Centro de Medicina Deportiva: una herramienta para el aprendizaje experimental

de las ciencias naturales

Eugenio Jacobo Hernández Valdelamar

Fundación Arturo Rosenblueth Tecnología Educativa Galileo

Insurgentes Sur 670-3. Colonia del Valle http://www.rosenblueth.mx

galileo@mail.rosenblueth.mx

2004

Resumen. Este artículo presenta los principales conceptos, objetivos y características de un producto de software educativo para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias naturales en el nivel de educación básica. Palabras clave: Software educativo, enseñanza asistida por computadora, simulación, ciencias naturales, cuerpo humano y salud.

1. Introducción Las ciencias naturales son apasionantes y divertidas; o como lo menciona Luis Orozco [1]:“A los niños les encantan las Ciencias Naturales, pues les divierten y les inquietan. En particular a todos les gustan los experimentos, que a veces no distinguen de un juego”. Así que la responsabilidad del profesor es mantener y aprovechar la curiosidad y energía de los estudiantes, por lo que al seleccionar las actividades para las clases de ciencias naturales, debe tenerse en cuenta [2]:

partir de los modelos que tienen los estudiantes y en relación con estos promover la construcción de otros más cercanos a los que propone la ciencia;

plantear preguntas y promover observaciones, actividades y experimentos que tengan sentido para los que aprenden y les permita generar nuevos conocimientos;

posibilitar la expresión de ideas y ponerlas en discusión contrastando diferentes puntos de vista. Para lograr cubrir estas expectativas, el profesor debe contar con los recursos educativos adecuados. En el proyecto Galileo la visión es ofrecer a los educadores y estudiantes herramientas y ambientes donde el objetivo de aprender más y mejor pueda lograrse. El Centro de Medicina Deportiva es un buen ejemplo de cómo el uso de metáforas en forma de software educativo puede servir como puente entre las ideas intuitivas de los estudiantes y los conceptos formales de la ciencia, pues en él se aprende acerca del cuerpo humano y la salud relacionando todos los conceptos con una actividad familiar para chicos y grandes: el ejercicio.

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2. Justificación El Centro de Medicina Deportiva (CMD) es una aplicación informática educativa que busca que mediante la interacción con la computadora se permita al estudiante cambiar su rol de receptor a constructor, de espectador a participante activo. El sistema propicia las actitudes de búsqueda, de investigación, del descubrimiento de relaciones de causa – efecto y de deducción. Al llevar a cabo la realización de las diversas prácticas el estudiante se convierte en un científico en acción al observar, registrar información, plantearse hipótesis y comprobarlas y al organizar ordenadamente la información. El CMD es una solución integral para cumplir con los objetivos del programa de ciencias naturales y de biología de la SEP, relacionados a el cuerpo humano y la salud; específicamente de la estructura, función y cuidados del sistema circulatorio y respiratorio, la importancia de la alimentación, el impacto de las adicciones en la salud, la visión integral del cuerpo humano y la interacción de sus sistemas. El eje específico de interés es el cuerpo humano y la salud, el cual organiza el conocimiento de las principales características anatómicas y fisiológicas del organismo humano, relacionándolo con la idea de que de su adecuado funcionamiento dependen la preservación de la salud y el bienestar físico.

3. El Centro de Medicina Deportiva El Centro de Medicina Deportiva es una aplicación que permite al usuario interactuar con atletas virtuales que poseen determinadas características fisiológicas físicas, con el fin de someterlos a valoraciones y entrenamiento (caminar, correr, etc.) para monitorear su estado de salud. La idea es apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje de ciencias naturales en educación primaria y secundaria. El tema principal del CMD es el cuerpo humano y la salud [2].

Figura 1. Actividades del usuario en el CMD Galileo.

La metáfora del sistema consiste en recrear un Centro de Medicina Deportiva, que es donde se investiga, controla y evalúa el rendimiento físico de los deportistas (en la realidad estas instalaciones son parte de los centros deportivos de alto rendimiento [3], [4]) donde el usuario asume el rol de un médico y entrenador que interactúa con atletas virtuales para valorar y mejorar su condición física.

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El CMD está concebido con la idea de que los alumnos no sólo adquieran conocimientos sino que los descubran y los apliquen en situaciones concretas. El CMD permite al estudiante realizar experimentos que en un laboratorio tradicional requeriría de mucho tiempo e inversión, incluso algunos de los experimentos sólo pueden ser observados con este tipo de simuladores. El CMD es una solución para la enseñanza de anatomía y fisiología de los sistemas respiratorio y circulatorio permitiendo que el estudiante interactúe con un sujeto experimental. El estudiante desempeña el rol de médico deportivo, y puede observar como funcionan dichos sistemas, así mismo puede darse cuenta de los efectos que se producen en los seres humanos al tener hábitos adecuados de nutrición y de actividades físicas. El CMD está desarrollado en un ambiente gráfico multimedia que permite al usuario contar con información visual de los procesos simulados, así como manipular diversos instrumentos y elementos del sistema para contar con una experiencia que incite a la experimentación. Algunas de las ventajas destacables de la simulación son [5]: permite reproducir fenómenos difícilmente observables de manera directa, por motivos de escala de

tiempo y de carencia de instrumental (medir signos vitales durante la actividad física requiere de equipo muy costoso),

el estudiante pone a prueba sus ideas previas acerca del fenómeno que simula mediante la emisión de hipótesis propias,

facilita la comprensión del fenómeno ya que se simplifica el estudio del mismo al seleccionar una parte relevante del mismo (en el caso del CMD solo se simula el sistema circulatorio),

permite que el estudiante modifique algunos parámetros y condiciones iniciales en el fenómeno que se estudia lo que ayuda a establecer relaciones de causa-efecto entre las variables (edad, peso y altura de los atletas vs. condición física, tiempo de actividad, distancia recorrida, etc.),

evita que el alumno realice cálculos numéricos que podrían obstaculizar el aprendizaje del concepto deseado, permitiendo que se concentre en los parámetros que se consideran relevantes (el modelo de simulación es muy complejo como para hacer cálculos a mano).

