Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico

Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 51 Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico aGRaso Fins eiRexas santaMaRía MaRía pilaR jiMénez aleixandRe xulio GutiéRRez RoGeR Universidad de Santiago de Compostela Resumen: En este trabajo se discute un ejemplo de cómo incorporar las dimensiones de la educación ambiental al trabajo de aula en el marco de la asignatura de Ciencias de la Tierra y del Medio ambiente. Para ello se implica activamente a los estudiantes en la resolución de los problemas reales de su entorno persiguiendo que desarrollen la conciencia y la preocupación por los problemas ambientales así como el reconocimiento de su responsabilidad en los mismos. Palabras clave: sostenibilidad, impacto ambiental, gestión de recursos, renovable, problema auténtico. Abstract: In this work an example is discussed of how within the framework incorporating the dimensions of the environmental education to the work of classroom in the context of Earth and environmental science is discussed. For this, it is implied actively to the students in the resolution of the real problems of its surroundings persecuting that develop to the conscience and the preoccupation by the environmental problems as well as the recognition of their responsibility in such. Key words: sustainability, environmental impact, management of resources, renewable, authentic problem. Résumé: Tout au lors de ce travail on développe un exemple de comment incorporer les dimensions de l’Éducation Environnementale au travail de classe, dans le cadre de la matière “Sciences de la Terre et du Environnement“. Pour cela on implique de façon active les étudiants dans la résolution des problèmes réels de leurs environs, en essayant de développer la conscience et la préoccupation réelle vis-à-vis des problèmes du milieu naturel, ainsi que la reconnaissance de leur responsabilité dans les mêmes. Mots clés: Développement durable; impact environnemental; démarche de recours; renouvelable; problème réel. Fecha de recepción: 12-03-07 Fecha de aceptación: 16-04-07 Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 52 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 1. Educación “a favor” del medio y conflictos ¿Qué entendemos por educación ambiental? ¿Qué significa educación “a favor” del medio? ¿Es lo mismo educación ambiental que educación para el desarrollo sustentable? ¿Cómo puede llevarse a cabo este tipo de educación “a favor” del medio en el aula? La educación ambiental es una educación con una orientación “para” o “a favor” del medio. La orientación “a favor” del medio significa que se desarrollan actitudes de respeto y protección del medio ambiente comenzando por el más próximo. Lucas (1980) considera que la verdadera educación ambiental debe tener una orientación “a favor” del medio y no sólo “sobre” o “en” el medio. Según esta idea no sería una verdadera educación ambiental sólo el estudio de la ecología o la observación directa del medio en salidas al campo. Para Lucas la educación “en” el medio es la que considera al medio como un recurso didáctico, la educación “sobre” es la que convierte al medio en un contenido curricular de particular importancia y la educación “a favor” del medio tiene como fines y objetivos fundamentales la protección, conservación y mejora del medio. Para nosotros una idea fundamental a trabajar en clase es la de la responsabilidad individual y el conflicto que existe entre las acciones “a favor” del medio y la repercusión que éstas tienen en nuestro estilo de vida. Según Gräsel (2000), existen dos tipos de comportamiento relativos al medio. Las acciones ecológicas de bajo coste son aquellas cuya realización diaria es relativamente fácil, como depositar los plásticos en el contenedor adecuado. La puesta en práctica de acciones de alto coste implica renunciar a algo o reducir el confort de nuestra vida cotidiana. Estas acciones conllevan un gran esfuerzo individual, por ejemplo, duchas cortas para reducir el consumo de agua, mejorar los hábitos de consumo o utilizar transporte colectivo. Hacer explícito en clase (y en los medios de comunicación) el coste de las medidas “a favor” del medio, puede ayudar al desarrollo de la responsabilidad individual. Creemos que sería poco efectiva una educación ambiental que llevase a realizar propuestas sobre lo que deben hacer “los demás” (administración, empresas, etc.) olvidando lo que nos corresponde a cada uno de nosotros. La educación para el desarrollo sustentable comparte con la educación ambiental “a favor” del medio estos objetivos de desarrollar la responsabilidad ambiental, incluyendo una perspectiva de solidaridad intergeneracional. Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 53 El artículo analiza una experiencia llevada a cabo en un instituto de Pobra do Caramiñal (Galicia) con alumnado de 2º de bachillerato. Se trata de una actividad estructurada como un problema auténtico sobre el uso de la energía, en la que se aborda el estudio de la argumentación de los alumnos y cómo utilizan los datos disponibles para tomar una decisión eligiendo un sistema de calefacción. Se pretende promover el espíritu crítico al tener que evaluar, entre otros datos, los contenidos de las campañas sobre la «energía verde» que en el momento de llevar a cabo la unidad (principios de 2004) lanzaban las empresas eléctricas en los medios de comunicación. 2. Competencia ambiental y gestión de recursos: Marco teórico y objetivos Uno de los objetivos del profesor (último autor) para esta asignatura y a lo largo del curso es que los estudiantes desarrollen un pensamiento crítico. Por pensamiento crítico entendemos la capacidad de desarrollar una opinión independiente, adquiriendo la facultad de reflexionar sobre la realidad y participar en ella. Esta idea se enmarca en la diferencia que establece la teoría crítica (Carr y Kemmis, 1988) entre el discurso de la racionalidad instrumental o técnica, que pretende presentar todos los problemas como problemas técnicos y el discurso de la racionalidad crítica, que resalta la capacidad de las personas de reflexionar sobre la realidad y de modificarla. La racionalidad técnica conduce a que las personas asuman que no tienen posibilidad de control sobre su propio ambiente o sobre sus vidas, lo que conlleva una disminución de la capacidad de reflexión sobre determinadas situaciones y de la capacidad de modificación de las mismas. Que el alumnado sea capaz de criticar argumentos, incluso de «voces expertas» basándose en las pruebas (Jiménez, agraso y Eirexas, 2004) es lo que conocemos como pensamiento crítico. Para desarrollar esta capacidad utilizamos un problema auténtico con datos reales y contextualizado en el entorno del alumnado. Se pretende alcanzar el nivel de competencia ambiental propuesto por Smyth (1995) como una progresión en cuatro estadios en el desarrollo de valores ambientales, que López (2001) ha agrupado en tres: • Conciencia ambiental, entendida como el reconocimiento de la existencia de problemas ambientales. Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 54 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 • Responsabilidad ambiental, definida como la toma de conciencia de la participación personal en las causas y en la gestión de las soluciones. • Competencia ambiental, o capacidad de proponer soluciones. Para analizar si se ha logrado este desarrollo pretendemos estudiar los significados construidos por los estudiantes para los conceptos ambientales relevantes en la tarea como sostenibilidad y gestión de los recursos naturales. Estos conceptos fueron presentados por el profesor como parte de la unidad “Recursos Energéticos” desde una perspectiva constructivista. Se diseñó una actividad en la que los alumnos tuviesen que utilizar estos conceptos como recursos intelectuales (Collins, Brown y Newman, 1989). Esto quiere decir emplear conceptos como “sustentable” o “recurso natural” para resolver la tarea, igual que se aprende a utilizar herramientas físicas como un teléfono móvil o una máquina de coser en el proceso de usarlas. La utilización de conceptos como recursos naturales y gestión de recursos por parte del alumnado de secundaria no está exenta de dificultades. Su percepción de los problemas ambientales está centrada más en la contaminación y los impactos que en la gestión de los recursos (agraso y Jiménez, 2003). Estas autoras muestran que existe una diferencia de reconocimiento o percepción entre dos grandes bloques de cuestiones ambientales, por un lado la degradación del medio y por otro la conservación de los recursos. agraso y Jiménez analizan las respuestas de 482 alumnos de primaria y secundaria a un test que consta de 6 preguntas abiertas. Cuando se les solicita que citen algunos problemas que les preocupen del medio ambiente, el 56% cita problemas relacionados con la degradación, como verter productos tóxicos a los ríos y mares. Mientras que sólo el 29% hacen referencia a la conservación y gestión de los recursos naturales, siendo los problemas más citados la deforestación o talas (32,5%) e incendios forestales (25,3%). además, es difícil saber si el alumnado identifica estas cuestiones como gestión de los recursos o como un ejemplo de degradación del medio. Las causas de esta percepción sesgada podrían relacionarse con distintos factores, entre ellos proponemos que pueden estar los contenidos de la instrucción o los casos divulgados a través de los medios de comunicación. Por otra parte, desde el punto de vista personal, el reconocimiento de la propia responsabilidad en problemas como el despilfarro de recursos implicaría una mayor participación a nivel individual en su Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 55 resolución, con los correspondientes costes en términos de esfuerzo. Un ejemplo de