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Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) Un análisis y una organización del contenido de biología celular Mª Luz Rodríguez Palm ero1 y Javier Marrero Acosta 2 1 I .E.S. Dr. Antonio González González, Canarias, España. E-m ail: m rp@step.es 2 . Universidad de La Laguna, Canarias, España. Resum en: se aborda el análisis y la organización del contenido de biología celular haciendo uso de dos m odelos teóricos diferentes, la Teoría de la Elaboración y la Teoría del Aprendizaje Significat ivo enm arcados en la t radición curr icular “Top Down” . De su aplicación se concluye que am bos m odos de abordar esta com pleja tarea docente son út iles com o herram ientas, dando pautas que prom ueven la reflexión sobre la naturaleza y el sent ido del contenido biológico incorporado en el currículum . Palabras- clave : contenido, análisis, organización, célula. Tit le : An analysis and a the contents of cell biology organizat ion Abstract : two theoret ical m odels, Elaborat ion Theory and the Theory of Meaningful Learning, are deployed to analyze the organizat ion and contents of a cellular biology course. The analysis shows that both approaches, part of a top-down t radit ion, are useful tools. They provide guidelines that prom ote understanding of the nature and m eaning of the biological content int roduced in curr iculum . Keyw ords: content analysis, organizat ion, cell. I nt roducción El contenido de Biología Celular incluido en los program as oficiales y en los m ateriales curr iculares de los que dispone el profesorado de la enseñanza no universitar ia, generalm ente se presenta art iculado en torno a los niveles de organización de la m ateria viva; ello significa que su form a de t rabajar lo en el aula habitualm ente responde a planteam ientos descript ivos que abordan en pr im er lugar la bioquím ica, es decir , la com posición quím ica celular, la citología en segundo lugar, o sea, la descripción est ructural de la célula y, finalm ente, su fisiología o com portam iento, siendo t ratado, en el m ejor de los casos, este últ im o aspecto conjuntam ente con la descripción m orfológico-est ructural. Ésta no es la única lógica posible de la disciplina, no es éste el único m odo de organizar el contenido biológico y, de hecho, tam poco es la tendencia dom inante en la invest igación de vanguardia sobre el tem a; tanto desde ésta últ im a com o desde la propia histor ia del conocim iento en el área, se nos plantea y se nos hace ver que no son los enfoques descript ivos los que dan cuenta de una m ejor com prensión de la ent idad celular (Rodríguez, 2000, 2002) y se nos reclam a hacer una reflexión sobre el contenido celular que t ransm it im os y ofrecem os al alum nado, se nos pide una revisión sobre la cultura académ ica que desde la Biología com o asignatura se está presentando a los estudiantes, se nos 67 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) dem anda una recreación de esa cultura escolar de m odo que replanteem os su naturaleza y su sent ido. En este m arco, se hace necesario recurr ir al análisis y a la organización del contenido que t rabajam os com o herram ienta út il en esa reflexión que nos perm ita adecuar de m ejor m odo esos contenidos a las dem andas actuales de la ciencia, por un lado, y del alum nado que pretende aprehenderla y com prenderla, por ot ro. Tratam os de abordar, pues, cóm o a t ravés del análisis del contenido podem os elaborar una propuesta alternat iva a la selección, al análisis y a la organización de los contenidos de Biología Celular que aquellos m ateriales de referencia ya citados ofrecen. Para ello, hacem os uso de dos m odelos teóricos diferentes, la Teoría de la Elaboración y la Teoría del Aprendizaje Significat ivo (aplicada com o m odelo al currículum ) , que “a pr ior i” se han m ost rado consistentes con la posición epistem ológica defendida y asequibles al profesorado para su ut ilización y m anejo (Rodríguez, 2003) . De su aplicación se concluye que tanto uno com o ot ro m odo de abordar esta com pleja tarea docente son út iles com o inst rum entos, aunque am bos t ienen y suponen ventajas e inconvenientes. En cualquier caso, éstas son tareas que perm anecen olvidadas y que no son habituales en los m odelos de diseño curr icular del profesorado, por lo que la pretensión del presente art ículo es presentar una pauta que ayude a los docentes a abordar estas cuest iones y que nos ha resultado eficaz en su puesta en práct ica con un contenido concreto, tanto desde el punto de vista de la práct ica docente com o en la invest igación en procesos curr iculares en el aula. Se t rata, de todos m odos, de