ARGUMENTAR SOBRE LA HERENCIA GENÉTICA

Vista previa del material en texto

1 
 
ARGUMENTAR SOBRE LA HERENCIA GENÉTICA: UN ESTUDIO DE CASO SOBRE SUS 
TRANSFORMACIONES EN UN AULA INVERTIDA CON ESTUDIANTES DE GRADO 
NOVENO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL FAMILIA DE NAZARET 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kristel Andrea Bueno Pimienta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad Tecnológica De Pereira 
Facultad De Ciencias De La Educación 
Maestría En Educación 
IV Cohorte 
Riohacha 
2023 
 
 
 
 
2 
 
 
ARGUMENTAR SOBRE LA HERENCIA GENÉTICA: UN ESTUDIO DE CASO SOBRE SUS 
TRANSFORMACIONES EN UN AULA INVERTIDA CON ESTUDIANTES DE GRADO 
NOVENO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL FAMILIA DE NAZARET 
 
 
 
 
Kristel Andrea Bueno Pimienta 
 
 
 
 
Tutora: Nadia Lucía Obando Correal 
 
 
 
Trabajo de investigación para optar al grado de Magister en Educación 
 
Línea de Investigación Didáctica en Ciencias Naturales y Exactas 
 
 
 
Universidad Tecnológica De Pereira 
Facultad De Ciencias De La Educación 
Maestría En Educación 
IV Cohorte 
Riohacha 
2023 
 
 
 
3 
 
 
 
Nota de aceptación 
 ___________________________ 
 ___________________________ 
 ___________________________ 
 ___________________________ 
___________________________ 
 
 
 
___________________________ 
Jurado 
___________________________ 
 Jurado 
 
 
Riohacha, 2023 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Dios que me guía todos los días y me fortalece constantemente con su amor y favor. 
A mis hijos, que son la razón de mi vida y la fuerza que me impulsa para cumplir sueños 
y alcanzar metas. 
A mi familia, en especial a mi abuela que sé que me guía desde el cielo, espero que 
sientan el mismo orgullo que me inunda el poder culminar satisfactoriamente después de todos 
los esfuerzos, que han brindado sus frutos y que me llevan a dedicarlo con todo mi amor sin 
dudarlo un segundo. 
 
 
 
 
 
5 
 
Agradecimientos 
 
A la comunidad educativa de la Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret del 
Municipio de Riohacha, por darme la oportunidad de desarrollar el trabajo de investigación en 
las estudiantes del grado noveno. 
A los compañeros y compañeras de la Maestría en Educación, con quien compartí 
espacios de formación, siendo todos sus aportes y recomendaciones muy importantes para 
mejorar mi proceso investigativo. 
A la Magíster Nadia Lucía Obando Correal, asesora de este proyecto, a quien de 
manera especial manifiesto un inmenso agradecimiento, por su orientación incondicional, 
colaboración, paciencia, disposición en todos los momentos y por la confianza depositada en 
mi para el desarrollo de esta investigación. 
A todos los profesores de la Maestría en Educación, por todas sus orientaciones y 
apoyo durante este proceso académico e investigativo, a la Doctora Martha Arbeláez por todo 
su apoyo en la construcción de conocimiento en investigación, a la Magíster Clara Lanza y el 
Doctor Carlos Villalba, directores de la línea de investigación en ciencias naturales y exactas 
por todas sus enseñanzas, paciencia y apoyo decidido a nuestra formación docente. 
A familiares y amigos, que participaron de una u otra manera, para que la culminación 
de esta etapa fuese posible. 
 
 
 
6 
 
Tabla de Contenido 
 
1. Problematización.......................................................................................................13 
1.1 Planteamiento del Problema...................................................................................13 
1.2 Pregunta de investigación........................................................................................19 
2. Objetivos.....................................................................................................................20 
2.1 Objetivo general ......................................................................................................20 
2.2 Objetivos específicos................................................................................................20 
3. Justificación.................................................................................................................21 
4. Referente Teórico.......................................................................................................28 
4.2 Soporte teórico ........................................................................................................28 
4.2.1 Didáctica de las ciencias …………………………..................................................28 
4.2.2 La argumentación en la didáctica de las ciencias.................................................31 
4.2.3 Aula invertida ........................................................................................................34 
4.2.2.1 Ventajas del aula invertida..................................................................................37 
5. Metodología ...............................................................................................................42 
5.1 Enfoque Metodológico.............................................................................................42 
5.2 Tipo de estudio .......................................................................................................43 
5.3 Unidad de trabajo ..................................................................................................46 
 
7 
 
5.4 Unidad de análisis ................................................................................................46 
5.5 Procedimiento e instrumentos para recolección de datos …………………………46 
5.5 Fases de la investigación: Procedimiento e instrumentos para la recolección de 
datos………………………….........................................................................................48 
5.5.1 Primera fase: diseño y diagnóstico .....................................................................48 
5.5.2 Segunda fase: Unidad didáctica…………………………......................................49 
5.5.3 Tercera fase: aplicación del instrumento final.....................................................53 
5.6. Plan de análisis de la información …………………………………………………...54 
 6. Análisis comprensivo de la información .................................................................59 
6.1 Fase 1: Diagnostico...............................................................................................59 
6.2 Fase 2: Implementación Unidad Didáctica ...........................................................65 
6.2.1 Intervención 1……………………………..............................................................65 
6.2.2 Intervención 2……………………………..............................................................68 
6.2.3 Intervención 3……………………………..............................................................70 
6.2.4 Intervención 4……………………………..............................................................73 
6.2.5 Intervención 5……………………………..............................................................77 
6.2.6 Intervención 6…………………………….............................................................79 
6.3 Fase 3: Aplicación de Cuestionario Final ............................................................84 
7.Conclusiones...........................................................................................................89 
8. Recomendaciones .................................................................................................92 
8 
 
9. Bibliografía ...........................................................................................................94 
10. Anexos...............................................................................................................104 
10.1 Anexo 1: Ficha de caracterización de herramientas tecnológicas………..……104 
10.2 Anexo 2: Instrumento inicial: La Entrevista ......................................................105 
10.3 Anexo 3: Instrumento inicial: Cuestionario El Albinismo...................................107 
10.4 Anexo 4: Bitácora. ………………………………….............................................12510.5 Anexo 5: Ficha de observación ........................................................................126 
10.6 Anexo 6: Instrumento final: Cuestionario La Acondroplasia .............................127 
10.7 Anexo 7: Unidad Didáctica…….........................................................................145 
10.8 Anexo 8: Consentimiento Informado................................... ..............................212 
10.9 Anexo 9: Soportes Ministerio de Educación: Estándar Básico por Competencia Ciencias 
naturales 8°-9 ………………………………………………………………………………216 
10.10 Anexo 10: Derechos Básicos de Aprendizaje Ciencias naturales....................217 
10.11 Anexo 11: Marco de referencia Ciencias naturales 9°......................................218 
 
 
 
 
 
 
9 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1. Comparación del tiempo de clase en Aulas Tradicionales versus Aulas Invertidas…36 
Tabla 2. Primera fase. Recogida de información previa al inicio del caso. …………………….48 
Tabla 3. Segunda fase: Actividades para implementación ………………………………………50 
Tabla 4. Tercera fase de implementación ……………………...………………………………….53 
Tabla 5. Rejilla de orientación de los niveles argumentativos basados en las categorías 
indicadas por Toulmin…………………………………………………………………………………55 
Tabla 6. Criterios de argumentación de las estudiantes al realizar el cuestionario 1………….57 
Tabla 7. Valoraciones del semáforo en la ficha de observación……………………..…………...82 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
Lista de Figuras 
Figura 1. Triangulo didáctico ………… …………………………………………………………29 
Figura 2, Ciclo de Aprendizaje según Jorba y Sanmartí ……….………………………………31 
Figura 3. Resultados de respuestas del cuestionario Inicial (CI) ………………………………60 
Figura 4 Ficha de seguimiento durante la intervención 1……………………………………….67 
Figura 5 Ficha de seguimiento durante la intervención 2. ……………………………………..68 
Figura 6. Ficha de seguimiento durante la intervención 3. ……………………………………..71 
Figura 7. Ficha de seguimiento durante la intervención 4. ……………………………………..74 
Figura 8. Ficha de seguimiento durante la intervención 5. ……………………………………..78 
Figura 9. Ficha de seguimiento durante la intervención 6. ……………………………………..81 
Figura 10. Progreso durante las intervenciones. A ……. …………………………………………83 
Figura 11. Progreso durante las intervenciones ……. …………………………………………..83 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Resumen 
El presente trabajo desarrollado bajo un estudio de caso tuvo como objetivo comprender 
cómo se transforman los procesos argumentativos de las estudiantes del grado noveno de la 
Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret durante el aprendizaje de la Herencia 
Genética cuando se incorpora la estrategia metodológica del aula invertida en el municipio de 
Riohacha. El caso de 4 estudiantes, con diseño e implementación de una unidad didáctica con 
enfoque socioconstructivista que comprende los ciclos de aprendizaje, a través de la estrategia 
del aula invertida, la cual engloba una serie de metodologías para aprender por medios 
electrónicos fuera del tiempo de clases, al permitir la utilización de herramientas TIC 
(Tecnologías de la Información y Comunicación). Los resultados llevan a comprender los 
procesos argumentativos, apoyados con la aplicación de la unidad didáctica y la estrategia 
metodológica en el que se observa el cambio en los niveles argumentativos, la autonomía de 
las estudiantes y en su forma de ver la genética, desligada a creer que esta solo se relaciona 
con aprender sobre ADN y las conocidas leyes de Mendel, lo que las lleva a observar los 
distintos modelos Postmendelianos y avances biotecnológicos que amplían su vocabulario 
científico y mejorar sus posturas frente a algunos temas y sus niveles argumentativos. 
 
