Resumen

La física se basa en dos pilares fundamentales para su ejercicio, la teoría y la experimentación, ambas son complementarias. En la experimentación física se descubren nuevos fenómenos; en ella, también se comprueban los resultados que la teoría indica o predice.
Actualmente, el mundo entero vive una contingencia sanitaria por el surgimiento del virus sars-CoV-2, causante de la enfermedad covid-19. Por ello, se busca comprender su origen, composición o estructura, las formas de contagio o de propagación, así como tener un control de su mecanismo, y encontrar una posible cura.
La física aplicada, con sus resultados, pruebas experimentales, aplicación de métodos y conceptos, están apoyando el entendimiento de este virus y el combate en su contra.
Palabras clave: física aplicada, biofísica, virus, sars-CoV-2, covid-19.

Applied Physics: support for fighting the covid-19 pandemic

Abstract

Physics is based on two fundamental pillars for its exercise, theory, and experimentation, both are complementary. New phenomena are discovered in physical experimentation; in it, the results that theory indicates or predicts are also verified.
Currently, the whole world is experiencing a health emergency due to the appearance of sars-CoV-2 virus, which causes covid-19 disease. Therefore, we seek to understand his origin, composition or structure, ways of contagion and spread, as well as having control of its mechanism and find a possible cure.
Applied physics, with its results, experimental tests, application of methods and concepts, is supporting the understanding of this virus and the fight against it.
Keywords: applied physics, biophysics, virus, sars-CoV-2, covid-19.

Introducción

La física es una rama esencial de las ciencias, que estudia los componentes fundamentales del universo. Comprende el estudio de la materia, la energía, el espacio-tiempo, las interacciones fundamentales; sus leyes y la relación en entre todo ello, así como sus aplicaciones en la humanidad (lo que denominamos física aplicada).

La física aplicada, al igual que otras muchas disciplinas importantes, está contribuyendo directa o indirectamente en la solución y entendimiento de la emergencia sanitaria del virus sars-CoV-2, causante de la enfermedad covid-19 (Velavan y Meyer, 2020).

Imagen 1. Estructura de sars-CoV-2. Modificada de cdc, Eckert y Higgins (2020).

La física en general se ocupa de innumerables fenómenos naturales. Por ello es conveniente mencionar que, para su estudio, compresión o entendimiento, se intenta identificar esos fenómenos de acuerdo con divisiones, ramas o teorías. Así, por un lado, las divisiones de la física son la física teórica, que se apoya de fundamentos matemáticos para explicar, con leyes y teorías, el comportamiento de la naturaleza; la física computacional, que con el apoyo de la programación y algoritmos computacionales modela la naturaleza física; y física experimental y aplicada, que basa las investigaciones en el desarrollo de experimentos, pruebas y prototipos, con un enfoque útil o práctico.

Por otro lado, las ramas de la física son la física clásica, basada en conceptos y teorías desarrollados hasta el siglo xix; la física moderna, que parte de la postulación de la cuantización de la energía, a inicios del siglo xx; la física contemporánea, que considera conceptos y teorías actuales, que, incluso, inciden en otras áreas como biología, medicina, ingenierías, etcétera, y que también podríamos considerar como física multidisciplinaria. Además, para la física, las teorías que rigen la naturaleza se encuentran en la mecánica clásica, electromagnetismo, termodinámica y mecánica estadística, mecánica cuántica y relatividad; en las cuales, se incluyen innumerables fenómenos y conceptos.

Durante la descripción de este trabajo haremos referencia a algunas de esas teorías, fenómenos y conceptos, con la finalidad de que el lector identifique esas ramas de la física con el problema que se está analizando. De este modo, explicaremos, con investigación documentada, la relación existente con la estructura del virus, la detección indirecta o su monitoreo, la propagación, la forma de controlarlo o evitarlo, así como algunas formas de erradicarlo.

El virus y la física moderna

Un virus, como el sars–cov–2, presenta una estructura molecular mucho más pequeña que una célula (ver imagen 1). Los virus tienen un diámetro aproximado entre 50 a 200 nm (un nanómetro —nm— equivale a una mil millonésima parte de un metro: 1 nm = 10⁻⁹m). Por esa razón, no es posible visualizarlo con un microscopio convencional, que emplea luz y fotones. Para ello, se requiere un equipo más poderoso; en este caso un microscopio de transmisión de electrones (tem: Transmission Electron Microscopy; Winey et al., 2014). Un instrumento de este tipo emplea un haz de electrones, que se concentra en un área muy pequeña (se enfoca), e incide sobre la muestra y la atraviesa (ver imagen 2).

Imagen 2. Microscopio de transmisión de electrones (Ortisa, 2010).

Además de lograr ver al virus, podemos conocer partes de su estructura interna y externa, con apoyo de técnicas similares a tem (ver imagen 3), como la microscopía criogénica de electrones (cryo-em: Cryogenic Electron Microscopy), en la que la muestra se coloca a muy bajas temperaturas. También existe la microscopía de escaneo de electrones (sem: Scanning Electron Microscope), la cual es una técnica de monitoreo superficial. Los microscopios de electrones actuales son el resultado de los estudios de los físicos sobre los electrones y su comportamiento con la materia. Estos conocimientos ahora son esenciales en la física moderna y contemporánea.

Imagen 3. Partículas virales de sars-CoV-2 que emergen de cultivos celulares. Obtenida con un microscopio de transmisión de electrones (niaid, 2020).

La detección y la óptica

El procedimiento estándar para el diagnóstico del virus se realiza por medio del método de reacción de cadena de polimerasa (pcr, Polymerase Chain Reaction). En él, la muestra a investigar —saliva, por ejemplo— pasa a través de varios ciclos químicos y en la última etapa se emplea un arreglo óptico, que determina si la muestra es positiva o no al virus. Así, la muestra ya procesada, se coloca en ese instrumento óptico, y se realiza una medición de emisión de radiación fluorescente para el diagnóstico final. El arreglo óptico que se emplea consiste en una lámpara de tungsteno (como los focos convencionales), filtros de color, espejos y una cámara digital para el procesamiento de la intensidad de la luz (Sreejith et al., 2018). Las áreas de la física moderna (física contemporánea) y la óptica, proporcionan los conocimientos físicos para comprender cómo se lleva a cabo el diagnóstico.

Monitoreo del virus, física del estado sólido y la luz

Aunque no existe una forma directa de monitorear la presencia de un virus, para el caso del sars-CoV-2 y su enfermedad covid-19, esto se puede realizar de una forma indirecta, apoyándonos de algunos instrumentos. Entre ellos se encuentran los termómetros de radiación infrarroja y los oxímetros portátiles. Ambos instrumentos operan con principios de la física del estado sólido, relacionado con la física de los materiales, y del espectro electromagnético, vinculados con la radiación infrarroja, o sea, la energía calorífica que se encuentra entre los 800nm a 1mm.

Por ejemplo, el termómetro de pistola es un sensor puntual, que tiene un detector semiconductor1 de radiación infrarroja, calibrado para los rangos de temperatura humana. También cuenta con un apuntador láser, pero eso únicamente sirve para indicar el punto donde se medirá la temperatura. Este tipo de termómetros sólo permite conocer la temperatura de una persona, cuyo rango normal va de 36.1 a 37.2 °C (U.S. National Library of Medicine, 2020); e informa si el individuo se encuentra fuera de lo normal (arriba de 38 °C), lo cual puede ser un indicador de la presencia de algún virus o infección, dentro de su cuerpo. Por cierto, este tipo de termómetros no daña la salud, su radiación es completamente segura (en los puntos indicados) para el ser humano.

En el caso del oxímetro, éste funciona con la ayuda de un detector semiconductor de radiación y una fuente de emisión de luz infrarrojos (por ejemplo, un diodo láser, led). La luz debe atravesar un dedo de la mano y con ello se miden las variaciones de esta radiación, la cual esta calibrada para conocer la oxigenación y el pulso del paciente. En el caso de la pandemia que nos atañe, es útil para el monitoreo de la irrigación de oxígeno dentro de nuestro cuerpo, ya que ello es un parámetro determinante de la evaluación de la enfermedad.

La propagación del virus y la luz

Aun que el virus es muy pequeño (ya hemos mencionado que no lo podemos ver a simple vista o con algún instrumento óptico convencional), es posible “visualizar” indirectamente, o al menos tener una idea, cómo se propaga por contacto o a través del aire.

La luz resulta una herramienta útil para comprender la amplia y rápida propagación de secreciones, en este caso, por gotas de saliva, que contienen virus. Existen experimentos en los que se ha empleado luz ultravioleta para visualizar la propagación por contacto; así como arreglos ópticos clásicos con luz convencional y arreglos láseres para visualizar la propagación de gotas de saliva de tamaño microscópico en el aire, conocidas como gotículas o microgotas, que son pequeñas gotas de saliva de tamaño microscópico.

