 287, 288, 295, 296, 297, 300, 304, 306, 314, 325, 351, 357, 362, 363, 366, 367, 371, 375, 377, 388, 389, 401, 438 Desafíos ....................... 199, 215 Herramientas de Ingeniería para la Exploración .................. 366 Procesos de Diseño243, 259, 356 Iniciativa de Aprendizaje Profundo ...................... 202, 219 Innovación14, 36, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 79, 86, 87, 197, 198, 199, 201, 202, 206, 207, 210, 211, 212, 214, 217, 243, 315, 356, 361, 367, 384, 403, 427, 439 Innovadores1, 18, 20, 59, 74, 80, 198, 201, 202, 204, 206, 207, 211, 213, 287, 291, 314, 395 Inspiración28, 30, 197, 198, 199, 206 Inspirar29, 38, 60, 61, 114, 135, 197, 198, 199, 280, 348, 358 Institute for Global Environmental StrategiesVéase Instituto de Estrategias de Medioambiente Global (IGES) Instituto de Estrategias de Medioambiente Global (IGES) ............................................. 439 Instituto de Investigación del Cáncer .................................. 213

Instituto de Liderazgo en Alfabetización sobre Medios en Aspen ................................... 288 Instituto del Museo Galileo ..... 365 Instituto Nacional de la Salud (NIH) ....................................... 58 instrucción entre pares (PI) ..... 323, 344 Interdisciplinario3, 35, 37, 39, 40, 41, 45, 49, 57, 58, 60, 69, 211, 219 Invernaderos de Paul Mock ..... 382 Jackman, W.S. ................. 372, 391 Jenkins, H.7, 9, 27, 266, 285, 370, 380 Johnson, D.W. . 148, 200, 219, 391 Johnson, R.T. ... 148, 200, 219, 391 Joyce, C. .......................... 246, 263 Juegos en Línea Masivos Multijugadores (MMOGs) .... 12, 282, 283 Jugar88, 182, 215, 218, 264, 265, 271, 279, 280, 284, 291, 322, 326, 390, 394, 395, 399, 425 Junta de Consejeros de la Juventud de State Farm . 27, 383, 392, 393 K-1232, 38, 39, 55, 65, 111, 138, 169, 170, 192, 217, 325, 348, 368, 369, 370, 372, 374, 375, 390, 397, 401, 439 Compañeros de Laboratorio 303, 310 Lab Wiki ...................... 217, 219 Laboratorio26, 36, 48, 55, 72, 116, 132, 137, 147, 187, 193, 194, 201, 207, 208, 209, 211, 212, 213, 214, 217, 218, 230, 231, 232, 233, 236, 237, 240, 241, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 252, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 262,

303, 304, 306, 307, 308, 309, 310, 314, 350, 396, 401, 402, 421, 425, 431, 432, 433, 435, 437, 439 Kass, Sam ................................ 403 Keane, S.P........................ 143, 155 Keeley, P. ............................. 64, 81 Kellert, S. ......................... 399, 418 Kerby, S. .......................... 138, 154 Kirschner, P. .................... 203, 220 Kisiel, J ............................ 348, 359 Kitt Peak .......................... 168, 183 Klawe, Maria ............................. 89 Kleine, L. ......................... 143, 155 Kliebard, H.M. ......... 41, 42, 43, 58 Klosterman, M. ................ 290, 316 Koebler, J. ........................ 159, 192 Kovalik, S. ......................... 88, 118 Krajcik, J. ......................... 174, 193 La Fe Policy Research & Education Center ......... 138, 154 Laboratorio de Innovación ....... 201 Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL)............... 237 Ladson-Billings, G. .......... 134, 135 Lam, S. ............................. 200, 220 Larmer, J. ......................... 204, 220 Laurie, R .......................... 293, 315 Laursen, S. ....................... 222, 239 Law, J.S. .......................... 200, 220 Lawrence Livermore National LibraryVéase Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) Lawrence, D. ............................ 418 Lawrence, R. ............................ 220 Learning Network .................... 202 Lee, H. ..................................... 192 Lee, S.W.-Y ............................. 263 Lent, R.W......................... 268, 285 Leopold, Aldo .................. 409, 418

