DIRECCIÓN:Francisco Javier Perales Palacios

Pedro Cañal de León

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DIDÁCTICA DE LAS CIENCIASEXPERIMENTALES., ,

TEORIA y PRACTICA,DE LAENSENANZA DE LAS CIENCIAS.

!il ,.;~M f+1~{>~~ ernALCOY 2000

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LA ENSEÑANZA Y ELAPRENDIZAJEDEL CONOCIMIENTO BIOLÓGICO

Enrique BanetUniversidad de Murcia

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INTRODUCCIÓN

Conocer las interacciones entre los seres vivos y el medio físico en el que éstos sedesarrollan, comprender los mecanismos responsables de la transmisión de las caracterís-ticas hereditarias o identificar los aspectos básicos de la estructura celular de los organis-mos, son, entre muchos otros, contenidos habituales en la enseñanza de la Biologíadurante la educación secundaria. También lo son -o deberían serio- desarrollar determi-nadas capacidades relacionadas con la puesta en práctica de estrategias de investigación(emisión de hipótesis, realización de diseños para contrastarlas, recogida e interpretaciónde datos, elaboración de informes ...) que permitan a los estudiantes proponer solucionesfundamentadas a determinados problemas rnedioameientales o relacionados con su ali-mentación; así como fomentar comportamientos saludables en estos dos ámbitos, o en losde sexualidad, higiene ...; referencias irrenunciables en la formación de los estudiantes.¿Acaso conocer ciertos detalles sobre la estructura de las plantas, o sobre los procesos denutrición ... es más importante que formar ciudadanos respetuosos con el medio natural ocon los comportamientos sexuales de otras personas, sólo por el hecho de ser diferentes?

Como consecuencia de kilo, y tomando como referencia de nuestras consideracionesla Educación Secundaria Oblígatoria (ESO), en este capítulo analizaremos cuál puede serla contribución de la Biología a la formación de los estudiantes (12-16 años), revisaremosalgunos datos disponibles en relación con la enseñanza y el aprendizaje de esta discipli-na, y los concretaremos haciendo referencia al desarrollo de unos contenidos -Los ali-mentos y la alimentación-- de particular importancia en estos niveles educativos.

1. CONTRIBUCIÓN DE LA BIOLOGÍA A LA FORMACIÓN DE ESTUDIANTES DEEDUCACIÓN SECUNDARIA

El punto de partida de nuestro análisis será presentar una perspectiva general sobrecómo la Biología puede: a) promover conocimientos conceptuales sobre las caracterís-ticas, causas y consecuencias de fenómenos biológicos de interés educativo general; b)favorecer el aprendizaje de determinadas destrezas manuales y habilidades de investiga-ción, como manera de contribuir al desarrollo de las capacidades intelectuales de losestudiantes, y a que comprendan mejor la naturaleza de la ciencia y del trabajo científico;y desde una perspectiva de gran relevancia formativa, e) contribuir al desarrollo de con-ductas adecuadas y saludables, tanto desde el punto de vista personal como social.

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1.1. Conocimiento conceptual sobre fenómenos biológicos de interés general

Desde un punto de vista conceptual, la Biología debe proporcionar a los estudiantes -de ESO unos conocimientos elementales, pero a la vez suficientes, para reconocer la uni-dad y diversidad de los seres vivos, comprender los aspectos básicos relacionados con suestructura y funcionamiento -en particular, en relación con las personas-, identificar lasrelaciones que los seres vivos establecen con el medio en el que viven ... Sin embargo, laselección y el desarrollo de los contenidos de enseñanza no sólo se deberían realizardesde la perspectiva de la formación científica de los estudiantes, como preparación paracursos superiores, sino que también deben considerar el grado en el que estos aprendi-zajes pueden contribuir a proporcíonarles las herramientas conceptuales que les permi-tan: a) evaluar los beneficios personales y/o sociales que de ellos se derivan de determi-nados comportamientos; y b) interpretar un buen número de acontecimientos que suce-den fuera de las aulas (noticias que se escuchan, se leen, se comentan: ¿qué son los ali-mentos genéticamente modificados?, ¿es necesario llevar paraguas para evitar la lluviaácida?).

l. Las personas y la 'o El cuerpo huniano. o Hábitos de alimentación o Identificar errores y mitos relcdonc-salud. Nutrición. Clasificacióny equilibrados. dosconla alimentación.

funcionesde losalimentos. o Pautasadecuadasde com- • Valorarde forma adecuada informa-• Reproducción sexual y portomiento sexual. Pre- cionesrelacionadasconla sexualidado

sexualidad. venciónembarazos. comportamientossexuales(SIDA). i ir;;'"• Funciones de relación y • Hóbitossaludablesen rela- • Comprenderlas informaciones que

coordinación ciónconel alcohol,tabaco sobrelosefectosdel consumode drogay otrasdrogas. seproducenen el ómbitosocial.

2. Las seres vivas. l. Diversidady unidadde los • Conductasrespetuosascan • Valorar la importancia de los seresseres vivos. Estructura losseresvivos. vivos en el progreso tecnológico ycelular. social.

• Nutrición,relacióny repro-ducción.

a¡,_ oo"'m " lníerocdones •• 1os eress- '" (.ro.,""',"',, -. •••norer las •••• y",".'"""vivos y medio fisico. temas. . tuososconel mediofisico. de ladisminuciónde la capade ozono,

• Intervenciónhumano en ' deforeslación,incendiosprovocados.el medionatural.

4. Heren~~a biológica y l. Localización y trans- • Respetopor los diferen- • Comprenderlo información relacio-Evoluaon misión de característicos- cias individualesque res- nodoconlodonación,manipulaciónde

hereditarias. pondena causasheredita- materialgenético,pruebasde ADN,ali-• Evolución de los seres rios. mentosIransgénicos.

vivos.

Cuadro 19.1. Algunos ámbitos de influencia del aprendizaje conceptual en Biología.

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En este sentido, en el cuadro 19.1 presentamos, como primera aproximación, algunosejemplos de la incidencia que puede tener el conocimiento conceptual de la Biología endos ámbitos de interés para la formación de los estudiantes (social y de conducta), confrecuencia relegados durante la enseñanza, y que diferenciamos únicamente con el pro-pósito de resaltar su importancia educativa.

1.2. La Biología y los procedimientos científicos

Como disciplina experimental, el estudio de los fenómenos biológicos en aulas desecundaria permite, además, que los estudiantes pongan en práctica y, como consecuen-cia de ello, aprendan determinadas estrategias que les aproximen a los métodos de traba-jo que caracterizan la investigación científica; circunstancia que confiere un valor formati-vo añadido al aprendizaje conceptual, al permitir que los estudiantes comprendan mejorla naturaleza de la ciencia y del conocimiento científico, el carácter provisional de lasteorías científicas, la importancia del trabajo en equipo ...

Los contenidos procedimentales tienen sus referentes en los propios métodos de laciencia y su aprendizaje supone la puesta en práctica de determinadas estrategias, que sepueden describir como destrezas manuales (como por ejemplo el manejo del microsco-pio o de equipos de disección), estrategias de investigación (formulación de hipótesis oelaboración de diseños experimentales) y habilidades de comunicación (utilízación dedistintas fuentes de información, elaboración de informes).

En el cuadro 19.2 presentamos algunos ejemplos de procedimientos cientificos que sepueden desarrollar cuando se estudian los procesos biológicos, señalando algunos ámbi-tos de la Biología en los que pueden..ser puestos en práctica y, por tanto, aprendidos.

l. Manipulación de material especifico. Observación yclasificación de objetos y fenómenos.

2. Identificación de problemas; formulación de hipótesis;elaboración de diseños experimentales; identificacióny control de variables; técnicas de investigación;recogida, análisis e interpretación de datos, análisisde resultados; elaboración de conclusiones, elabora-ción de informes.

3. Análisis y utilización de distintas fuentes de informa·ción; elaboración de informes. .

o Prócticasde microscopía,disecciónde seresvivos,utilizaciónde la lupabinocularpara loobservaciónde plantasy animales.Clasificaciónde ani-males,plantasy alimentosalendiendoa distintoscriterios

• Estudiode las accionesdigestivas(so~va,pepsinal• Experienciasrelacionadasconla fotosíntesis;o Interpretaciónde análisisde songre,orina,electrocardiogramas...o Estudiodelcrecimientode lasplantos.• Estudiode la germinaciónde la semUla.o Anólisisde lo interacciónde losorQllnismosconel mediofisico.• Resoluciónde problemasde papel y lópizsobre la transmisiónde los

característicashereditarias;sobre losfluctuacionesde losorganismosenlosecosistemas...

/o Entodoslosámbitos,en particularen relacióncon:alimentosy alimenta-

ción,etiquetas, fraudes, consumo;sexualidadhumano;problemas desaludindividual,escolaro de la comunidad...

Cuadro ]9.2. Estudio de los procesos biológicos y aprendizaje de procedimientos científicos.

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Con objeto de simplificar este análisis y, sobre todo, para clarificar mejor estas relaciones,los hemos agrupado en tres categorías: a) destrezas manuales, habilidades de observa-ción y clasificación; b) estrategias de investigación; y c) habilidades de comunicación.