En el Centro de Medicina Deportiva el usuario puede tener acceso a:

• La zona de prácticas, donde puede realizar cada una de las actividades propias de valoración y entrenamiento como parte de su aprendizaje.

• La zona de expedientes, donde el estudiante tiene acceso a consultar información de los atletas que ha creado y que ha estado entrenando.

• La zona de videos, en la cual se encuentran videoconferencias. En el sistema los estudiantes pueden:

• realizar prácticas para aprender a usar el instrumental de medición (procedimientos casi iguales a la realidad).

• observar el efecto del ejercicio en los atletas virtuales pueden relacionar lo que su sucede con su propio cuerpo.

• desarrollar estrategias para mejorar la condición física de sus atletas. • constatar los efectos de hábitos de vida nocivos en el rendimiento físico. • comparar la condición física de diversos atletas. • observar el cambio de los signos vitales a tiempo real (cosa que en la realidad requiere de equipo

muy costoso).

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4. Estrategia de aplicación del software Para que la herramienta pueda ser usada y aprovechada por profesores y alumnos, deben de realizarse las siguientes tareas:

• Correlacionar el programa de estudio con las capacidades del software educativo. • Sensibilizar a los docentes sobre el uso de la tecnología informática en el proceso de enseñanza-

aprendizaje. • Capacitar a los docentes en el manejo del software educativo. • Capacitar a los docentes en el uso del software educativo en el aula (dinámicas de trabajo).

Adicionalmente debe establecerse un entorno adecuado, el cual consta de:

• un salón acondicionado con sistema de proyección donde el profesor pueda exponer ejemplos, para luego realizar ejercicios en grupo, o

• una sala de cómputo condicionada donde los estudiantes pueden interactuar con su computadora de manera individual, bajo la supervisión y orientación del profesor.

El uso de este simulador permite que el estudiante se motive y realice experimentos siguiendo el método científico. De esta manera el estudiante es estimulado para que descubra el conocimiento, y desarrolle su capacidad de observar y de preguntar, así como de plantear explicaciones sencillas de lo que ocurre en su entorno. Jugar está permitido, pero con un objetivo. El profesor puede usar el CMD en combinación con:

• Actividades de discusión en clase • Actividades manuales • Actividades de medición

Así mismo este simulador propicia la relación con las matemáticas en el planteamiento y resolución de problemas y en el tratamiento de la información. Además algunos de los profesores que han usado el sistema han sugerido su uso como apoyo en educación física. Es importante resaltar que el producto es una aproximación de la realidad física, pero que la información que en él se presenta es con fines educativos, y por ningún motivo debe utilizarse para casos de emergencia médica ni para realizar diagnósticos o tratamientos de enfermedad o condición médica alguna. Se debe consultar a un médico calificado para el diagnóstico y tratamiento de cualquiera y de todos los problemas médicos.

5. Conclusiones Las demostraciones dramáticas, visibles e inesperadas son las más recordadas, y en el caso del Centro de Medicina Deportiva este es el efecto que se ha observado en el público. Al momento de que el usuario alimenta al sistema con las características físicas de una persona, provoca que al principio bromas y comentarios sobre el parecido del atleta virtual con el sujeto real. Pero después la actitud cambia a una reflexión profunda al comparar los resultados de la simulación con la realidad; si la persona no tiene buenos hábitos de alimentación, tiene alguna adicción (al tabaco, por ejemplo) o algún hábito poco recomendable (como el sedentarismo) se nota que su condición física es poca y no podrá hacer ejercicio durante mucho tiempo, lo que implica que deberá hacer ejercicio regularmente para mejorar su salud.

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Otra lección importante es la de la constancia, pues al entrenar a un atleta virtual durante un periodo de tiempo largo, se conseguirá que este pueda estar en actividad mucho tiempo, lo mismo que sucede con los atletas de alto rendimiento (aunque cabe mencionar que en su caso hay cambios fisiológicos importantes que el modelo del sistema no contempla). Esto ha confirmado que cualquier medio que se muestre a los estudiantes debe ser de primera calidad, pues ellos querrán emular lo que se les muestra. En el CMD, el equipo Galileo ha invertido mucho tiempo y trabajo en el desarrollo de los contenidos y animaciones que se han integrado al modelo de simulación, obteniendo una pieza de software educativo entretenida y útil.

Referencias [1] Informe de la Enseñanza de la Ciencia en la Primaria Mexicana Luis A. Orozco. Department of Physics and Astronomy. 1999. http://funk.physics.sunysb.edu/Edu/informe.html [2] La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de naturales en la educación secundaria. Del CARMEN, Luis (coordinador). Barcelona: Ed. Horsori. 1997. [3] Manual del Centro de Medicina Deportiva. E.J. Hernández Valdelamar, et. Al. Fundación Arturo Rosenblueth. 2004. [4] Centro de Medicina Deportiva UPMC http://internationalpatients.upmc.com/Spanish/SportsMed.htm [5] Centro de Medicina Deportiva de la Comunidad de Madrid http://www.madrid.org/deportes/medicina_deportiva/ [6] Internet: un recurso para la formación docente Silvia E. Calderón. Concurso "Educación en la red" - Marzo de 2003 http://www.educared.org.ar/ganadores/calderon.pdf

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