Palabras clave: Argumentación; Herencia genética; Aula Invertida, Unidad Didáctica. 
 
 
 
 
 
12 
 
Abstract 
 
The present work was of a comprehensive nature with the objective of understanding 
how the argumentative processes of the students of the ninth grade of the Family District 
Educational Institution of Nazaret are transformed in the learning of Genetic Inheritance when 
the methodological strategy of the inverted classroom is incorporated in the Municipality of 
Riohacha. It was approached from a case study of 4 students, with the design and 
implementation of a didactic unit with a socio-constructivist approach that includes learning 
cycles, which allows through the inverted classroom strategy, which encompasses a series of 
methodologies to learn by electronic media outside class time, by allowing the use of ICT tools 
(Information and Communication Technologies). The results lead to understanding the 
argumentative processes, supported by the application of the didactic unit and the 
methodological strategy in which the change in the argumentative levels is observed, the 
autonomy of the students and in their way of seeing genetics, detached from believing that it is 
only It is related to learning about DNA and the well-known Mendel's laws, which leads them to 
observe the different Postmendelian models and biotechnological advances that expand their 
scientific vocabulary and improve their positions on some issues and their argumentative levels. 
 
Keywords: Argumentation; Genetic heritage; Inverted Classroom, Didactic Unit. 
 
 
 
 
13 
 
1. Problematización 
 
1.1 Planteamiento del problema 
 
La enseñanza de las Ciencias Naturales desde sus orígenes ha privilegiado un enfoque 
tradicional de trasmisión de conocimientos, que genera como consecuencia la simple 
reproducción de saberes por parte de los estudiantes sin que estos logren desarrollar 
aprendizajes significativos (Leymonié, 2009). 
 Pero esto es algo que no ha cambiado mucho, aun en algunas instituciones educativas 
se siguen desarrollando los contenidos con ese mismo enfoque, donde poco se tiene en cuenta 
lo que el estudiante puede saber, sus habilidades para argumentar y relacionar lo que aprende 
con la cotidianidad, trabajando con ellos principalmente el manejo de conceptos y uso de la 
memoria como herramienta fundamental para el aprendizaje de esta ciencia. 
La concepción de la enseñanza y del aprendizaje ha sufrido cambios significativos en 
los últimos años, con importantes consecuencias sobre la manera de entender cómo los 
estudiantes aprenden y, por lo tanto, sobre las posibles metodologías a desarrollar en las aulas. 
Estos cambios van de la mano con las nuevas concepciones de Ciencia y, por lo tanto, de 
educación científica (Leymonié, 2009). 
Al respecto, los estudios de las últimas tres décadas sostienen que la educación 
científica debe otorgarle importancia y relevancia al desarrollo de procesos argumentativos por 
parte de los estudiantes cuando aprenden ciencias (Driver, 1997), entre otras razones porque 
el discurso ayuda a construir conocimiento científico, promueve la interacción social, desarrolla 
procesos de pensamiento a través del lenguaje y juega un papel importante en la construcción 
de explicaciones, modelos y teorías. 
14 
 
Sin embargo, Osborne (2010) sostiene que la argumentación todavía está virtualmente 
ausente en las prácticas de aula, ya que el discurso está ampliamente dominado por los 
profesores, y los estudiantes cuentan con pocas oportunidades para involucrarse en 
argumentaciones dialógicas. Así entonces lo que sucede en gran medida, es que la palabra del 
profesor se valúa y la palabra del estudiante típicamente se desalienta (Duschl, 2008). 
Según Sánchez, Castro y Ramírez (2013) “la formación científica básica es necesaria 
para desarrollar competencias que permitan comprender el entorno y enfrentar los posibles 
problemas que se presenten” por esta razón, es importante en la formación de los estudiantes 
fortalecer el desarrollo de competencias que le permitan ser críticos, reflexivos y analíticos. Sin 
embargo, es sabido que en la educación básica el fomento de procesos investigativosque 
permitan desarrollar capacidades como la curiosidad, el deseo de conocer, plantearse 
preguntas, observar, criticar, reflexionar y solucionar problemas; no resulta fácil ponerlos 
práctica, dado que es una ardua labor investigativa y didáctica del educador el buscar los 
métodos adecuados para motivar al estudiante. 
Sánchez, Castro et al. (2013) insiste en que las debilidades de los estudiantes frente al 
aprendizaje de las ciencias consisten en la dificultad de reconstruir teorías, formular hipótesis, 
diseñar experimentos, argumentar, ser creativos y construir alternativas de solución a 
problemas del entorno; objetivos que han sido recalcados en los lineamientos curriculares y 
estándares de competencias planteados por el Ministerio de Educación Nacional en el año 
2006, donde se proponen comprender las ciencias como un área del conocimiento 
caracterizada por lenguajes propios y formas particulares de abordar los problemas, basándose 
en las capacidades de interpretar, argumentar y proponer. 
Reif (1994) indica que los estudiantes son propensos a aceptar de manera no crítica 
conocimientos adquiridos de fuentes con autoridad como enseñantes o libros de texto, aunque 
sean incapaces de interpretarlos correctamente o de conectarlos con observaciones. 
15 
 
Otros estudios realizados por Cavagnetto (2010), dan cuenta como la alfabetización 
científica ha conducido a un constante incremento en las intervenciones basadas en la 
argumentación en el contexto de la educación científica. Por ello, mediante una revisión 
bibliográfica, él examina cómo estas promueven la alfabetización científica y, a su vez, 
determina los patrones estructurales teniendo en cuenta criterios como la naturaleza de la 
actividad, el énfasis de la actividad argumentativa y los aspectos de la ciencia incluidos. 
Considerando la importancia de utilizar la argumentación como un componente integrado en las 
actividades y tareas de los estudiantes. 
Es pues la argumentación en ciencias según Driver (1997), lo que ayuda a desarrollar la 
comprensión de los conceptos científicos, que lleva a la discusión de los criterios para evaluar 
las teorías científicas, es decir, hablar en clase de las relaciones existentes entre las hipótesis, 
los fenómenos, los experimentos, los modelos teóricos y la evolución de las teorías. 
Por su parte, Ogborn et al., (1998) manifiesta que el alumnado va entrando en el mundo 
de la ciencia en la medida que tiene necesidad de utilizar los instrumentos conceptuales y 
procedimentales que la cultura científica ha ido construyendo, como genes, cromosomas, 
campos eléctricos, átomos, proporcionalidad u osciloscopio para hablar y escribir (y leer) 
ciencia, es decir, para comunicarse. Pero eso implica, al mismo tiempo, aprender a estructurar 
sus caminos de razonamiento, o sea, su discurso argumentativo, reconociendo sus 
características. 
En las prácticas de aula, es posible encontrar que los estudiantes no desarrollan la 
habilidad de argumentar, sobre todo en los estudiantes que se encuentran en el último grado 
de la educación básica secundaria, quienes se asumen son los que deben desarrollar con 
mucha habilidad esta capacidad. En un estudio realizado por Murillo (2010) manifiesta que 
existe la idea de que a los jóvenes no les importan estos aspectos, que están preocupados y 
ocupados en cosas supuestamente intrascendentes y triviales, es así, como los educadores no 
16 
 
pueden aceptar tal fatalismo, sino, más bien revisar cuál es la responsabilidad frente a tales 
resultados, al considerar que los alumnos cuentan potencialmente con un cúmulo de 
capacidades y que es el docente quien debería ayudar a desarrollarlas. 
De manera particular, los contenidos que el MEN propone desarrollar en el grado 
noveno (último grado de la básica secundaria), giran alrededor de los conocimientos referidos a 
la genética, en tanto esta es una de las ramas de la biología con mayor desarrollo y 
repercusión social; circunstancia que resalta la importancia de poseer un conocimiento 
adecuado sobre sus nociones básicas. Turney (1995), sugiere tres motivos principales para 
desarrollar la comprensión de la Genética: siendo inicialmente utilitario (aplicación de 
conocimientos científicos para su uso), democrático (aplicación de los conocimientos para 
debatir en sociedad) y cultural (logro de la sociedad moderna). 
Dada la importancia de la genética, precisamente las orientaciones curriculares del país 
abogan por su enseñanza desde una perspectiva argumentativa, donde los estudiantes sean 
capaces de realizar una co- construcción de los conocimientos adquiridos y que estos puedan 
tener una gran claridad de los conceptos y su aplicación a la vida. 
En el contexto nacional, por ejemplo, el MEN manifiesta que las pruebas censales 
estandarizadas a nivel nacional evidencian que en grado 9°, un 37,68% de los estudiantes 
puede llegar a alcanzar desempeños que los catalogan en el nivel D de competencia. Es decir, 
son capaces de reconocer, diferenciar y analizar fenómenos naturales empleando categorías, 
conceptos y un acercamiento a teorías; así como de construir explicaciones basadas en 
conceptos y teorías para dar razón de un fenómeno natural. El ICFES indica en los 
lineamientos para las aplicaciones muestral y censal 2014, que busca identificar la capacidad 
para construir explicaciones y comprender argumentos y modelos que den razón de 
fenómenos. Esta competencia se relaciona con la forma en que los estudiantes van 
construyendo sus explicaciones en el contexto de la ciencia escolar, siendo la escuela un 
17 
 