En todo caso, si los profesores pensamos que los estudiantes deben aprender a mane-jar con cierta destreza el microscopio (instrumento que muchos de ellos consideran ade-cuado para observar una mosca y que, con frecuencia confunden con la lupa binocular),a elaborar diseños experimentales (para determinar los factores necesarios para la germi-nación de una semilla o para investigar sobre el comportamiento o las adaptaciones dedeterminados seres vivos, según las características del medio en el que desarrollan), o aexpresar por escrito -y con cierto rigor-los resultados y conclusiones de algunos de lostrabajos prácticos que realizan (jsi es posible, sin cometer faltas de ortografíal), puede sernecesario introducir cambios importantes en nuestra práctica educativa, ya que estospropósitos requieren el desarrollo de actividades de enseñanza que proporcionen a losestudiantes suficientes oportunidades para ejercitar estos procediinientos, aspecto al quenos referiremos después.

1.3. Desarrollo deact~tudes a partir del estudio de la Biología

Educar implica, además, intentar que los estudiantes: a) desarrollen comportamientospersonales adecuados (en relación con la alimentación, la higiene, o el medio ambien-te ...); b) adquieran ciertos hábitos de trabajo propios de la ciencia (rigor en la recogida yen el análisis de datos cuando estudian, por ejemplo, algunos problemas relacionadoscon la salud individual); y también que c) sean capaces de vzíorar la repercusión socialde la ciencia (por ejemplo, la incidencia del conocimiento cientifico en el progreso tec-nológico y el bienestar personal y social).

En el cuadro 19.3 presentamos de forma resumida algunas actitudes que se puedenfomentara partir del estudio de la Biología, señalando aquellos contenidos con los quese relacionan en mayor medida. Para ello, hemos diferenciado cuatro ámbitos: a) salud ydesarrollo personal; b) medio natural; e) hábitos de trabajo característicos de la ciencia;y, por último, d) relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad.

Algunas de estas actitudes son comunes a otras disciplinas científicas, otras seencuentran estrechamente vinculadas con el ámbito de estudio de la Biología, y confie-ren un interés específico a la formación que, desde esta disciplina, podemos proporcio-nar a los estudiantes de educación obligatoria:

• Así, por ejemplo, en relación con la alimentación equilibrada, podríamos destacar elinterés educativo que tiene sensibilizar a los estudiantes sobre la importancia deseleccionar los alimentos que consumen, atendiendo a criterios saludables (jelrechazo a las verduras y hortalizas suele ser clamoroso en estas edadesl); intentarfomentar actitudes de rechazo frente a otros productos (golosinas y otras sustanciascon elevado contenido de grasas saturadas de origen animal, ciertas bebidas refres-cantes ..., a pesar de sus preferencias personales); despertar el interés por la infor-mación que proporciona la lectura de las etiquetas de los productos envasados;analizar de manera reflexiva la publicidad sobre estos aspectos ...

• Desde otros ámbitos que tienen que ver con la salud personal, sería necesariofomentar actitudes de rechazo hacia el consumo de alcohol, tabaco y otras drogasilegales; desarrollar hábitos de higiene corporal...

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l. Salud y desarrollo personal

• Actitudes soludables en relación con la anmentación y el con-sumo, o la sexuandad.

• Hábitos de higiene personal; actitud crítica onte el consumode drogas.

2. En relación can el media natural

• Cuidado y respeto por el medio natural.• Valoración del impacto ambiental de las actividades humanos.

3. Hábitos de trabaja

• Trabajo en equipo.• Rigor y precisión en la recogida de datos, en la obtención de

conclusiones.• Interés por utilizar distintas fuentes de información.

4. Nafliraleza e incidencia social de la Genria

• Toma de concienda de la incidencia del progreso cientinco enla sociedad y en la calidad de vida.

• Valoración de las limitaciones de la ciencia.• Provisianalidad del conocimiento cientílico.

• Alimentación, salud y consumo. Reproducción y sexualidadhumanas.

• Manipulación de alimentos. Procesos de nutrición (sistemadigestivo, respiratorio ...) y relación.

• Relaciones entre los seres vivos. Interacciones entre los seresvivos y el medio físico. Interacción del hombre con la naturale-za.

• Trabajos prácticos sobre fenómenos biológicos (nutrición de lasplantas, estudio de la dieta, estudio de ecosistemas .. .l,

• Estudios bibliográficos (enfermedades relacionadas con la ali-mentación, sexualidad, impacto ambientaL).

• Relación ciencia, técnica y sociedad (antibióticos, vacunas,detección precoz de enfermedades, aporta- ciones de laBiología a la industria.alimentariá .. .l.

• SIDA, cáncer ...• Historia del conocimiento científico sobre la evolución de los

seres vivos, la herencia biológico ...

Cuadro 19.3. Algunos ejemp'los sobre la contribución de la Biología al desarrollo de actitudes.

• Asimismo, sería conveniente desarrollar pautas de conducta positivas con relación ala sexualidad de los estudiantes; propiciar actitudes saludables en relación con lasenfermedades de transmisión sexual; favorecer comportamientos de tolerancia, res-peto y comprensión hacia la sexualidad de los demás ...

• En lo que hace referencia al medio ambiente habría que resaltar aquellas actitudespositivas relacionadas con el cuidado y respeto de animales y plantas o del mediofísico (participar en actividades de repoblación forestal, de reciclaje de materia-les ...); así como fomentar la sensibilización de los estudiantes ante la problemáticaambiental que se deriva de actuationes humanas que repercuten negativamente enel medio natural (industrias contaminantes, residuos radioactivos o de explotacio-nes mineras, el papel y las industrias papeleras, la valoración del agua como unrecurso escaso, el agotamiento de los recursos naturales ...).

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2. ALGUNAS REFLEXIONES SOBRE EL APRENDIZAJE EN EL ÁMBITO DE LABIOLOGÍA

Conceptos, procedimientos y actitudes son, por tanto, referencias importantes paralos profesores cuando se seleccionan objetivos educativos relacionados con la enseñanzade la Biología; sin embargo, la experiencia nos dice que lograr que los estudiantes apren-dan no resulta una tarea fácil, incluso después de la instrucción reiterada.

Aunque son muchos los factores que pueden explicar estas circunstancias, uno de losque más pueden influir en estos éxitos o fracasos tiene que ver con la necesidad de com-prender las estrategias cognitivas que utilizan los estudiantes para aprender ciencias. EnPozo y Gómez Crespo (1998) se puede encontrar un interesante análisis relacionado conel aprendizaje de las ciencias.

Si bien las actividades de enseñanza deben permitir que los estudiantes aprendansimultáneamente en relación con los tres tipos de contenidos que venimos señalando,nos vamos a referir por separado al aprendizaje de conceptos, procedimientos y actitu-des, con objeto de facilitar nuestro análisis, y así resaltar la problemática específica quese presenta en cada caso.

2.1. Aprendizaje de conceptos en Biología

En este apartado nos vamos a referir a dos aspectos importantes: a) las concepciones-alternativas a las científicas- que mantienen los estudiantes de ESO sobre conceptosque constituyen referencias importantes en la enseñanza de la Biología en estos niveleseducativos; b) el significado que tienen estos conocimientos cuando abordan nuevassituaciones de aprendizaje.

a) Concepciones de los estudiantes. Desde hace muchos. años, la investigación educa-tiva viene describiendo cómo los estudiantes tienen explicaciones sobre los fenó-menos biológicos, que difieren de los' aceptados desde el punto de vista científico.Estas concepciones se pueden formar de manera espontánea, como consecuenciade sus percepciones sobre los fenómenos naturales (las plantas se alimentan bási-camente de agua y de los nutrientes contenidos en el suelo; ¿o no se riegan y abo-nan los árbolesr), pueden tener como referencia una cultura popular, muy arraiga-da en la sociedad (el agua engorda); o se originan a través de ciertas analogías queestablecen los estudiantes para explicar los procesos biológicos (dado que lasplantas necesitan luz para vivir, las semillas también necesitarían este elementopara germinar, isin pararse a pensar que este proceso tiene lugar generalmentebajo tierra!). En otros casos se propician en el ámbito educativo (cuando profeso-res y/o libros de texto, en un intento de simplificar, nos referimos a la respiracióncomo un proceso que consiste en tomar oxígeno y eliminar dióxido de carbono).

Como consecuencia de estos estudios existen numerosos datos sobre las concepcio-nes alternativas de los estudiantes en diferentes ámbitos de la Biología, evidencias deque son persistentes a la enseñanza, y también de que con cierta frecuencia, pasan desa-percibidas para los profesores, incluso cuando se trata de aspectos realmente significati-vos:

" Así sucede con una de las nociones básicas de la Biología: "toda vida procede de

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otra preexistente'. Este principio elemental descartó en el siglo XIX las explicacio-nes científicas sobre la generación espontánea, gracias fundamentalmente a los tra-bajos Pasteur. Sin embargo, muchos estudiantes no encuentran ninguna corítradic-ción en señalar que las semillas (cuando se les pone como ejemplo una lenteja, unaalubia ...) no son seres vivos, aunque admitan que si éstas se ponen en condicionesadecuadas de humedad y temperatura (muchos incluirán también la luz), de ellassurgirá una planta que, por supuesto, si suelen considerar como un organismo vivo.

• También son capaces de resolver correctamente problemas de genética mendelianasobre vegetales (guisantes lisos o rugosos, plantas de tallo largo o corto ...), aunqueafirmen que las plantas no tienen reproducción sexual (¿quién ha observado estecomportamiento en los vegetales?), cromosomas o genes. Todo ello a pesar dehaber estudiado la estructura de la flor y el proceso de reproducción (polinización,.fecundación, formación del fruto y la semilla ...).

