MANUAL PROGRAMA “LABORATORIO CELULAR”
OBJETIVO
El objetivo del programa es introducir al alumno en el estudio de los
elementos y procesos celulares; a la vez, pretende desarrollar distintas
capacidades, especialmente, las relacionadas con la aplicación de estrategias
personales en la resolución de problemas y fenómenos desconocidos utilizando
las pautas y estrategias propias de la investigación científica.
En el apartado “Sugerencias de aprovechamiento didáctico” de este
documento se detallan los objetivos que se pretenden alcanzar y cómo se integran
dentro del curriculum.
Para realizar un trabajo de investigación científica el alumno debe utilizar
distintos elementos (textos, imágenes, material de laboratorio, muestras..). La
integración e interacción simultánea de estos aspectos se puede hacer a través
del ordenador, es decir: éste puede contener información teórica, técnica y, a la
vez, servir como base para la realización de actividades de investigación, por
ejemplo, a través del uso de simuladores.
El programa presentado busca esta estrategia, de tal forma que sea el propio
alumno, bajo la orientación del profesor, quién realice el proceso de investigación,
buscando, utilizando y manejando simuladores, información teórica, gráfica y
técnica.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA
El programa se divide en cinco secciones o pantallas, su elección se realiza
a partir de un menú vertical siempre visible. Las opciones de este menú son las
siguientes:
Opción "CÉLULA". En esta pantalla se muestran los elementos que
forman la célula. Al pasar el ratón sobre ellos se activa una imagen y una serie
de opciones (contenidos, simulador, microscopio, etc..) que permiten enlazar
con otras pantallas, de esta forma se consigue un acceso más rápido y fácil a
la información deseada. Esta pantalla se divide en dos: Célula animal y
vegetal, en ellas se muestran los aspectos particulares de cada tipo celular.
Opción "CONTENIDOS". Permite el acceso a contenidos teóricos
sobre el tema (en forma de hipertexto). Dentro de esta pantalla existen una
serie de subopciones: Descripción, Metabolismo, Reproducción celular y
Microscopio, que profundizan en las técnicas, elementos y procesos celulares.
Opción "MICROSCOPIO". En esta pantalla se pueden estudiar
muestras de células al microscopio. Las operaciones que se realizan son las
mismas que se deben seguir en el Laboratorio: insertar-quitar muestra,
elección de objetivos, enfoque de imagen y búsqueda de elementos.
Opción "SIMULACIÓN". Representa la pantalla principal del
programa, ya que permite al alumno simular los distintos procesos celulares
(Metabolismo-Mitosis y Fotosíntesis).
Un proceso celular consta de una secuencia de operaciones. Por
ejemplo, para digerir un nutriente es necesario: introducirlo en la célula (1),
transportarlo al “orgánulo digestivo” (2) y hacer que este último actúe (3). En
esta pantalla el alumno puede elegir una secuencia de operaciones y observar
el resultado.
En la célula se encuentran una serie de elementos (moléculas y
orgánulos celulares), cada uno puede realizar distintas operaciones
(movimientos, interacción con otros elementos, etc..). Para conseguir simular
una operación se siguen los siguientes pasos:
- Se elige un elemento celular (se utiliza la lista presente en pantalla)
- Al pulsar sobre el elemento aparece una ventana con las distintas
operaciones que se pueden realizar (lista de operaciones).
- Se elige una operación y se pulsa la tecla “OK”
- La simulación se pone en marcha. Si la operación no es posible
aparece un mensaje de error explicando porque se ha cometido la
incorrección.
Obviamente existen muchas operaciones que no se pueden llevar a
cabo si previamente no se han realizado otras. Por ejemplo, el “orgánulo
digestivo” no puede digerir un nutriente si éste no ha sido introducido en la
célula. En cierta forma, los errores cometidos son más educativos que los
aciertos, ya que el alumno va aprendiendo de una forma más significativa
cómo y por qué ocurren determinadas secuencias de fenómenos y no otras.
Si en algún momento de la simulación se desea volver al estado
inicial se puede utiliza la opción “Iniciar”.
La simulación puede estar dirigida por el alumno (Simulación
controlada por usuario) o por el ordenador (Simulación controlada por
ordenador), en este último caso la simulación se convierte en una explicación
de cómo ocurren los procesos celulares.
Simulación controlada por ordenador: Por defecto, al entrar en la
pantalla, el control lo ejerce el usuario. Para realizar una simulación dirigida
por ordenador se pulsa la opción “objetivo de simulación” y se elige el proceso
celular que se desea estudiar. La secuencia de operaciones se pone entonces
en marcha, acompañada de sus correspondiente explicación. En cualquier
momento se puede desactivar el proceso de simulación pulsando la tecla
“Cancelar”, en este caso, el control pasa de nuevo al usuario.
