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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO MAESTRIA EN DOCENCIA PARA LA EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES – IZTACALA UNAM BIOLOGÍA ELABORACIÓN DE UN CATÁLOGO DE LÍQUENES COMO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE LA SIMBIOSIS EN EL NIVEL MEDIO SUPERIOR TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: MAESTRO EN EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR PRESENTA: BIOL. RUBÉN DE JESÚS TOVILLA QUESADA TUTOR: DR. SERGIO CHÁZARO OLVERA FES IZTACALA UNAM COMITÉ: DRA. OFELIA CONTRERAS GUTIÉRREZ FES IZTACALA UNAM DRA. MARÍA DEL ROSARIO SÁNCHEZ RODRÍGUEZ FES IZTACALA UNAM DR. ARTURO CARLOS BECERRA BRACHO FACULTAD DE CIENCIAS UNAM DR. LUIS FELIPE JIMÉNEZ GARCÍA FACULTAD DE CIENCIAS UNAM Tlalnepantla, Estado de México, Mayo 2016 Veronica Texto escrito a máquina Los Reyes Iztacala UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 2 El presente trabajo de investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Biología del Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos 2 Miguel Bernard del IPN bajo la dirección del Dr. Sergio Cházaro Olvera. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 3 Agradecimientos A mi tutor Dr. Sergio Cházaro Olvera por su valioso apoyo y asesoría durante la elaboración del presente trabajo. A la Dra. María del Rosario Sánchez Rodríguez por sus comentarios y retroalimentaciones para la realización de esta tesis. A todos los miembros de mi comité tutoral Dra. Ofelia Contreras Gutiérrez, Dr. Arturo Carlos Becerra Bracho y Dr. Luis Felipe Jiménez García por sus aportaciones y comentarios para mejorar el presente trabajo. A mis compañeros de trabajo del laboratorio de Biología por sus ánimos y camaradería. A los chiquitines del Instituto Copan, quienes me contagiaban con sus constantes caritas de asombro cuando platicábamos del universo de la naturaleza. A mis estudiantes del CECyT Miguel Bernard, jóvenes comprometidos con muchas ganas de aprender de biología. Al Instituto Politécnico Nacional por permitir enseñar la biología de una manera diferente. A la Universidad Nacional Autónoma de México por permitirme continuar con mi formación profesional. A todas aquellas personas que contribuyeron en la elaboración del presente trabajo. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 4 Dedicatoria A mi amada esposa, por su paciencia y amor a lo largo de estos maravillosos años, por siempre animarme. A mis hijas, la luz que ilumina mi mundo, por su cariño y amor, por sus abrazos y besos, muchas gracias. A mi coleguita por contagiarme de ese amor a sus líquenes. A mis queridos padres por su amor y ejemplo. A mis hermanas y hermanos porque AUN sigo creyendo que el ejemplo predica. A mis abuelas y abuelos, tíos y tías. A Dios. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 5 Tabla de contenido Resumen ................................................................................................................................... 5 Introducción ............................................................................................................................ 5 Las Competencias ........................................................................................................... 10 La Enseñanza De Las Ciencias .................................................................................................. 12 La Importancia de las colecciones biológicas en la didáctica de la biología ....................... 22 Las Relaciones Ecológicas ................................................................................................ 26 Líquenes Foliosos ............................................................................................................ 35 EL Estudio de líquenes en México .................................................................................... 36 Sitio de estudio: municipio isidro Fabela, Estado de México. ........................................... 38 Ubicación ........................................................................................................................ 40 Orografía ......................................................................................................................... 41 Hidrografía ...................................................................................................................... 43 Clima ...................................................................................................................................... 44 Flora ............................................................................................................................... 45 Fauna .............................................................................................................................. 48 Justificación ............................................................................................................................ 50 Objetivos ................................................................................................................................ 50 General ........................................................................................................................... 50 Específico ........................................................................................................................ 50 Materiales y Métodos ............................................................................................................ 51 Biológicos ....................................................................................................................... 51 Material de Campo ................................................................................................................. 51 Colecta ............................................................................................................................ 51 Conservación .................................................................................................................. 52 Identificación .................................................................................................................. 52 Pedagógicos .................................................................................................................... 54 Nivel Medio..................................................................................................................... 54 Nivel Superior ................................................................................................................. 55 Resultados y Análisis .............................................................................................................. 55 Nivel Medio Resultados de cuestionario diagnóstico ....................................................... 55 Nivel Medio Resultados de cuestionario después de la intervención ....................................... 58 Nivel Medio Superior Resultados de cuestionario diagnóstico ......................................... 65 Nivel Medio Superior Resultados de cuestionario después de la intervención ................. 72 Discusión ................................................................................................................................84 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 6 Conclusiones .......................................................................................................................... 92 Anexos ................................................................................................................................... 95 Maestría En Docencia Para La Educación Media Superior (MADEMS) .............................. 95 El Cecyt 2 “Miguel Bernard Perales” Del Instituto Politécnico Nacional ............................ 98 Plan de clase ................................................................................................................. 102 La Secuencia Didáctica .................................................................................................. 103 Portafolio de Evidencias ................................................................................................ 106 Desarrollo del Catálogo ................................................................................................. 108 El Cuestionario .............................................................................................................. 111 Bibliografía ........................................................................................................................... 115 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 7 Índice de Ilustraciones Imagen 1. Esquema sobre teorías de la educación. Tomado de http://www.hent.org/world/rgn/multilevel.htm Noviembre 2013. ......................................... 16 Imagen 2. El desarrollo de la curiosidad en el aprendizaje significativo. Tomado de http://salaamarilla2009.blogspot.mx/2010/09/aprendizaje-significativo.html Febrero 2011. . 17 Imagen 3. Importancia del desarrollo científico en la niñez. Tomado de http://mx.fotolog.com/l_uis8/ Febrero 2011. ........................................................................ 17 Imagen 4. El trabajo colaborativo. Modificado de http://soniahablandoenconfianza.blogspot.mx/2012/04/trabajo-por-proyectos-y- aprendizaje.html Marzo 2011. ................................................................................................ 