TecnoarTEA 2019 - Nanotecnología


Autor: Alejandro González Gómez

El déficit en la función ejecutiva condiciona el modo en que las personas con TEA se autogestionan, toman decisiones y las ejecutan, al tiempo que explica aspectos de su comportamiento como el gusto por las rutinas. El trabajo por proyectos permite entrenar la planificación, la toma de decisiones y responsabilidades y la gestión del propio aprendizaje. Por su parte, el aprendizaje cooperativo promueve la aceptación entre los individuos que componen el grupo, y la intervención con iguales es un reforzador de las conductas sociales apropiadas y plantea beneficios en el aprendizaje y en la mejora del autoconcepto.

Entre marzo y mayo de 2019, un grupo de 9 alumnos de entre 13 y 17 años, escolarizados en colegios ordinarios; 3 en segundo curso de ESO, 3 en cuarto curso, 2 en primero de bachillerato y 1 en FP de grado medio, participaron en una serie de talleres dedicados a la comprensión de algunos fenómenos que se dan a nivel nanométrico. Siguiendo criterios de inclusión inversa, 6 de los alumnos estaban diagnosticados con TEA y 3 de ellos eran alumnos normotípicos.

La nanociencia y la nanotecnología era un tema de vivo interés para los alumnos, y un campo fértil para su exploración, aspectos decisivos para el trabajo por proyectos.

En las primeras sesiones se abordaron la explicación y experimentación con conceptos fundamentales de nanociencia:

Sesión 1a: Presentación (1h)

Concepto: Nanoescala

Actividad 1 – Ordenar por tamaños

Actividad 2 – Películas. Cada vez más pequeño: Ant-Man, Viaje alucinante,

Sesión 1b: Efectos clásicos de tamaño (1,5h)

Concepto: Factor de escala. El área. Superficie de reacción.

Actividad 3 – Experiencia: Dos bloques de hielo descongelándose

Actividad 4 – Juegos en los que influye la superficie: Mahjong, Go, Área Builder

Actividad 5 – Matemáticas: relación entre área y perímetro. Representación gráfica.

Sesión 2: Cómo lo vemos (2,5 h)

Concepto: El microscopio óptico.

Actividad 6 – Simulador de microscopio óptico de la Universidad de Delaware.

Actividad 7 – Visualización de muestras con un microscopio óptico real de 100 aumentos.

Concepto: El microscopio electrónico. Longitud de onda del electrón.

Actividad 8 – Visualización de la importancia de la longitud de onda. Gráficas de ecuación de onda con Geogebra.

Actividad 9 – Ejemplos de imágenes con MET. Virtual Scanning Electron Microscopy

Concepto: El microscopio de efecto túnel.

Actividad 10 – Visualización de “A boy and his atom”. Discusión.

Sesión 3a: Efectos clásicos de tamaño (1,5h)

Concepto: Tamaño y poder de penetración. El poro de una célula.

Concepto: Tamaño y poder de filtración. Virus.

Actividad 11 – Filtrado de aguas con telas.

Concepto: Tamaño y capacidad de almacenamiento. Virus.

Actividad 12 – El tamaño de un bit.

Concepto: Tamaño y velocidad de transmisión.

Actividad 13 – La cadena humana de bits.

Sesión 3b: Efectos cuánticos de tamaño (1h)

Concepto: La naturaleza dual de la materia

Concepto: Cuantización de la energía del electrón. Espectro de emisión.

Actividad 14: Por el color, el tamaño.

Sesión 4: Geometría de las moléculas (2,5h)

Concepto: Diagrama de Lewis

Actividad 15: El diagrama de Lewis del agua.

Concepto: Orbitales atómicos.

Actividad 16: Geometría real de la molécula de agua

Concepto: Fuerzas de atracción y repulsión eléctricas

Actividad 17: Densidad parcial de carga en la molécula de agua. Puentes de hidrógeno.

Concepto: Orbitales atómicos del átomo de carbono. Hibridación sp3 y sp2

Actividad 18: Modelando moléculas tridimensionales. Juego de bolas.

Concepto: Grafeno, nanotubo de carbono, fullereno

Actividad 19: Modelando macromoléculas. Editor JSmol.

La quinta sesión fue dedicada a la realización de una experiencia de laboratorio, utilizando las instalaciones de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Burgos. Se escogió la síntesis de un ferrofluido formado por partículas nanométricas de magnetita, lo que permitía poner en juego diversos conceptos como el de cambio químico, ajustes estequiométricos, electronegatividad, densidades parciales de carga... así como familiarizarse con los instrumentos y normas de seguridad del laboratorio.

En la segunda parte del programa los alumnos, divididos en dos grupos, fueron orientados a la planificación y desarrollo de un proyecto científico tecnológico que presentaron al concurso Con las manos en la Ciencia, organizado en la VI Feria de Ciencia y Tecnología de Castilla y León.

El primer grupo presentó el proyecto titulado "¿Qué es un ferrofluido?" y el segundo grupo el proyecto "Diseñando un nanotransistor".

Invirtieron las sesiones 6 y 7 en la investigación de los proyectos elegidos, confeccionando un proyecto guía con los siguientes puntos:

1 – Introducción

2 – Pregunta de investigación

3 – Hipótesis y objetivos

4 – Diseño de experimento o investigación

5 – Resultados

6 – Análisis de resultados

7 – Conclusiones

8 – Bibliografía consultada

Las sesiones 8 y 9 fueron dedicadas a la confección del poster científico y el ensayo de la defensa del proyecto. Se trabajaron dinámicas de preparación de guiones, técnicas de relajación, técnicas de expresión corporal y retórica, fundamentalmente a través del rol playing. Esta actividad permite trabajar la competencia comunicativa, un área de especial dificultad para personas con TEA.




Finalmente, la sesión 10 consistió en la participación en la Feria de Ciencia y Tecnología. Aparte de defender sus proyectos ante los jueces, los alumnos pasaron varias horas junto a sus respectivos stands, mostrando y explicando el proyecto al numeroso público asistente.

Conclusión:

Los alumnos valoran muy positivamente las diversas actividades del programa, especialmente el trabajo realizado en laboratorio y la participación en la Feria de Ciencia.

Los materiales confeccionados (posters, diseños 3D de moléculas…) y la exposición de los proyectos muestran un importante grado de asimilación de temas avanzados que resultaban desconocidos para la mayoría de los alumnos.

Las destrezas comunicativas mostradas durante la defensa de los proyectos así como a lo largo de la jornada permite valorar muy positivamente la influencia que las dinámicas planteadas a lo largo del programa han tenido en su competencia social.

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