'Análisis de obstáculos en el aprendizaje de metabolismo...

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Tesis Doctoral

Análisis de obstáculos en elAnálisis de obstáculos en elaprendizaje de metabolismo deaprendizaje de metabolismo de

hidratos de carbono : Un estudiohidratos de carbono : Un estudiotransversaltransversal

Garófalo, Sofía Judith

2010

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Garófalo, Sofía Judith. (2010). Análisis de obstáculos en el aprendizaje de metabolismo dehidratos de carbono : Un estudio transversal. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.Universidad de Buenos Aires.

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Garófalo, Sofía Judith. "Análisis de obstáculos en el aprendizaje de metabolismo de hidratos decarbono : Un estudio transversal". Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad deBuenos Aires. 2010.

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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Departamento de Química Biológica

ANÁLISIS DE OBSTÁCULOS EN EL APRENDIZAJE DE

METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO UN ESTUDIO TRANSVERSAL

Tesis presentada para optar al título de Doctor de la Universidad

de Buenos Aires en el área de Química Biológica. Tesista: Lic. Sofía Judith Garófalo Director de Tesis: Dra. Galagovsky Lydia Director Asistente: Dr. Alonso Manuel Consejero de Estudios: Dra. Elba Vázquez Lugar de Trabajo: Centro de Formación e Investigación en Enseñanza de la Ciencias- CEFIEC- Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-Universidad de Buenos Aires.

Buenos Aires, 2010

1

A la memoria de mi padre, Vito Garófalo

A mi querido esposo, Pablo, a mi madre Edith

A mis queridos hijos, Lucas y Santiago.

3

Agradecimientos

Quiero expresar mi profundo reconocimiento a todos aquellos que colaboraron conmigo

en estos arduos seis años de gestación de mi Tesis Doctoral, y también a todos

aquellos que contribuyeron, durante mis 13 años de docencia.

Agradezco en especial a:

Mi esposo, Pablo Lenzi por el apoyo emocional e incondicional y, junto con mis hijos,

Lucas y Santiago, por soportar y contener mis angustias permitiéndome avanzar.

La Dra. Lydia R. Galagovsky por su excelente e incondicional guía académica y por su

excepcional apoyo afectivo.

El Dr. Manuel Alonso por su constante intervención y supervisión minuciosa

acompañada por un permanente aliento.

La Dra. Elba Vázquez por sus sinceras y constantes reflexiones que me sirvieron de

guía durante todo el desarrollo de esta investigación.

La Universidad de Buenos Aires, por haberme formado, y por permitirme gozar de la

beca UBACyT durante los primeros 5 años de la Tesis Doctoral, y a la Fundación

Ciencias Exactas y Naturales que me otorgó una beca para la finalización de la misma.

El Departamento de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

en su conjunto y, en especial a sus autoridades, por haber admitido en su Carrera de

Doctorado a esta investigación en el área de educación, y por haber demostrando un

continuo y sincero interés por la enseñanza. La concreción de esta Tesis reconoce a la

Sucomisión de Doctorado del Departamento de Química Biológica su acompañamiento

y su acogida inicial, desafío.

El Centro de Investigación Interdisciplinaria de Psicología y Matemática Experimental

del CONICET (CIPME-CONICET), en especial al Lic. Sergio Gentile, por asesorarme y

4

colaborar en las tareas de investigación de esta Tesis relacionadas con la Teoría

Matemática de la Información.

A los Dres. Omar Pignataro y Juan Carlos Calvo, y a los docentes y estudiantes de la

materia Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la

Universidad de Buenos Aires, por haber colaborado constantemente con una excelente

predisposición habiéndome permitido desarrollar las tareas de la investigación de esta

Tesis.

Al Lic. Jorge Baldoni y a los docentes del Ciclo Básico Común de la Universidad de

Buenos Aires, Sede Leónidas Anastasi, por haberme permitido llevar a cabo las tareas

de investigación y su acompañamiento.

Al Dr. Alberto Kornblihtt, docentes y estudiantes de la materia Introducción a la Biología

Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad

de Buenos Aires, por haberme permitido desarrollar parte de las tareas de investigación

que conforman esta Tesis.

Al Dr. Marcelo Lucentini, docentes y estudiantes de la materia Bioquímica de la

Licenciatura en Nutrición de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires

por su excelente predisposición e interés en contribuir en el desarrollo de las tareas de

investigación que forman parte de esta Tesis.

