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Se ha escrito mucho sobre el hecho
de que Estados Unidos está perdiendo su preeminencia
en la educación de ciencias y matemáticas
De hecho, reciéntemente, nos hemos deslizado a la posición núm. 48 en el mundo.
Esto es inquietante, porque la economía estadounidense,
la salud y la seguridad, todas ellas dependen de manera crítica
de la ciencia y la ingeniería.
Como resultado de esta situación,
artículos, como éste, han estado indicando
que necesitamos poner mucho esfuerzo para producir
suficientes estudiantes con interés, motivación, conocimientos y habilidades
que tendrán que competir y prosperar en el mundo emergente.
Una de las formas con que este problema está siendo encarado,
es que se les ha pedido a los científicos que donen su tiempo
para revertir esta tendencia,
hablando con estudiantes y maestros consejeros,
y desarrolando actividades prácticas
que puedan ser usadas para inspirar las mentes jóvenes.
Por eso hoy, quiero compartir con Uds. algunas de estas actividades
que he estado desarrollando.
En este aparato, he estado motivada por dos simples ideas.
La primera es que yo odiaba la escuela.
Para mí, la escuela era un lugar de aburrimiento insoportable.
Entonces, al desarrollar estas actividades y planear las lecciones,
me he enfocado en cosas que pensé podrían inspirarme si fuera una niña.
La segunda es que, soy una científica que trabaja en
lo que creo, es el fenómeno natural más genial del mundo,
y eso es la bioluminiscencia.
Es una palabra difícil de deletrear, pero tiene un significado sencillo.
"Luminiscencia" significa simplemente "luz fría"
y "bio" indica que esta luz fría es producida por criaturas vivas.
Criaturas como las luciérnagas en tierra,
y peces, camarones, medusas, y calamares en el océano
usan luz para sobrevivir,
para ser capaces de encontrar alimento,
para aparearse,
para evitar que sean comidos.
Debido a que trabajo con estas criaturas fascinantes,
he conseguido historias que han entusiasmado a los chicos en ciencia,
por ejemplo, puedo hablar sobre lo que es
pilotear un sumergible,
o descubrir nuevas especies, o nuevas conductas,
o sin llegar a tener repulsión,
puedo hablar sobre los cadáveres que brillan y excrementos que irradian luz.
Nunca desestimen el poder de la repulsión
para capturar el asombro en la mente de un joven estudiante.
Por ejemplo, cadáveres fosforescentes:
mucha gente no sabe
que la Guerra Civil fue un conflicto desvastador
en la historia de nuestra nación.
De hecho, las víctimas de la Guerra Civil
superó todas aquellas que hubo en otros conflictos o guerras combinadas.
Como consequencia,
los cuerpos yacieron por largo tiempo en el campo
y a veces fueron enterrados superficialmente,
cubiertos solo con una fina capa de tierra.
En la noche, algunos de estas sepulturas
producían un escalofriante resplandor
que condujo a rumores de apariciones y fantasmas.
De hecho, ese escalofriante resplandor era probablemente debido a la bioluminiscencia
y no, de una criatura que compite con extraterrestres
en términos de repulsión de su ciclo de vida.
Para refrescar a aquellos que no están al tanto de astrobiología:
En la película "Alien", una de mis películas favoritas,
los extraterrestres ponen huevos que emergen como larvas
que parasitan al huésped, en este caso humanos,
introducidos como una forma de vida juvenil
que luego crece y se transforma en adulto que puede poner huevos otra vez.
Los cuerpos resplandecientes son probablemente el resultado
de un espantoso ciclo de vida de manera similar,
pero de este pequeño gusano redondo o nematode,
que tiene una bacteria bioluminiscente en su intestino,
pero a tan baja concentración que el gusano no puede resplandecer.
Pero como en el "Alien", parasita a su huésped,
en este caso la larva de la polilla,
haciendo una perforación dentro del animal
y regurgitando un poquito de la bacteria bioluminiscente,
la cual luego llega a ser patogénica y libera toxinas y enzimas.
Las toxinas bloquean el sistema inmunológico del huésped
y las enzimas ayudan a deshacer el tejido del huésped,
proveyendo un caldo nutritivo, básicamente,
donde la bacteria puede crecer.
Luego, ellas proveen el alimento para el nematode,
el cual se reproduce en el cuerpo del huésped
y luego estalla en masa para repetir el ciclo otra vez.
Cosa bastante espantosa, y una gran cosa para que los chicos se interesen.
Interesantemente, y probablemente relacionado,
también durante la Guerra Civil,
hubo reportes de soldados con heridas resplandecientes.
También los doctores reportaron que muchos soldados con heridas resplandecientes
parecían tener mejor probabilidad de sobrevivir.