Ley de Boyle .................... 300, 306 Ley de Charles . 300, 306, 307, 308 Ley de Educación Primaria y Secundaria ............................. 62 Ley de Gay-Lussac .. 300, 308, 309 Ley Nacional de Educación Ambiental .................... 373, 374 Liderazgo Educacional22, 24, 26, 27, 61, 62, 212, 224, 234, 237, 282, 287, 299, 371, 401, 438 Lieberman, G. .......... 396, 401, 418 Línea que Mejor Calce ............ 129 Link, E. .................................... 193 Lips, H ............................... 88, 119 Loike, I.D. ........................ 245, 263 Lord, L. ............................ 264, 285 Loucks-Horsley, S. .......... 223, 238 Louv, R. ........................... 397, 418 Love, N. ........................... 223, 238 Lowery, P......................... 266, 285 Lucore, Rebecca ........................ 87 Luminiscencia Química ........... 212 Maestría ............... 1, 127, 167, 283 Mahoney, G. ...................... 89, 119 Mainardi, D.S. ................. 247, 263 Malhotra, B. ............. 161, 162, 191 Maltese, A.V. ....................... 63, 81 Manwaring, R. ......... 144, 152, 154 Marine Advanced Technology Education (MATE) .......... 74, 83 Markowitz, D. .................. 160, 192 Marx, R.W. ...................... 174, 193 Massachusetts Institute of Technology (MIT) ......... 74, 295 massively multiplayer online gamesVéase Juegos en Línea Masivos Multijugadores (MMOGs) Matemática1, 3, 9, 17, 20, 24, 25, 27, 28, 29, 33, 35, 37, 38, 39, 49, 50, 54, 55, 56, 59, 60, 61,

62, 63, 64, 68, 69, 71, 74, 78, 79, 85, 87, 89, 90, 91, 92, 93, 104, 113, 114, 117, 121, 122, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 133, 134, 159, 161, 163, 166, 169, 174, 180, 188, 195, 199, 203, 235, 243, 258, 259, 286, 287, 292, 307, 322, 325, 326, 328, 338, 342, 344, 346, 360, 361, 362, 364, 365, 371, 375, 378, 388, 389, 400, 403, 416 Materials Research Science and Engineering Center .......... Véase Centro de Ciencia e Ingeniería en Investigación de Materiales (MRSEC) Mathews, M. .................... 161, 192 Matraz Erlenmeyer .......... 307, 308 Mazur, E. ......................... 323, 344 McBride, Y. ............................. 155 McCaffrey, T. ...................... 65, 80 McClarty, K.L. ......................... 155 McCrae, B. ....................... 293, 315 McGonigal, J.................... 266, 285 McKeon, D. ..................... 138, 154 McKeown, R. ................... 375, 391 McNees, P. ......................... 88, 119 McTighe, J.41, 43, 44, 45, 58, 322, 324, 344 Medina, J.......................... 322, 344 Medios de Comunicación Masivos Electrónicos ......................... 292 Medios Masivos290, 292, 313, 360 Mentalidad296, 340, 373, 377, 389 Mentores y Procesos de Mentores 14, 79, 88, 96, 107, 116, 152, 185, 198, 209, 215, 224 Mercado de Granjeros del Condado Morgan ................. 384 Mercandante, B. ............... 266, 285

Mergendoller, J.R. ........... 204, 220 Metodologías de Aprendizaje .. 203 Metz, K. ........................... 160, 192 Meyer, S.J. ....................... 370, 391 Miami Science Center ..... 114, 119 Michaels, S.63, 81, 161, 192, 295, 316, 323, 344 Microsoft ......... 115, 201, 202, 220 in Education ......................... 202 Innovative Schools .............. 220 Miller, H. ................................. 192 Miller, J.................................... 263 Miller, R..................................... 81 Ministerio de Educación de los Estados Unidos16, 21, 22, 27, 64, 65, 82, 191, 235, 239, 263, 426 Ministerio de Energía (DOE)22, 29, 168, 235 Ministerio del Trabajo de Estados Unidos.................................. 429 minorías . Véase Sub-representadas MIT Media Lab ....... 201, 217, 220 Mitchell, S. ...... 26, 86, 87, 88, 119 Modelar68, 128, 129, 130, 131, 313, 325, 370, 371, 386, 389 con Matemática68, 128, 129, 325 Sustentabilidad............. 386, 389 una Función ................. 130, 131 Modelo a Seguir. 26, 127, 167, 168 Modelo de Crecimiento141, 144, 145 Modi, K........ 88, 89, 119, 328, 338 Moeller, M. .............................. 192 Moore, J. ...... 28, 29, 160, 192, 424 Morelli, B......................... 178, 192 Moret, B. ...................... 89, 90, 119 Mortimore-Smith, S.268, 269, 270, 271, 285 Mountain View Solar............... 384

