Gastronomía molecular. Una oportunidad para el aprendizaje de la química experimental en contexto

Gastronomía molecular

La gastronomía molecular estudia las transformaciones físicas y químicas que ocurren en la preparación de un plato y permite explicar lo que sucede en el campo submicroscópico en la elaboración de los alimentos. La gastronomía puede definirse etimológicamente desde las raíces gaster o gastros que quiere decir "estómago", y gnomos, "conocimiento" o "ley"; aunque esta concepción no siempre es la más adecuada, en la medida en que las actividades en la cocina están mediadas por fenómenos socioculturales y no por una mera reducción del conocimiento al espacio de la cocina, por lo que en buena medida la gastronomía molecular se podría definir como "un área de conocimiento, que estudia varias dimensiones tomando como eje central la alimentación" (Castillo y González, 2007, p. 4).

Otra definición la proponen los chefs Nicholas Kurti y Hervé This (citados por Martín, Martín y Lozano, 2007, p. 19), creadores del concepto de cocina molecular y precursores en el ámbito culinario para esta disciplina emergente, quienes la entienden como "la exploración científica de las transformaciones y fenómenos culinarios; es decir, su objetivo es entender qué es lo que realmente sucede dentro de los alimentos".

Cambios conceptual y metodológico

Es importante tener en cuenta que las concepciones de los estudiantes dependen en gran medida de los procesos desde donde estos se han construido, por lo que se debe pensar en que su cambio requiere de la implementación de ciertas estrategias didácticas que lo promuevan; en tal sentido, el cambio conceptual posee exigencias epistemológicas y no debe considerarse como un simple cambio del contenido de las concepciones. Por esta razón, se hizo una revisión de la taxonomía de Bloom et al. (1979) como herramienta que aportaba una mirada más amplia a las habilidades y conocimientos que ha adquirido el estudiante luego del proceso de aprendizaje. Según el autor, lo que los docentes quieren que aprendan los estudiantes puede ser organizado en una jerarquía en niveles cognoscitivos desde lo más simple hasta lo más complejo; por otra parte, tales niveles fueron traducidos posteriormente en verbos por Anderson y Krathwohl (1999) según se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1: Niveles propuestos por Bloom, y posteriormente revisados por Anderson (1999).

Fuente: tomada de Anderson (1999)

Esta jerarquización fue la empleada en la presente investigación, para dar cuenta del cambio conceptual.

Así mismo, se tiene en cuenta lo planteado por Schwab y Bruner (citados por Solbes, 2009) quienes estudian y cuestionan la enseñanza basada en la simple transmisión verbal y buscan en la realización de trabajos prácticos, la superación de las dificultades en el aprendizaje de las ciencias. Para ellos, entre los procedimientos que se deben aprender mencionan los siguientes:

1. Adquirir nueva información.

2. Elaborar o interpretar los datos recogidos.

3. Analizar y hacer inferencias a partir de esa información.

4. Comprender y organizar conceptualmente la información que se recibe.

5. Saber comunicar sus conocimientos.

En este sentido, en el cambio metodológico se integran en algunas oportunidades los medios para realizar investigación científica pero también se incluyen destrezas manuales y procedimientos generales de cualquier trabajo intelectual. Así, la formación como un proceso de búsqueda personal supone asumir una posición frente a cómo el proceso de aprendizaje se lleva a cabo, fundamentalmente a través del estudio y trabajo autónomo del sujeto; si este ante las exigencias que conlleva la sociedad del conocimiento se ve obligado a aprender por sí mismo a lo largo de su vida, parece lógico que debe aprender a realizar esta tarea cuanto antes; todo ello conlleva a que las metodologías de enseñanza a utilizar en todo el sistema educativo tengan en cuenta esta premisa (Solbes, 2009); lo anterior, buscando la mejor estrategia para conseguir cambios de orden conceptual y metodológico.

Aprendizaje cooperativo

El aprendizaje cooperativo se presenta como una aproximación integradora entre las habilidades sociales objetivas y los contenidos educativos, y es, en esencia, el proceso de aprender en grupo, que a su vez posibilita que los estudiantes descubran por sí mismos el valor de trabajar juntos y comprometerse, y responsabilizarse con su aprendizaje y el de los demás en un ambiente que favorece la cooperación (Ferreiro y Calderón, 2000).