Entonces, un par de estudiantes de la escuela secundaria en Maryland se interesó en esto
para su proyecto en la Feria de la Ciencia.
Y ellos, primero que nada, trataron de encontrar
si ésta era la misma bacteria que causaba que los cuerpos resplandecieran,
si ésta podría causar heridas resplandescientes,
y ellos descubrieron, primero que nada,
que la bacteria no crece muy bien a la temperatura corporal.
Pero luego su investigación mostró
que muchos de esos soldados sufrieron hipotermia,
y entonces, las bajas temperaturas de sus extremidades podrían haber
facilitado en forma simple, el crecimiento de la bacteria.
Y otra cosa que ellos descubrieron fue
que la bacteria bioluminiscente libera antibióticos
para reducir la competición de otras bacterias y preservar el cadáver,
de forma que el ciclo de vida puede ser completado.
Entonces, esto explicaría la mayor tasa de supervivencia de los soldados.
Así que, esto es genial para interesar a los chicos en ciencia,
y conduce a hacer muchas preguntas sobre una variedad grande de temas,
tales como microbiología, fisiología, patología,
los principios físicos y químicos de la luz, ¡e incluso sobre historia de los EE UU!
Lo importante es que los chicos hagan preguntas,
y queden intrigados.
Otro ejemplo: excrementos que irradian luz.
Gracias a la película "Buscando a Nemo", muchos chicos ahora saben
que en lo hondo del mar el pez *** tiene un señuelo luminiscente
que atrae posibles presas.
Pero, ellos probablemente no saben por qué ese señuelo es atractivo.
Y la razón es que imita a una fuente de alimento que es común
en lo profundo del medio marino.
La mayoría de la comida que desciende
es en realidad materia fecal.
O en el lenguaje de la escuela secundaria: *** de pez.
Así es que la *** del pez se cubre con bacteria
que ayuda a romper los gránulos fecales.
Si esa bacteria no es bioluminiscente,
luego, los gránulos fecales desaparecerán en la oscuridad de las profundidades
donde hay escasos nutrientes.
Pero si irradian luz,
de acuerdo a la hipótesis que propusimos al principio
por el Dr. Bruce Robinson,
ahora se convierten en algo atractivo para los seres vivos de las profundidades
que los consumen,
y las bacterias son reintroducidas dentro del intestino del pez,
alimentándolo de esta manera
y manteniéndolo en la columna de agua [estratificación]
Así es que, el órgano con "luz" en el pez ***
imita esta *** brillante.
De hecho, este órgano con "luz" en este pez
está lleno de bacterias luminiscentes,
el pez le provee a la bacteria una cámara de crecimiento y nutrientes,
y la bacteria le provee al pez la luz.
Interesantemente, este es un descubrimiento que hicimos
con el pez *** que trajimos como tema,
y también descubrimos que es capaz de apagar la luz,
y además puede apuntar la luz en diferentes direcciones,
cosa que no habíamos esperado porque la bacteria irradia luz todo el tiempo,
entonces ¿qué está pasando aquí?
¿hay algún opturador mecánico como un tipo de almeja,
tal que puede apagar la luz cuando quisiera?
Y como esto es algo que nadie ha visto antes,
es claramente una gran cosa para que los chicos hablen de esto,
¿Por qué el pez hace esto?
El objetivo es justamente conseguir que los pensamientos creativos fluyan.
Y las bacterias bioluminiscentes
son en realidad fáciles de cultivar en el salón de clases,
hay muchas actividades prácticas
que puede ser usadas como introducción para hablar sobre regulación genética,
crecimiento exponential, simbiosis, microbiología, para nombrar algunos.
Así que estas son buenas historias para enganchar a los chicos con la ciencia.
Y he tratado de producir algunas herramientas que ayudarían con esto.
Por ejemplo, el libro de colorear de la bioluminiscencia.
Esta idea se me ocurrió cuando recorría una tienda de artesanías
y vi esas pinturas que se iluminan en la oscuridad
y pensé, "¡Esta sería una idea genial
para involucrar a los chicos en bioluminiscencia!"
Y me conecté con una talentosa artista, Theresa Baker,
quien produjo estos magníficos dibujos de animales,
y yo hice un pequeño informe de cada animal,
para explicar como ellos usan sus luces,
y al final, hay juegos y adivinanzas,
para reforzar los conceptos claves,
y en realidad, los chicos quieren saber que apariencia tienen estos animales,
entonces, en la segunda edición, incluí fotos de los animales
como también materiales para actividades prácticas
donde los maestros pueden comprar cosas como bacterias bioluminiscentes
y dinoflagelados y hongos
y como ellos pueden usarlos en la clase.
