Principios

Future Reflections: Volumen 35, Número 2 Problema especial: Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM)

Nunca eres demasiado joven para STEM

por Marilyn Winograd y Lillian Rankel

Del editor: Marilyn Winograd, profesora de personas con discapacidad visual, y la Dra. Lillian Rankel, profesora de ciencias, trabajan juntas para compartir técnicas y estrategias para incluir a estudiantes ciegos o con baja visión en todos los aspectos de la educación científica. Han realizado presentaciones a profesores de personas con discapacidad visual y padres de niños ciegos en todo el país, y han dirigido talleres prácticos con niños de todas las edades y habilidades. Su libro Out Of Sight Science Experiments (Experimentos Científicos Fuera de Vista), publicado en Braille y en letra grande por National Braille Press, contiene treinta y dos experimentos paso a paso para que los niños ciegos los realicen en casa o como parte de un proyecto de ciencias. También son coautores de numerosos artículos sobre la adaptación de clases de química y laboratorios para estudiantes ciegos. Puedes encontrar más información sobre su trabajo en <www.sciencefortheblind.com>.

[FOTO/TÍTULO: Experimento infantil para aprender qué objetos flotarán en un recipiente con agua.] 
[FOTO/TÍTULO: La naranja se hunde hasta el fondo de una taza de agua mientras la cáscara flota encima].
[FOTO/TÍTULO: Un niño experimenta con Alka-Seltzer y agua en una bolsa para crear dióxido de carbono].

¿Un niño de dos años realizando actividades STEM? Nunca es demasiado pronto para introducir a los niños a la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. Al brindarles materiales temáticos para la exploración práctica, los niños ciegos y con baja visión pueden experimentar y divertirse con STEM a una edad temprana. Se pueden introducir y diferenciar actividades similares para niños de otras edades y habilidades. La exposición a STEM a una edad temprana conducirá a la integración y el éxito en futuras clases y carreras. Necesitamos enfatizar la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas para asegurar que nuestros hijos estén preparados para la universidad y las carreras del mañana.

Se pueden realizar actividades prácticas sencillas de STEM con materiales que se encuentran en la casa. Las actividades STEM pueden ser divertidas para toda la familia y también pueden traducirse en habilidades para la vida. Las actividades STEM sencillas se pueden realizar con niños de dos años. Por ejemplo, verter agua de un recipiente en dos recipientes, absorber agua con una esponja y exprimirla, hacer correr autos de juguete por una rampa o sostener un cubito de hielo mientras se derrite y se convierte en agua líquida son sólo algunas de las actividades STEM que son divertidas para los niños pequeños. Cuando los niños exploran actividades STEM a una edad temprana, aprenden que la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas pueden ser juegos interesantes y divertidos. Esta actitud positiva puede conducir al éxito académico y a carreras potenciales en el futuro.

Sin tocarlo, ¿se puede levantar un cubo de hielo?

En este sencillo experimento, levantarás un cubo de hielo flotante con una cuerda y un poco de sal de mesa. Remoja el hilo en el agua y colócalo encima del cubo de hielo. Espolvorea un poco de sal en el hilo donde toca la superficie del cubo de hielo. Espera aproximadamente un minuto y saca el cubo de hielo del agua con el hilo, que ahora está congelado en el hielo.

La sal derritió el cubo de hielo donde lo tocaba el hilo. Luego, el cubo de hielo frío volvió a congelar el agua, congelando el hilo del cubo de hielo.

¿Puedes levantar dos cubos de hielo al mismo tiempo con un trozo de cuerda?

¿Puedes diseñar un barco de papel de aluminio que pueda contener monedas de un centavo? 

Llena un tazón o cacerola grande con cuatro pulgadas de agua. Tome un trozo de papel de aluminio de seis por seis pulgadas y dale forma de bote. Haz flotar el bote de aluminio en el agua. Añade monedas de un centavo a la vez hasta que el barco se hunda.