En tal medida, en un grupo de aprendizaje cooperativo, los estudiantes saben que los resultados dependen del esfuerzo de todos sus integrantes. De acuerdo con esto, el trabajo tiene en cuenta cinco características formuladas por Jonhnson et al. (1999):

1. El objetivo grupal de maximizar el aprendizaje de todos los participantes motiva a los estudiantes a esforzarse y obtener resultados que superan la capacidad individual de cada cual.

2. Cada miembro del grupo asume la responsabilidad, y hace responsables a los otros de realizar un buen trabajo, para satisfacer objetivos comunes.

3. Los miembros del grupo trabajan para producir resultados conjuntos

4. A los miembros del grupo se les enseñan ciertas formas de relación interpersonal, para ser empleadas en coordinar el trabajo y alcanzar las metas propuestas.

5. Los grupos evalúan qué tanto se están alcanzando los objetivos y en qué medida están trabajando en conjunto, para garantizar un mejor aprendizaje y un adecuado trabajo en equipo.

Unidad didáctica

Para la implementación de la propuesta se implementó una unidad didáctica, teniendo en cuenta que esta promoviera incrementar el nivel de participación, socialización y motivación de los estudiantes según su planteamiento y organización.

De acuerdo con Fernández, Elortegui, Rodríguez y Moreno (1999), la elaboración de unidades didácticas debe partir de la integración de varios aspectos: los procesos de investigación educativa como línea de trabajo, la innovación didáctica como el aporte de nuevas perspectivas y el equipo en trabajo como dinámica de interacción social y toma de decisiones. Por esta razón, se requirió la planificación de una serie de actividades, que incluyeran y detallaran todos los aprendizajes que se esperaba que lograran los alumnos, así como los procedimientos y medios que se consideraban adecuados para alcanzarlos, por lo que en el diseño de la unidad didáctica se tuvieron en cuenta los criterios orientadores que se detallan en la figura 1.

Figura 1: Criterios en la elaboración de una unidad didáctica.

Fuente: tomada y ajustada de Sanmartí (2005)

Planificación de la unidad didáctica

A partir de los criterios sugeridos por Sanmartí (2005), se diseñó la unidad didáctica para abordar la temática química de coloides, según las diferentes actividades, apuntando al objetivo principal de lograr cambios de orden conceptual y metodológico:

• Actividad inicial: Prueba de entrada. Primera sesión.

• Actividades de conceptualización: Dos sesiones de explicación de los conceptos a trabajar en la unidad didáctica.

• Actividades experimentales: Secuencia de prácticas experimentales a desarrollar sobre la temática de la unidad didáctica. Tres sesiones.

• Actividad de socialización: En la que los estudiantes presentaron los resultados, obtenidos luego de realizar las actividades propuestas en la unidad. Una sesión.

• Actividad final: Prueba final.

• Actividad interactiva: Sesión experimental en la que se mostraba a los estudiantes el trabajo que se desarrolló a nivel culinario, pero desde el marco de la gastronomía molecular.

Instrumentos

A continuación se presenta en la tabla 2 la relación de instrumentos utilizados con sus respectivas intencionalidades y niveles o dimensiones estudiadas, que da cuenta de la manera como fueron generados los resultados.

Tabla 2: Instrumentos aplicados sobre los grupos objetivo. Elaboración de los autores

Fuente: elaboración propia

Cambio conceptual

Nivel Conocimiento. En la Figura 3 se puede observar que en las dos instituciones, gran parte de los estudiantes reconocen que su nivel de conocimiento fue suficiente para realizar las actividades sugeridas.

Figura 3: Percepción del nivel de conocimiento para realizar la actividad planteada

Fuente: elaboración propia

El nivel conocimiento, según Anderson y Krathwohl (1999), hace referencia a la capacidad que tiene el estudiante para recordar o reconocer información específica sobre lo que se pregunta; evidencia de esto es la apropiación y dominio del tema que mostraron los estudiantes luego de la implementación de la unidad didáctica, la cual se diseñó con actividades experimentales que facilitaron el trabajo desarrollado en cada sesión; así, se logró que estos incrementaran su aprendizaje al transcurrir cada una de ellas; en esta dirección, cuando ellos explicaban, articulaban y podían definir con sus palabras lo que se preguntaba o lo que ocurría, se percibió un cambio conceptual, producto del proceso de aprendizaje cooperativo que se dio durante todas las sesiones.