escenario de transición de las ideas previas de los alumnos hacia formas de comprensión más 
cercanas a las del conocimiento científico. 
Para el caso local, en la ciudad de Riohacha y específicamente en la Institución 
Educativa Distrital Familia de Nazaret, los puntajes promedio de la Prueba Saber 9° del último 
análisis del cuatrienio en el área de ciencias naturales reportan frente a la argumentación que 
sólo un 18% de las estudiantes estaban desarrollando procesos en un nivel argumentativo lo 
que se convierte en una alerta desde el análisis del área, quien busca que se desarrollen las 
habilidades en ciencias de las estudiantes. 
Por otra parte, gracias a la revisión y observación de los resultados de las Pruebas 
Saber 11 de las estudiantes de la institución, en el área fue posible identificar debilidades y en 
contraste con el análisis del rendimiento interno de las actividades realizadas en el aula de 
clase. 
De manera puntual con el trabajo realizado con las estudiantes del grado noveno 
referentes a la temática de la herencia genética desde el 2019 a la fecha, los resultados 
demuestran un rendimiento básico en el proceso argumentativo. Es preciso mencionar que 
según el plan estudio de la institución, las estudiantes trabajan Biología hasta la Básica 
Secundaria, por lo que, al llegar a la media, no se siguen abordando temas que involucran los 
fenómenos naturales asociados en el entorno vivo. 
Por eso al realizar la revisión documental de las Pruebas Saber 11 en los cuatro años 
anteriores a esta investigación se identifica que las estudiantes han tenido un desempeño en el 
área de ciencias naturales que va desde 45 a 65, lo que indica según la Guía de orientación 
Saber 11° para instituciones educativas (ICFES, 2018) que las estudiantes se encuentran en un 
nivel de desempeño que les permite reconocer información suministrada en diferentes 
esquemas y asociarlas con nociones de los conceptos básicos de las ciencias naturales, por lo 
que no son capaces de usar conceptos, teorías o leyes en la solución de situaciones problema 
que involucran procedimientos, habilidades, conocimientos y un lenguaje propio de las ciencias 
18 
 
naturales. Así como debilidad en el planteamiento de preguntas de investigación desde las 
ciencias naturales a partir de un contexto determinado,establecer conclusiones derivadas de 
una investigación, contrastar modelos de las ciencias naturales con fenómenos cotidianos, 
comunicar resultados de procesos de investigación científica y analizar fenómenos naturales 
con base en los procedimientos propios de la investigación científica. 
Por otra parte, al realizar el contraste con las calificaciones asignadas en los procesos 
de valoración de evaluación formativa y sumativa, se observa que las estudiantes en 2019 
presentaron un desempeño en promedio Básico, mientras que en 2020 el desempeño fue 
Básico y Alto, mejorando significativamente al usar herramientas tecnológicas desde casa, 
donde podían constantemente observar videos, simulaciones y tutoriales compartidas por la 
docente, lo que permite que las estudiantes dediquen más tiempo a los procesos que 
desarrollen habilidades y no concentrarse en aprender conceptos y teoría en el aula. 
Finalizando el año 2020, en la Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret se 
aplicaron unas pruebas estandarizadas para áreas básicas conocidas como Evaluar para 
avanzar, la cual sirve a los docentes como insumo para poder identificar las competencias y 
componentes desarrollados por grados, en el cual fue posible identificar algunas series de 
falencias en competencias relacionadas con comprensión de los fenómenos y procesos vivos 
en el mundo a partir de las teorías científicas, así como la indagación frente a casos de Ciencia, 
Tecnología y Sociedad y añadido a esto que existen dificultades para modelar fenómenos y 
procesos de la naturaleza, la relación entre dos o más conceptos del conocimiento científico y 
de la evidencia derivada de investigaciones científicas. Los cuales son aspectos vitales y 
necesarios para el desarrollo de procesos argumentativos. 
Estos resultados de pruebas externas e internas y valoraciones de tipo formativo en el 
aula también sustentan que se debe trabajar un poco más en estrategias que permitan al 
19 
 
estudiante no solo aprender sobre los conceptos básicos sino también que lleven a argumentar 
y plantear sus propias conclusiones con sustentos teóricos. 
La identificación de las dificultades en el aprendizaje que poseen los estudiantes sobre 
el contenido conceptual de genética y cuál es su percepción frente a estos, permite pensar en 
propuestas metodológicas de enseñanza que partan de ellas y busquen la construcción de un 
aprendizaje, que apunte hacia la construcción de conocimiento que parte del conocimiento que 
trae el estudiante y lo que logra construir en el aula al hablar de la herencia. 
1.2 Pregunta de investigación 
En virtud de las razones anteriormente expuestas, surge la pregunta de investigación 
¿Cómo se transforman los argumentos sobre herencia genética de las estudiantes de grado 
noveno, de la Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret, cuando se incorpora la 
estrategia de un aula invertida? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
2. Objetivos 
2.1 Objetivo general 
Comprender las transformaciones de los argumentos sobre herencia genética de las 
estudiantes de grado noveno, de la Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret, cuando se 
incorpora la estrategia de un aula invertida 
2.2 Objetivos específicos 
● Caracterizar los niveles argumentativos de los estudiantes en el aprendizaje de 
la genética. 
● Describir los cambios en la argumentación durante el aprendizaje de la herencia 
genética al incorporar la estrategia del Aula Invertida. 
● Analizar los cambios generados en la argumentación en el aprendizaje de la 
Herencia Genética con el uso de la estrategia de Aula Invertida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
3. Justificación 
La ciencia se emplea como esa opción para solucionar los hechos consecuentes que 
con estos se presentan, originando la necesidad ineludible de formar personas íntegras con 
competencias científicas. El Ministerio de Educación Nacional (2006) en los estándares básicos 
de competencias, da a conocer las metas fundamentales que deben lograrse en la formación 
de Ciencias Naturales y Educación Ambiental: que los estudiantes se aproximen 
progresivamente al conocimiento científico, lo cual toma como punto de partida el conocimiento 
natural del mundo y fomentar en ellos una postura crítica que responda a un proceso de 
análisis y reflexión. Se destaca en este caso el componente de entorno vivo, donde se aprende 
sobre los procesos biológicos y la relación ciencia, la tecnología y la sociedad. 
En la actualidad se observa un alto grado de apatía que generan las ciencias naturales 
en los estudiantes cuando éstas se trabajan en el aula con el uso de los métodos tradicionales, 
que impide que el estudiante logre la apropiación de conocimientos científicos. Es bien sabido 
que, en las aulas, tanto los profesores como los estudiantes sólo usan el lenguaje de la ciencia 
como sistema de etiquetaje, y esto lleva a la percepción de que la ciencia es únicamente 
conocimiento establecido, por tanto, estático (Márquez, 2005). 
Por el contrario, si se realizan con los alumnos actividades que permitan mostrarles el 
proceso interpretativo del lenguaje científico, será posible observar como ellos construyen los 
significados de lo que aprenden, así como ver la asignatura con mayor dinamismo, con la 
posibilidad de entender el mundo de otra manera, por lo que se sugiere enseñar a los 
estudiantes a elaborar argumentos que aborden fenómenos naturales basados en datos que 
justifiquen sus conclusiones, para acercar las prácticas de aula al conocimiento científico, 
donde la argumentación permita la co-construcción del conocimiento por medio de la 
discusiones, generar con ello aprendizaje con habilidades para defender sus puntos de vistas 
basados en la teoría científica (Ruiz, 2015). 
22 
 
Como docentes utilizamos diversas estrategias de valoración que nos permiten 
identificar si los estudiantes desarrollan las habilidades que se encuentran especificadas en las 
planeaciones, en las cuales se deben comprender y usar nociones, conceptos y teorías de las 
ciencias naturales en la solución de problemas, desarrollo de habilidades para explicar cómo 
ocurren algunos fenómenos de la naturaleza. En el aula los docentes deben apuntar a 
identificar en los estudiantes la capacidad de interpretar los conocimientos según el contexto y 
la apropiación de estos. 
Los estudiantes aprenden ciencias mientras aprenden a describir, a justificar, a 
argumentar, a definir o a escribir informes de laboratorio. Es por ello que se busca a través de 
la argumentación, afrontar una situación, una duda desde su realidad, una situación o 
problema, y dar una postura frente a lo que piensen otros, con esto, el estudiante, se cualifica 
en los usos de lenguajes, el desarrollo de habilidades cognitivas, sociales y emocionales, la 
comprensión de los conceptos y teorías estudiadas y la formación como un ser humano crítico, 
capaz de tomar decisiones como ciudadano (Sardá; Sanmartí, 2000). 
Todos los estudiantes tienen la capacidad de observar fenómenos naturales y dar 
explicaciones según lo que para ellos esto significa, la observación y la comunicación son dos 
habilidades de pensamiento científico. La argumentación es un componente fundamental del 
pensamiento crítico y es una habilidad indispensable en la construcción del conocimiento 
científico, ya que a través de la discusión de diferentes teorías y modelos los investigadores 
pueden establecer cuales están soportados con mejores argumentos y de esta forma 
determinar que modelos y teorías son aceptados por la comunidad científica (Gilbert & Justi, 
2016). 
Las indicaciones dadas por el Ministerio Educación Nacional (MEN), dirigen al desarrollo 
del pensamiento científico, la indagación, la argumentación y la resolución de problemas. 
Gilbert (2016) por su parte resalta que un estudiante que elabore buenos argumentos tendrá 
23 
 
