Microscopios Digitales USB by Ignacio Zamora

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq Microscopios Digitales USB Propuesta de uso en Educación Secundaria wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui Obligatoria y Bachillerato opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas Curso 2010-2011

Máster de Formación de Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato. Biología y Geología.

Autor: Ignacio Zamora Forcada

Tutora: María José Luciañez Sánchez

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

MARCO TEÓRICO

PROYECTO DE INNOVACIÓN

DESARROLLO DE LA PROPUESTA DE INNOVACIÓN

CONCLUSIONES Y PROPUESTAS COMPLEMENTARIAS

BIBLIOGRAFÍA

ANEXO I

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Introducción El objetivo de este Trabajo Fin de Máster, es el de tratar de realizar un análisis de la conveniencia de usar un recurso como es el de los microscopios USB (Universal Serial Bus) en las aulas de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, realizando para ello un análisis exhaustivo de todo el currículum de las asignaturas de Ciencias Naturales que establecen el REAL DECRETO 1631/2006 y el DECRETO 23/2007, del Ministerio de Educación y Ciencia y la Comunidad de Madrid, respectivamente, para la Educación Secundaria Obligatoria; y la ORDEN ESD/1729/2008 y el DECRETO 67/2008 para los currículos de Bachillerato que marcan el Ministerio de Educación, Política Social y Deporte y la Comunidad de Madrid, respectivamente. La herramienta que se presenta aquí es un microscopio que se puede conectar a un ordenador mediante un puerto USB, en el mercado existen varios modelos, que varían en características, como puedan ser la iluminación por LEDs, o la mayor o menor capacidad de aumento, en ningún caso tan poderosa a priori como la que presenta un microscopio óptico tradicional, pero que gracias al software que incorpora puede mejorar el visionado de las muestras hasta niveles de magnificación aceptables. El empleo de este recurso, los microscopios USB, de los que se están consiguiendo mejoras notables en la capacidad de aumento y resolución, se plantea desde diferentes ópticas: como un complemento más de las sesiones de clase habituales, en las que poder proyectar las imágenes referidas a aquellos contenidos que así lo permitan, tratando de atraer la atención de los alumnos empleando este sistema innovador de proyección de imágenes en tiempo real de aquello que se esté tratando, y que al pertenecer al mundo microscópico resulta de un mayor grado de abstracción para alumnos que aún no hayan alcanzado la etapa de desarrollo formal (Piaget, 1979; Gutiérrez, 1984); además de la posibilidad de su empleo en prácticas de laboratorio de modo que el docente se asegure de que todos los alumnos han observado aquello que se pretenda en las sesiones prácticas planteadas. Así también como un recurso más económico que la adquisición de numerosos microscopios tradicionales para laboratorios de centros que no posean suficiente presupuesto para ello, y que con esta herramienta al menos todo el grupo en conjunto podrá observar al microscopio las muestras preparadas y trabajar sobre ello, siendo cada vez menor el número de casos en que esta situación se produce; añadido a esto también se mostrará la posibilidad existente de modificar una cámara web convencional (Anexo I) para conseguir una herramienta similar a las que se pueden encontrar originalmente en el mercado, y que disminuiría aún más el coste de este recurso, acrecentando el carácter innovador,

Página |2 haciendo uso de la definición de Richland “la innovación es la selección, organización y utilización creativas de recursos humanos y materiales de nuevas maneras y propias que den como resultado la conquista de un nivel más alto con respecto a las metas y objetivos previamente marcados” (citado por Moreno, 1995), de la herramienta y la transversalidad, ya que la modificación a realizar podría plantearse para la asignatura de Tecnología.

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Marco Teórico El planteamiento presentado en este Trabajo Fin de Máster entra dentro del contexto del reciclaje del profesorado en la utilización didáctica de los medios audiovisuales (Rubio, 1990). Es un hecho que el empleo de las Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones, en adelante TIC, en la enseñanza secundaria española es muy escaso (Solbes et al., 2004), y por ello uno de los objetivos de este Trabajo Fin de Máster es el de abrir una nueva vía que haga aumentar sus posibilidades dentro de las aulas y hacer ver sus posibilidades y conveniencia de uso, ya que las TIC contribuyen al aprendizaje significativo de los estudiantes y a la construcción reflexiva de sus conocimientos (Pontes, 1999), mostrando las posibles aplicaciones de esta herramienta TIC. A esto se puede añadir la importancia detectada por el uso de las TIC en la enseñanza de las ciencias (Mendoza et al., 2004) mejorando la motivación del alumnado en el proceso de aprendizaje, incrementando su interés por las ciencias y fomentando las interacciones intra-grupo y del alumnado con el profesor, aunque no se haya podido asegurar en los últimos estudios el aumento significativo del aprendizaje por parte de las TIC (Domínguez et al., 2005; Fernández et al., 2007). Hoy en día se siguen empleando estrategias pertenecientes a otras épocas, y que entonces eran válidas, pero eso no las convierte en metodologías enteramente útiles en la actualidad, esta resistencia al cambio demuestra muy poca comprensión de la realidad (Sanmartí e Izquierdo, 2001), es por esto que se debería requerir una mayor imaginación e innovación, y es en este ámbito en el que se centra este Trabajo Fin de Máster. El empleo de la herramienta que aquí se plantea trata de mejorar algunos aspectos de la docencia como por ejemplo: pasar de motivar a sólo unos pocos alumnos, a lograr la motivación de la mayoría; de atender sólo a los mejores, a atenderlos a todos; de estructuras puramente competitivas, a otras más cooperativas; de unas sesiones donde pesa más el pensamiento verbal, a otras en las que se integren el pensamiento visual y el verbal (Berger et al., 1994; Sanmartí e Izquierdo, 2001). El empleo de los microscopios USB en las sesiones de clase en las que se pueda emplear, así como en las sesiones de prácticas de laboratorio, pretende introducir esta herramienta dentro de un conjunto denominado “laboratorio asistido por ordenador