Nivel comprensión. Apoyados en el instrumento de evaluación de cambio conceptual, el hecho de que los estudiantes aprendieran en diferentes espacios los condujo a pensaren cómo se podían expresar los fenómenos que observaban, así como a seleccionar el lenguaje más adecuado para hacerlo. En este nivel hubo una notable diferencia en las dos instituciones evaluadas, dado que un 39,6 % de los estudiantes del Colegio Rafael Delgado Salguero afirman utilizar, normalmente, el lenguaje científico para explicar esos fenómenos, mientras que en el Colegio Colombia Viva el porcentaje más alto corresponde al 36,7 %, quienes dicen que siempre utilizan este lenguaje.

De acuerdo con las categorías de Bloom revisadas por Anderson y Krathwohl (1999), en este nivel el estudiante construye relaciones entre conocimientos, entiende procesos y por ende puede explicarlos o describirlos. Teniendo en cuenta los resultados, se podría afirmar que el nivel de comprensión de los estudiantes de los dos colegios fue favorable; sin embargo, cuando se hacían preguntas o cuestionamientos a algunas temáticas y la respuesta se daba en forma oral, les costaba trabajo, en ocasiones, dar explicaciones concretas y apoyarse en argumentos teóricos de sustento, desde un lenguaje científico.

Nivel aplicación. En la Figura 4 se observan resultados de las pruebas inicial y final realizadas a los estudiantes de las dos instituciones, quienes relacionan los conceptos solución, coloide, emulsión y suspensión, en su gran mayoría, con elementos de la cocina, específicamente con la gelatina. En los resultados, algunos hicieron referencia a insumos como el gel para el cabello o el jarabe para la tos. En este punto, cabe considerar que el escaso contacto con la temática que habían tenido los estudiantes, antes de la implementación de la unidad didáctica, podría constituirse en el causal de que algunos de ellos desconocieran algunas formas heterodispersas y productos en los que ellas se pudieran presentar en su diario vivir.

Figura 4: Comparación respuestas estudiantes de las dos instituciones en las pruebas inicial y final

Fuente: elaboración propia

Para Bloom (1979), en el nivel de aplicación se espera que el estudiante relacione lo que aprendió en los niveles de conocimiento y comprensión, con situaciones en las que pueda representar o simular lo aprendido anteriormente. En el trabajo realizado con los dos grupos objetivo, luego de realizar las actividades experimentales, la gran mayoría logró relacionar apropiadamente los conceptos trabajados con la vida cotidiana, al darse cuenta que las sustancias empleadas, aunque fueran de uso diario, servían para explicar conceptos químicos.

En el instrumento de evaluación de cambio conceptual, las preguntas se enfocaron en la importancia del trabajo realizado, en términos del valor agregado que podría tener luego de su implementación, cuando el estudiante reconociera un aumento en su motivación por aprender y en la medida de poder cumplir con las expectativas que se generaron al iniciar el proyecto.

En esta medida, un alto porcentaje de los estudiantes se mostró bastante interesado en la temática, muestra de ello es la participación activa durante todas las sesiones, así como el interés por consultar más de lo que se pedía por parte del docente investigador; en consecuencia, los resultados obtenidos en la prueba final muestran una diferencia notable en comparación con el estado inicial.

Nivel análisis. Aquí, las preguntas, tanto en las pruebas inicial y final como en el instrumento de evaluación de cambio conceptual, se centraban en la percepción que tenía el estudiante sobre la temática luego de la implementación de la unidad didáctica; así, por ser un nivel de orden superior, de acuerdo con la taxonomía de Bloom et al. (1979), se esperaba que el estudiante asimilara cada uno de los conceptos adquiridos para luego relacionarlos en los diversos escenarios que se le presentaran a diario, en la medida en que lo que aprendiera le sirviera para resolver o explicar situaciones que se pudieran presentar, relacionadas con los temas trabajados.