Utilice un nuevo trozo de papel de aluminio del mismo tamaño y rediseña el barco para que pueda contener más monedas de un centavo. Como desafío, intenta hacer un bote de tres por tres pulgadas y descubre cuántas monedas de un centavo puede contener manteniéndose a flote. Deja toallas de papel a mano para limpiar los derrames.

La nariz lo sabe

¿Puedes adivinar qué hay dentro de un huevo de plástico sin abrirlo? Utilice unos huevos de Pascua de plástico que se abran y tengan agujeros en la parte inferior. Ponga una pizca de especia o un trozo de fruta o verdura en cada huevo y ciérrelo. Cebolla, naranja, canela, café, menta, ajo, albahaca, limón y plátano son algunas buenas opciones. Intente identificar cada olor olfateando los agujeros de los huevos de plástico.

Otra actividad es meter cada fruta o verdura en dos huevos. Luego una los olores de un grupo de huevos.

¿Qué flota y qué se hunde?

Usando un recipiente lleno con seis pulgadas de agua es una buena manera de probar qué flota o se hunde. Encuentre objetos varios en la casa, como palos, cucharas de plástico, piedras, autos de juguete, bloques, lápices y crayones. Examine cada objeto y prediga si flotará o se hundirá. 

Ahora pruebe sus predicciones. Uno a uno, deje caer cada objeto en el recipiente y observe si flota sobre el agua o se hunde hasta el fondo.

Haz tus propias gomitas

Todo lo que necesitas es un poco de gelatina en polvo (con azúcar), un vaso de plástico vacío de tres onzas, una pajita para beber, un vaso de tres onzas lleno hasta la mitad con agua y una cuchara.

Pon dos cucharadas de gelatina en polvo en el fondo del vaso de plástico vacío. Sumerge la pajita en el vaso con agua hasta que toque el fondo del vaso. Coloca tu dedo sobre la parte superior de la pajita para mantener el agua en la pajita. Ahora sostén la pajita que contiene el agua sobre el centro del vaso que contiene la gelatina en polvo. Suelta el dedo para que el agua caiga sobre el polvo. ¡Espera un minuto y luego toma la gominola! (Se puede usar un gotero de medicamento precargado con seis a ocho gotas en lugar de una pajita).

¿Quieres ir a pescar sin salir de casa?

Primero necesitarás una caña de pescar. Utiliza un palito de helado o una clavija de seis a ocho pulgadas de largo. Cuelga un imán con forma de rosquilla de una cuerda atada a un extremo. Corta hojas de cartón, cartulinas o platos de cartón con formas de peces. Coloca un clip junto a la boca de cada pez. Puedes poner un número en Braille o en letra grande en cada uno de los peces. Para un estanque de peces, usa una bandeja de plástico o aluminio, una caja poco profunda o un tazón grande.

Ahora es el momento de ir a pescar. Deja caer los imanes en el estanque de peces. Atrapa los peces levantándolos cuando los imanes se adhieran a los clips.

Puedes poner los peces en orden numérico o hacer problemas de suma y resta con los números de los peces que se pescan. Pesca con un compañero y suma los números de los peces que pesca cada uno. ¡El que tenga el total más alto gana!

Como forma alternativa de jugar este juego, cuando cortes el pez, córtalo en diferentes tamaños. El que pesque el pez más grande es el ganador.

¿La naranja se hundirá o flotará?

Corta una naranja en cuartos. También necesitarás un balde pequeño o un tazón grande lleno de agua y una bandeja de trabajo para recoger el agua que pueda derramarse o salpicar. Predice lo que crees que sucederá y luego pruébalo.

Coloca una rodaja de naranja, con la cáscara, en el balde de agua. ¿La rodaja de naranja flota o se hunde?

Ahora saca la rodaja de naranja del agua y quítale la cáscara. De nuevo, predice lo que sucederá. Vuelve a poner la rodaja en el agua. ¿Flota o se hunde?