Es evidente que no podemos reproducir aquí los numerosos datos disponibles al res-pecto; no obstante, en el cuadro 19.4 presentamos algunos ejemplos que muestran que

6. Evolución. " los seres vivos mulan para adaptarse al medio. Ideas simoores o las de lomorck sobre la evolución.

/. Afimen taei ón, 1" Las alimentos energéticos (leche, come ... ) son ricos en proteínas. Confunden los conceptos de alimentación ysalud, consumo. nutrición. Concepción equivocado de dieta equilibrado.

2. Nutrición humo.'" El estómago es el órgono central de lo digestión. Elcorazón ~mpio y purifico lo sangre. No todos los órganosno. del cuerpo necesitan nutrientes y oxigeno.

3. Nutrición de las 1" los plantas se alimentan del agua y suelo. Lo fotosintesis es lo respiración de los vegetales. Las plantas ren-plantas. lizon la fotosintesis de dio y respiran por la noche.

4. Reproducción de '" Los invertebrados no tienen reproducción sexual. No re<onocen lo presencio de un embrión en los semillas,los seres vivos. ya que las plantas tampoco tendrían reproducción sexual.

5. Funciones de rela., " El cerebro, único órgano del sistema nervioso. Los invertebrados o los animales que no tienen determinadosción. comportamientos (como los personas) carecen de sistema nervioso.

6. Teoría celular. " No todos los órganos están formados por células. lo respiración es un proceso pul manar (las células no res-piran).

5. Herencia " las células de un organismo llevan distinta información hereditaria. los cromosomas sexuales se encuentranexclusivamente en los gometos.

7. Ecología. " Concepciones alternativas sobre el ciclo de lo rnoleño o sobre los relaciones entre organismos y el medioabiótico. Ideas onfropocéntricas de especie y población.

Cuadro 19.4. Algunas concepciones estudiantes incorrectas' desde el punto de vista científico.

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los estudiantes de estos niveles educativos no comprenden adecuadamente los conteni-dos de enseñanza, pero ...

b) los conocimientos de los estudiantes, ¿son obstáculos o puntos de partida para elaprendizaje? A-demás de estudios de carácter descriptivo, se han desarrolladootros que han tratado de destacar las implicaciones educativas que se derivan deconsiderar los conocimientos de los estudiantes como punto de partida para nue-vos aprendizajes. Algunas de las conclusiones de estas líneas de investigación serelacionan con tres aspectos importantes:• Uno de los objetivos fundamentales de la enseñanza de las ciencias es que los

estudiantes aprendan de manera significativa, proceso que supone el estableci-miento de relaciones" sustantivas y no arbitrarias' entre los conocimientos queéstos poseen y la nueva información.

• Esta manera de aprender tendría lugar mediante un proceso de construcción denuevos significados, como consecuencia de la interacción entre lo que los estu-diantes ya saben y los contenidos de enseñanza.

• Este proceso puede implicar una ampliación de los conocimientos de los estu-diantes o bien una reestructuración más o menos profunda de los mismos; esdecir, un cambio conceptual. en los que aprenden.

Considerar las ideas de los estudiantes como punto de partida para la construcción denuevos conocimientos, sólo será posible si quiénes aprenden desempeñan un papel acti-vo, básicamente mental, durante el proceso de enseñanza, que facilite el establecimientode estas relaciones significativas entre sus concepciones y la nueva información. Conobjeto de clarificar nuestros puntos de vista presentamos dos ejemplos de cambio en losconocimientos de los estudiantes, producidos como consecuencia de la enseñanza, quehan sido inferidos a partir de sus respuestas verbales y escritas.

El primer ejemplo (figura 19.1) se refiere a una reestructuración parcial en el conoci-miento sobre la herencia biológica de un estudiante del último curso de ESO (Banet yAyuso, 1995) y pone de manifiesto un importante cambio en la forma de pensar delalumno. Después de la intervención didáctica, admite la existencia de información here-ditaria, cromosomas y genes en todas las células de las personas, aún cuando todavíapersisten nociones equivocadas.

En el segundo caso (figura 19.2) podemos observar cómo la interpretación de esteestudiante de Bachillerato, después de la instrucción, supone una modificación sustancialde sus puntos de vista al introducir el dióxido de carbono y la materia orgánica como ele-mentos fundamentales en su explicación sobre la nutrición de las plantas, que antes noconsideraba.

Estos procesos de cambio serán más lentos y requerirán mayor esfuerzo educativo enla medida en que la reestructuración sea más compleja. En relación con ello, habría queconsiderar lo siguiente:

• El grado de dificultad de los contenidos de enseñanza. Identificar las etapas de laevolución de los seres vivos o reconocer que el oxígeno se incorpora a la sangre enlos alvéolos pulmonares, y es transportado a las distintas células es más sencillo quecomprender por qué suceden o cómo ocurren estos fenómenos.

• Construir esquemas conceptuales es una tarea compleja y requiere su tiempo. Nocabe duda que comprender la teoría de la evolución, la teoría celular, las leyes de la

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herencia ..., implica integrar y relacionar conceptos de cierto grado de dificultad,que sólo se logrará mediante la aproximación progresiva del conocimiento de losestudiantes a los puntos de vista científicos .

• Las estrategiasde aprendizaje que ponen en práctica los estudiantes. Aprender síg-nificativamente es un proceso generalmente más lento que memorizar. De memoriaaprenden muchos estudiantes el algoritmo para resolver mecánicamente los proble-mas de Genética mendeliana (como consecuencia de haberlo utilizado repetidasveces en situaciones anteriores), proceso más sencillo, y también casi siempre másrápido, que comprender el significado de los conceptos implicados en. cada una delas etapas de resolución del problema, y sin embargo, ¡los resultados que se' obtie-nen son los mismos!

No obstante, casi siempre debemos desarrollar los programas con cierta prisa. A pocoque reflexionemos nos daremos cuenta como en una sesión de clase presentamos a losestudiantes un buen número de conceptos, que requieren un tiempo más prolongadopara que puedan ser aprendidos de forma significativa. Este fenómeno resulta más evi-dente cuando las sesiones se desarrollan basadas fundamentalmente en la explicacióndel profesor. Como consecuencia de ello, se suscita una reacción, apenas perceptible,que incitará a los estudiantes a utilizar la memoria como estrategia de aprendizaje.

Cuando la memorización sustituye al aprendizaje significativo, la utilidad de lo apren-dido es pequeña, si es que tienen alguna, ya que los nuevos conocimientos no se inte-gran de manera más o menos permanente en la estructura cognitiva de los estudiantes yse olvidan pronto.

2.2. Las actividades de enseñanza y el aprendizaje de procedimientos

Cuando los estudiantes aprenden procedimientos están utilizando estrategias deaprendizaje específicas, en buena medida diferentes de las que se aplican en el ámbitoconceptual, aunque también existen ciertas similitudes que conviene resaltar:

a) Los procedimientos deberían ser aprendidos, como los conceptos, según las estra-tegias que caracterizan al aprendizaje significativo (Coll y Vals 1992), de maneraque sean comprendidos (no memorizados), funcionales para los estudiantes, yduraderos .

b) Aprender procedimientos requiere que el desarrollo de la enseñanza proporcio-ne a los estudiantes suficientes oportunidades para su puesta en prácticamediante las actividades adecuadas. Así, por ejemplo, para que aprendan amanejar el microscopio, habrá que planificar y desarrollar a lo largo de un cursoo todo un ciclo educativo, actividades que les permitan desarrollar esta destrezamanual, ya que no se puede esperar que lo consigan en una o dos visitas al labo-ratorio. Evidentemente, tampoco aprenderán a emitir hipótesis y deducir las pre-dicciones que de ellas se derivan, exclusivamente a; partir de las explicacionesdel profesor.

c) De la misma manera que en el conceptual, el aprendizaje de procedimientosrequiere que los estudiantes establezcan relaciones sígníflcatívas entre las nuevashabilidades o destrezas y otras sobre las que ya tienen cierta experiencia. De estareflexión se derivan tres consideraciones importantes:

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Por ejemplo, aprender a "formular bipátesis' requiere que los estudiantes conozcan ycomprendan, a nivel conceptual, qué significado tiene una hipótesis y la importancia delas predicciones que de ella se derivan en el desarrollo de una investigación. Pero sobretodo, que ejerciten esta capacidad de manera secuenciada (cuadro 19.6).

• Por una parte, aprender una habilidad manual o intelectual debería suponer supuesta en práctica con aumento progresivo del grado d4 dificultad y también de laautonomía de los estudiantes (cuadro 19.5). ,

Lectura de investigaciones históricas (trabajos de C. Bernard sobrelas interacciones sangre-oxígeno; de 1. Priestley en relación con lanutrición de las plantas) .

• Instrucciones precisos por parte del profesor y empleo de un guión cerrado sobre: las dis-tintas partes del microscopio y sus funciones; manejo (forma de enfocar y localizar prepa-raciones); normas de seguridad en la manipulación.

• (ontrol de la actividod por el profesor, que oyuda a los estudiontes a utilizor el microscopioy a buscar y enfocar los objetos.

• Observación de preporaciones proporcionadas por el profesor.

