Experiencia de RELAB en México, Costa Rica y Chile SIMPOSIO RELAB

Presentación del tema: "Experiencia de RELAB en México, Costa Rica y Chile SIMPOSIO RELAB"— Transcripción de la presentación:

1 Experiencia de RELAB en México, Costa Rica y Chile SIMPOSIO RELAB
Biología Molecular y Genómica para Profesores y Alumnos de Educación Secundaria Experiencia de RELAB en México, Costa Rica y Chile SIMPOSIO RELAB Jorge E. Allende, Ana Victoria Lizano y Alicia González Montevideo, Sept Oct, 2013

2 Antecedentes: -El tema de mejoramiento de la enseñanza de la biología ha sido sujeto de preocupación de la RELAB desde hace varios años. -Inició sus acciones en este campo utilizando la larga experiencia en organizar cursos teórico-prácticos en biología molecular que ha tenido la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile. Al principio estos curso se centraron en alumnos de doctorado y post doctorado ( ) y en los últimos 15 años se focalizaron en cursos de biología molecular para profesores de biología de la secundaria.

3 Aprovechando estas experiencias como base se organizaron, a partir del 2004 y ya directamente, bajo el auspicio de RELAB, varios cursos específicamente enfocados a la enseñanza de la biología para profesores de segunda enseñanza secundaria con un énfasis directo en la biología molecular y biotecnología. Primero se organizó un curso internacional en Chile Posteriormente se organizó un curso en la Universidad de Buenos Aires en Argentina y otro el año 2006 en Costa Rica al que asistieron profesores de casi todos los países de Centro América.

4 -En el año 2011, el Consejo Directivo Regional RELAB reunido en Santiago en agosto, decidió dar un giro a estos cursos teórico-prácticos para resolver un serio problema que limitaba su utilidad: el que los profesores que tomaban esos cursos no podían compartir la importante experiencia de los experimentos con sus alumnos y que estaban mal preparados para montar experimentos. -Nace entonces la idea de la adquisición de unos laboratorios portátiles que pudieran ser enviados a los establecimientos educacionales de manera que los estudiantes pudieran hacer también parte importante de los experimentos. -Bajar costos de los experimentos por el uso de equipo sofisticado. -Suplir deficiencias en formación de profesores con la presencia de estudiantes de postgrado.

5 Para poder lograr el financiamiento se postuló a la Wellcome Trust del Reino Unido un proyecto, de parte de representantes de tres países y se logró la aprobación de la suma de USD$ dólares, lo que permitió su realización. Los países solicitantes fueron Chile, representado por el Dr. Jorge Allende, México con la Dra. Alicia González como responsable, y Costa Rica, con la Dra. Ana Victoria Lizano Las condiciones de aprobación incluyeron el compromiso de cada país de conseguir una entidad universitaria que se hiciera responsable del mantenimiento y cuidado del equipo de los laboratorios portátiles, lo que se consiguió sin problema

6 El proyecto se inició con la realización de un curso piloto en Chile, en enero del 2012, en donde varios profesores universitarios, especialistas en biología molecular y genómica, se reunieron para diseñar un esquema de enseñanza focalizado en aspectos fundamentales de la biología molecular y un conjunto de prácticas de laboratorio adaptados a las situaciones y condiciones propias de nuestros países. A este curso asistieron profesores de Chile y académicos de México y Costa Rica como observadores. Con base en esta experiencia se prepararon entonces cursos en otros países que se realizaron con todo éxito

7 -El primer curso de esta modalidad se realizó en Costa Rica, en julio del 2012,en la Universidad de Costa Rica, San José Fue inaugurado por el Ministro de Educación y tuvo como participantes a profesores de Costa Rica, Guatemala, Honduras, Nicaragua y Panamá. -El segundo fue en la Ciudad de México, en las instalaciones de la Facultad de Ciencias de la UNAM, en agosto del 2012 -El tercero se impartió en Chile en noviembre del 2012, en la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile -El cuarto se está preparando en Uruguay para diciembre de este año. - Financiamiento para este curso y para un laboratorio portátil en Uruguay en la Universidad de la República se consiguió con un Proyecto Regional de UNESCO que también esta apoyando esta reunión.