Página |4 (LAO)”, en el que se emplean sistemas informáticos para la adquisición y tratamiento de los datos (Traver et al., 2005), en este caso la observación de imágenes reales de aquellos contenidos del currículo que sean posibles al microscopio, en la educación secundaria se ha implantado de forma escasa motivado por el coste entre otros motivos (Traver et al., 2005). Se propone el uso de esta herramienta en el proceso de enseñanza-aprendizaje para poder mostrar imágenes que acompañen, y sean en sí mismas, las explicaciones (Rubio, 1984; Rubio, 1990) de aquellos contenidos que lo permitan, ya que cuantos más sentidos estén implicados en el proceso más significativo será éste (Ros, 2010), además de la ya mencionada motivación que esta metodología podría suscitar en los alumnos. Podría limitarse entonces al mero empleo de fotografías, vídeos o representaciones generados previamente, pero según Romiszowski (1974) siempre que se pueda debería emplearse el objeto real que se quiera mostrar, y en el caso de elementos microscópicos la mejor manera de hacerlo es mediante la utilización de microscopios USB, que conectados a un ordenador, con cada vez mayor presencia en los centros, pueda ser proyectado y observado por todos los alumnos, en tiempo real, en ese momento sin que dé lugar a posibles manipulaciones, que sean los propios alumnos quienes aprecien la observación in situ. Existe una amplia diversidad de medios audiovisuales (MAV) en la enseñanza, pero su utilización está poco extendida además de resultar insatisfactoria para muchos profesores (Rubio, 1990), es por eso que esta herramienta se plantea como un nuevo recurso para enseñar con imágenes. Con esta herramienta se trabajaría el ámbito de las experiencias, se plantearía como una actividad destinada a obtener una familiarización perceptiva en el alumnado (Woolnough & Allsop, 1985; Albaladejo y Caamaño, 1992) de la visualización de imágenes a través de un microscopio, para cuando se enfrenten por primera vez a la experiencia de utilizar un microscopio óptico estén familiarizados con este tipo de visualización. Así mismo se considera el uso de esta herramienta para trabajar sobre ciertas ideas previas o preconceptos erróneos (Ausubel et al., 1983) que el alumnado pueda poseer sobre ciertos contenidos, y que gracias a este recurso se puedan corregir de forma intuitiva y natural. Basándome en mi experiencia personal durante las prácticas del Máster de Formación de Profesorado, los alumnos de un grupo de primer curso de Bachillerato Internacional tenían la idea de los cloroplastos como orgánulos estáticos, y tras mostrarles un vídeo sobre la ciclosis erradicaron de forma sencilla y absoluta la

Página |5 idea de inmovilidad en el interior celular. Trataría de ser pues, una actividad que se propone superar las concepciones primitivas del alumnado (Santisteban, 1995). En base a todos estos fundamentos se propone el uso de microscopios USB en las aulas como un recurso dispuesto a innovar, motivar al alumnado, mejorar el aprendizaje de modo significativo, erradicar preconceptos erróneos, mejorar las relaciones del alumnado con el profesor, etcétera…

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Proyecto de Innovación La propuesta que aquí se plantea es el uso de los microscopios USB en las aulas de Educación Secundaria Obligatoria y de Bachillerato para las asignaturas de Ciencias de la Naturaleza, Biología y Geología, Biología, Ciencias para el Mundo Contemporáneo y Ciencias de la Tierra y Medioambientales, para lo cual se presentará un recorrido por los currículos de dichos niveles educativos propuestos por el Ministerio correspondiente según la etapa en la que se desarrollara la legislación oportuna, y por la Comunidad Autónoma de Madrid, seleccionando aquellos contenidos que permitan el empleo de esta innovadora herramienta como complemento o metodología para tratar de lograr un mejor aprendizaje en el alumnado tal y como se ha tratado de argumentar en el marco teórico.