las habilidades discursivas para defendersus posturas en contextos científicos, que conlleven 
el desarrollo del pensamiento crítico y la solución de problemas socio-científicos, así como 
desarrollar habilidades sociales al respetar el argumento del par, construir argumentos 
conjuntos a partir de diferentes puntos de vista y analizar los argumentos de otros sin 
interferencias emocionales pese a esto, en muchas instituciones esto no es relevante, pues en 
algunos casos, se enseña solo para que se aprenda un concepto o se puedan realizar 
ejercicios de manera mecánica, llevando a las clases al tradicionalismo, sin que el estudiante 
logre transportar el conocimiento adquirido desde lo textual al poderlo comparar con lo 
contextual, dejando que en él se desarrolle las capacidades de argumentar. 
Por lo anterior, es necesario centrar la investigación en la aplicación de estrategias que 
posibiliten el desarrollo de la competencia explicación de fenómenos, particularmente en el 
grado noveno, teniendo en cuenta los Estándares Básicos de Competencias (EBC), al igual 
que los Derechos Básicos del Aprendizaje (DBA) y Marcos de Referencias debido a que esta 
temática corresponde a la programación del grado 9°, según los criterios curriculares 
mencionados anteriormente. Es importante anotar que este grado, es objeto de evaluación y 
seguimiento por parte del MEN mediante la Prueba Saber Noveno y Saber Once, lo que hace 
pertinente el desarrollo del tema y de la competencia, a partir de propuestas de innovación en 
la que se pretende el desarrollo de las habilidades argumentativas de explicación de 
fenómenos, siendo esta la competencia más amplia. Con esto se busca, no solo atender a la 
necesidad que presenta la institución de mejorar los resultados de las pruebas externas y el 
Índice Sintético de Calidad (ISCE), sino también que en el aula se refleje el desarrollo de 
competencias en las estudiantes que formen en el saber, saber hacer y saber ser. 
Así entonces, las nuevas estrategias que llevan al uso de las tecnologías proponen 
innovaciones tanto en lo metodológico como en la posibilidad de dar a los estudiantes la 
oportunidad de manejar con mayor facilidad lo conceptual, lo que permite que estos tengan 
24 
 
relación con los aprendizajes de conceptos y su utilidad con sus actividades diarias. Los 
docentes tenemos claro, que con estas actividades es posible crear en el estudiante una 
familiaridad con algunos fenómenos propios de la disciplina, investigar y llegar a plantear sus 
propias conclusiones, entender cómo se construye el conocimiento dentro de una comunidad 
científica, y cómo se relaciona la ciencia con la sociedad y el contexto. 
El lenguaje científico tiene unas características bien determinadas: es preciso, riguroso, 
formal, impersonal. Incluso tiene una gramática en la cual la función de verbos y nombres es 
diferente a la del lenguaje cotidiano (Halliday, 1993). Por eso al hablar de herencia genética 
muchas palabras con relación a la ciencia se han insertado en nuestro diario vivir, es común 
escuchar conversaciones sobre pruebas de paternidad, o de enfermedades o síndromes que 
padecen algunos de sus familiares por alguna falla genética o que fueron heredadas de 
generación en generación; o en noticieros hablar de organismos genéticamente modificados, 
leer en artículos de xenotrasplantes y clonación; y sobre todo con la pandemia (Covid-19) 
conceptos como ADN, ARN, mutación, manipulación genética entre otros, son usados 
frecuentemente. 
Para lograr que este lenguaje científico pueda llevar a los estudiantes a un proceso más 
profundo a la hora de argumentar, se hace necesario dejar de lado la idea de que el 
aprendizaje es transmisionista, pues pese a que estamos en un tiempo que nos ha obligado a 
utilizar la virtualidad y los recursos digitales para nuestro trabajo, se sigue usando la tecnología 
para transmitir y no para producir. 
Basado en ello, es posible hablar del Aula invertida (Flipped Classroom en inglés), que 
es hacer en casa lo que tradicionalmente se hacía en clase, es decir, brindar la información a 
aprender; y hacer en clase un proceso de profundización. El Flipped Classroom significa un 
cambio en la manera de enseñar que “da la vuelta a la clase tradicional”, es una manera 
25 
 
distinta de enseñar y aprender, para desarrollar competencias en nuestros alumnos, cambiar 
sus hábitos de estudio y mejorar sus aprendizajes. 
Tal como lo menciona Salazar (2019) el aula invertida significa un cambio en la manera 
de enseñar, pues engloba toda una serie de metodologías para aprender por medios 
electrónicos fuera del tiempo de clases, y emplear ese valioso tiempo en un diálogo 
bidireccional. Esto permite al profesor detectar las falencias de los estudiantes en la clase y de 
una manera focalizarlos de forma directa. Así, el aula invertida permite la utilización de 
herramientas TIC, puesto que todo el material de la clase se presenta a los estudiantes en 
forma de videos o a manera de curso virtual utilizando plataformas como Youtube, Moodle, 
Blogs, podcasts, entre otras; además del uso de video beam, televisor, computador, acceso a 
internet, entre otros, logrando articular los procesos educativos con las nuevas Tecnologías de 
la Información y Comunicación (TIC), lo que ha generado nuevos paradigmas y cambios en la 
forma de enseñar y el desarrollo de la autonomía de los estudiantes. Sobre este aspecto 
Bergmann (2018), manifiestan que los docentes del siglo XXI deben asumir un rol más creativo, 
pasando de ser un transmisor a un orientador, que conduzca a los estudiantes al contenido 
relevante a través de la red de información, siendo consciente de que ya no son la única fuente 
de aprendizaje. 
Por su parte, Fonseca y Melo (2019) destacan en su investigación lo mencionado por 
Bergmann y Sams (2012), precursores del aprendizaje invertido, el cual permite transferir el 
trabajo de determinados procesos de aprendizaje fuera del aula y utiliza el tiempo de clase, 
junto con la experiencia del docente, para facilitar y potenciar otros procesos de adquisición y 
práctica de conocimientos dentro del aula. 
Mafla (2019), destaca que el uso de esta metodología podría incidir en el proceso de 
enseñanza y aprendizaje de biología con estudiantes de bachillerato, al otorgar una percepción 
positiva por parte de los estudiantes y de los padres al asumir un rol importante en el 
26 
 
acompañamiento de sus hijos. Donde describe el uso de las tecnologías de manera 
independiente por parte del educando, como se lleva a cabo en la metodología de aula 
invertida, la cual requiere que los estudiantes tengan un manejo básico del computador y los 
diferentes softwares y redes que estén implicados para la realización de las actividades desde 
sus casas. 
En un estudio realizado por Calderón (2018) indica que este tipo de estrategias buscan 
la forma de motivar a los estudiantes, al presentarse en el aula la dificultad que los dispositivos 
móviles (celulares inteligentes, tabletas, entre otros) interfieren en el desarrollo normal de una 
clase, al ser una gran distracción para los educandos; se presenta entonces un gran reto para 
los educadores, lograr que los alumnos encuentren en la clase situaciones de aprendizaje que 
capten su atención, evitando la distracción mencionada. (Pág. 12). También resalta que la 
metodología del aula invertida se presenta como una estrategia que involucra al estudiante 
como protagonista de su aprendizaje, permitiendo en ellos el uso adecuado de la tecnología, ya 
que, al estar tan acostumbrados al uso de ella, puede llegar a ser una gran herramienta al 
implementarla en el entorno escolar, presentándose, así como gran motivador para el 
aprendizaje en los estudiantes (Pág. 12). También se indica, que es posible que el estudiante 
revise la teoría en videos y textos, por ejemplo, para luego, regresar al aula de clase teniendo 
la idea de lo que debe hacer y ponerlo en prácticacon la asesoría directa del docente, dando 
lugar a la construcción del concepto por cuenta del estudiante (Pág. 17). 
 Por lo anterior, el aprendizaje de la herencia genética en la asignatura de biología en 
los grados novenos de la Institución Educativa Distrital Familia de Nazaret, puede verse como 
un acto que no promueva constantemente la argumentación, la interpretación y la proposición 
de los estudiantes, ni la participación activa, haciendo necesaria la búsqueda de nuevas 
metodologías para orientar a los estudiantes a construir su conocimiento, a resolver los 
conflictos en la asimilación de los modelos teóricos utilizados, todo esto basado en los 
27 
 