Asi que amo esta actividad,
porque engancha a los chicos
que normalmente son intimidados por la ciencia
muchos chicos --la mayoría-- les gusta colorear.
Y con pinturas que resplandecen en la oscuridad, lo hace genial.
Entonces, encontramos que esto es una gran herramienta
para enganchar a los chicos desde la escuela elemental hasta la preparatoria.
Puesto los chicos quieren saber cómo son esos animales,
Coleccioné varios videos a través de los años
durante mi investigación sobre bioluminiscencia,
y produje este video educacional que dura 26 minutos
llamado "Luces Secretas del Mar",
y quiero mostrarles la introducción
asi ustedes pueden sentir un poquito el sabor que tiene.
(Video)
Narrador: Hay luces en el océano, luces vivientes.
Escondidas en las profundidades oscuras, estas luces son raramente vistas
y muy poco conocidas. ¿Qué son?
¿De dónde vienen?
Mientras las criaturas que producen estas asombrosas pirotecnias
pueden ser encontradas en cada metro cúbico del mundo oceánico,
imágenes de sus emocionantes exposiciones, son raras.
Pero ahora, gracias a recientes exploraciones con sumergibles aptos para grandes profundidades,
grabaciones excepcionales de este extraordinario fenómeno
han sido registradas.
En lo profundo del mar, hemos descubierto
un mundo extraño con abundantes formas de vida
responsable por este espectáculo de iluminación.
Y como nuestra cámara sumergible se aproxima cara a cara
con los habitantes de las profundidades,
así es como revelamos las luces secretas del mar.
Edie Widder: Así, el video es una gran herramienta para interesar a los chicos en ciencia.
También es muy útil para tratar conceptos más complejos,
por ejemplo, esto es un DVD que produje conjuntamente
con el Instituto de Investigación del Acuario de Monterrey Bay
y estuvimos hablando sobre cómo los animales se adaptan para vivir en la profundidades,
y obviamente uno de esos medios es la bioluminiscencia;
así que cuando hablo con chicos acerca de la luminiscencia,
uno de los puntos que quiero destacar es
que la mayoría de la bioluminiscencia en el océano es azul,
porque el agua de mar actúa como filtro
que filtra los rojos, los naranjas y los amarillos,
así que los animales han desarrollado el uso de una longitud de onda
que recorrerá la mayor distancia a través del agua y esa es la del azul claro.
Ahora puedo hacerlo usando esta gráfica, pero obviamente,
Creo que este próximo video
hace un mejor trabajo transmitiendo el concepto.
(Video) (Música)
Narrador: La luz solar es dispersada y absorbida por el agua del mar.
En agua transparente, se dispersa
a un índice de 10% por cada 75 m, o 240 pies de descenso.
Fíjense cómo cambian los colores:
Rojo, verde y amarillo son los primeros colores en desaparecer.
El azul persiste hasta en lo más profundo
pero, también con el tiempo desaparece alrededor de los 800 m,
o el equivalente a 8 canchas de fútbol.
Edie Widder: Pero se requiere mucho más que anzuelos para interesar a los estudiantes en ciencia.
Se requiere de grandes maestros para atraerlos.
El mío fue mi maestro de biología de la preparatoria, Harry Mazurov
quién me curó de mi hábito de soñar despierta durante las clases
porque él decía chistes.
Y si yo quería entender los chistes, tenía que prestar atención.
Pero además, fue un talentoso maestro
y una de las formas que él usaba para enseñarnos sobre el método científico
era asignar a cada estudiante en la clase, una hipótesis capaz de ser probada
Y la hipótesis que él me asignó fue:
la mayoría de los estudiantes de preparatoria tienen pie plano.
Entiendan que esto fue mucho antes de que existiera Internet,
de hecho, fue durante la guerra del Vietnam,
y yo tuve la brillante idea de ir al centro de reclutamiento
y encontrar cuantos reclutas dentro de los estudiantes de preparatoria
fueron rechazados por tener pie plano.
Aparentemente, esa información tiene proporciones de seguridad nacional
y no estaban dispuestos a compartirla conmigo (risas)
y muchas de las cosas que traté no funcionaron;
así que hablé con el Sr. Mazurov acerca de mis fracasos,
y él no me decía qué hacer,
sólo seguía preguntándome sobre el origen de los datos,
hasta que finalmente, se me prendió el foco
y me di cuenta, "¡yo puedo obtener los datos!"
Así que descubrí como obtener las huellas y alineé a mis compañeros,
recogí los datos, hice las mediciones,
hice las estadísticas, y logré refutar la hipótesis con mi limitado juego de datos.
Pero en el proceso, aprendí muchísimo sobre el método científico.