una propuesta abierta a nuevas sugerencias y aplicaciones práct icas que sin duda la harán m ucho m ás versát il, dinám ica y ágil para la m ejora de esa tarea profesional. ¿Qué biología celular enseñam os? De los m odelos de análisis y organización del contenido a la est ructura y a l funcionam iento de la célula. No es habitual, com o ya se ha com entado, que el profesorado lleve a cabo reflexiones relat ivas al contenido, no es frecuente que com o docentes nos adent rem os en la est ructura subyacente de la cultura académ ica que t ransm it im os y que, por tanto, profundicem os en cuál es la naturaleza y cuál es el sent ido del currículum que t rabajam os. Habitualm ente nos dejam os llevar por las norm as y pautas que establecen los m ateriales educat ivos y cuando querem os acceder a esos ent resijos, nos enfrentam os a serias dificultades derivadas de las lagunas habidas en nuest ra form ación. El análisis y la organización del contenido es una herram ienta eficaz para propiciar esos cuest ionam ientos y para determ inar nuevos m odos de plantear los contenidos curr iculares que los resultados escolares están dem andando; el acercam iento de esta herram ienta al t rabajo diar io del profesor es una necesidad y es posible en la m edida en la que existen m odelos út iles para llevar a cabo esta tarea y abordar la esencia m ism a del contenido escolar. El contenido const ituye uno de los elem entos básicos del currículum , junto con los objet ivos, la m etodología y la evaluación; ha sido conceptuado de m uy diversas m aneras, en función de la propia idea de lo que el 68 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) currículum representa. Podría decirse que es contenido todo aquello que es suscept ible de ser aprendido; es, por lo tanto, “el producto de una t ransform ación o reelaboración que realiza la escuela del conocim iento sobre el que se produce el aprendizaje del alum no” (Diseños Curr iculares. Bachillerato. I nt roducción a la Etapa. Gobierno de Canarias, 1991, pág. 44) . En la m edida en que se hace una t ransform ación y una reelaboración del conocim iento producido -en térm inos de est ructura sintáct ica y substancial de las disciplinas (Schwab, 1973) - para definir el contenido curr icular y, por lo tanto, enseñable, hem os de atender necesariam ente a t res tareas fundam entales: selección, análisis y organización del m ism o. La pr im era de ellas viene determ inada por las propias Adm inist raciones Educat ivas a t ravés de lo que se considera contenidos m ínim os establecidos para cada nivel de enseñanza y, por tanto, no nos com pete com o docentes ninguna tarea al respecto. El análisis y la organización es lo que nos corresponde com o profesionales, porque es el docente quien debe saber cuál es la naturaleza del contenido que debe t rasm it ir al alum nado para su aprendizaje, ya que ello t iene consecuencias en los m odos de lograrlo, así com o cuál es la m ejor form a de organizarlo para tal fin. Eso es lo que hace im prescindible abordar el análisis del contenido curr icular. Las categorías de análisis surgen de la consideración de los t ipos de contenidosen relación e interacción con las operaciones que pueden establecerse ent re los conceptos; desde esta perspect iva, la Teoría de la Elaboración (Reigeluth, Merill y Bunderson, 1978; Reigeluth, 2000) estudia los contenidos que son potencialm ente enseñables: hechos, conceptos, pr incipios y procedim ientos. En este m arco se ha hecho el análisis de los contenidos seleccionados para la asignatura objeto de este estudio. Esa selección responde a los niveles uno y dos de diseño del currículum establecido para la m ism a. Nos cent ram os, pues, en la delim itación de las dist intas categorías o, lo que es lo m ism o, la aplicación de lo expuesto anter iorm ente en térm inos generales al contexto específico del diseño de los contenidos de la Biología Celular de COU. Para ello, se expondrá aquel contenido que se ha incluido en cada una de las categorías just ificando por qué se ha considerado pert inente dicha inclusión. Hechos: “Atm ósfera pr im it iva” y “Tierra pr im it iva” se han considerado hechos en la m edida en la que se establece una operación relacional ent re cada uno de estos conceptos de dom inio y lo que representan o definen com o rango, a saber: un conjunto de característ icas (pero sólo uno) hoy por hoy irrepet ibles que dieron com o consecuencia la aparición de la pr im era célula. Es una relación arbit rar ia. En este sent ido, y por las m ism as razones, la pr im era célula, su aparición, es tam bién un hecho. Las fórm ulas y los ejem plos son hechos, desde esta perspect iva, porque son en la m ism a m edida relaciones arbit rar ias; responden a referentes con los que se han const ruido esos conceptos que guardan una relación de ident idad ( “uno a uno” ) ent re conceptos de dom inio y de rango. Las fórm ulas responden a los nom bres que se les han asignado, del m ism o m odo que cada uno de esos nom bres responde a sustancias concretas a las que se les han asignado dichas fórm ulas. En cada uno de estos casos hablam os, com o decíam os, de una operación relacional. 