USANDO UN “FENOMENO DESCONOCIDO” COMO CASO PARA LA ENSEÑANZA DE LAS TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION Y LA COMUNICACION (ICT)

Erling P. Strand
Escuela de Ciencias de la Computacion, Østfold College
NO-1783 Halden, Noruega
1. ANTECEDENTES

Estudiantes Junior de High School (1)
EL NuMERO DE ESTUDIANTES EN ICT de Ingenieria ha disminuido dramaticamente en Noruega en los ultimos dos o tres años. La razon principal es que muy pocos estudiantes tienen la base adecuada en matematicas y fisica a la hora de graduarse.
El interes en las matematicas y fisica basica es muy bajo entre los estudiantes Junior de Noruega. Y muy pocos de ellos las eligen como carreras para su futuro. Esto sera un problema en algunos años cuando la gente que actualmente se encuentra trabajando este jubilada, puesto que no hay suficiente cantidad de estudiantes graduados que tomen sus lugares. El gobierno Noruego ha enfatizado este problema y brinda apoyo para proyectos, lo que puede motivar a estudiantes de High School para elegir matematicas y fisica. Science Camp (el campamento de ciencia) es uno de tales proyectos.
Otra razon para esta falta de interes hacia las disciplinas mencionadas puede ser el desconocimiento de cuan interesante y estimulante puede ser esto para un investigador algun dia. Ademas, los estudiantes tienen a menudo una enseñanza aburrida, lo cual no estimula que se comprometan con lo que hacen.

Estudiantes del College (2)
Los estudiantes que ya estan estudiando en un College orientado a lo tecnico, cursando ICT y temas de ingenieria, necesitan desarrollar el valor del compromiso. Cuanto mas comprometido esta un estudiante, mas el /ella aprende. Un estudiante con falta de interes en el tema aprende muy poco. Es por eso que un catedratico necesita encontrar buenos casos de estudio que puedan interesar al estudiante, un caso que lo situe en el papel de investigador, donde el pueda enfrentarse con algunos resultados en los que otras personas estan interesadas.
“Lo desconocido”” o “el misterio” generan interes en la gente, generan expectacion. Varios libros, articulos, documentales de TV, peliculas, se han realizado en base a “misterios” de diferente clase. Es el caso de la tan popular pelicula Indiana Jones, que combina el misterio con la accion.
¿Por que no combinar en una misma investigacion el misterio con la enseñanza? Esto deberia ser un exito si el marco para su desarrollo es el adecuado. Esto se ha implementado de dos diferentes maneras en Noruega. Una fue llamada Science Camp, y ha sido probada con estudiantes Junior de secundario y estudiantes universitarios. La otra fue bajo la forma de proyectos de estudiantes universitarios para desarrollar una estacion de medicion automatica.

2. EL MISTERIO

El misterio usado como caso de estudio es un fenomeno luminoso desconocido que aparece en el pequeño valle de Hessdalen, en Noruega. El valle esta ubicado a 35 Km de la localidad de Roros, 120 Km al sur de la ciudad de Trondheim y a 530 Km al norte del Østfold College. Hessdalen ocupa una superficie a lo largo 15 Km y viven alli menos de 150 personas

Fig 2.1 – El fenomeno luminoso. Tres luces juntas

Los habitantes de Hessdalen, hacia fines de Noviembre en 1981, comenzaron a ver una extraña luz moviendose alrededor del valle. La luz podia ser vista casi todos los dias. El numero de avistamientos aumento en Enero de 1982 a un maximo de 20 observaciones por semana. Los avistamientos disminuyeron hacia el verano, pero aumentaron lentamente durante el otoño con la misma intensidad hasta el invierno siguiente.
La razon por la que hubo mas observaciones durante la epoca invernal puede haberse debido al hecho de que es mas facil ver una luz cuando afuera esta oscuro. Como el valle de Hessdalen esta cerca de la linea de 63º de latitud, en la epoca invernal esta oscuro durante la mayor parte del dia. En el invierno de 1984 el numero de avistamientos no aumento al mismo nivel que en los dos inviernos previos. En 1985 el fenomeno casi habia desaparecido. En la actualidad el numero de avistamientos esta en el orden de 20 observaciones al año.