5

INDICE RESUMEN ....................................................................................................................... 13 PREFACIO ...................................................................................................................... 15 ABREVIATURAS ............................................................................................................ 17 SECCIÓN I: INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 19 CAPÍTULO 1 - INTRODUCCIÓN .................................................................................... 21

1.1 IMPORTANCIA DE LOS CONTENIDOS BIOQUÍMICOS EN LA FORMACIÓN DE PROFESIONALES UNIVERSITARIOS ....................................................................... 21 1.2 CONSIDERACIONES ACERCA DEL TEMA METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO ......................................................................................... 23 1.3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 25

CAPÍTULO 2 - MARCOS TEÓRICOS ............................................................................ 27

2.1 EL AULA COMO UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN Y CIRCULACIÓN DE INFORMACIÓN ............................................................................................................ 27

2.1.1 Marcos teóricos sobre procesos de comunicación ......................................... 29 2.1.1.1 El sujeto humano como procesador de información ................................ 29 2.1.1.2 Modelo de Procesamiento de Información (MPI) ..................................... 31 2.1.1.3 Heurísticos ................................................................................................ 35 2.1.1.4 La mediación de los lenguajes ................................................................. 37

2.1.2 Los obstáculos en el aprendizaje .................................................................... 40 2.2 MARCOS TEÓRICOS DE REPRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN EXPLÍCITA ..................................................................................................................................... 42

2.2.1 Redes Semánticas .......................................................................................... 42 2.2.2 Redes Conceptuales ....................................................................................... 45

2.3 MARCOS TEÓRICOS PARA EL ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EMPÍRICA OBTENIDA ................................................................................................................... 47

2.3.1 Métodos en investigación cualitativa .............................................................. 48 2.3.1.1 Método Comparativo Constante (MCC) ................................................... 49 2.3.1.2 Uso -o no- de �softwares� para el MCC .................................................... 52

2.4 TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (TMC) .................................... 53 2.4.1 Entropía de la información: orden y desorden en la comunicación ................ 55 2.4.2 Tratamientos matemáticos para el cálculo de entropía comunicacional ........ 57 2.4.3 Entropía de la información y relación entre expertos y novatos ..................... 58 2.4.4 ¿Por qué utilizar la teoría de la información en este trabajo de investigación? .................................................................................................................................. 60

REFERENCIAS............................................................................................................ 61

SECCIÓN II: METODOLOGÍA E INSTRUMENTOS DE REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN EMPÍRICA ............................................................................................ 67 CAPÍTULO 3 - FUENTES DE INFORMACIÓN EMPÍRICA E INSTRUMENTOS UTILIZADOS ................................................................................................................... 69

6

3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS ASIGNATURAS IMPLICADAS EN LA INVESTIGACIÓN ................................................................................................... 71 3.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS POBLACIONES DE ESTUDIANTES Y DOCENTES IMPLICADOS EN LA INVESTIGACIÓN ................................................ 73

3.2.1 Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular ................................ 74 3.2.2 Introducción a la Biología Molecular y Celular ............................................... 74 3.2.3 Química Biológica ........................................................................................... 75 3.2.4 Bioquímica de la Nutrición .............................................................................. 75

3.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS INSTRUMENTOS Y METODOLOGÍAS UTILIZADAS ................................................................................. 76

3.3.1 Técnicas de obtención de información empírica ............................................ 76 3.3.1.1 Observaciones no participantes .............................................................. 76 3.3.1.2 Entrevistas concurrentes y recurrentes ................................................... 77 3.3.1.3 Cuestionarios semiestructurados ............................................................ 82

CAPÍTULO 4 - INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA LA SISTEMATIZACIÓN Y REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN ANALIZADA ......................................... 87

4.1 INFORMACIÓN ANALIZADA: TEORÍA SOBRE METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO EN CONTEXTO SISTÉMICO ........................................ 87 4.2 DEFINICIÓN AD HOC DE ENFOQUES QUÍMICO, BIOQUÍMICO Y FISIOLÓGICO PARA EL ANÁLISIS DEL TEMA METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO .................................................................................................................. 89

4.2.1 Enfoque Químico (EQ) ................................................................................... 91 4.2.2 Enfoque Bioquímico (EB) ............................................................................... 92 4.2.3 Enfoque Fisiológico (EF) ................................................................................ 93 4.2.4 ¿Para qué definir ENFOQUES? ..................................................................... 94

4.3 REDES CONCEPTUALES GENERALES (RCG) COMO INSTRUMENTO DE REPRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN TEÓRICA CONCEPTUAL SOBRE MHC 94

4.3.1 Descripción de las Redes Conceptuales Generales ...................................... 95 4.3.1.1 RCG-1. De alimentos a glucosa como nutriente de las células .............. 95 4.3.1.2 RCG-2. Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares ........................................................................................ 96 4.3.1.3 RCG-3. Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático ............................................................................................................ 97 4.3.1.4 RCG-4. Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa ............................................................................................................... 100 4.3.1.5 RCG-5. Respiración y respiración celular ............................................. 101 4.3.1.6 Consideraciones finales respecto de la confección de las RCGs ......... 103

4.4 INFORMACIÓN A SER ANALIZADA: RESPUESTAS ORALES DE LOS ESTUDIANTES AL PROBLEMA DE MÚLTIPLES RESOLUCIONES ..................... 114