Moursund, D. ........................... 220 Mueller, M. ...................... 290, 316 Muir, J. ..................................... 418 Mundo Real17, 28, 33, 41, 43, 60, 65, 66, 67, 69, 70, 71, 73, 74, 76, 77, 78, 79, 80, 129, 130, 145, 146, 157, 160, 162, 167, 190, 191, 194, 199, 203, 207, 212, 225, 231, 234, 290, 310, 354, 366, 372, 375, 376, 378, 386, 389, 390, 434, 438 Mundry, S. ....................... 223, 238 Murphy, D................................ 155 Murphy, S. ............................... 155 Murphy, T. ................................. 81 Museo de la Historia de la Ciencia ............................................. 365 Museo de la Sociedad Histórica de Peoria ................................... 352 Museo Udvar-Hazy .................. 213 Nación Escuadrón de Diseño ... 367 Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO)298, 315, 373, 391 Nanotecnología133, 211, 242, 250, 251, 253, 254, 256, 257, 258, 259, 262 National Academy of Engineering Véase Academia Nacional de Ingeniería (NAE) National Academy Press .... 57, 344 National Aeronautics and Space Administration ................. Véase Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA) National Alliance for Partnerships in EquityVéase Alianza Nacional para Asociaciones en Equidad (NAPE)

National Center for Atmospheric ResearchVéase Centro Nacional de Investigación Atmosférica National Center for Educational Statistics ................................. 60 National Center for Women in Information Technology (NCWTT) ............................ 103 National Council of Teachers in Mathematics........................... 82 National Environmental Education FoundationVéase Fundación Nacional de Educación Ambiental (NEEF) National Environmental Education Reauthorization ActVéase Ley Nacional de Educación Ambiental National Girls Collaborative Project (NGCP).... 104, 111, 114 National Governors Association Véase Asociación Nacional de Gobernadores (NGA) National Institute of Health . Véase Instituto Nacional de la Salud (NIH) National Marine Educators AssociationVéase Asociación Nacional de Educadores Marinos National Oceanic and Atmospheric Administration Véase Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) National Radio Astronomy ObservatoryVéase Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO)

National Research Council .. Véase Consejo Nacional de Investigación (NRC) National Science Board (NSB) . 60, 81, 316 National Science Digital Library Véase Biblioteca Nacional Digital de Ciencias National Science Foundation Véase Fundación Nacional de Ciencias (NSF) National Science Teachers AssociationVéase Asociación Nacional de Profesores de Ciencia (NSTA) National Weather Service .... Véase Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): Servicio Nacional del Clima Natural Resource Conservation ServiceVéase Servicio de Conservación de Recursos Naturales (NRCS) NBC Learn ....................... 358, 368 NC STEM Learning Network ... 36, 58 Neigeborn, L. ........................... 191 Nemeroff, M. ........................... 191 Nemet, F. ......................... 291, 317 New Jersey Education Association Véase Asociación de Educación de New Jersey Newmann, F. .................... 160, 192 NewTech Network ..................... 36 Next Generation Science StandardsVéase Estándares: Estándares de Ciencia para la Próxima Generación (NGSS) Nicolescu, B. ........................ 69, 81

Niñas en Ingeniería y Tecnología ..................................... 113, 114 Niñas Explorando la Tecnología (GET)10, 31, 85, 90, 91, 92, 93, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 105, 106, 109, 110, 115 Nist, S. ............................. 292, 316 Nomenclatura........... 279, 280, 282 Norris, S.P........................ 294, 316 North American Association of Environmental Education Véase Asociación Norteamericana de Educación Ambiental Notación de Funciones129, 131, 132, 133 Notas Cornell ................... 303, 305 NOVA ScienceNOW184, 349, 364 Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO)32, 167, 168, 182 Ocupaciones Sociales ................ 43 Office of Science and Technology PolicyVéase Oficina de Políticas de Ciencia y Tecnología (OSTP) Oficina de Políticas de Ciencia y Tecnología (OSTP) ...... 429, 440 Ohio Department of Education . 68, 81 Oil City32, 170, 177, 183, 184, 186, 191 Ojos en la Tierra ...................... 434 Olin College..................... 201, 218 Olson, L.S. ....................... 348, 359 OpenRocket ..................... 215, 220 Oportunidades de Investigación en Laboratorio .......................... 222 Orphanos, S. .................... 223, 239 Orr, David ........................ 397, 419 Osborne, J. ....................... 239, 316