69 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) Conceptos: responden a conjuntos de hechos que m uest ran alguna característ ica com ún. Los conceptos son et iquetas aplicables a aquello que presenta una serie de característ icas o at r ibutos que los hacen dist inguibles. Suponen, pues, aplicación, uso, recuerdo y descubr im iento, en sum a, una const rucción que tenga significado y que responde a operaciones de t ipo descript ivo. El contenido seleccionado para la Biología Celular es ext raordinariam ente abundante, desde nuest ra perspect iva, en esta clase de contenido, const ituyendo el peso fundam ental de la m ism a. Los hay de t res t ipos: (a) característ icas o at r ibutos.- ser vivo ( rango) : aquello que realiza nut r ición, relación y reproducción y que, adem ás, va localm ente en cont ra del pr incipio de ent ropía (dom inio) ; (b) de unión.- célula ( rango) : aquello que t iene m em brana plasm át ica, citoplasm a, m aterial nuclear y realiza un conjunto de reacciones quím icas (dom inio) y (c) de intersección o lim itación.- procar iota ( rango) : aquella célula que, com o tal, hace reacciones quím icas y t iene m em brana plasm át ica y citoplasm a pero carece de núcleo (dom inio) . La lista de ejem plos de conceptos, com o decíam os antes, es m uy larga: m ateria, energía, vida, biom olécula, glúcidos, lípidos, hialoplasm a, r ibosom as, vacuolas, inm unidad, herencia, m utación, reproducción, etc, etc. Principios: responden a aprendizajes significat ivos en los que se establecen operaciones product ivas que son aquéllas que se dan ent re varios conceptos de dom inio y varios conceptos de rango; podem os diferenciar t res t ipos: de producción, de descom posición y de t ransform ación. En todos ellos debem os ident ificar, pues, los conceptos de dom inio, la operación que se realiza con ellos y los conceptos de rango que resultan de la m ism a. Son principios de producción: Origen de la vida. Teoría celular. Propiedades y funciones biológicas del agua, sales m inerales, glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Síntesis proteica. Mitosis. Meiosis. Leyes de Mendel. Es un principio de descom posición: Metabolism o. Son pr incipios de t ransform ación: Respiración celular. Ferm entación. Fotosíntesis. Catabolism o de lípidos. Anabolism o de lípidos. Desam inación y t ransam inación. Veam os un ejem plo de cada una de las clases de pr incipios relacionados, de m anera que sirvan de m uest ra de lo ya explicado en térm inos teóricos: Producción: Síntesis proteica: Es un proceso quím ico celular y, por tanto, integrante del m etabolism o en su vert iente const ruct iva -anabolism o- , que consiste en la form ación de proteínas (m ateria com pleja) , ut ilizando para ello am inoácidos com o unidades const ituyentes, ATP com o energía para los enlaces, RNAm com o m olécula inform at iva, RNAt com o interm ediario o vehículo y r ibosom as com o sedes o est ructuras en las que se lleva a cabo este proceso. Dom inio: am inoácidos, RNAm , RNAt , r ibosom as, ATP, m etabolism o. Operación: reacciones quím icas (endergónicas) . Rango: proteínas, anabolism o, m ateria com pleja. Descom posición: Metabolism o: Es un conjunto de reacciones y t ransform aciones quím icas que se suceden en la célula (en los seres vivos) con objeto de procesar la m ateria y la energía que aportan los nut r ientes porque la necesitan, lo que perm ite el m antenim iento de la vida; esas reacciones que se producen degradan m ateria com pleja (catabolism o) para liberar la energía incorporada en sus enlaces, siendo, por tanto, reacciones 70 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) exergónicas que perm iten el desarrollo de las funciones vitales de la célula com o ent idad viva y que, tam bién, generan su propia const rucción, form ando la m ateria com pleja que sintet izan (anabolism o) con el aporte de la energía lograda ( reacciones endergónicas) y que la const ituye com o tal est ructura viva. Se t rata, por tanto, de un conjunto integrado de reacciones que dota a la célula de su carácter de unidad de vida. Dom inio: m ateria, energía, ent ropía, célula, ser vivo, nut r iente. Operación: reacciones quím icas - t ransform aciones- . Rango: catabolism o, anabolism o, exergónico, endergónico, m ateria sim ple, m ateria com pleja, integración m etabólica. Transform ación: Respiración celular: La respiración celular es un proceso m etabólico (catabólico) de la célula que consiste en la digest ión progresiva de la glucosa com o m ateria com pleja con la consiguiente obtención de energía. En un prim er paso se degrada a ácido pirúvico a t ravés del proceso exergónico de la glucolisis; esta m olécula prosigue su proceso oxidat ivo (exergónico) en el ciclo de Krebs, conjunto cíclico de reacciones que genera NADH, FADH y GTP, m oléculas que por su potencial redox se incorporan a la cadena t ransportadora de elect rones liberando fraccionadam ente energía que se aprovecha en la fosfor ilación oxidat iva para obtener ATP, lo que const ituye la finalidad del proceso m etabólico conjunto. Se t rata, por tanto, de un conjunto de reacciones catabólicas. Ot ras m oléculas com plejas pueden incorporase al proceso en diferentes niveles. Dom inio: glucosa, digest ión, m ateria, energía. Operación: m etabolism o -glucolisis- (exergónico) . Rango: Ácido pirúvico. Dom inio: Ácido pirúvico. Operación: m etabolism o -ciclo de Krebs- (exergónico) . Rango: NADH, FADH, GTP. Dom inio: NADH, FADH, GTP. Operación: m etabolism o -cadena t ransportadora de elect rones y fosfor ilación oxidat iva- (exergónico) . Rango: ATP. Procedim ientos: suponen el “ saber hacer” ; responden a una operación product iva que establece un orden ent re las dist intas fases que nos perm iten relacionar varios conceptosde dom inio con varios conceptos de rango a t ravés de una operación determ inada. Describen, por lo tanto, conjuntos de acciones ordenadas y encam inadas a la consecución de un fin. El contenido seleccionado para com prender y aprehender el significado del concepto de célula y de su funcionam iento explicita pocos procedim ientos. Estarían dent ro de esta categoría todas las clasificaciones, por ejem plo: bioelem entos y biom oléculas; los dist intos t ipos de biom oléculas ( inorgánicas y orgánicas) ; dent ro de cada una de éstas, las dist intas clases y sus ejem plos. Exponem os el procedim iento relat ivo a la clasificación de los glúcidos com o ejem plo aplicable a los dem ás principios inm ediatos orgánicos: Dom inio: 1.- Fijar cr iter ios. 2.- Ordenar los cr iter ios fij ados. 3.- Aplicar los cr iter ios según el orden establecido. 4.- Establecer las categorías. Rango: Tipificación y clasificación de los glúcidos (osas o m onosacáridos -aldosas y cetosas- / t r iosas, tet rosas, pentosas, hexosas, ...- y ósidos - holósidos: disacár idos y polisacár idos; y heterósidos) . El pr im er paso, en este caso, sería delim itar los cr iter ios de una sola unidad o m ás de una, lo que nos lleva a osas y ósidos. Dent ro de cada uno de estos grupos, hem os de ordenar tam bién los cr iter ios que vam os a usar; por ejem plo, en las osas podem os em pezar por hacer dos agrupam ientos según su grupo funcional sea aldehido o cetona, pero podem os tam bién 71 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) em pezar por establecer los grupos en función del núm ero de átom os de carbono que tengan. Una vez fij ado el orden, se hacen los grupos correspondientes, lo que delim ita las categorías que surgen com o resultados. Por ejem plo: aldosas (aldot r iosas, aldotet rosas, aldopentosas, .. .) y cetosas (cetot r iosas, cetotet rosas, cetopentosas, .. .) o t r iosas (aldot r iosas o cetot r iosas) , tet rosas (aldotet rosas o cetotet rosas) .. . . Com o vem os, se t rata de elaborar o confeccionar la propia clasificación para poder usarla “a poster ior i” en térm inos de ident ificación. Son procedim ientos tam bién las pautas de observación y de ident ificación de las propias células. El análisis del contenido que hem os hecho, com o decíam os, es la segunda de las tareas relat ivas al contenido. Este análisis nos ha perm it ido reflexionar sobre el significado de cada una de las categorías que pueden definirse con respecto al m ism o y, consecuentem ente con ello, pensar en los procesos o est rategias adecuadas para poder alcanzar su aprendizaje por parte del alum nado. El m odelo docente que se const ruya a part ir de estos análisis perm it irá planificar la docencia de m odo diferente, teniendo en cuenta para ello lo que se requiere para aprender cada una de esas categorías. Com o ot ras tantas, esta práct ica no es habitual en el profesorado y no lo es, ent re ot ras causas, porque no se ha capacitado a los docentes para ello. Son m uchos los autores que, sin llegar a explicitar las claram ente, ut ilizan estas dist intas categorías, derivándose de sus palabras que efect ivam ente