• Estudiantes sin experiencia pre-vio.Ejemplos de actividades: observa-ción de células humanas (de lasangre, epiteliales ...L

Primera: Identificar hipótesis, diferenciándolas de otros elemen-tos (datos, resultados .. .), en el contexto de una investigación

. desarrollada por alTos.

Solicitar a los estudiantes explicaciones doras, precisas y contras-tables sobre una situación determinada, fundamentada en losconocimientos que éstos poseen (¿crees que tu alimentación esequilibrado? Justifico tu respuesto). Desarrollar el plan de trabajopropuesto por el profesor para contrastar las hipótesis.

Segunda: Formular hipótesis fundamentados, por parte de losestudiantes ante un problema que plantea uno situación de ense-ñanza e identificar las variables que pueden intervenir en lamisma. El profesor propone el plan de trabajo paro su contrasta-ción.

• Instrucciones menos exhaustivas: recuerdo del manejo y de los normas de seguridad; ensu caso, también sobre lo preparación de observaciones.

• Los estudiantes actúon con mayor grado de autonomía; el profesor superviso lo actividad yresuelve algunos dificultades en relación con lo búsqueda y enfoque de los objetos.

• Observación de preporociones proporcionadas por el profesor y, en su caso, de otras reoli-zodas por los estudiantes.

• Estudiantes con alguno experien-cia.

• Ejemplos de octividodes: observa-ción de células y estructuras vege-toles ...

Los estudiantes proponen explicociones doras, precisas y contras-tables ante una situación determinada (efecto de la luz en el cre-cimiento de las plantas), establecen el diseña experimental a par-tir de sus predicciones y realizan la investigación de acuerdo conun plan establecido.

Tercera: Formular hipótesis fundamentadas, por parte de losestudiantes, establecer los predicciones que de ellas se derivan yelaborar los correspondiet1tes diseños experimentales.

• Estudiantes expertos.Ejemplos de actividades: observa-ción de mitosis en célulos vegeta-les, de organismos microscópicos(bacterias del yogur, levadu-ras ... ).

• Los instrucciones se referirán fundamentalmente a la técnica poro lo preparación de lasobservaciones a realizar, no 01 manejo del microscopio.

• Los estudiantes actúan con outonomia en el manejo del microscopio, en lo realización delos preparaciones, así como en la búsqueda y enfoque de las mejores zonas para la obser-vación; el profesor resuelve dificultades puntuales durante el desarrollo.

• Observación de preparaciones proporcionadas por el profesor y de otras realizadas por losestudiantes.

Cuadro 19.6. Secuencia en el aprendizaje de emisión de hipótesis.

• No todos los procedimientos requieren el mismo esfuerzo educativo para ser apren-didos. Como ocurre con los contenidos conceptuales, el tiempo o las actividadesnecesarias para ello dependerán de la complejidad del procedimiento; resulta mássencillo adquirir la habilidad de clasificar (alimentos, animales o plantas), utilizandocriterios cada vez más complejos -sin que ello suponga conocer la sistemática ani-malo vegetal- que aprender a elaborar diseños experimentales.

Cuadro 19.5. Secuencia de actividades para parender el rnenejo del microscopio.

Haciendo referencia a otro ejemplo, establecer niveles de aproximación al conoci-miento y dominio de la tarea de elaborar informes (por ejemplo, en relación con el estu-dio de la propia alimentación), requerirá inicialmente que el profesor proporcione a losestudiantes, instrucciones detalladas y precisas sobre la estructura de un informe, los pro-pósitos de cada uno de sus apartados, la consideración de posibles referencias bibliográ-ficas ... En actividades sucesivas -sobre el estudio de enfermedades de transmisiónsexual, análisis de algunos problemas que afectan a nuestro planeta (deforestación, agu-jero de la capa de ozono, efecto invemadero ...)- se podrá incrementar, de manera pro-gresiva, el grado de autonomía de los estudiantes.

d) Además, el aprendizaje de procedimientos se realiza en un contexto conceptualdeterminado; como consecuencia de ello, los estudiantes pueden aprender simul-táneamente ambas clases de contenidos (también actitudes). No es posible pedir alos estudiantes que realicen o interpreten una gráfica o un diseño experimental sinmás, sino que lo harán sobre el crecimiento de una población, de una planta osobre la influencia de algunos elementos (luz, concentración de dióxido de carbo-no ...) en la intensidad del proceso fotosintético.

Para finalizar este apartado habría que resaltar la necesidad de que los procedimien-tos se ejerciten desde edades tempranas; algunos lo podrán ser desde la educación infan-til (observar, clasificar de acuerdo con criterios sencillos, alimentos, animales o plantas);además de profundizar en estos, otros nuevos deberían ponerse en práctica durante laeducación primaria (recogida, análisis e interpretación de datos; utilización de distintas

• Por tanto, los profesores podemos establecer secuencias intencionadas de enseñan-za para el aprendizaje de los contenidos procedimentales, ya que existe una estre-cha vinculación 'entre el planteamiento de las actividades y los procedimientos quese pueden poner en práctica durante su desarrollo.

463462

fuentes de información); mientras que durante los dos ciclos de ESO, habría que introdu-cir otros más complejos (identificación y control de variables o elaboración de diseñosexperimentales). Con frecuencia este entrenamiento es casi inexistente, por lo que, inclu-so en secundaria, será necesario partir de un nivel de estudiantes inexpertos en relacióncon procedimientos que se deberían haber puesto en práctica en años anteriores.

2.3. Aprendizaje de actitudes como c0n"secuencia del estudio de la Biología

El aprendizaje de actitudes no sólo debe ir estrechamente ligado al de conceptos yprocedimientos, sino que es necesario que los estudiantes conozcan, desde el punto devista conceptual, las características de determinados fenómenos biológicos (por ejemplo,la importancia de la vegetación para el equilibrio de la Bíosfera), para que sean capacesde identificar aquellos comportamientos adecuados o no en relación con los mismos(efecto de las industrias papeleras, importancia del reciclaje del papel) y, como conse-cuencia de ello, desarrollen pautas de conducta apropiadas (disminuir el consumo depapel y contribuir a su reciclaje).

Estas circunstancias determinan que el aprendizaje de actitudes resulte un procesodifícil; buena prueba de ellos son las dificultades de las personas adultas para adquirirhábitos adecuados en relación con la alimentación, con el medio ambiente, con el alco-hola con el tabaco, por poner sólo algunos ejemplos. Además, estos procesos requierenperíodos amplios de tiempo, por lo que la mayor parte de ellas se deberían introducir enla enseñanza desde la educación infantil. ,

En el aprendizaje de actitudes se ha destacado la importancia de tres componentes(Sarabia, 1992), que vamos a ejemplificar tomando como referencia el estudio de la dietapersonal y los hábitos de alimentación (cuadro 19.7):

a) componente cognitivo, que en este caso tendría que ver con el conocimiento con-ceptual sobre el valor nutritivo de los distintos grupos de alimentos (leche y deri-vados; frutas, verduras y hortalizas .... ), su clasificación por las funciones quedesempeñan en el organismo (energéticos, reguladores, estructurales) ...;

b) componente afectivo, estrechamente relacionado con sus gustos y preferencias,elementos importantes para consolidar determinados hábitos de alimentación. Eneste sentido, podemos esperar que sean pocos los estudiantes de estos niveleseducativos que disfrutaran si su dieta habitual incluyera verduras y hortalizas, fru-tas o pescado; lo contrario ocurrirá con alimentos como la carne -que consumenen exceso- o bien con productos de escaso valor nutritivo, que contienen 'niveleselevados de grasas saturadas de origen animal; y por último,

e) componente de conducta, que refleja sus hábitos en relación con la alimentación.En este ámbito, los logros educativos deberían traducirse en comportamientossaludables en cuanto a la distribución de alimentos a lo largo del día -desayunoequilibrado, cenas tempranas y no abundantes- así como en el consumo semanalequilibrado de alimentos de los distintos grupos.

No cabe duda que la influencia del ambiente familiar, amigos, medios de comunica-ción ..., modelan profundamente el 'comportamiento de los estudiantes -no siempre en ladirección adecuada- por lo que la función de la institución educativa será, precisamente,potenciar o modificar, según los casos, estos hábitos.

464

'~~~~~l¡i~t~~:!~f~t~~{;'~;(;lg~~J~C:Características de la actividad

1. Recogida de datos sobre el consumo semanal de alimentospertenecientes a los distintos grupos (lácteos y derivados, car-nes y pescados, frutas ...).

2. Comparación con la frecuencia semanal aconsejable_3. Análisisdel consumo de productos de bollería, goIosinas_._4. Estudiode la distribución de los alimentos durante el día.5. Análisisdel desayuno personal y comparación con un desayu-

no aconsejable.

Actitudes implicadas

• Desarrollo de hábitos saludables en relación con: distribuciónde comidas a lo largo del día, incremento en el consumo dedeterminados alimentos (legumbres, frutas, verduras, pesca-do ...].

• Actitud crítica ante el consumo de productos de escaso valornutritivo o poco aconsejables para la salud. en sustitución dealimentos (golosinas, productos de bollería, bebidas refrescan-tes...).

Cuadro 19.7. Estudiode la alimentación y aprendizaje de actitudes.