Se han reportado experimentos cualitativos que permiten visualizar indirectamente la propagación del virus, a través de la diseminación por contacto (Rober, 2020; nhk WORLD-JAPAN, 2020c). En ellos se emplean polvos y pinturas fluorescentes, que son incoloros a simple vista, como el virus, y se aplican a una o a varias personas, para observar su propagación. En ambos casos, un solo individuo toma un poco de pintura fluorescente y la frota en sus manos. Posteriormente, se le ingresa a un cuarto con iluminación convencional, en el que hay un grupo de personas (15 aproximadamente). Después de un determinado tiempo (en promedio 30 minutos), tras llevar a cabo actividades normales, se realiza una inspección con iluminación ultravioleta. El resultado revela la propagación de los polvos o la pintura fluorescente hacia los integrantes del convivio y su presencia en los diversos objetos e instrumentos que se tocaron.

Para estudiar la manera en que los virus pueden propagarse en el aire, se visualiza el flujo de gas que expulsa nuestro cuerpo (lo que incluye las gotículas), bajo diferentes condiciones, al toser. Con ello se comprueba la efectividad del uso de mascarillas. El experimento fue realizado en la Bauhaus-Universität Weimar de Alemania. En él, se emplea un arreglo óptico clásico, conocido como sistema de contraste de fase, para visualizar cambios de densidad del aire (también es conocido como sistema Schlieren o sistema de shadowgraphy). Dicho arreglo utiliza un espejo cóncavo circular, iluminación láser y una cámara digital (Settles et al., 1995; Völker, 2020). Cabe destacar que estas pruebas están relacionadas también con conceptos de la física de los fluidos.

En otro caso muy similar al anterior, se observa la transmisión y el alcance de las gotículas de saliva, transportadoras de virus, a través del aire y en ambientes cerrados, al momento de hablar o estornudar. Estos estudios se apoyan de la implementación de una hoja de luz láser, que son planos de luz formados con uno o varios haces de luz láser, y una cámara de alta sensibilidad (Ala Bouhanguel, 2011; nhk WORLD-JAPAN, 2020a). En un cuarto de laboratorio acondicionado, se realizan varias pruebas, haciendo que una persona estornude y que, posteriormente, se encuentre en una situación de plática con otra. El ambiente alrededor está iluminado adecuadamente con la luz láser, lo cual permite visualizar las microgotas de saliva (que se encuentran entre un milímetro y 0.1 micrómetros de diámetro) y con ello determinar su alcance. Con estos datos y ayuda de la física computacional también se pueden realizar simulaciones que predicen la propagación y el alcance de las gotículas en diferentes ambientes o espacios (ver video 1).

Video 1. Experimento sobre la manera en la que el sars-CoV-2 se propaga al hablar (CNN Chile, 2020).

Como se puede observar de los casos anteriores, los conocimientos de fluorescencia, láseres y óptica son fundamentales para platear y comprender este tipo de fénomenos. Los conceptos necesarios los proporciona la física clásica y la física moderna.

También queda claro que, empleando conceptos fundamentales de mecánica clásica, como la distancia y el tiempo, y apoyados con cultivos bacteriales, es posible conocer las diferentes dosis de bacterias (y en este caso de virus) que una persona puede expulsar al toser o estornudar (cbs 8 San Diego, 2020; Youtube pidc, 2020). Ello se logra con una especie de experimentos de alcance por tiro parabólico, como los que se estudian en la mecánica clásica. Para este caso, se coloca a una persona y se le pide que estornude, que hable o que tosa. Los fluidos que salgan de su boca serán los proyectiles. En frente de esa persona se colocan cajas de Petri (para cultivo), preparadas para recibir las gotículas expulsadas. Así, es posible estudiar la cinemática de las partículas a partir de la trayectoria parabólica que siguen. Dicho conocimiento es útil para tomar medidas de prevención.

Cómo evitar al virus mediante la física

Mucho se ha comentado que el lavado de manos con jabón es muy importante para evitar el contagio por contacto, al igual que el uso de gel antibacterial (con contenido de alcohol). En el caso del lavado con agua y jabón, la física también ha contribuido en el desarrollo y entendimiento de ello. Aquí, la explicación entra en el ámbito de la fisicoquímica, que explica el mecanismo de operación de la aniquilación del virus. Para ello existen experimentos cualitativos y demostrativos (rcsbProteinDataBank, 2020; Vox, 2020). En ellos, se resume y explica un experimento sencillo entre agua, jabón y aceite. Lo primero que debemos saber es que las moléculas de jabón y aceite (que equivale a la emulación de un virus) son distintas, y cuentan con cargas (polaridades) diferentes, cargas positivas (+) y negativas (-). De esta manera, un extremo de las moléculas de jabón, con cargas positivas, se adhiere a las moléculas que conforman el virus. El otro extremo, con cargas negativas, se adhiere a las moléculas de agua. Ésta juega un papel importante, pues sus moléculas ayudan en la destrucción del virus (ver video 2). Como se ha indicado, todo ello tiene lugar debido a las distintas cargas y a la atracción electrostática que presentan las diferentes moléculas en cuestión. Estos conceptos son fundamentales en electrostática, teoría electromagnética, fisicoquímica, entro otros.

Video 2. ¿Cómo destruye el lavado de manos a los virus? (Imagen Noticias, 2020).

Recientemente, en México, surgió una manera ingeniosa de evitar el contacto directo en pequeñas tiendas de productos básicos. Para ello se echa mano de conceptos básicos de la mecánica clásica (Milenio Noticias, 2020). Aprovechando la atracción gravitacional y conceptos fundamentales de mecánica, se han elaborado mecanismos simples para trasportar productos y dinero; por ejemplo, en una tortillería, se colocó una rampa de madera (de más de un metro de largo) para entregar los kilogramos de tortilla. En esa misma tortillería, se colocaron dos rampas de tubos de plástico (pvc) cortados a lo largo, uno para la entrega del dinero de compra y la otra para entregar el cambio del dinero. De esa forma, se espera reducir el contagio por contacto directo.

Respecto al comportamiento de los flujos de aire, con gotículas portadora de virus, también existen arreglos y experimentos ópticos, que emplean planos u hojas de luz láser, que se forman a partir de un láser y se visualizan con hielo seco2 (nhk WORLD-JAPAN, 2020b). En esos experimentos, se emplean los planos de luz láser para “iluminar” el flujo de aire dentro de una habitación ventilada o no, y observar cómo se mueven, lo que permite concluir la importancia de contar con espacios ventilados. Esos experimentos y pruebas también son útiles para el desarrollo de simulaciones computacionales físicas, ya que con ellos se pueden validar modelos físicos teóricos y realizar predicciones del comportamiento de los gases en espacios cerrados o ventilados. Esto, a la vez, nos permite conocer la posición adecuada de los flujos de aire con micropartículas (gotículas). En este caso, los conceptos en láseres, fluidos y óptica son fundamentales.

Acabar con el virus y la radiación electromagnética

Por el momento no existe una manera efectiva de combatir la enfermedad una vez que se contrae, aunque ya hay vacunas de distribución limitada y algunos tratamientos y medicamentos de prueba. Por ello, sigue siendo importante mantener desinfectados los objetos, instrumentos y áreas comunes de trabajo. Una de las opciones para alcanzar dicho objetivo tiene que ver con el empleo de radiación ultravioleta (en este caso, luz ultravioleta del tipo uv-C, del orden de 200 nm de longitud de onda), que actúa como germicida desinfectante. La radiación ultravioleta que se emplea daña la estructura interna de los virus (a un nivel molecular, dentro de su envoltura) y de esa forma “los elimina” (ver imagen 4).

Imagen 4. Longitud de onda de la luz UV apropiada para desinfección (La imagen corresponde a una adaptación de la referencia de acceso público: Light Progress, UV-C SOURCES, https://www.lightprogress.it/en/blog/uv-c-sources_1.html, consultado el 15 de febrero de 2021.).

Dicha modalidad es muy bien aceptada en hospitales, para desinfectar superficies e instrumentos (no a los humanos o animales). La radiación ultravioleta que se emplea surge de lámparas, que, con el apoyo de robots, ingresan a las áreas a desinfectar y permanecen encendidas por un corto tiempo (cnbc, 2020). Este tipo de desinfección es muy segura para el ser humano porque no utiliza químicos y reduce el costo laboral. Esta forma de eliminar gérmenes también está siendo utilizada en el interior de aviones comerciales, exterior de autobuses de transporte público y sanitización en hoteles. El futuro de este método de desinfección es muy prometedor. En este caso, conocimientos sobre la interacción de radiación y materia, el espectro electromagnético, luz ultravioleta, entre otros comprendidos en la física moderna, son importantes para el desarrollo de esta aplicación.

