A través del PIFMA los profesores adquirirán competencias para transmitir el pensamiento lógico a sus estudiantes

  Una de las principales causas de los altos niveles de deserción estudiantil, principalmente de las áreas de ciencias básicas, económico administrativas e ingeniería, se debe a la falta de un pensamiento lógico desarrollado durante la educación básica y media superior, expresó Andrés Fraguela Collar, investigador de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM). Dicho pensamiento está muy relacionado con la buena formación en Matemáticas, algo que los profesores de esos niveles educativos deberían de saber transmitir a sus alumnos; de lo contrario, las consecuencias se ven reflejadas en los resultados deficientes de los estudiantes y, por ende, en su futuro desempeño, señaló. Por ello, considera la importancia de la capacitación de los docentes para desarrollar las competencias necesarias. Con este objetivo, en el Centro Multidisciplinario de Modelación Matemática y Computacional (CEMMAC), espacio del cual es coordinador, se creó el Programa Integral para la Formación de Maestros (PIFMA). Dicho programa está dirigido a profesores de enseñanza media superior y pone énfasis en el desarrollo de habilidades para plantear y resolver problemas a partir de situaciones prácticas; enseña al maestro cómo guiar a sus alumnos a buscar soluciones, induciendo en ellos el razonamiento lógico y abstracto, característico de las Matemáticas. “El pensamiento lógico matemático está asociado al desarrollo de capacidades y habilidades cognitivas en el estudiante, que le permiten establecer conjeturas a partir de un proceso de generalización de experiencias particulares en las que se utilizan abstracciones de la realidad, de modo que puedan argumentar y justificar dichas conjeturas, a través de fundamentos rigurosos con base en modelos y métodos científicos previamente adquiridos”, refirió. Este programa identifica las deficiencias del proceso de enseñanza-aprendizaje de las Matemáticas, relacionadas con los aspectos de la formación de los maestros que están vinculados con el dominio de los contenidos y la práctica didáctica, y propone vías factibles de solución. El carácter integral de su contenido lo convierte en un referente para ser utilizado en cualquier programa posterior de Educación Continua, en sustitución de los cursos que se ofertan en la actualidad sobre temas diversos que dispersan al maestro y crean confusión, consideró Fraguela Collar. Además, las herramientas que ofrece PIFMA a los docentes (videos, textos, plataforma con interactivos) pueden ser posteriormente utilizadas por ellos en la organización e impartición de sus clases, y los prepara para acceder a otros programas superiores de posgrado. La estructura del PIFMA se basa en dos diplomados, con una duración de cinco meses cada uno. En el primero de ellos se impartirán los temas de pensamiento numérico, álgebra elemental con ecuaciones, desigualdades y funciones, y geometría con trigonometría y fundamentos del álgebra vectorial; mientras que el segundo abarcará las áreas de probabilidades y estadística, y fundamentos del cálculo diferencial e integral. Durante cada diplomado se intercalarán los temas sobre las Matemáticas y su enseñanza en el nivel medio superior, y tendrá una frecuencia de dos encuentros semanales con los maestros, ya sea presencial o en línea. Para la impartición del programa se contará con el apoyo de investigadores del CEMMAC, mientras que estudiantes de posgrado participarán en actividades de retroalimentación. De acuerdo con el experto, se espera efectuar una convocatoria para iniciar los diplomados en el segundo semestre del año. Asimismo, Fraguela Collar mencionó que a mediano plazo, en colaboración con la Dirección General de Innovación Educativa, se pretende desarrollar una plataforma digital, interactiva e inteligente que pueda ser utilizada por alumnos y docentes de todos los niveles educativos. “Esta será una herramienta que podrán usar los maestros para enseñar de una forma didáctica los conocimientos en Matemáticas, de modo que les será de utilidad para preparar sus clases, y que por otro lado permitirá que los estudiantes aprendan de una forma diferente a la tradicional”. Además, con respecto al PIFMA, dentro del CEMMAC se escribieron dos libros sobre los aspectos conceptuales, contenidos principales, aplicaciones y la didáctica en los que se debe hacer énfasis para la enseñanza de las Matemáticas a nivel básico y medio superior, el cual cuenta con recomendaciones para la capacitación continua de los docentes. Las obras serán publicadas a principios de este año y se planea escribir una tercera que complemente los contenidos propuestos con recomendaciones didácticas, la cuales serán dirigidas a los maestros para su uso en la impartición de clases.

• A partir de elementos sencillos y económicos diseñó una herramienta para aplicar la técnica de spray pirólisis, empleada también en la miniaturización de dispositivos electrónicos