El cambio actitudinal se puede ver favorecido por la utilización de estrategias deenseñanza que planteen situaciones de conflicto entre las conductas de los estudiantes-por ejemplo en relación con el medio ambiente- con las de otras personas que puedentener cierta influencia sobre ellos. Las valoraciones que puedan realizar a partir de estacomparación pueden constituir un buen punto de partida y una referencia importantepara un cambio en la dirección adecuada. Como consecuencia de ello, es-aprendizajepor imitación, se propone como una estrategia adecuada para modificar las actitudes delos estudiantes, hecho que resalta la importancia del papel del profesor y también de lospadres y amigos.

En todo caso, el aprendizaje de actitudes se ve favorecido cuando éstas se implicanen las situaciones de enseñanza. De ahí, que las actividades que se desarrollen se debe-rían caracterizar por la puesta en práctica de estos comportamientos (participación en

Caracteristicas de la actividad

1. Debate en el aula sobre las actividades humanas que tienenefectos negativos sobre el medio ambiente.

2. Análisisy recogido de información sobre las consecuencias deestas actividades en los ecosistemas (contamina<ión del aire,del agua, energias no renovables).

3. Comportamientos adecuados a nivel personal y social.4. Implicaciónde los estudiantes en actividades reloóonadas con

comportamientos positivos hacia el medio natural (reciclajede materiales, por ejemplo).

Actitudes implicadas

• Cuidado y respeto por las plantas del entorno.• Valoraciones adecuadas sobre el uso racional de los recursos

(reciclaje de vidrio, pepel.).• Valoración crítica de las consecuencias de las actividades

humanas que influyen negativamente en los ecosistemas(efecto invernadero, lluvia ácida, capa de ozono ...)

• Toma de conciencia sobre los comportamientos personales quedeterioran el medió ambiente.

Cuadro 19.8. Estudio del impacto ambiental de la actividad humana y aprendizaje de actitudes.

465

campañas de alimentación, en actividades de repoblación forestal...), llevadas a cabo,preferiblemente, por medio del trabajo en equipo (cuadro 19.8).

Como quiera que el aprendizaje de actitudes no suele ser contemplado, al menos for-malmente, en la enseñanza de la Biología, no resultará fácil introducir cambios actitudi-

nales en los estudiantes.

3. ESTRATEGIAS PARA LA ENSEÑANZA DE LA BIOLOGÍA

En la educación, el profesor se convierte en mediador entre los contenidos de ense-ñanza y los estudiantes, que tienen que aprenderlos. Algunas consideraciones que pue-den contribuir al aprendizaje de los estudiantes sobre los procesos biológicos, y que serelacionan, básicamente, con los siguientes aspectos.. a) planteamientos metodológicosque fundamentan la acción docente del profesor; b) criterios para la selección y secuen-cia de actividades de enseñanza; y, por último, e) importancia de los trabajos prácticosy de las actividades de resolución de problemas, en la enseñanza de la Biología.

3.1. Reflexiones sobre los planteamientos metodológicos para enseñar

Biología

Algunos de los métodos que se han puesto en práctica -o, al menos, se han propues-to- para la enseñanza de la Biología, son los siguientes:

• La enseñanza por transmisión, habitual en aulas de secundaria, no se ha mostradomuy efectiva para promover aprendizajes conceptuales significativos, a la vez quelimita considerablemente las posibilidades de poner en práctica procedimientoscientíficos y el desarrollo de actitudes adecuadas. Este fracaso, es reconocido inclu-so por los profesores que aplican habitualmente esta metodología en sus aulas.

• Algunos de los fundamentos epistemológicos de la enseñanza por descubrimientose basan en que los procesos de la ciencia son generalizables y objetivos para quie-nes los utilizan. Como consecuencia de ello, la puesta en práctica de los procesosde la ciencia, utilizando una metodología inductiva (a partir de la observación),constituiría la manera más aconsejable de aprender ciencias.

Aunque esta perspectiva surgió como reacción al fracaso de los métodos de enseñanzapor transmisión, ha sido seriamente cuestionada, entre otros aspectos, por sus propiosfundamentos epistemológicos (la observación no es objetiva, sino que depende del marcoconceptual del observador, en este caso de los estudiantes) y por sus implicaciones didác-ticas (no se puede pensar que la enseñanza de la ciencia tenga que producirse medianteprocesos de investigación inductivos y autónomos por parte de los estudiantes).

Sin perder de vista la validez de algunos elementos de las perspectivas anteriores,hace algunos años que ha surgido con fuerza el desarrollo de modelos constructivistassobre el aprendizaje de las ciencias. Desde nuestro punto de vista -y aún considerandoalgunas críticas que han suscitado recientemente estos planteamientos-, creemos que elmarco teórico en el que se fundamenta el constructivismo, puede proporcionar referen-cias de utilidad para el desarrollo de programas de enseñanza relacionados con la

Biología.

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3.2. Algunas implicaciones del constructivismo para la selección y secuencia deactividades de enseñanza: estudio de los alimentos y la alimentación

No es el propósito de este capítulo analizar el marco teórico constructívísta, sinoseñalar cómo se ha propuesto trasladar estos principios a las aulas, tomando como unade sus referencias básicas que aprender supone un proceso de construcción de conoci-mientos a partir de lo que los estudiantes ya saben:

a) Adaptando algunas de las propuestas realizadas, consideramos que en el estudiode un :determinado tema pueden considerarse cuatro momentos: 1. Iniciación; 2.Desarrollo; 3. Aplicación de los conocimientos aprendidos, y, finalmente, 4. Revisión delos aprendizajes. En el cuadro 19.9 presentamos, de manera muy resumida, los objetivosy las actividades, así como los papeles de profesores y estudiantes en cada una de estasfases, aplicándolas al tema "Los alimentos y la alimentación".

b) Durante la fase de Iniciación se pretende interesar a los estudiantes por los conte-nidos, así como plantear situaciones en las que puedan poner de manifiesto sus ideassobre aquellos aspectos que consideramos educativamente más relevantes, facilitando elintercambio de puntos de vista. Un período de tiempo relativamente breve al comienzode la lección puede ser suficiente para lograr estos propósitos.

Son muchas las posibilidades que se presentan en el tema que hemos seleccionado.Plantear problemas relacionados con la clasificación de los alimentos según sus funcio-nes o con las valoraciones de los estudiantes sobre su propia alimentación -¿crees que tualimentación es equiiibradai. solicitando justificación de su respuesta en el caso de querespondan afirmativamente; en caso contrario, ¿qué alimentos deberías consumir conmayor/menor frecuencia para que lo fuera? ¿'cómopodríamos comprobar nuestros pun-tos de vista? -podría ser una buena forma de iniciar el estudio de los alimentos.

También puede serio plantear discrepancias y debates sobre los efectos de alimentosde consumo habitual sobre las características físicas de las personas, o sobre la relaciónde determinados hábitos alimentarios y ciertas enfermedades frecuentes en nuestroámbito social (anorexia, hipertensión, exceso de colesrerol...).

Si el resultado de estas actividades se reflejan en una hoja de trabajo (buscando undiseño que contribuya a la motivación de los estudiantes: dibujos, esquemas ...), quedaríaconstancia escrita de sus ideas al comienzo de la unidad, con objeto de que puedan serrevisadas en la última fase de la secuencia que estamos proponiendo.

En esta primera fase también resulta útil presentar a los estudiantes un esquema (unmapa de conceptos, por ejemplo) sobre los aspectos básicos que se van a abordar duran-te la unidad, resaltando que como consecuencia de su desarrollo se podrán resolver lasdudas que se pudieran haber suscitado durante la explicitación de ideas.

e) Las actividades de la fase de desarrollo deberían ser, al menos en parte, continua-ción de las anteriores. Si hemos logrado despertar el interés de los estudiantes por cono-cer algunas de las respuestas a las situaciones hasta ese momento planteadas, será mássencillo proseguir, por ejemplo, comparando el valor nutritivo que atribuyeron a deter-minados alimentos con el que figura en tablas sencillas.de alimentación. De esta manerase pueden provocar ciertas situaciones de conflicto que pueden contribuir a que los estu-diantes revisen algunas de sus ideas al respecto.

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A partir de estas actividades se podría realizar un estudio sobre la composición de ali-mentos de consumo habitual, que permita aprender los criterios que se utilizan para laclasificación de alimentos en distintos grupos (lácteos y derivados, frutas, verduras y hor-talizas ... ; energéticos, plásticos y reguladores) y que les aproxime a conocer criteriosrazonables para establecer las características de una alimentación equilibrada.

De esta manera, podríamos proponer iniciar el análisis de la dieta personal -mejorcualitativo (frecuencia semanal de consumo de alimentos pertenecientes a cada uno delos grupos), que cuantitativo.

Las explicaciones del profesor -sobre las características y funciones de los alimentos,o sobre la alimentación equilibrada (tablas de frecuencia de consumo recomendable dealimentos pertenecientes a distintos gruposj-, la recogida y análisis de información sobrelas enfermedades causadas por una deficiente alimentación (anorexia, obesidad, cardio-patías ...), los trabajos prácticos desarrollados en el aula (consulta de tablas para clasificardistintos alimentos; para comparar sus propiedades nutritivas, dirigiendo la atención delos estudiantes hacia las consecuencias negativas de las bebidas alcohólicas o hacia laimportancia de consumir frutas, verduras, legumbres ...) o en el laboratorio (identificaciónde nutrientes contenidos en los alimentos), así como otros estudios que se llevan a cabofuera de las aulas (etiquetado, conservación o higiene en la manipulación de los alimen-tos ...), constituyen algunos ejemplos de las actividades que se pueden desarrollar.

d) Las actividades de la fase de aplicación de conocimientos deberían intentarampliar y, a la vez, consolidar el significado de lo aprendido; en este sentido se orientanlos ejemplos que hemos señalado en el cuadro 19.9.