Comentario final

Al cierre de esta investigación bibliográfica debemos observar que existen muchas otras áreas de la física que también contribuyen en el estudio y comprensión de este virus y su enfermedad, tales como las teorías de redes complejas, estudios de propagación y percolación de la enfermedad, estudios sobre efectos de la movilidad humana, etcétera. (Contoyiannis et al., 2020; Mittal, Ni y Seo, 2020; Ingersoll, 2021; Kaitlynn Snyder et al., 2021; Klanecek, 2021). Sin embargo, por el momento no nos es posible mencionarlos todos.

Conclusiones

A primera vista, uno podría pensar que la física no es una rama de la ciencia que aporta en el conocimiento y apoyo para la erradicación de una enfermedad como la que estamos viviendo. Sin embargo, hemos podido observar con ejemplos, la forma en que la física fundamental y aplicada contribuye, como una disciplina importante, en el conocimiento y comprensión de padecimientos de salud. Podemos ver cómo las distintas ramas de la física proporcionan conocimientos sobre la propagación, prevención, evasión y erradicación del virus sars-CoV-2. Así, no debemos perder de vista que tanto la física aplicada junto con otras áreas de las ciencias y tecnología están contribuyendo al combate de este tipo de emergencias médicas.

Referencias

• Ala Bouhanguel, P. D. (2011). Flow visualization in supersonic ejectors using laser tomography techniques. International Journal of Refrigeration, 34(7), 1633‐1640.
• cbs 8 San Diego. (2020, 1 de julio). How respiratory droplets can spread ‐ or be stopped . YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=sIpHCptKZUg.
• cdc, Eckert, A. y Higgins D. (2020). sars-CoV-2 (cdc-23312).png [morfología ultraestructural del nuevo coronavirus 2019]. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SARS-CoV-2_(CDC-23312).png.
• cnbc. (2020, 10 de mayo). How Ultraviolet Light Could Help Stop The Spread Of Coronavirus . YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=OJ08BuyejuE.
• cnn Chile. (2020, 1 de julio). Investigación muestra cómo el coronavirus sars-CoV-2 puede propagarse al hablar . YouTube. https://youtu.be/4JJu5Sesia8.
• Contoyiannis, Y., Stavrinides, S. G., Hanias, M. P., Kampitakis, M., Papadopoulos, P., Picos, R. y Potirakis, S. M. (2020). A universal physics-based model describing covid-19 dynamics in Europe. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(18). doi: https://doi.org/10.3390/ijerph17186525.
• Settles, G., Hackett, E., Miller, J. y Weinstein, L. (1995, septiembre). Full-Scale Schlieren Flow Visualization. En J. P. Crowder (Ed.), Proc. Intl. Symposium on Flow Visualization, September 11-14, 1995, Seattle, Washington: Flow Visualization vii (pp. 2-13). Begell House.
• Imagen Noticias. (2020, 8 de mayo). ¿Cómo destruye el lavado de manos al Covid-19? | Noticias con Yuriria Sierra . YouTube. https://youtu.be/g2CltabnSwk.
• Ingersoll, J. G. (2021). Observations on the Occurrence, Transmission and Management of the covid-19 Pandemic Derived from Physics. Diseases, 9(1), 9. doi: https://doi.org/10.3390/diseases9010009.
• Snyder, K., Quddus, R., Hollingsworth, A. D., Kirshenbaum, K. y Grier, D.G. (2021, 17 de marzo). Holographic Immunoassays: Battling covid-19with Soft Matter Physics. En C. Reichhardt (moderadora), Session P17: Statistical Mechanics of Disease Propagation i. American Physical Society March Meeting 2021. https://meetings.aps.org/Meeting/MAR21/Session/P17.
• Sreejith, K. R, Ooi, C. H., Jin, J., Dao, D. V. y Nguyen, N. T. (2018, 4 de diciembre). Digital polymerase chain reaction technology – recent advances and future perspectives. Lab Chip, 18(24), 3717-3732. doi: https://doi.org/10.1039/c8lc00990b.
• Klanecek, Z., Naganawa, S., Kim, J., Rivetti, L., Studen, A., Yip, S. S. F. y Robert, J. (2021, 16 de marzo). Performance and Robustness of Machine Learning‐based Radiomic covid-19 Severity Prediction. En Session H71: Poster Session i (2:00pm – 4:00pm). American Physical Society March Meeting 2021. http://meetings.aps.org/Meeting/MAR21/Session/H71.116.
• Milenio Noticias. (14 de Mayo de 2020). Tortillería aplica la sana distancia de manera ingeniosa. https://www.youtube.com/watch?v=vTwI9lSI05o.
• Mittal, R., Ni, R., y Seo, J. (2020, 10 de julio). The flow physics of covid-19. Journal of Fluid Mechanics, 894, F2. doi: https://doi.org/10.1017/jfm.2020.330.
• nhk WORLD‐JAPAN. (2020a, 3 de abril). Coronavirus: New Facts about Infection Mechanisms – nhk Documentary . YouTube. https://youtu.be/H2azcn7MqOU.
• nhk WORLD‐JAPAN. (2020b, 30 de junio). covid-19: Clearing the Air Effectively – nhk Documentary . YouTube. https://youtu.be/59tQeL0ehbM.
• nhk WORLD‐JAPAN. (2020c, 13 de Mayo). covid-19: The Dangers of “High‐Touch Surfaces” – nhk Documentary . YouTube. https://youtu.be/oB9mAgicwAg.
• niaid. (2020, 12 de febrero). Novel Coronavirus sars-CoV-2.png [imagen de sars-CoV-2 obtenido con un microscopio de transmisión de electrones]. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Novel_Coronavirus_SARS-CoV-2.jpg.
• Ortisa. (2010, 19 de marzo). Scheme TEM.es.png [esquema de un microscopio electrónico de transmisión]. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scheme_TEM.es.png.
• Rober, M. (2020, 18 de marzo). How To See Germs Spread Experiment (Coronavirus) . YouTube. https://youtu.be/I5-dI74zxPg.
• rcsbProteinDataBank. (2020, 18 de mayo). Fighting Coronavirus with Soap . YouTube. https://youtu.be/s2EVlqql_f8.
• U.S. National Library of Medicine. (2020, 20 de agosto). Temperatura corporal normal. Medline Plus. https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/001982.htm#:~:text=Algunos%20e.
• Velavan, T. P. y Meyer, C. G. (2020, marzo). The covid-19 epidemic. Tropical Medicine and International Health, 25(3), 278–280. doi: https://doi.org/10.1111/tmi.13383.
• Völker, C. (2020, 20 de marzo). Keep your distance: A new video from the Bauhaus-Universität Weimar illustrates how germs can spread through the air. Bauhaus‐Universität Weimar. https://cutt.ly/dk2OtGo.
• Vox. (2020, 18 de marzo). How soap kills the coronavirus . YouTube. https://youtu.be/-LKVUarhtvE.
• Winey, M., Meehl, J. B., O’Toole, E. T. y Giddings, T. H. Jr. (2014). Conventional transmission electron microscopy. Molecular biology of the cell, 25(3), 319–323. doi: https://doi.org/10.1091/mbc.E12-12-0863.
• Youtube pidc. (2020, 30 de junio). Face mask experiment . YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=dcvdvZ16nlw.

Recepción: 8/09/2020. Aprobación: 25/01/2021.

Resumen

Una de las principales problemáticas al introducir tecnologías en la educación, es la capacitación de los profesores, ya que sus procesos de adaptación han sido complicados pues incluso aquellos que ya han tenido un acercamiento con ellas, aún les resulta difícil su comprensión, aplicación, e implementación dentro las aulas. A pesar de los esfuerzos por realizar campañas de capacitación y de equipar las aulas con tecnología con pizarras electrónicas, proyectores, material digital, entre otros; aún existen aulas en las cuales dicho material se ha vuelto obsoleto, por una mala administración y falta de interés por parte del cuerpo educativo.

La propuesta que presentamos a la problemática antes mencionada es la elaboración de un curso digital, multimedia e interactivo al que llamamos AlfaBtiCs, que a manera de alfabetización digital permite a los profesores comprender de mejor manera algunos de los elementos básicos tales como la interfaz de usuario, la navegación por internet y la búsqueda, uso y presentación de información.
Palabras clave: alfabetización digital, medios digitales, capacitación, conocimiento.

AlfaBtiCs: tool for the improvement of the digital skills and knowledge

Abstract

One of the main problems when introducing technologies in education is the training of teachers, since their adaptation processes have been complicated because even those who have already had an approach with them, still find it difficult to understand, apply, and implementation within classrooms. Despite the efforts to carry out training campaigns and equip classrooms with technology with electronic boards, projectors, digital material, among others; there are still classrooms in which such material has become obsolete, due to poor administration and lack of interest on the part of the educational body.

