Biomapa. Una visión espacial de la biodiversidad del valle

Esta propuesta fue diseñada por la profesora Leonardo Ariel Datri, de Neuquén.

Sumario

La biodiversidad de los ecosistemas comprende un recurso para el abordaje transversal de las estrategias de enseñanza. La información externa es interpretada y reinterpretada por la mente, que va construyendo modelos explicativos, y en este proceso median las salidas de campo, los instrumentos de campo y las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).

Fundamentación

La biodiversidad como eje estructurador
El concepto de biodiversidad fue elegido como eje de la organización de la experiencia, por varias razones: a) comprende un eje transversal propicio para el ciclo superior de la especialidad del Bachillerato en Ciencias Naturales y Exactas (plan 198); b) La biología y la ecología son ciencias de síntesis, que se construyen de diversos conceptos provenientes de la física y más recientemente de la geografía, que originó un nuevo espacio como resultado de la interfaz ecología-geografía, conocido como ecología del paisaje, especialmente desarrollado a partir del salto tecnológico producido por las últimas generaciones de imágenes satelitales y su interpretación y procesamiento. c) El abordaje integrado del concepto de biodiversidad, que se construye como resultado de la combinación de múltiples variables de distintos órdenes, orienta el desarrollo del pensamiento complejo, de una realidad que es multicausal.

Desde una concepción constructivista, el alumno, como “sujeto activo”, construye el conocimiento a través de un proceso dinámico e interactivo entre él y su objeto de estudio, representado por los ecosistemas y su biodiversidad. Los significados provenientes del medio social-natural son internalizados por cada alumno a través del proceso de enseñanza-aprendizaje. La comprensión, la adquisición del lenguaje y los conceptos y el manejo de las tecnologías adecuadas como herramientas de aprehensión de la realidad y su posterior divulgación, se realizan por el encuentro con el entorno y sobre todo por la interacción entre alumnos, y alumnos-docente, a través del trabajo cooperativo. En este ida y vuelta, la escuela dispone de los medios y parte del contexto, teniendo al docente como mediador y guía del proceso. Este último es el responsable de buscar estrategias didácticas que faciliten el aprendizaje significativo del alumnado, ya sea a través de la salida de campo como el empleo de nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Tal es el caso que se presenta en este trabajo a través de la aplicación de sistemas de información geográfica, el procesamiento estadístico y presentación de los datos recolectados en el campo.

La complejidad y su abordaje
El estudio de sistemas complejos comprende el desarrollo de una metodología que sintetice en su explicación los conceptos de diversas disciplinas. El objeto de estudio define la metodología del análisis, en vez de ajustarse éste a un método en particular. Los ecosistemas, a partir de su diversidad y de acuerdo con el nivel de dependencia establecido entre la estructura biótica y su soporte físico, despliegan una dinámica que excede el campo de análisis de una disciplina en particular. Por esta razón su estudio cada vez más encierra marcos conceptuales y herramientas metodológicas provenientes de la biología y su hija menor, la ecología; la física, la matemática (estadística), la informática y la geografía. El abordaje interdisciplinario corresponde al conjunto de materias que se vinculan al tema, es decir a los docentes, para que ellos elaboren una metodología capaz de:

Promover la investigación científica escolar como forma de abordaje de la realidad y de generar metodologías de investigación para este nivel.
Delimitar el objeto de estudio, asumido este como sistema complejo.
Reconocer las variables de los sistemas físicos y biológicos principales que interactúan y definen el problema (clasificación de las comunidades y las especies del ecosistema).
Mapear a través del uso de sistemas de información geográfica, basados en programas de uso doméstico como Word y Excel.
Lograr una explicación integrada de conceptos de diversas materias, a partir de los datos de campo y el procesamiento estadístico por medio del empleo de planillas de cálculos.

