Utilización de experimentos grabados en vídeo en la enseñanza de la microbiologia

INVESTIGACIO N Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS UTILIZACION DE EXPERIMENTOS GRABADOS EN VIDEO EN LA ENSEÑANZA DE LA MICROBIOLOGIA* TEJEDOR, C., LEAL, F. y CHORDI, A. Departamento de Microbiología Facultad de Farmacia Universidad de Salamanca * Realizado en parte bajo los auspicios del XII Plan de Investigación Educativa en el proyecto de Investigación: ((Estudio sobre la educación en Microbiología reestructurando las prácticas de laboratorio y utilizando unidades tutoriales audiovisuales por computador)). SUMMARY This paper describes individualized television instruction involving active Univesity students participation with computer assisted questionary. The experiments on microbial growth and genetics were videotaped. Students collected data directly from the television screen. Student accuracy was found to be excellent. Students found these videotaped experiments with computer assisted questionary an adequate substitute for the laboratory sessions. Videotaped experiments with computer assisted learning, which involve the students directly, are one option to take into account when planning future learning programmes. These have the advantage or providing the student with an experience that migth otherwise be too time consuming, expensive, dangerous or complicated to be performed in a traditional laboratory. 1. INTRODUCCION 1.1. Ciencias experimentales y experimentos En los últimos años, en la ensefianza de la Biología, se acentúa la tendencia a dar mayor importancia y prie ridad a los procesos y fenómenos que acaecen en los individuos y en las poblaciones, prestándose, en consecuencia, cada vez menos atención a las estructuras que participan. Este cambio va acompafiado de otro: un enfoque experimental en lugar de un enfoque descriptivo. periencia de investigación sea llevada a cabo por estudiantes del primer ciclo se requiere que pueda realizarse en un corto intervalo de tiempo. Es importante que al recoger los resultados del experimento el estudiante no haya olvidado las hipótesis, los planteamientos y objetivos del mismo. Por otro lado, existen dificultades para que el alumno compruebe las experiencias o utilice varios duplicados. Estas limitaciones, lógicamente son más acusadas en los estudios de crecimiento de Lógicamente al ser la Biología y por ende la Microbiograndes poblaciones o de muchas generaciones. logia, una Ciencia experimental, este cambio en el enA estas limitaciones por duración del experimento en foque es también bien patente. En la ensefianza ~rácrelación con el tiempo del estudiante, hay que afiadir tica, dicho cambio en el enfoque debería traducirse en otras de no menor importancia: limitaciones de profellevar a cabo más experimentos que explorasen 10s fesorado, de lugar físico (metros cuadrados de laboranómenos microbiol6gicos y menos técnicas de obsertorio por alumno), de material instrumental y de coste vación de los microorganismos. de sostenimiento. 1.2. Dificultades logisticas en la relación de Esto sería aún más acusado si con los experimentos se experimentos intentara conocer, como es lógico, la influencia de las diversas variables que pueden influir en el resultado del Sin embargo, esto no es así en la Microbiología, debifenómeno, do a un gran número de limitaciones. La principal es trabajar ion poblaciones en lugar de indiiiduo;, que Para obviar estos inconvenientes de las ensefianzas necesitan un cierto tiempo (dnimo de 18-24 horas) paprácticas se han utilizado otras tbcnicas que suplemenra encontrarse en el número aecuado. Para que una exten o sustituyan a las clhsicas. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1984, pp. 18.1-186 181 INVESTIGACIO N Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS a, Estudios de datos de segunda mano (obtenidos en experimentos previos) además de datos obtenidos por el propio estudiante. b. Modelos físicos en lugar del sistema viviente c. Modelos matemáticos de un sistema viviente En el presente trabajo presentamos los resultados obtenidos con una variante de la técnica del apartado a: se graba en vídeo el experimento realizado previamente y el alumno toma los datos del vídeo. Se pueden estudiar de esta forma diversas variables y también llejar 4 alumnos por mesa (2 con alumnos por cada lado). Las mesas poseeen instalación completa de agua, luz y gas. También dispone el laboratorio de 6 mesas bajas de 3 metros de longitud con electricidad. Para convertir este laboratorio en un laboratorio de ensefianza personalizada, se dotó a cada una de las 6 mesas bajas de lo siguiente: a) Microordenador personal Cornmodore modelo VIC con una ampliación de memoria de 16k. var a cabo experimentos que exigen una larga duración b) Grabador magnetófono complementario del ordeo espera. nador, con memoria periférica para guardar y cargar los programas. Se eligió el magnetófono para 1.3. Televisión, actitud pasiva y experimentos grabainiciar a los alumnos dada su mayor familiaridad dos en video con su manejo. El uso de la televisión en la ensefianza de la Biología c) Pantalla de TV en color también ha sido objeto de programas y de revisiones d) Magnetoscopio Sony sistem Betamax (Christian 1974). Hall 1975. Harris 1969. Hawkridne 1970, ~ozhariskkya 1976, ~range 1974, ~icker 198i, e) Unidad de disco para el VIC Commodore - Ward 1971), así como de varios estudios comparatiPor razones de economía, las unidades impares vos (Madson 1969, Thronton 19709 Ward 1971) entre tenían diwo y no magnetoscopio y las pares contraotros. En la mayoría de los estudios comparativos se rio. De esta cada dos unidades disporda de magobserva cómo o la TV ahorra tiempo en las netoscopio y de disco. A través de un cable, 10s 6 orenseñanzas pero no aumenta la eficacia. En la estudios denadores empleados acceso a un disco. comparativos con la ensefianza tradicional y con la ensefianza programada se encuentra que no hay grandes diferencias y que sigue siendo aquella la de mayor y más alta efectividad. Russock (1977) también ha estudiado la aplicación de la TV educativa a la ensefianza de la Biología, pero encontrando una reacción apática por parte de los alumnos que atribuye a la actitud pasiva como costumbre habitual frente a la televisión doméstica en las horas de entretenimiento. Esta actitud pasiva es la nota dominante en la mayor parte de los estudios y trabajos sobre la TV educativa. Firstman (1983) encuentra que ni siquiera la TV aumenta los niveles de interés o atención con la imagen en color. La mayoría de los programas de TV, especialmente en los primeros intentos, han consistido en simples grabaciones de las explicaciones dadas en las clases teóricas o prácticas. Posteriormente, se han realizado vídeos con fin de suministrar a los estudiantes experiencia visual de técnicas o de experimentos que de otra manera era imposible llevar a cabo. La gran mayoría de estos documentos audiovisuales están disefiados de tal forma que los estudiantes permanecen pasivos ante los acontecimientos que suceden en la pantalla del Para la elaboración de los programas de ordenador se disponía de una impresora Commodore. Para la edición de los documentos audiovisuales se utilizaba un equipo Sony que se compartía con los Departamentos de Edafología y de Fisiología Animal de la Facultad de Farmacia. 2.2. Características de los documentos audiovisuales Dos vídeos educativos fueron producidos en el Departamento con un equipo compuesto de magnetoscopio Sony y magnetoscopio portátil Sony AVC. Aunque era posible conseguir asistencia profesional, se decidió que fuesen realizados los guiones y las grabaciones de los mismos por los propios profesores de clases prácticas, que tenían experiencia de este nivel educativo. Creemos que es preferible que sea el propio profesor el autor de estos vídeos, aún con menor eqiiino y calidad profesional, que hacerlo al revés, utilizando un gran equipo profesional de TV pero con un mayor desconocimiento del aprendizaje y de la ensefianza de la Microbiología. Incluso la edición de los documentos fue realizada por el propio profesorado. televisor. El primer vídeo educativo se tituló ((Crecimiento de MiEn este estudio se llevó a cabo un intento de individuacroorganismo~)) y consistió sencillamente en una práclizar la TV educativa y conseguir la participación de tica clásica de Microbiología