18 Imagen 5. La importancia del trabajo colaborativo. Modificado de http://es.123rf.com/photo_11039485_equipo-de-negocios-3d-en-accion-haciendo-marchas- move--conceptos-de-trabajo-en-equipo.html Marzo 2011 ...................................................... 18 Imagen 6. La enseñanza en el antiguo Egipto Tomado de http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gif Enero 2012. ................................... 19 Imagen 7. La educación en el imperio árabe. Tomado de http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gif Enero 2012. ................................... 19 Imagen 8. La educación en la revolución industrial. Tomado de http://educaciondeporteenelsxlx.weebly.com/uploads/1/6/5/6/165 63716/2361569.jpg?316 ............................................................................................................................................... 20 Imagen 9. La educación moderna. Tomado de http://www.educaciontrespuntocero.com/wp- content/uploads/2012/04/VIIEncuentro_Internacl_de_Educacion_FT_1.jpg Enero 2012. ....... 20 Imagen 10. Sesión Genética Mendeliana. ................................................................................ 21 Imagen 11. .............................................................................................................................. 21 Imagen 12. Expomagna 2009 estudiantes segundo semestre exposición medios de cultivo..... 22 Imagen 13. Sesión Biomoléculas y compuestos orgánicos estudiantes segundo semestre, laboratorio de biología. Marzo 2011. ...................................................................................... 22 Imagen 14. Sesión Evolución trabajo colaborativo, resolución problemas evolutivos. Alumnos segundo semestre. Mayo 2011. .............................................................................................. 23 Imagen 15. Sesión Anatomía trabajo colaborativo, estructura de peces óseos. Mayo 2011. ... 24 Imagen 16. Equipo de trabajo del laboratorio de biología. De izquierda a derecha: Laboratorista Víctor Salas, jóvenes de servicio social y presidente academia turno matutino Dr. Víctor Peral. 2011. ...................................................................................................................................... 24 Imagen 17. Sesión “La Biodiversidad”, recorrido por las áreas verdes del CECyT “Miguel Bernard” ................................................................................................................................. 25 Imagen 18. VI Congreso de Investigación estudiantil, jóvenes participaron con proyectos de investigación biológica. Octubre 2011. .................................................................................... 25 Imagen 19. Estudiante Abraham Dzul Minaya presentando el trabajo “Diseño y construcción de un invernadero escolar y su impacto en el cuidado del medio ambiente”. Octubre 2011. ....... 26 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 8 Imagen 20. Estudiante Carlos López Colín presentando el trabajo titulado “Diseño y construcción de un hábitat para reptiles semiacuaticos”. Octubre 2011. ................................. 26 Imagen 21. Estudiante Viridiana San Juan Hernández con la presentación del trabajo “Diseño e Implementación de un cultivo Hidropónico”. Octubre 2011. .................................................. 27 Imagen 22. Matraz Aforado y Murciélago preservado. Junio 2011. ........................................ 27 Imagen 23. Presentación de carpeta de evidencias y exposición de trabajos finales. Junio 2011. ............................................................................................................................................... 51 Imagen 24. Sesión “Comprendiendo a los simbiontes” Estudiantes del Instituto Culturan Copan de Ciencias 1. Diciembre 2012................................................................................................. 52 Identificación .......................................................................................................................... 52 Imagen 25. Sesión Herencia Mendeliana, construyendo conceptos. Mayo 2011...................... 54 Imagen 26. Colección biológica de la Entomofauna Costa Rica. Congreso Internacional de Botánica.................................................................................................................................. 54 Imagen 27. Colección de mariposas Morpho azul (Morpho menelaus). Costa Rica ................... 55 Imagen 28. Colección entomofauna de Hasbrouck Insect Collection en Arizona State University. Imagen tomada http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=124031 Mayo 2013. .... 55 Imagen 29. Colección de mariposas de Hasbrouck Insect Collection en Arizona State Universit http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg ............................................... 55 Imagen 30. Cuadro ejemplificando las relaciones Ecológicas. http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1- 638.jpg?1367512827. Marzo 2012. ......................................................................................... 58 Imagen 31. Relación del pez payaso (Amphiprioninae)http://chuao.files.wordpress.com/2010/03/clown- fish_in_green_anemone_polyps.jpg........................................................................................ 65 Imagen 32. Bacterias tomadas de: http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg. Abril 2013 .............................. 72 Imagen 33. Liquen folioso en corteza de árbol. http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1- 638.jpg?1367512827 . Abril2012 ............................................................................................ 84 Imagen 34. Cianobacterias tomadas de: http://co.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/200704 18klpcnaecl_232.Ies.SCO.jpg Abril 2012 .................................................................................. 84 Imagen 35. Medios de Cultivo para ascomicetes tomada de: http://www.subter.com/is/wp- content/uploads/2007/09/ascomycetes.jpg Julio 2012. .......................................................... 84 Imagen 36. Fotografía microscopio electrónico de Micobiontes y Fotobiontes. http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG ............................................ 84 Imagen 37. Imagen microscópica de fotobionte y micobionte tomada de http://www.flickr.com/photos/laurha/3226019554/Marzo 2010. ........................................... 84 Imagen 38. Fotografía microscopio electrónico fotobionte y micobionte. Tomada de http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG. Marzo 2010 ........................ 84 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 9 Imagen 39. Diagrama tomado de: Durán de Grua, N. y R. Pascual Lluvia. 1980. Algas y líquenes. Mini Atlas Jover. Col. De Divulgación Científica. Ediciones Jover, Barcelona, España; microfotografía Filamentos de micobionte (Parmotrema tinctorum) envolviendo células de fotobionte (Trebouxia) modificada de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAejvEAE/liquens-adriano-spielmann#ixzz20NJUCIg2 ............................................................................................................................................... 84 Imagen 40. Liquen costroso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169390955/ Diciembre 2010. .................... 84 Imagen 41. Liquen folioso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ Diciembre 2010 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 42. Fruticoso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ Diciembre 2010 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 43. Liquen Escuamuloso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ Diciembre 2010 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 44. Ascoesporas. Tomada de http://www.mykes.es/images/ascas-2.jpg. Abril 2011 ... 84 Imagen 45. Liquen Folioso. Tomado de http://www.flickr.com/photos/38094489@N05/3523128112/ diciembre de 2010. ................ 84 Imagen 46. Talo Folioso estructura. Tomado de http://www.ycy63.dial.pipex.com/trees/foliose%20lichen.gif Noviembre 2013 ...................... 84 Imagen 47. Herbario FES Iztacala http://biologia.iztacala.unam.mx/imagenes/herbario01.jpg Noviembre 2013. .................................................................................................................... 84 Imagen 48. Mapa del Estado de México, prioridad en el manejo forestal. Tomado de http://www.conafor.gob.mx:8080/documentos/docs/1/1808Estado%20de%20M%C3%A9xico.j pg Noviembre 2013................................................................................................................. 84 Imagen 49. Fotografía de Isidro Fabela Alfaro. Tomado de https://www.ediciones.com.mx/?p=7969 Febrero 2011 ......................................................... 84 Imagen 50. Ubicación geográfica y política del municipio Isidro Fabela. Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Municipios_del_Estado_de_M%C3%A9xico Febrero 2011 ............................................................................................................................................... 84 Imagen 51 Municipio Isidro Fabela Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Municipios_del_Estado_de_M%C3%A9xico Febrero 2011 ............................................................................................................................................... 