un problema relacionado con esto es el de los residuos sólidos, su destino después de que entra en los contenedores, no resulta tan preocupante para la población como la contaminación de los vertederos incontrolados. Parece ser que sólo alrededor del 50% de la población de ciudades en la que es obligatoria la separación en origen de los residuos lo hace correctamente. Proponemos que quizá sea necesaria una reconceptualización de lo que son los residuos sólidos, que tenga en cuenta los recursos despilfarrados lo que ayudaría a mejorar su gestión en el ámbito personal. La unidad didáctica trata sobre los usos de la energía, en concreto los problemas relacionados con el calentamiento global. Los objetivos de la unidad didáctica se plantearon en colaboración con el profesor y determinaron el diseño de nuestra investigación. Estos objetivos son: 1. Que el alumnado desarrolle el pensamiento crítico mediante el análisis de información técnica y publicidad sobre cuestiones energéticas en los medios. 2. Que el alumnado utilice conceptos ambientales -sostenibilidad, impacto ambiental, gestión de recursos, impacto y renovablecomo recursos intelectuales para resolver la tarea 3. Que el alumnado utilice conceptos de las Ciencias de la Tierra y del Medio ambiente -energía y su usocomo recursos intelectuales para resolver la tarea. 4. Que el alumnado desarrolle competencias para la toma de decisiones entre diversas opciones, justificando las razones de su elección. 5. Que el alumnado desarrolle competencias de procesamiento de la información. En este trabajo pretendemos ilustrar la forma en que se llevaron a cabo estos objetivos con ejemplos del diseño y de la puesta en práctica en el aula. Prestamos particular atención al desarrollo del pensamiento crítico en el alumnado mediante el análisis de información técnica y a cómo utilizan conceptos ambientales. 3. Participantes, contexto y tarea Los participantes son dos clases de 2º de Bachillerato, en total 29 alumnos Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 56 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 distribuidos en siete equipos: a, B, C, D y E en una clase y F y G en otra. En este trabajo los alumnos se identifican con seudónimos empezando por la letra de cada grupo. La tarea que en este trabajo analizamos forma parte de una unidad didáctica sobre las fuentes de energía que estaba desarrollando en el aula su profesor habitual (cuarto autor). La toma de datos se realizó durante una semana en la que se llevaron a cabo 4 sesiones. La secuencia de actuación en el aula fue diseñada conjuntamente entre los investigadores y el profesor, experto en cuestiones de educación ambiental. La tarea propuesta al alumnado es la realización de un informe proponiendo un sistema de calefacción, que especifique la fuente de energía utilizada, para la nueva Facultad de Medicina de la Universidade de Santiago. Para la elaboración del informe los alumnos trabajaron en pequeño grupo en las tres primeras sesiones y en la cuarta cada grupo expuso su decisión y las justificaciones de la misma para después debatir en conjunto. El diseño de la tarea se basa en actividades auténticas que tienen como punto de partida una situación real: la construcción de dos nuevos edificios de la Facultad de Medicina en la Universidade de Santiago (USC) y un programa de optimización energética que está desarrollando esta universidad para las nuevas instalaciones. El material suministrado al alumnado incluía una carta supuesta de la USC (ver aNEXo 1) y un dossier. además de este material los alumnos disponían de su libro de texto. La carta de la USC fue diseñada utilizando un recorte de prensa real en el que se informa del plan de optimización energética que está poniendo en práctica esta universidad y que menciona dos criterios: más eficiencia económica y menos impacto ambiental. La razón, entre otras, para la elección de este problema fue la polémica campaña publicitaria de Iberdrola que para captar clientes de “energía verde”, utilizaba mensajes como “Cada vez que uses el secador, un prado se llenará de flores”. Se pidió al alumnado que elaborasen un informe sobre la opción de calefacción que considerasen más adecuada para estos edificios de nueva construcción en términos de mayor eficiencia económica y menos impacto ambiental. Para su elaboración debían tener en cuenta sólo los gastos de mantenimiento del sistema (lo que pagará la facultad por la calefacción), el precio mensual y el impacto ambiental, no los gastos de instalación. El dossier incluye: • Información recogida en Internet de dos organizaciones ecologistas (Greenpeace y WWW/adena) sobre la “energía verde”. • Información de las empresas Iberdrola y Endesa, sobre energías Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 57 renovables y gestión ambiental. • Una tabla de la revista oCU sobre los precios de los distintos tipos de energía. • Dos noticias de prensa (Investigan