A continuación sigue el análisis de los contenidos recogidos en el REAL DECRETO 1631/2006 y en el DECRETO 23/2007, para la Educación Secundaria Obligatoria, pertenecientes al Ministerio de Educación y Ciencia y a la Comunidad de Madrid, respectivamente, en los que podría ser aplicada la herramienta propuesta en este Trabajo Fin de Máster. Para los contenidos del PRIMER CURSO de la asignatura Ciencias de la Naturaleza, recogidos en el Real Decreto, la herramienta propuesta sería aplicable dentro del Bloque 1 de contenidos comunes, y que podría emplearse para tratar: La “utilización de los medios de comunicación y las tecnologías de la información para seleccionar información sobre el medio natural. Interpretación de datos e informaciones sobre la naturaleza y utilización de dicha información para conocerla. Utilización cuidadosa de los materiales e instrumentos básicos de un laboratorio y respeto por las normas de seguridad en el mismo.” El tratamiento del primero de los aspectos queda marcado de forma clara ya que la herramienta que se propone emplear es una herramienta perteneciente a las TIC, un recurso ubicado dentro de las nuevas tecnologías, y con aplicación relacionada con el medio natural, ya que permitiría la observación de muestras biológicas. En cuanto al segundo de los aspectos seleccionados dentro del bloque primero del currículo para este curso, con el empleo de este tipo de microscopios se pretende obtener imágenes

Página |7 que son en sí mismas datos e información relativos a la naturaleza, que se emplearían para trabajar en el aula, con el fin de facilitar la comprensión y aprendizaje de los contenidos de la materia, lo que incluiría obviamente una interpretación de lo observado. Los alumnos también podrán utilizar ellos mismos el microscopio con cuidado y responsabilidad, hecho este que serviría para trabajar sobre el tercero de los aspectos seleccionados dentro de este primer bloque de primer curso, y que fomentaría su trabajo y elevaría la motivación, objetivo éste también que se pretende importante al emplear esta herramienta. El siguiente bloque perteneciente al primer curso también, en el que sería aplicable el objeto de este Trabajo Fin de Máster sería el Bloque 4, sobre los seres vivos y su diversidad: “El descubrimiento de la célula. Introducción al estudio de la biodiversidad. La clasificación de los seres vivos: los cinco reinos (moneras, protoctistas, hongos, plantas, animales). Utilización de la lupa y el microscopio óptico para la observación y descripción de organismos unicelulares, plantas y animales.” El microscopio conectado al ordenador se emplearía para poder observar en el aula los contenidos que se manejan en el primero de los apartados seleccionados, se podrían observar seres vivos, o partes de los mismos, pertenecientes a los cinco reinos, y poder así observar por ejemplo algunas diferencias entre ellos, como puedan ser el carácter unicelular o pluricelular, presencia o no de núcleo, etcétera… alejándose de la exclusividad de los clásicos dibujos o esquemas que en estos niveles se emplean, y tratando de acercar al alumnado a una realidad que terminarán por conocer, pero que resultaría interesante que se familiaricen con ella cuanto antes mejor. Además se trataría de observar aspectos de la célula a medida que se vayan explicando los contenidos intentando lograr unas sesiones de clase lo más naturales posibles y en lugar de emplear la mera transmisión verbal junto con imágenes y esquemas, poder observar la realidad de la célula y eliminar así posibles errores conceptuales que metodologías clásicas puedan provocar, como la idea de inmovilidad celular. En cuanto al segundo de los epígrafes, no se ajustaría por completo, ya que en el Boletín Oficial del Estado viene recogido el microscopio óptico en concreto, pero el trabajo con microscopio óptico se centraría principalmente en el trabajo que se pueda

Página |8 realizar en el laboratorio, y que en ningún caso se propone que sea sustituido por el microscopio USB, ya que en la normativa de algunos centros no permiten sacar el material para llevarlo a las aulas. Así cuando se tratase el tema en el aula, podrían iniciarse en la observación de muestras con un microscopio, tendrían una familiarización de lo observado para cuando los alumnos se enfrenten de manera individual a un microscopio óptico que no les resulte tan desconcertante ya que no sería la primera vez que realizarían una observación de ese tipo.

En SEGUNDO CURSO, de la asignatura Ciencias de la Naturaleza, se considera que la herramienta propuesta podría emplearse en los siguientes contenidos del Bloque 1, de contenidos comunes, recogidos en el Real Decreto: “Utilización de los medios de comunicación y las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información sobre los fenómenos naturales. Interpretación de información de carácter científico y utilización de dicha información

para

formarse

una

opinión

propia

expresarse

adecuadamente. Utilización correcta de los materiales e instrumentos básicos de un laboratorio y respeto por las normas de seguridad en el mismo.” Este primer bloque de contenidos comunes del segundo curso es muy similar al primer bloque perteneciente al primer curso, por tanto los argumentos aplicables entonces lo son también en esta ocasión y no parece necesaria una mayor justificación. Dentro del segundo curso, en el Bloque 5, la vida en acción, los contenidos que se podrían tratar serían: “Las funciones de relación: percepción, coordinación y movimiento. Características de la reproducción sexual y asexual.” Con los microscopios podrían observarse perfectamente movimiento de organismos unicelulares por ejemplo, y así que los alumnos vieran las características de distintos tipos de movimiento, por flagelación polar, lofótrica, perítrica, etcétera… siempre con la idea de la posibilidad de visionar en el momento lo que se esté explicando en las sesiones de clase, tratando de mostrar una realidad que ayude a comprender el