existen diferencias ent re las m ism as, tanto en térm inos genéricos y teóricos com o de cara a su enseñanza, pero realm ente no se ha profundizado en ello ni en la form ación inicial ni en la form ación perm anente del profesorado, com o ya se ha com entado. Y a juzgar por lo que se ha expresado, parece éste un eje fundam ental en los procesos de enseñanza- aprendizaje, una tarea ineludible que, nuevam ente, ent ra dent ro del ám bito de responsabilidad docente sin la cual no se debería abordar la tercera y últ im a tarea relat iva al contenido com o elem ento del currículum : su organización. Ut ilizarem os para ello dos m odelos que se presentan a cont inuación. A: La célula en la teoría de la elaboración ( Reigeluth, 1 9 7 9 ; Reigeluth, Merr ill y Bunderson, 1 9 7 8 ; Reigeluth, 2 0 0 0 ) Esta teoría “ ... t iene com o propósito fundam ental prescr ibir cr iter ios para seleccionar, secuenciar y organizar los contenidos educat ivos, de form a que se consiga una ópt im a adquisición, retención y t ransferencia de los m ism os” . (Del Carm en, 1990, pág. 43) . Responde a la t radición “Top-Down” , por la que se opta desde el punto de vista epistem ológico, en la m edida en que plantea una organización de lo global a lo part icular, volviendo al pr incipio a t ravés de síntesis y resúm enes. At iende de este m odo tanto a la secuenciación com o a la est ructuración que son los dos problem as fundam entales de dicha organización; la secuenciación da cuenta de cuándo enseñar, estableciendo, por lo tanto, el orden de presentación de los contenidos, m ient ras que la est ructuración responde a la form a en la que se relacionan los m ism os en dicha presentación. La Teoría de la Elaboración representa un “procedim iento” en el m ás est r icto sent ido de la expresión ( ¡del concepto ! ) 72 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) porque “prescr ibe cóm o organizar las secuencias inst ruccionales para hacer m ás eficaz el aprendizaje: la m anera de organizar y secuenciar la enseñanza, la m anera de im part ir la enseñanza, la m anera de m ot ivar a los alum nos, la m anera de evaluar los resultados, .. .” . (Reigeluth, 1979, citado por Rom án y Diez, 1990, pág. 94) ; y todo ello lo hace a t ravés de una serie de pasos y fases que determ inan cóm o conseguir esta m eta o fin a t ravés del proceso de “epitom ización” . Desde la perspect iva expuesta, la pr im era tarea que hem os abordado, una vez analizado el contenido relat ivo a la célula, es el establecim iento de los seis pasos que nos conducen al diseño de la est ructuración de su enseñanza. Se ha optado por una est ructura de orientación conceptual, decisión que se ha tom ado a raíz del resultado obtenido al realizar el análisis del contenido que, com o se ha com entado, resultó ser básicam ente conceptual en la m edida en que los conceptos ocupan el peso m ás fuerte y abundante en torno a los cuales se art icula dicho contenido. Una vez delim itada la est ructuración, se ha elaborado el epítom e correspondiente. “El epítom e es el elem ento que perm ite art icular las secuencias de enseñanza” . (Del Carm en, 1990, pág. 43) . La aplicación de los presupuestos teór icos de la Teoría de la Elaboración a un contexto concreto; nos han perm it ido encont rar una respuesta coherente, út il y aplicable al problem a que nos ocupa, haciendo, por tanto, de esta teoría una herram ienta eficaz en esta tarea. B: La célula a la luz de la teoría del aprendizaje significat ivo ( Ausubel, 1 9 6 8 ; Ausubel, Novak y Hanesian, 1 9 7 8 ; Novak y Gow in, 1 9 8 8 ) . El m odelo que se nos propone desde esta ópt ica es un m odelo global que abarca no sólo la organización del contenido sino la enseñanza, el aprendizaje, la evaluación, el currículum com pleto, en sum a. El m odelo propuesto por Moreira (1996) at iende a todos y cada uno de los elem entos del currículum , pero para nuest ros propósitos nos hem os cent rado en la organización del contenido aplicando los pr incipios básicos de diferenciación progresiva, reconciliación integradora y las relaciones naturales de dependencia, porque entendem os que de este m odo se ident ifica la est ructura conceptual de la m ateria objeto de estudio en la m edida en que se delim itan las jerarquías conceptuales que nos perm iten t ransfer ir el significado lógico de la disciplina al significado psicológico de los estudiantes y hacer que éste, por lo tanto, sea significat ivo para el m ism o. Hemos hablado de estructura conceptual, de jerarquías conceptuales; ¿es que las otras categorías de contenidos no t ienen importancia desde este modelo?. Nada más lejos de la realidad; de hecho, esta teoría también reflejala importancia de