Lan esperimentala irakaskuntzaren erdigunean: Arduino oinarri duen adibidea

Dibulgazioa · Kolaborazioak

Zientzia esperimentalen irakaskuntza, tradizionalki, ez da esperimentazioan oinarritu azken hamarkadetan. Oro har, zientzialarientzat ohikoena den jarduera, esperimentazioa, eskolatik kanpo egin da eta eskolan egon den kasuetan, praktika-errezetetan oinarrituta egon da.

Praktika-errezeta diogunean, ikasleak pausoz pauso jarraitu beharreko laborategiko esperimentuez ari gara eta, jakina denez, lan egiteko modu hori ez da zientzialarien ohiko jarduna. Azken urteotan, praktika-errezeten bidez lan egiteko modu horretatik aldentzen diren estrategia metodologikoak proposatu dira zientzia-bokazioak pizteko gako gisa. Horien artean, Arduino edo antzeko mikrokontrolagailuen bidez egin daitezkeen lanak interesgarriak dira, bereziki Bigarren Hezkuntzan.

lan esperimentalak
Irudia: Arduino eta Raspberry Pi mikrokontrolagailuak lan esperimentala egiteko baliagarriak izan daitezke. (Argazkia: christoph1703 – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Zientzia esperimentalen irakaskuntzan lan praktikoak jarri behar dira erdigunean. Lan praktiko mota desberdinak sailkatzeko hainbat modu proposatu dira literaturan. Historikoki, esperientziak, lan praktikoak eta ikerkuntzak bereizten dira. Esperientziak fenomenoekiko pertzepzioak garatzeko erabilgarriak diren jarduerak dira; lan praktikoak gaitasun praktikoak eta teknikoak eskuratzeko jarduerak dira eta, azkenik, ikerkuntzak ikasleei problemak ebazterakoan zientzialari edo teknologoen gisara lan egiteko aukera ematen dieten jarduerak dira. Sailkapen eguneratuagoen arabera, lan esperimentala honela klasifikatzen da: esperientziak, esperimentu argitzaileak, jarduera praktikoak eta ikerkuntzak.

  • Esperientziak, fenomeno fisiko eta kimikoekiko pertzepzioa erlazionatzeko erabiltzen dira.
  • Esperimentu argitzaileak. Printzipio eta legeak ilustratzeko erabiltzen direnak dira, ikuspegi konstruktibista batetik fenomenoak interpretatzeko lagungarriak izango direnak. Esperimentu argitzailea irakasleak bakarrik egiten badu demostrazioak direla esaten da.
  • Jarduera praktikoak: metodo eta tekniken ikaskuntza-irakaskuntzarako erabiltzen dira, eta baita propietateak neurtzeko ere.
  • Ikerkuntzak: ezagutza eraikitzeko erabiltzen diren lan praktikoak dira, zientziaren prozesuak ulertuz eta ikertzen ikasiz.

Ikuspuntu didaktikotik, lau lan praktiko mota horiek interesgarriak eta erabilgarriak dira, baina, maila konplexu eta osatuenean kokatzen direnak praktikoak eta ikerkuntzak dira. Literaturan, bi horiek ikerkuntza txiki izenpean ere aurki daitezke. Jarduera praktikoak prozedura edo trebetasun espezifikoak ikasteko diseinatutako lan praktikoak dira. Oro har, nahiko orientatuta daude. Aldiz, ikerkuntza baten bidez ikasleari beste modu berritzaile batean aurkeztuko zaio egin beharreko lan esperimentala eta eta prozedurak berak planteatzeko moduan aurkeztuko da laborategiko saioa.

Ikerkuntza bat arazo teoriko edo praktiko bati irtenbidea emateko baliagarria izango den lan praktikoa da, zeinetan esperimentu bat edo esperimentu multzo bat diseinatu, garatu, aplikatu eta ebaluatuko den. Ikerkuntza gisa planteatutako lan praktikoen helburu nagusiak bi izaten dira, alde batetik, hipotesiak kontrastatzea, edota ezaugarri eta propietateak aztertzea marko teoriko baten baitan eta, bestetik, zientziaren prozedurak ulertzea.

Oro har, literaturan argitaratutako ikerketetan ohartarazten da testuliburuetan dauden ariketek ikerketa-maila oso eskasa eskatzen dutela, alegia, errezeta huts baten jarraipenean oinarritzen direla. Ikasleak laborategian dauden denboraren zatirik handiena behaketak eta neurketak egiten, datuak deskribatzen eta tresneria erabiltzen ematen dute. Ez dago, aitzitik, hipotesiak formulatzeko, esperimentuak diseinatzeko eta galderak planteatzeko denbora-tarterik. Teoriaren eta praktikaren arteko loturak ia ez dira aipatzen, eta ez da laborategia erabiltzen eduki kontzeptualen ikaskuntza esanguratsua lortzeko.

