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La célula modelizada: una reflexión necesaria en el ámbito de la enseñanza

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Numerosos trabajos de investigación en Didáctica de las Ciencias Naturales muestran fallas generalizadas en el aprendizaje del concepto de célula en estudiantes pre-universitarios. El presente trabajo propone que dichas fallas podrían deberse a tensiones epistémicas de dos tipos: por un lado, la no diferenciación de las intenciones argumentativas que en el transcurso del tiempo se emplearon para representar el concepto de célula y, por otro lado, la no discriminación entre representaciones instrumentales y representaciones artísticas. Para analizar dichas tensiones epistémicas se desarrolla una revisión histórica del concepto de célula y de sus representaciones, desde fuentes literarias originales (siglo XIX) hasta fuentes de transposición a la enseñanza, ejemplificadas con libros de siglos XIX, XX y recientes. Esta revisión muestra que los primeros investigadores tenían intención de mostrar la diversidad de las entidades celulares observadas bajo diferentes metodologías de tinción e instrumentales, como argumento interpretativo para sostener la existencia y funcionalidad del concepto de célula. En cambio, a partir del siglo XX la tendencia de los autores fue la de generar una representación modelizada que reuniera en un mismo esquema gráfico todas las posibles organelas.
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Revista QuímicaViva - Número 2, año 16, agosto 2017 - quimicaviva@qb.fcen.uba.ar
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La célula modelizada: una reflexión necesaria en el ámbito de la enseñanza
Natalia Ospina Quintero y Lydia Galagovsky
Instituto CEFIEC. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
nataliaospinaquintero@gmail.com
Recibido13/06/2017-Aceptado16/07/2017
Resumen
Numerosos trabajos de investigación en Didáctica de las Ciencias Naturales muestran fallas generalizadas en el
aprendizaje del concepto de célula en estudiantes pre-universitarios.
El presente trabajo propone que dichas fallas podrían deberse a tensiones epistémicas de dos tipos: por un
lado, la no diferenciación de las intenciones argumentativas que en el transcurso del tiempo se emplearon para
representar el concepto de célula y, por otro lado, la no discriminación entre representaciones instrumentales y
representaciones artísticas.
Para analizar dichas tensiones epistémicas se desarrolla una revisión histórica del concepto de célula y de sus
representaciones, desde fuentes literarias originales (siglo XIX) hasta fuentes de transposición a la enseñanza,
ejemplificadas con libros de siglos XIX, XX y recientes. Esta revisión muestra que los primeros investigadores
tenían intención de mostrar la diversidad de las entidades celulares observadas bajo diferentes metodologías de
tinción e instrumentales, como argumento interpretativo para sostener la existencia y funcionalidad del concepto
de célula. En cambio, a partir del siglo XX la tendencia de los autores fue la de generar una representación
modelizada que reuniera en un mismo esquema gráfico todas las posibles organelas.
Palabras clave: célula, historia de la célula; representaciones sobre célula.
Cell as a model: A necessary reflection in science teaching approaches
Abstract
Widespread mistakes in pre-university students´ misconceptions about the concept of cell have been showed in
Science Teaching researches.
The present work proposes that those misconceptions may be driven from epistemic tensions about historical
arguments and graphical representations on cell development.
To analyze those tensions this work makes an historical review of the cell concept and its graphical
representations from the original literary sources (19th century) to teaching sources, exemplified by 19
th
and 20th
century and recently published textbooks. This review shows that
pioneer scientists intended to show the
diversity of cellular entities observed under different staining and instrumental methodologies as an interpretive
arguments to support the existence and functionality of the cell concept. On the other hand, from the twentieth
century the tendency of the authors was to generate a representation of the cell as a model.
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Keywords: cell, history of cell, cell representations.
Introducción
En una amplia revisión de investigaciones sobre enseñanza de la Biología, Palmero (2000) [1], encontró que
entre los años 1980 y 2000 un 70% de dichos trabajos identificaba fallas de comprensión en el concepto célula.
Como breves ejemplos representativos citamos dos trabajos [2,3], en el primero de ellos Dreyfus y Jungwirth, en
1988 [2] publicaron que de 219 alumnos preuniversitarios, el 40 % presentó deficiencias serias en cuanto al
concepto “célula viva”. Dentro de los hallazgos más distintivos, se encontró que los alumnos mencionaban que:
el núcleo supervisa la función de la célula de la misma manera que el cerebro supervisa la función del cuerpo”;
“la célula crece hasta que recibe una orden del cerebro para dejar de crecer. Así mismo, con respecto a las
magnitudes de entidades presentes en la célula, mencionaron que: “las moléculas de proteína son más grandes
que la célula”; y en cuanto a otras funciones celulares se obtuvieron apreciaciones como: “hay pulmones
pequeños en células individuales” y “la membrana es selectiva en el sentido que rompe las moléculas que no
deben penetrar”.
Caballer y Jiménez en 1992 [3], concluyeron que si bien la mayoría de los estudiantes de 14-16 años
respondían que los seres vivos están formados por células, un porcentaje no despreciable de ellos vacilaba en
su respuesta sobre si los vegetales están constituidos por células. Así mismo, dicha población de estudiantes
no relacionaba la estructura celular con funciones fisiológicas tales como el transporte, el crecimiento, o las
funciones de secreción. Las autoras señalaron que si no se comprende previamente el concepto de célula
existiría una gran dificultad a la hora de entender el funcionamiento de los organismos complejos como
resultado del funcionamiento celular coordinado. Estas autoras supusieron que el no “ver” células durante el
aprendizaje escolar a través del microscopio podría ser una deficiencia que actuara como factor preponderante
en la falta de aprehensión de este concepto. Así mismo, sugirieron que se debería: Proveer de imágenes
reales de la estructura celular de los seres vivos que faciliten una elaboración mental de los modelos
biológicos”.
Investigaciones recientes [4-8] confirman dichas dificultades. Por ejemplo, Flores y Gallegos en 2003 [4],
realizaron una investigación con 1200 alumnos de secundario de diferentes colegios de la Ciudad de México, y
encontraron que el 43% de dichos alumnos creía que las células animales son generalmente redondas y el
72.3% creía que el tamaño de las células es similar al de las moléculas y el de los átomos.
Megascini, en 2005 [5], señaló que luego de la implementación y evaluación de una experiencia didáctica sobre
tejidos vegetales, con alumnos de primer año de Licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias Naturales
de la Universidad de La Plata, Argentina, identificó las siguientes preconcepciones erróneas: i. Respecto del
tema de organelas: los estudiantes nombraron entre ellas elementos de la pared celular: ceras, cutina, cutícula;
ii. Respecto del tema vesículas, los estudiantes nombraron: microtúbulos, tilacoides, endomembranas y
estructuras de pared celular; y iii. Respecto del tópico forma celular, el 82% de los alumnos hizo referencia a la
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disposición de las células: juntas, compactas, varias capas, pegadas; o al tamaño: grandes, chicas; o a otros
atributos como fina, gran superficie, huecas, muertas, vivas, gruesas, anchas, engrosadas y rígidas.
