Uso de la ciencia de vanguardia en el plan de estudios: equilibrio en el peso corporal Teach article

Traducido por Lorena Ortiz Sancayetano. Friedlinde Krotscheck describe cómo utilizó un artículo de Science in School sobre ciencia de vanguardia como principal enfoque de una unidad didáctica del cuerpo humano.

Para los adolescentes las clases pueden tener una importancia menor. A muchos estudiantes les interesa principalmente su apariencia, sus compañeros y pasárselo bien fuera del colegio; también son muy sensibles a las opiniones de sus amigos. Tras revisar un artículo para Science in School sobre una nueva terapia hormonal para la obesidad (Wynne & Bloom, 2007), me pregunté si podría usar el artículo y los problemas de los adolescentes para hacer que mis estudiantes de Décimo año (entre 15-16 años) se involucraran más en sus clases de biología.

El primer semestre del Décimo año está dedicado al “cuerpo humano”; esta es la primera y única vez en que los estudiantes analizan el tema en profundidad. Durante tres meses he dedicado las 24 clases de biología (45 minutos cada una) al subtema “homeostasis y el cuerpo humano”, centrándome en el artículo de Science in School, complementado con vídeos de las conferencias The Science of Fat (Evans & Friedman, 2004).

Empezaba preguntando a mis estudiantes si les gustaría probar un método de enseñanza diferente, basado en un archivo que había preparado con hojas de ejercicios y tablas. Los estudiantes trabajarían independientemente y en grupos para desarrollar sus propias carpetas de información (notas, esquemas y redacciones), presentar sus resultados a los demás y participar en los debates de clase. Los estudiantes respondieron con entusiasmo a la idea.

Durante los siguientes tres meses, el entusiasmo de los estudiantes tanto por el tema como por el método de enseñanza continuó. Estaban motivados para estudiar los sistemas del cuerpo humano, comprender el principio de la homeostasis y analizar de forma crítica sus propios estilos de vida. Quedé sorprendida al ver lo mucho que trabajaban en sus carpetas (también después de clase) y el entusiasmo que tenían en aprender más sobre la ciencia que tenía relación con el tema, en contribuir en la orientación de la unidad didáctica, en enseñar a los demás y en tratar las cuestiones éticas tratadas.

Por supuesto, cuando se aborda el tema de la obesidad, una de las preocupaciones es la de cómo tratar con tacto con algunos estudiantes con sobrepeso u obesos de la clase. Como la unidad didáctica empezaba con un estudio bastante extenso sobre la homeostasis y el metabolismo, los estudiantes estaban muy relajados cuando llegó el momento de tratar el índice de masa corporal (por supuesto, no se hacía pública la información personal de los estudiantes).

Una vez que empezamos a tratar la obesidad y el artículo de investigación, mis dos alumnos con sobrepeso estaban entusiasmados al darse cuenta de que su problema no era necesariamente culpa suya (y empezaron a hablar sobre sus hábitos alimentarios de forma abierta en clase). Otros estudiantes hablaron claramente sobre otros problemas de peso, incluyendo la anorexia y la bulimia.

Abajo están las pautas para reproducir la unidad didáctica. Yo solía usarla para introducir (con el acuerdo de los alumnos) un enfoque diferente en las clases de biología, de forma parecida a como trabajan los científicos. También hizo que mis estudiantes se dieran cuenta de que un conocimiento básico basado en los hechos es importante para entender la investigación de vanguardia.

Si no puedes dedicar tanto tiempo a este tema, podrías usar simplemente partes pequeñas del proyecto u hojas de ejercicios individuales.

1) La vida diaria de un estudiante

Empezar la primera lección con la simple pregunta “¿Cómo estás?” Al analizar las respuestas de los estudiantes y separarlos en respuestas educadas y reflexiones sinceras sobre su estado emocional actual (ej. triste, feliz, cansado, aburrido), deberíamos obtener los factores que influenciaron sus respuestas, por ejemplo:

• Si les gusta el colegio
• Si tienen hambre o sed
• Cuánto han comido o qué tipo de comida han ingerido
• Cuánto han dormido

A partir de aquí, conduce el discurso sobre el metabolismo humano y uno de los esquemas (el equilibrio energético, a la izquierda) de Wynne & Bloom (2007). Como deberes, los estudiantes deberían completar cada día la Tabla 1 durante una semana, anotando lo que comen y el ejercicio que hacen. Todas las tablas y las hojas de ejercicios que se necesitan para la unidad se pueden descargar en el sitio web de Science in School^w1.               