La escala de análisis
La escala es una relación que define límites y funciones de un sistema con respecto a otro. Un sistema es una porción del universo de límites establecidos en forma arbitraria. Los límites de un sistema son impuestos por nuestra imaginación, pero tienen referencia a componentes del mismo o a una necesidad de estudio. Ahora bien, si convenimos que el sistema es un recorte del universo, es decir de un sistema mayor, es altamente probable que entre el sistema de estudio y el que lo contiene exista un intercambio constante de materia, energía e información. Por esta razón las imágenes satelitales digitalizadas comprenden una herramienta de interpretación y de delimitación central, herramienta para que los alumnos establezcan los límites del objeto, pero a su vez las interrelaciones que este desarrolla en su entorno.

Destinatarios

Alumnos de 5° año de la modalidad Bachillerato en Ciencias Naturales y Exactas (plan 198) del Centro Provincial de Enseñanza Media Nº 48 (CPEM Nº 48), Neuquén.

Objetivos

Desarrollar un mapa con información de la biodiversidad de la región del valle de la confluencia de los ríos Limay y Neuquén, a partir del empleo de sistemas de información geográfica, imágenes satelitales, salidas de campo y el procesamiento estadístico de datos.

Actividades

La articulación de disciplinas y áreas, y la integración en el nivel de las explicaciones que los alumnos construyen acerca de los objetos de estudio; se movilizan en función de diversas actividades, que abarcan trabajo de campo y de gabinete. Llamamos salida o práctica de campo a la actividad que genera datos e información a partir de:

La observación directa.
El registro sistemático y organizado de procesos y elementos del sistema estudiado, utilizando distintas estrategias perceptivo-sensoriales.
La medición y uso de técnicas de medición (biometría).

Llamamos trabajo de gabinete al espacio de reflexión, debate y desarrollo de los trabajos en el marco de la aplicación de TIC:

Interpretación de una imagen satelital Landsat TM en base digital, en falso color compuesto.
Reconocimiento y mapeo de los distintos ecosistemas del valle de la confluencia de los ríos Limay y Neuquén, y sistemas modificados por el hombre.
La representación gráfica del entorno, a través del empleo de herramientas de dibujo de los programas Excel y/o Word y visualizadores de imágenes.
La clasificación de los ambientes a partir de la diversidad del paisaje.
El procesamiento estadístico de los datos de campo a través del empleo de planillas de cálculo.
Construcción de un mapa final de la biodiversidad de la región de la Confluencia.
La presentación de datos, gráficos y mapas, en formato PowerPoint.

Guías de trabajo. Primera parte en el campo

Objetivo: registrar y cuantificar la cobertura terrestre en los ecosistemas identificados previamente del periurbano de la ciudad de Neuquén, utilizando técnicas biométricas.
Objetivos específicos: a) recolectar datos sobre cobertura vegetal en distintos estratos; b) estimar los cambios de diversidad y cobertura a nivel de vegetación, establecidos en el gradiente barda-río; c) identificar las variables que operan en los cambios establecidos en el gradiente.
Los alumnos deben realizar las siguientes actividades en el campo:

Desarrollar un breve texto con las condiciones generales del clima (viento, temperatura aproximada, nubosidad), características del suelo (arenoso, rocoso, arcilloso, húmedo, seco, saturado de agua, sales visibles) y si existen signos de una perturbación natural o antrópica reciente o en curso.
Realizar un croquis general del sitio de muestreo, con ayuda de la imagen impresa.
Realizar una parcela de 20 x 20 metros, indicando los extremos con estacas de por lo menos un metro de alto. Utilizar la brújula (1) como herramienta de corrección de ángulos.
Con un hilo (lana) establecer las diagonales (optativo).
A lo largo de la diagonal, realizar la medición utilizando el cobertómetro. Realizar una observación a través del cobertómetro a cada paso de aproximadamente un metro. La observación se realiza, una hacia el suelo, y otra hacia arriba (al cielo).

Se toma como válida aquella observación que establezca un eje entre la mira, la arandela y el punto observado.

Mientras un integrante del grupo realiza la observación, un acompañante registra en una tabla (2) los datos que se dan a continuación, dictados por el observador.
Una vez realizadas las transectas, comenzar de nuevo y completar la tabla (3) correspondiente a las especies, con el mismo procedimiento a través del cobertómetro.