Página |9 mensaje que el emisor, docente, trata de comunicar. Al igual que con las características de la reproducción, sobre todo la asexual, donde sería fácil de apreciar seleccionando muestras adecuadas para este tipo de procesos. Por último, en este segundo curso, se podría utilizar este recurso dentro del Bloque 6, sobre el medio ambiente natural: “Ecosistemas acuáticos de agua dulce y marinos. Ecosistemas terrestres: los biomas. El papel que desempeñan los organismos productores, consumidores y descomponedores en el ecosistema. Realización de indagaciones sencillas sobre algún ecosistema del entorno.” En esta ocasión se propondría realizar observaciones de muestras agua dulce recogidas en el entorno cercano del instituto con lo que se podrían completar los tres aspectos seleccionados del bloque seis. En el aula se podría realizar el visionado de estas muestras mientras se trabaja sobre los contenidos del currículo, análisis de los ecosistemas de agua dulce, en la muestra podrían observarse productores, y de este modo estarían realizando una indagación sobre el contenido biológico de una muestra de agua dulce recogida incluso por los propios alumnos motivando así su interés e implicación, tratando así de mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

En este segundo curso existe una pequeña diferencia entre el currículum dictado por el Ministerio de Educación y Ciencia y el que recoge la Comunidad Autónoma de Madrid. Lo que en el REAL DECRETO 1631/2006 aparecen como bloques 5 y 6, en el DECRETO 23/2007 aparecen como bloques 4 y 5, pero en contenidos presentan los mismos puntos, por tanto la diferencia no supone ningún tipo de cambio.

En el TERCER CURSO, y dentro del Bloque 1, nuevamente de contenidos comunes, se podría seleccionar únicamente uno de los puntos de los contenidos para trabajarlo con la herramienta propuesta: “Búsqueda y selección de información de carácter científico utilizando las tecnologías de la información y comunicación y otras fuentes.”

P á g i n a | 10 Como en los anteriores niveles, el primer bloque, hace referencia a una serie de contenidos comunes y por tanto, la posible aplicación de la herramienta seguiría la misma línea que en primer y segundo curso y por tanto no cabe añadir ningún argumento más en este punto. Para los contenidos del Bloque 5, las personas y la salud, se podría emplear el microscopio propuesto para los siguientes aspectos: “La organización general del cuerpo humano: aparatos y sistemas, órganos, tejidos y células. Anatomía y fisiología del sistema circulatorio. Estilos de vida para una salud cardiovascular.” En este bloque las posibilidades para poder emplear la nueva herramienta son muy escasas, se limitaría únicamente a dos puntos del bloque, en los que podría emplearse para visualizar algunas células mientras que se citan en las explicaciones de clase. La función que se pretende fundamentalmente con este modelo de microscopio es la observación de células y evitar así llevar las abstracciones hasta niveles que los conviertan en algo que complique el correcto aprendizaje del alumnado, es por esto que se considera, aunque de forma limitada, el empleo de este recurso dentro de este bloque. En el Bloque 6, las personas y el medio ambiente, se podría emplear el recurso del microscopio USB para tratar el siguiente contenido: “Importancia del uso y gestión sostenible de los recursos hídricos. La potabilización y los sistemas de depuración. Utilización de técnicas sencillas para conocer el grado de contaminación y depuración del aire y del agua.” En este caso un análisis de los microorganismos que estén presentes en una muestra de agua serviría para evaluar la calidad del agua. Algo tan sencillo como pueda ser la caracterización de determinadas especies presentes en una muestra de agua, mediante su observación con el microscopio permite realizar un análisis a través de indicadores biológicos de la calidad de la muestra evaluada. En este tercer curso, el currículo propuesto por la Comunidad Autónoma de Madrid separa de forma clara dos asignaturas, Física y Química de Biología y Geología, es por esto que lo que en el REAL DECRETO 1631/2006 aparece remarcado dentro de los bloques 5 y 6, en el DECRETO 23/2007 aparecen en los bloques 2 y 3, de la

P á g i n a | 11 asignatura de Biología y Geología, para lo que en la selección de contenidos del currículo propuesta en este trabajo afecta.

El siguiente nivel a considerar es CUARTO CURSO de ESO, en el que ya se ha producido el desdoble de la asignatura Ciencias de la Naturaleza en dos, Física y Química y Biología y Geología, al ser esta última la perteneciente a la especialidad cursada en el Máster de Formación de Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, a continuación se describen los posibles usos de la herramienta propuesta en dicha asignatura de Biología y Geología. Perteneciente al Bloque 1, como siempre, de contenidos comunes, se podrían seleccionar los siguientes apartados: “Actuación de acuerdo con el proceso de trabajo científico: planteamiento de problemas y discusión de su interés, formulación de hipótesis y diseños experimentales, análisis e interpretación y comunicación de resultados. Búsqueda y selección de información de carácter científico utilizando las tecnologías de la información y comunicación y otras fuentes. Interpretación de información de carácter científico y utilización de dicha información para formarse una opinión propia, expresarse con precisión y tomar decisiones sobre problemas relacionados con las ciencias de la naturaleza. Reconocimiento de las relaciones de la biología y la geología con la tecnología, la sociedad y el medio ambiente, considerando las posibles aplicaciones del estudio realizado y sus repercusiones. Utilización correcta de los materiales e instrumentos básicos de un laboratorio y respeto por las normas de seguridad del mismo.” En este caso la mayoría de puntos valorados como posibles para tratarlos con la herramienta propuesta se centran en el uso de nuevas tecnologías, y las TIC, por tanto es en estos aspectos donde sin lugar a dudas ejercen una buena función los microscopios con conexión por USB. Los alumnos analizarían, buscarían y seleccionarían los datos, en forma de imágenes, que arrojaran las observaciones realizadas. Podrían realizar una posterior interpretación de lo percibido para construir conocimiento y desarrollar de forma más significativa su aprendizaje. Por supuesto la