4.4.1 Red semántica: el fundamento para la construcción de caminos resolutivos asociativos ............................................................................................................. 115 4.4.2 Construcción de caminos resolutivos ........................................................... 116 4.4.3 Construcción de Redes Semánticas poblacionales (RSp) .......................... 118

REFERENCIAS ......................................................................................................... 118 SECCIÓN III: RESULTADOS ...................................................................................... 121 CAPÍTULO 5 - OBSERVACIONES DE CLASES ........................................................ 123

7

PARTE A: BIOLOGÍA Y BIOLOGÍA e INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR del CICLO BÁSICO COMÚN DE LA UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES ............. 123 5.1 GENERALIDADES .............................................................................................. 123 5.2. DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO ..................................................... 125

5.2.1 Categoría 1: Contenidos ............................................................................... 125 5.2.1.1 Subcategoría 1.a: Contenidos expuestos por el docente ...................... 125 5.2.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié ............................................................................................................................ 130

5.2.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza ............................................ 131 5.2.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición ............................................... 131 5.2.2.2 Subcategoría 2.b: Instrumentos didácticos utilizados ............................ 132 5.2.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase ...... 132

5.2.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes .................. 133 5.2.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes con el docente ............................................................................................................... 133 5.2.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares ....................... 133

PARTE-B: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR (IBMC) . 145 5.3 GENERALIDADES .............................................................................................. 145 5.4 DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO ..................................................... 146

5.4.1 CATEGORÍA 1: Contenidos .......................................................................... 146 5.4.1.1 Subcategoría 1.a: Contenidos expuestos por el docente ...................... 146 5.4.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié ............................................................................................................................ 150

5.4.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza ............................................ 151 5.4.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición ............................................... 151 5.4.2.2 Subcategoría 2.b: Instrumentos didácticos utilizados ............................ 152 5.4.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase ...... 152

5.4.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes .................. 152 5.4.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes con el docente ............................................................................................................... 152 5.4.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares ....................... 153

PARTE-C: BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN, FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES ........................................................................ 165 5.5 GENERALIDADES .............................................................................................. 165 5.6 DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO ..................................................... 166

5.6.1 CATEGORÍA 1: Contenidos .......................................................................... 167 5.6.1.1 Subcategoría 1.a: Contenidos expuestos por el docente ...................... 167 5.6.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié ............................................................................................................................ 171

5.6.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza ............................................ 173 5.6.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición ............................................... 173 5.6.2.2 Subcategoría 2b: Instrumentos didácticos utilizados ............................. 174 5.6.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase ...... 174

5.6.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes .................. 174 5.6.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes hacia el docente en la clase ............................................................................................. 174 5.6.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares ....................... 175

8

PARTE-D: QUÍMICA BIOLÓGICA, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES ................................................. 187 5.7 GENERALIDADES .............................................................................................. 187 5.8 DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO ..................................................... 189

5.8.1 CATEGORÍA 1: Contenidos ......................................................................... 190 5.8.1.1 Subcategoría 1-a: Contenidos expuestos por el docente ..................... 190 5.8.1.2 Subcategoría 1-b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié ........................................................................................................................... 196

5.8.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza ........................................... 198 5.8.2.1 Subcategoría 2-a: Formas de exposición .............................................. 198 5.8.2.2 Subcategoría 2-b: Instrumentos didácticos utilizados ........................... 199 5.8.2.3 Subcategoría 2-c: Formas de interacción del docente con la clase ...... 199

5.8.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes ................. 200 5.8.3.1 Subcategoría 3-a: Formas de interacción de los estudiantes hacia el docente en la clase ............................................................................................ 200 5.8.3.2 Subcategoría 3b: Preguntas y comentarios entre pares ....................... 200

CAPÍTULO 6 - RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURAS BIOLOGÍA Y BIOLOGÍA E INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR, CICLO BÁSICO COMÚN ...................................................................................................................................... 211

6.1 ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) ............................ 212 6.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER) .............................. 214 6.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL(LOS) DOCENTE(S) ................................... 223

6.3.1 Entrevistas Concurrentes ............................................................................. 223 6.3.2 Entrevistas Recurrentes ............................................................................... 223

6.4 ANÁLISIS CRUZADOS ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y ENTREVISTAS RECURRENTES (ER) ......................... 225 6.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA) ...................................................................................... 226 6.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO ................................................................................................................................... 228 6.7 RESPUESTAS DE LOS DOCENTES AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO ........................................................................................... 232

CAPÍTULO 7 - RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES. ............................................................................................................... 233

7.1 ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES .................................... 234 7.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER) .............................. 235 7.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL DOCENTE .................................................. 243