En las diferentes sesiones de trabajo se observó que, conforme transcurría el tiempo, específicamente en el Colegio Colombia Viva, algunos estudiantes además de seguir el trabajo que se planteaba en la unidad, hacían inferencias sobre el experimento, y con las conclusiones que presentaban en los informes de laboratorio se evidenció la articulación entre los conceptos y la vida cotidiana.

Nivel síntesis. En este nivel, era de esperarse que el estudiante creara, integrara, combinara ideas, planeara y planteara nuevas maneras de hacer, a partir de la aplicación del conocimiento y de las habilidades adquiridas (Anderson y Krathwohl, 1999). En esta dirección, en la socialización de las actividades por parte de los grupos, se evidenció aprendizaje en la mayoría de los estudiantes, indicado por la calidad argumentativa en las conclusiones obtenidas por ellos, en el interés por las actividades y, en cierta medida, en el hecho de que algunos vieran en esta modalidad de trabajo una opción para trabajar otras temáticas químicas. Además, la gran mayoría se aproximó al uso del lenguaje científico, aspecto que se evidenció en la presentación de los informes escritos de cada actividad experimental, por parte de todos los subgrupos de trabajo.

Lo anterior se puede también argumentar si se tiene en cuenta la importancia, que fue evidenciada en las dos instituciones educativas, de una retroalimentación de lo observado y de la necesidad de construir explicaciones a los fenómenos estudiados, desde los respectivos análisis de los conocimientos que tenían sobre el tema, en este sentido, la construcción dependía además de los aportes que cada integrante del grupo hacía, por lo que el trabajo cooperativo fue clave para el logro de los objetivos propuestos inicialmente.

Nivel evaluación. Este nivel se logró durante las sesiones de socialización final de las conclusiones y recomendaciones de las actividades experimentales planteadas en la unidad didáctica; en tal sentido se observó cómo unos estudiantes alcanzaron este nivel en su destreza para exponer, debatir y sustentar con argumentos teóricos dichas conclusiones. En esta dirección, cuando el estudiante emite juicios respecto al valor de un producto según opiniones personales a partir de unos objetivos dados, se evidencia que ha alcanzado el último nivel del orden superior, según la taxonomía de Bloom et al. (1979). En este plano del análisis, como se puede observaren la Figura 5, un porcentaje de los estudiantes del Colegio Colombia Viva consideran que el trabajo desarrollado contribuyó a su formación, pues reconocieron cambios en su aprendizaje con respecto al estado inicial.

Figura 5: Cambio en conocimientos, destrezas y habilidades con respecto al nivel inicial.

Fuente: elaboración propia

En otros términos, se puede acudir al hecho de que en el trabajo con estudiantes de secundaria en instituciones de formación académica sin ninguna especialidad, aunque sea común encontrarse con estudiantes que tienen intereses particulares bastante alejados del trabajo en el ámbito científico, ellos son motivados a aplicar sus conocimientos para tener explicaciones de situaciones rutinarias, particularmente en el contexto culinario, desde su interacción en equipos de compañeros que comparten con ellos idénticas expectativas e inquietudes.

Cambio metodológico

Nivel adquisición de nueva información. En este nivel, de acuerdo con Solbes (2009) el estudiante observa, maneja, selecciona sus fuentes de información y luego se apropia de la nueva información.

Las actividades realizadas en el marco de la unidad didáctica dieron a los estudiantes la opción de consultar previamente las temáticas a trabajar, antes de cada sesión experimental; de esta forma, lo que ellos conocían en alguna medida desde el aspecto teórico se vio reflejado en forma práctica en el laboratorio. En tal dirección, en los resultados del instrumento de evaluación del cambio metodológico, Ια mayoría de los alumnos consideraba que las actividades realizadas fueron acordes al contexto en que se encontraban, debido, en gran medida, a que se utilizaron implementos de cocina, conocidos por la mayoría de ellos. Además, hubo cambios favorables con respecto al estado inicial de su nivel de conocimiento, luego de la implementación de la unidad didáctica.

No obstante, en las respuestas de los estudiantes en la entrevista, en la pregunta 13 (¿Qué otros temas le interesaría aprender a partir del uso de esta metodología de trabajo?), la estudiante E4.G7 menciona intereses muy particulares en algunos casos: "Para conocer la composición de la materia, en particular la que consumimos".