The proposal we present to the afore mentioned problem is the development of a digital, multimedia and interactive course that we call AlfaBtiCs, as a digital literacy allows teachers to better understand some of the basic elements of the different media, such as user interface, internet browsing, search, use and presentation of information.
Keywords: digital literacy, digital media, training, knowledge.

Introducción

La presencia de las tecnologías, en el día a día, ha impuesto nuevas formas de pensar, de actuar y de aprender en la sociedad; las nuevas generaciones crecen en una cultura en donde impera el uso de dispositivos electrónicos con acceso a internet y a una infinidad de medios digitales y a bancos de información en diversos medios que les permiten hacer consultas en cualquier lugar y momento.

Hoy en día, podemos hacer casi todo con un dispositivo móvil con conexión a Internet, sin embargo, en algunas escuelas, la situación es diferente, ya que sus métodos de enseñanza existentes no están empatados con estas nuevas maneras de resolver situaciones, y todavía más, algunos profesores, de mayor antigüedad, han tenido una inadecuada inclusión en los medios digitales dentro de su práctica docente.

Para contextualizar, el término multimedia se acuñó ya en los años 80 a través de trabajos de Negroponte, Papert y Minsky en la Universidad de Massachusetts (mit). Las tecnologías de vanguardia fueron desarrollándose y generaron sistemas hipermedia capaces de trabajar con sonidos, gráficos, animación, videos y texto que permitieron la interactividad y la personalización, como consecuencia dieron origen a lo que hoy llamamos multimedia (Razquin, 1997).

Con la aparición de los multimedia, se hizo necesario el desarrollo de nuevas habilidades en los profesores para llevar a cabo su práctica educativa, pues las generaciones recientes de estudiantes ya no aprenden de la misma manera; los métodos de repetición y memorización se han vuelto obsoletos con la llegada de métodos de búsqueda, interpretación y presentación de la información. Hay muchos ejemplos de prácticas docentes alejadas del enciclopedismo, como el aprendizaje de las artes y la literatura jugando Beowulf (De Paula et al., 2018) o las clases de física en un entorno 3D combinado con realidad virtual (Bogusevschi et al., 2020).

Actualmente, el profesor tiene un papel de acompañamiento en el proceso de aprendizaje del estudiante, su función es la de guía, para que el estudiante logre por sí mismo generar nuevos conocimientos a partir de la consulta de los bancos de información que se encuentra en Internet, teniendo en cuenta sus características individuales, como la motivación, la autoeficacia o sus emociones (Schweder y Raufelder, 2019).

Rosen, D. (2020), menciona que las habilidades digitales básicas deben incluirse dentro de la educación para la alfabetización de adultos, ya que necesitan de una alfabetización digital para resolver los nuevos problemas que enfrentamos en la sociedad, incluidos los creados por la tecnología.

Desarrollo

Se han elaborado algunos estándares orientadores para el análisis y desarrollo de nuevas habilidades en los profesores, tal es el caso de la unesco (2007), que en su documento: Competencias y estándares tic desde la dimensión pedagógica: una perspectiva desde los niveles de apropiación de las tic en la práctica educativa docente, describen la formación de calidad que un docente debe tener en la actualidad para enfrentar el desafío de enseñar en una sociedad de la información, teniendo en cuenta los modelos actuales de gestión del conocimiento en la formación (Acevedo-Correa et al., 2020).

Otro documento, también desarrollado por la unesco (2011), es el Modelo de competencias de Alfabetización Mediática e Informacional (ami). El objetivo de este proyecto cst es proporcionar una guía sobre cómo mejorar el desempeño de los profesores a través de las tic y dar una nueva dimensión a sus destrezas, sin importar en qué lugar esté ubicada el aula, lo que daría como resultado una mejor educación y unos estudiantes con mayores habilidades.

En México, por ejemplo, se puso en marcha el proyecto hdt (Habilidades Digitales para Todos) que se contempló en el Plan Nacional de Desarrollo 2009-2011 y que entró en vigor el primero de enero de 2009. Dicho programa consistió en el equipamiento de aulas multimedia con pizarras electrónicas y computadoras personales con conexión 1 a 30, es decir, el profesor podía gestionar los trabajos de hasta 30 estudiantes durante la sesión de clase; su objetivo general era “contribuir a mejorar el aprendizaje de los estudiantes de educación básica propiciando el manejo de tic en el sistema educativo mediante el acceso a las aulas telemáticas”. (sep, 2009). Este proyecto incluía también Objetos de Aprendizaje (oda), los cuales estaban relacionados con los contenidos del currículum formal y se encontraban a disposición de los docentes para usarlos en las clases.

A pesar de estos esfuerzos, aún existen profesores con mayor antigüedad que no tienen una adaptación adecuada al uso de las tecnologías dentro de su práctica docente, a diferencia las personas que nacieron en una era donde el uso de las tecnologías es más común, lo que les permitió desarrollar y adaptar un “lenguaje” más cercano a los medios digitales. Hay muchos autores que describen las consecuencias de esta brecha digital causada, en parte, por la edad como por ejemplo, la investigadora Louise Starkey, de la Universidad de Victoria en Wellington, Nueva Zelanda, hace una amplia revisión de estos trabajos (Starkey, 2020).

El concepto de alfabetización ha sufrido algunas modificaciones debido a la aparición de nuevos lenguajes. Se habla que, anteriormente, una persona alfabeta era la que tenía la capacidad de leer y escribir, sin embargo, las demandas actuales sobre el lenguaje van más allá de solo la comprensión y uso del alfabeto, esto aunado a que las tecnologías han revolucionado la forma de comunicación pues permiten desenvolvernos en lenguajes donde se utilizan imágenes, sonidos, videos, entre otros elementos multimedia; podemos decir que, en el presente, existe una comunicación entre la computadora y el usuario en donde se tienen como intermediaria una interfaz integrada por símbolos, hipertextos, hipervínculos, botones con acciones específicas, entre otros. En consecuencia, es necesario, que las nuevas alfabetizaciones vayan encaminadas a comprender y manipular este tipo de comunicación visual e interactiva con el mundo digital.

Entonces, entendemos que hoy en día nos comunicamos mediante un lenguaje de medios, pues todo lenguaje es necesariamente un sistema que engloba y traduce otros lenguajes previos, dicho sistema traductor constituye su núcleo esencial, en un sistema de transformaciones. (Lotman, 1998).

Buckingham, D. (2006) menciona que “los educadores para los medios tienen que cuestionar el uso meramente instrumental de la tecnología y la idea de que la tecnología es simplemente una herramienta neutral para llevar información. Por el contrario, tenemos que definir y promover nuevas formas de ‘alfabetización digital’, extendiendo y quizás reconsiderando nuestros conocidos enfoques críticos en relación con los nuevos medios, como los juegos de computadora e Internet”.

Eva Aladro (2017), en su documento: El lenguaje digital, una gramática generativa, hace una comparación de los usos y funciones del lenguaje digital con la teoría Chomskiana sobre la gramática transformacional y generativa, esta teoría se basa en que existe un lenguaje universal asociado a las profundas bases semánticas que consideramos innatas, que pueden ser adquiridas externamente, y que constituyen el fondo de recursos sobre el que se arma.

A partir de esta teoría, podemos decir que la falta de capacidad de los docentes que no tuvieron una formación en el uso de las tecnologías, se debe a que no gozaron de un acercamiento adecuado o “cotidiano” a las mismas, es decir, el cerebro de los llamados inmigrantes digitales, creó diferentes canales de aprendizaje para el uso de las tecnologías que estaban a su alcance durante su proceso de adaptación, sin embargo, y como se ha mencionado en diversas investigaciones, las tecnologías han evolucionado de manera rápida en comparación con la capacidad de adaptación de los docentes con mayor antigüedad; esto repercute de manera negativa en la comprensión e interacción con las nuevas interfaces; es decir, cada vez surgen más aplicaciones y más funciones al momento de utilizar las plataformas, blogs o programas educativos para el apoyo docente.

Por ello, se desarrolló e implementó el curso digital interactivo AlfaBtiCs, con la intención de proporcionar a los profesores una alternativa de capacitación que, por su carácter digital, pueden consultar en el momento lo que deseen y puedan resolver dudas sobre conceptos o procedimientos en el uso de los medios digitales.

El diseño de la interfaz del curso se realizó pensando en la facilidad y funcionalidad de este, es decir, se realizó un diseño simple e intuitivo en donde el profesor puede navegar entre sus diferentes apartados de manera sencilla.