P á g i n a | 12 relación biología/tecnología está claramente trabajada con esta herramienta, resultando una curiosa aplicación. Y por último y como era el caso de los anteriores primeros bloques de los tres primeros cursos de Educación Secundaria Obligatoria, el uso de material de laboratorio, adentrándose gracias al manejo del microscopio USB en laboratorios más avanzados y con los que probablemente se encuentren si continúan con su formación en el ámbito de las ciencias biológicas. El siguiente bloque en el que se podría hacer uso del recurso propuesto sería en el Bloque 3, sobre la evolución de la vida: “La célula, unidad de vida. La teoría celular y su importancia en Biología. La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos. Los procesos de división celular. La mitosis y la meiosis. Características diferenciales e importancia biológica de cada una de ellas. Los niveles de organización biológicos. Interés por el mundo microscópico. Utilización de la teoría celular para interpretar la estructura y el funcionamiento de los seres vivos.” Dentro de este bloque están los principales aspectos hacia los que estaría encaminado el uso del microscopio USB en las aulas, la posibilidad de observar células en la propia aula, proyectadas sobre la pantalla, y que a medida que el profesor explique los contenidos planteados para las unidades didácticas enfocadas al conocimiento de la célula, pueda ilustrar su discurso con imágenes reales generadas en el momento. La célula es un tema que se trata durante largo tiempo a lo largo del proceso educativo, y siempre termina dejando alguna laguna o error conceptual mal aprendido, el interés que este recurso puede provocar en los alumnos, y su potencial a la hora de mostrar en gran formato lo observado a través del microscopio, como imagen real, y no representación que en muchos casos es a lo que se resumen las clases sobre la célula en los institutos. Por último, el Bloque 4, las transformaciones en los ecosistemas, se podría aplicar la herramienta en el siguiente punto: “Análisis de las interacciones existentes en el ecosistema: Las relaciones tróficas. Ciclo de la materia y flujo de energía. Identificación de cadenas y

P á g i n a | 13 redes

tróficas

ecosistemas

terrestres

acuáticos.

Ciclos

biogeoquímicos.” En este caso, y como ya se planteaba para el curso anterior, gracias al microscopio digital se podrían proyectar imágenes de muestras de agua en las que observar microorganismos que estén implicados en redes tróficas y gracias a su visionado tratar de restar abstracción a los contenidos.

El currículo de Educación Secundaria Obligatoria para la Comunidad Autónoma de Madrid, no añade nada diferente a lo propuesto por el del Ministerio de Educación y Ciencia, en los aspectos que puedan afectar a este Trabajo Fin de Máster, y sólo existen diferencias en lo que a la localización de los contenidos se refiere dentro de los bloques, y que ya han sido indicados en los niveles que así lo exigían.

El siguiente aspecto a valorar es el currículo planteado para el Bachillerato, propuestos en la ORDEN ESD/1729/2008 por el Ministerio de Educación, Política Social y Deporte, y al igual que en el caso del análisis del currículo de Educación Secundaria Obligatoria, las diferencias que puedan existir con el currículo propuesto por la Comunidad Autónoma de Madrid en el DECRETO 67/2008. En el bachillerato el abanico de materias no se limita única y exclusivamente a las asignaturas de Biología y Geología como ocurría en la Educación Secundaria Obligatoria, las opciones se amplían por ejemplo a la asignatura de Ciencias para el Mundo Contemporáneo, asignatura común de PRIMER CURSO, que dentro del Bloque 6, la aldea global, de la sociedad de la información a la sociedad del conocimiento, se pueden leer los siguientes contenidos, sobre los que se podría emplear lo propuesto: “Procesamiento, almacenamiento e intercambio de la información. El salto de lo analógico a lo digital. Fundamentos científicos y tecnológicos. Cantidad de información. Universo multimedia: la imagen y el sonido digital.” El microscopio USB se puede recoger perfectamente como un ejemplo para tratar estos dos puntos del currículo de la asignatura de Ciencias para el Mundo Contemporáneo, representa el salto del microscopio óptico tradicional, analógico, al microscopio digital; podrían poner en común lo aprendido en relación al microscopio

