Exposición: "Arte y Ciencia"/Exhibition: "Art and Science"

Pocas disciplinas aúnan ciencia y arte como la ilustración científica, materia que tiene como objetivo principal comunicar, a científicos, a estudiantes y al público en general, conceptos científicos no siempre fáciles de explicar con palabras.

Very few disciplines bring together science and art like scientific illustrations. It is a subject whose main objective is to communicate scientists, students and the general public, scientific concepts that are not always easy to explain with words.

La utilización de imágenes como medio de transmisión de información científica quedó firmemente establecida durante el Renacimiento y desde entonces la enseñanza de las ciencias naturales no se concibe sin su uso. Hoy en día, es un medio imprescindible de enseñanza, comunicación y divulgación de la ciencia, presente en disciplinas tan variadas como la medicina, la botánica, la zoología, la astronomía, la paleontología, arqueología, etc.

The use of images as a means of scientific information transmission was firmly established in the Renaissance and since then, the teaching of natural science cannot be conceived without its use. Nowadays, the use of scientific illustrations is an essential teaching method, a means of communication and scientific spreading present in disciplines so diverse as medicine, botany, zoology, astronomy, paleontology, archaeology, etc.

La exposición “Arte y Ciencia”, realizada en la biblioteca del centro en el marco de nuestro proyecto STEAM, mostró a los alumnos un área del saber poco conocida, a la vez que trató de despertar su interés por la anatomía humana, fomentar el aprecio por las plantas, aves y mamíferos mediante la belleza y claridad de las ilustraciones y concienciar al alumno de que el idioma de la ciencia es el inglés.

The exhibition “Art and Science”, carried out in the school library and included in our project “CITE-STEAM”, showed students an unknown branch of knowledge while arose students’ interest in human anatomy and promoted a taste for plants, birds and mammals through the beauty and clarity of illustrations. It also showed students that English is the language of science.

La muestra ha consistido en una serie de láminas que describen mediante imágenes y breves explicaciones el desarrollo parejo de la anatomía humana y su ilustración, junto a estos se expusieron imágenes de dibujos anatómicos hechos por alumnos de 3º de ESO durante las clases de biología. También se expusieron libros sobre ilustración científica. Buena parte de estos libros, en sí mismos, bellamente ilustrados, están escritos en inglés, hecho que también nos sirvió para concienciar de la importancia de esta lengua en la comunicación científica.

The exhibition is made up of a series of posters that describe, through images and short explanations, the parallel development of human anatomy and its illustration. Images of anatomic drawings made by 3º ESO STUDENTS were exhibited as well as books about scientific illustrations. Most of these books are beautifully illustrated and written in English what made students think about the importance of this language in scientific communication.

Para aquellos que no pudieron asistir se muestran las fotografías de las láminas de la exposición:

Digitalizando la respuesta al frío

En esta ocasión se ha diseñado una situación de aprendizaje para, de forma general,  familiarizar a los alumnos de Digitalización con el manejo de dispositivos capaces de capturar datos de forma automática, de mostrarlos gráficamente y de realizar cálculos.

En concreto, se han utilizado una sonda de temperatura superficial, un data-logger para digitalizar las señales y un ordenador con el software Sparkvue instalado, todos interconectados y todos de Pasco Scientific-Lab Equipment.

Objetivos didácticos:

• Comprender el funcionamiento y la utilidad de un sistema de registro automático de datos.
• Desarrollar las competencias matemática y competencia en ciencia y tecnología y la digital.
• Fomentar el aprendizaje práctico basado en proyectos.

Para motivar a los alumnos les planteamos registrar como sería su respuesta al frío, este tipo de desafíos suele aumentar su implicación en el desarrollo de las actividades.

La base fisiológica de la prueba fue considerar a los alumnos con mejor respuesta frente al frío a aquellos cuya pendiente de caída de la temperatura superficial fuese mayor y, que además, presentasen una recuperación de la temperatura superficial más rápida una vez que dejasen de estar expuestos al frío.

La respuesta vasoconstrictora a la exposición al frío ayuda a retardar la pérdida de calor del centro del cuerpo, pero a expensas de una pérdida de temperatura de la periferia del cuerpo (registrada con la sonda superficial).

La caída de la temperatura superficial y su recuperación, tras entrar la mano en agua con hielo a 2ºC durante 1 minuto, se calculó mediante una función del software que calcula la pendiente tras ajustar los datos a una recta.

A continuación, se muestran los resultados de la tabla, y a modo de ejemplo, uno de las gráficas obtenidas a partir de un alumno.

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PRESIÓN ARTERIAL Y SALUD 5. COMUNICACIÓN DE LOS RESULTADOS CIENTÍFICOS

En la actividad que presentamos hoy trabajamos la comunicación de los resultados científicos.