Coloca la cáscara de naranja en el agua. ¿La cáscara flota o se hunde?

Acabas de descubrir que la cáscara de naranja actúa como un chaleco salvavidas para la naranja. La cáscara tiene pequeñas burbujas de aire que la ayudan a flotar. El gajo de naranja se hunde sin cáscara o chaleco salvavidas, porque es más pesado que el agua.

¿Alguna vez hiciste una búsqueda del tesoro magnética?

Consigue un imán fuerte y camina por tu casa, tratando de encontrar objetos que lo atraigan. ¿Funcionará el imán a través del agua? ¿Funcionará a través del papel? ¿Funcionará a través del cartón o plástico? ¿Se sentirá atraído por partes de tus zapatos?

¿Por qué escuchamos sonidos?

El sonido es energía que se produce por vibraciones. Podemos explorar fácilmente haciendo diferentes sonidos. Reúne elementos como una percha de alambre, una espátula de metal y cubiertos de metal de varios tamaños. Ata un trozo de cuerda a cada artículo.

Haz que su hija o hijo sostenga cada artículo por la cuerda. Toca cada uno con una regla. Escucha el sonido que hace cada elemento.

Toca el objeto que cuelga de la cuerda cuando emita un sonido y siente la vibración. Amarra una cuerda a una percha y envuelve cada extremo alrededor de un dedo. Coloca tus dedos en tus oídos. Luego, golpea el perchero contra un escritorio para escuchar la conducción del sonido a través de tus dedos hasta tus oídos.

¿Te gustaría hacer una bolsa de gas?

Podemos producir dióxido de carbono, el gas que se encuentra en las bebidas gaseosas y en nuestra atmósfera. Para empezar, consigue una bolsa Ziploc de un cuarto de galón. Pon dos cucharadas de agua en la bolsa, teniendo cuidado de mantener seco el cierre.

Cierra la bolsa hasta la mitad. Coloca dos tabletas de Alka-Seltzer en la bolsa de agua y ciérrela rápidamente. Agita la bolsa suavemente para humedecer las tabletas de Alka-Seltzer. Siente cómo las tabletas se disuelven a través de la bolsa de plástico.

Coloque la bolsa de plástico cerca de tu oreja y escucha el chisporroteo del gas a medida que se forma. Siente cómo la bolsa se hincha como una almohada a medida que se libera el gas.

¿Qué tipo de cosas se disuelven en el agua?

Disolver significa que una sustancia se rompe en partículas muy pequeñas y se esparce uniformemente por toda el agua. Utiliza algunos vasos de plástico llenos hasta la mitad con agua y junta algunas cosas para probar si se disuelven. Puedes probar con azúcar, sal, arena, galletas, hilo, cereal, dulces y una bebida en polvo.

Haz algunas predicciones sobre lo que se disolverá y comienza a hacer pruebas. Pon una cucharada de sal en una taza de agua hasta la mitad. Revuelve con los dedos para sentir si la sal arenosa se disuelve. Revuelve durante unos minutos para que la sal tenga la oportunidad de disolverse. ¿Ha desaparecido la sal?

Prueba con otras sustancias. ¿El agua caliente disuelve las cosas más rápido o más lentamente que el agua fría?

Pensamientos finales

¿Cómo preparamos a los estudiantes para pensar y trabajar en un entorno global? Este proceso no sucederá de la noche a la mañana. Comienza con una exposición efectiva, a una edad temprana, a la instrucción STEM. Proporcionar a los niños experiencias basadas en la investigación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas es la clave para desbloquear el mundo que los rodea. Durante los primeros años se enseñan y dominan muchas habilidades fundamentales. A través de la integración STEM, los niños obtienen exposición y experiencia en muchas áreas:

• Seguir instrucciones
• Desarrollo motor fino y grueso
• Sentido matemático
• Preparación para la lectura
• Desarrollo del lenguaje

Las actividades STEM fomentan el pensamiento, la resolución de problemas, la observación y el sentido de exploración. Los jóvenes estudiantes no sólo dominarán las habilidades requeridas; también podrán abrir las puertas que tienen ante ellos y entrar en nuestro entorno global, competentes y preparados.