Riemeie y Gropengießer, en 2008 [6], evaluaron a alumnos de noveno grado de una escuela del norte de
Alemania acerca de por qué crece una planta de cebolla. Los resultados indicaron que los alumnos asociaban
crecimiento con madurez, pero no hubo correlaciones entre la presencia de mayor cantidad de células como
componentes del crecimiento.
Legey y colaboradores, en 2012) [7], realizaron una indagación sobre ideas previas en 235 estudiantes
ingresantes a una universidad pública de Rio de Janeiro, Brasil, y encontraron que existen limitaciones en
comprender correctamente el concepto de célula, respecto de asignarle diferenciaciones, funciones y
dimensiones. Finalmente Buitrago, en 2014 [8], identificó que alumnos de primeros años de secundario de la
ciudad de Manizales, Colombia, tenían concepciones de célula como la imagen de un huevo frito, plano y
estático”, y tenían dificultad tanto para reconocer las estructuras principales y los organelos celulares con su
función, como para reconocer las diferentes clases de células con sus características.
En nuestras investigaciones [9], se encontró que de 34 estudiantes avanzados de profesorados en biología y en
química el 42% afirmó que la tridimensionalidad exhibida en el videojuego KOKORI [10] ambientado en la
imagen de una célula eucariota -ver Figura 1- favorecería la comprensión de la idea de célula real, y uno solo
de ellos mencionó que tal imagen es un “modelo de célula”. Estas respuestas estarían indicando una idea
generalizada de que una correcta comprensión del concepto de célula estaría centrada en su concepción
tridimensional, y no en su carácter de “modelo”.
La Figura 1 muestra dos versiones gráficas de una célula animal eucariota modelizada: a la izquierda un
esquema de corte bidimensional [11] y a la derecha un escenario tridimensional donde se desarrolla el
videojuego KOKORI. Ambos esquemas son representaciones artísticas; es decir, sus elementos gráficos no
provienen de mediciones por instrumento.
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Figura 1
.
Representaciones artísticas sobre el concepto de célula. A la izquierda, representación bidimensional; a la
derecha, representación tridimensional en el videojuego KOKORI
Dado que la célula, como concepto, tiene más de 100 años de aceptación en el campo de la Biología, cabe
preguntarse las razones subyacentes a tantas evidencias sobre el no aprendizaje de dicho concepto en
estudiantes pre-universitarios.
Dos marcos epistemológicos de la Didáctica de las Ciencias Naturales convergen para un análisis: por un lado,
la evolución histórica del concepto de célula hasta su modelización; y, por otro, una necesaria discriminación
entre representaciones instrumentales y representaciones artísticas [12]. Las representaciones instrumentales
son imágenes obtenidas con la mediación de algún un instrumento; es decir, tienen un origen técnico (tinciones)
o tecnológico (microscopios de varios tipos). Las representaciones artísticas, por el contrario, son dibujos,
esquemas o animaciones cuyo origen es la voluntad explicativa de algún autor. Ambos tipos de
representaciones suelen ser reiteradamente utilizadas en materiales de enseñanza (libros, manuales y
contenidos digitalizados). Una falta de reflexión epistemológica sobre representaciones, sus orígenes e
implicancias, podría derivar en que lectores no especialistas no llegaran a discriminar qué es una “entidad real”
o una “entidad modelizada”, derivadas de representaciones instrumentales o representaciones artísticas,
respectivamente.
El objetivo del presente trabajo es hacer una breve revisión histórica sobre el concepto de célula y sus
representaciones, direccionada por las siguientes preguntas:
1. ¿Qué características exhiben las representaciones de célula presentes en fuentes originales que plantearon
por primera vez su carácter de entidad fundamental de la materia viviente? Esta pregunta se bifurca por la
posible vinculación entre el concepto modelo de célula y el instrumento de microscopía que se utilizó para su
generación.
2. ¿Qué características exhiben en textos de enseñanza las imágenes o representaciones sobre célula?
Breve relato histórico sobre el origen del concepto de célula
En un texto publicado en 1870 por James Tyson [13], se hace referencia a que Wolf en 1759 [13, g., 19],
señaló que: Todo órgano se compone, al principio, de una masa de fluido viscoso y nutritivo que no posee
ninguna organización de ningún tipo, sino que está compuesta en su mayor parte de glóbulos. En esta masa
semi-fluida se desarrollan cavidades que permanecen redondeadas o poligonales”.
Esas cavidades no se tomaban como entidades independientes, ni anatómica ni fisiológicamente, sino que se le
conocía como vis essentialis”; es decir, eran el resultado pasivo de la vida y no eran portadoras de la fuerza
organizadora de la vida.
En el mismo texto de Tyson se menciona que en 1757 el fisiólogo Albrecht von Haller enunció que la
composición de los tejidos vegetales y animales se debe a la combinación entre: fibras y hormigón organizado
[ibíd., pág. 17]. Resumidamente, para proponer su teoría fibrilar, Haller manifestó que las fibras pueden ser
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descriptas como líneas formadas por puntos conglomerados en una especie de goma: (el hormigón
organizado).
La teoría fibrilar predominó durante gran parte del s. XVIII [14] y tomó fuerza debido al carácter fibroso que
exhibían algunos tejidos ya identificados, como por ejemplo el muscular. Ese predominio se evidencia en
tratados de fisiología de la época, tal como la traducción al castellano de Précis élémentaire de physiologie,
escrito por el francés François Magendie (1828) [15], en el que se encuentra un apartado denominado “Sólidos
del cuerpo humano” con la siguiente mención determinante a la teoría fibrilar: Las partes sólidas del cuerpo
presentan un sin número de formas diferentes; estos sólidos son los que forman los órganos, los tejidos (…); su
análisis mecánico demuestra que pueden reducirse a fibras delgadas” [15, Pág.1].
En 1822 con los postulados de Heusinger [16, pág. 112] se da el paso de la teoría fibrilar a la globular. Este
científico alemán postuló que todas las fibras se formaban mediante la convergencia lineal de pequeños
glóbulos; es decir, señaló que glóbulos serían los componentes de la fibra. Sin embargo, en 1860 Virchow [14]
propuso que el paradigma de la teoría globular podría haber tenido su origen en una malinterpretación de las
observaciones con microscopio. Este autor señaló: “Esta visión fue en parte atribuible a las ilusiones ópticas en
la observación microscópica. El método censurable que prevaleció en toda la última parte y en parte del
presente siglo -de hacer observaciones (con instrumentos menos indiferentes) en el pleno resplandor del sol-
produjo cierta dispersión de luz en casi todos los objetos microscópicos. Y la impresión comunicada al
observador era que no veía nada más que glóbulos” [14, pág. 25].