Segunda parte en el gabinete

Objetivo: procesar e interpretar los datos recolectados en las salidas de campo sobre la diversidad y la cobertura de la vegetación en los ambientes de la barda, la isla y el Parque Norte, a partir del empleo de planillas de cálculo.
Objetivos específicos: conocer la abundancia relativa de especies de los cuadros; obtener un valor de referencia de la diversidad de cada lugar; realizar un análisis comparativo de los valores obtenidos entre los distintos ambientes, ensayar una hipótesis explicativa y justificada de las diferencias y similitudes de las mediciones obtenidas.
Los alumnos deben:

Establecer los porcentajes de cobertura vegetal del suelo para cada parcela y para cada ambiente relevado (barda, isla, parque) con cuadros y gráficos de tortas.
Calcular la abundancia relativa de especies para cada parcela, de acuerdo con la siguiente expresión:
AR = ni/N
Con los valores obtenidos para cada ambiente (tomando un promedio de Abundancias Relativas para cada especie encontrada), realizar el gráfico de dominancia-diversidad (x = clasificación de especies: 1, 2, 3, ...; y = AR: 0 a 1).
Calcular el índice de diversidad de Shanon, para cada área de relevamiento, de acuerdo con la siguiente expresión:
ID = ∑ni/N log(ni/N)
Calcular un promedio entre los índices de todas las parcelas, que sea un valor de referencia para cada ambiente estudiado.
Establecer un análisis comparativo de los valores obtenidos, entre los ambientes relevados (barda, isla, parque). Justificar las diferencias encontradas.
¿Qué relación existe entre los resultados de esta medición y los de cobertura vegetal?
Averiguar los valores obtenidos por los alumnos de experiencias del año anterior y comparar estas variables a lo largo del tiempo.

Tercera parte en el trabajo de gabinete: el biomapa

A partir de la observación e interpretación de la imagen de la ciudad de Neuquén en falso color compuesto (bandas del infrarrojo cercano) y sabiendo que esta banda es ideal para trabajar vegetación, (4) organizar la información según esta guía:

¿Qué diferencias vemos a simple vista?
¿Qué factores ambientales están vinculados a esas diferencias en la vegetación y son observables en la imagen?
Si aproximamos la imagen, ¿podemos advertir diferencias vinculadas con transformaciones antrópicas?
Realizar una red como la presentada (5) completando los siguientes cuadros y utilizando la imagen satelital de Neuquén.
A partir de los ecosistemas reconocidos y con el empleo de las herramientas de dibujo del programa Word, se procede a:
Seleccionar una porción de la imagen correspondiente a la parte de la ciudad y del valle que contiene la zona relevada e insertar en un archivo de Word.
Se aplica un cuadro con fondo transparente sobre la imagen y se identifica con las herramientas de dibujo más convenientes (curva, líneas, cuadros, círculos, etc.).
Luego se “agrupan” los elementos dibujados y coloreados, cuidando de no incorporar la imagen, la cual puede ser desechada o no (queda a criterio de la presentación final).
El texto resultante de la guía, como el mapa logrado y los cuadros y gráficos estadísticos, se exponen en PowerPoint para la presentación en la escuela en los cursos de niveles inferiores y a organizaciones de la comunidad que lo requieran.

NOTAS:
(1) Acompaña la guía de los alumnos un anexo sobre el uso de la brújula.
(2) Acompaña la guía de los alumnos una serie de tablas donde se vuelcan los datos.
(3) Acompaña la guía de los alumnos una tabla dominancia-codominancia y abundancia relativa de especies (frecuencia relativa para cada especie identificada).
(4) Acompaña un texto explicativo de la relación entre las bandas del espectro visible y la radiación de la cobertura terrestre emitida y recepcionada por el satélite. Se emplean diversas imágenes del satélite SAC-C disponible en el catálogo de la CONAE, en su web (www.conae.gov.ar), y del Lansat TM. Ambas digitalizadas se trabajan en programa Word.
(5) Acompaña un texto adaptado, tomado de las guías del maestro del Programa Globe, orientativo de las formas de identificación en el espacio, a partir de un sistema de clasificación dicotómico.