Criado en ciencias: Cómo los padres pueden educar a un científico ciego

por Geerat J. Vermeij

Del editor: El Dr. Geerat Vermeij es un científico de renombre mundial especializado en conchas. En 1992 fue honrado con la beca MacArthur “Genius”. Está profundamente comprometido a alentar a los jóvenes ciegos a seguir carreras científicas. En este artículo describe las primeras influencias que lo llevaron a su pasión por el estudio científico.

Desde que era un niño totalmente ciego, la ciencia ha estado en el centro de mi vida. ¿Cómo pasó esto? ¿Acaso la ceguera no impediría automáticamente una educación científica, y mucho menos una carrera en investigación y enseñanza de biología y ciencias de la tierra en las principales universidades?

El campo de las estadísticas nos dice que a veces suceden cosas improbables y que muchas circunstancias inusuales deben unirse para convertir una esperanza soñada en realidad. En mi caso destaca una circunstancia excepcional. Mis padres no sólo despertaron y alimentaron mi ardiente curiosidad por la naturaleza y cómo funciona el mundo; también me permitieron transformar esa fascinación en una carrera profundamente satisfactoria como académico. ¿Qué hicieron bien?

Antes de responder esa pregunta, conviene hacer una breve introducción a lo que hago en los campos que elegí. Me describo como un biólogo/paleobiólogo evolutivo. Soy un científico que estudia, enseña y escribe sobre animales y plantas vivos y fósiles. Al realizar estudios en sitios de investigación y en museos de todo el mundo, pregunto cómo la selección natural ha dado forma no sólo a organismos individuales sino a ecosistemas completos a lo largo de la tumultuosa historia de la Tierra. ¿Cómo se han adaptado las plantas, los animales y sus enemigos entre sí en distintos momentos y en entornos contrastantes, desde los polos hasta el ecuador, desde las selvas tropicales hasta las profundidades del mar y desde los arrecifes de coral hasta los arroyos de agua dulce? ¿Qué causa la extinción y cuáles son sus consecuencias? ¿Cómo superan las limitaciones históricas los procesos económicos que rigen los asuntos humanos y la evolución de la vida?

Aunque la mayor parte de mi trabajo se ha concentrado en las conchas de los moluscos (almejas, caracoles y sus parientes), también he profundizado en el estudio de plantas, cangrejos, peces, grandes mamíferos marinos, la economía, la geografía de la vida y la Influencia humana en la biosfera de la Tierra. Hasta el momento, este trabajo ha dado lugar a la publicación de seis libros y cerca de 250 artículos científicos. He enseñado continuamente durante cuarenta y cinco años, primero en la Universidad de Maryland, College Park; y durante los últimos veintisiete años en la Universidad de California, Davis. Como parte de mis funciones, reviso numerosos artículos científicos escritos por otros, edito revistas científicas, dirijo investigaciones de estudiantes de posgrado y me dedico al servicio público impartiendo conferencias y participando en los asuntos de los principales museos aquí y en el extranjero. El único deber que se espera de un profesor, y que he logrado evitar en gran medida, es el de la administración, para la cual tengo poco talento y menos paciencia.

Para prepararme para esta vida académica, tomé cursos rigurosos de física, química, matemáticas (a través de ecuaciones diferenciales), idiomas (alemán y francés, y aprendí español durante mis viajes) y, por supuesto, biología y geología. Continúo leyendo compulsivamente en muchos campos y agrego diariamente notas sobre las decenas de miles de publicaciones científicas que he leído hasta la fecha a mi vasta biblioteca en Braille. Además, mantengo una gran colección de investigaciones en la que todos los especímenes (la mayoría recolectados por mí) llevan etiquetas detalladas en Braille.