Paralelamente, una concepción de célula como constituyente “individualizado” de los seres vivos comenzó
alrededor de 1840 con la Teoría Celular, atribuida conjuntamente a las investigaciones que por separado
llevaron a cabo los alemanes: Matthias Schleiden en botánica, y Theodor Schwann en fisiología animal y
vegetal. Estas propuestas fueron posteriormente llevadas al campo de las investigaciones en patología celular
por el médico alemán Rudolf Ludwig Karl Virchow.
La Teoría Celular se basaba en tres principios fundamentales. En primer lugar: se estableció que todos los
organismos vivos se componen de células, es decir, se sugería la estructura celular como principio irreducible
de la vida. En segundo lugar, se proponía un mecanismo por el cual se forman las células, basado en los
presupuestos teóricos del vitalismo, según el cual los organismos vivos compartirían una esencia o principio que
les permite diferenciarse de las entidades inertes. Finalmente, que sostuvo que toda lula proviene de otra
célula.
Según Schwann [17] la formación de las células constituía a la naturaleza orgánica lo que la cristalización a los
cuerpos brutos, y se daba a expensas de una sustancia sin textura determinada, que, merced de su grado de
vitalidad, daba origen a los nuevos elementos celulares. En el denominado citoblastema aparecía primero un
pequeño corpúsculo (el futuro nucleolo), que se engrosaba y atraía una nueva capa de sustancia,
transformándose en núcleo sobre el cual bien pronto se aplicaría una nueva capa (el futuro protoplasma).
Finalmente, al endurecerse la superficie de esta segunda capa, se generaba la membrana celular. Esta
teorización fue ampliada Schleiden [18] al ámbito de las células vegetales. Todos estos relatos se apoyaban en
observaciones de microscopios con precisiones o aberraciones variables.
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La microscopía y su relación con el fenómeno observado
La aparición del microscopio se registra a finales del s. XVI, mucho tiempo después que hubiera sido
reconocido el efecto óptico de la combinación de lentes. Sin embargo, la mayoría de las fuentes consultadas
dan cuenta de que la invención del microscopio compuesto se presentó en Holanda, aproximativamente en
1590, cuando Zacarias Jansen (fabricante de anteojos) y su hijo Hans, construyeron un instrumento que tenía
un aumento de 10 veces el tamaño real [19 y 20].
Muchos autores han propuesto la idea de linealidad entre la aparición del microscopio, sus sucesivas mejoras, y
la comprensión del modelo de célula. Por ejemplo, en el prefacio original del libro de Robert Hooke [21, págs.
13 y 14] (Figura 2) se señalaba “Con respecto a los sentidos, en prevención de sus flaquezas con instrumentos
y, por así decirlo, agregando órganos a lo natural, en los últimos años se ha logrado esto de manera prodigiosa,
en beneficio de todo tipo de conocimiento útil, por la invención de lentes ópticos. Por medio de los telescopios,
no hay nada tan lejano, que puede ser representado a nuestra vista. Y con la ayuda de los microscopios, no hay
nada tan pequeño, como para escapar de nuestra investigación; de ahí que haya un nuevo mundo visible para
el entendimiento”.
Figura 2. Captura de pantalla del prefacio original del libro de Hooke [21]
El mismo espíritu de optimismo con respecto al microscopio se percibía en la Doctrina Celular de James Tyson
[13, pág.15]: "Es imposible estimar la ayuda que el microscopio nos ha brindado al abrir la estructura minuciosa
de los animales y vegetales, y al proporcionar así una base fiable para construir una doctrina de organización".
Sin embargo, la concepción de linealidad que subyace estas ideas no explicaría los vericuetos que se
identifican en la historia de la construcción del “modelo de célula”: desde la edición de Micrographia en 1665
hubo un periodo de aproximadamente dos siglos de falta de consenso con respecto a la composición estructural
mínima del mundo viviente.
En 2002, Brian Ford [19] presentó una revisión de la historia del microscopio en la que replicó experimentos con
microscopios y muestras originales. Sus experimentos exhibieron buena nitidez, pero no es posible plantear una
relación directa entre las técnicas instrumentales usadas por investigadores pioneros y la posibilidad de haber
generado determinado modelo en el ámbito científico; es decir, lo que veían en aquellos antiguos microscopios
no pudieron ser experiencias sensoriales definitorias para tomar partido por una o por otra posición teórica. Esta
reflexión epistemológica da cuenta de que el carácter de modelo explicativo sobre la unidad de la vida no derivó
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de la mejora sucesiva de los instrumentos de microscopía, sino de la imaginación de los investigadores y su
afán de proponer mecanismos teóricos. Efectivamente, la observación ingenua, propuesta como el tradicional
“primer paso del método científico” ha sido ampliamente superada por visiones epistemológicas posteriores al
positivismo lógico [22 y 23], el estudio de la historia de las ciencias muestra que las interpretaciones sobre los
fenómenos estudiados siempre estuvieron atravesadas por la carga teórica y por los intereses investigativos de
aquél que “observaba”.
En International Review of Cytology de 1956 [24, Pág.456] Sjöstrand había ya mencionado la no linealidad entre
los fenómenos observados y la teorización al respecto; es decir se ponía en discusión la relación entre el
perfeccionamiento del instrumento y el robustecimiento del corpus de conocimiento proveniente de la utilización
del mismo. Como ejemplo ilustrativo el autor menciona que si bien el primer microscopio electrónico de
transmisión fue construido en 1931por Max Knoll y Ernst Ruska, en Berlín [25], la microscopía electrónica
permitió un entendimiento más preciso de la morfología de las organelas, pero la mayoría de éstas ya habían
sido observadas mediante técnicas de microscopia de luz.
Representaciones instrumentales y artísticas sobre célula: una historia paralela
Para poder discutir acerca de la transformación histórica de la representación del concepto de célula, se
analizarán cuatro etapas. En primer lugar, las fuentes literarias originales del siglo XIX, provenientes de los
trabajos pioneros de tres grandes teóricos; en segundo lugar, dos fuentes de transposición primaria del siglo
XIX provenientes de textos utilizados en contextos de enseñanza del tema célula. En tercer lugar, tres libros de
texto para enseñanza editados en el s. XX; y, finalmente tres libros de Biología recientes y de uso frecuente en
niveles secundario y universitario.
Representaciones y explicaciones en fuentes literarias originales
Para el presente trabajo se acudió a tres libros originales (fuentes de literatura primaria) editados en el s. XIX
que cimentaron las bases de la llamada Teoría Celular, con el objetivo de analizar las diferencias en sus
representaciones y sus respectivas explicaciones sobre célula:
o Theodor Schwann (1847) [17]
o Matthias Jakob Schleiden (1849) [18]
o Rudolf Ludwig Karl Virchow (1860) [14]
Theodor Schwann [17] amplió la propuesta que explicaba cómo se originan las células con el tejido
cartilaginoso de rana. Defendió un proceso de formación universal, aunque aceptaba la existencia de diferentes
tipos de células. Matthias Jakob Schleiden [18] mostró la variabilidad celular en el caso de tejidos vegetales.