2) Los sistemas del cuerpo humano

Para abordar el tema del metabolismo, los estudiantes necesitan entender los sistemas del cuerpo humano y cómo trabajan conjuntamente para mantener la homeostasis. A lo largo de toda la unidad los estudiantes deberían reunir una carpeta de información sobre las distintas funciones de los sistemas del cuerpo humano, trabajando en grupo o individualmente, en clase o en casa. Es importante que el profesor solo proporcione el material (libros de texto, sitios web, ejemplos, esquemas y otras informaciones sobre los distintos sistemas del cuerpo humano); los estudiantes deberían obtener los datos ellos mismos. Yo di a mis alumnos muy poca orientación sobre la información que tenían que obtener (sobre todo ayudé a los estudiantes más flojos). Puede que otros profesores prefieran proporcionar más organización.

Cada uno de los grupos de estudiantes podría concentrarse en un sistema y después ofrecer una presentación de 15 minutos y proporcionar a su audiencia un cuestionario para finalizar.

Una vez que hayan recogido toda la información sobre todos los sistemas, los estudiantes deberían utilizar la Hoja de ejercicios 1 para:

1. Describir las funciones de cada sistema y nombrar los órganos que lo forman.
2. Usar flechas y los términos adecuados para describir la influencia que los sistemas tienen unos sobre otros.

Dediqué 12 clases para las primeras dos partes de la unidad didáctica, tras las cuales mis alumnos tenían conocimientos básicos sobre los sistemas del cuerpo humano, cómo dependen los unos de los otros y qué es la homeostasis. La única clase que di yo fue sobre el sistema nervioso central; pero todos los demás temas fueron dirigidos por los alumnos.

3) Una evaluación sobre la ingesta de comida y la actividad

Haciendo referencia a los datos de la Tabla 1, cada estudiante debería exponer una hipótesis sobre su propio equilibrio energético (p. ej., pérdida o aumento de peso). Después deberían considerar cómo pueden compararse de forma cuantitativa sus resultados con los de sus compañeros de clase y llegar a la idea de utilizar el índice de masa corporal (IMC).

BMI = masa corporal (kg) / (estatura (m))²

Empleando la ecuación o una calculadora IMC online^w2, cada estudiante debería calcular su propio IMC. La primera lección de la colección Holiday Lectures de The Science of Fat (Deconstructing obesity, de Jeffrey M Friedman) se puede usar para presentar algunas de las limitaciones del IMC; en particular, que este no es fiable en todos los casos.

Después, con ayuda de la Tabla 2 y los datos de la Tabla 1, cada estudiante debería calcular su equilibrio energético cada día y determinar el promedio de los datos de una semana para ver hacia qué lado se inclina su equilibrio energético. Para llevar a cabo esta tarea, los estudiantes necesitarán la orientación del profesor para transformar los datos de la Tabla 1 en kilojulios. También existen muchos sitios web que lo calculan u ofrecen la información necesaria^w3.

El equilibrio energético calculado variará de un estudiante a otro (y pueden ser diferentes de las hipótesis planteadas al principio de esta sección). En el esquema sobre el equilibrio energético (ver arriba), anotar el equilibrio energético (en kJ) calculado para cada estudiante y analizar los resultados. Los estudiantes se darán cuenta de que se puede dividir todo el gasto energético entre la energía que el cuerpo utiliza para los procesos metabólicos cuando se está en reposo (nuestro metabolismo basal) y la energía empleada durante la actividad. Sin embargo, la Tabla 2 solo incluye el gasto energético durante la actividad (y el metabolismo basal variará de un estudiante a otro).

Nuestro gasto metabólico puede calcularse según nuestra altura, peso, sexo y edad^w4, ^w5. Los estudiantes pueden calcular su metabolismo basal e incluirlo en el cálculo de su equilibrio energético en la Tabla 2. ¿Cómo afecta este cambio en la posición de los estudiantes en el esquema del equilibrio energético (ver arriba)?

En este momento se puede introducir el metabolismo celular mediante la Hoja de ejercicios 2. Los estudiantes deberían usar sus libros de texto para responder a las siguientes preguntas, relacionando nuestro equilibrio energético con la actividad de las células, tejidos y órganos.

1. Anota la estructura de las células y los orgánulos que participan en cada una de las funciones en el esquema.
2. En la Hoja de ejercicios 2, usa flechas para enseñar la interdependencia de estas funciones.
3. Compara tus conocimientos sobre las funciones de las células con la homeostasis del cuerpo humano. Describe los parecidos que aprecies.