Osborne, M. ..................... 239, 316 Osei-Akoto, I. .................. 144, 154 Pack, H. .................... 166, 178, 192 Pandey, V.C. .................... 373, 392 Papson, S.......................... 199, 219 Parent Teacher Association . Véase Asociación de Padres y Profesores (PTA) Parque Nacional Everglades .... 350 Outpost ................................. 350 Parque Nacional Yellowstone . 400, 404, 405, 406, 407, 408, 409, 410, 411 Participación de los Padres ..... 140, 143, 144 Pavelis, G.A. .................... 373, 391 Payne, R. .......................... 123, 135 Pelczar, M. ....................... 159, 191 Pennypacker, C. ............... 177, 192 Pensamiento Crítico36, 69, 70, 80, 142, 145, 146, 202, 206, 223, 298, 299, 364, 390, 427, 440 Habilidades de271, 282, 289, 290, 298, 437 Penuel, W.F. ............................ 239 Perales, L. .................... 89, 90, 119 Perseverancia ... 201, 206, 211, 217 Pew Research Center158, 159, 192 Phelps, M. .......................... 87, 119 PhET ........................................ 365 Phillips, K.B............................. 119 Phillips, L.M. ........................... 316 Pickert, K. .......................... 86, 119 Pingüinos Adélie ........................ 31 Equipo Investigador ............. 228 Sitio Web Interactivo187, 228, 363 Pinnell, M. ....................... 378, 391 Pitt, J. ............................... 376, 392 Pizarras304, 308, 320, 321, 322, 323, 326, 327, 328, 329, 330,

331, 332, 335, 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 344, 345, 402 Pizarreo12, 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327, 328, 331, 333, 334, 336, 337, 338, 339, 342, 343, 344 Plásticos que se Comprimen al Calor .................................... 212 Pobreza123, 127, 138, 140, 165, 170, 424 Podcasts ................... 362, 366, 367 Poesía Haiku ............................ 305 PolarTREC............... 168, 169, 236 Pop, M.M. ........................ 224, 239 Poris, M. .......................... 264, 285 Prácticas Científicas167, 184, 243, 257, 266, 276, 300 Prácticas de Enseñanza73, 223, 224, 238 Preguntas de Respuesta Abierta ..... 142, 143, 145, 146, 147, 207 Preguntas Esenciales............ 42, 45 Premios17, 26, 27, 29, 31, 32, 33, 99, 102, 111, 200, 346, 364, 365, 369, 386, 426 Preparación de Profesores17, 25, 65 Preparando a la Próxima Generación de Innovadores STEM Identificando y Desarrollando el Capital Humano de Nuestra Nación.............................. 287 Preparing the next generation of stem innovators: Identifying and developing our nation’s human capitalVéase Preparando a la Próxima Generación de Innovadores STEM: Identificando y Desarrollando el

Capital Humano de Nuestra Nación President’s Council of Advisors Véase Consejo Presidencial de Asesores en Ciencia y Tecnología (PCAST) Pretty, J. ................................... 418 Primaria Oasis ........ 91, 97, 99, 101 Principio de Aprendizaje Activo y Crítico40, 146, 199, 205, 266, 267, 270 Principio de Múltiples Rutas.... 270 Principio Moratorio Psicosocial ............................................. 270 Profesor e Investigador de Ciencias (STAR) .................. 235 Profesores Experimentando la Antártica y el Ártico (TEA) 152, 226, 228 Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA)20, 60, 81, 159, 191, 287, 293, 294, 315 Programa Internacional de Profesores Toyota ................ 237 Programas de Inmersión .......... 223 Programas de Radio ................. 366 Programas de Televisión349, 358, 360, 364 Programme for International Student Assessment ......... Véase Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA) Proyecto Alas de Mariposa del Museo de Historia Natural de Florida .................................. 363 Proyecto Aperitivo ................... 207 Proyecto JASON ...................... 365 Proyecto Mariquita Perdida ..... 363 Proyecto Salt River .................. 352