Rudolf Ludwig Karl Virchow [14] recogió los presupuestos teóricos de Schwann y Schleiden para explicar
patologías médicas. Sostuvo el tercer principio que caracterizó a la Teoría Celular dentro de su marco teórico
acerca de la morfología celular.
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- Del texto de Schwann
Schwann expuso que hay células que no forman parte de un tejido y que se encuentran aisladas, “flotando en
fluidos”, como las células de la sangre y de la linfa; y, describió la existencia de diferentes tipos de tejidos:
cartilaginoso, óseo, adiposo, elástico, muscular, nervioso y epitelial. Argumentó que si bien las células tienen
características en común, poseen un carácter diverso, y que esa variabilidad es lo que determina las funciones
fisiológicas. Sobre la base de esa diversidad, morfológica y fisiológica, Schwann planteó su presupuesto teórico
más representativo: sostener que la generación de las células se da por un único proceso, sin importar el tipo
de tejido. En su libro de 1847 se ejemplifica la generación de nuevas células con la formación de cartílago en la
Rana esculenta (Pelophylax esculentus). La Figura 3 exhibe una representación artística basada en
observaciones de microscopio, y la explicación, extraída del libro original
Figura 3.
Representación artística basada en la observación por microscopio y explicación acerca de la formación de tejido
cartilaginoso, en Schwann [17, pág. 22]. Nótese que a pesar de tratarse de células de un mismo tejido, su representación
difiere en forma y tamaño
.
Nótese que la explicación está abocada en su totalidad a sustentar los principios de formación de las células y
aunque se trata de un tejido, cuyas células se suponen idénticas, el autor trata de relevar las diferencias entre
ellas, menciona distinciones en tamaño y superficie. Al comienzo de la descripción se especifica el carácter
representativo del dibujo en cuestión que proviene de una observación al microscopio.
- Del texto de Schleiden
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Schleiden señaló que la generación de células vegetales se podía concebir de manera equiparable y análoga a
las células animales, aceptando de esta manera lo postulado por Schwann. Schleiden argumentó que existe
una extensa diversidad en células vegetales y que esa diversificación tiene origen en las etapas tardías de
formación de las mismas. En el capítulo titulado Forma de la célula vegetal, aseguraba que: “Cuando la célula
ha alcanzado cierto grado de desarrollo, se produce un cambio esencial en su modo de nutrición: la celulosa
recién formada se deposita sobre su superficie interior como una capa de hormigón. Sin embargo, esta
deposición no tiene lugar como una membrana continua, sino que se forma en la dirección de una espiral, como
una fibra o banda en espiral.
“Las agujas individuales de las fibras, o manchas particulares de las agujas, a menudo crecen juntas. De estas
circunstancias resulta una configuración muy variada de la pared celular, que puede ser comprendida bajo dos
divisiones. Primero, donde las fibras son claramente separables (células fibrosas); y, en segundo lugar, donde
las fibras están tan crecidas juntas, que aparecen como una membrana continua sujeta con pequeños poros
(células porosas)” [18, pág. 41].
La Figura 4 muestra dos ejemplos típicos –pues hay decenas en el texto original de 1846- de representaciones
artísticas basadas en observaciones de microscopio que dan cuenta de la diversidad de células vegetales.
Schleiden ilustra las diferencias que pueden tomar las células porosas de diferentes especies vegetales,
debidas a la forma como se deposita la celulosa en el momento de la maduración de la planta.
Figura 4
.
Representaciones artísticas basadas en observaciones de microscopio respecto a dos tipos de células porosas de
diferente especie vegetal descriptas por Schleiden [18, pág. 45].
A lo largo del documento de Schleiden no se encuentra un gráfico en el que converjan las características de una “célula
vegetal modelo”, sino que presenta una morfología tan diversa como la cantidad de especies vegetales observadas por él
.
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- Del texto de Virchow
Virchow es reconocido por haber postulado que el origen de una célula es otra célula: Poco estamos
dispuestos a conceder ya sea en la histología fisiológica o patológica, que una nueva célula puede construirse a
sí misma fuera de cualquier sustancia no celular. Cuando surge una célula, allí debe haber existido previamente
una célula (omnis cellula e cellula), del mismo modo que un animal sólo puede brotar de un animal, una planta
sólo de una planta” [14, pág. 27].
En su tratado de 1860, acepta que la composición última de los seres vivos son las células. Virchow sostuvo
que ni las fibras, ni los glóbulos, ni los gránulos elementales podían considerarse como puntos de partida. La
Figura 5 desarrolla ejemplos de representaciones artísticas basadas en observaciones de microscopio sobre la
evolución de vida de una célula cartilaginosa. Se advierte la presencia de “partes” específicas que definen la
célula: una membrana, un núcleo y lo que hasta ese momento se conocía como contenido celular.
Figura 5. Representaciones artísticas basadas en observaciones de microscopio respecto a la evolución de vida de una
célula de cartílago (Virchow, pág. 45). Nótese la diferenciación de contenido en cada caso, lo que para esta época denotaba
la etapa de desarrollo de la célula. La conclusión resulta obvia: los primeros investigadores que postularon la existencia de
células estaban interesados en describir sus diferencias entre los diferentes tejidos; e, incluso, sus diferentes aspectos
dentro de cada tejido.
Primera transposición de representaciones y explicaciones del concepto de célula en libros
de texto del siglo XIX
Se han elegido dos libros de texto típicos:
o Rudolph Albert von Kölliker (1854) [26]
o Henry Alleyne Nicholson (1872) [27]
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Las características comunes identificadas en estos libros son dos. En primer lugar, que todas las descripciones
y explicaciones se encontraban sustentadas en el paradigma reinante del vitalismo; es decir, acuerdan con la
teorización según la cual el mecanismo de generación de células se da mediante la presencia de un bioplasma
(o protoplasma), portador de la fuerza vital. En segundo lugar, los textos de esta categoría reducen la célula a
toda entidad constituida por tres partes: pared celular, contenido celular y núcleo.
La primera referencia de von Köliker [26] es coetánea y retoma los planteamientos de Schleiden y Schwann. En
dicho manual, un capítulo titulado “La anatomía general de los tejidos”, desarrollaba la naturaleza de las “partes
elementales”, dentro de las cuales se aceptaba a las células como las más representativas e importantes. En
este libro se describen varios tipos de célula, provenientes de tejidos diferenciados y se ejemplifica con el dibujo
de células nerviosas. La Figura 6 muestra una representación artística basada en la observación con
microscopio y la explicación sobre las células nerviosas.
Figura 6. Extraída de Kölliker. Representación artística, apoyada en observaciones microscópicas de células nerviosas [26,
pág. 44]. Nótese que a pesar de tratarse de células de un mismo tejido, su representación difiere en forma y tamaño
.
