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Una Vez en un Millón de Años: Como Enseñar el Tiempo Geológico

Susan E. Lewis, Kristen A. Lampe, y Andrew J. Lloyd

articlehighlights

Ayudando a los estudiantes a entender la magnitud del tiempo geológico se:

  • fortalece la comprensión de los estudiantes acerca de los conceptos biológicos
  • ilustra no sólo cuándo ocurrieron las cosas sino también las formas en que están interconectadas
  • identifican y abordan falsas percepciones comunes

October 2009

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Diagrama de una escala de tiempo geológico en la cual el pasado se encuentra hacia el fondo de la espiral. Fuente: Graham, Joseph, Newman, William, y Stacy, John, U.S. Geological Survey.

Si se le pide a un grupo de estudiantes o a alguien del público que calcule qué tamaño de contenedor se necesitaría para almacenar un millón de galones de agua, se obtienen respuestas que varían desde una piscina (o alberca) del tamaño de las que se ven los jardines de las casas, hasta un estadio de futbol americano. La respuesta correcta es el equivalente de más o menos dos piscinas de tamaño olímpico que midan 25 metros por 50 metros por 2 metros cada una. Para entender los números del orden de millones o billones se requiere un grado de alfabetismo numérico que a menudo no existe.1 Sin embargo, esta comprensión es crítica si se espera que los estudiantes capten:

El alfabetismo numérico mejora la comprensión de los conceptos biológicos.
  • conceptos evolutivos críticos relacionados con la escala de tiempo geológico
  • el origen y la diversificación de la vida en la tierra
  • otros conceptos tales como la deuda nacional, el crecimiento de la población humana, etc2

Al no entender el concepto de “miles de millones” [“billones” en los Estados Unidos], los estudiantes no pueden conceptualizar la enorme cantidad de tiempo que ha transcurrido durante los 4.500 millones de años de historia de la tierra. Esta conceptualización es necesaria para darse cuenta de que incluso aquellos eventos poco probables son mayormente posibles dentro de ese lapso de tiempo - si existe una posibilidad “de uno en un millón” de que surja alguna combinación de organismos, o de que ocurran eventos, es probable que esa combinación hubiese ocurrido en algún momento dado en la historia de la tierra. Cuando tal comprensión se combina con información referente a la forma como han cambiado a través del tiempo tanto la atmósfera, como el clima y la geografía de la tierra, los estudiantes llegan a apreciar mejor cómo se originó y diversificó la vida sobe la tierra.

La comprensión del concepto de “miles de millones” también le ayuda a los estudiantes a entender que durante los primeros dos mil millones de años de vida sobre la tierra, los únicos organismos vivos fueron los procariontes unicelulares. Esto podría ser utilizado para enfatizar la visión antropocéntrica que tenemos del mundo, recordándole a los estudiantes que la mayor parte de la larga historia de la vida sobre la tierra es la historia de los organismos unicelulares. La comprensión del tiempo relativo que ha transcurrido entre varios eventos evolutivos le ayudaría a los estudiantes a apreciar mejor el impacto evolutivo de innovaciones tales como las células con núcleo, la multicelularidad, la fotosíntesis, o los huevos amnióticos.

Algunos estudiantes desarrollan ideas equivocadas acerca del tiempo geológico.

Pese a que este tipo de conceptualización es esencial, un método usual para la enseñanza de la escala de tiempo geológico es dictar una o más clases con una historia cronológica de los eventos más importantes, la razón por la cual son importantes, y cuándo ocurrieron, utilizando diagramas que ilustran la escala de tiempo geológico. Tales diagramas a menudo son hechos a una escala que condensa los periodos antiguos de la historia de la tierra, reforzando así los mal entendidos de los estudiantes acerca del tiempo que ha transcurrido. Los estudiantes sobresalientes internalizan el orden relativo de los eventos y la relevancia de cada evento dentro del marco macro evolutivo más amplio. Otros estudiantes puede que desarrollen métodos nemotécnicos para acordarse de los varios periodos y eras en el orden apropiado (por ejemplo, el “Príncipe Carlos Devoró Sendas Ostras Calientes) para los periodos Paleozoicos: Pérmico, Carbonífero, Devónico, Silúrico, Ordovícico, Cámbrico) y tal vez quizá también memoricen la fecha en que empezó cada intervalo. Algunos estudiantes simplemente cruzan los dedos y confían que el tiempo geológico sea tan solo un pequeño porcentaje del examen. Sin importar cual sea la estrategia usada por los estudiantes, el hecho es que para la mayoría de ellos, la magnitud real del tiempo encapsulado en la discusión, continúa siendo ambigua y abstracta.