Proyecto Supernova Cosmology (SCP) ................................... 168 Proyectos de Investigación61, 133, 147, 167, 168, 172, 174, 175, 177, 178, 205, 235, 257, 382, 426 Public Broadcasting Service Véase Servicio de Difusión Pública (PBS) Public Service Announcement Véase Anuncios de Servicio Público (PSA) Quest to Learn (Q2L)267, 268, 285 Química25, 26, 27, 30, 32, 33, 37, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 150, 151, 152, 199, 205, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 240, 249, 250, 255, 259, 299, 302, 305, 310, 311, 312, 322, 338, 351, 353, 377, 425, 433 Química Avanzada .................... 32 Radui WKQW-96.3 ................. 192 Rahm, J. ........... 160, 161, 162, 192 Rebull, Luisa............................ 185 Red Comunal Colaborativa Lluvia, Granizo y Nieve (CoCo-RaHS) ............................................. 363 Referencias Disciplinarias152, 178 Renaissance Charter High School ............................................. 403 Research Experience for Teachers Véase Experiencias de Investigación para Profesores (RET) Research para Profesores y Estudiantes, el programa de Investigación de Archivo . Véase Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA): Investigación de

Archivo para Profesores de NASA-IPAC (NITARP) Resolución de Problemas69, 133, 142, 156, 199, 298, 299, 390, 399, 437, 440 Reuniones de la Junta Directiva ............................................. 112 Reunión en Círculo .............. 338 Revolución Industrial... 35, 86, 296 Richardson, N .................. 223, 239 Richmond, M. .................. 177, 192 Rideout, V. ....................... 398, 419 Ritz, Stephen ............................ 403 Rizzi, R. ........................... 375, 391 Robert Wood Johnson Foundation ............................................. 419 Roberts, D. ............................... 419 Roberts, L.F. ............................ 192 Robinson, G. ............................ 192 Robinson, S. ............................. 418 Robótica Submarina................... 76 Rock, D.A. ....................... 122, 135 RockSim .......................... 215, 218 Rogers, R. ........................ 266, 286 Rotheram-Borus, M. ........ 264, 285 Route 21 ............................... 71, 81 Rube Coldberg Máqinas................................ 214 Rube Goldberg ................. 214, 220 Contest ......................... 214, 220 Rufo-Tepper, R. ............... 266, 285 Russell, S.H. ............ 243, 244, 263 Rust, T.. 7, 14, 31, 85, 91, 119, 346 S2TEM Centers SC.............. 60, 82 Sadler, T... 290, 291, 315, 316, 317 Salen, K............ 266, 268, 269, 285 Salidas de Campo347, 348, 349, 352, 353, 354, 355, 357, 358, 365, 369, 400 Virtuales ....................... 358, 365 Salmond, K. ................. 88, 89, 119

Salón de Clases Centrado en el Estudiante ............................ 337 Salón de Clases Salvaje ........... 366 Sanders, M. .............. 35, 58, 66, 82 Satélite de Televisión y Observación Infrarroja (TIROS) ............................................. 428 Satellite Education Association Véase Asociación de Educación Satelital (SEA) Scarloss, B. ...................... 247, 263 Schiavelli, M.................... 158, 193 Schmitt, M. ...................... 143, 155 Schneider, R..................... 174, 193 Schoenberg, J. .............. 88, 89, 119 School of RockVéase Escuela de Rock (SOR) Schultz, K. ....................... 266, 285 Schwartz, A.T. ..................... 39, 58 Schweingruber, H.A.63, 81, 161, 192, 295, 316, 323, 344 SciStarter ......................... 276, 364 Scott, B. ........................... 291, 316 Sea Perch ....................... 74, 76, 83 Semana de Atención al Cerebro ............................................. 216 Semana Nacional de la Ingeniería (DiscoverE).................. 215, 219 Competencia Ciudad Futura106, 111, 362 Semana Nacional de la Química ..................... 205, 207, 208, 209 Servicio a la Comunidad D-Lab MIT ...................... 217, 219, 385 Servicio de Conservación de Recursos Naturales (NRCS) 392 Servicio de Conservación del Suelo .................................... 373 Servicio de Difusión Pública (PBS)70, 184, 349, 353, 358, 364, 367

