Respuesta a la necesidad de desarrollar una nueva herramienta para enseñar cinética enzimática.

HERBERT, CECILIA; POZNER, ROBERTO G.

CABA

Congreso; Congreso en Docencia Universitaria; 2013

UBA

En las últimas décadas, las ciencias naturales como la química y la biología han sufrido un intenso proceso de virtualización, tanto de las herramientas para su análisis como para la comprensión de sus conceptos. Más aún, en los últimos años, el impacto de la tecnología en la educación es insoslayable y, contando con una política nacional de inclusión digital educativa, hoy en día es impensable omitir la utilización de las TIC en la enseñanza de las ciencias que brindamos en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.En este sentido y en el marco del proyecto UBATIC vigente en la Facultad, una parte del grupo de investigación se encuentra abocado a la inclusión de herramientas TIC para potenciar la enseñanza de contenidos de materias del Departamento de Química Biológica. Se busca desarrollar un entorno virtual para comenzar a aplicar las TIC no solo en la organización de las materias del departamento, que es una práctica establecida, sino también en el dictado de los contenidos ?lo cual se ha hecho en menor medida?, de manera tal de integrar estas herramientas a las tradicionales y así aprovechar la popularización que tuvo la tecnología en los últimos años.Desde nuestro punto de vista, resulta invaluable contar con la posibilidad de realizar experimentos virtuales para fortalecer conceptos de cinética enzimática sin las limitaciones de tiempo, materiales y acceso que existen en un laboratorio convencional. En particular, la experiencia que llevamos a cabo se originó a partir de la consideración de las necesidades de los alumnos, expresadas por ellos mismos. Se formuló una breve encuesta distribuida mediante la plataforma Google Forms, destinada a los alumnos que habían terminado de cursar la materia Química Biológica en el primer cuatrimestre de 2012. A partir de esta encuesta, se pudo concluir que la inclusión de herramientas virtuales del tema cinética enzimática dictado en la materia Química Biológica puede mejorar su comprensión, según el criterio que emana de la opinión de los alumnos. Las encuestas nos permitieron determinar que el desarrollo debería incluir tanto animaciones como simulaciones para poder satisfacer todas las necesidades que complementarían el trabajo en el laboratorio y que, además, se podría generar esta propuesta en el marco de un aula virtual de intercambio entre alumnos y docentes.La virtualización, entonces, tiene como propósito lograr el involucramiento del alumno con el material de estudio, presentarle una perspectiva distinta a las tradicionales y permitirle ensayar múltiples cambios en las variables del modelo para construir una idea más completa del funcionamiento de los sistemas enzimáticos. Además, permitirá la apropiación de recursos digitales, de la mano con el programa conectar igualdad, que implica la llegada de una nueva generación de alumnos que asisten a clases con sus netbooks.Utilizamos NetLogo, un entorno de modelado basado en agentes que utiliza un lenguaje de programación multiagente basado en Logo y es de código abierto, para desarrollar el software de virtualización. Netlogo utiliza Java y se puede acceder a los modelos tanto en forma local en la computadora, por medio de la instalación del programa, como a través de una página web en donde se suban los modelos en forma de applet. De esta forma, no solo nuestros estudiantes pueden usarlo sino también lo pueden usar en otras casas de estudio.Netlogo permite crear simulaciones para estudiar en detalle sistemas complejos que evolucionan con el tiempo, acompañadas por una página de información para usar en un contexto educativo. Tomamos como punto de partida uno de los modelos de la biblioteca precargada del programa que trata el tema cinética enzimática (de distribución regida según la licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0) para modelar los procesos biológicos involucrados durante una reacción enzimática en presencia o ausencia de inhibidores.El modelo incluye una representación visual y permite correr una simulación, modificar variables experimentales ?que fueron diseñadas de manera que los conceptos más importantes (algunos de ellos con cierta dificultad asociada) puedan ser trabajados dinámicamente?, grabar la evolución del sistema a lo largo del tiempo, exportar los datos recabados en la simulación a una herramienta de cálculo, procesar estos datos para arrojar resultados esperables y contar con herramientas didácticas para impartir conceptos teóricos y poder evaluarlos. El programa que desarrollamos cuenta con un módulo de simulación del comportamiento enzimático a partir del cual los alumnos pueden determinar las condiciones experimentales de partida necesarias para llevar a cabo un ensayo de laboratorio virtual, a fin de determinar los parámetros cinéticos de la enzima. Los alumnos corren el ensayo en otro módulo y pueden exportar fácilmente los datos obtenidos hacia plataformas tradicionales, como una planilla de cálculos, para analizarlos de manera real y llegar a sus conclusiones, que dependerán de las condiciones iniciales utilizadas. Para ampliar los contenidos abordados, se incluye un módulo que incluye el uso de inhibidores, que permiten hacer un complemento ideal al trabajo práctico realizado en el laboratorio convencional, pero pudiendo realizar un mayor número de experimentos, lo cual favorece la resolución matemática de las ecuaciones involucradas en los cálculos de los parámetros cinéticos.El programa está en fase de implementación y aún no poseemos resultados concretos como para evaluar su impacto en la enseñanza del tema, pero aspiramos a poder contar con los primeros datos en las próximas semanas y poder presentarlos durante el Congreso.