con determinación de la los estudiantes de manera activa. curva de crecimiento de una levadura. El experimento consiste en la determinación del crecimiento mediante 2. MATERIAL Y METODOS nefelometría lo que de hacerse de manera normal significa tomar muestras cada cuatro horas durante un 2.1. Estructura y composición del laboratorio período de 36 horas. A los estudiantes se les exige que tomen los datos de la pantalla (escala del colorímetro) El laboratorio estaba inicialmente disefiado para 24 y que elaboren en papel milimetrado una gráfica con alumnos, con 6 mesas altas de laboratorio para trabaestos resultados. El video recoge los resultados de cre182 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS cimiento en 8 puntos de la curva poblacional. El do- .2.3. Cuestionario de observación por ordenador cumento tiene una cona discusión inicial sobre el creAunque los cuationanos de observación se hacimiento y los efectos que las variables pueden tener ber realizado Eon preguntas imprems, se prefió llevarsobre él. El video resultó tener una longitud de 13 milos a cabo mediante el ordenador, dado que permida nutos y los estudiantes tardaban aproximadamente una una interacci6n y posibilitaba la tutorial y la cohora en acabar esta sesión. El cuestionario de obserrrecei6n del aprendizaje erróneo (ver Figura l), vación se realizaba mediante preguntas por ordenador. - - El segundo vídeo, titulado ((Ingeniería Genética)), recogía el experimento de transferencia de la resistencia a antibióticos ligada a un plásmido. El video recoge la conducta de crecimiento en 9 circunstancias diferentes (cuando se cultivan las dos cepas originales resistentes a uno sólo de los antibióticos, y cuando se cultiva la conjugante de estas dos cepas, tanto en el medio que contiene uno solo de los antibióticos como ambos). Este experimento iba precedido de una pequefía introducción. Tenía una duración aproximada de 12 minutos y los estudiantes requerían de 40 a 60 minutos para completar esta lección, es decir, la parte de observación del video y la posterior realización del cuestionario de observación mediante el ordenador. Los programas se realizaron en Basic. Se disefíaron para que los alumnos tomasen los datos de los experimentos observados en video. Para ello se insistfa a los estudiantes en que observasen el video con el fin de recoger los datos que aparecen en la pantalla, parando el magnetoscopio si fuera necesario, para conseguir una medición exacta o la recogida de una medida con precisión. Por otro lado, desde el primer momento, los alumnos conocían que los cuestionarios de observación constaban de preguntas sobre lo que estaban observando en el vídeo y sobre las características de las técnicas o los datos que se obtenían en los experimentos. Al realizar los cuestionarios de observación con ordenador, se poFIGURA 1 PREGUNTA 1 y-r--i Acierto t respuesta correcta PREGUNTA 2 a PREGUNTA n ( PREGUNTAS FALLADAS I EVALUACION ii Figura 1.- Esqiiema de los Cuestionarios de Observación. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS día verificar si la toma de datos era acertada y se podía informar o corregir la toma de datos errónea. En estos programas, ante un dato erróneo o inexacto, el ordenador aconseja verificar ese dato o cifra en el vídeo. Finalmente, al utilizar el ordenador es posible la realización de gráficas y tablas con los resultados, así como utilizar su potencial de cálculo. Por otra parte se diseflaron estos cuestionarios como tutoriales (tratando no sólo de evaluar al alumno sino también de ayudarle a comprender e interpretar mejor los resultados). Para ello se exponían diversos supuestos de resultados, diferentes a los obtenidos en el experimento, y se solicitaba del alumno su interpretación. En caso de duda o error el ordenador presentaba la interpretación correcta. 2.4. Alumnos Los experimentos grabados en vídeo se aplicaron a los alumnos de Microbiología de 3" de Farmacia. El colectivo estaba compuesto por más de 180 alumnos repartidos en tres grupos. Los documentos se introdujeron dentro de un plan general de prácticas durante el curso 1982-1983. Por diversas circunstancias, s61o 122 alumnos vieron los vídeos, realizaron los cuestionarios de observación y contestaron la encuesta. 