principios, proposiciones, hechos, ... . Se hace hincapié, eso sí, en el papel de los conceptos con los que se construyen esos principios y proposiciones y que se ejemplifican con hechos porque se considera que la mente humana opera con conceptos en un lenguaje de alto nivel con el que se elabora y desarrolla todo lo demás. Por esa razón, una buena forma de plasmar la organización del contenido la const ituyen los mapas conceptuales (Novak, 1977; Novak y Gowin, 1988) , pues, como instrumentos que son, representaciones externas, en definit iva, nos perm iten jerarquizar esos 73 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) conceptos, diferenciarlos, reconciliarlos, establecer relaciones naturales de dependencia y, como resultado de todo ello, determ inar las jerarquías conceptuales que, t rabajadas convenientemente, potencian el desarrollo de los aprendizajes esperados y deseados no sólo de conceptos, sino también de principios, proposiciones, procedim ientos que, en el fondo, se construyen con ellos. Se han elaborado, por y para eso, mapas conceptuales correspondientes a otras tantas jerarquías que reflejan lo que es el contenido básico que perm ite entender la estructura y el funcionamiento celular que, como ya se ha comentado, ha resultado ser predominantemente conceptual. Estos mapas conceptuales se superponen estableciéndose con facilidad relaciones naturales de dependencia y mostrando las consolidaciones necesarias y suficientes que favorecen una diferenciación progresiva y una reconciliación integradora de lo que la célula es y de cómo funciona. El mapa global se muestra en la Fig. nº 1. constituida por es ordenada localmente en contra del principio de Atmósfera primitiva Tierra primitiva CÉLULA se origina en un momento dado en una Vida Seres vivos es la unidad fundamental de la constituye los Teoría celular explica su origen, constitución y funcionamiento es la base de la EucariotaProcariota puede ser Relación Nutrición Materia Energía Entropía procesa una cuando es compleja contiene sus cambios favorecen el ordenamiento de esta realiza funciones de se realizan por y para procesar procesanrealizan se define en función del comportamiento de Biomoléculas Bioelementos está constituida por se organizan por enlaces químicos en son sus unidades cuando es viva intervienen en los mecanismos de Metabolismo incorporan en sus enlaces es un conjunto de reacciones para procesar se estudia como Anabolismo Catabolismo pueden ser Inorgánicas Agua Sales minerales Glúcidos Lípidos Prótidos Ácidos nucleicos constituyen la base del pueden ser Fotosíntesis Síntesis proteica Fermentación Ciclo de Krebs Cadena transportadora Fosforilación oxidativa son procesos representativos pueden ser Orgánicas variable según el tipo de en él se libera potencialmente tienen gran cantidad de Membrana plasmática Citoplasma Ribosomas Citoesqueleto endomembranas Mitocondrias Cloroplastos Lisosomas Retículo endoplasmático Aparato de Golgi Vacuolas Núcleo se organizan en estructuras como sus propiedades y funciones determinan la realización y el procesamiento de ausentes en caracteriza a los puede ser sus reacciones procesan Reproducción c o m s o o n posibilita funciones se requiere para su realización Fig. nº 1.- Mapa conceptual elaborado para la célula y su funcionam iento. Como ha podido apreciarse en los mapas conceptuales, la opción epistemológica responde a un esquema que va de lo general a lo part icular, por lo que, como vemos en la práct ica, está dentro de la t radición “Top-Down” que se defiende como modelo de currículum. Y hablamos de práct ica, de aplicación, de uso de un modelo; lo que hemos expuesto muestra que efect ivamente es posible aplicar un modelo consistente con lo que la Teoría del Aprendizaje Significat ivo postula, lo que perm ite dar también una solución o una salida al problema de la organización del contenido celular para su enseñanza. 74 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) ¿Y qué hacer ahora? ¿Por cuál de estas dos soluciones nos decantamos?. El planteamiento organizat ivo que se ha realizado de la asignatura responde a una secuencia compleja convergente, según la cual cada uno de los principios inmediatos se t rata desde diferentes puntos de vista (bioquím ico, citológico, fisiológico, ...) , siendo objeto cada uno de ellos de una unidad didáct ica como esquema de presentación al alumnado, que at iende a qué son, cómo son, dónde están y cómo funcionan cada una de esas moléculas. Esta secuencia ha quedado de manifiesto fundamentalmente en las elaboraciones de nivel 1 y nivel 2 del epítome desarrollado al efecto, en las que se han seleccionado contenidos de diferentes “ temas” o epígrafes