Se podrían realizar valoraciones sobre el desayuno, las propiedades nutritivas de pla-tos de consumo habitual, destacando la importancia de aquellos que contienen alimentosde distintos grupos, así como la incidencia negativa de no comer algunos de sus ingre-dientes (como por ejemplo, verduras y hortalizas). También se podrían analizar las ven-tajas de la dieta mediterránea, así como algunos hábitos, mitos y errores que tienen unajustificación social, pero que no cuentan con el respaldo científico (dietas de adelgaza-miento no controladas desde un punto de vista médico, problemas que puede plantear elvegetarianismo estricto, creencias sobre el valor nutritivo de ciertos alimentos ...).

Puesto que es en esta fase dónde los estudiantes tienen que aplicar los conocimientossupuestamente aprendidos, el profesor debería estar atento a aquellos que no hubieranalcanzado los objetivos previstos, para intentar solucionar estas situaciones medianteactividades complementarias de apoyo.

e) Por último, por medio de las actividades de revisión de los aprendizajes se preten-de que los estudiantes analicen las ideas que hicieron explícitas en la fase de iniciación oen cualquier otro momento del desarrollo del tema, con objeto de que sean conscientesde las posibles modificaciones que se hubieran producido en sus aprendizajes. Para elloserán de gran utilidad los materiales escritos que se han podido elaborar a lo largo deldesarrollo de la unidad.

Estas últimas actividades permiten que el profesor adquiera una idea provisional delos éxitos y fracasos del programa de enseñanza y pueden contribuir a que los estudian-tes valoren, en su caso, de manera positiva los resultados personales, lo que puede con-tribuir a que aborden con interés situaciones posteriores de enseñanza.

469

Este esquema de trabajo en el aula, debería considerar la necesidad de que los estu-diantes fueran elaborando un cuaderno personal, que consistiría básicamente en la docu-mentación que les proporciona el profesor, en las respuestas que dan a las cuestionesescritas que se les plantean en cualquiera de las fases de enseñanza y en los informesque realizan, en los que reflejan los resultados de las actividades realizadas.

3.3. Los trabajos prácticos en la enseñanza de la Biología

A la hora de proponer trabajos prácticos en clases de secundaria, el profesor no sólotendrá que tomar decisiones sobre la naturaleza de los mismos (identificación de nutrien-tes contenidos en los alimentos -Ia leche, por ejernplo-, el estudio de los actos reflejos, ode la distribución de algunos receptores sensoriales en el cuerpo humano), sino tambiénsobre cuál va a ser el papel de los estudiantes durante estas actividades y en qué momen-to de la secuencia de enseñanza se van a desarrollar. Estas decisiones -que son funda-mentales para establecer el planteamiento de estas actividades- condicionaran los objeti-vos que podemos esperar de las mismas (construir conocimientos, comprobar lo apren-dido ...), así como los procedimientos que pueden poner en práctica los estudiantesdurante su desarrollo.

Planteamiento de los trabajos prácticos y aprendizaje de procedimientosEs evidente que el planteamiento de los trabajos prácticos determinará que éstos sean

más o menos adecuados para la puesta en práctica de ciertos contenidos procedimenta-les. En un extremo podsíamos situar aquellos en los que el grado de autonomía de losestudiantes es escaso (se limitan a seguir unas instrucciones precisas, proporcionadas porel profesor); en otro, sin embargo, los estudiantes pueden adoptar iniciativas ampliassobre la tarea que van a desarrollar, que puede afectar, entre otros aspectos al problemaa investigar, a la formulación de hipótesis, planificación y realización de la investigacióno a la interpretación de los resultados y el establecimiento de conclusiones.

Así, por ejemplo, estudiar la influencia de algunos elementos en la intensidad del pro-ceso fotosintético (luz, dióxido de carbono), podríamos optar, entre otros, por algunosde los planteamientos que se presentan en el cuadro 19.10.

Desarrollar con éxito enfoques correspondientes al tercero de los niveles señalados,dependerá de la experiencia que tengan los estudiantes en el ejercicio de contenidosprocedirnentales. También será necesario que dispongan de unos conocimientos con-ceptuales adecuados, que les permitan abordar la situación de una manera teóricamentefundamentada.

Los trabajos prácticos y la secuencia de enseñanzaUna segunda consideración tiene que ver con el momento de la secuencia de ense-

ñanza en el que se realizan. Habitualmente estas actividades se desarrollan con posterio-ridad al estudio de los contenidos conceptuales, para comprobar y consolidar lo aprendi-do; sin embargo, no sólo es posible, sino también deseable, utilizar estas actividades parainiciar la unidad y, por supuesto, durante la fase de desarrollo.

a) Cuando se realizan para aplicar conocimientos previamente abordados en lasaulas, se pueden plantear como actividades de descubrimiento dirigido o autónomo, en

470

• Guión de trobojo en el que figuran detallado·mente todos los posos o seguir.

• El profesor indico los datos que deben serrecogidos y controlo el desarrollo de lo octivi·dad.

• Los estuOlOntes tienen escaso grodo de auto-nomía y (OI1l)cenlos resultados.

• Desarrollo de técnicos especificos deinvestigación. Recogido y onólisis dedatos. Elaboración de informes.

• Los estudiantes compruebon los fac-tores que inRuyen en lo fotosíntesis,estudiados untes en el aula.

• Los estudíontes descubren relaciones,con lo ayudo del profesor.

• Guión más abierto.• El profesor controlo que lo actividad se dese-

rrolle según los foses previstos.• Los estudiantes tienen mayor autonomía y

deben estob!ecer conclusiones desconocidos.

• Ademós de los anteriores: interpreta-ción de datos, onólisis de resultadosy elaboración de conclusiones.

• Ausencío de guión previo.• El profesor propone el problema y aclaro cier-

tos cuestiones de tipo técnico que se pudieronplantear.

• Alto grado de outonomio de los estudiantes.

• Ademós de los anteriores: eloboro-ción de diseños experimentales, con-trol de variables.

Los estudíontes tienen que descubrir,de manero autónomo, los factoresque influyen en lo intensidad delproceso fotosintético.

Cuadro 19.10. Aprendizaje de procedimientos en el estudio de la fotosíntesis.

las que los estudiantes utilizan sus conocimientos en situaciones de las que ignoran losresultados, y a través de las! cuales ampliarán sus nociones sobre los contenidos queestán estudiando (como, por: ejemplo, los cambios que se producen en las poblacionesde un ecosistema al modifica~ un eslabón de la cadena trófica).

b) La realización de trabajos prácticos al inicio de la lección puede servir para motivara los estudiantes, así como para explicitar sus ideas sobre la situación planteada; además,puede poner de manifiesto su nivel de destreza en relación con la puesta en práctica dedeterminados procedimientos.

Así, por ejemplo, podríamos comenzar el estudio de la nutrición de las plantas en pri-mer ciclo de ESO (12-14 años), planteando las siguientes cuestiones: ¿qué factores influ-yen en la germinación de las semillas? ¿cómo se pueden formar tallos, raicillas, hojas ...,a partir de una semilla (lenteja, alubia)? ¿cómo podríamos demostrar nuestros puntosde vista? Mediante esta actividad los estudiantes -trabajando en grupo- pueden hacerexplícitas algunas concepciones relacionadas con la estructura interna de la semilla (nodiferencian el embrión), con 16s elementos que intervienen en la germinación (conside-ran necesaria la luz), y también se puede suscitar el problema de sí las semillas son o noseres vivos. A su vez, se puede poner de manifiesto la habilidad de los estudiantes paraelaborar diseños experimentales o controlar variables.

471

e) Pero es evidente que los trabajos prácticos deben desempeñar un papel muyimportante en la fase de desarrollo de la enseñanza, planteándolos en ESO, sobre todo,como actividades de descubrimiento dirigido. Así se pueden planificar, por ejemplo, elestudio de la anatomía de determinados órganos (el corazón y sus relaciones con lasarterias y venas), o la interpretación de gráficas sobre las relaciones y los cambios que seestablecen en las cadenas alimentarias de los ecosisternas, con objeto de fomentar, ade-más de ciertos aprendizajes procedimentales, otros conceptuales y actitudinales.

El desarrollo de los trabajos prácticos no siempre requiere un material demasiadoespecífico; muchos de ellos se pueden realizar en el aula y/o con unos medios muy ase-quibles (estudio de la alimentación; interpretación de análisis de sangre, de orina, deelectrocardiogramas; estudio de la semilla y la germinación; o de la contaminaciónatmosférica ...); otros, sin embargo, por su carácter experimental, deben llevarse a caboen el laboratorio (acción de la saliva o la pepsina sobre los alimentos; estudio y elabora-ción de algunos alimentos; observación de animales o plantas, de sus órganos o sistemas;estudio de la fotosíntesis ...); mientras que otros tienen lugar, al menos parcialmente,fuera de las aulas (visita a grandes superficies de alimentación para recoger datos sobrela conservación y el consumo de alimentos; recogida de ejemplares para el estudio de lasplantas ...). \

Tener en cuenta las consideraciones que acabamos de señalar puede contribuir a queestas actividades sean más útiles para aprender en el ámbifu de la Biología, ya que comoseñala Hodson (994), aunque los profesores podamos pe~sar que el trabajo experimen-tal constituye la manera más adecuada para que los estudiantes aprendan, en -realidadestas actividades de enseñanza están infrautilizadas; es decir, no se suelen obtener con sudesarrollo las consecuencias educativas que el profesor había previsto inicialmente. Enmuchas ocasiones, el interés que suelen mostrados estudiantes ante ellas, deriva más dela novedad que supone salir del escenario del aula y gozar de una mayor libertad demovimientos, que de la expectación que genera la propia actividad.

