Enseñanza de la biotecnología en las carreras de Ingeniería industrial, Agronomía y Forestal
Teaching biotechnology as part of degree programs in Industrial Engineering, Forest Engineering, and Agronomy
]]> Juan J. Silva Pupo, Orlando González Paneque, Yanet Hernández Jerez, Mijail Bullain Galardi
Universidad de Granma, Cuba.
RESUMEN
En el artículo se recogen las experiencias en la enseñanza de la Biotecnología en las carreras de Agronomía, Forestal e Industrial a partir del diseño de las asignaturas optativas de Elementos de Biotecnología, Micropropagación y Procesos Biotecnológicos, impartidas por el colectivo del Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Granma. Se caracteriza la disciplina a la que pertenece cada una de estas asignaturas, el tiempo total y las tipologías de clases empleadas, así como el sistema de conocimiento. Los resultados docentes, evaluados mediante las calificaciones finales, mostraron un mejor desempeño de los estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, que aprobaron la asignatura de Procesos Biotecnológicos con 4,47 puntos de promedio. ]]>
PALABRAS CLAVE: enseñanza de la biotecnología, procesos biotecnológicos, micropropagación y asignaturas optativas.
ABSTRACT
This paper presents experiences gained by teaching biotechnology as part of degree programs in Industrial Engineering, Forest Engineering, and Agronomy. Biotechnology includes such elective courses as Elements of Biotechnology, Micropropagation, and Biotechnological Processes taught by the staff from the Center for Plant Biotechnology Research in the Faculty of Agricultural Sciences at the University of Granma. Majors offering such courses, number of teaching hours, types of lessons, and knowledge system are also presented. Student performance, assessed by using final grades, showed a better performance of Industrial Engineering students, with them getting such a good grade as an A in Biotechnological Processes.
KEYWORDS: learning network, personal learning environments, social networks.
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Introducción
La biotecnología es, esencialmente, el uso de las bacterias, levaduras, células animales y vegetales, cuyo metabolismo y capacidad de biosíntesis se orientan hacia la fabricación de sustancias específicas. La biotecnología, ante todo, constituye un proceso de producción (Sasson, 1998); además se considera una actividad multidisciplinaria y multifacética con aplicación en los campos de la salud humana y animal, agricultura, ambiente, industria y alimentos con gran repercusión en la esfera económica (Herrera, 2002).
El desarrollo de la biotecnología en Cuba tuvo su génesis en los primeros aldabonazos de la Revolución Cubana, mediante la Campaña de Alfabetización en 1961, la Reforma Universitaria de 1962 y la apertura de centros de investigación como el Instituto de Investigaciones de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) y el Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNIC), al que se ha catalogado como la cuna de la biotecnología cubana. Todo ello precedido por las conocidas ideas de Fidel expresadas durante la celebración del XX aniversario de la Sociedad Espeleológica de Cuba en el año 1960, donde hace referencia a que el futuro de Cuba sería necesariamente un futuro de hombres de ciencia, porque se sembraban las oportunidades para la inteligencia. Veinte años después, en 1980, se conoce la existencia del interferón, una sustancia con posibilidades de ser utilizada en la terapia del cáncer. La obtención del interferón en el contexto cubano permitió detener el dengue hemorrágico causante de la muerte de 158 personas, de ellos 102 niños. Actualmente se conoce que la cepa que provocó tal tragedia no circulaba en América Latina. Esos avances propiciaron, primero, la creación del Frente Biológico, luego, el Polo Científico del Oeste y, actualmente, BioCubaFarma, organización superior de dirección de la economía que agrupa a numerosos centros de investigación y plantas productoras creados con una importante cartera de productos biotecnológicos, muchos de ellos únicos de su tipo en el mundo.
En este análisis no debe soslayarse la tradición científica y médica cubanas, aun en la época de la colonia, que dio hombres tan ilustres como Tomás Romay y Carlos J. Finlay, este último considerado por la UNESCO como uno de los microbiólogos más importantes de todos los tiempos.
En los Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución (PCC, 2011) se plantea: sostener y desarrollar los resultados alcanzados en el campo de la biotecnología, la producción médico-farmacéutica, la industria del software y el proceso de informatización de la sociedad, las ciencias básicas, las ciencias naturales, los estudios y el empleo de las fuentes de energía renovables, las tecnologías sociales y educativas, la transferencia tecnológica industrial, la producción de equipos de tecnología avanzada, la nanotecnología y los servicios científicos y tecnológicos de alto valor agregado. Recientemente, en el Plan Nacional de Desarrollo Económico y Social hasta el 2030 (PCC, 2016) se incluyó como uno de los sectores estratégicos el farmacéutico y las producciones biomédicas. Aunque las potencialidades de las biotecnologías son más determinantes en los diferentes planos económicos, favorecen al sector energético mediante las fuentes renovables de energía como el biogás, la producción de alcoholes, la disminución de las cargas de azufre en el petróleo pesado que se extrae en Cuba, en la producción de alimentos y en la conservación de la biodiversidad y del medioambiente, claves para el desarrollo de la industria turística. ]]>
La enseñanza de la biotecnología ha sido identificada por numerosos países como un factor básico en la formación ciudadana, importante para dar respuesta a la demanda de una opinión pública versada en estos conocimientos (Lock, 1996); por esto, se ha convertido en pocos años en una necesidad educativa, no solo en el mundo académico, sino también en la sociedad en su conjunto. Los científicos y también los políticos, los comerciales, los productores, los abogados, los periodistas, los economistas y la población en general están relacionados de una forma u otra con los avances en esta rama; a la vez, la biotecnología continúa en desarrollo con los progresos de otras ciencias como la biología, la bioquímica, la genética, la microbiología, las ingenierías vinculadas a procesos (química, bioquímica o industrial), y con otras ciencias como la física, las matemáticas y las ciencias de la computación (Negrín et al., 2007).
Según las Indicaciones complementarias al documento base para la elaboración de los planes de estudio "D" (MES, 2007a), las asignaturas optativas son aquellas que se incluyen en el plan de estudio, y de entre las cuales el estudiante debe seleccionar una cantidad determinada para cursar de forma obligatoria. Estas asignaturas se utilizan, en general, para garantizar la ampliación y actualización de variados temas científico-técnicos relacionados con la profesión.
El objetivo de este artículo es presentar los resultados del diseño e impartición de asignaturas optativas de perfil biotecnológico en las carreras de Agronomía, Forestal e Industrial.
El desarrollo de la biotecnología en la Universidad de Granma
La Universidad de Granma tiene dentro de su estructura de investigaciones al Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal, aprobado por resolución ministerial en 1998. Este centro posee como líneas de investigación la propagación, el mejoramiento genético y la conservación de recursos fitogenéticos por métodos biotecnológicos, así como el estudio de los estreses abióticos, principalmente salinidad y sequía, y la evaluación de microorganismos con tolerancias a esas condiciones. Los principales resultados están relacionados con las siguientes temáticas: ]]>
Las investigaciones más importantes se desarrollan en los siguientes tópicos:
El Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal dispone de un importante capital humano conformado por doctores en ciencias agrícolas y biológicas (6), másteres en Biotecnología, Ciencias Agrícolas y Química Biológica (3), auxiliar técnico docente (1), recién graduados universitarios y técnicos en adiestramiento (2) y personal técnico de apoyo (3). La formación de los recursos humanos se ha visto favorecida con el apoyo de instituciones como el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, el Instituto de Biotecnología de las Plantas de la Universidad Central de Las Villas, el Centro de Bioplantas de la Universidad de Ciego de Ávila y la Universidad de La Habana. También la educación se ha beneficiado por los intercambios y entrenamientos con las Universidades de Ghent y Amberes (Bélgica), el Instituto de Investigaciones para el Desarrollo (IRD) y Universidad de las Antillas-Guayana (Francia), Universidad de Rostock (Alemania), la Universidad Politécnica de Madrid y el Centro de Investigaciones Biológicas (España).
El mejoramiento de la infraestructura ha sido posible con los proyectos internacionales de cooperación al desarrollo, financiados por las Diputaciones Forales de Bizkaia y Álava (País Vasco, España) con la decisiva participación como contraparte extranjera de la Asociación de Amistad Euskadi-Cuba. También han sido esenciales los dos proyectos del Consejo Flamenco Interuniversitario (VLIR) que se han desarrollado como parte de la cooperación belga. En el 2014 se aprobó la Cátedra UNESCO en Biotecnología Agrícola para el Desarrollo Local, por acuerdo conjunto de la UNESCO y la Universidad de Granma. Los proyectos ejecutados han permitido la adquisición de equipamiento de laboratorio, cristalería, reactivos, literatura docente y científica y el intercambio internacional. Todo ello ha contribuido a que se puedan impartir asignaturas de perfil biotecnológico.
Caracterización de las asignaturas de perfil biotecnológico
Las asignaturas de Elementos de Biotecnología y de Procesos Biotecnológicos se diseñaron en función de las demandas realizadas por los colectivos de las carreras de Agronomía e Industrial, mientras que la asignatura de Micropropagación estaba concebida dentro del plan de estudio de la carrera Forestal.
La inclusión de la asignatura de Procesos Biotecnológicos responde a la potencial transformación biotecnológica existente en la industria alimentaria de Granma, particularmente la láctea y la producción de alcoholes por fermentación en la destilería de la Unidad Estatal de Base (UEB) "Arquímides Colina", perteneciente a la Empresa Azucarera de la región. Destacar además que en el sector agropecuario se emplean procesos biotecnológicos como la micropropagación de plantas en la Biofábrica de la provincia y la producción de microorganismos para el control de plagas en los Centros de Reproducción de Entomófagos y Entomopatógenos.
En la tabla 2 se refleja el total de horas de cada asignatura y su distribución por tipología de clases, de modo que exista una similitud en el total de horas. Con respecto a Procesos Biotecnológicos es mayor la distribución de tiempo por tipología de clases. En todos los casos se incluyeron conferencias, prácticas de laboratorio, seminarios y clases prácticas. El contenido de las asignaturas fue dividido en dos temas, uno general y otro aplicado. Las prácticas de laboratorio se efectuaron en laboratorios de Biotecnología, de Microbiología, ambos de la Facultad de Ciencias Agrícolas profundizando en: el manejo y explotación de equipamiento de laboratorio, preparación de medios de cultivo, el aislamiento y cultivo de microorganismos, la desinfección de explantes vegetales para el cultivo in vitro y la multiplicación de plantas en el flujo laminar. Las clases prácticas se utilizaron para realizar visitas a los centros productivos donde se ejecutan procesos como la fermentación alcohólica y la micropropagación de plantas.
La enseñanza de la biotecnología no solo está bien consolidada en el posgrado (doctorados y maestrías) y en el pregrado, sino que también viene incorporándose en la enseñanza general y media en países como Argentina, Venezuela, Puerto Rico y Colombia, por citar algunos ejemplos. En cuanto al fortalecimiento del desarrollo de competencias se evidencia una pertinencia en la forma de abordar las asignaturas, ya que los estudiantes muestran agrado y en su quehacer diario aplican no solo los saberes y conocimientos, además los usan en situaciones cotidianas, se proyectan como futuros científicos. En cortas palabras, han pasado del saber al saber hacer (Bejarano y Basto, 2011). A propósito, Occelli, Malin y Valeiras explican sobre la enseñanza de la biotecnología que:
la Biotecnología ha sido incluida en el curriculum de Argentina desde 1990, sin embargo no se conoce la situación de aprendizaje de los estudiantes, es por ello que se buscó determinar cuál es el conocimiento referido a la biotecnología que poseen los estudiantes de las escuelas secundarias de Córdoba. A partir de los resultados se pudo concluir que los alumnos en su mayoría no comprenden el significado del término Biotecnología. Se destaca una percepción positiva hacia las posibles mejoras que puedan brindar estos procesos en distintas áreas. En cuanto a los medios de información, reconocen a la escuela como el medio más utilizado. Por último a partir del estudio comparativo, encontramos que los alumnos que tienen una formación específica en Biotecnología comprenden mejor el término (Occelli, Malin y Valeiras, 2011, pp. 227-242).
La Cátedra UNESCO en Biotecnología Agrícola para el Desarrollo Local de la Universidad de Granma desarrolla conferencias de motivación y formación vocacional en biotecnología en preuniversitarios de la provincia y el montaje de exposiciones con muy buena acogida por los estudiantes y el colectivo de profesores.
Sistema de conocimiento propuesto
El sistema de conocimiento de las asignaturas de Elementos de Biotecnología y Micropropagación (tabla 3) son muy similares por pertenecer al perfil agrícola, aunque difieren en un aspecto: la conferencia sobre la conservación de los recursos fitogenéticos se imparte en la primera y no en la segunda, debido a que existe otra asignatura optativa en el plan D de Ingeniería Forestal que trata sobre la conservación de los recursos genéticos forestales e incluye las vías biotecnológicas.
En la asignatura de Micropropagación se profundizó en la embriogénesis somática porque es una de las vías de propagación in vitro que se emplea en las especies forestales. En la asignatura de Procesos Biotecnológicos fue necesario incluir conferencias sobre las bacterias y hongos, ya que los estudiantes no tenían referencias de esos contenidos en la carrera.
En relación a la bibliografía, al no existir libros de texto específicos para cada una de las asignaturas, se emplearon libros que se encontraban en la biblioteca de la universidad. En el caso de la asignatura de Procesos Biotecnológicos se empleó el libro de Microbiología Agropecuaria, tomo I, de Mayea (Mayea, 2004) para las conferencias sobre las bacterias y los hongos. Se preparó un compendio de temas biotecnológicos que fue impreso y puesto a disposición de los estudiantes. También se utilizaron artículos científicos actualizados, tesis de doctorado y maestría de los integrantes del centro de estudios. Los principales libros empleados fueron:
La bibliografía citada anteriormente sirvió de base para la concepción de cada una de las asignaturas. Se ha tomado la decisión de preparar un libro de texto que abarque los contenidos de las tres materias, para ello se pretenden utilizar las ediciones internas de la Universidad de Granma para su impresión.
Resultados docentes alcanzados
Los resultados docentes alcanzados en las tres asignaturas optativas en cuanto al porcentaje de calificaciones y al promedio del índice académico se presentan en la tabla 4. Todas las asignaturas superaron el 70 % con calificaciones de 4 y 5 puntos, lo que puede considerarse un resultado satisfactorio; es válido resaltar que Procesos Biotecnológicos obtuvo un 89,99 % de mejores calificaciones entre 4 y 5 puntos. Los resultados inferiores se alcanzaron en la optativa de Micropropagación con 72,32 %. Una tendencia similar se observó en el promedio del índice académico con 4,47 puntos en Procesos Biotecnológicos y el menor promedio en la asignatura de Micropropagación con 3,94 puntos.
Las tendencias observadas en estas asignaturas se corresponden con las tendencias generales recogidas en los informes docentes de la Universidad de Granma en los últimos cursos escolares, donde los resultados académicos de la carrera de Ingeniería Industrial son superiores a las carreras de Agronomía y Forestal.
Estos resultados demuestran la factibilidad docente y técnica de incluir contenidos biotecnológicos en las carreras de perfil agropecuario e industrial a tono con las características y las necesidades del territorio al que van dirigidos los futuros egresados. Estas experiencias deben tenerse en cuenta en el diseño de los nuevos planes de estudio E, los cuales tendrán un menor número de horas totales al disminuirse la extensión de las carreras a cuatro años.
Conclusiones
En la impartición de las asignaturas señaladas se utilizó una amplia tipología de clases, distribuidas en conferencias, seminarios, prácticas de laboratorio, clases prácticas, la realización de una prueba parcial y la defensa de un trabajo extraclase, lo que permitió un buen proceso de enseñanza-aprendizaje y evaluación de los estudiantes.
El sistema de conocimientos diseñados en todas las asignaturas es muy similar y facilita el uso eficiente de los recursos de infraestructura y docentes existentes. Los resultados docentes alcanzados en todas las asignaturas optativas pueden considerarse satisfactorios, pues más del 70 % de los estudiantes lograron evaluaciones finales ente 4 y 5 puntos. En el caso de las asignaturas de Elementos de Biotecnología y Procesos Biotecnológicos el promedio es superior a cuatro puntos. ]]>
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RECIBIDO: 17/6/2016
ACEPTADO: 15/7/2016
Juan J. Silva Pupo. Universidad de Granma, Cuba. Correo electrónico: jsilvap@udg.co.cu
Orlando González Paneque. Universidad de Granma, Cuba. Correo electrónico: ogonzalezp@udg.co.cu
Yanet Hernández Jerez. Universidad de Granma, Cuba. Correo electrónico: yhernandezj@udg.co.cu
Mijail Bullain Galardi. Universidad de Granma, Cuba. Correo electrónico: mbullaing@udg.co.cu