del Currículum Oficial (que suelen corresponderse con los presentados en los libros de texto) , porque se ent iende que se establecen entre ellos relaciones naturales de dependencia que, estructuradas de este modo, favorecen los procesos de diferenciación progresiva y reconciliación integradora. Esto permit irá adquirir una visión global y jerarquizada de la estructura y del funcionamiento de una célula, como se muestra en las jerarquías conceptuales que, superpuestas, suponen y reflejan todo el contenido trabajado en el curso y perm iten captar, precisamente, ambos procesos cognit ivos. Con esta organización curricular se facilita la integración de los diferentes procesos que realiza la célula, toda vez que se van ampliando progresivamente las posibilidades de explicación de esta ent idad viva, al ir abordando consecut ivamente el papel que en esa dinámica ejerce cada una de esas moléculas; al m ismo t iempo, se trabajan reiterat ivamente tanto los procesos como las estructuras en las que se llevan a cabo, con lo cual, se facilita que ese funcionamiento integrado que caracteriza a la célula se capte. Se mant iene así coherencia con los referentes teóricos que guían la concepción que se t iene de enseñanza y de aprendizaje, y esto es lo que just ifica la organización alternat iva a la habitual, que se ha plasmado ut ilizando como marcos teóricos la Teoría de la Elaboración y la Teoría del Aprendizaje Significat ivo. “A priori” son modelos alternat ivos que t ienen mucho en común; de hecho, el t rabajo concreto con ambos en un contexto específico y para un contenido también específico así lo muestra. Ambos t ienen grandes potencialidades pero no podemos olvidar, en todo caso, que efect ivamente la Teoría de la Elaboración resulta de la integración de diferentes teorías, modelos y aportaciones y que se apoya tanto en la Psicología Cognit iva como en la Psicología del Procesamiento de la Información, pero hoy por hoy no se duda de que la influencia y aportación más importante la recibe, precisamente, de la Teoría del Aprendizaje Significat ivo (Román y Diez, 1990; Del Carmen, 1990) . Sin ánimo de conciliación, una conciliación que, a juzgar por lo expuesto, no parece necesaria, se ha elaborado un mapa conceptual; en el que se ha pretendido plasmar el análisis de las dist intas categorías del contenido; el resultado se muestra en la Fig. nº 2. La organización como tarea que opera sobre el contenido se sitúa, ya se ha comentado, en el ámbito de responsabilidad y de toma de decisiones de los docentes. Esta tarea se resuelve a través de dos procesos dist intos a los que ya se ha hecho referencia y que se han tenido que ut ilizar, lo que ha quedado explicitado con el uso de los modelos ya expuestos; estos procesos son la secuenciación, que hace referencia al orden en la presentación de los contenidos, y la estructuración, que at iende a las relaciones que se establecen 75 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) entre dist intos contenidos. Ambosprocesos subyacen a la forma de t rabajar los contenidos con el alumnado. Pero habitualmente, y aunque es responsabilidad profesional docente, estos procesos no los realiza el profesorado; el modelo de diseño curricular de COU, de BUP y de EGB es un modelo cerrado en el que la Administración Educat iva ha prescrito, como se ha visto para el caso específico que nos ocupa, las pautas que se han seguido en las aulas, dejando poco margen para las decisiones del profesorado. Consecuentemente con ello, la organización ha respondido a los programas oficiales de las asignaturas y, como hemos tenido ocasión de comprobar, es marcadamente diferente a lo que hemos mostrado como resultado de organizar el contenido atendiendo a los esquemas que hemos elegido para ello y a lo que la “ciencia formal” defiende en la actualidad (Rodríguez, 2000, 2002) . Es necesario, pues, hacer algún cambio. Célula Vida supone el origen de la Teoría Celular responde a los postulados de la Atmósfera primitiva Tierra primitiva es el resultado del azar en una Mitosis Meiosis realizan la división de la que transmiten información como Herencia a la que se le pueden aplicar las Leyes de Mendel funciona como tal porque realiza Metabolismo son procesos reactivos representativos Fermentación Respiración celular Fotosíntesis Desaminación Transaminación Síntesis proteica �‐oxidación Lipogénesis estos procesos permiten que exista la químicamente responde a propiedades y funciones de se organizan como estructuras observables e identificables de la Agua Sales minerales Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos suponen procesos reactivos realizados con susceptibles de identificación y clasificación para estudiar la Fig. nº 2.