3.4. Resolución de problemas en Biología

Para finalizar nuestro análisis sobre la enseñanza y el aprendizaje, haremos unareferencia específica a la resolución de problemas en Biología, Aunque ocasionalmentese pueden proponer actividades de esta naturaleza en relación con contenidos deEcologia, el ámbito habitual para los problemas es la Genética. Los trabajos de investiga-ción desarrollados en relación con estas tareas han puesto de manifiesto algunas conclu-siones, que conviene que los profesores conozcamos y valoremos:

a) Muchos estudiantes de ESO, pero también los que se encuentran en cursos másavanzados, son capaces de resolver correctamente problemas genética mendelia-na (por ejemplo, cruce entre plantas de tallo largo y corto, de una especie vege-tal), pero afirman, por ejemplo, que las plantas no tienen reproducción sexual oque no tienen cromosomas y genes (éstos serían atributos exclusivos de algunosanimales, en particular vertebrados, mamíferos, o de las personas), desconocen elsignificado del concepto de cromosomas hornólogos, no establecen las relacionesadecuadas entre crornosomas, genes y alelos ...

b) Ello se debe a que los problemas son de papel y lápiz; suelen tener un plantea-miento causa-efecto (generalmente se proporciona el fenotipo de los progenitores

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y el modelo de herencia; a partir de estos datos, los estudiantes deben establecerel fenotipo y genotipo de los descendientes); son cerrados, es decir casi siempretienen una única solución; y, en ocasiones, se relaciona con la herencia en espe-cies que los estudiantes desconocen (Mira bilis jalapd) o que son de escaso interés(como ocurre, por ejemplo, con los guisantes de Mendel).

c) Por tanto no representan verdaderos problemas para los estudiantes, en los queéstos ejerciten algunos procedimientos que caracterizan los métodos de la ciencia(formulación de hipótesis, interpretación de datos, elaboración de conclusio-nes ...), Estas circunstancias favorecen que se puedan resolver por aplicación de unalgoritmo conocido, una especie de truco, que han aprendido de memoria.

Ante ello, se han propuesto alternativas para intentar que los problemas de Genéticasean útiles para que los estudiantes comprendan mejor los aspectos básicos relacionadoscon la herencia biológica; también, para que pongan en práctica procedimientos caracte-rísticos de la ciencia y comprendan el carácter intelectual del trabajo científico:

a) Planteamiento de verdaderos problemas, cuya resolución requiera analizar datos,formular hipótesis, elaboración de diseños experimentales ... , en contraposición alo que puede ser una manipulación directa y memorística de los datos.

b) Para ello, se deberían formular problemas abiertos, con varias soluciones posibles,con enfoque efecto-causa (de los fenotipos observables en la descendencia a lascausas: genotipos de los progenitores, modelos de herencia ..).

c) Sería conveniente comenzar por situaciones fácilmente observables, que despier-ten el interés de los estudiantes. En este sentido, aquellos problemas relacionadoscon la herencia de caracteres en las personas (color de ojos, lóbulos de la oreja,tipo de pelo ...), pueden ser más adecuados que el estudio de la herencia en losguisantes de Mendel, en Drosopbila melanogastero en Neurospora crassa.

d) También se sugiere la conveniencia de que los estudiantes utilicen esquemas pararepresentar cromosomas, genes y ale/os, como procedimiento para hacer más sen-cilla la comprensión de las relaciones entre estos conceptos,

De la misma manera que hemos señalado para los trabajos prácticos, creemos necesa-rio destacar su interés al comienzo de la lección (por ejemplo, situaciones relacionadascon genética humana, como el estudio de la diversidad de la clase); y también durante lafase de desarrollo, ya que constituyen excelentes actividades para promover aprendizajessignificativos.

Pero después de lo que hemos comentado hasta el momento ... ,

4. ¿ES POSffiLE INfRODUCm CAMBIOS COMO LOS PROPUESTOS EN lA ENSE-ÑANZA DE lA BIOLOGÍA?

La mayor' parte de las consideraciones que hemos presentado a lo largo de este capí-tulo pretenden servir de referencia para innovar la enseñanza de las ciencias.

Suponiendo que el lector coincida, en mayor o menor medida, con los criterios quevenimos manifestando, es seguro que habrá advertido las dificultades de diverso tipoque pueden surgir en el intento de incorporar algunas de las modificaciones propuestas

473

a la practica educativa. Entre las inquietudes que tenemos los profesores y las posibilida-des reales de innovación en las aulas suele haber una distancia que, en ocasiones, resultacasi imposible superar. En consecuencia, podríamos preguntamos: ¿es posible trasladarestos planteamientos a las aulas de secundaria? En relación con esta cuestión realizare-mos dos consideraciones para concluir nuestro análisis:

• En primer término habría que señalar que las innovaciones educativas deberían serintroducidas deforma gradual. La incorporación de procedimientos y actitudes enla planificación y desarrollo de la enseñanza, o la aproximación a secuencias de ins-trucción como las propuestas, se debería hacer de manera progresiva, ya querequieren un entrenamiento por parte del profesor y de los estudiantes, que losacostumbre a nuevas formas de organizar la' clase que permita el trabajo en grupo;mayor participación de los estudiantes y, en consecuencia, menor control por partedel profesor sobre las situaciones de enseñanza ..: En caso contrario, puede que losresultados educativos no justifiquen los cambios realizados e, incluso, sean peoresque los que aprecia el profesor habitualmente .

• Un segundo aspecto que no habrá pasado desapercibido para los profesores, es lanecesidad de que el proceso de enseñanza se desarrolle más pausadamente. Ellodebe ser así por la necesidad de prestar más atención educativa a procedimientos yactitudes, y también porque será la única manera de proporcionar a los estudiantesoportunidades de desarrollar aprendizajes significativos. En este sentido, creemosque se deben abandonar los cursos de ciencias panorámicos, en los que se intentaenseñar un poco de todo, sustituyéndolos por otros en los que se traten en profun-didad algunos contenidos, cuya selección sea más crítica y fundamentada y consi-dere su utilidad formativa para estudiantes de niveles obligatorios de enseñanza.

En definitiva, estos criterios apuntan hacia la necesidad de considerar la calidad de losaprendizajes más que la cantidad, llaman la atención sobre el que aprende como puntode partida para tomar decisiones sobre la enseñanza, y supone cambios importantes enla forma en la que abordamos el proceso de enseñanza,

5. PARA FINALIZAR ... ALGUNAS SUGERENCIAS SOBRE ACTIVIDADES QUEPODEMOS llEVAR A CABO LOS PROFESORES

Es posible que la lectura de este capítulo nos haya podido sugerir la realización dealgunas actividades de interés. En algunos casos podrían tener un carácter más puntual(desarrollar un estudio sobre las concepciones de los estudiantes en relación con unoscontenidos determinados); en otros, pueden ser de mayor álcance (introducir en nuestrapráctica educativa algunos de los planteamientos que nos hubieran parecido más ade-cuados).

A modo de ejemplo, presentamos, a continuación, algunas actividades, que podría-mos desarrollar, si las consideramos de interés, que deberían ser adaptadas a las circuns-tancias educativas de cada cual. De entre todas aquellas posibilidades que se nos ocu-rren, nos hemos inclinado por presentar situaciones relacionadas con diversos aspectostratados a lo largo del capítulo:

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1. Contenidos académicos y conocimiento escolar.Por medio de esta actividad pro-ponemos una reflexión sobre los contenidos que se abordan en las aulas desecundaria, y la utilidad que éstos tienen para interpretar cierta información que segenera fuera del contexto escolar, pero que podría formar parte de lo que se con-sidera una formación básica para los ciudadanos que viven en una sociedad queevoluciona con rapidez. En este sentido nos parece interesante:a) Analizar, durante el tiempo que estimemos prudencial (unos días, unas sema-

nas), aquellas informaciones que aparecen en los medios de comunicación(prensa, televisión, radio), relacionados con la divulgación social de conoci-mientos biológicos sobre los alimentos y la alimentación (dietas milagrosas,errores, ..), los avances en el' ámbito de la genética (clonación, alimentos trans-génicos ...), problemas medioambientales (capa de ozono, contaminación flu-vial...).

b) Considerar la importancia de abordar estos temas en el desarrollo de los pro-gramas de Biología en educación secundaria y, en su caso, diseñar alguna acti-vidad que permita el tratamiento en clase de aquellos que consideremos másimportantes.

2. Planteamiento de trabajosprácticos y el aprendizaje de procedimientos. Una acti-vidad habitual en secundaria tiene que ver con el manejo del microscopio. Paraello, generalmente se proporciona a los estudiantes un guión en el que figurancon bastante detalle los pasos a seguir durante el desarrollo de esta tarea.Generalmente, los estudiantes realizan la actividad siguiendo unas instruccionesbastante detalladas, procedentes del guión y del profesor.