8 Objetivo general de los cursos:
-Contribuir al mejoramiento de la enseñanza – aprendizaje de la biología molecular y la genómica, mediante la capacitación teórica y práctica de profesores de biología de educación secundaria en cuatro conceptos fundamentales de esta área de la biología moderna, mediante el acceso a materiales y a equipamiento sofisticado para que los profesores puedan compartir sus experiencias con sus alumnos usando el enfoque indagatorio. Los cuatro conceptos fundamentales se describen a continuación -

9 Concepto Fundamental 1. La identidad genética de especies e individuos se define por la información contenida en el ADN de cada célula. Concepto Fundamental 2. Todas la células de un organismo multicelular tienen la misma información genética total del organismo y aun así, sus células son diferentes en morfología, función y expresan diferentes tipos de proteínas.

10  Concepto Fundamental 3. El código genético con el que se traduce la información genética para generar proteínas con secuencias de aminoácidos especiales, es prácticamente universal para todos los organismos vivos. La maquinaria de traducción basada en los ribosomas también es muy similar. Estos dos hechos son la base para la ingeniería genética, por medio de cual el material genético de una especie puede ser expresado correctamente en una célula de otra especie que lo recibe. Concepto Fundamental 4. Se puede observar la evolución darwiniana a nivel molecular mediante el estudio de las secuencias de genes y de sus productos proteicos en diferentes especies. La evolución molecular y su ocurrencia en el tiempo que permiten estimar cuando se separaron las diferentes ramas de seres vivos se pueden analizar observando las diferencias en las secuencias de genes y proteínas.

11 Curso en Costa Rica

12 Curso en México

13 Observadores de Uruguay
Curso en Chile Noviembre 2012 Observadores de Uruguay

14 Realización de las prácticas en colegios utilizando los laboratorios portátiles
Tanto en México, como en Chile y Costa Rica ya se inició la parte más innovativa del proyecto, las visitas a los colegios en donde los profesores que recibieron el curso, acompañados por los docentes universitarios y/o estudiantes de posgrado, están realizando algunas de las prácticas de laboratorio. En cada uno de los tres países la experiencia ha sido diferente, debido a las particularidades propias, pero en todos los casos han sido exitosas y acogidas con mucho entusiasmo

15 Algunos ejemplos de las visitas del laboratorio portátil en Costa Rica

16 Curso teórico-práctico de Biología Molecular – Dirección General de Asuntos del Personal Académico, UNAM. Se llevó a cabo del 17 al 21 de junio de 2013, dirigido a docentes del bachillerato de la UNAM. Participaron 20 profesores de CCH y ENP. Este curso incluyó las prácticas: Huella genética. 2. Aislamiento y genotipificación de DNA humano. 3. Transformación bacteriana. 4. Del gen a la proteína. 5. Enzimas de restricción con papel y tijeras. Actividad sin laboratorio. con duración de 25 horas. En la realización de este curso participó como instructora una de las profesoras que tomó el primer curso, tras un breve entrenamiento.

17 Evaluación: El prof. Rivas, que asistió al primer curso, es profesor de Biología en la ENP#8 y consiguió el financiamiento para impartirlo. Sin embargo, consideramos que el entrenamiento adquirido no fue suficiente como para que él lo impartiera de manera independiente. El curso fue impartido completamente por académicos de la UNAM. La profesora Alvarado, que también asistió como participante al primer curso, recibió entrenamiento adicional, durante un par de meses y participó como instructora en el segundo curso. Gracias a esto, creemos que ella podrá replicar el curso en su plantel (CCH Vallejo) y en otros, de manera independiente, con la ayuda de alumnos de posgrado. El CCH Vallejo ya adquirió los kits para llevar a cabo próximamente un curso para sus profesores y posteriormente uno para alumnos. Es necesario impartir más cursos a profesores de bachillerato dirigido tanto a escuelas públicas como privadas; sin embargo, hemos podido darnos cuenta de que la inversión requerida para la adquisición de los kits constituye una fuerte limitante para implementar estos cursos con los alumnos de ese nivel. Es necesario buscar fuentes institucionales de financiamiento.