En el área de las energías renovables, las celdas solares de silicio son las más comunes pero también las más costosas. Uno de los retos científicos es elevar su eficiencia y crear nuevos materiales que sustituyan a este elemento. Una de las técnicas empleadas tanto para la creación de celdas solares, como para la miniaturización en la electrónica, es el spray pirólisis. David Mora Herrera, egresado de la Facultad de Ingeniería de la BUAP y estudiante de posgrado en Ciencias de Materiales en el Instituto de Física Luis Rivera Terrazas (IFUAP), desarrolló un prototipo que realiza la síntesis de materiales nanoestructurados con esta técnica, para su aplicación en celdas solares, con la asesoría del doctor Martín Salazar Villanueva. Su trabajo, con el que obtuvo el título de ingeniero mecánico, le permitió crear a partir de elementos sencillos y económicos una herramienta que genera películas delgadas, necesarias para fabricar celdas solares ecológicas sensibilizadas con tintes a base de frutos rojos. El doctor Martín Salazar aclaró que la pirólisis es conocida desde el siglo pasado, pero la contribución del estudiante es que su prototipo representa una tecnología simple, económica y eficaz, compatible con las condiciones de cualquier laboratorio de investigación que busque un mecanismo sencillo para crear películas delgadas de óxidos conductores transparentes. “Tras desarrollar el prototipo, el alumno tuvo que hacer un estudio óptico, electrónico y estructural de estas películas de óxido de titanio, óxido de zinc y óxido de estaño, para ver cuál era la más estable. Esto a través de simuladores solares que arrojan datos de la eficiencia de la celda, que en su caso logró un 6 por ciento, en comparación con algunas celdas comerciales que tienen parámetros de 15 por ciento y 22 por ciento, en el caso de las celdas de silicio”. El doctor Martín Salazar destacó que el diseño y ejecución del prototipo que sí funciona, permite un ahorro considerable, ya que en el mercado el equipo es costoso, mientras que el estudiante lo generó con materiales reciclados que no superan los 4 mil pesos. Mecanismos sencillos para soluciones prácticas La maquinaria que construyó Mora Herrera consta de tres partes: un nebulizador donde se genera la nube con los compuestos activos; el control de temperatura donde se colca el material, que en este caso es el vidrio o sustrato; y el mecanismo de transporte que pueden ser tubos de PVC o mangueras, los cuales dirigen la “neblina” del nebulizador hacia el sustrato. El investigador explicó que en el reactor (nebulizador) se colocan las sustancias, como el óxido de zinc, mezclado con el flúor y así se genera el spray. Esta combinación se deposita en el vidrio donde se hace la combinación a través de las gotas que modifican su temperatura al tocar la superficie. Así se forma una película delgada a decenas o centenas de nanómetros, la cual se ventila para que pueda fijarse en forma monodispersa. “Simplificó el sistema utilizando un nebulizador donde fueron colocados los precursores para su mezcla. Posteriormente recurrió a tubos de PVC y midiendo la distancia y el ángulo cada minuto logró controlar el depósito de las gotas y por lo tanto el ancho de la película en el sustrato”, explicó Martín Salazar. El propósito inicial Por su parte, David Mora explicó que una vez que se depositó la película en el vidrio y se vuelve conductora, se le añade otra película de óxido de titanio, sensibilizada con tinte a base de jugo de cerezas y moras. Después colocó encima otro vidrio conductor para obtener la eficiencia. El interés para desarrollar este prototipo, reconoce David Mora, fue que su proyecto de tesis se centraba en el diseño de una celda solar ecológica, pero observó que se llevaría mucho tiempo para depositar una película delgada con los métodos utilizados en el laboratorio. Después pensó en comprar el sustrato con la película incluida, sin embargo el precio era elevado y decidió finalmente diseñar un equipo que le permitiera replicar la técnica del spray pirólisis. “Cuando hacia mi tesis, yo quería hacer una celda solar y para eso necesitaba comprar uno de los vidrios conductores para saltarme la parte de hacer el depósito del material, pero era muy caro, alrededor de 7 mil pesos la pieza, entonces me surgió la idea de crear mi propio mecanismo para depositar la película y así poder crear una celda solar”. Reconoció que aunque su eficiencia es menor, con otros reactivos podría incrementarse. De esta forma creó películas delgadas de 1 x 1.2 cm que pueden emplearse en cualquier tamaño y tipo de vidrio, incluso sobre silicio, cuarzo u otro tipo de material. Al generar un vidrio conductor transparente, compuesto por óxido de zinc y óxido de estaño, elementos que hacen que en vez de ser un aislante sea conductor, fue sometido a un proceso muy sencillo para darle color. “Lo que se hace es añadir una capa de óxido de titanio y posteriormente se sensibiliza con un tinte, que puede ser muy caro, pero también se obtiene de pigmentos de frutas. En mi caso utilicé jugo de moras y cerezas para sumergir la película y colorearla, porque entre más oscura sea la película más captación solar tendrá”, explicó el estudiante de posgrado. Posteriormente se le agrega una solución de electrolito para que haya un intercambio de electrones y no se pierda la conductividad de la celda solar y una vez que se ensambla hay que caracterizarla; es decir, calcular su eficiencia. Una eficiencia óptima en celdas de silicio está en 22 por ciento, pero también hay otras celdas que llegan a 15 por ciento, señaló Mora Herrera. Sin embargo, la comunidad científica también ha experimentado con nanopartículas de oro para triplicar su eficacia. “El prototipo funciona pero el grado de eficiencia depende más bien del tipo de materiales que se emplean. La tendencia en general es innovar con materiales semiconductores en la creación de energías renovables”, finalizó David Mora. Su aportación generó una solicitud de patente e invención por parte de la BUAP bajo el código de identificación OCT-2016-019, además de la publicación de un artículo en una revista de la editorial internacional Elsevier.