84 Imagen 52.Tlazala de Fabela y Presa Iturbide, Tomado de google earth. Febrero 2012. ........... 84 Imagen 53.Tlazala de Fabela y Presa Iturbide, Tomado de google earth. Febrero 2012. ........... 84 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 10 Imagen 54.Tlazala de Fabela y Presa Iturbide, Tomado de http://www.google.com.mx/imgres?um=1&sa=N&rls=com.microsoft:es-mx:IE- Address&rlz=1I7PRFA_esMX428&hl=es-419&tbm=isch&tbnid=5-iWC- WaIly3JM:&imgrefurl=http://www.bicimapas.com.mx/Rutas%2520por%2520completar%2520 3.htm&docid=NUsL0Rd7WKNwQM&imgurl=http://www.bicimapas.com.mx/images/Imagenes %252520Mapas/Presa%252520Iturbide.jpg&w=2053&h=749&ei=XcqOUrfMCoOs2gWOxYCYAg &zoom=1&iact=rc&dur=78&page=1&tbnh=100&tbnw=276&start=0&ndsp=15&ved=1t:429,r:5 ,s:0,i:92&tx=160&ty=83 Febrero 2012 .................................................................................... 84 Imagen 55 .Presa Iturbide Tomado de http://www.hoyestado.com/nota.php?id=5777. Febrero 2012 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 56. Hidrografía en Presa Iturbide Tomado de http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Febrero 2011 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 57. Clima Presa Iturbide. Tomado de http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Febrero 2011 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 58 Flora Presa Iturbide http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Febrero 2012. ...................................................................................................................................... 84 Imagen 59. Flora Presa Iturbide http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Febrero 2012. ...................................................................................................................................... 84 Imagen 60. Manzanilla (Chamaemelum nobile) http://4.bp.blogspot.com/- PQRlFaUuyrI/TdxJIhZDRPI/AAAAAAAAAIk/HAXlIuRgisg/s1600/manzanilla%255B1%255D.jpg Febrero 2012. ......................................................................................................................... 84 Imagen 61. Epazote (Dysphania ambrosioides) http://www.veggiegardeningtips.com/wp- content/uploads/2008/09/epazote-plant.jpg Febrero 2012. ................................................... 84 Imagen 62. Mirabilis jalapa http://www.thompson- morgan.com/medias/sys_tandm/8799740264478.jpg Febrero 2012 ...................................... 84 Imagen 63. Flora de Pera Iturbide. Tomado de http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Febrero 2012 ....................................................................................................................................... 84 Imagen 64. Tlacuache común (Didelphis marsupialis) Tomado de http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Marzo 2011. ............................................................................................................................................... 84 Imagen 65. Fauna Representativa Presa Iturbide. Tomado de http://www.isidrofabela.gob.mx/municipio/turismo/galeria/galeria_turismo.html Marzo 2011. ...............................................................................................................................................84 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 11 Imagen 66. Formación de un liquen. Tomado de http://static.icarito.cl/200912/614296.jpg Septiembre 2012. ................................................................................................................... 84 Imagen 67. Exposición didáctica “Los líquenes y la simbiosis” Proyecto Aula. Junio 2012 ....... 84 Imagen 68. Exposición didáctica “Los líquenes y la simbiosis” Proyecto Aula. Junio 2012 ....... 84 Imagen 69. Exposición didáctica “Los líquenes y la simbiosis” Proyecto Aula. Junio 2012 ....... 84 Imagen 70. Logotipo del Posgrado en Docencia para la Educación Media superior .................. 84 Imagen 71. Coevaluación sesión “Los Resultados de la Evolución” Práctica Docente II ............ 84 Imagen 72. Actualización del quehacer científico, curso intersemestral “Ecología Microbiana y Metagenómica” en la Unidad de Biotecnología y Prototipos (UBIPRO) de la UNAM FES Iztacala. Junio 2013 .............................................................................................................................. 84 Imagen 73. Sesión de trabajo en el laboratorio escolar “Uso adecuado del microscopio”. Febrero 2013 .......................................................................................................................... 84 Imagen 74. Inicios del Instituto Politécnico Nacional 1936....................................................... 84 Imagen 75. Inicios del CECyT “Miguel Bernard” en Tolsá y Tresguerras ................................... 84 Imagen 76. Actual ubicación del CECyT 2 “Miguel Bernard” en Av. Nueva Casa de la moneda. 84 Imagen 77. Explanada del CECyT 2 “Miguel Bernard”. ............................................................. 84 Imagen 78. Hangar escolar para la carrera de Técnico en Aeronáutica .................................... 84 Imagen 79. Prototipos y Medallas obtenidas en concursos de minirobótica ............................ 84 Imagen 88. Portafolio de evidencias. Tomado de http://emprendemiestrategia.files.wordpress.com/2012/03/portafolio1.png Octubre 2012... 84 Imagen 89. Mapa conceptual de la importancia de las rubricas. Tomado de http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1254502812948_1928822177_511/Rubricas%20- evaluacion%20autentica.jpg Octubre 2012 ............................................................................ 84 Imagen 90 Estructura de una rúbrica de evaluación. Tomado de http://www.eduteka.org/nimg/temas/cuadrorubricbig.gif. Noviembre 2012 .......................... 84 Imagen 91. Ejemplo rúbrica de evaluación. Tomado de http://comprension-lectora.org/wp- content/uploads/2013/03/R%C3%BAbrica-V%C3%ADctor-Sol%C3%ADs.jpg Noviembre 2012 84 Imagen 91. Ejemplo rúbrica de evaluación. Tomado de http://comprension-lectora.org/wp- content/uploads/2013/03/R%C3%BAbrica-V%C3%ADctor-Sol%C3%ADs.jpg Noviembre 2012 84 Imagen 92. Ejemplo de cuestionario exploratorio................................................................... 84 Imagen 93. Ejemplo de cuestionario diagnóstico nivel medio. ................................................ 84 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 12 Imagen 94. Estudiantes Ejemplo de cuestionario para explorar saberes previos en los estudiantes del CECyT 2 MB .................................................................................................... 84 Imagen 95. Cuestionario para evidenciar avance en estudiantes del CECyT 2 MB .................... 84 Índice de Gráficas Gráfica 1. Resultados obtenidos del cuestionario uno aplicados en el Instituto Cultural Copan.. 5 Gráfica 2. Resultados obtenidos de la pregunta 1 ...................................................................... 5 Gráfica 3. Resultados obtenidos de la pregunta 2 .................................................................... 10 Gráfica 4. Resultados obtenidos de la pregunta 3 .................................................................... 10 Gráfica 5. Resultados obtenidos de la pregunta 4. ................................................................... 10 Gráfica 6. Resultados obtenidos de la pregunta 5. ................................................................... 10 Gráfica 7. Resultados obtenidos a partir de la segunda aplicación del cuestionario ................. 10 Gráfica 8. Gráfica de pastel con los resultados obtenidos de la pregunta 1. “Define la palabra simbionte”. ............................................................................................................................. 10 Gráfica 9. Resultados obtenidos en la pregunta 2. “Menciona algunos ejemplos de simbiosis” 10 Gráfica 10. Resultados obtenidos en la pregunta 3. “¿Por qué es la simbiosis importante para la vida? ....................................................................................................................................... 10 Gráfica 11. Resultados obtenidos de la pregunta 4. ¿Qué es un liquen? .................................. 10 Gráfica 12. Gráfica de pastel mostrando resultados de la pregunta 5. ¿Cuál es la función del hongo en el liquen?” ............................................................................................................... 10 Gráfica 13. Gráfica de pastel, datos obtenidos en el reactivo 6 ¿Cuál es la función del alga en el liquen? .................................................................................................................................... 10 Gráfica 14 . Gráfica pastel de la pregunta 7. 47% incorrectos y 53% correctos ......................... 10 Gráfica 15. Gráfica de pastel pregunta 8. Menciona la importancia de los líquenes en la naturaleza ............................................................................................................................... 10 Gráfica 16. Comparación de resultados antes (azul) y después (rojo) de la intervención.. ....... 10 Gráfica 17. Resultados obtenidos en el primer cuestionario nivel medio superior ................... 10 Gráfica 18. Resultados obtenidos de la pregunta uno .............................................................. 10 Gráfica 19. Interacción entre organismo, 39% incorrecto y 61% de alumnos correctos ............ 