Revista Digital Universitaria
ISSN: 1607 - 6079 Publicación mensual
 
1 de marzo de 2013 vol.14, No.3
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Propuestas para introducción de Nanociencia y Nanotecnología en escuelas pre universitarias
Allan Victor Ribeiro, Moacir Pereira de Souza Filho y Alexys Bruno-Alfonso
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Metodología
Propuestas y conclusiones
Bibliografía
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Introducción

Un sondeo, realizado recientemente en Brasil, sobre las actividades de divulgación y formación en Nanociencia y Nanotecnología (N&N), mostró que no hay registro de abordaje sistemático de esos temas en la Enseñanza Fundamental y Media, aunque ya existe alguna producción bibliográfica relacionada con la inserción de este tema en la Enseñanza Media. El trabajo reporta que, aunque existen muchos cursos en el área de ciencias, solamente tres cursos universitarios son destinados específicamente a N&N. En relación con las actividades de divulgación, los eventos especializados y de impacto directo en la población son responsables de informar sobre los principales resultados de las investigaciones en ese país. [1]

Ante esta realidad, y la de las serias dificultades por las que pasa la educación básica en Brasil (formación de profesores, infraestructura básica e interés de los estudiantes), parece utópica la enseñanza de N&N. Sin embargo, se trata de una necesidad cultural y económica, pues la alfabetización científica es capaz de calificar y motivar a los jóvenes:[1] preparar “nuevas mentes” para una “nueva era”. [2]

En este sentido, una de las metas del plan de estudios que ha sido implementada en los Estados Unidos, es la de la formación de futuras generaciones de investigadores en Nanociencia. ¿Pero la Nanociencia debería ser considerada una nueva disciplina? Se cree que no, pues debemos comprender que la Nanociencia es un campo de estudio inter-disciplinar y puede estar presente en los contenidos de diversas asignaturas. Greenberg [3] presenta los resultados del proyecto NanoLeap; que apunta que los alumnos de nivel medio fueron capaces de aprender sobre aspectos simples de la Nanociencia, utilizando un vocabulario correcto y dando algunas descripciones superficiales sobre términos y conceptos da Nanotecnología. Y observó que los profesores tuvieron dificultades para producir una comprensión más profunda sobre esos conceptos.

Antti Laherto destaca que es importante que los contenidos incorporen asuntos relacionados con Nanociencia y Nanotecnología, y que la mayor importancia educacional está en promover una alfabetización científica y tecnológica que lleve en cuenta aspectos sociales. Además, la idea básica del modelo es que la estructura del contenido científico sea construida prestando mucha atención a los objetivos educacionales. Debe lograrse que el alumno pueda acompañar el debate con los medios de difusión masiva, discutir asuntos y artefactos científicos y tecnológicos y formarse opiniones sobre las cuestiones sociales y éticas relacionadas a este campo de estudio. [2]

Nuestra percepción visual es limitada en una escala natural, y cuando los objetos huyen de nuestra observación, pasamos a un terreno de hipótesis y suposiciones. Una tela de araña, por ejemplo, puede ser observada por medio de la reflexión de la luz solar que incide sobre ella o percibida por el tacto, gracias a su resistencia mecánica. El macro y el micro solamente pueden ser percibidos de forma indirecta por medio de instrumentos ópticos como el telescopio y el microscópico, respectivamente. [4]

Nuevas teorías y nuevas tecnologías han posibilitado la miniaturización de relojes y componentes electrónicos. El propio principio de funcionamiento se altera, lo que nos permite decir, por ejemplo, en el caso del cuarzo, que los relojes se hacen más precisos, livianos y baratos. Y aunque la microelectrónica permita la producción de “chips” minúsculos, el artefacto tecnológico producido no puede ser reducido más allá del límite de escala del usuario. [5]

La Nanociencia y la Nanotecnología, como los nombres sugieren, forman un campo de investigación que trabaja en la escala nanométrica (1nm=10-9m). En 1960, el científico Richard Feynman anunció en su “célebre” frase “hay bastante espacio allí abajo”, que sería posible almacenar mucha información en nano-componentes. Además, sabemos que en esos casos la velocidad de procesamiento aumenta considerablemente. [5] Y por otra parte, una cosa curiosa, es que cuando el “pedacito se hace demasiado pequeño”, nuevas propiedades surgen, en vez de desaparecer. [5]