Servicio Público de Arizona .... 352 Sets de Datos227, 233, 276, 286, 306, 429, 434, 436, 437 Seymour, E. ..................... 222, 239 Shaffer, D.W. ................... 267, 285 Shapira, D. ............................... 193 Shapiro, A. ....................... 266, 285 Shapley, K........................ 247, 263 Sheehy, K................................. 119 Shelley, B. ........................ 159, 191 Shelton, T.L. .................... 143, 155 Sherer, M. ........................ 266, 285 Shields, P. ............................ 65, 80 Shouse, A.W.63, 81, 161, 192, 295, 316, 323, 344 Silver, E. .................................. 418 Simmons, M. .................... 290, 317 Simon, S. .......................... 221, 316 Simulación ............................... 215 Sinclair, H.R., Jr. ..................... 391 Sistema de Información de la Tierra (EIS) .......................... 432 Sistema de Información Geográfica (GIS)229, 276, 402, 426, 429, 435, 436, 440 Sistema de Observación de la Tierra (EOS) ........................ 428 Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) ....... 402, 429, 436 Six Flags America roller coaster design contestVéase Concurso de Diseño de Montañas Rusas Six Flags Slezak, M. ................................ 193 Smithsonian ..................... 198, 220 Centro Lemelson para el Estudio de la Invención e Innovación ............... 358, 367 Museo de Arte Estadounidense ... 198

de Historia Estadounidense ............................. 358, 367 del Aire y el Espacio ........ 213 Newsdesk ..................... 198, 220 Sociedad Americana de Física . 216 Sociedad Americana de Química (ACS) ................... 210, 216, 218 Sociedad Astronómica de América (AAS)................... 182, 184, 186 Sociedad de Geociencias y Detección Remota del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ..... 220, 426 Sociedad de Mujeres Ingenieras (SWE) ............................ 87, 104 Sociedad Meteorológica Estadounidense (AMS)29, 431, 439, 440 Society of Women Engineers Véase Sociedad de Mujeres Ingenieras (SWE) Socioeconómico122, 138, 140, 348 socioscientific issues............ Véase Asuntos Sociocientíficos (SSI) Sofer, W. .................................. 191 Soloway, E. ...................... 174, 193 Songer, N. ........................ 160, 192 Space to Earth Earth to SpaceVéase Espacio a la Tierra: de la Tierra al Espacio SpaceCAD ............................... 220 Sperling, E. ...................... 290, 315 Spillane, N.K. .... 32, 35, 52, 53, 58 Spitzer Space Telescope ...... Véase Telescopio Espacial Spitzer Sputnik ................. 36, 79, 416, 428 Squire, K.266, 267, 276, 283, 285, 286 Star Trek .................................. 165

Stein, R. ................................... 418 Steiner, Rudolph ...................... 382 Steinkuehler, C. ............... 283, 286 STEM de Primaria ............... 63, 79 Stenson, C.M. .................. 370, 391 Stiles, K............................ 223, 238 Stimson, Rufus W. ..................... 43 Strage, A.A. ............. 370, 371, 392 Streitmatter, J. .................... 91, 119 Sub-representadas38, 86, 87, 88, 102, 119, 153, 198, 267, 348 Sungur, S.......................... 142, 155 Sustentabilidad3, 13, 24, 27, 29, 290, 316, 370, 372, 374, 375, 376, 377, 379, 380, 382, 384, 386, 387, 388, 389, 390, 392, 393, 397, 424, 430 Sweedyk, E. ....................... 88, 119 Sweller, J.......................... 203, 220 Tai, R.H. .............................. 63, 81 Taller de Modelación en Física 321 Talleres de Verano del National Endowment for the Humanities (NEH) .................................. 237 Tarea para la Casa .... 280, 328, 329 Tasas de abandono ................. 122, 139 de analfabetismo .................. 289 de retención .................. 245, 289 Teacher at Sea Program ....... Véase Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): Profesores en el Mar Team America Rocketry ChallengeVéase Desafío de Cohetes Team America Tecnología1, 3, 9, 17, 25, 28, 31, 35, 37, 39, 40, 59, 60, 61, 62, 74, 78, 79, 85, 86, 89, 90, 91, 92, 93, 97, 98, 100, 101, 102, 103, 104, 106, 113, 114, 115,