10 Gráfica 20. Se observan 67% de estudiantes que contestaron de forma incorrecta y 33% correcto .................................................................................................................................. 10 Gráfica 21. Resultados mostrados del reactivo 4 “Desarrollo de un organismo crea un desarrollo favorable para el desarrollo de otros ...................................................................... 10 Gráfica 22. Pregunta 5 “Cuando dos organismos desarrollan mejor o causan un mayor efecto cuando crecen juntos en un sustrato que cuando crecen individualmente”, se observa la cantidad de estudiantes que contestaron de forma adecuada ................................................. 10 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 13 Gráfica 23. Representación gráfica de la pregunta 6, en donde se muestra la cantidad porcentual de estudiantes que contestaron de forma adecuada e inadecuada ........................ 10 Gráfica 24. Gráfica de pastel representando a la pregunta 7. Ambos organismos se benefician de esta unión. ......................................................................................................................... 10 Gráfica 25. Representación de los datos obtenidos en la pregunta ocho................................. 10 Gráfica 26. Se puede observar los datos de la pregunta nueve. Por lo menos uno de los simbiontes causan daño al otro ............................................................................................... 10 Gráfica 27. Resultado de antibiosis ........................................................................................ 10 Gráfica 28. Resultados de Metabiosis..................................................................................... 10 Gráfica 29. Se observa el porcentaje de estudiantes que contestaron de forma correcta para el inciso c. ................................................................................................................................... 10 Gráfica 30. Solo el 15 % de los jóvenes contestaron................................................................ 10 Gráfica 31. Representación gráfica de los resultados del Comensalismo .................................. 10 Gráfica 32. El comensalismo tuvo 13% de respuesta correctas ................................................ 10 Gráfica 33. Resultados obtenidos para el neutralismo. ........................................................... 10 Gráfica 34. Representación visual de los resultados obtenidos después de la intervención con los estudiantes de nivel medio superior. ................................................................................. 10 Gráfica 35. Se puede observar el avance en la pregunta del neutralismo ................................ 10 Gráfica 36. Representación visual de los datos obtenidos de Mutualismo .............................. 10 Gráfica 37. Gráfica de pastel en donde se observa el porcentaje de estudiantes que contestaron de forma adecuada ............................................................................................. 10 Gráfica 38. Se observa un aumento en las respuestas de forma adecuada en Mutualismo ..... 10 Gráfica 39. Representación en forma de pastel con los datos obtenidos ................................. 10 Gráfica 40. Representación visual pregunta 6 ......................................................................... 10 Gráfica 41. Representación visual pregunta 7. ........................................................................ 10 Gráfica 42. Gráfica de pastel representando ejemplos de mutualismo .................................... 10 Gráfica 43. 60% de los estudiantes contestaron de manera adecuada. ................................... 10 Gráfica 44. Resultados de la pregunta 10 ................................................................................ 10 Gráfica 44. Resultados de la pregunta 10 ................................................................................ 10 Gráfica 45. Comparación de Resultados obtenidos antes y después de las sesiones. ............... 10 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 14 Índice de Tablas Tabla 1. Se aplicó a los resultados obtenidos en el nivel medio la prueba de hipótesis para la diferencia entre las proporciones de dos poblaciones obteniendo los siguientes resultados ..... 5 Tabla 2. Se aplicó a los resultados obtenidos en el nivel medio superior la prueba de hipótesis para la diferencia entre las proporciones de dos poblaciones obteniendo los siguientes resultados ................................................................................................................................. 5 Tabla 3. Mapa Curricular del programa MADEMS ...................................................................... 5 Tabla 4. Mapa curricular Técnico en diseño gráfico digital del CECyT 2 “Miguel Bernard” .......... 5 Tabla 5. Ejemplo de Plan Clase. Biología Básica CECyT 2 IPN. ..................................................... 5 Tabla 6. Ejemplo de secuencia didáctica. Biología Básica CECyT 2 IPN........................................ 5 Tabla 7. Base de datos para el catálogo digital, líquenes Presa Iturbide. .................................... 5 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 15 RESUMEN La Biología es una ciencia cuyo impacto debe ser mayor en el nivel medio y medio superior, ante la instalación de nuevos modelos didácticos, debe inducir a los y las estudiantes al conocimiento, teniendo como propósito la comprensión y no solamente la memorización. La rápida evolución que está sufriendo la disciplina, la convierte en una ciencia muy dinámica donde continuamente surgen problemas y preguntas de interés tanto científico como social. Enmarcada en este contexto, la enseñanza de esta área requiere del uso de estrategias que faciliten la comprensión y capaciten al estudiante para la resolución de situaciones problemáticas como expresión de una adecuada alfabetización científica. Los Centros de Estudios Científicos y Tecnológicos del IPN son escuelas de nivel medio superior en donde la biología se imparte en segundo semestre, se compone de cuatro unidades temáticas siendo la última la menos explorada y por lo tanto menos comprendida. Dentro de esta unidad las relaciones ecológicas y simbióticas son conceptos dejados al azar. La amplitud y complejidad de las simbiosis es asombrosa, especialmente cuando el término "simbiosis" es utilizado de acuerdo con el criterio de que alude a organismos distintos que viven juntos, ya sea en asociaciones mutualistas, comensalistas o antagonistas. Uno de los ejemplos más impresionantes de simbiosis son los líquenes, los cuales son asociaciones de un hongo (micobionte) y un alga o cianobacteria (fotobionte). Se trabajó con una población de estudiantes de nivel medio y medio superior, en donde se aplicaron dos instrumentos de evaluación para cuantificar sus conocimientos en el tema de relaciones ecológicas, el primer instrumento pretende rescatar conocimientos previos, a partir de dichos resultados se diseñaron las sesiones de intervención, posteriormente se aplicó un segundo instrumento para evaluar el avance en este tema. Se observó que un 52% de los jóvenes de nivel medio presentaban dificultad para comprender el tema, después de la intervención la cifra disminuyó en un 32%. Para los alumnos de nivel medio superior se diseñó un instrumento de evaluación de conocimientos previos de opción múltiple en donde 78% de los estudiantes presentaban dificultades para comprender el tema, después de la intervención la cifra descendió a 41%. En ambos niveles educativos se elaboró con los estudiantes un catálogo de líquenes foliosos como parte de una labor de divulgación científica con la finalidad de comprender la importancia de la simbiosis en nuestro entorno. Veronica Texto escrito a máquina Veronica Texto escrito a máquina MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 16 ABSTRACT Biology is a science whose impact should be higher in the middle and upper middle school, with the installation of new teaching models, should induce the students to knowledge, with the purpose of understanding and not just memorization. The rapid evolution that is undergoing discipline, becomes a very dynamic science where issues and questions continually arise both scientific interest and social. Set in this context, the teaching of this area requires the use of strategies to facilitate understanding and enable the student to solve problem situations as an expression of adequate scientific literacy. The Centers for Scientific and Technological Studies of the IPN are senior high schools where biology, consists of four thematic units last the least explored and therefore less understood it is. Within this unit ecological concepts and symbiotic relationships are left to chance. The breadth and complexity of symbiosis is amazing, especially when the term "symbiosis" is used in accordance with the criteria referred to different organisms living together, whether in mutual associations, commensal or antagonists. One of the most impressive examples of symbiosis are lichens, which are associations of a fungus (mycobiont) and an alga or cyanobacterium (photobiont). We worked with a student population of upper middle and middle, where two evaluation instruments were applied to quantify their knowledge on the subject of ecological relationships, the first instrument intended to rescueprior knowledge from these results the sessions were designed intervention, then a second instrument was applied to assess progress on this issue. It was observed that 52% of young midlevel had difficulty understanding the issue, after the intervention the figure decreased by 32%. For students of high school level assessment instrument prior knowledge of multiple choice where 78% of students had difficulty understanding the issue, after the intervention the figure dropped to 41% was designed. In both educational levels it was developed with students a catalog of foliose lichens as part of a work of popular science in order to understand the importance of symbiosis in our environment. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 17 INTRODUCCIO N. En la realidad educativa, poco se habla ya en la actualidad de estímulo, respuesta, refuerzo positivo, objetivos operativos, instrucción programada y tecnología educativa. Estos conceptos forman parte del discurso usado en una época en la que la influencia del comportamiento en la educación estaba en auge y se traducía explícitamente en las estrategias de enseñanza y en los materiales educativos. En esta época, la enseñanza y el aprendizaje se enfocaban en términos de estímulos, respuestas y refuerzos, no de significados. La investigación sobre las estructuras y procesos cognitivos realizada entre las décadas de los sesenta y hasta los ochenta, ayudó de manera significativa a forjar el marco conceptual del enfoque cognitivo contemporáneo. Este, sustentado en las teorías de la información, la psicolingüística, la simulación por computadora, y la inteligencia artificial, condujo a nuevas conceptualizaciones acerca de la representación y naturaleza del conocimiento y de fenómenos como la memoria, la solución de problemas, el significado y la comprensión y producción del lenguaje (Aguilar, 1982; Hernández, 1991). Actualmente los vocablos empleados en educación son aprendizaje significativo, cambio conceptual y constructivismo. Una buena enseñanza debe ser constructivista, promover el cambio conceptual y facilitar el aprendizaje significativo. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 18 Aprendizaje significativo es el proceso a través del cual una nueva información (un nuevo conocimiento) se relaciona de manera no arbitraria y sustantiva (no- literal) con la estructura cognitiva de la persona que aprende. En el curso del aprendizaje significativo, el significado lógico del material de aprendizaje se transforma en significado psicológico para el sujeto. Para Ausubel (1963), el aprendizaje significativo es el mecanismo humano, por excelencia, para adquirir y almacenar la inmensa cantidad de ideas e informaciones representadas en cualquier campo de conocimiento. El trabajo investigativo de Ausubel puede enunciarse en dos puntos de suma importancia para el desarrollo de la teoría cognitiva y el trabajo de aula: La importancia que da su teoría a la integración de los nuevos contenidos en las estructuras cognoscitivas previas del alumno. Imagen 1. Esquema sobre teorías de la educación. Tomado de http://www.hent.org/world/rgn/multilevel.htm Noviembre 2013. http://www.hent.org/world/rgn/multilevel.htm MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 19 La importancia del carácter aplicado de su trabajo y principalmente los problemas y tipos de aprendizaje que se plantean en una situación socialmente determinada como es el aula. Existen condiciones para que se realice el proceso de aprendizaje significativo: 1. El contenido de aprendizaje es significante para el que aprende, ya que los conocimientos nuevos pueden relacionarse sin arbitrariedad con los conocimientos previos. Esto implica una total integración y el logro de un proceso de asimilación bidireccional. Un aprendizaje significativo no puede lograrse si el conocimiento nuevo que va a presentarse al alumno no tiene relación con su conocimiento previo o sus intereses. El conocimiento nuevo no puede ser arbitrario o impuesto de fuera sin tomar en consideración los intereses y motivaciones internas del que aprende (Martínez, 2008). 2. La estructura cognoscitiva previa del sujeto debe poseer las ideas relevantes para que puedan ser relacionadas con el nuevo conocimiento. Imagen 2. El desarrollo de la curiosidad en el aprendizaje significativo. Tomado de http://salaamarilla2009.blogspot.mx/2010/09/aprendizaje- significativo.html Febrero 2011. Imagen 3. Importancia del desarrollo científico en la niñez. Tomado de http://mx.fotolog.com/l_uis8/ Febrero 2011. http://salaamarilla2009.blogspot.mx/2010/09/aprendizaje-significativo.html http://salaamarilla2009.blogspot.mx/2010/09/aprendizaje-significativo.html http://mx.fotolog.com/l_uis8/ MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 20 3. El sujeto debe manifestar una disposición significativa hacia el aprendizaje, lo que plantea la exigencia de una actitud activa y la importancia de los factores de atención y motivación. Este es un aspecto fundamental ya que si el alumno no se siente identificado y no se involucra activamente en el proceso de aprendizaje, este no podrá ser percibido y procesado con atención activa. La motivación e intereses internos del sujeto (que tiene relación con su edad y grado de desarrollo) son el factor principal para el logro de esta actitud activa al aprender (Ausubel, 1983). Imagen 4. El trabajo colaborativo. Modificado de http://soniahablandoenconfianza.blogspot.mx /2012/04/trabajo-por-proyectos-y- aprendizaje.html Marzo 2011. Imagen 5. La importancia del trabajo colaborativo. Modificado de http://es.123rf.com/photo_11039485_equipo-de- negocios-3d-en-accion-haciendo-marchas-move-- conceptos-de-trabajo-en-equipo.html Marzo 2011 http://soniahablandoenconfianza.blogspot.mx/2012/04/trabajo-por-proyectos-y-aprendizaje.html http://soniahablandoenconfianza.blogspot.mx/2012/04/trabajo-por-proyectos-y-aprendizaje.html http://soniahablandoenconfianza.blogspot.mx/2012/04/trabajo-por-proyectos-y-aprendizaje.html http://es.123rf.com/photo_11039485_equipo-de-negocios-3d-en-accion-haciendo-marchas-move--conceptos-de-trabajo-en-equipo.html http://es.123rf.com/photo_11039485_equipo-de-negocios-3d-en-accion-haciendo-marchas-move--conceptos-de-trabajo-en-equipo.html http://es.123rf.com/photo_11039485_equipo-de-negocios-3d-en-accion-haciendo-marchas-move--conceptos-de-trabajo-en-equipo.html MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 21 LAS COMPETENCIAS La enseñanza basada en competencias representa una modificación del modelo educativo, a través del cual se desarrolla la capacidad de aprender a aprender, por lo tanto el sistema de evaluación deberá necesariamente modificarse. Dado que el desarrollo de una competencia sólo puede ser calificado a través del desempeño, se requiere reunir suficiente evidencia durante el proceso de construcción del aprendizaje significativo (Gutiérrez et al. 2001). De Egipto proceden los testimonios más antiguos y más ricos acerca de todos los aspectos de la civilización, y en particular sobre la educación. A principios del primer milenio a.C. el príncipe Biblos en Fenicia declaraba al egipcio Venamun: “Amon ha fundado todos los países, después de haber fundado en primer lugar Egipto. El arte ha venido de allá, de donde tú vienes, hasta aquí donde yo estoy, y la educación nos ha venido de allá hasta donde yo estoy” (Alighiero, 2006). Imagen 6. La enseñanza en el antiguo Egipto Tomado de http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gif Enero 2012. Imagen 7. La educación en el imperio árabe. Tomado de http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gif Enero 2012. http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gif http://blog.educastur.es/cuate/files/2008/09/egipcio.gifMADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 22 Durante la edad media la estructura educativa era regida por la Iglesia, la evaluación surge como una necesidad, ligada a la concepción de grados; representaba un acto de control de ingresos a un gremio con auténtico carácter selectivo (Alighiero, 2006). Más tarde, la complejidad que fue adquiriendo el sistema productivo con la especialización creciente fue obligando al sistema educativo, a controlar la calidad de los sujetos que pasaban al sistema de producción. Por esta razón en las últimas tres décadas el interés por la evaluación educativa se ha incrementado (Gutiérrez et al. 2001). Imagen 9. La educación moderna. Tomado de http://www.educaciontrespuntocero.com/wp- content/uploads/2012/04/VIIEncuentro_Internacl_de _Educacion_FT_1.jpg Enero 2012. Imagen 8. La educación en la revolución industrial. Tomado de http://educaciondeporteenelsxlx.weebly.com/uploads/1/6/5/6/165 63716/2361569.jpg?316 http://www.educaciontrespuntocero.com/wp-content/uploads/2012/04/VIIEncuentro_Internacl_de_Educacion_FT_1.jpg http://www.educaciontrespuntocero.com/wp-content/uploads/2012/04/VIIEncuentro_Internacl_de_Educacion_FT_1.jpg http://www.educaciontrespuntocero.com/wp-content/uploads/2012/04/VIIEncuentro_Internacl_de_Educacion_FT_1.jpg http://educaciondeporteenelsxlx.weebly.com/uploads/1/6/5/6/165%2063716/2361569.jpg?316 http://educaciondeporteenelsxlx.weebly.com/uploads/1/6/5/6/165%2063716/2361569.jpg?316 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 23 LA ENSEN ANZA DE LAS CIENCIAS. Durante el siglo XX, el avance de la ciencia y la tecnología ha producido más conocimiento que el obtenido con anterioridad a esta época. En especial, es el desarrollo de la ciencia en la última mitad del siglo XX, la que transformó el modo de ver el mundo. Es así que en la sociedad actual se destaca la importancia del conocimiento científico (Tacca, 2010). Sin embargo, la enseñanza de la ciencia a nivel medio superior sigue atrapada en un sistema tradicional que no presenta la importancia debida al conocimiento científico, y por ende a la enseñanza de las ciencias naturales (Tacca, 2010). No enseñar ciencias, con el nivel adecuado, alegando que los estudiantes no están capacitados intelectualmente es una forma cruel de discriminación. Esta situación tiene muchas causas, consecuencias y diferentes ángulos de explicación, pero es imprescindible argumentar la necesidad de cambiar esta triste realidad y transitar a una “alfabetización científica” que se debe desarrollar desde temprana edad (Pozo y Gómez Crespo, 2006). Es en este nivel que la enseñanza de las ciencias es crucial, pues hay que tener presente que se enseña a individuos que en su mayoría no Imagen 10. Sesión Genética Mendeliana. Imagen 11. Exposición de carteles Científicos. Junio 2015. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 24 estudiarán ciencias posteriormente, asegurándose que obtendrán la comprensión de la ciencia para el bien común, viviendo una experiencia satisfactoria e ilustrativa del mundo que los rodea. De esta forma, el docente tiene la imperante responsabilidad de ofrecer a los jóvenes una formación que implique pensar con mente abierta y ser conscientes de los cambios vertiginosos de la ciencia y la tecnología. De ahí la importancia de considerar a la ciencia y a sus constructos como provisionales e históricos (Tacca, 2010). Se debe entender la verdad científica como un conjunto de paradigmas provisionales, susceptibles de ser revaluados y remplazados por nuevos paradigmas (Kuhn, 1971). Dicho en otras palabras, la ciencia es provisional porque explica en el presente muchos fenómenos, estas explicaciones sufren modificaciones con el paso del tiempo, pues se hacen nuevos descubrimientos o se plantean nuevas teorías, la ciencia no es una Imagen 12. Expomagna 2009 estudiantes segundo semestre exposición medios de cultivo. Imagen 13. Sesión biomoléculas y compuestos orgánicos estudiantes segundo semestre, laboratorio de biología. Marzo 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 25 verdad acabada, está en constante cambio. Y es histórica porque acompaña al hombre desde sus inicios, cambia junto con él. Por lo tanto, si la ciencia no es un conjunto acabado de verdades definitivas e inamovibles, su enseñanza no puede tampoco consistir en la transmisión de conocimientos que los alumnos deben recordar y memorizar. Por el contrario su enseñanza debe mostrar correspondencia con los aspectos básicos del quehacer científico mediatizado por una concepción de ciencia como actividad social constructora del conocimiento. La enseñanza de la ciencia en la educación media superior hace necesaria la presencia de un facilitador con capacidad de buscar, con rigor científico, estrategias creativas que motiven y generen, el desarrollo del pensamiento crítico, reflexivo y sistémico, que considere al mismo tiempo el desarrollo evolutivo del pensamiento del alumno, determinándose así una adecuada intervención pedagógica (Tacca, 2010). Imagen 14. Sesión Evolución trabajo colaborativo, resolución problemas evolutivos. Alumnos segundo semestre. Mayo 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 26 Para ello, primero se debe concebir la ciencia como producto no terminado, y luego hacerla llegar al alumno como algo adecuado, lo cual favorece la construcción de sus propias interpretaciones del mundo, según su criterio, sin que esto signifique arbitrariedad ni perdida del rigor científico. El problema de la enseñanza de la ciencia, reside en reflexionar sobre que contenidos enseñar, Es decir, encontrar una manera de transformar el contenido científico (privado) en enseñable (público). El problema de la enseñanza y aprendizaje de la ciencia es, en síntesis, un problema de “transposición didáctica” (Otero, 1989). Imagen 15. Sesión Anatomía trabajo colaborativo, estructura de peces óseos. Mayo 2011. Imagen 16. Equipo de trabajo del laboratorio de biología. De izquierda a derecha: Laboratorista Víctor Salas, jóvenes de servicio social y presidente academia turno matutino Dr. Víctor Peral. 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 27 El concepto de “transposición didáctica” muestra la relación docente – estudiante, la cual se ve mediada por unos contenidos disciplinares que no pueden ser directamente enseñados, los contextos académicos requieren ser sometidos a un proceso de descontextualización o conversión de “saber sabio” o académico (savoir savant) pasando por una recontextualización en conocimiento escolar (savoir enseigné) (Chevallard, 1998). Esto es, el conocimiento erudito, se transforma en conocimiento u objeto a enseñar; y éste en objeto de enseñanza (o conocimiento enseñado). Por lo tanto enseñar ciencia en las escuelas implica: Relacionar el conocimiento científico con el conocimiento que los estudiantes tiene y pueden construir. Introducir paulatinamente al alumno en las cuestiones científicas (conceptos, métodos, leyes, etcétera). Imagen 17. Sesión “La Biodiversidad”, recorrido por las áreas verdes del CECyT “Miguel Bernard” Imagen 18. VI Congreso de Investigación estudiantil, jóvenes participaron con proyectos de investigación biológica. Octubre 2012. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 28 Y lo más importante, transformar el conocimiento científico en conocimiento enseñable. Esta es una diferencia con la ciencia experta, o ciencia de los científicos, ya que los objetivos de la ciencia escolar están relacionados con los valores de la educación que la escuela se propone transmitir. Dentro de las herramientas que se han mencionado en la “transposición didáctica”, el docente puede darse cuenta de cuándo es necesario hacer unapregunta, introducir una duda, confrontar dos explicaciones distintas, hacer un comentario o dar una información para que avancen en sus explicaciones y reflexionen sobre lo que piensan. Desde el enfoque epistemológico propuesto por Giere (1988), se concibe la Ciencia como un conocimiento basado en “modelos teóricos”. Se parte de la idea que las afirmaciones teóricas sobre el mundo por ejemplo, las tramas de ideas que nos servirán para Imagen 19. Estudiante Abraham Dzul Minaya presentando el trabajo “Diseño y construcción de un invernadero escolar y su impacto en el cuidado del medio ambiente”. Octubre 2011. Imagen 20. Estudiante Carlos López Colín presentando el trabajo titulado “Diseño y construcción de un hábitat para reptiles semiacuaticos”. Octubre 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 29 caracterizar los seres vivos, no proceden directamente del mundo sino que “son objetos abstractos cuyo comportamiento se ajusta exactamente a los enunciados o definiciones elaborados por los científicos” pero cuya relación con el mundo real es compleja. “El ajuste modelo- realidad no es global, sino relativo a los aspectos del mundo que el modelo intenta capturar”, es decir, la relación entre el mundo y el modelo no es una relación de “verdad” sino más bien de ajuste y de similitud. Como afirman Izquierdo et al. (1999), este modelo cognitivo de ciencia permite, por una parte, caracterizar las actividades científicas escolares y elaborar materiales didácticos fundamentados teóricamente y, por otra, es especialmente adecuado para los momentos de emergencia y consolidación del conocimiento científico, tanto a nivel individual como social, como son las situaciones de aprendizaje. Entre las características que presenta están: a) Su objetivo es interpretar teóricamente el mundo y también lo que da sentido a las “auténticas” propuestas sobre enseñanza de las ciencias (Gilbert, 2000). Imagen 21. Estudiante Viridiana San Juan Hernández con la presentación del trabajo “Diseño e Implementación de un cultivo Hidropónico”. Octubre 2011. Imagen 22. Matraz Aforado y Murciélago preservado. Junio 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 30 b) Permite definir el “mejor modelo teórico”, es decir, el más adecuado para que el alumnado pueda aprender a explicar teóricamente la realidad. c) Posibilita la utilización de distintos “métodos” para pensar y actuar de manera que sirvan al alumnado para llegar a dominar las teorías científicas escolares. d) Su validez se basa en su significatividad para el alumnado, es decir, su grado de utilidad para aprender a explicar teóricamente el mundo. Muchas veces los contenidos trabajados en el aula tienen sentido para el profesorado pero el alumnado no es capaz de establecer relaciones entre ellos. Trabajar a partir de estos modelos permite estructurar el currículo de forma que los distintos temas adquieran significado para el alumnado puesto que aparecen interrelacionados. Imagen 23. Presentación de carpeta de evidencias y exposición de trabajos finales. Junio 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 31 Los científicos han inventado un lenguaje simbólico y abstracto para hablar sobre las ideas teóricas. Por ejemplo hablan de las funciones de nutrición, relación y reproducción y de estructura celular como las características propias de los seres vivos que los distinguen de los objetos que carecen de vida. Los expertos asocian la palabra nutrición: “al conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos, desde las bacterias a los animales, pueden obtener primeras materias y energía para la vida”. Este concepto, construido a lo largo de muchos años de investigaciones, lo han creado los científicos para referirse de manera generalizada al conjunto de procesos (digestión interna y externa, fotosíntesis, respiración aerobia y anaerobia) que realizan los distintos grupos de seres vivos para intercambiar materia y energía con el medio. Todos estos significados están incluidos en el concepto y en la palabra nutrición. Imagen 24. Sesión “Comprendiendo a los simbiontes” Estudiantes del Instituto Culturan Copan de Ciencias 1. Diciembre 2012. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 32 Análogamente se puede justificar que el significado que tiene cada una de las palabras utilizadas para definir la vida es de una gran complejidad y que aunque los estudiantes puede ser que las aprendan y las repitan esto no equivale a que imaginen algo semejante a lo que piensa el profesorado. No obstante, si se pretende que los alumnos aprendan ciencias para poder a explicar el por qué los mohos del pan o las bacterias del yogurt están vivos no basta con haber memorizado la definición de ser vivo sino que hace falta reconstruir con ellos en el aula el modelo “ser vivo”. En esta propuesta (el modelo “ser vivo”) se entiende como un sistema complejo que: intercambia materia y energía con el medio y como resultado de ello modifica el medio (equivale al concepto de nutrición construido por los científicos), capta estímulos del medio y responde a ellos (se corresponde con el concepto de relación tal como aparece formulado en los textos científicos para universitarios), proviene de otros seres vivos y puede reproducirse y transferir sus características a sus descendientes (recoge la idea de autoperpetuación que sirve para caracterizar la vida) y está constituido por una o muchas unidades estructurales que llamamos células, cada una de las cuales tiene a su vez las Imagen 24. Sesión de campo “Ejemplos de simbiontes, el caso de los líquenes” estudiantes del Instituto Cultural Copan, Ciencias 1. Diciembre 2012. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 33 mismas propiedades que el todo (se corresponde con la teoría celular). Por otra parte consideramos que no es posible imaginar las ‘maneras de vivir’ de forma descontextualizada sino en constante interrelación con el medio ambiente. La aplicación de este modelo al estudio de diversos seres vivos, desde los animales a las bacterias, permite profundizar en la construcción de cada uno de estos enunciados que configuran el modelo “ser vivo” y, al mismo tiempo, aprender a mirar la diversidad no como una diversidad de formas (aproximación propia de la sistemática y la taxonomía biológica), sino como una diversidad de maneras de vivir, es decir de realizar la funciones propias de la vida (Margulis & Sagan, 1997). Imagen 25. Sesión Herencia Mendeliana, construyendo conceptos. Mayo 2011. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 34 LA IMPORTANCIA DE LAS COLECCIONES BIOLO GICAS EN LA DIDA CTICA DE LA BIOLOGI A Las colecciones biológicas representan el patrimonio natural de un país o región, constituyen un archivo histórico natural de utilidad múltiple donde la preservación de especímenes y su información asociada son la base de estudios taxonómicos, sistemáticos, ecológicos, filogenéticos, biogeográficos, de genética de poblaciones y conservación formando parte fundamental en el conocimiento de la diversidad biológica y en el avance de las ciencias biológicas (Tobar, 2002). Así, las colecciones biológicas son los depositarios de la biodiversidad, entendida como la riqueza, abundancia y variabilidad de todas las especies, comunidades y los procesos ecológicos y evolutivos que ocurren dentro de las mismas (The Wildlife Society, 1993 citado en Páez, 2004). En la continua búsqueda de elementos didácticos que permitan desenvolvernos en nuestro papel de docentes, en algunas escuelas como por ejemplo la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Instituto Politécnico Nacional (IPN), se han producido diferentes colecciones biológicas que en Imagen 26. Colección biológica de la EntomofaunaCosta Rica. Congreso Internacional de Botánica. MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 35 algunos casos son utilizadas como ayuda en los procesos de enseñanza- aprendizaje de las ciencias; sin embargo, en otros casos, las colecciones han sido relegadas, desaprovechando su carácter de contribución en la educación, por falta de organización, herramientas o simplemente interés de los mismos usuarios. Coleccionar objetos es una característica que distingue al ser humano de la mayoría de los otros seres vivos. La conciencia de saber que existe un pasado y un futuro es, quizás, la raíz de ese interés que existe por coleccionar objetos de toda índole como medio para conocer y entender el entorno actual y el histórico, y para dejarlo como legado para las futuras generaciones. Sin embargo, coleccionar implica mucho más que solamente recolectar y almacenar. Para conocer y entender nuestro entorno es necesario asignar o reconocer el orden que tienen los objetos, y eso también tiene que ver con la particularidad humana -independientemente de la corriente de creencia o pensamiento- de considerar que cualquier objeto está inmerso en un contexto estructurado. Es así que para construir una colección es necesario un esquema que nos permita conocer a profundidad los objetos y ese contexto estructurado en el que se encuentran. Imagen 27. Colección de mariposas Morpho azul (Morpho menelaus). Costa Rica MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 36 En lo que se refiere a los elementos vivientes, el ser humano los ha coleccionado desde el inicio de su historia, en gran medida como una necesidad para sobrevivir, pero indudablemente también para saciar la necesidad instintiva de coleccionar para conocer. Se tiene evidencia de la existencia de jardines botánicos y zoológicos. Con antigüedad de miles de años. El establecimiento de la ciencia como paradigma para conocer y entender el entorno, trajo consigo el desarrollo de métodos específicos de hacer colecciones y de disciplinas que permiten conocer, ordenar, nombrar y descubrir el contexto estructurado de los organismos que en ellas están contenidos: la taxonomía y más recientemente, la sistemática. Las colecciones científicas alrededor del mundo albergan más de 300 años de trabajo sistemático, más de 3,000 millones de ejemplares y entre 2 y 30 millones de especies. Son las bibliotecas de la vida. La importancia de las colecciones científicas en el estudio de la vida es irremplazable, porque aunque hay otras Imagen 28. Colección entomofauna de Hasbrouck Insect Collection en Arizona State University. Imagen tomada http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=124031 Mayo 2013. http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=124031 MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 37 formas de documentar la vida en la Tierra, como observaciones periódicas de ciertos grupos taxonómicos, éstas carecen del elemento fundamental de las colecciones, que son los organismos. Una colección científica brinda la oportunidad de regresar cuantas veces sea necesario a los organismos, tomar medidas y muestras de tejidos, entre otras cosas. Lejos de ser archivos muertos, las colecciones científicas están más vivas que nunca y su importancia es cada vez mayor. Actualmente son el único recinto que permite tener evidencia física de formas de vida que se fueron para siempre y en este sentido, dada la crisis de biodiversidad que en nuestros días padecemos, su importancia es cada vez más relevante. Imagen 29. Colección de mariposas de Hasbrouck Insect Collection en Arizona State Universit http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 38 LAS RELACIONES ECOLO GICAS Cada grupo de organismos ha tenido que adaptarse durante su evolución no solo al ambiente inanimado sino también a los otros organismos que le rodean. La adaptación al ambiente implica algunas veces la adquisición de capacidades metabólicas especiales que confieren a su poseedor las condiciones únicas para ocupar un determinado nicho fisicoquímico. Imagen 30. Cuadro ejemplificando las relaciones Ecológicas. http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1- 638.jpg?1367512827. Marzo 2012. Imagen 31. Relación del pez payaso (Amphiprioninae)http://chuao.files.wordpress.com/2010/03/clown- fish_in_green_anemone_polyps.jpg http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1-638.jpg?1367512827 http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1-638.jpg?1367512827 http://chuao.files.wordpress.com/2010/03/clown-fish_in_green_anemone_polyps.jpg http://chuao.files.wordpress.com/2010/03/clown-fish_in_green_anemone_polyps.jpg MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 39 Para Cervantes et al. (2000), las bacterias nitritantes, pueden crecer en un ambiente estrictamente inorgánico con amoniaco o nitrito como fuente oxidable de energía, en ausencia de luz, no hay otros organismos vivos que sean capaces de desarrollarse en este ambiente particular y por lo tanto, las bacterias nitrificantes se han liberado de la competencia biológica. La colocación dentro de un nicho fisicoquímico único es un método muy efectivo, de afrontar el resto de la competencia biológica. Un segundo método sin embargo, que ha sido adoptado por un gran número de organismos ha consistido en afrontar el reto adaptándose a existir en íntima y continua asociación con alguna