La explicación que acompaña a la simulación puede ser hablada o
mediante texto. La forma en que se realiza depende del estado del icono
“altavoz”, que se muestra en la parte superior derecha de la pantalla. Para
cambiar el icono basta pulsar sobre él (naturalmente se requiere una tarjeta de
sonido y altavoces para seguir el modo de explicación hablado).
Entrada desde la pantalla “Célula”. Otra forma de entrar en la
pantalla Simulación (diferente a la entrada directa desde menú) es a través
de los enlaces presentes en la pantalla “Célula”, en este caso, el usuario
escoge el proceso que desea simular y éste se ejecuta directamente ( modo:
“Simulación dirigida por ordenador”).
A pesar de que en la modalidad controlada por ordenador se pueden
simular muchos procesos, no es conveniente “abusar” de ella, ya que el
alumno no interacciona con el proceso; en la medida de lo posible, es el
alumno el que debe simular los procesos a través de un trabajo de
investigación, haciendo más significativo, de esta forma, lo aprendido
Opción "ACTIVIDAD". En estas pantallas se proponen actividades a los
alumnos para que las realicen en un determinado tiempo, evaluando al final el
resultado. No tiene como objetivo realizar una evaluación “seria” sino hacer más
atractivo y entretenido el uso del programa en el proceso de aprendizaje.
Esta opción consta de varias pantallas:
- Actividades con Simulador (Metabolismo-Mitosis, Fotosíntesis).
Esta pantalla tiene la misma estructura que la pantalla de simulación, la
única diferencia es que el ordenador pide al alumno que simule un
determinado proceso celular empleando un tiempo máximo. Las
opciones “comenzar” y “terminar” ponen en marcha y finalizan la
actividad.
- Test. El programa propone un test con diez preguntas. El alumno debe
elegir las respuestas correctas (una respuesta correcta de un total de
cuatro opciones) empleando el menor tiempo posible. El test utiliza una
base de datos con más de 50 preguntas.
- Word. Esta pantalla enlaza con un documento de WORD donde se
proponen actividades (propuestas de utilización del programa). El
documento y/o su ubicación pueden ser modificados para personalizar
la actividad.
REQUERIMIENTOS MÍNIMOS Y ACONSEJABLES DEL EQUIPO
El programa funciona bajo Windows 95-98.
Los requerimientos mínimos son:
- 16 MB de RAM libre
- El programa ocupa un total de 40 MB
- Pantalla de 800*600 con color de alta densidad.
- Tarjeta de sonido
Características aconsejables:
- Tamaño de fuente pequeña (tamaño normal 96 dpi) como propiedad
de pantalla .
- Microprocesador 300 Mhz o superior.
INSTRUCCIONES DE FUNCIONAMIENTO
El programa no requiere proceso de instalación previo, puede ser ejecutado
desde el mismo CD a partir del fichero Inicio.exe localizado en el directorio raíz.
Si se desea instalar en el disco duro se debe realizar un copia del contenido
del CD en un subdirectorio del disco duro, este proceso puede mejorar la rapidez
del programa al acelerar el acceso a gráficos.
SUGERENCIAS DE APROVECHAMIENTO DIDÁCTICO
Etapas educativas o Disciplinas a las que va dirigido
Este programa está pensado para el área de Ciencias de la Naturaleza
(Biología y Geología). Por su nivel y contenidos va dirigido especialmente a los
alumnos de 1º de Bachillerato LOGSE, aunque dado el volumen de información
que utiliza y la facilidad a la hora de personalizar qué elementos y procesos se
desean manejar puede ser utilizado por niveles inferiores (3º y 4º E.S.O.).
Objetivos educativos que se pretenden (integración en el currículum)
Bachillerato LOGSE.
En el curriculum de Bachillerato LOGSE (BOJA, 26 de julio de 1.994), las
materias científicas ( Biología y Geología) se conciben de modo que contribuyan al
desarrollo en los alumnos de distintas capacidades, algunas de las cuales están
relacionadas con los objetivos educativos que pretende este programa:
- Comprender los conceptos, leyes, teorías y modelos más importantes y
generales de las Ciencias.
- Utilizar con autonomía las estrategias características de la investigación
científica, tales como: plantear problemas, formular y contrastar
hipótesis y modelos, planificar diseños experimentales, etc.
- Utilizar los procedimientos propios de las Ciencias Experimentales para
realizar pequeñas investigaciones, y en general, explorar situaciones y
fenómenos desconocidos para los alumnos.
- Comprender el sentido de las teorías y modelos científicos como una
explicación de los fenómenos naturales, valorando sus aportaciones al
desarrollo de estas disciplinas.