Para comunicar los resultados obtenidos en los experimentos dedicados a estudiar los efectos de diversos factores sobre la presión arterial y la salud hemos elegido el póster. Este es uno de los formatos habituales en la comunicación de resultados durante los congresos científicos.

Después de analizar y discutir los resultados, hemos plasmado en un póster los resultados y conclusiones  utilizando el formato habitual: Título, autores, resumen, introducción, material y métodos, resultados, discusión y bibliografía.

 A continuación, presentamos nuestro póster:

 

PRESIÓN ARTERIAL Y SALUD 4. EFECTO DEL FRÍO.

 

Continuamos con nuestro experimento sobre factores que tienen influencia sobre la presión arterial de adolescentes y en esta ocasión investigamos si el frío intenso afecta a la presión arterial sistólica, diastólica y la frecuencia cardiaca.

Para realizar el experimento registramos  la presión arterial y  la frecuencia cardíaca en reposo y relajados, estos valores nos servirán como control. A continuación, los individuos objetos de estudio sumergían la mano en agua con hielo a una temperatura de entre 4 y 5ºC durante dos minutos. Transcurridos los 2 minutos, se registraban los valores de presión arterial y la frecuencia cardíaca, serán estos los valores afectados directamente por el frío.

Para saber como se recuperaban los individuos estudiados del posible efecto del frío se registraron los valores de presión arterial y de frecuencia cardíaca transcurridos 2 y 4 minutos de haber sacado la mano del agua.

Para controlar el posible efecto del dolor inducido por el agua fría, al finalizar cada medición se preguntaba al individuo estudiado sobre sus sensaciones, si había padecido dolor y se le pedía que lo calificase.

Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 y en las gráficas 1 y 2.

Como se deduce de los resultados, las presiones sistólicas y diastólicas aumentaron tras someterse al frío, recuperando valores control tras dos minutos sin pasar frío, sin embargo, la frecuencia cardíaca disminuyó con el frío y su recuperación fue más lenta. Todos los individuos refirieron dolor durante la experiencia.

 El frío afectó a los valores de presión arterial y de frecuencia cardíaca de los adolescentes estudiados. La bibliografía consultada señala que el frío activa al sistema nervioso simpático induciendo una elevación de la presión arterial, tanto sistólica como diastólica, efecto que está en consonancia con los valores encontrados en nuestro trabajo. Además, el frío puede inducir una vasoconstricción periférica que contribuye a la elevación de la presión diastólica. Sin embargo, la disminución de la frecuencia cardíaca encontrada en nuestro trabajo no es coherente con una activación del tono simpático que debería haber aumentado dicha frecuencia. Esta situación podría deberse a la contribución del dolor. Tal como se indica en bibliografía, el dolor moderado desencadena elevaciones de la presión arterial, mientras que el dolor profundo puede causar hipotensión. Todos los individuos participantes experimentaron dolor profundo, algunos de ellos abandonaron la prueba sin completar los dos minutos.

En conclusión, el frío afectó a los valores de presión arterial y frecuencia cardíaca de los adolescentes estudiados, sin embargo, los resultados encontrados podrían estar oscurecidos por el dolor que el propio frío generó durante la experiencia.

PRESIÓN ARTERIAL Y SALUD 3- EFECTO DEL EJERCICIO

 

Continuamos con nuestro experimento sobre factores que tienen influencia sobre la presión arterial, en esta ocasión investigamos si el ejercicio puede inducir cambios en esta.

Se determinaron los valores de presión arterial sistólica, diastólica y de frecuencia cardiaca en reposo y tras el ejercicio. Las medidas en reposo se realizan sentados, relajados y sobre el brazo izquierdo, se registraron dos medidas con una pausa entre una y otra y se descartó la primera para evitar el nerviosismo lógico que provoca medirse por primera vez la tensión.

Para determinar los valores tras el ejercicio, una vez terminadas las medidas en reposo, se realizó un ejercicio intenso (flexiones o subir y bajar la escalera) durante un minuto y tras este, y sin pérdida de tiempo, se registraron los datos.

Los resultados obtenidos se muestran en la tabla:

Como puede observarse en la tabla, la presión sistólica aumentó (112 en reposo frente a 138 tras ejercicio), sin embargo, la presión diastólica se mantuvo constante (65 en reposo frente a 67 tras el ejercicio). La frecuencia cardíaca aumentó claramente tras el ejercicio (79 en reposo frente a 116 tras ejercicio).

En la bibliografía consultada se hace referencia al hecho de que el ejercicio eleva considerablemente la demanda de oxígeno de la musculatura esquelética, de manera que, para poder atender a dicho requerimiento aumenta considerablemente la fuerza de contracción del corazón y la frecuencia cardíaca, lo que hace aumentar los valores de presión sistólica y de frecuencia cardíaca, hecho coherente con los resultados obtenidos en nuestro experimento. Por otra parte, que la presión diastólica no aumente o lo haga ligeramente puede deberse al hecho de que los vasos sanguíneos que riegan la musculatura esquelética se abren para hacer llegar el máximo caudal de sangre al músculo en pleno ejercicio, y así, al disminuir la resistencia periférica, la presión diastólica baja.

