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Biología

Publicado el 18 de diciembre de 2015 | por manuandreu

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Conclusiones. Plantas en microgravedad simulada. Curso II

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: Germinación y crecimiento de plantas en microgravedad simulada
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES María Victoria Atencia
Localidad y provincia: Sta. Rosalía, Campanillas (Málaga)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Manuel José Manuel José
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): 3º y 4º ESO
Número de estudiantes: 15
Página web/blog del proyecto:
Enlaces de interés vinculados con el proyecto:

Descripción de la Experiencia

Ya adelantábamos en la entrada anterior del proyecto un parte de los logros alcanzados como parte de este proyecto. Simular condiciones de microgravedad gravedad alterada y estudiar la respuesta de diferentes tipos de plantas durante su germinación era el propósito básico del proyecto.

Sesiones de la segunda parte del proyecto.

Si las primeras 4 sesiones se dedicaron al diseño, construcción y puesta a punto de un nuevo modelo de clinostato, la siguientes 4 se dedicaron a la experimentación propiamente dicha y análisis de resultados empleando dichos dispositivos.

La estructura de las sesiones 5-8 se realizó de acuerdo a un guion similar:

Primera parte: Análisis de resultados de los experimentos emprendidos en la sesión anterior (dado que se trataba de experimentos basados en el crecimiento de plantas, estos requerían tiempos de incubación de varios días, lo que obligaba a diferir la recolección y análisis de datos con respecto a la fecha de inicio  de los experimentos).

Segunda parte: Realización de preparaciones y puesta en marcha de nuevos experimentos. Se realiza un descripción de los mismos más adelante.

Logros y dificultades del proyecto.

El reto tecnológico que suponía mejorar con respecto al curso pasado los dispositivos requeridos en nuestros experimentos para que llegaran a alcanzar un grado suficiente de fiabilidad ha ocupado una parte muy importante del tiempo dedicado al proyecto. Esto ha marcado en  buena medida el carácter que ha adquirido una empresa que fue concebida esencialmente como un proyecto de investigación del área de Biología y ha terminado adquiriendo un carácter de diseño tecnológico y construcción de dispositivos muy importante. Por ello, consideramos necesarios estructurar los resultados del proyecto en dos áreas diferenciadas (aunque estrechamente vinculadas): la dedicada a la construcción de los clinostatos y la referida a los resultados experimentales empleando dichos dispositivos.

– Área tecnológica

Durante este curso se han rediseñado los modelos de clinostato y se han construido hasta tres dispositivos del mismo. Buena parte de los detalles conocerse en una entrada del blog específico del proyecto.

a) Logros

Buena parte de las necesidades de mejora detectadas en los dispositivos construidos durante el curso anterior han sido cubiertas en este año. Los clinostatos construidos en esta segunda etapa han logrado ser más fiables en su funcionamiento y han permitido obtener resultados mucho más consistentes. Las principales mejoras se han alcanzado:

– Usando motores con mayor par motor, que han facilitado movimientos de rotación más regulares.

– Empleando conectores entre ejes más solidarios que ha permitido una transferencia más uniforme del movimiento.

– Haciendo uso de piezas construidas mediante impresión 3D, lo que ha aumentado significativamente la precisión de los dispositivos.

– Implementado una programación con Arduino más compleja y versátil que ha permitido regular mejor las condiciones experimentales.

b) Dificultades

Además de las dificultades inherentes que ha supuesto trabajar en un área compleja para los estudiantes como es la programación de los motores mediante Arduino, también hemos detectado algunos detalles que aun pueden ser mejorados en nuestros dispositivos:

– Para la alimentación eléctrica de los dispositivos se han empleado adaptadores de corriente convencionales que, en algún caso, han dado lugar a determinados  problemas. Se observó en algún caso, comportamientos erráticos de la programación de los clinostatos durante la ejecución de programas de rotación de varios días. Finalmente, descubrimos que determinados alimentadores proporcionaban un voltaje inestable tras un periodo prolongado de funcionamiento. Este hecho unido a que la botonera de control que se empleaba basaba su funcionamiento en detección de determinados voltajes parecen explicar los errores de funcionamiento observados. En los últimos experimentos realizados hemos comenzado a emplear fuentes ATX de ordenadores reciclados que están ofreciendo resultados más fiables.

– En algunos programas de rotación se detectó un hecho inesperado: cierta resonancia sobre el eje de giro derivada de la frecuencia de los pulsos de empuje de los motores empleados (motores paso a paso). Esto daba lugar a cierta vibración que pensamos que podía introducir ruido en la significación de los resultados observados. Esta circunstancia nos obligó a evitar dichas frecuencias e nuestras condiciones experimentales. Creemos que este detalle puede estar relacionado con el grado de flexibilidad del conector entre el eje del motor y el de la “jaula” en la que se colocan las preparaciones. Seguimos estudiando pequeñas modificaciones para solventar este contratiempo.