O de interés en el trabajo con aspectos culinarios en otros, como el estudiante E2.G5 del Colegio Rafael Delgado Salguero, quien afirma: "Siempre nos gusta más aprender sobre cosas más interesantes, y es muy interesante entender que los coloides están presentes en los alimentos y que sus propiedades, como el sabor, dependen de cómo está constituido fisicoquímicamente el sistema".

Así, aunque para ellos, en la mayoría de los casos, hay un avance en su parte conceptual con respecto al inicio, no siempre se evidencia unanimidad en cuanto a aspectos de corte motivacional.

Nivel interpretación de los datos recogidos. En este nivel, los resultados muestran que la gran mayoría de los estudiantes ve en la retro-alimentación del trabajo una oportunidad para compartir las observaciones que cada grupo puede tener, así como las conclusiones a las que cada grupo llegó; por tanto, es muy importante para este nivel el trabajo cooperativo, ya que los resultados dependen del compromiso que cada integrante del grupo tenga con el desarrollo de las actividades; esto se observó desde el momento en que los grupos analizaron cada una de las actividades experimentales. En tal dirección, ponerse de acuerdo en cómo realizarlas, analizar las posibles dificultades presentadas y plantear soluciones durante su desarrollo, implica para ellos un significativo en el ámbito de trabajo en equipo, ejemplo de tal argumentación se observa en la respuesta dada a la pregunta 8 por la estudiante E2.G8 del Colegio Rafael Delgado Salguero: "Repartiéndonos el trabajo y argumentando respecto a las razones de lo que ocurría en cada caso".

Por otro lado, en cuanto a los recursos utilizados, y dadas las condiciones sociales y económicas de algunos estudiantes, se observó un porcentaje importante de ellos que refieren haber tenido inconveniente con el acceso a los recursos, a pesar de que en la mayoría de las actividades las sustancias eran de uso cotidiano, económicas y de fácil accesibilidad; en este sentido, la estudiante E1.G4 del Colegio Rafael Delgado Salguero menciona: "Sería importante tener los instrumentos de trabajo, que pudieran abastecer a todo el curso, para no tener la necesidad de esperar y no tener retrasos innecesarios".

Nivel análisis e inferencias realizadas a partir de la información recogida. En este nivel, de acuerdo con Solbes (2009), los estudiantes conceptúan que pueden planificar y realizar un experimento, extrayendo conclusiones o comparando las implicaciones de la información recogida de acuerdo con su contexto de trabajo.

Así, por ejemplo, en la entrevista y en las preguntas 6 y 8, en las que se cuestiona por la participación de los integrantes del grupo y por las estrategias para llevar a buen término las actividades, un alto porcentaje de los estudiantes mencionaron que una vez leían la propuesta de trabajo y analizaban el procedimiento, decidieron delegar responsabilidades, con la particularidad de que cada integrante del grupo de trabajo conocía lo que sus demás compañeros tenían que hacer en cada parte de la actividad, aquí es interesante, a modo de ejemplo, la percepción de la estudiante E4.G1 del Colegio Colombia Viva: "Sí, siempre hay la disposición para aprender... es importante la distribución de trabajo y la controversia".

En esta medida, la mayoría de los estudiantes considera que las actividades se plantearon de tal forma que aportaron al mejoramiento de su aprendizaje; en ese sentido, expresan que podían ver de forma más clara y tangible la aplicación de lo que aprendían en su vida cotidiana, a la vez que incrementaba su interés por la clase. Específicamente, en la pregunta 14, donde se hace alusión al tipo de trabajo que se realizó en la clase de química, la mayoría de los estudiantes afirmó que la enseñanza de la química desde un enfoque experimental facilitó el aprendizaje; por ejemplo, la estudiante E.3G.2 del Colegio Rafael Delgado Salguero afirma: "Desde que adquirimos conocimientos por medio de actividades dinámicas, fue mucho mejor y más fácil el aprendizaje".

Nivel comprensión y organización conceptual de la información. En este nivel se evidencia que el trabajo realizado fue significativo para la mayoría de los estudiantes. Esto se justifica en las conclusiones de los informes de laboratorio de los alumnos, y en los procedimientos para alcanzar los objetivos de cada actividad experimental; es decir, encuentran utilidad en el trabajo realizado, pues al comprender los procesos fisicoquímicos de los trabajos experimentales, los relacionaron con otros sistemas de su cotidianidad. En tal dirección, al preguntar por la relación que ellos observaban entre la química y la cocina, el estudiante E1.G4 del Colegio Rafael Delgado Salguero dice: "Sí, porque para poder cocinar o hacer algún postre tenemos que tener una medida para que pueda coger textura, particularmente con las sustancias que actúan como viscosantes".

La estudiante E3 del mismo grupo afirma: "Porque desde el escenario de la cocina se pueden descubrir varios aspectos químicos sin tratar con sustancias químicas peligrosas; por ejemplo, yo no sabía la diferencia entre emulsiones o/w y o/w".

Según se ha mostrado en el presente escrito, los estudiantes se apropiaron de los conceptos trabajados; esto se justificó y corroboró en el lenguaje que empleaban al explicar los fenómenos, así como en la presentación de resultados en las sesiones de socialización. En esta dirección, la mayoría de los estudiantes estableció relaciones entre los conceptos dados por el docente, la bibliografía sugerida en la unidad didáctica y las consultas sobre la temática, lo que favoreció la explicación y la comprensión de los fenómenos ocurridos.

Nivel facilidad para comunicar los conocimientos adquiridos. Los procedimientos sugeridos en la unidad didáctica facilitaron que los datos obtenidos durante las actividades experimentales se hicieran con rigurosidad y orden, lo que favoreció su análisis. Esto se evidenció en los resultados presentados en los informes escritos de cada actividad experimental y en su posterior socialización a los demás equipos. En este sentido, hubo un alto grado de concordancia entre las conclusiones a las que llegaron los estudiantes y la revisión teórica que tuvieron que hacer; en otras palabras, en el interior de los equipos hubo discusiones académicas que facilitaron los concesos y la reconstrucción de conceptos, aproximándose a aquellos propuestos para la enseñanza de la ciencia en secundaria.

Aprendizaje cooperativo

Al realizar el análisis estadístico para establecer si existió correlación entre los resultados obtenidos en los grupos de estudiantes de las dos instituciones, se determinó que no hubo diferencias significativas (test t de student; p < 0,05).

En este sentido, se entiende que los ítems a evaluar en los informes de laboratorio presentados por los estudiantes en cada grupo de trabajo y en cada institución, así como los resultados y conclusiones, provienen de la construcción cooperativa durante las fases de los trabajos experimentales; así, en estos informes, los resultados son similares en términos estadísticos a los obtenidos durante las observaciones de clase.

De esta forma, hubo cohesión entre los miembros del grupo cuando en las socializaciones de los resultados por parte de los estudiantes que integraron los equipos de trabajo, se notó un conocimiento de los argumentos de sus compañeros, y los apoyaban con otras ideas e interactuaban a través de discusiones académicas. En este sentido, la idea no era buscar un pensamiento homogéneo en los grupos, sino que se pretendía que los acuerdos a los que se llegara fueran significativos y así se promocionara el aprendizaje.

Por otra parte, en la implementación de esta metodología de trabajo cooperativo, se observó la capacidad de organización de cada grupo de trabajo, la definición de los roles de sus miembros, sus responsabilidades y la participación durante las fases de las actividades experimentales. En esta medida, este trabajo facilitó la realización de las actividades, pues los estudiantes generalmente lo que entienden como trabajo grupal o en equipo es una simple delegación de funciones y se cumple cuando cada cual aporta el resultado de lo encargado, aunque los demás no comprendan lo que el compañero estuviera aportando, por tal razón, para la propuesta implementada, esta metodología fue significativa.

Por último, en la Tabla 3, se encuentran los resultados finales de las dos instituciones educativas, según los niveles alto, medio y bajo de percepción de los cambios observados en los estudiantes a lo largo de la implementación de la propuesta.

Tabla 3: Matriz de resultados finales.

Convención: alto: entre 70 % y 100 % de percepción de cambio; medio: entre 35 % y 70 %; bajo: entre 0 % y 35 %.

Fuente: elaboración propia