resultados de los procesos de retroalimentación realizados al finalizar los contenidos de 
aprendizaje para las clases, involucrándolas en una cultura científica y desarrollo del 
pensamiento crítico, que apunte a un aprendizaje activo de la genética, de manera que resulte 
pertinente aplicar estrategias como Flipped Classroom dado que ésta favorece la interacción 
discursiva o dialógica en el aula de clase que lleven al mejoramiento de resultados en la 
adquisición de competencias en las estudiantes de manera que aprender ciencias tenga más 
sentido para ellas, teniendo en cuenta que no existen estudios en el municipio que den cuenta 
de este tipo de estrategias que ayuden a transformar los procesos de enseñanzas en los 
estudiantes frente a la argumentación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
4. Referentes 
4.1 Soporte teóricos 
En este apartado se desarrollan los referentes teóricos y conceptuales de las categorías 
abordadas en esta investigación. Se inicia ilustrando la didáctica en las ciencias naturales, 
seguido de la argumentación y su importancia en esta y finalmente, se aborda el Aula invertida 
y sus características. 
4.1.1 Didácticas de las Ciencias 
Para hablar de didácticas de las ciencias, es preciso mencionar la visión de didáctica. 
Tal como lo menciona Astolfi (1998) la didáctica se comprende en dos sentidos: como adjetivo 
y como sustantivo. Como adjetivo es una característica de una acción; como sustantivo aborda 
un objeto particular de estudio: los límites de las situaciones de educación. 
Por su parte, Zambrano (2005) define la didáctica como una disciplina científica 
encargada de hacer constante reflexión sobre la génesis del saber; es decir, las condiciones y 
contextos socio-históricos y culturales en que emerge. 
Para profundizar sus aplicaciones, es preciso mencionar el aporte de Astolfi (2001) 
sobre el triángulo didáctico (Figura 1), en el que se destacan las relaciones que dirigen la 
enseñanza: el profesor, el aprendiz y los contenidos, este sistema direcciona la acción del 
maestro, es decir, se materializa en su intención educativa que no es precisamente una 
relación lineal. Por esto, desde la didáctica de las ciencias se puede distinguir el papel de cada 
uno en los escenarios escolares, no sin antes resaltar el concepto de la didáctica de las 
ciencias, que, como emergente disciplina académica, es a menudo considerado en relación de 
dependencia con otros campos disciplinares, tales como las propias ciencias naturales, la 
pedagogía, o la psicología educativa (Adúriz-Bravo, 2001). 
29 
 
Figura 1. Triangulo didáctico (Astolfi, 2001,79) 
 
La didáctica de las ciencias se ha constituido a partir de las ciencias naturales, saliendo 
de su propio cinturón metatéorico (Adúriz-Bravo, 1999) enriqueciéndose con aportes 
epistemológicos y psicológicos más que pedagógicos. 
Astolfi, (1994) plantea como objeto de estudio de esta los sistemas de enseñanza - 
aprendizaje, en tanto que en ellos se aborden fenómenos materiales y naturales. No obstante, 
el carácter práctico de esta disciplina hace que su finalidad no se limite a la descripción y 
explicación de dichos sistemas, sino que abarque también aspectos relacionados con la 
valoración y transformación de los mismos atendiendo a criterios de calidad y de coherencia 
con los objetivos generales de la educación. Por su parte, Izquierdo (1996) es comprender los 
fenómenos del mundo y actuar sobre ellos, relacionándolos entre sí mediante ideas ordenadas 
o teorías); y por ello son dinámicas, puesto que este objetivo no se alcanza fácilmente. 
La Didáctica de las Ciencias como disciplina permea el proceso de enseñanza y 
aprendizaje, la formación inicial y permanente de los profesores, y finalmente los fundamentos 
y los objetivos teóricos o empíricos de la investigación en la disciplina (Adúriz-Bravo, 2008). 
30 
 
Para Porlán (1998) esta tiene dentro de sus finalidades el poder describir y analizar los 
problemas más significativos de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, así como elaborar y 
experimentar modelos que a la luz de los problemas detectados que ofrezcan alternativas 
prácticas, coherentes y fundamentales. 
La didáctica de las ciencias ha contribuido a la aparición del concepto de ciencia 
escolar, la cual se constituye en una actividad donde participan estudiantes, docentes y unos 
saberes específicos y que debe aportar a la formación ciudadana en ciencias (Izquierdo, 2004), 
la cual está fundamentada en el pensamiento crítico, en una ciencia de la complejidad que no 
deja de lado los problemas propios de la sociedad actual (Izquierdo, 2000). 
Para trabajo en el aula la didáctica lleva a uso de la unidad didáctica que se conocen 
también como Unidades de programación y actuación docente, que da respuesta al qué 
enseñar (objetivos y contenidos), cómo enseñar (actividades, herramientas de enseñanza, 
organización del espacio y del tiempo, materiales y recursos didácticos) y cómo evaluar 
(criterios e instrumentos para la evaluación), lo que convierten en una herramienta que 
posibilita hacer de la investigación una acción posible dentro del currículo planteado según la 
estructuración de la secuencia de actividades de enseñanza, el ciclo del aprendizaje de Jorba y 
Sanmartí (1996): 
Desde el ciclo de aprendizaje, se configura cuatro fases, que integran los procesos de 
evaluación, regulación y autorregulación de los aprendizajes: 
- Fase de exploración o de explicitación inicial: sitúa al estudiante en la temática objeto 
de estudio y busca captar su atención; a la vez que permite diagnosticar y activar 
conocimientos previos los cuales pueden basarse en hipótesis, vivencias o intereses. 
- Fase de introducción de los nuevos conocimientos: orientada a observar, comparar o 
relacionar cada parte de lo que captó el estudiante inicialmente, interactuar con el material de 
31 
 
estudio, con sus compañeros y con el docente, buscando elaborar conceptos más 
significativos. 
- Fase de estructuración y síntesis de los nuevos conocimientos: ayuda al estudiante a 
construir el conocimiento como consecuencia de la interacción con el docente, los compañeros 
y el ajuste personal. 
Fase de aplicación: permiten al estudiante aplicar los conocimientos adquiridos en otras 
situaciones similares. 
A continuación, se presenta un esquema que relaciona los aspectos básicos que debe 
contener una unidad didáctica convencional integrada al ciclo del aprendizaje. 
Figura 2. El ciclo de aprendizaje según Jorba & Sanmartí (1996) 
 
 
 
 
 
 
 
4.1.2 La Argumentación en Ciencias 
Argumentar consiste en ser capaz de evaluar los enunciados en base a pruebas, 
reconocer que las conclusiones y los enunciados científicos deben estar justificados, es decir 
sustentados en pruebas (Jiménez Aleixandre 2010). 
32 
 
En los últimos años, diversos autores han elaborado, desde diferentes puntos de vista, 
modelos sobre los elementos que constituyen una argumentación, las interrelaciones que 
deben establecerse necesariamente entre estos elementos para que sea válida y qué 
secuencias son las características. 
Al hablar del discurso argumentativo podemos destacar dos perspectivas: la concretada 
por Toulmin (1993), en la cual se planteauna revisión de la argumentación como una teoría del 
razonamiento práctico, y la proveniente de la lingüística textual, representada por el modelo de 
Adam (1992), que se plantea el análisis de las unidades comunicativas que van más allá de los 
límites de las oraciones gramaticales. 
Toulmin (1993), indica que la argumentación es vista desde la formalidad y la lógica, 
con normas universales a la hora de construir y evaluar las argumentaciones, que están sujetas 
a la lógica formal. Se destaca un modelo de la estructura formal de la argumentación, donde 
describe los elementos constitutivos, representa las relaciones funcionales entre ellos y 
especifica los componentes del razonamiento desde los datos hasta las conclusiones. 
Su modelo contiene los siguientes componentes: 
D = Datos: Hechos o informaciones factuales, que se invocan para justificar y validar la 
afirmación. 
C = Conclusión: La tesis que se establece. 
G = Justificación: Son razones (reglas y principios) que se proponen para justificar las 
conexiones entre los datos y la conclusión. 
F = Fundamentos: Es el conocimiento básico que permite asegurar la justificación. 
Q = Calificadores modales: Aportan un comentario implícito de la justificación; de hecho, 
son la fuerza que la justificación confiere a la argumentación. 
33 
 
R = Refutadores: También aportan un comentario implícito de la justificación, pero 
señalan las circunstancias en que las justificaciones no son ciertas. 
Destaca que los calificadores modales y los refutadores son necesarios cuando las 
justificaciones no permiten aceptar una afirmación de manera inequívoca, sino provisional, en 
función de las condiciones bajo las cuales se hace la afirmación. 
El modelo de Toulmin, adaptado a la práctica escolar, permite reflexionar con el 
alumnado sobre la estructura del texto argumentativo y aclarar sus partes, al destacar la 
importancia de las relaciones lógicas que debe haber entre ellas. Es decir, posibilita una 
metareflexión sobre las características de una argumentación científica, la profundización sobre 
cómo se establecen las coordinaciones y las subordinaciones, sobre el uso de los diferentes 
tipos de conectores. 
Por su parte la postura de Adam (1992), aporta la idea de la función persuasiva que 
tiene la argumentación, un modelo de secuencia textual y un modelo del prototipo del texto 
argumentativo. Según Adam, un texto puede estar estructurado en diferentes secuencias de 
base dado que existe la posibilidad de que se estructure de manera única. 
Es necesario resaltar que siempre hay un tipo de secuencia que destaca y que define la 
estructura dominante del texto. Por ejemplo, en una argumentación tienen cabida secuencias 
introductorias descriptivas, narrativas o de otros tipos, pero globalmente la secuencia que 
predomina es la argumentativa, con sus propias características y éste es el mensaje que le 
llega al lector u oyente, llevando a que ni el docente ni el estudiante caiga en la rigidez de la 
estructura del texto, con el fin de no eliminar su creatividad y para analizarlo de una forma más 
flexible. 
Es de destacar que Adam toma el modelo de Toulmin como base de la estructura 
argumentativa, pero analiza los textos como secuencias argumentativas encadenadas en las 
34 
 