,Este planteamiento reducé la posibilidad de que los alumnos y alumnas pongan en

práctica algunos contenidos procedimentales; en consecuencia nos planteamos lasiguiente pregunta ¿podríamds diseñar las prácticas de microscopía como un problema,del que no se conoce la solución? Evidentemente este ejemplo puede ser aplicado a otrasmuchas actividades experírrientales que se desarrollan durante la enseñanza de laBiología. '

3. Desarrollo de actitudes saludables. Intentar que los estudiantes, desde edadestempranas, desarrollen hábitos saludables en relación con la alimentación o con lahigiene, y de rechazo de ciertas prácticas perjudiciales (consumo de alcohol, taba-co y otras drogas ilegales), debe constituir uno de los objetivos prioritarios durantela educación obligatoria. Además, es evidente que el aprendizaje de actitudes nose logra con el desarrollo de una actividad determinada, sino que requiere perío-dos de tiempo prolongados. Sin embargo, y como elemento de reflexión propone-mos lo siguiente:

Considerando lo que hemos expuesto en este capítulo sobre el aprendizaje de actitu-des (en particular que éstas se impliquen en situaciones de enseñanza), elaborar y, si esposible, poner en práctica en el aula alguna actividad en la que los estudiantes analicen-preferiblemente desde un punto de vista cualitativo- las características de su alimenta-ción y propongan los cambios que podrían hacerla más adecuada (qué alimentos deberí-

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an consumir con mayor o menor frecuencia; cuál sería una distribución razonable de losalimentos durante el día ...).

4. Resolución de problemas de Genética y concepciones de los estudiantes. Tanto ensecundaria como en bachillerato la resolución de problemas sobre la herencia bio-lógica son actividades importantes; sin embargo, sabemos que, a menudo, encon-trar la solución no requiere la puesta en práctica de procesos intelectuales comple-jos (formulación de hipótesis, análisis de datos, interpretación de resultados y esta-blecimiento de conclusiones ...), sino que se puede conseguir aplicando un algorit-mo conocido. Si es así, no sólo es posible cuestionar la eficacia de estas activida-des desde un punto de vista educativo, sino que, además, su utilidad como proce-dimiento de evaluación es muy cuestionable -Gncluso en las pruebas de acceso ala Universidad', dónde se plantean con frecuencia. En relación con este aspecto,proponemos lo siguiente:a) Seleccionar estudiantes de secundaria que ya hubieran sido iniciados en la

resolución de los problemas de Genética, buscando aquellos que habitualmen-te tienen un rendimiento académico aceptable en las disciplinas científicas (4 o5 pueden ser una muestra ilustrativa). \

b) Plantearles 2 problemas de diferente nivel de dificultad (al menos uno de ellosdebería estar relacionado con plantas) y pedírles' que los resuelvan.

c) Tratar de describir las estrategias de resolución que utilizan, identificando losprocedimientos científicos que ponen en práctica.

d) Intentar conocer por medio de entrevistas individuales -llevadas a cabo a lavez que resuelven los problemas- sus concepciones, por ejemplo, sobre: cómose reproducen los vegetales, las relaciones entre cromosomas, genes y alelos,las diferencias de información hereditaria entre las distintas células de un orga-nismo ..., o cualquier otro aspecto que consideremos relevante para que estosproblemas se hubieran resuelto correctamente como consecuencia de quecomprenden los conceptos básicos sobre la herencia biológica.

6. BffiUOGRAFÍA BÁSICA COMENTADA

BANET, E. YAYUSO, E. 0995.) Introducción a la Genética en la enseñanza secundaria ybachillerato: I. Contenidos de enseñanza y conocimientos de los alumnos.Enseñanza de las Ciencias, 13(2), pp. 137-153.En este artículo se analizan algunas de las orientaciones que suelen caracterizar laenseñanza de la Genética y se discuten las dificultades derivadas de esta forma deenfocar el estudio de la herencia biológica. En particular, se cuestiona Iel trata-miento que se da a las leyesde Mendel y a la Genética humana en muchos de losprogramas que se desarrollan en secundaria.A continuación, se revisan las concepciones de los estudiantes antes de recibir,por vez primera, enseñanza' formal en relación con ~stos contenidos; también seanalizan las de aquellos que ya han tenido sus primeros contactos académicos conla Genética. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto las dificultades que tie-nen los estudiantes para admitir que las plantas tienen reproducción sexual (los

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guisantes son los ejemplos que se plantean para explicar la herencia rnendeliana),para comprender la localización y la transmisión de la información hereditaria anivel celular, o para interpretar aspectos significativos relacionados con la heren-cia biológica en las personas.Finalmente, este trabajo plantea algunas implicaciones para un tratamiento educa-tivo más adecuado de estos contenidos durante la educación secundaria.

COLL, C. , POZO, ].I., SARABIA, B. y VALLS,E. (1992). Los contenidos de la Reforma.Madrid: Santillana, pp. 81-132.En este libro se analiza el aprendizaje y la enseñanza de los distintos tipos de con-tenidos curriculares: hechos y conceptos, procedimientos y actitudes.En relación con los hechos y conceptos,].A. Pozo analiza la necesidad de aprenderen relación con ambas clases de conocimiento, a la vez establece las diferenciasque existen entre estos aprendizajes. A continuación, se refiere a las condicionesque pueden favorecer el aprendizaje memorístico de hechos y el aprendizaje sig-nificativo de conceptos, así como a las características que deberían tener las activi-dades de enseñanza para favorecer estos aprendizajes.En otro capítulo, C. Coll y E. Valls se refieren al aprendizaje y la enseñanza de pro-cedimientos. Estos autores describen las características de unos contenidos queson distintos a los que habitualmente se enseñan en las aulas; relacionan la natura-leza de estos contenidos con las orientaciones curriculares y se refieren, natural-mente, a cómo son aprendidos y, por tanto, a las estrategias educativas que pue-den favorecer la formación de los estudiantes en el ámbito de los procedimientos.A contirruacíón, B. Sarabia analiza la problemática que plantea la educación de losestudiantes en lo que se refiere al ámbito actítudinal. En primer lugar analiza lascaracterísticas de los contenidos que se relacionan con las actitudes, así como lamanera en la que éstos son contemplados en las orientaciones curriculares. A con-tinuación, se refiere al aprendizaje, a la enseñanza y a la evaluación de las actitu-des, aspectos, sin duda, problemáticos para cualquier profesor.

HODSON, D. (1994). Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio.Enseñanza de las Ciencias, 12 (3), pp. 299-313.En este articulo se plantea el interés que tienen los trabajos de laboratorio en elaprendizaje de las ciencias. Si bien predomina entre los profesores la idea de quela experiencia práctica es la esencia del aprendizaje científico, Hodson revisa losposibles beneficios de los trabajos prácticos: interesar a los estudiantes por lasciencias, enseñar técnicas de laboratorio, para que aprendan mejor los conoci-mientos científicos y los métodos de la ciencia y para desarrollar actitudes científi-cas. Sin embargo, también se refiere a una serie de interferencias que pueden sur-gir para que los estudiantes alcancen estos objetivos a partir del desarrollo de acti-vidades de esta naturaleza, que atribuye, en buena medida, a la manera inadecua-da en la que los profesores las desarrollamos en las cl~ses de ciencias.En consecuencia, propone reconceptualizar los trabajos prácticos de manera quesirvan para aprender ciencias y aprender sobre la naturaleza y la práctica de laciencia, concluyendo que estos tres aspectos son necesarios, que cada uno deellos contribuye a la comprensión de los restantes.

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POZO,].I. Y GÓMEZ CRESPO, M.A. (1998). Aprender y enseñar ciencia. Madrid: Morata.En su primera parte, este libro aborda la problemática relacionada con el aprendi-zaje de actitudes, procedimientos y conceptos; entre otros aspectos, se analiza lanaturaleza de cada uno de estos contenidos de enseñanza, su interés educativo,así como las circunstancias que pueden favorecer su aprendizaje. Los autores serefieren a la importancia de los conocimientos previos de los estudiantes, así comoal aprendizaje significativo; caracterizan a las concepciones alternativas como teo-rías implícitas y se detienen en el análisis del proceso de construcción del conoci-miento científico en el aula, que explican mediante tres procesos, estrechamentevinculados entre sí: reestructuración teórica, explicitación progresiva e integraciónjerárquica.La segunda parte se centra en el estudio de las dificultades de los estudiantes desecundaria en el aprendizaje de contenidos de enseñanza relacionados con laFísica y la Química.Por último, en la tercera parte se analizan distintos enfoques para la enseñanza delas ciencias. En concreto, Pozo y Gómez Crespo realizan un estudio comparativode métodos tales como la enseñanza tradicional, enseñanza por descubrimiento,enseñanza expositiva, enseñanza mediante conflicto cognitivo, enseñanza porinvestigación dirigida y enseñanza por explicación y contrastación de modelos. Encada modelo se refieren a los supuestos y metas de la educación científica queplantean, a los criterios que informan la selección y organización de los conteni-dos, las actividades de enseñanza y evaluación que proponen, así como a las difi-cultades de aprendizaje y enseñanza que cada uno de estos enfoques lleva asocia-dos.

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