Imagen 1. Pantalla de inicio del curso AlfaBtiCs.

También se decidió utilizar colores básicos y sencillos en cada uno de los módulos, con la intención de que el usuario pueda identificar en qué apartado se encuentra al momento de realizar el curso.

El curso AlfaBtiCs está formado por 3 módulos:

1. La interfaz de usuario.
2. El explorador de internet.
3. Acceso y uso de la información.

Imagen 2. Índice de contenidos del curso AlfaBtiCs.

La interfaz fue diseñada para que el usuario pueda identificar sus elementos de manera sencilla. Estudios previos indican que uno de los factores que influye en el bajo compromiso de las personas son las interfaces, por lo que su buen diseño puede facilitar la comunicación entre los usuarios y la plataforma y además puede conducir a una mejor experiencia del usuario, aumentando así la satisfacción de los alumnos (Liu.S. et al., 2020).

Imagen 3. Pantalla de contenido del curso AlfaBtiCs.

Otra de las finalidades del curso, es conocer el estado de los conocimientos y habilidades digitales de los profesores y determinar si el uso de este tipo de herramientas ayuda a incrementarlos o a mejorarlos; para ello, el curso se implementó a un total de 59 profesores de educación secundaria de la ciudad de Tepic en el estado de Nayarit, México.

Para recabar la información, se realizó un cuestionario de 40 ítems con el uso de la herramienta GoogleDocs, el cual se presentó en una página web de Google Sites que recabó información sociológica (5 ítems), sobre capacitación y uso de los medios digitales en el aula (5 ítems), sobre los conocimientos (15 ítems) y habilidades (15 ítems). El cuestionario se aplicó en dos momentos, el primero antes de realizar el curso y el segundo al finalizarlo (pre test, post test), los apartados de habilidades y conocimientos se realizaron mediante ítems con escala de Likert de 1 a 4, en donde 1 era nada y 4 era mucho. Los ítems están redactados de tal manera que el usuario pueda determinar y medir su autopercepción una vez realizado el curso AlfaBtiCs.

Con ayuda del software spss, se obtuvieron los promedios del primer y segundo cuestionario de los apartados de conocimientos y habilidades en donde se recabaron los siguientes resultados:

Sobre los conocimientos:

Cuadro 1. Resultados del primer y segundo cuestionario del apartado de los conocimientos.

Sobre las habilidades:

Cuadro 2. Resultados del primer y segundo cuestionario del apartado de las habilidades.

Conclusiones

En los cuadros 1 y 2 se observan los resultados de los promedios obtenidos en los apartados de conocimientos y habilidades de los 59 profesores que participaron en el curso AlfaBtiCs. La información indica que en cada apartado hubo un incremento en la percepción que tienen los profesores acerca de sus conocimientos y habilidades en la alfabetización digital. Para visualizar mejor estos datos, presentamos la siguiente tabla:

Se observa un aumento de más del 25% en la percepción que tienen los profesores sobre sus conocimientos y habilidades al finalizar el curso AlfaBtiCs, por lo que podemos concluir que este tipo de herramientas, diseñadas adecuadamente, pueden ser una alternativa dentro de las capacitaciones sobre alfabetización digital y el uso de los medios digitales para profesores de educación secundaria, incluso se pueden diseñar este tipo de cursos para mejorar conocimientos de cualquier tema y para cualquier segmento de la población.

Referencias

• Acevedo-Correa, Y., Aristizábal-Botero, C.A., Valencia-Arias, A., y Bran-Piedrahita, Lemy. (2020). Formulación de modelos de gestión del conocimiento aplicados al contexto de instituciones de educación superior. Información tecnológica, 31(1), 103-112. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642020000100103.
• Aladro, E. (2017). El lenguaje digital, una gramática generativa. cic. Cuadernos de Información y Comunicación, 22, 79-94. https://doi.org/10.5209/CIYC.55968.
• Bogusevschi, D., Muntean, C. y Muntean, G.M. (2020). Teaching and Learning Physics using 3D Virtual Learning Environment: A Case Study of Combined Virtual Reality and Virtual Laboratory in Secondary School. Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 39(1), 5-18. Waynesville, nc usa: Association for the Advancement of Computing in Education (aace). Consultado el 05/08/2020 https://www.learntechlib.org/primary/p/210965/.
• Buckingham, D. (2006). La educación para los medios en la era de la tecnología digital. Congreso del décimo aniversario de MED “La sapienza di comunicare”.
• De Paula, B. H., Burn, A., Noss, R., y Valente, J. A. (2018). Playing Beowulf: Bridging computational thinking, arts and literature through game-making. International Journal of Child-Computer Interaction, 16, 39–46. https://doi.org/10.1016/j.ijcci.2017.11.003.
• Liu, S., Liang, T., Shao, S. y J. Kong. (2020). Evaluating Localized MOOCs: The Role of Culture on Interface Design and User Experience. IEEE Access, 8, 107927-107940. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9057634.
• Lotman, J. (1998). La semiosfera. La semiótica de la cultura. Cátedra. https://www.redalyc.org/pdf/105/10503908.pdf.
• Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (unesco). (2007). Normas UNESCO sobre Competencias en TIC para Docentes. Directrices para la aplicación.
• Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (unesco). (2011). Alfabetización mediática e información. Curriculum para profesores.
• Razquín, P. (1997). Del hipertexto al multimedia interactivo. Evolución, situación actual y perspectivas de los sistemas y aplicaciones multimedia. Revista General de Información y Documentación, 7 (1), 107-132. https://revistas.ucm.es/index.php/RGID/article/view/RGID9797120107A.
• Rosen, D. (2020). Assessing and Teaching Adult Learners’ Basic and Advanced 21st Century Digital Literacy Skills. Adult Literacy Education, 2(1), 73-75.
• Schweder, S. y Raufelder, D. (2019) Positive emotions, learning behavior and teacher support in self-directed learning during adolescence: Do age and gender matter? Journal of Adolescence, 73 (2019), pp. 73-84 https://doi.org/10.1016/j.adolescence.2019.04.004.
• Secretaria de Educación Pública (sep). (2009). Programa Habilidades digitales para Todos (hdt), Libro Blanco. https://sep.gob.mx/work/models/sep1/Resource/2959/5/images/LB%20HDT.pdf.
• Starkey, L. (2020) A review of research exploring teacher preparation for the digital age, Cambridge Journal of Education, 50 (1,) 37-56. https://doi.org/10.1080/0305764X.2019.1625867.

Recepción: 02/03/2020. Aprobación: 18/01/2021.

Resumen

En este trabajo se proponen dos estrategias para la enseñanza de la química a nivel medio superior, en donde se utilizan como herramientas principales el teléfono inteligente (smartphone) y la fotografía. Las propuestas presentadas son integrales, porque además de lograr los aprendizajes estipulados en los programas de estudios, permiten que el estudiante se relacione con su entorno, desarrolle habilidades de expresión escrita e de intercambio ideas.
Palabras clave: Fotografía, educación, química, teléfono inteligente.

Photography as a resource in the science classroom: two teaching proposals

Abstract

This work is proposing two teaching strategies for high school Chemistry students, using photography and a smartphone as the main tool. These are integrating strategies, because besides achieving the learning of curricular contents, they allow students to positively relate to their environment and develop writing and idea-sharing skills.
Keywords: Photography, education, Chemistry, smartphone.

Introducción

En 2020, la mayoría de los estudiantes de nivel medio superior en zonas urbanas de la República mexicana cuentan con acceso a una computadora o a un dispositivo móvil con internet (un smartphone) y son capaces de dominar sus funciones básicas, entre ellas el poder tomar, editar y distribuir fotografías a través de la red (Mendoza, 2014).

El uso de los teléfonos en el aula es un tema controversial, hay quienes sostienen que estos dispositivos dispersan la atención del estudiante y antagoniza su aprendizaje y como contraparte están los que consideramos que es una herramienta útil para potencializar el aprendizaje, si se usa apropiadamente para la búsqueda y el procesamiento de información, así como para generar y reproducir contenido multimedia.

Por otro lado, al tratarse principalmente de adolescentes, estos estudiantes encuentran en la fotografía una alternativa para expresar emociones de diversa índole, que pueden ser aprovechadas para explotar las experiencias de aprendizaje y ser vinculadas con la ciencia de una manera amigable, además la fotografía es apropiada con sus intereses y sus contextos. Se debe tomar en cuenta que para estos alumnos, que oscilan entre los 15 y 19 años, una parte importante de su rutina consiste en compartir y comentar experiencias en redes sociales por ello están en constante contacto con formatos y plataformas digitales como podcasts, blogger, Instagram, Facebook y Twitter (unesco, 2013).