Para esto, la técnica tradicional de “esculpir” circuitos cada vez menores, inclusive usando haces guiados con alta precisión, ya se hizo obsoleta. Una nueva tecnología denominada “microscopia de barrido” permite ir de abajo para arriba (bottom-up), utilizando microscopios de tunelaje y de fuerza atómica. Esa es una de las maneras de “ver” los átomos individualmente, y también es una herramienta que permite manipular átomo a átomo, como un albañil hace con ladrillos. El término “ver” aparece entre comillas, pues se trata de un proceso complejo e indirecto. Sin embargo, construir un objeto complejo, moviendo pieza por pieza, se convierte en un proceso extremadamente lento y una nueva técnica se hace necesaria. [4] Una apuesta fascinante en N&N consiste en la auto-organización. Un concepto en el cual los propios “nano-objetos” se organizan en secuencias específicas para formar arreglos previamente proyectados. [5]

Las aplicaciones de N&N se hacen presentes en las más diversas áreas, como electrónica, medicina, aeronáutica, cosméticos, entre otras. Solamente para contextualizar, en el campo electrónico son creados dispositivos menores y más potentes: nano-partículas contenidas en películas finas que recubren las lentes de los espejuelos las protegen de arañazos (además de disminuir la reflexión de la luz) [6]; en el tratamiento del cáncer algunos nano-cristales son luminiscentes y posibilitan la localización y la delimitación precisa de un tumor; en el sector automovilístico y aeronáutico, nano-compósitos pueden permitir la obtención de materiales más leves, moldeables y resistentes; nano-partículas magnéticas pueden minimizar los daños durante los derramamientos de petróleo en el mar; nano-partículas de dióxido de titanio, por su poder de absorción de radiación ultravioleta, son empleadas en la producción de protectores solares; hay nano-partículas que aumentan la capacidad de absorción de la piel y son empleadas por las industrias de cosméticos y en el tratamiento anti-envejecimiento, [7] entre otras aplicaciones.

Fabio Pereira, en una investigación bibliográfica sobre el tema N&N, verificaron que gran parte de la comunidad científica utiliza terminologías que son extremadamente específicas y densas y, generalmente, están disponibles en otro idioma. Sin embargo, él destaca algunos programas de nano-educación que han sido implementados en Brasil de forma lúdica y relevante, como el proyecto Nanociencia, que consiste en una exposición interactiva sobre N&N y que coloca a disposición juegos virtuales educativos. Otra experiencia similar es desarrollada en la Escuela de Artes de la Universidad de São Paulo, e incluye actividades con letras de canciones, rompecabezas y la construcción de nano-materiales mediante arte en papel (origami), para que el alumno pueda adquirir una comprensión inicial de la Nanotecnología. [7] Esos proyectos tienen una base teórica firme, pero Laherto [2] alerta sobre el riesgo de deformar el contenido utilizando imágenes simplificadas y modelos visuales que pueden engañar, formando en los alumnos falsos modelos de percepciones y equivocaciones epistemológicas.

Silva [6], destacan que el campo de la Nanotecnología no es novedad para el alumno, pues incluyen conceptos de “átomos” y “moléculas” ya dominados por ellos. La novedad consiste en cómo esos “objetos” pueden ser manipulados para crear nuevas tecnologías.

En el trabajo desarrollado por Silva, se menciona que aunque el contenido de los medios de comunicación esté colmado del el término “nano”, casi nada se dice sobre este asunto en la escuela. Y presenta un diálogo entre una alumna y su profesora sobre el tema. En la conversación, además de la definición y de las aplicaciones sobre N&N, son discutidos los cuidados en la manipulación y los impactos de los nano-materiales en el medio ambiente. Según la autora, la ética y la seguridad deben ser tomadas en cuenta y sobreponerse a los lucros. En este sentido, los profesores deben estar preparados para responder las preguntas de los alumnos y los alumnos deben de profundizar en la información para llegar a posiciones claras ante las cuestiones que son presentadas en los medios de comunicación. [6]

Por otra parte, el abordaje relacionado con Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA), es para Rebello [8] el punto central en el proceso educativo, pues hace que el alumno sea crítico sobre los beneficios y prejuicios que una nueva tecnología puede traer. En este sentido, el trabajo del autor utiliza investigaciones individuales, textos y figuras presentadas en la forma de slides, vídeos didácticos, simulaciones y la preparación de nano-partículas de magnetita por los alumnos, mediante un procedimiento previamente elaborado. Para concluir el trabajo, se realizó un debate entre los alumnos sobre los beneficios de la Nanotecnología y los problemas de orden ambiental de la nano-polución. [8] Para aproximar al alumno de nivel medio a la Nanociencia y hacerlo consciente y crítico de la dimensión social impuesta por las nuevas tecnologías que orientan ese trabajo.

El presente artículo aborda una inserción de los asuntos de N&N en una escuela de nivel medio en Brasil. Hacemos algunas reflexiones sobre las concepciones de los estudiantes en relación con ese asunto y sugerimos maneras efectivas de introducirlo a ese tipo de escuelas.

 
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