Fig 2.2 – El fenomeno luminoso. Luz amarilla sobre la montaña

Este desconocido fenomeno luminoso llegaba a ser tan intenso que por debajo iluminaba el terreno. Algunas veces se movia cerca de las casas, por lo que algunos habitantes estaban asustados. Un hombre dijo que se desperto en el medio de la noche debido a demasiada luminosidad que entraba en su habitacion. el se levanto de su cama y vio que provenia de afuera. Una gran luz se desplazaba del otro lado de su ventana.
Se estima que el tamaño de esta luz, de color amarillo, es de entre 3 y 20 m. de diametro. Puede desplazarse en el valle, lentamente y a baja altura, hasta por dos horas. Algunas veces se para y se queda fija por varios minutos antes de comenzar a moverse otra vez. Aunque el color es preferentemente amarillo, a veces hay una especie de spot(3) de color rojo por arriba de ella.
El fenomeno luminoso es tambien observado como una forma de flashes blancos y azules. Los flashes pueden durar desde una fraccion de segundo hasta unos pocos segundos. Este tipo de luz es tan diferente de la amarilla que bien podria tener otro origen. El tercer tipo de luz describe la aparicion de varias luces juntas, y parece estar conectado a algo que el observador refiere como un objeto negro.
Como ningun instituto tomo iniciativa alguna para comenzar una investigacion sobre este fenomeno, algunos amigos se juntaron y comenzaron entonces su propio proyecto de investigacion.

3. PROYECTO HESSDALEN

En el verano de 1983, un año y medio despues de los primeros avistamientos, comenzo el proyecto Hessdalen. El objetivo principal era obtener mas datos cientificos sobre el fenomeno en esta zona. Los preparativos se hicieron durante el otoño y la expedicion de campo tomo lugar entre el 21 de enero y el 26 de febrero de 1984, donde participaron 40 voluntarios.
Diferentes tipos de instrumentos fueron instalados en el Campamento Base, que era un trailer ubicado sobre una colina en Hessdalen. La mayoria de los participantes estaba alli controlando los instrumentos o buscando observar las luces. Otros dos grupos, equipados con camaras, estaban ubicados sobre dos de las montañas cercanas, y un sistema de radio era usado para comunicarse con el Campamento Base.
Un total de 53 avistamientos fueron realizados durante el trabajo de campo. El fenomeno fue tambien registrado por el radar, el analizador de espectros, el magnetografo y por diferentes camaras. Los detalles pueden encontrarse en el informe tecnico: http://www.hessdalen.org/reports/hpreport84.shtml

Un nuevo trabajo de campo fue preparado y realizado en Febrero de 1985 con una cantidad similar de participantes. Durante un periodo de 4 semanas solo una observacion visual fue hecha; parecia como si el fenomeno hubiera desaparecido.
Pero no habia desaparecido completamente. En 1993, los habitantes comentaron que todavia habia observaciones, aunque ahora la cantidad estaba en el orden de 20 al año. Es probable que esta cantidad fuera la misma todo el tiempo, puesto que los habitantes habian dejado de reportar las observaciones al publico. La razon de ello fue que la prensa comento sus avistamientos de mala manera.
El proyecto Hessdalen comenzo nuevamente; ahora estaba ubicado en Østfold College (http://www.hiof.no). Esto fue debido a que uno de los lideres del primer Proyecto Hessdalen (Erling Strand) estaba ahora dando una catedra en esa universidad. Los otros miembros del equipo que participaron en la etapa anterior no tenian la oportunidad de hacerlo en este nuevo Proyecto Hessdalen.

4. LA ESTACION DE MEDICION AUTOMaTICA

El nuevo Proyecto Hessdalen decidio desarrollar una estacion de medicion automatica (AMS) en vez de reunir un monton de gente buscando observar las luces y controlar los instrumentos. Una estacion automatica podria hacer esto durante todo el tiempo y con un costo minimo. Las grabaciones e imagenes hechas por instrumentos podian ser registradas automaticamente.
Los estudiantes del Østfold College tuvieron la tarea de desarrollar esta estacion automatica. Los primeros grupos comenzaron el trabajo en 1994, y esto les sirvio como su proyecto final. Grupos de estudiantes de Ciencias de la Computacion e Ingenieria Electronica estuvieron trabajando en esto. La primera version de la AMS estuvo lista para ser instalada en Hessdalen y puesta en funcionamiento en 1998 despues de un trabajo logrado por 9 grupos. Mas tarde, mas grupos han estado trabajando con la expansion de la estacion. Un total de 17 grupos de estudiantes noruegos han participado en el desarrollo de la AMS desde 1994