que se puede producir el caso de que la conclusión de una secuencia sea la premisa de la 
siguiente. 
Dentro de otros aportes realizados por Jiménez, (2010) en su libro “10 ideas claves 
competencias en argumentación y uso de pruebas”, se destacan cuatro componentes 
esenciales en la argumentación: conclusión, pruebas, justificación, así como el conocimiento 
básico. 
Conclusión: el enunciado que se tiene la intención de probar o refutar las conclusiones 
que interesan en particular son las que persiguen la interpretación de los fenómenos físicos y 
naturales. 
Pruebas: las observaciones, hechos o experimentos al que se apela para evaluar el 
enunciado, es decir a aquello a lo que se refiere para demostrar si un enunciado es cierto o 
falso. 
Justificación: es el elemento que relaciona la conclusión o explicación con las pruebas. 
Conocimiento básico: son aquellos conocimientos teóricos, así como modelos leyes o 
teorías que respaldan la justificación, puede entenderse en un sentido más amplio si se 
incluyen los dominios de valores ambientales o éticos. 
En esta investigación se toman como referentes los postulados teóricos de Toulmin los 
cuales fueron construidos desde la epistemología y los de Jiménez que llevan la argumentación 
al contexto escolar. 
4.2.3 El Aula Invertida 
Hasta ahora, y de forma general, se ha valorado dentro del aula un único tipo de 
inteligencia: la capacidad de acumular información. Este punto, y en relación con la sección 
anterior, es uno de los que han sufrido la transformación más palpable. Los individuos que 
35 
 
componen el grupo dentro del aula no son iguales puesto que el conjunto de las capacidades y 
dificultades de cada uno es un universo en sí mismo. Por esta razón, los alumnos van a 
acceder, profundizar y comprender el contenido de maneras distintas. Y por esta razón, 
también, la función de guía del docente se intensifica: teniendo en cuenta las potencias y 
carencias de cada individuo, debemos analizar y, de forma creativa, señalarle el camino más 
adecuado dentro del tejido de la información (Santiago, 2018). 
Para Bermang y Sams (2014) el Flipping ayuda a la personalización de las clases dando 
la vuelta al aula, el cual establece un marco que asegura que los estudiantes reciben una 
educación personalizada, adaptada a sus necesidades individuales. Siendo útil para los 
estudiantes con dificultades, con horarios excesivos o que se las arreglan con cosas 
superficiales, cada uno, teniendo en cuenta que un solo profesor que personalice la educación 
de 150 alumnos es difícil y no funciona en el entorno educativo tradicional. La tradicionalidad, 
lleva a que se les pida que se sienten en filas ordenadas y agradables, que escuchen a un 
"experto", exponer sobre un tema, y recordar la información aprendida en un examen. Sin 
embargo, de alguna manera, en este clima, se espera que todos los estudiantes reciban la 
misma educación. La debilidad de lo tradicional enfoque es que no todos los estudiantes vienen 
a clase preparados para aprender. 
En su libro, ellos aseguran que la personalización es realmente abrumadora para la 
mayoría de los educadores, y terminan tomando el enfoque de la escopeta para la enseñanza: 
presente tanto contenido como pueden en el tiempo que tienen, y esperan que llegue a tantos 
estudiantes como sea posible. El Aula Invertida permite a los profesores personalizar 
eficazmente la educación de cada estudiante, teniendo en cuenta que esto es reproducible, 
escalable, personalizable y fácil de entender para los profesores. Con esto, el tiempo se 
reestructura por completo, los estudiantes aún deben hacer preguntas sobre el contenido que 
se ha entregado por video, por lo que generalmente respondemos a estas preguntas durante 
36 
 
los primeros minutos de clase. Esto permite aclarar conceptos erróneos antes de que se 
practiquen y apliquen incorrectamente y el resto del tiempo se utiliza para prácticas más 
extensas, como actividades dirigidas a la argumentación y la resolución de problemas. 
Tabla 1. Comparación del tiempo de clase en aulas tradicionales versus aulas invertidas. 
Aula tradicional Aula invertida 
Actividad Tiempo Actividad Tiempo 
Actividad de 
calentamiento 
5 minutos Actividad de 
calentamiento 
 5 minutos 
Repasa la noche 
anterior 
20 minutos Tiempo de 
preguntas y 
respuestas en 
video 
10 minutos 
Presentar 
contenido nuevo 
30- 45 
minutos 
Guiado e 
independiente 
practicar y / o 
actividad de 
laboratorio 
 
75 minutos 
Guiado e 
independiente 
practicar y / o 
actividad de 
laboratorio 
20 – 35 
minutos 
 
 
-------------------
-------Tomada, traducida y adaptada de Bergmann, J. & Sams, A. (2012). Flip Your Classroom: Reach Every Student in 
Every Class EveryDay. 
Bergman, (2012) indica que los estudiantes de hoy crecieron con acceso a Internet, 
YouTube, Facebook, MySpace y muchos otros recursos digitales. Ellos normalmente se 
pueden encontrar haciendo su tarea de matemáticas mientras envían mensajes de texto a sus 
amigos, envían mensajes instantáneos en Facebook y escuchan música, todo al mismo tiempo. 
Muchos de estos estudiantes informan que cuando están en la escuela, tienen que apagarse y 
hacer tonterías porque sus escuelas prohíben los teléfonos celulares, iPods y cualquier otro 
dispositivo digital. Cuando se presenta el aula invertida a los educadores, generalmente no 
tiene buena aceptación porque los adultos muestran cierta apatía a los dispositivos, al 
comenzar a voltear las clases, se nota como los estudiantes comprenden el aprendizaje digital, 
pues se está hablando su idioma. 
37 
 
López, (2014) indica que el aula invertida no consiste únicamente en grabar una clase 
en vídeo, es más, el vídeo es uno de los múltiples medios que pueden utilizarse para transmitir 
información. También se puede hacer a través de un podcast o remitiendo al alumno a una web 
donde se desarrolle el contenido a impartir. 
Indica también, el modelo de aula invertida abarca todas las fases del ciclo de 
aprendizaje (dimensión cognitiva de la taxonomía de Bloom): 
Conocimiento: Ser capaces de recordar información previamente aprendida 
Comprensión: "Hacer nuestro" aquello que hemos aprendido y ser capaces de presentar 
la información de otra manera 
Aplicación: Aplicar las destrezas adquiridas a nuevas situaciones que se nos presenten. 
Análisis: Descomponer el todo en sus partes y poder solucionar problemas a partir del 
conocimiento adquirido 
Síntesis: Ser capaces de crear, integrar, combinar ideas, planear y proponer nuevas 
maneras de hacer 
Evaluación: Emitir juicios respecto al valor de un producto según opiniones personales a 
partir de unos objetivos dados. 
4.2.2.1 Ventajas del aula invertida 
López, (2014), resalta una serie de ventajas que permiten el mejoramiento de algunos 
procesos en el aula: 
• Permite realizar al docente durante la clase otro tipo de actividades más 
individualizadas con los alumnos. 
38 
 
• Permite una distribución no lineal de las mesas en el aula, lo cual potencia el 
ambiente de colaboración. 
• Fomenta la colaboración del alumno y por tanto refuerza su motivación. 
• Los contenidos están accesibles por el alumnado en cualquier momento. 
• Involucra a las familias en el aprendizaje. 
Según UNIR, en su artículo publicado en el 2020 denominado Flipped Classroom, las 
claves de una metodología rompedora se destacan otras ventajas como: 
✔ Los alumnos son los protagonistas. 
“El alumnado es el protagonista de su propio aprendizaje y se implica desde el primer 
momento ya que les dota de responsabilidades, pasando de ser sujetos pasivos a activos. 
Pasan a ser actores en lugar de espectadores porque trabajan, participan, plantean dudas, 
colaboran en equipo, se organizan y planifican para realizar proyectos o resolver problemas”. 
✔ Consolida el conocimiento. 
“Este método da más tiempo para resolver dudas y consolidar conocimientos en clase. 
Al haber trabajado los contenidos y conceptos en casa, el tiempo en el aula puede dedicarse a 
resolver dudas, solucionar dificultades de comprensión o aprendizaje y trabajar los temas de 
manera individual y colaborativa”. 
✔ Favorece la diversidad en el aula. 
“Los alumnos pueden dedicar todo el tiempo que quieran a revisar los contenidos, para 
llegar a la comprensión perfecta. La ayuda de las nuevas tecnologías es fundamental: si los 
alumnos están visualizando una lección a través de un vídeo o gráfico interactivo, pueden 
39 
 
pausarlo y repetirlo tantas veces como deseen. Además, en función de las dudas que tenga el 
alumno, el profesor puede realizar las adaptaciones pertinentes”. 
✔ Aprendizaje más profundo y perdurable en el tiempo. 
“Algo muy útil para desenvolverse sin problemas en la sociedad. Se consigue cuando el 
docente invierte más tiempo para crear, analizar y aplicar los conocimientos a la vida real. 
Además, la metodología Flipped Classroom tiende a que los alumnos recuerden o memoricen 
lo mínimo posible, la compresión es la base”. 
✔ Mejora el desarrollo de las competencias por el trabajo individual y colaborativo. 
“Desde las primeras etapas se fomenta la autonomía del alumno y promueve la 
competencia digital mediante el uso de nuevas tecnologías. También se desarrollan habilidades 
para organizarse, planificarse, intercambiar opiniones o tratar la información gracias al trabajo 
colaborativo”. 
✔ Mayor motivación en el alumno. 
“Identifican el método de aprendizaje como algo novedoso y divertido siendo 
conscientes de que son ellos los que asumen responsabilidades, toman decisiones, participan y 
trabajan mano a mano con sus compañeros para alcanzar objetivos comunes”. 
Por su parte es posible resaltar que existen estructuras que se pueden seguir para 
implementar el aula invertida (Margulieux, 2013). 
1) Seleccionar o producir el material digital: Se puede invertir la clase con un video, una 
infografía, una línea de tiempo, una presentación audiovisual, un afiche digital, etc. El docente 
puede seleccionar un material ya producido o componerlo él mismo, utilizando diferentes 
plataformas online o software comercial o libre. 
40 
 