En Introduction to the study of Biology, Nicholson [27] señalaba que tanto en animales como en plantas la
materia protoplasmática delimitada por una pared se conocía con el nombre de célula. Se sugería también que
el estudio de las células podría ser llevado a cabo mediante el análisis de organismos unicelulares, ya que al
ser una “masa de bioplasma sin estructura” presentaban condiciones cercanas a las características de una
célula. Por este motivo, el ejemplo representativo que utilizaron los autores fue la levadura. La Figura 7 muestra
dibujos del hongo, teñido y visto al microscopio.
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Figura 7. Representación artística a partir de observación en microscopio con respecto al organismo fúngico levadura,
tomada de Nicholson [27, pág. 72].
Se dejaba claro, sin embargo, que la mayoría de los organismos se encontraban compuestos de cúmulos de
células, conformando diferentes tipos de tejido, pero que todas las células compartían los tres principios
básicos: un contenido, un núcleo y una membrana que los rodea. Además, se reconocía el núcleo como una
parte extensivamente identificada en la composición de las células se explicaba como sigue: Muy en general,
pero de ninguna manera universalmente, el contenido de la célula exhibe en un lugar un cuerpo redondeado u
oval definido, que se denomina el "núcleo". Esto varía mucho en la estructura real, a veces sólida, y a veces
compuesta de gránulos. No cabe duda de que el núcleo desempeña un papel importante en las células vivas,
pero las opiniones siguen divididas en cuanto a sus funciones exactas, algunas consideran que es agente más
importante en la actividad celular, mientras que otros lo consideran como una parte relativamente insignificante
[27, pág. 74].
Un rasgo importante de estas representaciones artísticas es que fueron construidas haciendo mención de las
tinciones utilizadas. Estas tinciones tuvieron impactos en los aspectos finales de los dibujos. La Figura 8
muestra un dibujo que ilustra los componentes celulares “típicos”.
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Figura 8. Representación artística con respecto a las “partes irreducibles” de una célula, por Nicholson [27, pág. 73]
Nuevamente, se concluye que en los libros utilizados para la enseñanza del nuevo conocimiento sobre células,
los autores del siglo XIX continuaban mostrando la diversidad de células individuales, mediante
representaciones artísticas donde hacían referencia a los rasgos surgidos a partir de tinciones de las muestras.
Libros de texto con fines de enseñanza, editados durante el siglo XX
Como ejemplos típicos analizaremos tres casos de libros de texto para la enseñanza universitaria editados
durante el siglo XX:
o Edmund W. Sinnott (1935) [28].
o Harold Munro Fox (1942) [29].
o Stelian Oprescu (1971) [30].
En la presentación que Sinnott [28] realiza sobre célula vegetal, se muestra una representación artística cuya
intención no es reproducir una célula especial de algún tejido, sino generar un dibujo que modelizara todos los
componentes posiblemente encontrados en una célula vegetal, tal como se muestra en la Figura 9.
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Figura 9. Representación artística de una célula vegetal. En la explicación se revela la intención de modelizar en [28, pág.
36].
En el libro de Fox [29] el capítulo que explica el concepto de célula se titula Protoplasm and cells, lo cual
sugiere que a pesar de la época –entrado el s. XX se mantenía el término de protoplasma que había sido
utilizado dentro del paradigma del vitalismo. La Figura 10 es un registro fotográfico de la superficie de una hoja,
donde se señala la identificación de células vegetales; se trata de una representación instrumental [12]. Este
tipo de registros documentales gráficos tomados directamente de las vistas provenientes de instrumentos
comenzó a hacerse frecuente a partir de la década del ´40, para ilustrar libros de texto.
Figura 10. Fotografía de un corte histológico, en Fox [29, pág. 51].
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En ese mismo libro [29, pág. 56] se describen células especializadas en diversas funciones con
representaciones artísticas. Estas representaciones son modelizadas con fines de enseñanza, pues son
reconstrucciones artísticas a partir de la observación por microscopías de innumerables cortes histológicos. Un
claro ejemplo se muestra en la Figura 11, que es una representación artística de una glándula, en la que se
releva la ubicación de las células secretoras y el conjunto de capilares sanguíneos.
Figura 11. Representación artística de una glándula, se muestran las partes componentes, entre las que se encuentran las
células secretoras. Tomado de Fox, M. [29, pág. 56]
.
Por último, en el libro de Oprescu [30] se encuentra una comparación entre representaciones artísticas
modelizadas de una célula animal y una vegetal -Figura 12-, según este autor los dos tipos celulares
presentarían: aparato de Golgi, citoplasma, núcleo, nucléolo, mitocondria, membrana plasmática y ribosoma, y
se diferenciarían entre sí por algunas partes distintivas, que en el caso de la célula vegetal serían: pared celular,
vacuola y cloroplasto, y en cuanto a la célula animal: lisosoma y centrosoma.
Es decir, las representaciones artísticas tienen desde entonces la función de presentar un “modelo simplificado
y generalizador”, con objetivos de enseñanza. Se observa que, a diferencia de las anteriores representaciones,
en ésta –por su actualidad- se representan estructuras de muchas organelas que componen el interior de la
célula, ya que para esta época se concebía a la célula como una entidad altamente estructurada.
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Figura 12. Representación artística comparativa de células animal y vegetal. Extraído de Oprescu (pág. 25, 1971).
Partes traducidas al castellano: 1. Lisosoma, 2. Aparato de Golgi, 3. Citoplasma, 4. Núcleo, 5.Nucleolo,
6.Mitocondria, 7. Membrana Plasmática, 8. Ribosoma, 9. Centrosoma, 10. Pared Celular, 11. Vacuola, 12.
Cloroplasto.
La conclusión parcial es que desde el siglo XX, tras la aceptación de la Teoría Celular, los libros de enseñanza
hicieron hincapié en lo que las células de diferentes tejidos tendrían en común. Comenzó, por lo tanto, una
profusión de representaciones artísticas modelizadas para explicar el concepto de célula
Libros de biología recientes y de uso frecuente en los niveles secundario y universitario
Si bien se consultaron diferentes libros [31-36] se seleccionaron como representativas para analizar en el
presente trabajo imágenes de célula y sus respectivas explicaciones de un libro de nivel universitario [31] y dos
libros destinados al nivel secundario [32 y 33].
o De Robertis, E y De Robertis, E (1988) [31].
o Barderi, M G; Cuniglio F; Fernández, E; Haut, G; López, A; Lotersztain I y Shipani F (1998) [32].
o Bisheimer, V; Capurro, A; Cuniglio, F; F erretti, V; Olivares, A; Saullo, S y Soave, G (2008) [33].
En primer lugar, se analizó el libro de consulta universitaria inicial Fundamentos de Biología Celular y Molecular,
de De Robertis y De Robertis [31]. La Figura 13 muestra lo que en el libro se llama la ultraestructura de una
célula animal ideal (se extrajo únicamente el epígrafe, dado que el texto acompañante es extenso, abarca
varias páginas y refiere a explicaciones detalladas de cada una de las estructuras, así como a la diversidad
morfológica de las células eucariotas).