3. RESULTADOS Y DISCUSION 3.1. Seguridad en la recogida de datos Se analizó la seguridad y reproductividad en la recogida de datos y si los valores obtenidos de la TV eran recogidos de manera correcta por los estudiantes. Se puso especial empefio en conocer si los tiempos, las densidades, las frecuencias o las longitudes de onda eran recogidas correctamente por los alumnos en comparación con las prácticas tradicionales en las que el alumno obtiene los datos de los propios aparatos en lugar de la TV. No existieron diferencias significativas entre los datos recogidos de manera tradicional y los datos recogidos de la TV. Es más, sorprendió el grado de seguridad de la recogida de datos a través de la pantalla del televisor. Existía incluso menos desviación que cuando se estudiaban los cuadernos de la recogida de datos a través de los propios experimentos realizados de manera tradicional. Se observó, por lo tanto, que es posible obtener el mismo grado de fiabilidad usando experimentos grabados en vídeo que usando los métodos experimentales tradicionales, y suponemos que dicho grado de fiabilidad puede obtenerse en la mayoría de los experimentos susceptibles de ser grabados en video. Dicho de otro modo, la falta de reproductividad en la recogida de datos no es un factor limitante e importante en la utilización de los experimentos grabados en vídeo como un medio educativo. Por otro lado, con la recogida de datos se estimulaba la participación activa de los alumnos evitándose así la actitud pasiva que los mismos podrían presentar frente a los experimentos o las ttcnicas visualizadas. De la observación de estos experimentos se deduce que ni la falta de seguridad en los datos obtenidos, ni la actitud pasiva de los estudiantes frente a los experiemntos observados en la TV pueden ser un verdadero obstáculo para utilizar los vídeos educativos como método de ensefianza. Es más, se encontró en los alumnos, como se evalúa más adelante, una actitud positiva hacia los experimentos grabados en video. 3.2. Evaluación de los experimentos y cuestionarios .de observación por los estudiantes Los experimentos grabados en vídeo formaban parte del curso de prácticas habitual de la asignatura. Los 122 estudiantes de Microbiología de 3" curso de Farmacia, no fueron previamente informados de las intenciones de estos experimentos, sino que éstos fueron introducidos formando parte del curso normal de prácticas. Dado que ambos vídeos estaban en la forma de mini-cursos audiovisuales con cuestionarios de observación mediante ordenador, es posible que los alumnos pudieran haber captado que se estaba haciendo un estudio del potencial de este tipo de medios. La tabla 1 presenta las 11 preguntas que se realizaron a los estudiantes una vez finalizado el curso de prácticas (concretamente el día del examen final), así como las respuestas a las mismas. Las 3 primeras preguntas eran sobre la calidad de la imagen, de la voz o de la información suministrada en los experimentos. Las preguntas 4 a 7 estaban en relación con el interés que los experimentos despertaban en los propios alumnos. Finalmente, las preguntas 8 a 11 estaban en relación con los cuestionarios de observación efectuados mediante el ordenador. La pregunta número 7 fue la que dio una media más baja, lo cual es un resultado esperado y lógico. También dio una media bastante baja la pregunta número 2, debido a que en algún video hubo algún problema de sonido, aunque no fueron precisamente los de estos dos experimentos, sino en otros previos sobre técnicas de Microbiología. A excepción de estas dos preguntas, el resto, como se observa en la Tabla 1, dio unos valores medios superiores a 3.5, lo que indica la fuerte satisfacción de los estudiantes con este complemento o sistema educativo. En cambio, los resultados de la pregunta 7 indican que gran parte de los estudiantes prefieren llevar a cabo los experimentos de forma directa y personal. Nos sorprendieron los resultados de la pregunta número 11, al ver la efectividad de los cuestionarios de observación en la corrección de errores, en la interpretación de resultados así como en la adquisición de conocimientos. 