Universidad Nacional Autónoma de México Impulso nervioso, anguila eléctrica y tiburón como contexto de la unidad de electricidad para estudiantes universitarios de biología Pilar Segarra Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México

La planificación supone las siguientes ideas de los estudiantes de biología sobre la física: Abstracta, complicada, difícil, contraintuitiva, incomprensible Utilización sin sentido de ecuaciones Sin relación alguna con su carrera Baja expectativa de éxito en la asignatura Obstáculo a superar

Diseño A cada tema del programa vigente se le anexó un contenido biológico para contextualizarlo Se apostó a la contextualización y al trabajo práctico Ideas claves simplificadas Utilizar la física como herramienta explicativa Énfasis en análisis y pensamiento crítico Se transmitió alta expectativa de éxito

Electromagnetismo Con el modelo de aula invertida, se solicita leer un texto1 sobre neuronas e impulso nervioso y hacer una lista de los conceptos físicos necesarios para entender dicho fenómeno En clase se hace lluvia de ideas para tener una lista de conceptos Polarización; potencial eléctrico, diferencia de potencial y voltaje; flujo de corriente intensidad; propagación y velocidad de la señal; conductividad y resistividad; conductores y aislantes, circuito eléctrico, resistencia Se intenta dar significado a los mismos, viendo similitudes y diferencias 1 Davidovits (2013), Physics in Biology and Medicine, capítulo 13

La secuencia continúa con electrostática La secuencia continúa con electrostática. Se hace mucho énfasis en los campos eléctricos y cargas positivas y negativas. Circuitos eléctricos comienza con hacer prender un foco con una batería con un cable. Posteriormente idea de circuito cerrado con un foco y con más focos conectados en serie y paralelo (Ideas tomadas de los tutoriales de Lillian McDermott, universidad de Washington)

Se trabaja con focos de linterna, descubren fundiendo focos, el significado de los números grabados en el casquillo (corriente y voltaje máximos que puede soportar) además del cortocircuito. Se ponen de manifiesto todas las concepciones alternativas reportadas en la literatura, más el miedo de tocar una batería de 1.5V porque puede electrocutarse.

Resolución de problemas utilizando simulaciones (PhEt) y posteriormente ecuaciones prediciendo antes el resultado esperado.

Electrorreceptores en el tiburón Capacidad para sentir estímulos eléctricos. Se utiliza para localizar objetos y ubicarse en el espacio. Los tiburones dependen de ésta en la etapa final de sus ataques Conferencia Biol. Diego Pérez Serrano Tesis de Maestría

Este sentido es pasivo si los animales detectan los impulsos eléctricos para navegar, localizar presas o comunicarse pero no los generan, o activo si pueden detectar y generar las señales eléctricas; en este caso, los animales lo usan además para defenderse. Los peces tienen la facultad de generar pulsos eléctricos aunque éstos son básicamente débiles

Las ampollas semejan simples puntos negros Las ampollas semejan simples puntos negros. Consiste de un poro cutáneo y un canal lleno de una sustancia gelatinosa que conduce a la célula sensorial localizada en la base del canal.  En presencia de campos eléctricos las ampollas detectan la diferencia de voltaje entre el poro y la base del canal lleno de gel.

En la conferencia se utilizan los términos: Campo eléctrico Conductividad Diferencia de potencial Polaridad Características del impulso nervioso Tipos básicos de neuronas Estudios electrofisiológicos como la electromiografía (velocidad de conducción en un nervio)

Evaluación formativa Se utiliza el cuestionario de Periago, M. C. y Bohigas, X. (2005). Persistencia de las ideas previas sobre potencial eléctrico, intensidad de corriente y ley de Ohm en los estudiantes de segundo curso de Ingeniería. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 7 (2). http://redie.uabc.mx/vol7no2/contenido-periago.html

Lectura del artículo Electric eels concentrate their electric field to induce involuntary fatigue in struggling prey, Casnia, Current Biology, 25, 2889-2898 (2015)