Así que, esto es hacer ciencia auténtica con las manos
o en mi caso, con los pies.
Pero es mucho más que leer sobre ciencia.
Es realmente estar haciendo ciencia.
y aportando soluciones creativas para los problemas.
Entonces, ¿cómo conseguimos más maestros como ese
que produce ese tipo de entusiasmo y de actividades prácticas
que producirán la siguiente generación de científicos e ingenieros?
Se ha dicho muy a menudo que,
especialmente nuestros estudiantes más jóvenes se les ha enseñado ciencia y matemáticas
por gente que se siente intimidada por la materia.
Así que todo lo que hacen es pasarles sus propias fobias.
He estado participando en numerosos talleres de entrenamiento de maestros
donde he tratado de proveer estos enganches y entusiasmo
a los que ya son maestros.
Para los maestros que ya tienen una fuerte experiencia en ciencia y matemáticas,
probablemente, esto es todo lo que se necesita.
Pero ¿qué pasa con aquellos maestros que no tienen esa buena base?
¿Cómo llegamos a ellos?
Bueno, hace poco llegué a involucrarme en un programa
en el cual estoy muy entusiasmada y que es parte de un nuevo
Centro de Educación Marina de Excelencia, en Florida (COSEE)
En este programa soy una "PI" y hemos desarrollado un projecto
que llamamos experiencia en investigación para profesores en formación,
donde llevamos a los profesores en entrenamiento al ámbito del laboratorio
durante 6 semanas de residencia,
y les damos entrenamientos prácticos sobre cómo la ciencia se debe hacer realmente.
Por eso, para nuestros residentes en ORCA,
los tenemos haciendo un experimento
obviamente relacionado con bioluminiscencia
donde ellos estuvieron usando bacterias biouminiscentes
como medio de hacer visible la contaminación.
Como la salida de luz de la bacteria está directamente ligada con la cadena respiratoria,
cualquier cosa que interfiere con la respiración de la bacteria
atenúa la luz.
Entonces Uds. tienen en tiempo real y muy barato, una rápida evaluación de toxicidad.
Nosotros usamos esto para probar la toxicidad en sedimentos
y crear mapas mostrando el gradiente de contaminación.
Así que entrenamos a los maestros en cómo hacer esto,
también los entrenamos en hacer una presentación en multimedia de 4 a 5 minutos de duración.
Así que ellos pueden hablar de sus experiencias y luego usarlas como herramientas
capaces de ser usadas con sus futuros estudiantes,
para mostrar a sus alumnos que ellos tienen reputación, básicamente,
de hacer ciencia real.
Y solo quiero compartir con ustedes el primer minuto
de una producida por Jennifer Abbott mostrada abajo en la esquina derecha
donde ella encara algunos falsos conceptos
acerca de la ciencia y los científicos.
(Video) Jenniffer Abbott: Al crecer, pensaba que todos los científicos
eran ratas de laboratorio aburridas con anteojos y corbatas de moños.
Me imagino a esta gente haciendo los mismos rutinarios procedimientos
una y otra vez...
y otra vez.
Desde entonces, he aprendido que la ciencia es interesante...
y siempre cambiante.
Pero no fue hasta que comencé a leer sobre animales enfermos en la laguna Indian River.
Y luego, debido a la gente que trabajaba en eso,
me di cuenta cuanta creatividad se necesita en la investigación científica.
En la asociación Ocean Research and Conservation Association, u ORCA
tienen métodos realmente creativos para practicar ciencia.
Estos son científicos e investigadores líderes que crean e innovan métodos
para determinar el pasado y presente del sedimento.
El sedimento o lodo, se deposita en el fondo de los cuerpos de aguas.
También han desarrollado un medio rentable
para seguir la pista de la contaminación hasta sus orígenes.
A través de la experiencia en investigación del COSEE
el Programa para Maestros,
ayudé a la Dra. Edith Widder, Dr [inaudible] y a la Investigadora Asociada Brandy Nelson
a evaluar la condición del sedimento alrededor de la boca de nuestro arroyo,
Indian River Lagoon.
Edie Widder: Así que de todos los medios en que me he visto involucrada
en tratar de mejorar la educación en el área de la ciencia,
esta es la que más entusiasmo me produce.
Trabajando con maestros en su entrenamiento
para asegurarse de que adquieran una sólida base
que ellos necesitan en ciencia y matemáticas
y que luego la pueden pasar a sus estudiantes
así como también el entusiasmo,
y yo animaría a otros científicos a involucarse en programas similares,
porque si ustedes realmente quieren hacer una diferencia,
entonces ustedes tienen que enseñar a los maestros,
porque nuestro futuro descansa en sus manos.
Gracias. (Aplausos)