P á g i n a | 14 óptico en los anteriores cursos de secundaria, y los conocimientos que los alumnos posean sobre nuevas tecnologías, y manejarían esa información para valorar lo adecuado de la nueva herramienta, la validez de la información recabada y las posibilidades que supone el disponer de lo observado en el microscopio, en un ordenador, para su posterior manipulación. Adentrar al alumnado de lleno en el mundo multimedia en relación con la ciencia, con imágenes que ellos mismos puedan tomar en el momento, de las muestras que hayan estado observando, o incluso que hayan sido preparadas por ellos mismos. Y el posterior tratamiento digital que puedan hacer de la información obtenida, para su ulterior empleo para estudio, realización de trabajos, además de la posibilidad de mostrar fácilmente los resultados al resto de compañeros, aun no siendo de su mismo grupo, inclusive mostrarlo a personas externas al centro y la posibilidad de divulgar conocimiento científico.

Para la modalidad del Bachillerato Científico-Técnico, en PRIMER CURSO, existe la asignatura de Biología y Geología en la que existen varias posibilidades para emplear el recurso propuesto, así en el Bloque 5, niveles de organización de los seres vivos, recogido en el currículo, se podría emplear en los siguientes puntos: “La célula como unidad de vida. La célula procariótica y eucariótica. Niveles de organización de los seres vivos: células, órganos, sistemas, organismos y ecosistemas. Histología vegetal. Meristemos, parénquimas, tejidos protectores, de sostén, conductores y secretores. Histología animal. Tejidos epitelial, conjuntivo, adiposo, cartilaginoso, óseo, muscular, nervioso y sanguíneo. Observaciones microscópicas de tejidos animales y vegetales y de organismos unicelulares.” El principal enfoque que se le puede dar al recurso de los microscopios USB es el de la observación de células, y como ya se ha expresado anteriormente en este Trabajo Fin de Máster se trata de proponer el uso de esta herramienta como justificación a lo expuesto por Romiszowski (1974), es decir, siempre que se pueda emplear la realidad y no una representación de lo que se trata de explicar, se ha de emplear, y es en

P á g i n a | 15 puntos como este cuando la herramienta cobra un mayor sentido. Así, siempre que se produzca el estudio de la célula o aspectos concernientes a la misma se debería emplear este recurso para mostrar la realidad celular; bien es cierto, que el proceso de aprendizaje celular se ha producido en base a esquemas o imágenes estáticas de forma eficaz, pero esa no es una fiel representación de la realidad, en cambio con estos microscopios digitales el acercamiento a la realidad puede alcanzar un mayor nivel, y aproximar al alumnado la comprensión de conceptos tan abstractos como puedan ser el de la célula. En base a los contenidos de este bloque número cinco el empleo del recurso propuesto está más que justificado, añadido a que las muestras que se podrían emplear son de fácil adquisición y preparación por parte incluso del propio alumnado, lo que les convertiría en un sujeto especialmente activo en su propio aprendizaje, y a estas edades su participación es más que probable y efectiva, además, y como se ha expresado con anterioridad, se prevé una motivación extra en el alumnado movido por la herramienta en sí misma. Bien es cierto, que los contenidos que en este bloque aparecen son de un carácter principalmente práctico y que su desempeño debería llevarse a cabo en sesiones de laboratorio y con microscopios ópticos, pero como se enunciaba en un principio, bien por falta de recursos económicos, temporales o de recursos humanos, o por el simple hecho de complementar las sesiones prácticas en aquellos centros que si se puedan desarrollar con normalidad las experiencias prácticas, y a través de las cuales se debería de cubrir esta parte del currículo, se podría recomendar de forma encarecida la utilización de la metodología propuesta con la herramienta presentada como accesorio.

Según marca el currículo de la asignatura de Biología y Geología en la Comunidad Autónoma de Madrid, el bloque quinto pasaría a ser el cuarto, siendo ésta la única diferencia existente entre las dos normativas, simple cuestión de colocación de los contenidos, sin variar en extensión ni complejidad.

La asignatura de Biología, opción que se toma en SEGUNDO CURSO de Bachillerato, en la modalidad de Ciencias y Tecnología, es eminentemente de carácter bioquímico, pero es en este nivel donde mejor se puede aplicar la herramienta, como por ejemplo en el Bloque 3, la célula viva, morfología, estructura y fisiología celular:

P á g i n a | 16 “La célula: unidad de estructura y función. La teoría celular en la historia de la célula. Aproximación práctica a diferentes métodos de estudio de la célula. Observación de células al microscopio óptico e interpretación de las observaciones y de fotografías al microscopio electrónico. Morfología celular. Estructura y función de los orgánulos celulares. Modelos de organización en procariotas y eucariotas. Células animales y vegetales. La célula como un sistema complejo integrado: estudio de las funciones celulares y de las estructuras donde se desarrollan. El ciclo celular.” Al igual que ocurría con la asignatura de Biología y Geología del curso anterior, siempre que los contenidos se enfoquen de forma directa al estudio de la célula, y más aquí que se trata la célula viva en concreto, y qué mejor forma que enseñar células vivas en el aula que empleando la herramienta que aquí se defiende, la propuesta de utilización del microscopio conectado al ordenador, para poder proyectar las imágenes reales con el cañón es el principal objetivo de este Trabajo Fin de Máster. Por tanto, y a la vista de los contenidos de la asignatura de Biología en este segundo curso de Bachillerato, y siguiendo la misma línea que la planteada para la asignatura de primero, la idea de llevar el microscopio USB al aula es más que adecuada ya que no habría mejor manera de identificar algunas estructuras de la célula que observándolas de forma directa y real mientras se explican los contenidos, se podría observar la célula y trabajar sobre lo proyectado en el aula, complementando a los siempre recurrentes gráficos, esquemas, fotografías, etcétera, y consiguiendo una variación de materiales, de forma que no se trabajaría siempre sobre las mismas representaciones, cada vez que se realizasen observaciones al microscopio en las clases serían diferentes, en el caso de alumnos repetidores no sufrirían el típico aburrimiento y pasotismo provocados por el “esto ya lo hicimos el año pasado”, se lograría así refrescar las sesiones, trabajando sobre idénticos contenidos, podría verse como que cada experiencia realizada en el aula con este tipo de microscopios sea novedosa, lo que obviamente necesita de la implicación del docente. Evidentemente no todas las estructuras celulares podrán ser mostradas con esta técnica, pero sí que se trata de mejorar en lo posible las existentes y empleadas hasta el momento, además y como ya se explicitaba en la asignatura de Biología y Geología de primer curso de Bachillerato, el hecho de que sean los propios alumnos los que

P á g i n a | 17 puedan traer las muestras que posteriormente serán las empleadas en las sesiones, añade un plus de motivación, y quizás de superación e implicación del alumnado. Después, en el Bloque 5, los microorganismos y la biotecnología, se propone el uso de los microscopios orientado a los siguientes puntos seleccionados del currículo: “Estudio de la diversidad de microorganismos y de sus formas de vida. Bacterias y virus. Conceptos de biotecnología. De los procedimientos biotecnológicos tradicionales a la moderna ingeniería genética. Aplicaciones más frecuentes.” Ya en el anterior bloque número tres se menciona el enfoque sobre células procarióticas, sobre las que se trata en el primero de los aspectos de este quinto bloque, qué mejor forma de trabajar sobre la diversidad de microorganismos que mostrando in vivo todos aquellos que lo permitan y sea posible. El segundo de los puntos señalados en este bloque se plantea más como una aproximación que a la realidad misma del trabajo en ingeniería genética, en la mente de todos aparece el trabajo que se realiza en un proceso de fecundación in vitro, para lo que se emplea una visualización en pantalla del proceso de implantación en el núcleo femenino, una de las más frecuentes aplicaciones como se señala en los contenidos, y se trataría de hacer ver a los alumnos que el proceso real se visualizaría de forma similar a como ellos mismos lo puedan hacer en el aula, haciéndoles ver lo cercano, posible y real de este tipo de prácticas.

Para este curso, y como ya ocurría en un par de ocasiones para los casos de Educación Secundaria Obligatoria, las diferencias entre los currículos propuestos por el Ministerio de Educación, Política Social y Deportes y por la Comunidad Autónoma de Madrid difieren únicamente en la ubicación de los contenidos, así el tercer y quinto bloques aquí analizados, pasarían a ser el segundo y el cuarto, respectivamente.

También en SEGUNDO CURSO, y como optativa de la modalidad de Ciencias y Tecnología, se encuentra la asignatura Ciencias de la Tierra y Medioambientales, que según los contenidos recogidos en el Bloque 2, los sistemas fluidos externos y su dinámica, recoge:

P á g i n a | 18 “La hidrosfera. […] La contaminación hídrica: detección, prevención y corrección. Características de las aguas potables. El control de la calidad de las aguas. Determinación en muestras de agua de algunos parámetros químicos y biológicos e interpretación de los resultados en función de su uso.” Así, de igual modo que se defendía para el segundo curso de Educación Secundaria Obligatoria, podrían realizarse medidas de indicadores biológicos en el aula mediante la observación al microscopio digital de muestras de agua presentadas inclusive por los propios alumnos y trabajar así sobre casos reales y no hipotéticos o ejercicios preparados por el libro para trabajar los conceptos de contaminación hídrica; al igual que se mencionaba con anterioridad el empleo de este recurso presenta una capacidad de refresco de los materiales muy importantes, no facilitar los mismos ejercicios y resultados año tras año resulta de especial interés para el aprendizaje de los alumnos.

Para la asignatura de Ciencias de la Tierra y Medioambientales, no existe diferencia entre los currículos planteados por el Ministerio de Educación, Política Social y Deportes y el de la Comunidad de Madrid, al menos en aquellos aspectos que puedan tener implicación con lo planteado en esta propuesta.