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Figura 13. Representación artística con respecto a un esquema de célula eucariota animal, encontrada en el libro
universitario de De Robertis y De Robertis [31, pág. 22].
En este libro coexisten representaciones artísticas e instrumentales, nótese que la Figura 13 reviste de una
particularidad: el texto menciona que la imagen es un esquema ideal, la palabra esquema denota el uso de
íconos que simbolizan una entidad y el adjetivo ideal implicaría que se trata de una construcción prototípica,
modelizada.
Las Figuras 14 y 15 fueron tomadas del libro: Biología. Citología, anatomía y fisiología [32] de Santillana
Editorial. La Figura 14 es una micrografía de tejido vegetal y la Figura 15 muestra varias representaciones
artísticas que simbolizan la formación de una célula mediante sus constituyentes moleculares jerárquicamente
organizados.
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Figura 14. Micrografía de una célula vegetal presentada en un libro de enseñanza de 1998 [32, pág. 56].
En la siguiente página de este mismo texto se encuentra la imagen de la Figura 15, esta imagen no se
encuentra acompañada de un epígrafe, puesto que la explicación está en el texto.
Figura 15. Representaciones artísticas encadenadas, encontradas en un libro de secundaria de 1998 [32, pág. 57].
Estas dos imágenes fueron elegidas con el objetivo de ilustrar la coincidencia de representaciones de diferente
tipo en un mismo capítulo: si bien la primera es una fotografía y ello estuvo explícito en el texto –, la figura
siguiente nombra como célula una imagen que no guarda ninguna relación con esa foto previa, presenta
además una sucesión de representaciones artísticas cuya construcción implica un recorte conceptual complejo
que se da por sobreentendido en el texto. En esa misma figura se evidencia la coexistencia de entidades
modelizadas que requerirían de aclaraciones con respecto a las dimensiones y los códigos gráficos utilizados.
Por ejemplo, cuando se compara el tamaño relativo al átomo de hidrógeno con respecto al organelo celular
mitocondria.
La tercera fuente consultada en esta categoría es el libro para escuela secundaria: Biología 2 [33], editado por
Doce orcas ediciones en 2008. La Figura 16 es un dibujo de una célula animal donde cada estructura tiene una
forma y coloración particulares: el citoplasma por ejemplo, se dibuja como un sistema azul uniforme y el
citoesqueleto se encuentra únicamente en una parte de la estructura celular, simbolizado con un conjunto de
rayas que se entrecruzan entre sí.
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Figura 16. Representación artística de una célula animal en el libro de Bisheimer y otros [33, pág. 44]
En el texto, la imagen se titula: célula animal y no se acompaña de un epígrafe, esta imagen es la típica
estandarización del modelo de célula, está cargada de convenciones de escala, forma y color que en el libro
quedan implícitas. El texto presenta afirmaciones ambiguas que no dejan claras las diferencias entre una célula
animal y una vegetal, pues al parecer se podría interpretar que la diferencia determinante reside en la presencia
de lisosomas o vacuolas.
Las figuras 13, 14, 15 y 16 dan cuenta de las muy frecuentes representaciones artísticas modelizadas
presentes en los libros destinados actualmente a la enseñanza [31-36]. Las diferencias se dan, eventualmente
en el nivel de detalle de las organelas potencialmente presentes. En general, las explicaciones que se apoyan
en dichas imágenes no aclaran el carácter artístico y modelizador de las mismas; incluso, no advierten del
tamaño relativo de otras entidades modelizadas como átomos y moléculas, tal como se refleja en la Figura 15.
Reflexiones finales
La historia de las representaciones sobre el concepto de célula relevada en el presente trabajo muestra que los
primeros investigadores tenían intención de mostrar la diversidad de las entidades celulares observadas bajo
diferentes metodologías de tinción e instrumentales, como argumento interpretativo para sostener su existencia
y funcionalidad.
Incluso a partir de la consolidación teórica de la Teoría Celular (aproximadamente 1840), la enseñanza del
concepto de célula continuó mostrando la diversidad morfológica como argumento explicativo durante todo el
siglo XIX, mediante la utilización de representaciones artísticas que pretendían emular las observaciones en el
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microscopio. La evolución del microscopio aparentemente no tuvo una influencia directa sobre estos
argumentos, excepto por la incorporación de representaciones de nuevas organelas encontradas.
En el siglo XX, la posibilidad de presentar en los libros imágenes directamente obtenidas de fuentes
instrumentales (Figuras 10 y 13) se solapa con la profusa aparición de representaciones artísticas
modelizadoras, en las cuales lo esencial no era mostrar la diversidad, sino todos los elementos intracelulares
posibles de ser encontrados. Es decir, el análisis transversal de los recursos representacionales para la
enseñanza desde el siglo XIX al XXI da cuenta de un inicio que se explayaba en mostrar detalles y
especificidades de las minúsculas entidades observadas, a una progresiva tendencia a “empaquetar” las
diversidades celulares en afán de llegar a una representación artística modelizada.
Las evidencias que muestran que los jóvenes estudiantes no comprenden el concepto de célula [1-8] y las
interpretaciones de los docentes que reducen la dependencia de tal comprensión sólo con imaginar -o no- a la
célula como tridimensional, estarían ocultando un profundo problema epistemológico: el de no considerar
diferencias entre una “entidad real” (diferentes tipos de células provenientes de tejidos específicos), y una
“entidad modelizada”.
En este trabajo se ha realizado un análisis de los argumentos y representaciones gráficas sobre célula a lo
largo del tiempo. Los resultados encontrados dan cuenta de una evolución de paradigmas gráficos que
acompañaron a dichos argumentos: inicialmente, se utilizaron representaciones artísticas para comunicar
mediante dibujos diversidades celulares imaginarias u observadas en microscopios; luego se lograron
reproducir imágenes provenientes de fuentes instrumentales (microscopías); ambas etapas centraban su interés
en comunicar la diversidad de células reales. Una vez aceptado el concepto científico de célula, los
comunicadores volvieron a utilizar representaciones artísticas para reunir en dibujos y esquemas un nuevo
concepto: la célula modelizada, que se fue enriqueciendo fuertemente desde la segunda mitad del siglo XX con
aportes de investigaciones sobre biología y bioquímica subcelular.
El no discriminar entre representaciones instrumentales y representaciones artísticas podría generar en los
estudiantes noveles la idea de que “todo se ve” tal como se representa en el dibujo del texto.
Así mismo, la falta de un marco histórico de la evolución del concepto de célula y sus representaciones
afectaría la discriminación (por parte de un estudiante novel) entre los conceptos: “célula modelizada” y “célula
real”.
Posiblemente las tensiones epistemológicas presentadas en este trabajo aporten ideas a los docentes para que
se puedan superar interpretaciones erróneas que se evidencian en problemas generalizados del aprendizaje del
concepto célula.