3.3. Evaluación por los profesores Independientemente de la evaluación por parte de los alumnos, los profesores que intervinieron en las clases ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS TABLA 1 EVALUACION DE LOS EXPERIMENTOS EN VIDEO (l=fuerte disconformidad, 2=discop formidad, 3= neutro, 4=conformidad, 5=fuerte conformidad) Preguntas 1.- La imagen de los experimentos era clara y bien visible 2.- La calidad y claridad del sonido era buena 3.- Las instrucciones y la información eran clg ra y fáciles de seguir 4.- Encontré los experimentos interesantes 5.- El sistema de recogida de datos de los experimentos mediante la TV me parece intere sante 6.- No encontré problemas o dificultades en la recogida de datos de los experimentos 7.- Si pudiese elegir, prefería llevar a cabo estos experimentos a través del vídeo en lugar de la realización personal del expe rimento 8.- Los cuestionarios de observación mediante el ordenador al final del experimento me parecieron útiles en general 9.- Los cuestionarios de observación al final del experimento me hicieron comprender más la finalidad del experimento 10.- También me permitieron comprender mejor la interpretación de los resultados 11.- En alguna ocasión me sirvieron para corregir errores en los datos recogidos, en su interpretación, o en los conocimientos Media Var. standard prácticas mostraron una actitud favorable y una res1. Los experimentos grabados tienen la ventaja de propuesta entusiasta a la utilización de los experimentos veer al estudiante de una experiencia que de otra magrabados en la enseíianza práctica. Entre las razones, nera no conseguiría, al poner de manifiesto unas técventajas y posibilidades aducidas por los seis profesonicas o experimentos que normalmente no pueden res que intervinieron en este ciclo, cabe destacar las realizarse por carencia de medios o de tiempo. siguientes: ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS 185 -- INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS 2. Tiene la ventaja de suministar al estudiante una extalaciones y equipo (cultivo de tejidos, preparación periencia de conjunto centrada en lo importante y de vacunas víricas, experiencias en animales granfundamental. Esto se vio particularmente interesante des, etc.). en los más cOmplejosy que consumen 5. El estudiante puede permanecer activo mediante la mucho tiempo, requieren muchas técnicas y cuyos resultados tardan muchas semanas en obtenerse, recolección de datos de la pantalla del TV, obteniendo medidas, presentando los datos en forma de re perdiéndose la relación entre hipótesis, planteamienlaciones funcionales, gráficas, etc. to y resultados. 6. Un experimento grabado en video tiene la ventaja 3. Con experimentos grabados se puede evitar el riesadicional de que el profesor observa exactamente go de manejar microorganismos de alto poder inlo que el alumno ve, así como conoce con exactitud feccioso pudiéndose enseflar o mostrar experimenlos resultados que se obtienen, con lo que se puetos o características de los mismos. den enjuiciar perfectamente las conclusiones que sa4. El alumno puede obtener experiencia visual de téccan los alumnos a partir de esos datos y la interprenicas y experimentos que no es posible realizar en tación de los mismos, así como su representación. el laboratorio de prácticas por falta de medios, insREFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS CHRISTIAN, S.R., 1974, CCTV in the teaching of Biology, PRANGE, W.E. y BELLINGHAUSEN, C.R., 1974. Index Visual Education, Vol. 6, pp. 1-14. to college TV courseware. A comprehensive directory of FIRSTMAN, A., 1983, A comparisori of traditional and TV credit courses and concept modules distributed on video lectures as a mean of instruction in Biology at a commutape and film. Winsconsin Univ. Green Bay. Computerinity College. D. Practicum Nova University, pp. 33. zed Courseware Clearinghouse. pp. 178. HALL, G., 1975, Biology and Phisical Science, Education RICKER, K.S., 1981, Optical media bring Biology to visually in Science, Vol. 61, pp. 18-20. impaired students, Science Teacher, Vol. 48, pp. 36-37. 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