a Iberdrola y Endesa por un supuesto fraude con “energía verde” y El 2003, El tercer año más caliente desde que se hacen mediciones). En la unidad didáctica del libro de texto “Recursos Enerxéticos” podían obtener información sobre los impactos y riesgos que se derivan tanto del uso de fuentes de energía renovables como de las no renovables. Los autores primero y segundo asistieron como observadores no participantes a todas las sesiones. a lo largo de las sesiones cada grupo fue grabado en audio. También registramos en vídeo el discurso de la clase completa para facilitar la identificación de los estudiantes y de las actividades realizadas. a continuación se discute el diseño de la tarea y en el siguiente apartado algunos resultados de su puesta en práctica. La actividad didáctica: un sistema de calefacción sustentable La tarea propuesta al alumnado consiste en la decisión sobre un sistema de calefacción en el marco de la unidad didáctica de energía. La tarea fue diseñada de forma que los alumnos debían tener en cuenta dos condiciones, mínimo coste y bajo impacto ambiental. Esto requiere que tengan, en primer lugar, que elaborar un repertorio de posibles opciones; en segundo lugar, considerar las características de cada una de las opciones; en tercer lugar evaluar sus ventajas e inconvenientes y en cuarto lugar optar por una de ellas. La tarea fue diseñada como un problema auténtico (Jiménez, 2003), y una de las características de éstos es que generen una variedad de posibles respuestas o soluciones, o en otras palabras, que no haya una única solución “evidente”. La diversidad de respuestas ha sido señalada por diversos autores como una característica que favorece la construcción social del conocimiento (Pea, 1993) debido a los desafíos ocasionados por las diferentes perspectivas. En particular, respecto a las interacciones argumentativas, Baker (2002) establece cinco condiciones para que éstas tengan lugar: que exista una diversidad de propuestas respecto al problema; que estas propuestas o soluciones estén distribuidas entre los Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 58 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 participantes; que las soluciones tengan distintos estatus epistémicos (es decir que sean más o menos plausibles, aceptables, etc.); que los participantes tengan que escoger entre ellas y que, para llegar a esta aceptación, los participantes establezcan relaciones entre las distintas propuestas en forma de argumentos que llevan a considerarlas más o menos plausibles, adecuadas, etc. En el caso de la tarea propuesta, no hay ningún sistema de calefacción que pueda considerarse “ideal” ya que, por ejemplo, en España no es posible en la actualidad contratar un suministro energético que proceda exclusivamente de fuentes renovables. Incluso la posibilidad de autoabastecerse por medio de energía solar o eólica está limitada por razones técnicas. Por ello los alumnos se ven forzados a optar por la opción que el profesor en un momento llama “la menos mala”, es decir una fuente no renovable. En el proceso de toma de decisiones sobre el sistema de calefacción los alumnos deben primero recabar información sobre las diferentes opciones energéticas y sus características, que podríamos resumir como: • Información sobre sistemas de calefacción: por ejemplo, electricidad (tarifa diurna, bihoraria y nocturna), gas natural, gas propano canalizado, bombona de gas y gasóleo. • Información sobre fuentes de energía no renovables: petróleo, gas natural, carbón, minerales radiactivos. • Información sobre fuentes de energía renovables: energía hidráulica, solar, eólica, mareomotriz, geotérmica, biomasa. La evaluación de las ventajas e inconvenientes de cada opción debe realizarse atendiendo a los criterios fijados por la tarea, tanto explícitos (económico y de impacto ambiental) como implícitos (renovable / no renovable). Estos criterios implícitos se entienden aportados por el material didáctico que están manejando en el marco de la asignatura. Los criterios de mínimo coste y menor impacto ambiental fueron escogidos por estar marcados en el programa de optimización energética de la USC (+ Eficiencia, - Impacto) precisando en nuestra propuesta el criterio de eficiencia en términos de coste económico para simplificar el proceso de evaluación de las opciones. El concepto de eficiencia debería incluir tanto aspectos técnicos y económicos como ambientales. Para llegar a tomar una decisión el alumnado debe movilizar las siguientes competencias: • Procesar información sobre diferentes fuentes de energía. Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 59 • Evaluar el impacto de estas fuentes haciendo uso de los conceptos de “recurso natural”, “renovable / no renovable”, “sustentable”, etc. • Contextualizar las distintas opciones valorando las posibilidades reales de utilización en Santiago de Compostela en 2004. • Escoger un sistema de calefacción. Para procesar la información sobre las fuentes y evaluar sus ventajas e inconvenientes los alumnos deben referirse a los datos presentes en los materiales de trabajo, estableciendo un continuo diálogo con los mismos para estructurar sus justificaciones. La definición de los conceptos renovable y no renovable está recogida en su libro de texto junto con información diferenciada sobre los impactos ambientales relacionados con los distintos tipos de fuentes de energía. En este libro, al principio de la unidad, se define lo que es un sistema energético haciendo distinción entre energía primaria y energía final. La energía primaria es la que entra en el sistema, siendo en ese momento cuando podemos distinguir fuentes renovables y no renovables. La energía final es el resultado de la transformación de la energía primaria para facilitar su uso. La información sobre el coste de calentar un salón en función del sistema de calefacción seleccionado procede de la revista oCU (ver anexo 2). En cuanto al contexto local de la tarea los estudiantes tuvieron en cuenta aspectos como si la fuente escogida es accesible en Santiago de Compostela y si es posible contratar o seleccionar suministro de energía de una única fuente, como eólica o solar. además deben tener en cuenta otros datos del proyecto, como que es un centro público, una facultad, que está en una localidad determinada con características climáticas concretas, Santiago de Compostela, y que las clases son diurnas. 4. Resultados: ¿Gas natural o tarifa nocturna? Las propuestas realizadas por los siete equipos muestran que la tarea fue efectiva en producir una variedad de soluciones. Cuatro grupos (dos de cada clase) eligen uno de los dos sistemas de calefacción más frecuentes como mejor opción, tres de ellos, a, C y F el gas natural y uno, E, la electricidad. Este grupo indica que la electricidad debe proceder de fuentes renovables, lo que no es posible en el mercado español de la energía en el que la electricidad procede de distintas fuentes y está mezclada en la red de distribución. Los tres grupos restantes, B, D y G, dan una Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 66 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 5. Referencias bibliográficas agraso, F. M. y Jiménez aleixandre, M. P. (2003). Percepción de los problemas ambientales por el alumnado: los recursos naturales. Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, 17, 91-105. Baker, M. J. (2002). argumentative interactions, discursive operations and learning to model in science. In P. Brna, M. Baker, K. Stenning & a. Tiberghien (Eds.), The role of communication in learning to model (303-324). Mahwah, N.J.: Lawrence Erlbaum. Carr, W. y Kemmis, S. (1988). 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[reeditado en 2006, 12 (3-4), 247-264.] Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 67 Informa ante a posta en marcha por parte da Universidade de Santiago de Compostela dun plan de optimización Enerxética (PoE), o primeiro das súas características nunha universidade española. Solicita Lle sexa remitido, a maior brevidade posible, un informe sobre a opción de calefacción que considere máis axeitada ante a construcción dos novos edificios da Facultade de Ciencias da Saúde, deixando claras as razóns alegadas para a toma de decisión, considerando que: • os gastos de primeira instalación non se teñen en conta, só os gastos de mantemento (o que pagará a facultade pola calefacción). • Hai que ter en conta tanto o prezo (custo mensual da calefacción) como o impacto ambiental. • Entre as posibles opcións están as que aparecen na táboa da revista da oCU e outras procedentes de fontes renovables. • Podes facer outras recomendacións que che parezan relevantes. O dossier inclúe : 1. Información recollida en internet dos grupos ecoloxistas Greenpeace (www.greenpeace.org/espana_es/electricas) e adena (www.wwf.es). 2. Información recollida en internet das empresas Iberdrola (www. iberdrola.es/webcorp) e Endesa (www.endesa.es ). 3. Unha táboa da revista oCU de outubro 2003 sobre qué tipo de enerxía custa máis. ANEXO 1 Un sistema de calefacción sustentable: decisiones sobre un problema auténtico MaRta FedeRico, Fins eiRexas, MaRía pilaR jiMénez y xulio GutiéRRez 68 Educatio Siglo XXI, n.º 25 · 2007, pp. 51-68 4. Unha noticia aparecida no xornal La Voz de Galicia do 10 de novembro de 2003 nas páxinas de economía: “Investigan a iberdrola y Endesa por un supuesto fraude con <<energía verde>> “. 5. Unha noticia aparecida no xornal La Voz de Galicia do 17 de decembro de 2003 nas páxinas de sociedade: “El 2003, el tercer año más caliente desde que se hacen mediciones”. ANEXO 2 Modificación de la tabla publicada en la revista oCU, octubre 2000, proporcionada al alumnado Agradecimientos Este trabajo forma parte del proyecto financiado por el MEC, código SEJ2006-15589-C02-01/EDUC parcialmente financiado con fondos FEDER.