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... Therefore, special care should be taken considering that any representation results from a dialogue between two ideas: on one hand, the expert`s mental model in a scientific field and, on the other hand, de artistic way to express a part of it. This means, the drawing or the ball-sticks systems are not models themselves, but rather simplified analogies of a small part of a complex mental model (Galagovsky Di Giacomo, and Castelo, 2009;Ospina Quintero and Galagovsky, 2017). We propose to name these types of teaching devices as Artistic Representations, and they should be considered as "graphical analogies" related to theoretical abstract entities. ...
Article
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Mental model construction is supposed to be a useful cognitive devise for learning. Beyond human capacity of constructing mental models, scientists construct complex explanations about phenomena, named scientific or theoretical models. In this work we revisit three vissions: the first one concern about the polisemic term “model”. Our proposal is to discriminate between “mental models” and “explicit models”, being the former those “imaginistic” ideas constructed in scientists’—o teachers—minds, and the latter those teaching devices expressed in different languages that tend to communicate any “scientific model”. From this point of view, the class is considered a place where teachers’ mental models should be learned by novice students by decoding their teaching devices which are expressed indifferent languages. Other proposal of this work claims to distinguish the term “representation” with respect to its artistical or instrumental origin, highlighting that they are types of teaching devices and that artistical representations are always analogies. Finally, data about the construction of freshmen’s wrong mental models related to the use of the analogy between the chemical combustion and the global process of cellular respiration from glucose is presented to reinforce previous epistemological reflections.
... En biología, el concepto de célula es fundamental para la comprensión del concepto de ser vivo y para entender el funcionamiento de los organismos complejos como resultado de la labor celular coordinada. Sin embargo, las investigaciones sobre las representaciones del alumnado de escuela secundaria y primeros años de universidad muestran que su aprendizaje presenta numerosas deficiencias, pese a los esfuerzos docentes (BANET; AYUSO, 2000;BUITRAGO REINOSA, 2014;FLORES;TOVAR;GALLEGOS, 2003;LEGEY et al., 2012;MENGASCINI, 2005MENGASCINI, , 2017OSPINA QUINTERO;RODRÍGUEZ PALMERO, 2000;RIEMEIER;GROPENGIEßER, 2008). Rodríguez Palmero (2000), tras una extensa revisión bibliográfica, encontró que un 70% de los trabajos analizados identificaron fallas de comprensión sobre el concepto célula. ...
Article
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In this paper we have obtained some evidence on difficulties in processing information about the cell among primary school students. We identified possible misleading deductions that 5th grade students (10-11 years) could establish when trying, for the first time, to cognitively process information on the subject from school textbooks and teacher discourse, and we designed a questionnaire to find evidence of these deductions. It was possible to detect some evidence of incipient explanatory models. It is important to highlight the emergence of consistent but scientifically incorrect models. Then, the same questionnaire was applied to 6th and 7th grade students (11-13 years), and it was found that some response patterns prevailed and were even reinforced. These models could account for the origin of errors or difficulties in understanding the concept of cell among students of subsequent educational levels.
... La E-A de la célula ha sido objeto reiterado de investigación en DCE en las dos últimas décadas (Rodríguez Palmero, 2000;Quintero & Galagovsky, 2017). Sin embargo, hay pocos estudios centrados en su división (Pérez Martín & Aquilino, 2015), a pesar de ser el eje vertebrador para la comprensión de procesos de gran interés para la población actual (problemas reproductivos, cáncer, etc.). ...
Conference Paper
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La división celular (DC) es un contenido esencial en los currículos de ciencias desde la Educación Secundaria Obligatoria (ESO). Este trabajo pretende analizar cómo ha sido su enseñanza y aprendizaje (E-A) desde el 2000 en revistas relevantes de Didáctica de Ciencias Experimentales (DCE) a nivel nacional e internacional. Los resultados muestran que, actualmente, las investigaciones de mayor interés para docentes de ESO y Bachillerato, como las propuestas de aula, o las actividades de modelización, no coinciden con las que predominan en las revistas de más impacto: progresiones de aprendizaje (PA) o estudios sobre el conocimiento didáctico del contenido (CDC). Además, las ideas previas del alumnado no han variado prácticamente desde principios de siglo. Con todo, consideramos necesarias mejoras en la alfabetización científica de la sociedad y en la formación docente.
Article
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EEn este trabajo se describe la puesta en práctica y los resultados de una propuesta didáctica centrada en la mejora de protocolos de laboratorio para la observación microscópica de células y procesos celulares. A partir de una situación problemática de aparente carácter técnico, el alumnado debe poner en juego sus conocimientos científicos, contrastar con modelos, discutir los resultados, dar argumentos basados en los mismos y realizar propuestas de mejora. De esta forma, los estudiantes son conscientes de las dificultades que acompañan a las prácticas científicas y, normalizando el error o la incertidumbre como parte del proceso, tratan de dar respuesta a los problemas planteados con un notable uso del pensamiento crítico.
Thesis
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This PhD thesis presents an extensive analysis of the results obtained in a research regarding the teaching as well as the learning concepts of Biological Chemistry implied in the cellular respiration topic, in eukaryotes. To carry out the present study, both quantitative and qualitative research methods were implemented. We worked, mainly, with three populations: one of secondary school level and two of university level, from the Common Basic Cycle (first year of university) and from the Faculty of Exact and Natural Sciences, both from the UBA. Didactical, historical, and epistemological resources have been used as multidisciplinary theoretical frameworks to encompass visions of communication between experts and novices. Models, arguments, languages, and the evolution of scientific knowledge have been premises for the analysis of explanatory discourses on the analogy between chemical combustion and the global reaction of cellular respiration, and on the chain of electron transport in mitochondria. Likewise, those theoretical frameworks have also been used to support the design of original inquiry devices, which were applied to reveal learning efficiencies either in freshmen and fourth-year university students. In Part A of the Thesis, the design of an original interdisciplinary proposal for teaching the concept of chemical combustión is presented. Its application on a secondary-level students population shows very satisfactory results, at the same time that reveals implicit underlying obstacles for professors as challenges from innovative teaching methodologies. In Part B, a historical-epistemological analysis of the analogy between cellular respiration and glucose combustion and its use as a teaching device are carried out. Finally, freshmen students’ learning epistemological obstacles have been detected due to the application of this analogy during teaching processes. In Part C of the Thesis, a historical-epistemological analysis of redox aspects of cellular respiration in mitochondria from the 18th century to the present is presented, with particular emphasis on the analysis of the Electron Transport Chain model, its structural components, and the participation of cofactors. Likewise, the research about the impact of teaching with the analogy finds new epistemological obstacles, particularly in freshmen’s learnings. In Part D of the Thesis, a teaching proposal is presented to show the transport of electrons in prokaryotic cellular respiration, through an experimental device known as Sedimentary Microbial Fuel Cell that simulates an aerobic respiration mechanism for anaerobic bacteria (that do not have mitochondria). This PhD Thesis makes original historical-epistemological-didactic contributions in two dimensions, one related to the integrated visions about teaching redox aspects of cellular respiration, and the other to the design of original instruments. However these instruments are used in the present context to the inquiry about learning, they may also be used as teaching devices, due to their possible didactic power to elicit metacongintive reflections and help students to overcome conceptual obstacles during their respective learning processes.