Como el uso de los teléfonos inteligentes está arraigado entre estos estudiantes, es conveniente, que tanto ellos como los docentes, cuenten con un repertorio de propuestas didácticas cuidadosamente elaboradas para apoyar el cumplimiento de los objetivos de enseñanza y aprendizaje de todas las asignaturas (Riba, 2005).

En este trabajo describiremos dos propuestas didácticas que involucran el uso de la fotografía y el teléfono celular inteligente para trabajar el contenido curricular del programa de estudios de Química I del Colegio de Ciencias y Humanidades.

Bases de la propuesta

Las imágenes son representaciones icónicas que pueden conservar aquello experimentado en diferentes acontecimientos, estas representaciones, a su vez, son complementadas por representaciones inactivas y simbólicas en los procesos de aprendizaje (Camargo, 2010).

Aunque los medios audiovisuales imponen gran parte de los estilos de vida del mundo, las imágenes pueden generar una construcción icónica de la realidad y a su vez, ser susceptible a la percepción y a la interpretación de cada sujeto.

La necesidad de orientar la diversidad de interpretaciones hace que sea necesario fundamentar las consideraciones, según la teoría de la Gestalt (Gómez, 2010). Para usar una imagen con propósitos educativos se requiere destacar las partes que la conforman, así como sus componentes y sus relaciones entre ellos, resaltando los elementos principales y poniendo énfasis a los conceptos claves (Praga-Lozano, 2018).

Cuando se presenta una imagen con las señalizaciones o anotaciones pertinentes explicando cuidadosamente lo que se quiere mostrar, el estudiante puede formular un modelo mental, según lo estudiado por Johnson-Laird (1980). Estos modelos incluyen conocimientos previos y expectativas y son por lo tanto, representaciones dinámicas de lo que se está estudiando. De lo anterior, surge la proposición de que la comprensión simbólica de un fenómeno natural se puede complementar con un modelo mental para mejorar el entendimiento de las leyes naturales.

En general, la teoría cognitiva del aprendizaje multimedia indica que se aprende mejor de una información si es presentada con palabras e imágenes más que con únicamente palabras, es decir, es necesario utilizar varios canales para reconfirmar la información. Las palabras e imágenes no son equivalentes, ni redundantes, ni sustituibles, sino complementarias; las imágenes se modifican con palabras que denotan su sentido, pues permite que el mensaje sea más claro, si la convergencia entre estos componentes es la apropiada (Raviolo, 2019).

Además de lo anterior, es conveniente destacar que la generación de fotografías e imágenes con intención de enseñanza y de aprendizaje en las ciencias, crea emociones positivas en el alumno, lo que provoca que recuerde el mensaje con mayor intensidad, lo interioriza como algo significativo.

Por lo tanto, el uso de la fotografía como aprendizaje debería emplearse en contextos digitales con el fin de apoyar a los estudiantes a relacionar conceptos con la vida cotidiana, generar abstracciones y reforzar su aprendizaje.

Propuesta didáctica. Desafío fotográfico

Contexto

La propuesta fue implementada en los “Cursos Intensivos” impartidos por el Colegio de Ciencias y Humanidades en el mes de mayo del 2019, en donde se tienen entre 25 a 30 estudiantes a cargo de un docente, cuya responsabilidad es propiciar el aprendizaje contemplado en los programas de estudio (en un total de 40 horas distribuidas en 10 sesiones). En estas circunstancias, resulta visiblemente complicado establecer actividades que logren el involucramiento total de los jóvenes estudiantes, pues su atención es fácil de perder y difícil de mantener. Es importante mencionar que muchos de los alumnos, dentro de estos cursos, no se encuentran vinculados con la ciencia, pues la mayoría son estudiantes de semestres terminales cuya atención está dirigida a iniciar sus estudios superiores en áreas ajenas a las ciencias naturales. Por lo cual, muchos ven a la química como algo que no tiene relación con sus intereses, ni con sus objetivos personales y mucho menos con su vida cotidiana. Para esta situación, resulta conveniente trabajar con lo que llamamos “desafíos fotográficos” del cual, su desarrollo se describe a continuación.

Trabajo previo a cargo del docente

Es importante mencionar que la propuesta puede usarse en cualquier asignatura y en cualquier campo de estudio. El docente tiene la labor de revisar los objetivos curriculares e identificar los aprendizajes que desea alcanzar, así como planearlos y dosificarlos, realizar un encuadre o lista de cotejo para delimitar las características que resulten más convenientes; también es su labor revisar que los estudiantes, organizados en equipos de no más de cuatro personas, planeen, presenten y comenten las fotografías que van a capturar. En este caso, se trabajó con un aprendizaje de química.

Presentación de la actividad en el aula

La actividad fue planteada de la siguiente manera en la sesión 1 del curso:

El profesor asignó un conjunto de planteamientos y en equipos de cuatro integrantes máximo, los estudiantes tomaron una fotografía que representara dichos planteamientos y los explicaron con una breve descripción, además fueron responsables de incorporarlas en una presentación de Power Point con sus anotaciones.

Cada equipo presentó sus fotografías y explicó por qué describen la petición planteada; la presentación fue organizada y comprensible para todos.

Se expuso lo siguiente como ejemplo:

Imagen 1. Ejemplo de indicaciones dadas a los alumnos para resolver un reto fotográfico.

En seguida el profesor mostró algunos de sus planteamientos destinados a cumplir los objetivos del programa de estudios:

En seguida se presentan ejemplos de los resultados propuestos por los estudiantes.

Imagen 2. Ejemplo de alumno para resolver un reto fotográfico.

Imagen 3. Ejemplo de alumno para resolver un reto fotográfico

El docente tiene la labor de recalcar en las instrucciones la importancia del texto, pues existe un principio de contigüidad espacial que sostiene que la explicación de la figura debe ser clara y concreta, sin generar una sobrecarga de información para evitar material extraño que sea excesivo en la imagen y palabras irrelevantes que desvíen la atención del usuario.

Presentación y discusión del trabajo de los estudiantes

Con el apoyo del material de proyección multimedia, los estudiantes mostraron sus fotografías en plenaria y al final de su presentación fueron retroalimentados por sus compañeros y por el docente. Esta experiencia resultó agradable porque el contenido que cada equipo presentó es diferente entre sí, además fueron comunes las aportaciones graciosas e inesperadas por parte de los estudiantes, que se convirtieron en objeto de controversia y debate.

Debido a que la instrucción de la actividad no requiere de una dificultad técnica que desanime al estudiante a realizarla, pues consiste en tomar una fotografía, discutirla y exponerla; y porque su presentación permite mostrar sus intereses, emociones y ocurrencias, la participación de los estudiantes es casi total. En los 2 grupos (48 alumnos) con los que se probó la propuesta, más del 83% de los alumnos lograron encontrar todas las mezclas que resolvían el reto.

Si bien, no existe un comparativo estricto con un grupo de control debido a la forma en la que se imparten estos cursos, es importante notar que la significación que los alumnos le dieron a los conceptos proviene de la relación que se hizo con su entorno.

Segunda propuesta: “Ciencia en una foto”

Como segunda propuesta, la fotografía puede ser utilizada como una herramienta para que los alumnos interioricen los aprendizajes por medio de la emotividad, comunicando a otros sobre la ciencia y aplicándola a los problemas sociales que los rodean. Funge como un factor emotivo para generar interés en el estudio de la química, de tal manera que se logra una mejor apertura emocional para después indagar otros contenidos de mayor dificultad.

La propuesta a la que llamamos “Ciencia en una foto”, fue realizada en un curso regular de alumnos de primer semestre en agosto del 2019, con de tres grupos de 25 personas en promedio, y debido a que se encuentran dentro de las primeras semanas del bachillerato, no sólo son necesarias estrategias para conocerse y relacionarse entre ellos, sino también actividades que rompen el estereotipo de la ciencia.

El rol del profesor en la propuesta

El profesor solicitó a los alumnos producir una fotografía donde se observan cualquiera de los siguientes casos: a) los estados del agua en una sola imagen; b) contaminación del agua en su comunidad o c) usos del agua poco comunes que se dan en su comunidad; así como el envío de esta fotografía al correo electrónico del docente.

Las fotografías debían de ser inéditas, de propia autoría, a color o blanco y negro, con una descripción de máximo 300 caracteres que explicara con detalle un dato relevante de la imagen.

El profesor reunió las imágenes y las integró en una lotería. Las cartas de lotería fueron jugadas en clase, con lo cual se pueden cubrir los siguientes aprendizajes del programa de estudios: a) identificar usos del agua en la vida cotidiana y en la naturaleza al reflexionar acerca de su importancia; b) observa el agua en sus tres estados de agregación y los cambios entre estos al modificar la temperatura, con orden y responsabilidad, para comprender la naturaleza corpuscular de la materia.