2) Producir las actividades para asegurar el visionado/ lectura y diagnosticar la 
comprensión del material: Se puede realizar y administrar un cuestionario con las herramientas 
de encuestas en línea de Google Docs o SurveyMonkey. A su vez, existen plataformas 
específicamente educativas como EDpuzzle o Educanon, en donde se pueden editar, agregar 
preguntas y narración en off a los videos que se deseen emplear en la inversión. 
3) Distribuir el material digital: Puede emplearse el correo electrónico, un grupo de 
Facebook, Edmodo, el campus virtual de la institución o las mencionadas plataformas de 
producción de videos educativos. 
Estas etapas son realizadas fuera del aula. En ellas, el docente cumple un rol central, ya 
que actúa como productor de contenidos digitales educativos, distribuidor de esos mismos 
materiales y evaluador del aprendizaje de los estudiantes. 
Dentro de las actividades de clase invertida dentro del aula, los estudiantes se asumen 
como protagonistas de su propio proceso de aprendizaje. El docente, por su parte, asume un 
papel de guía en dicho proceso. La clase invertida cambia el paradigma tradicional del rol del 
maestro, ya que éste se convierte de “expositor” a “facilitador y modelador” del aprendizaje de 
sus alumnos. 
1. Introducción: El docente presenta los contenidos que los estudiantes han trabajado 
con el material digital y que seguirán trabajando en el aula. 
2. Resolver dudas y puesta en común: El docente responde las preguntas de los 
estudiantes con respecto a los temas que se desarrollaron en el material digital. A su 
vez, se realiza una puesta en común del cuestionario o de las actividades que 
fueron administradas de forma online. 
3. Actividades en el aula: Luego de haber trabajado con el material digital, los 
estudiantes profundizan la comprensión de los contenidos a través de actividades en 
41 
 
el aula basadas en un aprendizaje activo y colaborativo, en donde se potencia 
además la corrección entre pares y la retroalimentación permanente entre los 
estudiantes y entre ellos y el docente. Existen múltiples actividades didácticas y 
estrategias de enseñanza que se pueden desarrollar, entre las cuales podemos 
mencionar el aprendizaje basado en problemas, los proyectos de investigación y los 
debates. 
4. Cierre: El docente realiza la puesta en común de la actividad central y anuncia y 
describe el próximo material digitalque publicará y distribuirá. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
5. Metodología 
En el presente capítulo se plantea según Sabino (1992), el marco metodológico, el cual 
representa la parte ejecutante del proceso de la investigación, las técnicas, formas e 
instrumentos de todo tipo que intervienen en la marcha del estudio. 
De esta forma, se señala todo lo relacionado con metodología aplicada en la 
investigación. 
Esta investigación busca comprender la relación de la argumentación en ciencias y la 
implementación de una estrategia de aula invertida desde una mirada comprensiva, al 
interpretar los datos antes, durante y después de la unidad didáctica, al permitir la visión del 
fenómeno con el apoyo de las tecnologías (TIC) para fortalecer lo conceptual y tomar el aula 
como espacio generador de argumentos, apoyados en diferentes momentos e instrumentos 
para la interpretación y comprensión profunda de los fenómenos asociados a la herencia 
genética. 
5.1 Enfoque Metodológico 
Según los planteamientos de Chávez (2015), el tipo de investigación se determina “de 
acuerdo al problema que se desee responder, los objetivos de estudio que se pretenda lograr y 
la disponibilidad de recursos”. 
El enfoque metodológico de la presente investigación es de carácter cualitativo de corte 
comprensivo. Las investigaciones caracterizadas como cualitativas requieren que el 
investigador busque y comprenda las motivaciones del grupo estudiado, abandonando su 
óptica personal, desde un enfoque global y flexible, en donde se establece una relación directa 
entre el observador y el observado, logrando la construcción total del fenómeno, desde las 
diferencias individuales y estructurales básicas. (Trujillo, et al 2019). Este tipo de 
investigaciones permiten una mirada más profunda a los fenómenos en educación, donde es 
43 
 
posible dar a los estudiantes participación activa en cada una de las etapas, lo que permite que 
el docente investigador participe desde el aula. 
Dicho enfoque, se guía por áreas o temas significativos de la investigación, sin 
embargo, en lugar de que la claridad sobre la pregunta de investigación e hipótesis preceda a 
la recolección y análisis de los datos (como en la mayoría de los estudios cuantitativos) los 
estudios cualitativos pueden desarrollar preguntas e hipótesis antes, durante o después de la 
recolección y el análisis de los datos. Con frecuencia, estas actividades sirven, primero, para 
descubrir cuáles son las preguntas de investigación más importantes y después, para refinarlas 
y responderlas. 
Esta es una investigación cualitativa que, realizada con métodos comprensivos, según 
Bisquerra (2009) tiene como objetivo describir e interpretar la realidad educativa desde dentro. 
Fundamentada básicamente en la fenomenología, que señala al sujeto como productor de 
conocimiento que se construye a partir de lo que subjetivamente percibe, prioriza el 
acercamiento del fenómeno a partir de la experiencia del sujeto, de la finalidad que le atribuye. 
Con esto se busca priorizar una comprensión de las acciones e interrelaciones que se 
despliegan en un contexto, en este caso presentes en el grado noveno de la institución, que 
busca incentivar en las estudiantes la capacidad argumentativa cuando se desarrollan 
actividades asociadas a la herencia genética, lo que permite comprender de manera subjetiva, 
las descripciones, interpretaciones de un fenómeno natural estudiado asociándolo a la 
cotidianidad, dando sus puntos de vistas basadas en los conocimientos previos y adquiridos a 
manera de lenguaje científico. 
5.2 Tipo de estudio 
Estudio de caso 
En esta investigación se establece el uso de estudio de caso, visto como una 
herramienta valiosa, que permite identificar, medir y registrar la conducta de las personas 
involucradas en la temática. Además, con el estudio de caso los datos pueden ser obtenidos 
44 
 
desde una variedad de fuentes, tanto cualitativas como cuantitativas; tales como, documentos, 
registros de archivos en formato de fotografías o videos, entrevistas directas, observaciones 
directas de los participantes y los procesos. 
Para lograr esto, se definen los mecanismos para identificar la aplicación de 
instrumentos que respondan a las situaciones propuestas, contando con un esquema y un 
cronograma de las actividades que deben ser realizadas durante la obtención de las 
evidencias. 
Yin (1989) es uno de los principales autores en la investigación con estudio de casos, 
considera el método de estudio de caso apropiado para temas que se consideran 
prácticamente nuevos, pues en su opinión, la investigación empírica tiene los siguientes rasgos 
distintivos: 
• Examina o indaga sobre un fenómeno contemporáneo en su entorno real 
• Las fronteras entre el fenómeno y su contexto no son claramente evidentes 
• Se utilizan múltiples fuentes de datos, y 
• Puede estudiarse tanto un caso único como múltiples casos. 
Los estudios de caso pueden versar sobre un solo caso o sobre múltiples casos 
De aquí se derivan, según Yin (2009, pág. 46), cuatro posibles tipos de diseño para los 
estudios de caso: 
● (Tipo 1): diseños para un solo caso, considerado holísticamente como una sola unidad 
de análisis. 
● (Tipo 2): diseños para un solo caso, pero con sub-unidades de análisis contenidas 
dentro del caso. 
● (Tipo 3): diseños para múltiples casos, considerando cada uno de ellos 
holísticamente. 
● (Tipo 4): diseños para múltiples casos, pero conteniendo cada uno de ellos 
subunidades. 
45 
 