Por otra parte, en cuanto a los contenidos contemplados en el curriculum de
las Biología y Geología en el Bachillerato LOGSE, se destaca la relación con
aquellos procedimientos que constituyen la base de la actividad científica, tales
como el planteamiento de problemas, la formulación y contrastación de hipótesis,
el diseño de estrategias para este constraste y el desarrollo de modelos
explicativos. Las técnicas de simulación son idóneas en este aspecto siempre que
se lleven a cabo de forma pedagógica:
- El simulador debe ser utilizado a raíz de un problema planteado.
- Para su resolución el alumno formula hipótesis.
- La hipótesis es contrastada en el ordenador mediante la utilización del
simulador.
- Los posibles errores que aparecen en la simulación permiten desechar,
modificar y/o mejorar la hipótesis inicial.
- La resolución del problema permite la elaboración de modelos
explicativos que el alumno desarrolla por sí mismo, haciendo el
aprendizaje más significativo.
- Los modelos propios son contratados con los propuestos por las
Ciencia.
Educación Secundaria Obligatoria.
En cuanto al curriculum del área de Ciencias de la Naturaleza en la
Educación Secundaria Obligatoria (BOJA 20-junio-1992), se considera que los
alumnos deben adquirir determinadas capacidades, de las cuales, el programa,
pretende desarrollar las siguientes:
- Desarrollar y aplicar estrategias personales en la resolución de problemas
y en la exploración de situaciones y fenómenos desconocidos utilizando
las estrategias y pautas de acción propias de la investigación científica de
la realidad (identificar el problema, analizar sus elementos principales,
recabar la información disponible, formular hipótesis plausibles para
solucionarlo, recoger datos relevantes para contrastar las hipótesis
formuladas, analizar los datos de forma apropiada, formular conclusiones,
explorar soluciones alternativas, etc).
- Participar en la planificación y realización en equipo de actividades e
investigaciones sencillas
- Elaborar informes sobre las actividades de investigación de fenómenos
naturales o de resolución de problemas en los que hayan participado,
distinguiendo los datos de las conjeturas e interpretaciones y velando por
garantizar la plena comprensión del proceso descrito.
- Utilizar las fuentes habituales de información científica para recabar
informaciones, contrastarlas y evaluarlas a fin de elaborar criterios
personales y razonados sobre las cuestiones científicas y tecnológicas
básicas de nuestra época.
Para conseguir estas capacidades en los estudiantes de secundaria, el
curriculum establece que la metodología empleada se articulará en torno a la
realización de actividades por el propio alumno y en el planteamiento de pequeñas
investigaciones o situaciones que den ocasión a que utilice, de forma creativa y
adecuada a sus peculiaridades, el razonamiento y el pensamiento divergente.
Propuestas de utilización
Una forma de conseguir los objetivos expuestos es que el alumno desarrolle
pequeños trabajos de investigación a través de la interacción con el programa.
La forma de actuación sería la siguiente:
1. El profesor plantea un problema. Por ejemplo:
Desarrolla un modelo explicativo de:
a) Cómo la célula incorpora nutrientes a través
de la membrana.
b) Cómo los orgánulos digestivos (lisosomas)
digieren los nutrientes.
2. Antes de elaborar una hipótesis el alumno debe conocer cómo son los
elementos que intervienen en el proceso (membrana y lisosoma) y dónde
se encuentran. Para ello realiza una investigación con el microscopio y
recoge información del apartado: “Contenidos: Descripción” (se pueden
utilizar los enlaces presentes en la pantalla “Célula” para acceder más
rápidamente a la información). Esta labor se puede realizar en grupos de
dos o tres alumnos.
3. Una vez conocidos la localización y características de los elementos, el
grupo discute y desarrolla una hipótesis sobre los procesos planteados.
4. Las hipótesis son desarrolladas a través del simulador (para acceder a la
pantalla de simulación se utiliza las teclas de menú vertical, opción
“Simulación”). Los resultados, una vez analizados y debatidos por el
grupo, permitirán modificar y mejorar la hipótesis inicial.
5. Finalmente los alumnos establecen un modelo explicativo de los
procesos.
6. El modelo desarrollado por los alumnos es contrastado con el modelo que
propone la Ciencia; este último puede ser consultar en el apartado
“Contenidos: Metabolismo” y también puede ser visualizado en el
ordenador mediante la opción “Objetivo de simulación: digestión celular”
(el acceso en ambos casos se puede hacer de una forma más rápida
utilizando los enlaces de la pantalla Célula).
7. Para comprobar y afianzar los contenidos aprendidos se puede consultar
la pantalla “Actividades”. Para realizar actividades concretas sobre
determinados elementos celulares se utilizan los enlaces presentes en la
pantalla “Célula”.
Este tipo de actividades se proponen en el documento de WORD que
acompaña al programa; el acceso se realiza a través de la opción “Actividades:
WORD”. El profesor, no obstante, puede modificar las actividades planteadas o
crear unas nuevas, personalizando los contenidos y objetivos que se deseen
alcanzar.