La AMS fue construida en un pequeño trailer. La primera version consistia de dos computadoras conectadas en una red de area local (LAN). Una computadora analizaba a cada segundo imagenes de una camara CCD blanco y negro, y si una luz aparecia de repente la imagen era enviada a un Web-Server donde una videograbadora comenzaba a grabar por 12 segundos. El software no analizaba las partes de la imagen donde habia rutas o casas. La otra computadora leia el campo magnetico de la tierra, y todos los cambios eran registrados y enviados a un Web-Server. (http://www.hessdalen.org). La conexion al servidor se realizo a traves de una conexion ISDN (4).
Con el transcurso del tiempo, la AMS fue expandida con mas computadoras y sensores. Actualmente, un total de 5 camaras CCD estan conectadas a cuatro computadoras. El software analiza a cada segundo imagenes tomadas desde estas camaras de manera que cualquier luz desconocida pueda ser captada y grabada. Dos de estas camaras estan ubicadas a 171 m. la una de la otra, con objeto de poder calcular la distancia de la luz desconocida. Otra camara tiene un zoom, y esta montada sobre un soporte inclinado de forma de lograr una imagen mas cercana. Las otras camaras poseen alta sensibilidad, es por eso puede ser capturada la corta duracion de los flashes. Dos diferentes clases de magnetometros de tres ejes son usados para grabar cambios en el campo magnetico. Hay tambien en funcionamiento una estacion de medicion EM (electromagnetica) y otra climatologica. En total, siete computadoras estan en funcionamiento, y el software de todas ellas fue desarrollado por los estudiantes. La conexion a Internet es ahora establecida por ADSL.

La AMS incorpora diferentes clases de aspectos que se abordan mediante estudios procedentes de las Ciencias de la Computacion, como la Inteligencia Artificial, Analisis de Imagenes, Database, Web Server, Network, tecnicas de Comunicacion e interface.
Esta estacion fue la primera en su clase en el mundo y tuvo mucha publicidad. Hasta el canal de TV Discovery Channel ha hecho programas mostrando algunas de las grabaciones efectuadas por la AMS. Los grupos de estudiantes que han trabajado con esta estacion han logrado difusion publica, cosa que ellos disfrutan. Eso los inspira a hacer un buen trabajo.
Los desarrollos de las mediciones EM en la AMS han sido llevados a cabo en cooperacion con el Instituto de Radioastronomia (IRA) de Italia (http://www.ira.cnr.it/). Los estudiantes de la Universidad de Bolonia han desarrollado parte de la instrumentacion para las mediciones EM, y han viajado a Hessdalen para instalar los equipos en la AMS. Al mismo tiempo, grupos de estudiantes noruegos han estado desarrollando sistemas de mediciones EM en el IRA de Italia. Esta cooperacion ha sido muy positiva para los estudiantes quienes, ademas, disfrutaron de viajar al exterior.
Este modo de usar el misterio en Hessdalen, como un caso de estudio para los estudiantes, ha sido exitoso. Los distintos grupos han estado discutiendo “que” y “como” medir para descubrir algun aspecto de este fenomeno desconocido. Ellos han construido la estacion automatica y diseñado todo el software. Periodicos de divulgacion cientifica se han referido a sus trabajos.
Otro modo de usar el misterio en Hessdalen, para enseñar a los estudiantes ICT, es la realizacion de Science Camps (Campamentos de Ciencia).

5. SCIENCE CAMPS
(Campamentos de Ciencia)

Science Camp es otra forma de enseñanza para los estudiantes. En vez de usar el aula o el laboratorio, el Campamento de Ciencia lleva a los estudiantes de expedicion y les enseña los conocimientos en el propio terreno. La expedicion es como una aventura de Indiana Jones en pequeña escala. Los estudiantes, utilizando instrumentos y computadoras, estan a la espera de un misterioso fenomeno en la inmensidad del campo abierto; ellos tienen el sentimiento de que estan tomando parte de un descubrimiento.
El Campamento de Ciencia ha sido probado con diferentes clases de estudiantes. Estudiantes de 15 años provenientes de tres colegios secundarios distintos, y estudiantes de 20 a 30 años del Østfold College.

Campamentos de Ciencia para jovenes estudiantes
Para los estudiantes de 15 años la puesta en escena es esta: en el aula se les habla sobre este fenomeno por primera vez. La presentacion se hace enfatizando su condicion de misterio, en el sentido de que es algo que aun esta sin resolver. Mostramos imagenes del fenomeno y contamos extraños sucesos al respecto. Finalizamos la presentacion preguntando “¿Quieren formar parte en un expedicion?”. Llegados a este punto, los jovenes estan tan interesados que sin dudarlo responden “SI”. Entonces continuamos diciendo que, para que ellos sean capaces de conseguir algunos resultados, necesitan tomar conocimiento de la instrumentacion y de como usarla. Pocos dias despues invitamos a estos jovenes estudiantes a la facultad para enseñarles los instrumentos, computadoras y algunos datos de fisica basicos. Los estudiantes estan ansiosos por aprender, y efectivamente, ellos aprenden rapido. Incluso manejan algo de la teoria del nivel de los estudiantes de mayor graduacion.
Para llevar a cabo el campamento de Ciencias con unos 50 estudiantes en el campo, contamos con la ayuda de un grupo integrado por 6 a 12 estudiantes de la universidad, 4 o 5 de los maestros, 2 a 3 coordinadores del Østfold College y algunos voluntarios.
El compromiso de los estudiantes es mayor cuando llega el momento de la expedicion. Esta comienza con un largo viaje (530 Km.) hasta el misterioso valle de Hessdalen.

Las carpas y los instrumentos ya han sido llevados a las dos montañas, una a cada lado del valle. La altitud es entre 800 y 900 m. sobre el nivel del mar. Hay tres estaciones en total. El Campamento Base esta ubicado a menor altura, en el valle, en una vieja escuela abandonada. Su altitud es de 600 m. sobre el nivel del mar. Esta estacion base se comunica por radio con las otras dos, que estan ubicadas en montañas distintas, y registra todos los avistamientos y datos que ofrecen los instrumentos de medicion.

Los jovenes estan divididos en tres grupos. Un grupo estara en el Campamento Base y los otros dos en las estaciones de las montañas. Los tres grupos cambian de ubicacion todos los dias, asi los participantes pueden estar en todas las estaciones a lo largo de las tres noches.
Cada estudiante tiene su tarea especifica en el grupo. Todos han sido especializados en el manejo de distintos tipos de instrumentos. Uno usa la computadora lap-top para grabar y exhibir todas las señales EM de baja frecuencia. Otro hace funcionar el analizador de espectros, capturando cualquier señal EM de alta frecuencia. Otro informa a cada hora a la Base sobre los datos de la estacion del clima. Otro lee la radiacion del ambiente e informa a la Base. Algunos han sido entrenados para usar camaras. A todos se les ha dicho que busquen a la enigmatica luz.

En la estacion hay personas presentes que tienen conocimiento del instrumental, de manera que los jovenes pueden disponer de ayuda si la necesitan.
Durante el dia se hace la preparacion para el trabajo nocturno. Los estudiantes que estan entrenados en Quimica toman muestras de la tierra. A todos los jovenes se les recuerda sobre lo que haran arriba, en la montaña. Ellos empacan comida, ropas y una bolsa de dormir; puesto que van a permanecer en la montaña hasta el otro dia. Buscaran permanecer la noche en alerta para observar las luces, lo que es tipico entre la medianoche y las 2:00 de la mañana; luego se van a dormir a una carpa. La temperatura puede bajar hasta helar, pero las carpas tienen la posibilidad de calefaccionarse. Es posible hacer un fogon en un lugar cercano a las carpas, pero entonces alguien necesita quedarse levantado para cuidar del fuego. Normalmente todos se van a dormir.
El tiempo de caminata desde el lugar donde se aparca al llegar hasta la estacion sobre el monte Rogne es de 45 minutos, y hasta el monte Finnsa 20 minutos. En el comienzo ascendemos en vehiculo hacia las montañas, a las 17:00. Luego habra tiempo suficiente para subir caminando y hacer los preparativos necesarios antes de oscurecer. La expedicion se realiza en Septiembre, epoca en que oscurece a las 18:50. Todos estan listos con anterioridad y la busqueda de las misteriosas luces se da por comenzada.
Afortunadamente, algunas noches aparecen las luces, y los estudiantes se muestran dedicados en la tarea que les toca realizar. En efecto, obtienen los datos y los informan al Campamento Base. Estan en accion hasta que se cansan. Van a dormir a las carpas y se despiertan a las 7:00. Cuando amanece, ellos bajan de la montaña. Alguien los recibe en la Base y los lleva al complejo central, donde pueden desayunar. Luego algunos se recuestan por unas horas mas; normalmente no duermen lo suficiente en las montañas.
Tres noches de trabajo son suficientes para la mayoria de los estudiantes. Algunos desean continuar y no quieren volver a la forma habitual de enseñanza. Meses mas tarde todos quieren volver a repetir la experiencia.
Los estudiantes usaban el lunes para viajar y llegaban al valle al caer la tarde. El martes por la mañana era usado para los preparativos, la primera noche de vigilia era la del martes para el miercoles, y la ultima la del jueves al viernes. El viernes era usado para el viaje de regreso a casa.

Campamento de Ciencias para estudiantes universitarios
A causa del exito de los Campamentos de Ciencia con los jovenes de escuelas secundarias, queriamos hacer lo mismo en nuestra propia facultad. En este sentido, la iniciativa se llevo a cabo con los estudiantes de primer año del departamento de Tecnologia, Innovacion y Emprendimiento, y se la considero parte de su curso de Fisica.
El Campamento de Ciencia se desarrollo del mismo modo que con los estudiantes mas jovenes. La principal diferencia fue que la enseñanza de la teoria e instrumentacion, en vez de unas semanas antes como hicimos con los otros estudiantes, se dio durante el propio Campamento de Ciencia en Hessdalen. La principal razon fue que los estudiantes universitarios comienzan su estudio en el otoño, mas tarde que los jovenes, por lo que habia dificultad de encontrar el tiempo necesario para tal enseñanza con anterioridad a la expedicion. Segun comentaron los estudiantes, la instruccion del uso de los instrumentos y su teoria deberia haberse dado antes de la expedicion

6. CONCLUSIoN

El primer Campamento de Ciencia para los estudiantes mas jovenes fue realizado en Septiembre de 2002. Una semana con 41 estudiantes y 5 maestros de una escuela secundaria ubicada en una ciudad. Llamemoslos equipo A. El equipo B era de 34 estudiantes y 4 maestros de una escuela secundaria ubicada en una zona rural. El siguiente Campamento de Ciencia para jovenes fue realizado durante una semana en el mes de Septiembre del 2004. El equipo C era de 40 estudiantes y 4 maestros de una escuela secundaria de otra ciudad.
El primer Campamento de Ciencia para estudiantes universitarios fue realizado durante una semana de Septiembre del 2003. Llamemoslos el equipo College 1. El siguiente Campamento de Ciencia fue realizado en Septiembre de 2004. Este es el equipo College 2, que tuvo su Campamento de Ciencia tres semanas antes que el equipo C.
En el equipo A la relacion entre los estudiantes y sus maestros se dio con mucha libertad. Aunque parecia que los estudiantes no tuvieran demasiado respeto por sus maestros, cuestion que hizo que los coordinadores del equipo nos preocupasemos un poco, no fue necesario hacernos respetar. Este equipo trabajo muy bien, mucho mejor de lo que se esperaba. Los jovenes estaban muy ansiosos por esta expedicion y todas sus acciones se focalizaron en su trabajo. Incluso, aquellos que eran conocidos como los “estudiantes problematicos” se desempeñaron perfectamente y en diversas clases de tareas, por eso no causaron ningun problema. Todos los estudiantes estaban ansiosos por hacer bien sus trabajos.
En el equipo B un solo maestro estaba a cargo de todos los estudiantes. Este maestro tenia mucha personalidad, y fue muy respetado por los estudiantes. Si decia algo, todos los estudiantes escuchaban. Nosotros creiamos de antemano que este seria un grupo sin problemas. Bien, no hubo problemas, pero los estudiantes no tuvieron un gran espiritu de trabajo. Basicamente, hacian lo que su maestro les decia que debian hacer y no sentian la tarea de la misma forma que el equipo A. El equipo B hizo un buen trabajo, pero su espiritu para el caso no genero tanta dedicacion como en el equipo A. No obstante, fue lo suficientemente bueno.
El equipo C tuvo una gran voluntad de trabajo, pero no tanta como el equipo A. Una razon de ello podria ser el corto tiempo de preparacion con anterioridad al viaje. El comienzo de la preparacion se realizo despues que los estudiantes comenzaron la escuela en agosto, y probablemente necesitaban algo mas de tiempo. Por el contrario, en los equipos A y B las presentaciones preliminares de la expedicion fueron hechas en marzo.
Los equipos de estudiantes de la universidad no fueron tan faciles de comprometer. Ellos eran mayores y tomaron esto como un trabajo. Dijeron que era un buen modo de aprendizaje, que los otros estudiantes tenian que conocer. Algunos comentaron que les causo mucho entusiasmo, pero aun asi hubo una mejor predisposicion para el trabajo en el terreno entre los estudiantes de las escuelas secundarias.
En general, la propuesta fue un exito. Aunque la expedicion haya sido muy ardua, los estudiantes disfrutan mucho al recordarla.

7. REFERENCIAS

1. Strand, E.P. Project Hessdalen
http://www.hessdalen.org
2. Strand, E.P. “Final Technical Report”
http://www.hessdalen.org/reports/hpreport84.shtml
3. Hauge, B.G. “Science Camp”
http://succeednow.org/icee/Papers/156_Science_Camp_ICEE_2004_paper3_(1).pdf

Traduccion de Irene Rocha y revision de Patricio Parente, hecha con expreso permiso del autor.

La version en ingles de este trabajo ha sido publicada en: http://www.hessdalen.org/reports/E522BD.pdf

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