otra forma de vida. Este es el fenómeno biológico conocido como simbiosis. Las asociaciones simbióticas que los microrganismos forman con vegetales y animales, así como con otros microrganismos, varían ampliamente en cuanto a su grado de intimidad. En términos de proximidad en la asociación, las simbiosis pueden dividirse en dos categorías: ectosimbiosis y endosimbiosis. En las ectosimbiosis, el organismo permanece externo a las células de su hospedador, en las endosimbiosis, el organismo crece dentro de las células y tejidos de su hospedador, la distinción, no es siempre nítida; en los líquenes, el socio fúngico Imagen 32. Bacterias tomadas de: http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg. Abril 2013. http://www.nsf.gov/news/mmg/media/images/adbc1_f1.jpg MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 40 forma una proyección que penetra a través de la pared celular, pero no de la membrana celular, de su socio perteneciente a las algas. La asociación existente en un liquen parece haber evolucionado por selección de organismos con capacidad para resistir una extremada sequedad, así como para aprovechar los más pobres nutrientes minerales, los líquenes se encuentran en la naturaleza colonizando las superficies de las rocas y los troncos de los árboles, donde otras formas de vida son incapaces de establecerse (Stanier, 2005). Los líquenes son una de las formas de vida terrestre más exitosas y diversas, exhiben una gran variedad de coloración, formas de crecimiento y tamaño, habitan en prácticamente todas las condiciones ambientales entre los polos y los trópicos, y desde las líneas de costa hasta las más altas montañas (Herrera – Campos, 2001). El termino liquen proviene del griego y significa musgo de árbol. Son organismos formados por la asociación simbiótica de un hongo con un organismo fotobióntico Imagen 33. Liquen folioso en corteza de árbol. http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1- 638.jpg?1367512827 . Abril 2012. http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1-638.jpg?1367512827 http://image.slidesharecdn.com/relacionesecolgicas-130502113952-phpapp01/95/slide-1-638.jpg?1367512827MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 41 (capaz de realizar fotosíntesis), ya sea un alga, una cianobacteria o ambas (Coutiño, 2000). Desde una perspectiva ecológica, los líquenes pueden ser definidos como ecosistemas en miniatura donde el fotobionte (un alga verde y/o cianobacteria) representa al productor primario y el hongo (microbionte) desempeña el papel de consumidor (Tehler, 1996). Estas asociaciones simbióticas son mantenidas por un flujo de agua, carbono, nitrógeno y otros elementos vitales entre su dos y tres componentes, y entre el liquen como un todo con el ambiente (Lawrey, 1984). A nivel mundial se consideran 13 500 especies de líquenes (micobionte + fotobionte) (Hawskswoth, 1984), pero solo unos cientos de especies de organismos fotosintéticos forman parte de un liquen (Tschermak-Woess, 1988), Imagen 34. Cianobacterias tomadas de: http://co.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/2007041 8klpcnaecl_232.Ies.SCO.jpg Abril 2012. Imagen 35. Medios de Cultivo para ascomicetes tomada de: http://www.subter.com/is/wp-content/uploads/2007/09/ascomycetes.jpg Julio 2012. http://co.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/20070418klpcnaecl_232.Ies.SCO.jpg http://co.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ecologia/20070418klpcnaecl_232.Ies.SCO.jpg http://www.subter.com/is/wp-content/uploads/2007/09/ascomycetes.jpg MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 42 esto significa que una sola especie de fotobionte puede tener varios micobiontes. Un talo liquénico puede tener más de dos fotobiontes, ocasionalmente pueden encontrarse tres (2 micobiontes + 1 fotobionte) ó cuatro socios (2 micobiontes + 2 fotobiontes) (Hawskswoth, 1984). Los micobiontes y los fotobiontes se asocian de muchas maneras para formar varios tipos morfológicos. Por la disposición del micobionte y el fotobionte dentro del talo liquénico (Hawskswoth, 1984) se clasifican en: a) Homómero: el micobionte y el fotobionte están entremezclados en cualquier sección del liquen. No se puede hablar de capas donde se distingan con claridad ambos socios. Su consistencia es gelatinosa al humedecerse. Imagen 36. Fotografía microscopio electrónico de Micobiontes y Fotobiontes. http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 43 b) Heterómero: el micobionte y el fotobionte se encuentran delimitados en capas, al realizar un corte transversal del liquen es posible observar tres capas: corteza (superior y algunas veces inferior), capa algal y médula. Micobionte Fotobionte Imagen 38. Fotografía microscopio electrónico fotobionte y micobionte. Tomada de http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG. Marzo 2010. Imagen 37. Imagen microscópica de fotobionte y micobionte tomada de http://www.flickr.com/photos/laurha/3226019554/ Marzo 2010. http://www.ugr.es/~mcasares/Im%E1genes/Liquenes%205.JPG http://www.flickr.com/photos/laurha/3226019554/ MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 44 Los líquenes se clasifican, por su morfología en (Hawskswoth, 1984): a) Costroso: Tiene aspecto de costra, muy adherido al substrato donde se encuentra. Posee corteza superior, capa algal y médula. b) Folioso: Conformado por lóbulos que asemejan el aspecto de hojas. Posee corteza superior, a veces inferior, capa algal, médula y estructuras de fijación al substrato (rizinas, cilias o tomentos). Corteza Médula Fotobionte Fotobionte Médula Imagen 39. Diagrama tomado de: Durán de Grua, N. y R. Pascual Lluvia. 1980. Algas y líquenes. Mini Atlas Jover. Col. De Divulgación Científica. Ediciones Jover, Barcelona, España; microfotografía Filamentos de micobionte (Parmotrema tinctorum) envolviendo células de fotobionte (Trebouxia) modificada de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAejvEAE/liquens-adriano- spielmann#ixzz20NJUCIg2 Imagen 40. Liquen costroso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169 390955/ Diciembre 2010. Imagen 41. Liquen folioso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/21693878 07/in/photostream/ Diciembre 2010 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAejvEAE/liquens-adriano-spielmann#ixzz20NJUCIg2 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAejvEAE/liquens-adriano-spielmann#ixzz20NJUCIg2 http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169390955/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169390955/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 45 c) Fruticoso: Con aspecto de cabellos o de penachos, con una corteza, capa algal, médula y a veces cordón o eje central. Tiene un punto de fijación (holdfast) de donde sale la rama principal. d) Escuamuloso: Liquen costroso, ya que tiene las mismas capas que éste, pero arregladas a manera de escamas. Tiene dos talos, el primario, que consiste de escamas y el secundario, con estructuras sexuales de reproducción del micobionte, que son llamados podecios. Imagen 43. Liquen Escuamuloso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photo stream/ Diciembre 2010 Imagen 42. Fruticoso. Tomada de http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/ photostream/ Diciembre 2010 http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ http://www.flickr.com/photos/70626035@N00/2169387807/in/photostream/ MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 46 El hecho de que los hongos liquenizados presenten características claramente ascomicetosas o basidiomicetosa (Kendrick, 1991) justifica su inclusión en dichos grupos, por lo que no se les considera como un phylum o una división independiente dentro del reino Fungi (Margulis & Schwartz 1988; Margulis 1992), sino como una entidad fúngica atendiendo a las semejanzas entre líquenes y hongos no liquenizados (Hafellener y Rogers 1988). La clasificación de los líquenes se basa fundamentalmente en la estructura y el desarrollo ontogénico de los cuerpos fructíferos del hongo (Coutiño 2000). El desarrollo de estos cuerpos no difiere del de los producidos por hongos no liquenizados. Sin embargo, lo que es característico de los hongos liquenizados es la formación del talo, ya que ningún otro hongo es capaz de la diferenciación y producción de diferentes clases de tejidos talinos (Jahns 1988). Estas características de los talos liquénicos poseen un valor sistemático potencial, aunque son difíciles de utilizar debido a su plasticidad y multifuncionalidad. Esta dificultad se resuelve incluyendo los aspectos ontogenéticos en la descripción morfológica de los talos maduros (Hawksworth y Mouchacca 1994). Por la constancia en su desarrollo ontogenético y su baja tasa de mutación, las características de los cuerpos reproductivos o ascomas, y en especial las Imagen 44. Ascoesporas. Tomada de http://www.mykes.es/images/ascas-2.jpg. Abril 2011 http://www.mykes.es/images/ascas-2.jpg MADEMS BIOLOGÍA | UNAM – FES IZTACALA 47 estructuras de las ascas, son la base principal de la sistemática liquénica (Haffellner 2002). Lí quenes Foliosos La característica por la cual se les conoce como foliosos es que tienen forma de hoja, la corteza superior consiste en una capa micelial protectora, gelatinizada al hidratarse. Debajo sigue una capa algal, envuelta en hifas y penetrada por haustorios. La médula ocupa la mayor porción y consiste de hifas entrelazadas. La corteza
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