En conclusión, en relación con la hipótesis que inicialmente nos planteamos sobre si el ejercicio modifica la presión arterial, tenemos que decir que sí la modifica, si bien, este cambio se debe sobre todo a la modificación de la presión sistólica, pues la diastólica no cambia o lo hace ligeramente.

PRESIÓN ARTERIAL Y SALUD 2- CAMBIO DE POSTURA

 

En esta tarea los alumnos trataron de averiguar si un cambio de postura brusco, pasar de la posición de tumbado en el suelo a ponerse en pie, puede tener algún efecto sobre la presión arterial. Para ello determinaron la presión arterial tumbados y relajados, para a continuación, levantarse y volver a determinar los valores de presión arterial en pie.

Los resultados se muestran en la tabla. Se calcularon los valores medios de presión sistólica, diastólica y de frecuencia cardíaca y las correspondientes desviaciones estándar.

Puede observarse que las presiones sistólicas tras el cambio de postura son muy parecidas (128±28,2 tumbado frente a 125±26,6 en pie), las diastólicas aumentaron (65±9,6 tumbado frente a 85±25,9) y las frecuencias cardiacas medias también aumentaron (79±17,2 tumbado frente a 91±21,2).

En la bibliografía consultada se hace referencia al hecho de que un cambio de postura de este tipo hace que la presión sistólica caiga al quedar la sangre atrapada momentáneamente en las zonas bajas del cuerpo, lo que puede producir mareo, sin embargo, los receptores de presión que hay en el interior de algunos vasos sanguíneos disparan señales reflejas que aumentan la frecuencia cardiaca (de ahí el valor elevado que encontramos), la fuerza de contracción del corazón y la resistencia que ofrecen los vasos periféricos al paso de la sangre. La activación de la frecuencia cardíaca y de la contractilidad del corazón es muy rápida, razón por la cuál no hemos podido registrar valores bajos de presión sistólica, puesto que estas dos acciones la habrían elevado rápidamente. La constricción de los vasos periféricos provoca aumento de la presión diastólica, lo que explica los valores elevados que hemos encontrado.

 

Por tanto, la conclusión que sacamos en relación a la hipótesis que nos planteamos de si los cambios de postura pueden influir en la presión arterial es que sí producen influencia en la presión arterial, si bien este cambio, es rápidamente amortiguado por un mecanismo reflejo.

PRESIÓN ARTERIAL Y SALUD 1- DISEÑO EXPERIMENTAL Y VALORES EN REPOSO

 

La tarea que se presenta da comienzo a una situación de aprendizaje, que consta de varias actividades, diseñada para fomentar hábitos saludables a la vez que se instruye a los alumnos en el método científico, el diseño de experimentos y el trabajo en equipo en el laboratorio.

En esta situación de aprendizaje los alumnos diseñaron, de principio a fin, un experimento consistente en comprobar si distintas variables como el tamaño corporal (talla y peso), la actividad física intensa, el cambio de postura, el frío o la apnea pueden inducir cambios en la presión arterial.

El diseño experimental se trabajó en el aula y se muestra a continuación:

Hipótesis:

 

·         Hipótesis nula (Ho): La presión arterial no varía bajo ciertas condiciones (variables).

 

·         Hipótesis alternativa (H1): Existen determinadas condiciones (variables) que hacen variar la presión arterial.

 

Variables independientes: Actividad física, cambio postura, sexo, tamaño corporal, frío, apnea en buceo.

Variables dependientes: Presión arterial sistólica, presión arterial diastólica y frecuencia cardiaca.

Se intentarán tener bajo control otras variables como si se ha comido recientemente, el estado emocional y físico, si se fuma, si se es deportista.Una vez terminada las actividades se analizarán los datos y se redactará una comunicación en forma artículo científico en el formato de póster.

  

En la actividad inicial los alumnos registraron datos de su peso y de su talla y aprendieron el manejo de los tensiómetros digitales y de las tablas de percentiles de talla y peso y de valoración de los niveles de presión arterial para chicos y chicas en función de su edad y percentil de talla. Estas tablas han sido desarrolladas por el Centro Nacional de Estadísticas de Salud en colaboración con el Centro Nacional para la prevención de Enfermedades Crónicas y Promoción de la Salud (2000). http://www.cdc.gov/growthcharts

*CDC es el Centro para el control de enfermedades y prevención de USA.

Los alumnos pudieron comprobar y registrar sus valores de presión arterial en reposo, valores que se compararán con los obtenidos tras realizar las diferentes actividades, ejercicio, cambio de postura, frío, etc.