En esta investigación se destaca el diseño Tipo 2, por lo que se presenta un caso con 
cuatro subunidades dentro del caso. 
Delimitación y definición del caso: 
La selección del caso es de carácter teórico de acuerdo con la pertinencia de la 
problemática estudiada, éste cuenta con los siguientes criterios: es una experiencia de 
enseñanza y aprendizaje mediada por una estrategia de aula invertida en educación 
secundaria, en dicha experiencia se identifica un principio, un desarrollo y un final como ocurre 
en las unidades didácticas, además incluye todos los componentes propios de ésta, es decir: 
objetivos, contenidos, actividades de enseñanza y aprendizaje y evaluación. 
En este sentido, la unidad didáctica (UD) denominada La herencia genética: 
aprendiendo desde el aula invertida se desarrolló en la asignatura de Biología, del área de 
Ciencias Naturales de grado noveno en una institución de carácter oficial, ubicada en la costa 
norte de Colombia, de estudiantes mujeres de estratos socioeconómicos medio-bajo. El análisis 
se realizó con uno (1) de los tres (3) novenos con estudiantes en edades comprendidas entre 
los 14 y 17 años, teniendo en cuenta 4 de estos, clasificadas en estudios de casos aplicados 
con criterios de valoración según los niveles básicos de la argumentación, posterior a la etapa 
1. 
Se seleccionó el grado noveno debido a que, en el plan de estudios de la institución, 
están contemplados los contenidos de genética, tal como se soporta en los estándares básicos 
por competencia y los derechos básicos de aprendizaje emitidos por el Ministerio de Educación 
Nacional (MEN). Para la participación de las estudiantes, se socializó con los padres (Anexo 4) 
y se soporta la conectividad con la caracterización realizada por la institución en cada inicio del 
año escolar. (Anexo 1). 
La unidad didáctica se desarrolla en 6 intervenciones adicional a los tiempos de 
diagnóstico y aplicación de instrumento final, el cual permite reconocer el aprendizaje de las 
46 
 
estudiantes. Durante este tiempo de intervención las estudiantes además de familiarizarse con 
los conceptos básicos de la genética que le permitan dilucidar la importancia de esta para la 
sociedad al tener en cuenta los avances frente a los procesos de manipulación genética y el 
auge de la biotecnología en nuestro diario vivir. Se apoyan en metodologías como el aulainvertida que permiten transformar y desarrollar habilidades como la argumentación científica, 
dándole la vuelta a la clase, usando plataformas digitales adquiridas por la institución, lo que 
lleva al aula en un espacio que propicia la argumentación y el uso de las tecnologías. 
5.3 Unidad de trabajo 
La presente investigación se realizó un análisis comprensivo con 4 estudiantes de un 
total de 28 de noveno grado, de la institución educativa distrital Familia de Nazaret de la ciudad 
de Riohacha, La Guajira, Colombia. 
 
5.4 Unidad de análisis 
En este trabajo la unidad de análisis es la transformación de. los procesos 
argumentativos de las estudiantes del grado noveno de la Institución Educativa Distrital Familia 
de Nazaret en el aprendizaje de la Herencia Genética cuando se incorpora la estrategia 
metodológica del aula invertida. 
5.5 Procedimiento e instrumentos para la recolección de datos 
De acuerdo con las coordenadas metodológicas relevantes para la comprensión de los 
procesos argumentativos sobre herencia genética desplegados por estudiantes en aula 
invertida y acorde con el estudio de caso, se sigue la propuesta de Yin (1994, 2006) y Stake 
(1995). 
Se desarrolló un estudio de casos con 4 estudiantes, teniendo en cuenta los casos 
múltiples, pues son considerados como una herramienta poderosa porque permiten la 
replicación y la extensión entre casos individuales. Para ello, se utilizaron instrumentos con 
respuestas escritas: cuestionario inicial CI (Anexo 3) y cuestionario final CF (Anexo 6), registros 
47 
 
en las fichas de observación de las intervenciones FO (Anexo 5) durante la aplicación de la 
estrategia didáctica y respuestas orales a las entrevistas semiestructuradas ESE (Anexo 2) 
asignando un código a los estudiantes (E y un número del 1 al 4) para cada uno de los 
instrumentos, se aplicó el instrumento inicial al grupo de trabajo y se eligió según los criterios 
de la rúbrica de argumentación, para este caso, se tomó 1 estudiante por nivel. 
Inicialmente, se buscaba identificar cómo se desarrollan los procesos argumentativos de 
los estudiantes en el aprendizaje de la genética con el CI y la ESE, luego se realizó una 
intervención pedagógica en la que se busca dar la vuelta a la clase, llevando a las estudiantes 
al desarrollo de la habilidad argumentativa, mediante la observación y registro en videos, 
apoyado con una bitácora y una FO. 
Seguidamente se observaron los resultados del CF apoyado de una rejilla de 
seguimiento donde se indica el nivel en el que se encuentran las estudiantes, una vez 
finalizada la intervención. 
En estos instrumentos se analizó la estructura del texto argumentativo, caracterizando la 
presencia de secuencias datos-conclusión y conclusión-justificación, y de algunos 
componentes (datos, conclusión, justificación, fundamentación teórica y contraargumentos); se 
establece la presencia de las relaciones con la estructura argumentativa predominante, 
teniendo en cuenta desde los criterios mínimos para considerar que un texto, o un discurso, es 
argumentativo. 
Tal como se mencionaba, el esquema a seguir lleva a la lectura y relectura de las 
argumentaciones de las estudiantes y notas del investigador en el trabajo de campo, 
organización de los datos recolectados a través del uso de códigos evitando usar los nombres 
de las estudiantes, el cual se ve contrastado con la aplicación del segundo instrumento al 
finalizar el trabajo de campo. 
48 
 
Sobre los mecanismos dirigidos a garantizar la calidad de la investigación, mediante el 
cual se establece la recolección sistemática de información antes, durante y después de la 
unidad didáctica así. 
5.5.1 Primera fase: Diagnóstico 
3.5.1.1 Instrumento de identificación inicial. (Ver anexo 3) 
Tabla 2. Primera fase. Recogida de información previa al inicio del caso. 
Acciones Instrumentos 
Consultar con el grupo de interés sobre la autorización para participar 
voluntariamente en el proceso investigativo mediante los accesos de 
registro de la plataforma de Classroom. 
Si bien este no es un instrumento, se hace necesario el apoyo de este 
recurso para poder desarrollar los procesos de recolección de 
información frente a grabaciones de entrevistas e implementación de la 
UD. 
Consentimiento informado 
Permite observar una mirada desde la autoevaluación de como las 
estudiantes consideran que se encuentran. 
Contrato didáctico 
Indagar con las estudiantes para conocer sus ideas previas de la 
temática, así como identificar algunas características de la 
argumentación oral. 
Entrevista inicial 
Recolección de información frente al estado inicial en manejo de 
conceptos básicos, uso de datos, conclusiones y justificaciones. 
Cuestionario inicial 
Obtener información disponible sobre la planificación de la unidad 
didáctica. 
Diseño tecno-pedagógico. 
Guía didáctica 
 
Un cuestionario para realizar una entrevista según Bisquerra (2009), permite al sujeto 
entrevistado responder con toda amplitud y sin cortapisas, si bien presenta dificultades para 
cuantificar, organizar y analizar las respuestas; en esta investigación, se busca identificar los 
conocimientos teóricos que indiquen el dominio conceptual y procedimental en problemas 
contextualizados, teniendo en cuenta su capacidad argumentativa frente a aprendizajes 
49 
 
básicos de Herencia genética y su importancia para la determinación de características físicas, 
comportamentales y patológicas. 
Para esta fase de la investigación se diseñaron instrumentos que permitían dar cuenta 
de cómo asocian la herencia a factores de la cotidianidad, así como también, con el estudio de 
un caso para generar respuestas argumentativas sobre el concepto de genética. 
El cuestionario fue diseñado por el autor de esta investigación, las preguntas hacen 
referencia a la solución de problemas relacionados con la herencia, los cruces genéticos y la 
transmisión de características hereditarias con validación por doble vía: pilotaje y juicio de 
expertos (Hernández, 2014). 
Se enviaron los diseños de los instrumentos y las preguntas son revisadas por expertos, 
por su parte el instrumento se valida con las estudiantes de otro grupo del mismo grado y la 
misma institución, que no hacen parte de la investigación. (Anexo 2 y 3) 
5.5.2 Segunda fase: Unidad didáctica 
Para el diseño de la actividad se tuvo en cuenta los Estándares Básicos por 
competencia emitidos por el Ministerio de Educación Nacional, así como los Derechos Básicos 
de Aprendizajes y las Matrices de Referencias para grado noveno (Anexo 9, 10 y 11) 
Posterior a esto se procedió a hacer la selección de los videos teniendo en cuenta que 
sean de corta duración, tratando que estos sean más prácticos y fáciles de comprender. 
Luego de diseñar la actividad se procedió a la implementación de la estrategia aula 
invertida, para lo cual se utilizó la herramienta gratuita Classroom, asociadas a una cuenta de 
Google, en este caso, institucional. La herramienta Classroom permite no solo la creación de 
una clase, sino que también pueden observar los videos, hacer comentarios, subir y descargar 
contenido suministrado por el docente. 
Lo que se esperaba era que las estudiantes desarrollaran actividades como observar 
videos, diapositivas, infografías entre otras que le permitan comprender los conceptos de 
herencia genética desde cualquier dispositivo móvil o equipo de computación. 
50 
 
Posteriormente a esto se realizó la clase, de manera presencial apoyados en el uso de 
herramientas digitales, donde inicialmente se hace una puesta en común de lo observado en el 
material suministrado y pudieran aclarar sus dudas, para luego realizan actividades que 
permitían desarrollar la capacidad argumentativa, ya sea de manera individual o por grupos en 
trabajo colaborativos. Convirtiéndose el docente en un mediador del proceso y no como un 
transmisor del conocimiento. 
Para cada una de