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En este trabajo se estudia el modelo de inmunidad y vacuna que presentan los libros de texto de educación secundaria, considerados un nexo entre el currículum y la práctica docente. El objetivo de nuestro estudio era explorar qué contenidos se incluyen en dichos modelos y cómo se articulan. A la vez, se propone un procedimiento basado en la elaboración de mapas conceptuales para alcanzar tal fin. En general, los modelos de los libros de texto de nuestro corpus de estudio presentan procesos celulares de la inmunidad centrados en lo individual antes que en lo colectivo. Las conclusiones de esta investigación suponen un diagnóstico parcial de cómo se aborda la enseñanza de la inmunología en las aulas para así diseñar un modelo que permita poner en práctica estrategias y recursos que impliquen al alumnado en la modelización de la inmunidad.
Article
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Esta ponencia presenta una indagación sobre las concepciones alternativas de estudiantes de Licenciatura en Enfermería acerca de la composición, cambios y niveles de organización de la materia. Se encontraron concepciones alejadas de los modelos científicos, como la idea de que los sistemas vivos están constituidos de células pero no de átomos o la concepción de transmutación de la materia 1. Los resultados de esta investigación pueden aportar información valiosa para la enseñanza de las asignaturas del primer año de la carrera en las que, los conocimientos sobre la materia y sus cambios, son indispensables para interpretar la composición y la función de sistemas, los fenómenos físicos, químicos y biológicos implicados en la salud y en la enfermedad. 1 Concepto abordado por Garritz & Trinidad Velasco (2003) que refiere a la idea de que las sustancias se convierten en energía o en otro tipo de sustancia sin conservar los tipos de átomos.
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In this article we analyse the spontaneous ideas of students of different levels (EGB, BUP, Teacher Training), in relation to the concept of pluricellularity. The results obtained show the low level of input of academic intruction in the teaching of the cellular structure of living creatures, despite the fact that this subject is treated repeatedly in primary, secondary and teacher training school.
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Resumen: En el presente trabajo se analizan las explicaciones verbales y gráficas confeccionadas por docentes para explicar fenómenos de solubilidad, inmiscibilidad y formación de una emulsión con mezclas de agua, alcohol y aceite. El análisis permite considerar la complejidad de los lenguajes expertos como fuente de obstáculos epistemológicos en la comunicación entre docentes y estudiantes. Finalmente, se propone un marco teórico en el que se hace una distinción ontológica entre los conceptos de "modelos mentales", "modelos explícitos" y "dibujos". En este trabajo se postula considerar a los dibujos como "representaciones concretas" del lenguaje gráfico, en oposición a "representaciones instrumentales" que se obtienen por señales provenientes de equipamiento o dispositivos científicos. Se marca también una diferencia fundamental entre "modelo mental" y "modelo explícito": se propone que un modelo mental es un grupo de ideas armonizadas en la mente del experto; mientras que el modelo explícito es una porción del discurso erudito expresada complementariamente en diferentes lenguajes científicos. Palabras clave: Fuerzas intermoleculares, modelo mental, modelo explícito, lenguaje gráfico Title: Models vs. drawings: the case of teaching intermolecular forces. Abstract: In the present article science teachersverbal and graphical explanations involving intermolecular forces on solubility, immiscibility and emulsion formation with water, alcohol and oil are analyzed. Results show the importance of considering the complexity of expert languages as a source of obstacles in communication between science teachers and students. Finally, theoretical considerations lead to consider an ontological distinction among "mental model", "explicit model" and "scientific drawing". In this work, drawings are related to "concrete representations" in graphical language, in opposition to those "instrumental representations" obtained by signals from any scientific equipment or device. A fundamental difference between "mental model" and "explicit model" is also postulated: mental models are groups of scientific ideas harmonized in the experts´ minds; explicit models are expressions displayed through different expert languages comprised within the scientific discourse.
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Se presenta en esta contribución una propuesta didáctica para el abordaje de los tejidos vegetales que ha sido implementada en el ámbito universitario. La misma remite a la re-construcción en clase de una clasificación de tejidos vegetales en relación con su función y su caracterización sobre la base de caracteres citológicos observables al microscopio óptico. Asimismo se presentan los resultados de la evaluación de la actividad, la que permitió además la caracterización de algunas concepciones alternativas respecto de la temática planteada.
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This paper presents an integrated view of the ideas and conceptual problems of high school students with respect to the cell, its processes, structure and relation to the functions of multicellular organisms. The theme of cell has divided into eight topics, with a questionnaire for each topic. In these topics, different levels of representation and understanding are distinguished between general considerations about plants and animals, those connected with processes at organ and system levels and, finally, the level of cell processes. Data from 1200 students were analysed. Results show that students have an analogical mechanism that establishes an isomorphism between the representation of the functioning of multicellular organisms of cell processes. A series of problems in understanding was also shown. Results imply that these problems are mainly due to students' lack of differentiation between some processes at organism and organ level, and have important implications for learning this subject. Finally, some suggestions are made for teaching.
Revisión bibliográfica relativa a la enseñanza de la Biología y la investigación en el estudio de la célula
  • Mlr Palmero
Palmero MLR (2000) Revisión bibliográfica relativa a la enseñanza de la Biología y la investigación en el estudio de la célula Investigações em Ensino de Ciências 5(3): 237-263.
On the roots of difficulties in learning about cell division: process-based analysis of students' conceptual development in teaching experiments
  • T Riemeier
  • H Gropengießer
Riemeier T, Gropengießer H (2008) On the roots of difficulties in learning about cell division: process-based analysis of students' conceptual development in teaching experiments International Journal of Science Education30(7):923-939,DOI10.1080/09500690701294716. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09500690701294716, consultado 03/07/2017
Enseñanza-aprendizaje del concepto de célula en estudiantes de básica secundaria
  • M Buitrago
Buitrago M. (2014) Enseñanza-aprendizaje del concepto de célula en estudiantes de básica secundaria. Tesis de maestría. Universidad Nacional de Colombia.
Los modelos teóricos como una herramienta de comprensión del pensamiento de profesores y alumnos
  • L Galagovsky
  • N Ospina
  • G Merino
Galagovsky L, Ospina N, Merino G. Participación en el simposio "Los modelos teóricos como una herramienta de comprensión del pensamiento de profesores y alumnos". X Congreso sobre investigación en Didáctica de las Ciencias, a realizarse del 5 al 8 de septiembre de 2017 en Sevilla, España.