Con mis alumnos, esto llevó a una conversación sobre el hecho de que la forma en que funcionan las células en nuestro organismo afecta a nuestro fenotipo (por ejemplo, si somos altos o gruesos). A veces estas células están presentes pero no funcionan correctamente. Después, mis alumnos llegaron a la conclusión de que la homeostasis tiene lugar en todos los niveles (entre células y entre órganos) y que es necesaria la homeostasis (equilibrio) para un cuerpo sano.

4) Introducción al artículo de Science in School

Incluso si se tuvo en cuenta la variación en el gasto metabólico, no todos los estudiantes tendrán un equilibrio energético cerca del 0; sino que, claramente, algunos de ellos consumen más (o menos) energía de la que gastan. ¿Por qué? La conversación debería llevar al concepto de saciedad: la sensación de haber comido suficiente.

Haz una introducción del segundo esquema (derecha) de Wynne & Bloom (2007) – pero sin los términos^w1. Explica la investigación que se cita en el artículo y describe las señales del apetito, el acto de comer y la saciedad. En concreto, se puede hacer una investigación sobre el papel de la célula L y comentarlo, haciendo uso de los conocimientos de los estudiantes sobre las funciones de las células en nuestros sistemas.

Los estudiantes deberían completar el esquema como corresponda.

Como los estudiantes están ahora familiarizados con el concepto de IMC y la definición de obesidad, júntalos en pequeños grupos para que hablen sobre los problemas de la obesidad y la necesidad de ayuda, con la ayuda de la Hoja de ejercicios 3^w1.

Pide a los estudiantes que se imaginen que son obesos y que respondan las siguientes preguntas:

1. ¿Qué inconvenientes de los relacionados con la obesidad (mira la Hoja de ejercicios 3) te gustaría abordar primero?
2. ¿Cómo lo harías?
3. ¿Pedirías ayuda? Si afirmativo, ¿a quién?
4. Haz una lista con pequeños pasos para conseguir tu objetivo.
5. ¿Cómo se relacionan los inconvenientes de la obesidad entre sí? ¿Qué podrían provocar estos inconvenientes?
6. ¿Crees que la obesidad es algo que te podría pasar a ti? Explícalo.

La conversación debería encaminar a los alumnos a la conclusión de que la obesidad es una señal de un trastorno en la homeostasis, cuando algunas personas no reconocen la saciedad porque sus células L no funcionan correctamente. El tratamiento con oxintomodulina puede reducir el peso al corregir el equilibrio energético del cuerpo, lo que permitiría mantener un peso saludable.

5) Perspectiva del tratamiento

Antes de que el uso de la oxintomodulina pueda generalizarse para tratar la obesidad, se deben realizar más estudios. De Wynne & Bloom (2007), utiliza el recuadro sobre los ensayos clínicos con medicamentos (abajo) para enseñar que antes de que se autorice un medicamento, deben pasar por variar fases de pruebas para identificar y minimizar los efectos secundarios.

Las siguientes preguntas puede que surjan; sino, podrían plantearse:

1. ¿Qué efecto tienen las inyecciones de oxintomodulina en los receptores del cerebro?
2. ¿Qué efecto tuvo la oxintomodulina en los voluntarios que participaron en el estudio, además de provocar la saciedad?
3. ¿La hormona inyectada podría perturbar la producción de oxintomodulina en el cuerpo (inhibición por sustrato)? Formula una hipótesis.

Finalizar el tema

Pide a los estudiantes que escriban una redacción breve (una historia creativa o una explicación de los hechos) sobre el posible impacto del uso de la oxintomodulina para tratar la obesidad.

Para finalizar, los estudiantes podrían hablar sobre si este tipo de investigación debería ser financiado. ¿Por qué? ¿Por qué no? Con mis alumnos, esto originó un gran debate, incluyendo el tema de que en el mundo moría mucha más gente por hambre que por problemas relacionados con la obesidad.

Al final de la unidad, los estudiantes deberían haber entendido que los sistemas del cuerpo humano dependen de la influencia que existe entre ellos, y que si uno de los parámetros cambia, habrá una serie de cambios en otra parte del sistema. Esto ocurre ante cualquier desajuste de la homeostasis en el cuerpo humano, por sobrecalentamiento, hambre o, incluso, el abuso de drogas.