Áreas involucradas

Biología, Geografía, Matemática, Informática.

Recursos materiales

Bibliográficos:

Ecología, un puente entre ciencia y sociedad, E. Odum y F. Sarmiento, Mac Graw Hill, 1998.
Invitación a la Biología, Curtis-Barnes, 6ª Edición, Interamericana.
Ecología de campo, J. Kennet y otros, Blume.
Enseñar en la complejidad, Moriconi, M., Bonato, R., Datri, L., Balmaceda F., Visintini R. Congreso “Promoción y retención en Educación Media”, Neuquén, 2003.
Guía del maestro, Globe Program, 2000.
Estrategias docentes. Enseñanza de contenidos curriculares y desarrollo de habilidades del pensamiento. Paul D. Eggen y Donald P. Kauchak, Fondo de Cultura Económica.
“Sistemas ambientales complejos”, en: Educación en ambiente y desarrollo sustentable, R. García, posgrado, CTERA. 2000.

Tecnológicos:

Una PC Pentium III, IV o equivalente con disco de 30 o 40 Gb como mínimo, Mrahm 128 (mínimo) e impresora color. Monitor preferentemente 17” color.
Programas Word, Excel y PowerPoint y visualizadores de imágenes.
Imagen satelital Landsat 7 (preferentemente) en falso color compuesto, formato digital.
Impresora color.

Financieros:

Aportes de los alumnos para traslado a zonas de medición (siempre dentro del ejido urbano de Neuquén, representan unos $15 por alumno).

Equipamiento:

Clinómetros, cintas métricas, brújulas, hilos, estacas, etc.
Planillas y guías para volcado de datos en el campo.

Recursos humanos

De acuerdo con la normativa vigente, se requiere un docente cada 10 alumnos en cada salida de campo.
Auxiliar de Informática.
Trabajo de planificación en equipo compuesto de un docente por cada área (Matemática, Geografía y Biología a cargo de la coordinación, con orientación en Ecología).

Cronograma y explicitación del tiempo previsto para su desarrollo

Actividad	Tiempo estimado	Fechas recomendadas	Horas cátedra	Observaciones
Presentación de la actividad, conceptos generales y empleo de TIC específicas.	1 mes	Inicio de ciclo lectivo hasta inicio de abril	12
Primera parte: Salidas de campo.	3 días	Marzo - abril	Tres jornadas completas	Se recomienda la estación de verano/otoño por las condiciones climáticas rigurosas de la región.
Segunda parte: gabinete.	Un mes y medio	Abril - Mayo	18
Tercera parte: gabinete y presentación final del trabajo.	Un mes y medio	Junio - Julio	18	Horas totales específicas: 60

Por tratarse de alumnos del último año del ciclo, varias de las conceptualizaciones y empleo de programas de informática específicos ya están aprendidos en el marco de las materias específicas de años anteriores (taller de Informática III, Geografía 4º, Ecología 4º y 5º, Biología 1º, 2º y 5º, estadística 4º).

El tiempo estimado es de cinco meses, que incluyen las cargas horarias institucionales indicadas en la columna “Horas cátedra” exclusivamente para la aplicación. Otros tiempos son dedicados en materias específicas en clases especiales para la ocasión acordados en tiempos extraescolares, o en las cargas institucionales de las materias.

La presentación final siempre comprende los días posteriores al receso escolar (puede extenderse a agosto).

Apreciaciones finales

El uso de la las TIC es fundamental en este tipo de actividades, porque es un recurso a través del cual tanto docentes desde la planificación, como alumnos en el desarrollo de la actividad de reconocimiento, definen al objeto de estudio, sus límites y sus variables principales reconociendo en el “pixel” de la imagen una unidad, representativa de una porción de esa realidad. La resolución de la imagen y la capacidad de interpretación del alumno establecen una interacción a partir de la cual el objeto de estudio puede ser dimensionado, reconocido e interpretadas sus partes y relaciones con el entorno para luego ser divulgadas dentro del propio medio escolar y la comunidad.