18 Curso en Noviembre 2012 En el marco del proyecto Wellcome Trust y UNESCO de RELAB, en Chile organizamos un curso teórico-práctico para profesores de biología de secundaria en Noviembre del año 2012. El curso se realizó en el Instituto de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina con 17 de profesores chilenos y pudimos becar a una profesora de Bolivia, otra de Uruguay y un profesor de Brasil. Entre los docentes del curso invitamos a un académico de la Universidad de la República de Uruguay especialista en Bioinformática y una observadora de Uruguay.

19 Entre los profesores chilenos, 10 de ellos consiguieron que los Directores y Directoras de los liceos y colegios donde enseñan, todos establecimientos municipales o privados con financiamiento estatal, firmaron una carta solicitando la visita del laboratorio portátil. En esa carta los Directores se comprometían a dejarnos libres a un grupo entre 20 y 30 alumnos de último año, que es el año que en el currículum más estudian biología molecular, durante 16 a 20 horas dedicados a la realización de 4 prácticas, en una o dos semanas.

20 Los profesores que habían tomado el curso también se comprometieron a hacer las clases teóricas en los temas que acompañarían a los experimentos. Para eso les entregamos un CD con todos los power points que se habían usado en similares clases en el curso.

21 El laboratorio portátil se puede acarrear en unas maletas con ruedas especialmente adaptadas por Dr. Raúl Aguirre. Todo el material puede trasladarse en el porta equipaje de un automóvil corriente.

22 El laboratorio portátil

23 Visita a 9 Liceos y colegios secundarios en Santiago entre Mayo y Principios de Septiembre pudimos concretar 9 de las 10 visitas a diferentes establecimientos. Cada visita consistió de 4 sesiones experimentales que totalizan horas de trabajo en una o dos semanas. Esto fue un logro ya que en esos meses hubieron muchas protestas y tomas de establecimientos. Uno de los establecimientos seguía ocupado cuando terminanos en Septiembre y no concretamos la visita.

24 Los experimentos incluyeron geles de agarosa para separar fragmentos de DNA generados por enzimas de restricción y también aislamiento de DNA de los mismos estudiantes y estudio para ver si genéticamente contienen inserto Alu en cromosoma 16. Esto último implicó amplificación de DNA mediante la reacción en cadena de la polimerasa. (PCR)

25 También se transformaron bacterias con el gen de la proteína fluorescente verde y expresión de esa proteína en placas de bacterias transformadas.

26 Un grupo de estudiantes de doctorado de la Universidad del Estado de Tennessee fueron enviados por la National Science Foundation para observar lo que nosotros hacemos con los laboratorios portátiles y conocer lo que se estudia en Chile en microbiología. Estos estudiantes reciben una beca de la NSF con la condición de que le dediquen una parte significativa de su tiempo a apoyar al a educación en ciencias . Este mismo grupo va a volver el próximo año y va a establecer contacto entre escuelas secundarias de Tennessee y los liceos chilenos OZANAN y Liceo de Aplicación.

27 EVALUACIÓN Encuestas a los Estudiantes Al final de la realización de los experimentos con los laboratorios portátiles, le solicitamos a los estudiantes de los 9 establecimientos que contestaron una encuesta que tenía las siguientes 5 preguntas. 1.- ¿Qué le pareció la oportunidad de poder aprender conceptos fundamentales de la biología molecular mediante clases teóricas y experimentos prácticos con el laboratorio portátil? Respuesta: Creo que es una de las mejores experiencias porque gracias a esto podemos aplicar lo que aprendemos en el Colegio y me ayuda a ver que es lo que queremos hacer con nuestras carreras. (Matías Benjamín Carreño Díaz, Instituto Nacional). Una oportunidad super grata y entretenida en donde nos enseñaron cosas bastantes interesantes, se sintió super bién usar elementos que sinceramente no creo que estén al alcance de nuestro colegio, así que, estuvo muy bueno (María Fernanda Cárcamo Cofré, Colegio Adventista Santiago Poniente.)