Ikerkuntza gidatuen bidezko ikaskuntza-irakaskuntzaren alorrean laborategian lan egiteko aukera baliabide aberasgarria da zientzien curriculumean zehaztutako prozedurazko eta jarrerazko edukiak barneratzeko. Hala ere, tradizionalki, laborategiko esperimentazioa praktika-errezetak egitea besterik ez da izan eta, horietan, ikasleak gidoi zorrotz batean idatzitako pausoak jarraitzen ditu zehatz-mehatz eta, hortaz, laborategia den baliabide didaktikoari ez zaio ia etekinik ateratzen. Argi dago zientziaren irakaskuntza derrigorrez esperimentazioari lotua egon behar dela; izan ere, zientzialarien aktibitate prototipikoa da behaketa eta esperimentazioa.

Ikasleek, bereziki Bigarren Hezkuntzan, ikasi behar dute zientzia ez dela egia absolutu aldaezinetan oinarritzen eta behaketa eta gogoeta sakonak behar izaten dira teoria zientifikoetara iristeko. Teoria zientifikoak ez dira irmoak eta, horregatik, teorien ebaluazioa, laborategiko tresna eta instrumentuen erabilpena eta idatzizko txostenen aurkezpen hutsa ez da nahikoa zientzialarien lan egiteko modua ulertzeko. Problemen ebazpen integrala bideratzeko benetako ikerkuntza lanak beharrezkoak dira eta horrela, irakasleak gidari lanak eginez, ikasleak bere ezagutzaren eraikuntza egingo du eta zientziaren ikuspegi tradizionaletik kanpo, lan esperimentalaren garrantzia bereganatuko dute.

Helburu horrekin, erreferentzia bibliografikoan aurkezten da Arduino mikrokontrolagailua oinarri duen proposamen didaktiko bat. Ikerkuntza gidatuan oinarritutako proposamen berritzaile horrek, literaturan aurki daitezkeen beste batzuekin batera, esperimentazioaren bidezko edukien ikaskuntza hobetzeko eta gaitasunen lorpena hobetzeko aurrerapauso bat eman nahi da. Praktika-errezeten egitura desegiteko bidean, azken txostena ez da izango datu esperimentalen bilduma hutsa. Ikerkuntza gidatuaren prozesu guzti horretan zehar ikasleak ikerkuntzaren prozesua zein den ezagutuko dute eta horren bidez zientziaren metodologia barneratu beharko dute.

Proiektuak bigarren Batxilergoko Kimika du muinean, hain zuzen ere termokimikarekin lotutako eduki kontzeptualak. Nagusiki, beroa eta tenperatura landuko dira; izan ere, bi kontzeptuok ikuspuntu zientifikoaren definiziotik ezagutzea ezinbestekoa da erreakzio kimikoetan gertatzen diren energia-trukaketak ulertzeko. Guzti hori egiteko, ikasleek kalorimetro elektroniko bat diseinatu eta eraiki beharko dute, proposatuko zaien arazoari aurre egin ahal izateko, alegia, hainbat erreakzio kimikoren energia-trukaketak determinatzea. Kalorimetro elektronikoa eraikitzeko Arduino mikrokontrolagailua erabili beharko dute. Azken urteotan aski frogatua dago Arduino hardware eta softwarea oso elementu motibagarria dela ikasleentzat eta pixkanaka eskoletan geroz eta gehiago erabiltzen ari dira mota oso desberdinetako gailu elektronikoak eraikitzeko.

Journal of Chemical Education aldizkarian argitaratu den lan honek Kimikako ezagutzen ekoizpenean esperimentazioak duen garrantzia azaleratu nahi da. Horrez gain, proposamen berritzaile bat egin nahi da laborategiko lan praktikoak ikerkuntza txiki moduan bideratzeko. Izan ere, teoriak ez dira sortzen behaketa hutsetik, baizik eta gertakariak deskribatzeko, azaltzeko, eta fenomeno behagarriak proposatzeko gaitasunetik.

Erreferentzia bibliografikoa:

Lopez-Gazpio, J. Lopez-Gazpio, I. (2021). Constructing an electronic calorimeter that students can use to make thermochemical and analytical determinations during laboratory experiments, Journal of Chemical Education, 97 (12), 4355-4360. DOI: 10.1021/acs.jchemed.0c00281


Egileaz:

Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko..