La tecnología moderna ha desdibujado los límites entre el lugar, la zona horaria y las personas, entre los estudiantes que aprenden detalles y los científicos que lideran los descubrimientos.
Caso en cuestión: una clase virtual revolucionaria reunió a estudiantes de pregrado y posgrado en la Universidad de Arizona UA y la Universidad de Western Michigan WMU en la primavera de 2014.
Con un currículum académico innovador que culmina en un trabajo de investigación escrito por estudiantes publicado hoy en PLOS UNO , los estudiantes y profesores de la clase, titulados 'Ecoinformática' han demostrado que no quedan límites para la educación, la colaboración y el descubrimiento científico.
Redefiniendo el aprendizaje colaborativo
"Desde el principio, nuestro objetivo era que los estudiantes escribieran un artículo. No creo que nos hayan creído al principio". Rachel Gallery es profesora asistente de la UA en la Escuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente del Colegio deAgricultura y Ciencias de la Vida.
Gallery y Kathryn Docherty, profesora asistente de ciencias biológicas en WMU, fueron pioneros de Ecoinformatics, una clase que integraba la colaboración remota, el intercambio de datos y la publicación de revisión por pares en una nueva forma de aprendizaje que va mucho más allá de los cursos universitarios habituales.
La clase convocada para conferencias a través de videoconferencia.
"Fue sorprendente lo fácil que fue tratarlo como un aula normal", comentó Gallery. "De alguna manera fue más útil que una clase estándar, mucho más eficaz porque pasamos menos tiempo dando conferencias y más tiempo teniendo discusiones."
Martha Gebhardt, candidata a doctorado de la UA y estudiante de Ecoinformática, estuvo de acuerdo.
"Las conferencias virtuales facilitaron las discusiones en clase", dijo. "Tanto los estudiantes de la UA como los de Michigan pudieron ver de inmediato lo que se estaba discutiendo y agregar sus pensamientos y opiniones".
La clase combinó estudiantes de pregrado y posgrado de una variedad de antecedentes educativos e intelectuales, incluyendo entomología, ciencias del suelo, ciencias ambientales e informática.
La mezcla proporcionó diversidad que Gebhardt encontró inspiradora: "Todos tenían algo único y beneficioso que aportar a la mesa. Los conceptos a menudo se discutían o presentaban de formas que nunca antes había considerado".
"Algunos de los antecedentes y principios que empleamos como estudiantes de posgrado se pueden dar por sentados, y contar con los aportes de los estudiantes universitarios fue importante para identificar algunos de nuestros supuestos de trabajo", acordó Hannah Borton, candidata a doctorado en ciencias biológicas en WMU, quien tomóEcoinformática ". Obtuve una apreciación valiosa de otros estudiantes como colegas.
Los dos jóvenes profesores pidieron a los estudiantes que describieran lo que querían aprender y lo que podían enseñar a otros, y desarrollaron la agenda del curso a partir de esa información. A los estudiantes se les asignaron equipos para enfocarse en temas alineados con sus intereses.
"Algunos querían aprender a codificar, algunos querían aprender más sobre revisiones de literatura y escribir manuscritos, algunos estaban interesados en la informática, la discusión de datos", dijo Gallery. "Los estudiantes estaban increíblemente comprometidos".
"No solo pudimos elegir un área que nos interesaba más, sino que también tuvimos otros estudiantes en el grupo igualmente interesados en el tema", dijo Gebhardt. "Durante el tiempo de clase, cada grupo presentaría el progreso que hicieron en el anteriorsemana, a menudo informando direcciones futuras "
"Fue en muchos sentidos un curso de desarrollo profesional", reflexionó Gallery. "Enseñamos a los estudiantes conceptos que incluyen cómo escribir un manuscrito, quién merece autoría y coautoría, y cómo asigna esas responsabilidades?"
Pero antes de poder escribir un documento, los estudiantes tuvieron que aprender a analizar conjuntos de datos a gran escala. La tecnología moderna ha impulsado la revolución de los grandes datos con herramientas de recursos nuevas y más potentes que generan grandes cantidades de datos, a menudo más datos de los que los científicos tienen tiempoo recursos para estudiar.
Los enormes volúmenes de datos no analizados se canalizan en los denominados repositorios de big data, centros científicos que almacenan y catalogan los conjuntos de datos con la esperanza y la intención de que algún día se utilizarán para ser pioneros en nuevos descubrimientos.
El resultado es 'datos de acceso abierto', gratuitos para cualquier persona con inclinaciones científicas para obtener respuestas a preguntas que a menudo ni siquiera se han formulado, lo que genera nuevos conocimientos valiosos.
Los investigadores en todas partes están hablando sobre el uso de datos de acceso abierto, dijo Gallery. "Así que tratamos de capacitar a los estudiantes en preguntas de big data, y tuvimos tanto éxito que resultó en un manuscrito".
Ese manuscrito fue aceptado y publicado hoy por PLOS UNO , una prestigiosa revista de acceso abierto y revisión por pares.
Tamizando a través de los secretos del suelo
Inspirados por el acceso a datos científicos intactos y restricciones ilimitadas sobre lo que podrían hacer con ellos, los estudiantes de Ecoinformática se transformaron en científicos ansiosos.
No estaban memorizando detalles aparentemente sin sentido, estaban reflexionando sobre los descubrimientos científicos. Usaron las redes sociales y los foros de discusión en línea para colaborar, debatir y elaborar estrategias. Se lanzaron de cabeza a los datos, las ideas surgieron.
"Estos estudiantes nos llevaron en direcciones en las que ni siquiera estábamos pensando en términos de preguntas que podría hacer con estos datos", dijo Gallery.
Los estudiantes aprovecharon datos piloto previamente no analizados de la Red Nacional de Observación Ecológica, o NEON, un sistema de observación diseñado para permitir a los investigadores examinar la variación ecológica a lo largo del tiempo, a escala continental.
La clase desarrolló el esquema de análisis de los efectos de la geografía y la temperatura en las comunidades de bacterias del suelo en cuatro biomas diferentes. Los biomas son zonas ecológicas caracterizadas por la capacidad de soportar distintas comunidades de formas de vida.
Los estudiantes seleccionaron conjuntos de datos recolectados de biomas en Utah, Hawai, Alaska y Florida, y comenzaron a evaluar la variación estacional de la vegetación terrestre y a comparar los valores de temporada pico de crecimiento en los cuatro biomas.
Para perfilar las comunidades microbianas, los estudiantes usaron ADN bacteriano y lípidos, o aceites, producidos por bacterias y hongos en los suelos, que proporcionan una estimación de su crecimiento.
"Fue especial", dijo Gallery. "Un concepto impulsado por los estudiantes".
NEON y Docherty habían participado en el muestreo microbiano inicial de NEON y estaban familiarizados con los datos, posicionándolos perfectamente para guiar la comprensión de sus alumnos.
Para almacenar, compartir y analizar de manera segura los volúmenes masivos de datos, la clase recurrió a iPlant Collaborative, un proyecto de biotecnología financiado por la National Science Foundation que proporciona recursos computacionales para el almacenamiento, análisis y uso compartido de grandes datos.
La clase, y sus resultados de investigación, educación y publicación, no hubieran sido posibles sin iPlant Collaborative, dijo Gallery. Ella y Docherty aprovecharon las herramientas y servicios educativos en línea proporcionados por iPlant para ayudar a los estudiantes a aprender cómo analizar grandes datos.
"Utilizamos iPlant para todos los datos compartidos, para que todos pudieran acceder a los datos", continuó Gallery. "Y los estudiantes usaron el entorno iPlant para enviar mensajes mientras trabajaban en los datos".
Los estudiantes incluso desarrollaron su propia idea de crear videos de YouTube para ayudar a enseñarse mutuamente las diversas habilidades necesarias para el éxito en el curso, incluyendo cómo usar los servicios de iPlant.
A partir de su investigación y correspondencia, los estudiantes determinaron que las propiedades clave, como la temperatura del suelo, la química del suelo y la vegetación, podrían explicar la mayor variación en las bacterias del suelo en los cuatro biomas. Los datos de investigación del curso están disponibles a través de iPlant Collaborative,y se almacenan con los metadatos correspondientes en un depósito de datos públicos por el Centro Nacional de Información Biotecnológica, una iniciativa de los Institutos Nacionales de Salud.
Y a partir de estos datos, los estudiantes de Ecoinformática co-escribieron lo que para muchos fue su primera publicación científica.
"Es ante todo un trabajo de investigación", señaló Gallery. "Pero también hablamos sobre la utilidad de este enfoque para el aprendizaje basado en proyectos".
Lecciones nunca aprendidas de conferencias
"Como estudiante de posgrado, tener una publicación realmente demuestra compromiso con su investigación y capacidad para desempeñarse", dijo la candidata al doctorado de la UA Noelle Espinosa.
"Este curso proporcionó mucho más que la mayoría de los cursos. Tuvimos el desafío de pensar y trabajar como un grupo colaborativo, hacer grandes preguntas y lidiar con un gran conjunto de datos. Lo que obtuve de mis compañeros será invaluable para mi futuro."
"Las habilidades practicadas en esta clase son esenciales para sentirse preparado para ser un científico profesional", coincidió Borton.
"A menudo los investigadores se sienten limitados a colaborar solo con investigadores locales, pero con estos grandes conjuntos de datos y los sistemas actuales de comunicación e intercambio de datos, eso ya no es una limitación", señaló Docherty.
Como escribieron los estudiantes en su publicación: "La mayor disponibilidad de conjuntos de datos públicos ... y mejores plataformas de intercambio de datos por ejemplo, iPlant Collaborative se están convirtiendo en representativos del futuro de la investigación ecológica".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Shelley Littin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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