28 3.- ¿Debería extenderse este esquema docente a muchos otros establecimientos educacionales en Chile y a otras asignaturas científicas? Respuesta: Si, esta forma es mucho más completa y entretenida y creo que si los estudiantes piden calidad deberían entregarles algo como esto (Rodrigo Vidal Montero, Liceo Experimental Manuel de Salas). Creo que hay potenciales dentro de todos los establecimientos, por ejemplo, que en los liceos o colegios se imparten talleres al alumnado no tan solo de biología, sino también de otras ciencias y humanistas. (Franco Medina Arriagada, Liceo de Aplicación A-9).

29 4.- ¿Tiene Ud. alguna recomendación sobre modificaciones que podrían hacerse a los experimentos? ¿Qué dificultades ha encontrado en esta modalidad de trabajo? Netamente, no es hacer modificaciones sino un consejo que es en esos tiempos en que hay que esperar que ocurra el PCR o electroforesis, tener otro experimento, tener clases, hacer ensayos o simplemente hacer una explicación de preguntas: entendiéramos mejor todos. (Fabián Catalán Micado, Instituto Bicentenario Cumbre de Cóndores). Buscar mayor apoyo de gobierno (del tipo financiero) para así poder contar con más equipo y poder ampliar y extrapolar la experiencia a otras regiones del país. (Matías Pinchetti Veas, Instituto Nacional).

30 5.- ¿Cree que esta experiencia podría incentivarte a seguir una carrera científica? ¿Conocías tú antes del curso personalmente a un científico o a un estudiante de doctorado en ciencias? Creo que gracias al laboratorio a muchos se nos aclaró cuál es la carrera a seguir (Marina Beatriz Torres Carvallo, Centro Educacional San Fernando). Esta experiencia me motivo mucho No conocía a ningún científico y la oportunidad de hacerlo fue enriquecedor (Belén Medina, Cardenal Carlos Oviedo Cavada).

31 Encuesta Profesores 1.- ¿Cuán importante fue el curso teórico-práctico sobre conceptos de biología molecular y genómica que Ud. aprobó en Noviembre 2012 en la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile en la preparación de sus clases sobre estos temas que Ud. entregó a sus estudiantes el año 2013? Respuesta: Muy importante, ya que además de actualizarme me dió una secuencia a trabajar con los estudiantes. Alejandra Aguirre. Liceo Experimental Manuel de Salas.

32 3. - ¿Qué efectos ha notado Ud. en sus estudiantes que Ud
3.- ¿Qué efectos ha notado Ud. en sus estudiantes que Ud. relaciona con la innovación docente que implica el uso del laboratorio portátil en la enseñanza de este capítulo de la biología? Respuesta: En primer lugar, ha tenido un gran impacto en la motivación de los estudiantes sobre este tema y ha abierto la posibilidad de elegir carreras científicas, especialmente en alumnos en su último año de secundaria. También que hemos hecho una evaluación sobre los conocimientos en biología de los estudiantes que habían participado con los laboratorios portátiles como a un grupo que no había tenido esa oportunidad. En esa evaluación los resultados de los que hicieron los experimentos fueron significativamente superiores que los estudiantes que no los habían hecho. Profesora Carolina Orellana del Colegio OZANAN.

33 Segunda respuesta Después de la visita, los estudiantes han iniciado microproyectos de investigación en los que se aplicaron y relacionaron todos los conceptos aprendidos. Ellos compartieron sus investigaciones con sus compañeros que también participaron en los experimentos. Actualmente estamos preparando un proyecto de investigación para una feria de ciencias de nuestra Fundación y la idea del proyecto surgió directamente de los experimentos que hicieron. La investigación se relaciona con las aplicaciones de la biología molecular a la medicina forense y los alumnos están trabajando con la asesoría de bioquímicos que trabajan como detectives en la policía. Profesora Isabel Bravo del Colegio Carlos Oviedo Cavada.