La transformación de las abstracciones a formas concretas le ayuda a los estudiantes a visualizar el tiempo.

Como es el caso en muchos de los retos de la enseñanza, la conversión de ideas abstractas sobre la magnitud del tiempo, a una forma concreta que los estudiantes puedan visualizar, sentir o tocar mas fácilmente, es significativamente ventajosa. Para muchos estudiantes el hecho de poder ver una representación gráfica, o caminar una distancia en particular, o hacer una analogía que sea relevante con respecto a sus propias vidas, hace que el aprendizaje cobre vida. El profesor, al presentar una conversión (o equivalencia) relevante, logra llegarle a los estudiantes con un surtido más amplio de estilos de aprendizaje, y reducir la ambigüedad de los conceptos abstractos. Esta filosofía pedagógica nos llevó a desarrollar una serie de factores de conversión relacionados con la historia de la tierra y con la diversificación de la vida durante los últimos 600 millones de años. En este artículo presentamos una variedad de esos factores de conversión, y discutimos algunas de las estrategias que hemos usado para llevar las conversiones a los salones de clase.

Las conversiones

Las conversiones deberían serles familiares y relevantes a los estudiantes.

Nuestra meta al crear las conversiones fue encontrar comparaciones que le fueran familiares y relevantes a los actuales estudiantes. Por este motivo, el estudiante Andrew Lloyd, quien es co-autor de este articulo, escogió comparaciones tales como el número de M&M’s® en una bolsa de una libra, en vez de por ejemplo el número de páginas en el libro titulado La Paz y la Guerra. Nosotros creamos dos escalas para las conversiones:

  • Tabla 1, basada en la historia de la tierra (que se estima ser de 4.500 millones de años)
  • Tabla 2, basada en la historia de la mayoría de la vida animal sobre la tierra (600 millones de años de la fauna de Ediacara)

Tabla 1

Se estima que la historia de la tierra comprende 4.500 millones de años
Vista agrandada: haga clic tabla.
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Hemos encontrado que estas son las escalas utilizadas con mayor frecuencia en los textos de biología.3-5 Los estimativos de las fechas de varios eventos geológicos y biológicos los hemos obtenido de una variedad de fuentes, y éstos deberían obviamente ser vistos como aproximaciones y no como valores absolutos. En las situaciones en que estos valores difieren de aquéllos publicados en otros libros de texto, los profesores tienen la oportunidad de discutir con los estudiantes cómo son estimados tales valores y porqué hay un elemento de incertidumbre.

Tabla 2

La historia de la vida sobre la tierra data de 600 millones de años.
Vista agrandada: haga clic tabla.
Bajar: Word doc

La utilización de conversiones para ayudar a los estudiantes a visualizar magnitudes.

Un campo de fútbol puede ayudar a ilustrar la magnitud del tiempo geológico.

Las actividades que se describen a continuación fueron desarrolladas para un curso de ecología a nivel de segundo año de universidad. Estas podrían ser modificadas fácilmente para adaptarlas a un amplio rango de experiencias y habilidades estudiantiles, así como a un rango de tamaños de clases.

  • Lleve la clase al campo de fútbol y explíquele que el campo de 100 metros representa los últimos 4.500 millones de años.
  • Luego pídale a los estudiantes que se ubiquen en momentos de tiempo determinados; por ejemplo, “¿Si el campo representa 4.500 millones de años y los primeros organismos unicelulares surgieron hace 3.800 millones de años, dónde se pararía si fuera el primer organismo unicelular?”
  • Después de que los estudiantes hayan hecho algunos estimativos similares (por ejemplo, primer eucarionte, primer primate, último dinosaurio) a menudo es útil iniciar una discusión acerca de la duración relativa de un “millón” de años en oposición a “mil millones” de años.