Al finalizar el juego y después de ser observados, los alumnos por propia convicción comenzaron a interrogarse sobre ellas para abrir un debate sobre lo que pasa en sus comunidades. Hubo quienes comenzaron a presumir cuál es su imagen y cómo fue tomada y quienes expresaron sorpresa por no conocer un lugar que está dentro de su ciudad.

El profesor, con habilidad, deberá comprender que esas dudas son una gran oportunidad para crear en los alumnos la necesidad de aprender ciencia, y de verla como una herramienta para resolver problemáticas sociales, o generar hipótesis sobre de ellas, rompiendo los estereotipos y concepciones de la ciencia construidas por los medios de comunicación, que suelen plantearla como una actividad complicada, exclusiva y en ciertos casos hasta inalcanzable (Praga-Lozano, 2018). Para explicar la imagen los alumnos deberán destacar sus partes, sus componentes, las relaciones entre ellas y resaltar las ideas centrales, ya que se requiere que la imagen fotográfica sea realmente un documento sociocientífico y no solo decorativo.

El 95% de los alumnos realmente logró tener una imagen que resaltara las temáticas de manera contundente así que el aprendizaje fue significativo pues las vivencias que evocan las imágenes van cargadas de sentimientos que les hacen reconsiderar a la ciencia como una forma de explicar el mundo, por lo cual el docente debe ser empático y valorar cada una de ellas, dando recomendaciones o retroalimentación de manera personal y teniendo especial cuidado de no emitir comentarios que descalifiquen las aportaciones.

Las fotografías revelan que sólo entre un 5% y 10% de los alumnos desconocen cómo obtener fotografías de buena calidad, cometiendo errores encuadre y composición; sin embargo, son ellos mismos quienes son críticos de su trabajo y logran aportar sugerencias a otros compañeros, por ello la actividad es también una buena oportunidad para conocerse y plantear acuerdos sobre la convivencia en la aula.

Conclusión

La fotografía digital es una herramienta muy valiosa que puede ser utilizada para la enseñanza de la química y la ciencia en general. Su uso, además de propiciar la tendencia del empleo y aprovechamiento de Tecnologías de la Información y Comunicación, permite que los estudiantes construyan conocimientos, logren aprendizajes significativos y compartan sus emociones y sus perspectivas personales con sus compañeros en una atmósfera de inclusión, respeto y tolerancia. Su uso, como parte de las actividades que pueden llevarse dentro y fuera del aula, permite que el alumno reflexione, discuta y debata sobre cuestiones sociocientíficas, para así permitir la formación de ciudadanos conscientes que puedan analizar críticamente problemas, dar hipótesis, soluciones y relacionar su cotidianidad con los conocimientos científicos y tecnológicos adquiridos en las aulas (Praga-Lozano, 2018).

Referencias

• Camargo, U.A. y Hederich-Martínez, C. (2010). Jerome Bruner: Dos teorías cognitivas, dos formas de significar, dos enfoques para la enseñanza de la ciencia. Psicogente, 13 (24), 329-346. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=497552357008.
• Gómez Gómez, H. (2010) El adjetivo visual. De la figura retórica al significado de la imagen fotográfica. Revista de la SEECI, 22, Julio. Año XIII, 30-79. https://doi.org/10.15198/seeci.2010.22.30-79.
• Johnson-Laird, P. N. (1980). Mental Models in Cognitive Science. Cognitive Science, 4, 71-115. https://bit.ly/3r7iLmf.
• Levie, W. y Lentz, R. (1982) The effects of text illustrations: A review of research. Educational Communication and Technology Journal, 30, 195-232
• Mendoza Bernal, M.I. (2014). El teléfono celular como mediador en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Omnia, 20 (3), septiembre-diciembre, 9-22. https://www.redalyc.org/pdf/737/73737091002.pdf.
• Parga-Lozano, D.L. y Piñeros-Carranza, G.Y. (2018) Enseñanza de la Química desde contenidos contextualizados. Educación Química, 29 (1), 55-64. http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2018.1.63683.
• Raviolo, A. (2019). Imágenes y enseñanza de la Química. Aportes de la Teoría cognitiva del aprendizaje multimedia. Educación Química, 30 (2), 114-128. http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2019.2.67174.
• Riba Torrecillas, D., Soler-González J. y Rodríguez-Rosicha, A. (2005). ¿Puede ser una buena herramienta docente el uso de la cámara digital en un centro de atención primaria? Revista Atención Primaria, 35 (2), 105-107. https://doi.org/10.1157/13071918.
• Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (unesco). (2013) El futuro del aprendizaje móvil. Implicaciones para la planificación y la formulación de políticas. Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, http://unesdoc.unesco.org/images/0021/002196/219637s.pdf.

Recepción: 27/05/2020. Aprobación: 18/01/2021.

Resumen

Recientemente en México, el Trabajo Social ha sido reconocido como una profesión esencial para la educación básica, la cual incluye la Educación Inicial, el preescolar, la primaria y la secundaria. Es importante reconocer el papel que juega esta profesión para lograr los objetivos que se plantean las instituciones educativas.
Palabras clave: Trabajo Social, Educación, Educación Inicial, Intervención.

Social Work In Education: Focusing On The Future Of Child Welfare

Abstract

Recently in Mexico, Social Work has been recognized as an essential profession for basic education, which includes Initial Education, preschool, primary and secondary education. It is important to recognize the role that this profession plays in achieving the objectives set by educational institutions.
Keywords: Social Work, Education, Initial Education, Intervention.

Introducción

¿Qué se piensa al hablar de la escuela? La primera idea que aparece en la mente es ese espacio social y educativo en donde emergen diversas interacciones y se produce conocimiento, además de experiencias trascendentales y útiles para la vida diaria. Si bien, es sabido que la escuela es una de las instituciones a las que culturalmente se le atañe la gran responsabilidad de instruir y formar a miembros activos y honestos de la sociedad, conforme pasa el tiempo se le incluyen y se le exigen más funciones que simplemente no puede cumplir al ritmo de dichas demandas.

¿Cómo se recuerda la escuela? Depende del punto de vista que se quiera abordar la concepción de educación y la funcionalidad de las escuelas puede variar, ya que esta última es una de las instituciones más importantes e influyentes desde tiempos remotos, pues brinda las bases esenciales para la vida en sociedad. Dentro de este análisis se rescata uno de los elementos cruciales que la educación tiene para alcanzar sus objetivos: los profesionistas de la educación, en especial el profesional en Trabajo Social.

A lo largo del recorrido de la formación educativa, comenzando con el nivel básico, se encuentran diferentes profesionales como docentes, psicólogos, pedagogos y trabajadores sociales, quienes tienen la función de atender el espacio social en que se desarrolla la vida escolar, esto es, observar, diagnosticar y elaborar estrategias que permitan intervenir positivamente en los conflictos que se presentan, buscando el desarrollo integral de todos los participantes en el entorno escolar.

En la educación, el Trabajo Social parece ser un tema relativamente nuevo, pero basta con indagar un poco en las ciencias sociales y en el ámbito escolar para encontrar a esos profesionales. “Trabajo Social es una profesión y disciplina de las ciencias sociales que propone y diseña […] procesos de cambio social que inciden en situaciones-problema de individuos y colectivos en sus interrelaciones y en el orden social en un momento determinado” (Tello Ornelas, 2015) desde una perspectiva transdisciplinar y con ayuda de los sujetos sociales de manera activa, haciéndolos partícipes de su propio proceso de mejora.

Los trabajadores sociales también dan de qué hablar en las noticias ¡sí!, el 11 de diciembre del 2018, se aprobó el proyecto de decreto que reforma los artículos 2, 12, 20, 21, 67 y 69 de la Ley General de Educación, que propone la figura de trabajador social como coadyuvante en la educación básica y media superior para la atención de individuos y grupos que enfrentan problemáticas de índole social, lo cual fortalece el papel profesional de esta disciplina: “es necesario que en cada escuela exista un espacio para estos profesionales, que tenga como función plantear propuestas y soluciones a procesos sociales” (Guadarrama Batres, 2018).

Por las habilidades que el profesionista en Trabajo Social desarrolla a lo largo de su formación, es el indicado para intervenir ante ciertos fenómenos sociales en el ámbito de la educación a través del diagnóstico, prevención, atención, seguimiento y acompañamiento; siempre de una manera oportuna y con la participación de los diversos sujetos involucrados en el proceso (padres, madres o tutores, y docentes), esta intervención la puede realizar a cualquier edad y en cualquier nivel educativo. De esta manera, el paso por las escuelas, sin importar el nivel del que se trate, se logrará cumplir de manera exitosa.