Nadie hace este trabajo de la nada. Intangibles como la curiosidad, la creatividad, una sólida ética de trabajo, una mentalidad exploratoria y cuestionadora y la objetividad que exige el modelo de pensamiento científico no surgen de la nada. Estos deben ser encendidos, alentados y moldeados. Los profesores (y he tenido algunos destacados en todos los niveles de mi educación) obviamente tienen una profunda influencia en el proceso de fomentar la pasión y convertirla en el trabajo de una vida. Pero los padres y otros miembros de la familia, con quienes el niño pasa más tiempo que con cualquier otra persona, ejercen la mayor influencia. Inculcan las cualidades que son esenciales para el éxito en la vida, incluida una vida en la ciencia.

Pasé los primeros nueve años de mi vida en los Países Bajos. Entré en mi primer internado para ciegos antes de cumplir cuatro años. Vivía en un departamento modesto en Gouda con mis padres y mi hermano mayor, Arie. Nuestra unida familia nunca fue rica financieramente, pero éramos ricos en todos los demás sentidos. Tan pronto como aprendí Braille a los cuatro años de edad, mis padres y mi hermano también dominaron la escritura Braille con la pizarra y el lápiz. Cada miembro de la familia comenzó a transcribir libros. Mi padre y mi hermano se volvieron expertos en hacer ilustraciones y mapas en relieve presionando un lápiz sobre una hoja de papel Braille colocada sobre un trozo de mosquitero pegado a madera contrachapada.

Desde el principio, mis padres me hicieron examinar todo al tacto. Mi padre, que se había formado en horticultura (aunque nunca trabajó en el campo profesionalmente), tenía mucho conocimiento de las plantas y era un agudo observador de la naturaleza. Con frecuencia salíamos en bicicleta a los pólderes de los alrededores, extensiones de tierra recuperadas por el mar. Allí pasamos horas explorando zanjas, recogiendo flores y escuchando pájaros. En los cálidos días de verano íbamos a la playa de Scheveningen, donde recogí mis primeras conchas. En casa pasaba horas examinando cuidadosamente las conchas que coleccionaba, así como las piñas, bellotas y piedras que había acumulado en la escuela. Constantemente me describían cosas que no podía experimentar directamente con la firme creencia de que el mundo, en toda su variedad, estaba ahí para ser observado, disfrutado y comprendido.

Nuestro traslado a la zona rural de Nueva Jersey abrió un reino de naturaleza completamente nuevo para explorar. El extraordinario contraste con los monótonos paisajes de los Países Bajos despertó en mí los inicios de una perspectiva científica. Empecé a hacer preguntas sobre la naturaleza y, a los diez años de edad, comencé una importante colección de conchas.

Mis padres alentaron con entusiasmo mi incipiente pasión. Leyeron y copiaron más libros, construyeron gabinetes básicos con viejas cajas de madera para albergar mi creciente colección y continuaron actuando como guías turísticos las veinticuatro horas del día. Arie y yo cultivamos plantas en macetas para medir qué tan rápido crecían y juntos leímos sobre el mar y sobre lugares lejanos. Nuestra lectura estimuló una fascinación por la geografía que compartimos hasta el día de hoy. Mi madre pasó incontables horas leyéndome sobre la naturaleza y luego leyó sobre temas técnicos de los que no sabía nada.

Si mis padres y profesores tenían alguna duda sobre hacia dónde conduciría este creciente interés científico, nunca me la expresaron. Al contrario, saludaron este período tan importante de mi desarrollo con entusiasmo y estímulo puros. Todos los miembros de la familia estaban plenamente comprometidos con los placeres de la exploración, el descubrimiento y el aprendizaje.

¿Qué podemos extraer de estos detalles? Por supuesto, es difícil generalizar a partir de los años de formación de un niño, pero algunos puntos parecen destacarse. Quizás lo más importante es que mis padres alentaron firmemente la curiosidad, la observación y la atención sostenida, tres de las cualidades necesarias para tener éxito en la ciencia. Mi familia no se veía afectada por los dogmas religiosos y se esperaba que la investigación intelectual fuera algo natural.