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Desarrollo de la Propuesta de Innovación Tras esta batería de justificaciones y análisis de contenidos, lo que se pretende es introducir el empleo del microscopio USB en las aulas de los Institutos de Educación Secundaria, orientado a las asignaturas de Ciencias de la Naturaleza, y afines, como una nueva herramienta gracias a la cual poder mostrar la realidad microscópica de los contenidos recogidos en los currículos para los diferentes niveles de educación secundaria, buscando la mejora del proceso de enseñanza-aprendizaje. En ningún caso trata de suplantar a otras metodologías o herramientas existentes y empleadas, ni busca tacharlas de inapropiadas, simplemente se persigue el objetivo de innovar introduciendo un elemento novedoso y complementario a lo ya existente, que si que ha demostrado con el paso del tiempo funcionar en mayor o menor grado, y abrir una nueva vía dentro de las metodologías de aula.

Conclusiones y Propuestas Complementarias Tras las justificaciones presentadas en el marco teórico, y el análisis realizado sobre los currículos de Educación Secundaria Obligatoria y de Bachillerato sobre el posible empleo de la herramienta propuesta en este Trabajo Fin de Máster, se hace imperativa la necesidad de poner en práctica esta idea a modo de proceso de investigación para poder evaluar su aplicación real en los centros de educación secundaria y así poder aceptar o desestimar las hipótesis aquí planteadas. La investigación didáctica que se pide debería demostrar que las ideas planteadas son correctas o no, y en caso de ser aceptadas, valorar en qué grado lo son y qué mejoras serían necesarias introducir para corregir la hipótesis de trabajo. También se deberían comprobar las posibilidades reales del recurso aquí defendido, la capacidad efectiva de aumento de las muestras que se pretendan emplear, valorando en cada uno de los contenidos analizados la efectividad para poder visualizar aquello que se pretende. Como propuesta de investigación, se plantea emplear grupos experimentales y grupos control, en los primeros los alumnos emplearían el recurso en sus sesiones de clase, y los grupos control seguirían con la metodología habitual que emplearan en las clases. En caso de que las hipótesis planteadas resultaran aceptadas, detrás de la herramienta sugerida pueden surgir nuevas ramas, como por ejemplo la posibilidad del diseño de software centrado en el empleo de este tipo de microscopios en las aulas y

P á g i n a | 20 que implementen sus posibilidades en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los alumnos. Por último, y como se indicaba en la introducción, en el anexo I se muestra la posibilidad de a través de sencillas modificaciones realizadas sobre una cámara web convencional, lograr un artilugio que trate de simular las funciones que los microscopios USB ofrecidos en el mercado presentan. La calidad final que el producto modificado ofrece no es la misma que ofrecen los microscopios originales, pero ya se señalaba que ésta es una posibilidad que busca reducir gastos, con la consiguiente reducción de calidad, y la posibilidad de trabajar la transversalidad, ya que las modificaciones a realizar se podrían plantear en el ámbito de la asignatura de Tecnología, buscando el interés del alumnado en las ciencias, entre otras motivaciones.

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Anexo I En internet se pueden encontrar diversos tutoriales sobre las diferentes formas de cómo modificar una cámara web para lograr un microscopio digital USB, pero en este anexo se presenta el que parece más completo y el que mejores resultados puede ofrecer, aunque no sea el más sencillo, y que se recoge en Instructables.com, plataforma de documentación basado en la web donde apasionados comparten lo que hacen y cómo lo hacen, aprender y colaborar con los demás. El origen de Instructables se puede detectar en el Media Lab del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts). (http://www.instructables.com/about/)

Construir un Microscopio Digital USB en 60 minutos y 15 dólares Adaptado del original: http://www.instructables.com/id/Build-a-USB-Digital-Microscope-in-60min-and-15/

Cómo convertir un microscopio y una cámara web económicos en un curioso microscopio digital en una hora. Paso 1. Desmontar cualquier cámara web con conexión USB. Retira los tornillos y cubiertas plásticas no necesarias. La cámara empleada tiene un bajo coste y baja resolución.

Paso 2. Coloca pegamento caliente sobre la parte electrónica de la cámara para que no resulte dañada.

Paso 3. Retira la cubierta del cable y añade un cable rojo y otro negro. Utiliza un cúter o un pequeño cuchillo para remover la cubierta del cable. Corta los cables rojo y negro y deja al descubierto el cableado de cobre. Conecta dos extensiones adicionales a estos cables (5V DC)

P á g i n a | 24 y suelda el cable rojo con el rojo, y el negro con el negro. Paso 4. Conexión del LED de iluminación. Conecta una resistencia de 50 a 330 ohmios al cable rojo por un extremo y por el otro extremo al filamento largo del LED. Conecta el filamento corto del LED al cable negro.

Paso 5. Conexión del LED. Suelda los filamentos del LED y conecta y aísla con cinta aislante. Retira el espejo de la base del microscopio y conecta un palillo de dientes a los dos agujeros que quedan. Une el LED al palillo de dientes con pegamento caliente.

Paso 6. Conecta la cámara. Mientras se visualiza la imagen gracias al software que incorpora la cámara web, posiciónala hasta que veas la imagen de forma nítida. Una vez que la ubicación sea la adecuada fija la cámara al microscopio con pegamento caliente. A continuación cubre los cables con cinta aislante y colócalos de forma correcta al microscopio y ya estará listo para funcionar. Ejemplos:

Polen (300x)

Fibras de Algodón (600x)

Hierba (600x)