A los estudiantes se les dificulta entender que si el campo representa 4.500 millones de años, un millón de años seria representado por 2 centímetros (0,8 pulgadas) aproximadamente. A veces esto puede llevarlos a cambiar de parecer en cuanto a que un millón de años es algo increíblemente largo (“ni en un millón de años”), para concluir en cambio que un millón de años es un “parpadeo de ojos” en la historia de la tierra.

La utilización de las conversiones para identificar los conceptos erróneos.

Un calendario de un año ofrece otra oportunidad para hacer conversiones.

Hay otro tipo de actividad en clase que puede ser particularmente útil para identificar los sesgos o conceptos erróneos con que los estudiantes podrían llegar a clase. En este tipo de actividad se le presenta a los estudiantes la escala de la conversión:

  • Traiga un calendario de un año y explíquele a los estudiantes que durante la clase van a convertir los últimos 600 millones de años en los 365 días del calendario.
  • Distribúyale a los estudiantes tarjetas con varios eventos críticos (por ejemplo, la vida unicelular aparece por primera vez, los dinosaurios se extinguen, etc.) y pídales que coloquen las tarjetas en las posiciones adecuadas dentro del año.
  • Esto se puede llevar a cabo como una actividad de cooperación o colaboración, o los estudiantes pueden trabajar en forma independiente y luego participar en una discusión de grupo después de que todas las tarjetas hayan sido colocadas.
Puede que los estudiantes confundan el origen de la vida con el origen de la tierra.

Al igual que en el ejercicio anterior, en éste se le pide a los estudiantes que trabajen la magnitud de la escala de tiempo que se les ha dado. Además, el lugar donde los estudiantes colocan las tarjetas puede ofrecer información importante para entender su percepción. Por ejemplo, no es inusual que los estudiantes coloquen las tarjetas del “origen de la vida” y las del “origen de la tierra” juntas en el calendario. Esto a menudo refleja una creencia en una creación especial, y da pie para iniciar una discusión con los estudiantes acerca de la perspectiva científica con respecto al origen de la vida. Del mismo modo, los estudiantes frecuentemente indican que el origen evolutivo de los humanos precede la extinción de los dinosaurios, lo cual da lugar a una discusión sobre la influencia de la cultura popular y las concepciones erróneas acerca de la coexistencia de los “cavernícolas” con los dinosaurios.

Cómo reforzar el mensaje

Los factoides interesantes refuerzan el mensaje.

Después de que los estudiantes han sido expuestos a la magnitud del tiempo geológico y han tenido la oportunidad de trabajar sobre ello mediante los ejercicios descritos anteriormente, el profesor puede reforzar su comprensión compartiendo con ellos en forma periódica “factoides” tales como los siguientes:

  • Hay 2,7 millones de libros en la Biblioteca Pública de Milwaukee. Tan solo 1.000 libros representan el tiempo que los humanos han estado sobre la tierra.

  • La distancia del Carroll College a San Diego es de 2.100 millas. Los dinosaurios se extinguieron en Escondido, California, alrededor de 30 millas en las afueras de San Diego.

  • Los humanos parpadeamos 10.000.000 de veces al año. Solo los últimos 4.000 parpadeos (lo equivalente a 4 horas) representan el tiempo que los humanos hemos existido en la tierra.

  • Cada año se envían 227.500.000.000 mensajes por correo. El tiempo que los humanos han existido en la tierra sería equivalente a solamente 110.000.000 de esos correos, lo cual representa tan sólo el 0,04 por ciento de la cantidad total de correos enviados.6

  • El ser humano promedio se come 60.000 libras de comida durante su vida. Comparado con la cronología de la tierra, los humanos hemos existido durante las últimas 24 libras.7

  • De todos los días en un año calendario, los dinosaurios se extinguieron en la Nochebuena, y los humanos empezaron a deambular por la tierra a las 8:30 P.M. la noche del Año Nuevo.