34 5.- ¿Cuán importante fue la presencia de los estudiantes de postgrado en facilitar el éxito de los experimentos con el laboratorio portátil? Respuesta: Fue esencial para la ejecución correcta de los experimentos. Además permitió que los estudiantes de postgrado compartieran con los alumnos de secundaria algunas de sus experiencias personales y profesionales. Todo esto generó un ambiente muy positivo y rico en la sala de clases, lo que no hubiera ocurrido en una clase normal. Profesora Javiera Soto, Liceo de Aplicación de Santiago.

35 7.- ¿Considera Ud. que este esquema de enseñanza de conceptos fundamentales de la ciencia con el apoyo de los laboratorios portátiles que permiten hacer experimentos sofisticados debería ampliarse para cubrir otros capítulos de Biología o de otras ciencias experimentales? Si sería muy importante extender este esquema a otros capítulos de la biología y a otras ciencias como física y química. Javiera Soto, profesora del Liceo de Aplicación.

36 8. - ¿Qué otros comentarios quisiera Ud
8.- ¿Qué otros comentarios quisiera Ud. agregar sobre el curso de laboratorios portátiles y sobre la relación entre científicos de la Universidad de Chile y profesores de Biología que este método ha generado? Respuesta: Ha sido para mí muy gratificante el tener la oportunidad de vivir esta experiencia, inicialmente con otros profesores de biología, más adelante el poder interactuar con diferentes científicos que participaron en el curso. El poder realizar procedimientos que no pude hacer en mi formación de pregrado, pero que tengo que tratar y explicar en diversos contenidos del currículum. Finalmente el haber traído esta experiencia a nuestra escuela y a compartirla con mis estudiantes. Esta experiencia debería repetirse en otras escuelas y ciudades de nuestro país. Profesora María Jesús Barrientos, Instituto Nacional.

37 CONCLUSIONES: I.- Los resultados obtenidos en Chile con las visitas a 9 establecimientos educacionales de diferente naturaleza nos indican que, la innovación de usar laboratorios portátiles y estudiantes de postgrado para apoyar la realización de los experimentos por parte de los estudiantes de secundaria es muy positiva. Tanto los profesores como los estudiantes coinciden en que este enfoque : 1) facilita el aprendizaje de conceptos fundamentales 2) hace las clases más entretenidas 3) estimula el interés de los alumnos por la ciencia y por considerar una carrera en el área de las ciencias biológicas en su futuro.

38 CONCLUSIONES: II.- Estos resultados nos estimularon a plantearnos la pregunta de si este esquema es factible de ser empleado para enseñar otros capítulos de la biología y para profundizar en conceptos fundamentales de otras ciencias experimentales. La propuesta es constituir grupos mixtos de investigadores y profesores de ciencias de media en física, química, astronomía y biología. Estos grupos generarían dos módulos teórico-prácticos para enseñar conceptos fundamentales de esas 4 disciplinas. El impacto de este ejercicio en el aprendizaje de conceptos fundamentales de estas ciencias sería evaluado por expertos externos. El proyecto terminaría con una propuesta de estrategia de escalamiento para un proyecto con un horizonte de cobertura nacional.

39 CONCLUSIONES: III.- RELAB esta llevando a cabo el piloto de los laboratorios portátiles en 4 países de América Latina y nos gustaría que ese número de países se ampliara a muchos otros países de la región. Tema de discusión en la reunión del CDR. Siempre es útil tener proyectos similares porque podemos aprender mucho de los aciertos y los errores de los vecinos y nos podemos ayudar mutuamente. Nos parece importante incentivar la generación de proyectos que amplien la cobertura a otros capítulos de las ciencias biológicas y a otras ciencias experimentales para impactar la educación en ciencias en la secundaria en forma más general.