– Área de experimentación

Una vez construidos y probados nuestros clinostatos, pasamos a diseñar y desarrollar nuestros experimentos. En cada uno de ellos, se pusieron a prueba diferentes programas de rotación, variando velocidad y periodos de rotación y parada para detectar señales gravitatorias que desencadenan respuestas gravitrópicas en plantas. Determinamos que una velocidad de 1 rpm era la más adecuada para realizar nuestros experimentos.

a) Logros

– Se realizaron experimentos tanto de rotación continua como otros con ciclos de rotación y parada, para estudiar tanto la respuesta d elas plantas a una ausencia de direccionalidad en la señal gravitatoria como la señal mínima que desencadena respuestas. Los resultados de los mismos son bastante consistentes y permiten obtener algunas conclusiones.

– Se han mejorado las técnicas de toma de imágenes y recolección de datos para hacerlas más sencillas y precisas.

b) Dificultades

– Una de las principales dificultades para obtener resultados ha estado relacionada con el importante grado de variabilidad intraespecífica en las respuestas a las diferentes condiciones experimentales. Esta es una característica habitual en muchos estudios biológicos que obliga a aumentar el número de experimentos para extraer valores medios y determinar su significación.

– Ajustar la estructura de sesiones a las características de los experimentos realizados ha planteado con frecuencia algunas dificultades. En cualquier caso el número de horas necesarias para llevar a cabo toda la fase experimental ha sido inferior a lo programado, por lo que ha sido necesario buscar otras alternativas para realizar determinadas tareas. Finalmente estas dificultades han podido ser solventadas gracias al interés y capacidad de trabajo del alumnado participante en el proyecto.

Conclusiones.

Al igual que antes, es necesario diferenciar entre las conclusiones puramente científicas derivadas de nuestros experimentos, de las didácticas, no menos importantes.

a) Conclusiones científicas

Aunque no se pretende hacer de esta entrada un artículo de divulgación científica, nos parece adecuado hacer referencia a algunas de las conclusiones  de carácter científico a las que hemos llegado, fundamentalmente para expresar de alguna forma la productividad del trabajo científico desarrollado. Algunas conclusiones generales que hemos podido obtener de nuestros experimentos ha sido.

– La ausencia de direccionalidad de estímulos gravitatorios no inhibe el crecimiento longitudinal de las radículas de plántulas de soja (Glycine max) y lenteja (Lens culinaris). En determinadas condiciones incluso se produce una estimulación de la elongación de las raíces.

– La ausencia de direccionalidad en los estímulos gravitatorios sí inhibe la direccionalidad del crecimiento de las radículas de las citadas especies, provocando una dirección de crecimiento aleatorio.

– Las radículas de ambas especies son notablemente sensibles a estímulos gravitatorios, observándose componentes de direccionalidad en la elongación con exposiciones a gravedad “normal” de alrededor del 1,5% del tiempo de crecimiento.

b) Conclusiones didácticas

Dado el carácter de este proyecto, las reflexiones didácticas sobre el mismo nos parecen, al menos, tan importantes como las anteriores. La respuesta del alumnado a esta segundo año del proyecto ha sido sobresaliente, habiéndose producido más solicitudes dentro de nuestro centro de las que podían ofertarse. Este tipo de hechos demuestra que, en contra de cierta corriente de opinión sobre el desinterés del alumnado actual sobre el aprendizaje en los centros académicos, existe un gusto natural por el aprendizaje en el alumnado y que su curiosidad por descubrir y construir es uno de losmejores motores para estimular el talento del mismo y su capacidad de aprendizaje.

Creemos que este es suficiente motivo para promover desde todas las instancias el desarrollo de estos proyectos, evitando en todo lo posible reducir la inversión en este  y otros programas de tipo similar. Creemos que la satisfacción que debe producir contar con tantos profesores y alumnado comprometidos con proyectos de aprendizaje más allá de las sesiones lectivas regulares de la jornada escolar y el potencial para el futuro que todo ello conlleva, no deberían verse nunca reducidos por la imposibilidad de contar con los pocos recursos necesarios para su desarrollo.

La experiencia han sido muy positiva tanto desde el punto de vista de la enseñanza como del aprendizaje y ha permitido desarrollar actividades de un estilo netamente competencial, en las que los alumnos y alumnas han podido ejercitar importantes destrezas relacionadas con todo tipo de competencias clave, mejorando destrezas relacionadas con la autonomía en el aprendizaje.

Las oportunidades de las que han disfrutado los alumnos y alumnas para establecer objetivos y planificar tareas, diseñar estrategias para solucionar problemas, construir dispositivos para obtener información, analizar esa información, redactar conclusiones, trabajar en equipo de forma colaborativa, durante el desarrollo de este proyecto difícilmente pueden ejercitarse con la misma intensidad, contextualización y sentido en las clases ordinarias, de forma que puede decirse que el proyecto Profundiza, más que una actividad adicional a su perfil académico, ha supuesto una experiencia cualitativamente novedosa que ha sido valorada por ellos mismos de forma muy positiva.

 

Imágen de shutterstock.

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