¿Cuáles son los temas que atiende? En el ámbito educativo, están relacionados con problemáticas sociales como violencia, discriminación, autoritarismo, acoso o estigmatización. Para ello, se diseñan procesos de cambio por medio de la elaboración de estrategias y acciones articuladas direccionadas a enfrentar dichas problemáticas.

Trabajo social y la educación inicial

La Educación Inicial es el servicio educativo que se le brinda a niñas y niños menores de seis años con el propósito de potencializar su desarrollo integral y armónico en un ambiente rico en experiencias formativas, educativas y afectivas, lo que les permitirá adquirir habilidades, hábitos y valores; así como desarrollar su autonomía, creatividad y actitudes necesarias en su desempeño personal y social (sep, 2014).

De acuerdo con el artículo tercero constitucional, el Estado “impartirá y garantizará la educación inicial, preescolar, primaria, secundaria, media superior y superior”, habiendo oportunidad para que particulares puedan impartir educación en todos los niveles. En este sentido, a los centros que proporcionan la Educación Inicial ya sea de carácter público o privado se les denomina Centros de Atención y Cuidado Infantil (caci).

En la Ciudad de México, la Educación Inicial que se imparte en organismos públicos está a cargo del Comité de los Centros de Educación Inicial Públicos (cei Públicos), “entendidos como los Centros Asistenciales de Desarrollo Infantil (cadi) del Sistema para el Desarrollo Integral de la Familia de la Ciudad de México y los Centros de Desarrollo Infantil (cendi) de las 16 alcaldías de la Ciudad de México” (scg cdmx, 2019).

Los Centros de Educación Infantil Públicos ofrecen un servicio de estancia infantil integral que no funcionan únicamente como guarderías, y que con base en ello, se creó un modelo específico para los cei Públicos: “el Modelo de Atención Integral de los Centros de Educación Inicial (cei) Públicos que integra 35 cadis de la institución y 246 cendis de las 16 alcaldías, los cuales brindan atención y cuidado a las y los niños que asisten a estos espacios […]. El modelo de atención tiene como objetivo […] revalorar los cei como el espacio que propicia el desarrollo integral en las niñas y niños, en el contexto social actual” (sdif-cdmx, 2018).

De esta manera, a través del Modelo de Atención Integral se considera imprescindible la figura del Trabajo Social, pues esta representa el vínculo que existe entre la institución y las familias de los derechohabientes, pues dentro de esta área educativa, el trabajador social tiene “funciones-puente entre el niño/a, la familia, la escuela y la comunidad dentro de actividades que interrelacionan con el medio” (Ander-Egg, 2016). Para las niñas y los niños en los cadi, estas funciones son primordiales para lograr un desarrollo integral, el objetivo principal de estos centros.

Así que, tareas que llevan a cabo los trabajadores sociales dentro de los cadi buscan contribuir a establecer interacciones fluidas entre los padres y el centro educativo, identifican y atienden situaciones problemáticas en las familias, y realizan orientaciones para los padres.

Para el trabajador social es prioridad promover ambientes familiares y escolares idóneos para que la infancia de las niños y niños se lleve a cabo satisfactoriamente; como menciona Ander-Egg: “el mejor modo de asegurar el bienestar del niño/a, es potenciando a la familia, ámbito natural para la infancia” (2016).

Actualmente, para realizar el proceso de inscripción en los cadi, el trabajador social hace un estudio social a través de entrevistas en las que realiza estudios socioeconómicos, visitas laborales a padres, madres o tutores y visitas domiciliarias. De esta manera, desde el ingreso del menor, se tiene conocimiento de su contexto familiar y social para poder ubicar posibles indicadores de abuso sexual, violencia familiar u omisión de cuidados.

También, es de suma importancia que durante la estancia de las niñas y los niños en los cadi, se identifique cualquier situación que pueda poner en riesgo su integridad, ya sea que tengan comportamientos anormales, que expresen verbalmente algún miedo o alguna situación que hayan presenciado, que visiblemente se noten descuidados, entre otros indicadores que llamen la atención del trabajador social.

De acuerdo con Maturana “la educación, como sistema de formación del niño y del adulto, tiene efectos de larga duración que no se cambian fácilmente” (1992), por ello es importante resaltar que, como primera aproximación a un espacio de socialización entre pares, la escuela también ofrece un horizonte de experimentación de emociones e interacciones desconocidas y algunas negativas para las niñas y los niños, por lo cual se requiere de un profesional capacitado en la atención de aquellos escenarios sociales identificados como de riesgo: el trabajador social.

Al estar inmersos en las funciones que se desempeñan en el área del Trabajo Social dentro de los cadi, se ha podido identificar que existen áreas de oportunidad que permiten aumentar el nivel de atención a las problemáticas que se pueden presentar en las familias de los derechohabientes. Una de estas áreas es la corresponsabilidad que debe existir por parte de los padres para el desarrollo de sus hijos dentro de las instituciones. Debido a la falta de información con respecto a la Educación Inicial, los centros son vistos únicamente como estancias infantiles, lo que ha provocado que los padres no den la suficiente importancia a las actividades o tareas que se desarrollan en los centros; como consecuencia, es necesario propiciar un ejercicio de sensibilización con los padres que les permita reflexionar sobre la importancia de involucrarse en las actividades que realizan los maestros con sus hijos.

La preparación profesional de un trabajador social y sus capacidades le permiten ver más allá de sus funciones, tiene la posibilidad de establecer un vínculo sólido de comunicación y seguimiento profesional con el núcleo familiar en un contexto cotidiano para posibilitar el desarrollo íntegro de los infantes.

La intervención del trabajador social debe estar encaminada a garantizar que las interacciones que tengan las niñas y los niños, tanto en su hogar como en la institución educativa, sean sanas, afectivas, seguras y significativas: “el niño aprende […] transformándose en el espacio de convivencia configurado en sus interacciones con la madre, con el padre, y con los otros niños y adultos que forman su mundo” (Maturana, 1992).

El seguimiento de casos es un ejemplo de este último aspecto, pues con ellos se logra entender de mejor manera el ambiente de las personas que acuden a estas instituciones y los roles que desempeñan, permiten desarrollar una labor social profesional que, a pesar de ser necesaria, no siempre es contemplada dentro del ámbito educativo.

Reflexiones finales

Es importante no descuidar los aspectos de integración y socialización en el proceso de aprendizaje de los infantes, para los cuales la figura del trabajador social es elemental, pues observa e identifica situaciones que puedan comprometer su buen desarrollo, y atiende los espacios donde se desarrollan dichas problemáticas.

Si bien, el Trabajo Social ha ido aumentando su presencia dentro de las instituciones educativas, es necesario que no se dé por concluido el esfuerzo porque aún se requiere mayor reconocimiento de su labor para generar mejores escenarios sociales para las niñas y los niños. Por lo que actualmente continúa extendiendo sus áreas de desempeño en diferentes campos y en nuevos escenarios emergentes que le permiten realizar investigaciones que enriquecen a las ciencias sociales, la formación y la vinculación teórica. Un ejemplo de dichos escenarios es la intervención profesional en contextos adversos, incluso en nuevas problemáticas sociales donde aún no se desarrollan metodologías de estudio ni de intervención, o donde se perciben ambientes de desigualdad que ofrecen una oportunidad de transformar el tejido social.

Referencias

• Ander-Egg, E. (2016). Diccionario de Trabajo Social. Laripse.
• Castro Clemente, C., y Pérez Viejo, J. (2017). El Trabajo Social en el entorno educativo en España. Revista Castellano de Ciencias Sociales, 22. http://dx.doi.org/10.20932/barataria.v0i22.309.
• Maturana R., H. (1992). Emociones y Lenguaje en Educación y Política. (5a ed.). Ediciones Pedagógicas.
• Secretaría de la Contraloría General de la CDMX (scg cdmx,). (15 de marzo de 2019). Acuerdo por el que se crea el Comité de los Centros de Educación Inicial Públicos de la Ciudad de México. http://www3.contraloriadf.gob.mx/prontuario/resources/normatividad/66264.pdf.
• Sistema para el Desarrollo Integral de la Familia de la CDMX ) sdif-cdmx). (17 de diciembre de 2018). Presenta dif Ciudad de México modelo de Atención Integral de los Centros de Educación Inicial Públicos. https://dif.cdmx.gob.mx/comunicacion/nota/presenta-dif-ciudad-de-mexico-modelo-de-atencion-integral-de-los-centros-de-educacion-inicial-publicos.
• Secretaría de Educación Pública (01 de enero de 2014). Educación Inicial. https://www.gob.mx/sep/acciones-y-programas/educacion-inicial.
• Tello, N., y Ornelas, A. (2015). Estrategias y Modelos de Intervención en Trabajo Social. Aportes para su construcción. Cuadernillos de Trabajo Social.

Recepción: 25/11/2019. Aprobación: 18/01/2021.