Mis padres tenían el deseo de vernos a Arie y a mí triunfar en cualquier cosa que quisiéramos hacer. No nos empujaron hacia ninguna carrera en particular. De hecho, mis padres probablemente no tenían idea de cómo sería una carrera científica. Sospecho que no pensaron mucho en el asunto, creyendo más bien que algo funcionaría siempre y cuando nos lo propusiéramos. Mis profesores se hicieron eco de esta actitud despreocupada, aunque podrían haber pensado que mis pasiones por las conchas y la ciencia eran fantasías pasajeras.

Para resumir estas ideas, deseo hacer las siguientes ocho sugerencias a los padres y profesores de niños ciegos con aptitudes e interés en las ciencias:

• Perfeccione las habilidades de observación del niño permitiéndole examinar objetos de todo tipo cuidadosamente y a fondo.
• Insista en el uso del Braille y, si es posible, apréndalo usted mismo.
• Involucre también a los hermanos del niño en este esfuerzo.
• Para tener una idea de cómo funcionan las cosas, construya y desmonte estructuras, desde máquinas complejas hasta artículos domésticos cotidianos.
• Fomente la lectura, incluidos los libros o artículos que puedan parecer demasiado avanzados.
• Cree una atmósfera permisiva de exploración, adquisición de conocimientos, interrogación de la naturaleza y cuestionamiento de la autoridad.
• Proteja la libertad del niño para elegir y abstenerse de trazar unilateralmente su futuro.
• Promueva una ética de trabajo sólida, una gran capacidad de atención y la voluntad de asumir riesgos informados.
• Empiece temprano y no dependa únicamente de la escuela.

Ninguno de estos consejos es fácil de seguir. Depende mucho de la disposición tanto de los padres como del niño. Mi experiencia como profesor me ha convencido de que es difícil infundir entusiasmo por un tema determinado y, en ocasiones, el esfuerzo resulta infructuoso. Por otra parte, cuando uno tiene éxito, es inmensamente satisfactorio para todos los involucrados. No hay nada como la emoción de la percepción, el orgullo de ver a otro individuo crecer y desarrollarse hasta convertirse en un erudito reflexivo y emprendedor, y la satisfacción de contribuir a la sociedad como una persona científicamente alfabetizada.

Algunas personas podrían argumentar que la curiosidad y la capacidad de observar son algo natural en los niños. Quizás lo hagan, pero si es así, estas cualidades se aplastan fácilmente y a menudo no se desarrollan. En mi experiencia, la observación es una habilidad que debe ser perfeccionada y cultivada. La curiosidad debe ir acompañada de diligencia, objetividad y una disposición inquisitiva para que florezca en una investigación organizada. La ciencia es un método, una forma de describir y explicar fenómenos; es una disciplina, un hábito mental que implica la exploración, el reconocimiento de regularidades, la prueba objetiva de posibles explicaciones, la capacidad para unir hechos aparentemente no relacionados y el coraje para probar cosas y asumir riesgos sin garantía de éxito. El desarrollo de esta visión científica del mundo exige una atención sostenida y un refuerzo por parte de padres y profesores en un entorno donde el placer del descubrimiento y la comprensión siguen siendo primordiales.

Estos puntos se aplican, por supuesto, tanto a los niños videntes como a los ciegos y a sus mentores. Sin embargo, los desafíos son especialmente intimidantes para los ciegos. Los padres tienden a sobreproteger a sus hijos ciegos y a no ser conscientes de que el mundo sensorial de sus hijos ciegos es diferente al suyo. Lo más importante que pueden hacer los padres de niños ciegos es brindarles experiencias y traer el mundo invisible a la conciencia del niño a través de la descripción, el tacto, la lectura y la acción.