Para ver factoides matemáticos y actividades de conversión adicionales, diríjase al enlace “involúcrese” [get involved] que sigue a este artículo en inglés.

Conclusiones

La retroalimentación por parte de los estudiantes ha sido abrumadoramente positiva.

Las opiniones informales de los estudiantes han confirmado la utilidad de hacer estas conversiones con el fin de facilitar la comprensión del tiempo geológico. Muchos estudiantes, especialmente aquellos que aprenden mejor haciendo cosas que escuchando o leyendo, valoran tener la oportunidad de experimentar estos conceptos tan abstractos en una forma más concreta. Cuando se les ha pedido que evalúen el ejercicio, las respuestas de los estudiantes han sido abrumadoramente positivas. Estos son algunos de sus comentarios:

  • Opino que el ejercicio hizo más real la magnitud de los 4.500 millones de años. Antes de esto yo no podía colocar un millón de años dentro de un marco temporal.
  • Yo soy un aprendiz visual por lo tanto el ejercicio realmente me ayudó a darme una idea de cuándo se formó el mundo, y de cómo se compara esto con cuándo la vida comenzó.
  • Me encanto el ejercicio. Me ayudó verdaderamente a darme cuenta de la cantidad real de años transcurridos. Cuatro mil quinientos millones es tan solo un número, pero para mí tuvo un gran impacto ponerlo dentro de una cronología y ver que 1,8 millones es menos de un cuarto de pulgada.
Las conversiones son otra herramienta útil para fortalecer el aprendizaje de los estudiantes.

Al obtener una comprensión más clara del tiempo geológico los estudiantes tienen un marco de referencia más comprensible y manejable que les permite entender las ideas y conceptos biológicos (por ejemplo, macro evolución, deriva continental, etc.), mejorando así no sólo su comprensión de cuándo ocurrieron las cosas sino también de cómo están interconectadas. Otra ventaja de la utilización de estas conversiones y de las actividades asociadas con ellas llevadas a cabo en el aula, es que proveen una forma de identificar y abordar en forma rápida los conceptos erróneos que los estudiantes puedan tener en la clase. De esta forma añaden otra herramienta útil a la caja de herramientas del profesor.

Susan Lewis, Ph.D., investiga la ecología de poblaciones y el comportamiento social de los vertebrados (murciélagos) y ha enseñado ecología, comportamiento, y ciencias ambientales en el Carroll College durante los últimos 11 años.
http://www.carrollu.edu/programs/biology/faculty_profile.asp?id=2E3D0E4C04

Kristen Lampe, Ph.D., ha enseñado en el Carroll College durante 5 años. Sus principales áreas de investigación incluyen combinatoria algebraica y pedagogía de las matemáticas.
http://www.carrollu.edu/programs/mathematics/faculty_profile.asp?id=25390D4C0623

Andrew Lloyd es un estudiante de pregrado en el Carroll College con aspiración a convertirse en profesor de matemáticas.
November 8, 2009, no link available.

Una Vez en un Millón de Años: Como Enseñar el Tiempo Geológico

Estas referencias están en inglés. Las referencias no han sido traducidas al español dado que la mayoría de los artículos citan fuentes en el idioma inglés.

  1. Kerka, S. 1995. Not just a number: Critical numeracy for adults. ERIC Digest no. 163. http://www.cete.org/acve/docgen.asp?tbl=archive&ID=A012 (accessed Sept. 22, 2005)
  2. Korn, R. 2005. Thinking involving very large and very small quantities. http://www.truthpizza.org/logic/bignum.htm (accessed Sept. 20, 2005)
  3. Freeman, S. 2004. Biological Science. 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
  4. Pough, F. H., C. M. Janis, and J. B. Heiser. 2005. Vertebrate Life. 7th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
  5. Purves, W. K., D. Sadava, G. H. Orians, and H. C. Heller. 2003. Life: The Science of Biology. 7th ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates.
  6. United Stated Post Office. http://www.usps.com/ (accessed Sept. 23, 2005)
  7. Strange Facts: http://sbt.bhmedia.com/facts2.html (accessed Sept. 23, 2005)

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