- Mapa conceptual relat ivo a las dist intas categorías del contenido. (Verde: hechos; Negro: conceptos; Rojo: principios; Azul marino: procedimientos). 76 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) Una propuesta alternativa ECOSISTEMAS NIVELES ORGANIZACIÓN COMPOSICIÓN ORIGEN TEORÍA CELULAR EUCARIOTA PROCARIOTA BACTERIAS VIRUS AGUA SALES MINERALES P.I.I. GLÚCIDOS LÍPIDOS PRÓTIDOS ÁC. NUCLEICOS METABOLISMO METABOLISMO ESTRUCTURAS METABOLISMO ESTRUCTURAS OTRAS FUNCIONES (INMUNIDAD) ESTRUCTURAS HERENCIA REPRODUCCIÓN Qué son Cómo son Cómo funcionan Dónde están CÉLULAS P.I.O. Fig. nº 3.- Tram a conceptual de la asignatura de Biología de COU. Como se ha dicho, hay pautas comunes en la organización de esos materiales curriculares que responden a secuencias lineales que no favorecen la consecución de un aprendizaje globalizador, no parecen guiarse por t ratamientos “Top Down”, respondiendo más a tradiciones “Botton-Up” contrarias a nuestro marco de referencia; consecuentemente, desde nuestra posición teórica es obvia la necesidad de un cambio en el planteamiento de esa organización ya que la que muestran los libros de texto se mueve en el terreno del recuerdo como tarea, olvidando uso y descubrim iento, y relacionales y descript ivas como operaciones mentales, sacando poco part ido de las operaciones product ivas. Consistentemente con ello, como constructos (y como estructuras) aparecen fundamentalmente hechos y conceptos (clasificaciones), siendo poco frecuentes los procedim ientos y los principios - obsérvese que éstos suponen dos conjuntos de conceptos y una operación que los relacione-. Esto m ismo se detecta si analizamos los requerim ientos hechos al alumnado habitualmente en las act ividades y cuest iones que plantean los libros de texto en las que, por ejemplo, es muy poco frecuente trabajar con imágenes porque suponen tareas y operaciones superiores; predominantemente se reclaman del alumnado respuestas que estarían en el ámbito de las proposiciones. Este tratamiento, esta forma de t rabajar los contenidos en el aula t iene “a priori” consecuencias claras en la forma en la que el alumnado procesa dichos contenidos, la información recibida, t iene, lo 77 Revista Elect rónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 2, Nº 1, 67-79 (2003) que parece lógico, una influencia evidente en las representaciones que construye y genera para hacerle frente a dicha información, a dicho discurso, y poder interpretarla, de modo que, ¡otra vez!, “a priori” es previsible que se generen representaciones básicamente descript ivas con poca integración estructura/ función y con imágenes pobres y estát icas en caso de que se produzcan. Es legít imo, pues, cuanto menos, intentar la construcción de modelos más acordes con la realidad que se quiere representar, con la ent idad que se quiere interpretar, una ent idad, la célula, de enorme complej idad que supone procesos dinámicos cuya comprensión es imprescindible en la conceptuación biológica, de cara al establecim iento de las deducciones e inferencias que suponen entender, explicar y predecir el comportamiento de un ser vivo como tal. Pero ¿qué modelo conceptual de célula debemos acercar a las mentes de nuestros estudiantes y procurar que en ellos genere las representaciones correspondientes que les perm itan predecir y explicar su comportamiento, que favorezca la formulación de inferencias y de deducciones, que genere las analogías necesarias para su comprensión, en definit iva? El análisis del contenido llevado a cabo ofrece respuestas con respecto a lo anterior y plantea alternat ivas para el t ratamiento de este contenido en el aula. A modo de síntesis, la Fig. nº 3 presenta lo que puede considerarse su t rama conceptual. Es evidente, en todo caso, que se requiere contrastación empírica para afirmar lo expuesto; está claro que en este momento los últ imos párrafos no suponen más que un conjunto de juicios de valor, de suposiciones e hipótesis que deben ser invest igadas, pero que se plantean al hilo del recuerdo de que célula es un contenido escolar, un concepto académico que, por tanto, deriva y es producto y consecuencia de una historia que puede actuar de verdadero obstáculo para el aprendizaje, pero una historia, una relación que la invest igación posterior debe abordar. Nuestro objet ivo aquí no fue otro que buscar una alternat iva al t ratamiento habitual y eso se ha conseguido porque encontramos esquemas y herramientas que lo hicieron posible. Referencias bibliográficas Ausubel, D.P. (1968) . Educat ional Psychology. A Cognit ive View . New York. Holt , Rinehart and Winston. 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