117, 129, 163, 166, 195, 197, 201, 204, 211, 233, 234, 236, 237, 243, 244, 246, 257, 271, 287, 291, 293, 294, 299, 303, 313, 352, 356, 357, 361, 362, 363, 371, 388, 402, 428, 433, 436 Educacionales ...................... 289 Techbridge ........................... 114 Tekkaya, C. ...................... 142, 155 Telescopio Espacial Spitzer .... 168, 183, 185 Television and Infrared Observation Satellite........ Véase Satélite de Televisión y Observación Infrarroja (TIROS) Texley, J............................... 68, 82 Thibodeau, P. ................... 158, 193 Thomas, J.W.174, 193, 204, 221, 248, 418 Thomas, S.174, 193, 204, 221, 248, 418 Tiffany-Morales, J. .............. 65, 80 Topor, D.R. ...................... 143, 155 Torres, R. ......................... 266, 285 Toulmin, C. .............................. 418 Trabajo en Equipo146, 206, 211, 255, 277, 299 Trail, J. ............................. 246, 263 Trangle, S......................... 403, 419 Transferencia ......... 42, 43, 44, 434 Triangle Coalition for Science and Technology Education22, 82, 83 Trudel, A.R. ..................... 142, 154 Trumbull, D. .................... 162, 193 Tsai, C.-C. ........................ 291, 316 T-STEM Network ................ 36, 58 Tsupros, N. .............. 37, 58, 60, 82 Tyler, R.W. .................... 42, 43, 58 Tyson, Neil deGrasse ....... 183, 184

U.S. Bureau of Labor Statistics Véase Departamento de Estadísticas del Trabajo de Estados Unidos U.S. Census BureauVéase Agencia del Censo de Estados Unidos U.S. Department of Education . Véase Ministerio de Educación U.S. Partnership for Education for Sustainable Development Véase Educación para un Desarrollo Sustentable (ESD) Unión Americana de Geofísica (AGU) .................................... 83 United Nations Educational Scientific and Cultural OrganizationVéase Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) United States Geological Survey Véase Estudio Geológico de Estados Unidos (USGS) University Corporation for Atmospheric Research ..... Véase Centro Universitario de Investigación Atmosférica (UCAR) University of Wisconsin-Madison 34, 242, 249, 250, 253, 255, 256, 263 Vacaciones de Química ........... 216 Valanides, N. ........................... 193 Vehículo Operado a Control Remoto (VCR o ROV)67, 69, 70, 71, 72, 74, 75, 77, 78 Venville, G....................... 291, 315 Verhoeff, T. ..................... 200, 221 Vermicultura .................... 385, 393 Videos 76, 104, 115, 117, 145, 201

Visualizaciones Computarizadas 424, 427, 433, 434, 437, 438, 439, 440 Von Aufschnaiter, C. ....... 291, 316 Vorgelegt, V. ................... 143, 154 Wagner, T. ....................... 201, 221 Walls, M .......................... 355, 359 Wassersug, R. .................. 160, 192 Weber, K............................ 88, 119 Wei, R.C. ......................... 222, 239 Wellage, G. ...................... 160, 192 Wells Fargo Teachers' Partner Program ....................... 111, 368 Wells, N. .......... 111, 368, 400, 419 Wenglinsky, H. ................ 244, 263 Wiggins, G.P.41, 43, 44, 45, 58, 322, 324, 344 Wilke, R.A. ...................... 224, 238 Windows Movie Maker ........... 178 Wolozin, L. ...................... 266, 285 Women in Education Proactive Network (WEPAN) ............. 104 Woodrow Wilson . 16, 18, 300, 302 High School ................. 300, 302 International Center for Scholars ....................... 16, 18 Woolfolk, A. .................... 223, 239 World of Warcraft (WOW) .... 264, 283 Wormeli, R. ............. 123, 126, 135 Wu, Y.-T. ......................... 291, 316 Yim, P. ............................. 200, 220 Yocco, V. ......................... 399, 418 Yoon, K.D................................ 239 Yoon, K.S. ............................... 263 Zeidler, D. ........ 290, 291, 316, 317 Zemelman, S. ........... 139, 140, 155 Zimmerman, E. ........ 268, 269, 285 Zion, M. ................... 161, 162, 193 Zohar, A. .......................... 291, 317 Zooniverso ....... 187, 276, 286, 364