7.3.1 Entrevista Concurrente ................................................................................. 243 7.3.2 Entrevista Recurrente ................................................................................... 243

7.4 ANÁLISIS CRUZADOS ENTRE REPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y RECURRENTES (ER) ................................................... 244 7.5. ANÁLISIS DE DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA) ...................................................................................... 245 7.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO ................................................................................................................................... 248

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7.7 RESPUESTAS DEL DOCENTE AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO 252 CAPÍTULO 8 - RESULTADOS Y DISCUSIÓN. DATOS PROVENIENTES DE BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN, FACULTAD DE MEDICINA ................................. 253

8.1. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) ............................ 253 8.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER) ............................... 259 8.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DE LOS DOCENTES .......................................... 275


8.4. ANÁLISIS CRUZADO ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y RECURRENTES (ER) .................................................... 276 8.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA) ....................................................................................... 278 8.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO DE ESTUDIANTES Y DOCENTES DE LA MATERIA ............................................... 282

CAPÍTULO 9 - RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURA QUÍMICA BIOLÓGICA, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES. ............................................. 297

9.1. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) ............................ 298 9.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER) ............................... 304 9.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL DOCENTE A LAS EC Y ER ........................ 318


9.4. ANÁLISIS CRUZADO ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y ENTREVISTAS RESCURRENTES (ER) ....................... 320 9.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA) ....................................................................................... 321 9.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO ................................................................................................................................... 325

SECCIÓN IV: DISCUSIÓN ............................................................................................ 351 CAPÍTULO 10 - ANÁLISIS GLOBAL DE RESULTADOS ........................................... 353

10.1 MODELO FISIOLÓGICO DEL CICLO DEL CARBONO EN LOS HETERÓTROFOS (MFCCHet) ................................................................................. 355 10.2 MODELO FISIOLÓGICO DE LA DISPONIBILIDAD DE METABOLITOS (MFDMet) ................................................................................................................... 356 10.3 MODELO FISIOLÓGICO DE LA CAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA EN SANGRE (MFCHGSang) .................................................................. 358 10.4 EVIDENCIAS EMPÍRICAS SOBRE FALLAS EN LA COMPRENSIÓN DE DE CADA MODELO CIENTÍFICO (MFCCHet; MFDMet y MFCHGSang), POR ASIGNATURA ............................................................................................................ 359

10.4.1 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de las asignaturas del CBC ................................... 359

10.4.1.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1) ................................................................................................. 359 10.4.1.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2) .................................................................................................... 361

10

10.4.1.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3) ........................................................................................... 366

10.4.2 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de Introducción a la Biología Molecular y Celular (IBMC, FCEN-UBA) ............................................................................................... 369

10.4.2.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1) ................................................................................................. 369 10.4.2.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2) ................................................................................................... 371 10.4.2.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3) ........................................................................................... 375

10.4.3 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de la asignatura Bioquímica de la carrera de Nutrición (FMed-UBA) ........................................................................................... 378


10.4.4 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de Química Biológica (QB, FCEN) ....................... 392


10.5 PRINCIPALES FALLAS COMUNES A TODAS LAS ASIGNATURAS EN EL APRENDIZAJE DE LOS MFCCHet, MFDMet y MFCHGSang ................................ 405 10.6 CONSIDERACIONES FINALES ....................................................................... 408 REFERENCIAS ......................................................................................................... 410

SECCIÓN V: CONCLUSIONES ................................................................................... 413 CAPÍTULO 11 - CONCLUSIONES SOBRE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE APRENDIZAJE ............................................................................................................. 415

11.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 415 11.2 ANÁLISIS DE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE APRENDIZAJE ................ 417

11.2.1 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos de tipo �Brecha� 419 11.2.2 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos de tipo �Puente� 423 11.2.3 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos por heurísticos ... 428

REFERENCIAS ......................................................................................................... 432 CAPÍTULO 12 - OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS ASOCIADOS A LA ENSEÑANZA 435

12.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 435 12.1.1 Ejemplo de procedimiento general para la construcción de las tablas comparativas 12.1; 12.2 y 12.3. ............................................................................ 436

12.2 OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE TIPO CURRICULAR................................ 437

11

12.2.1 Obstáculos epistémicos de tipo curricular para la enseñanza del MFCCHet ................................................................................................................................ 437

12.2.1.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFCCHet . 441 12.2.2 Obstáculos epistémicos curriculares para la enseñanza del MFDMet ....... 443

12.2.2.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFDMet ... 447 12.2.3 Obstáculos epistémicos curriculares para la enseñanza del MFCHGSang ................................................................................................................................ 451

12.2.3.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFCHGSang ............................................................................................................................ 456

12.3 CONSIDERACIONES FINALES SOBRE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS CURRICULARES ....................................................................................................... 458 12.4 OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE TIPO COMUNICACIONAL ....................... 461

12.4.1 Consideraciones finales sobre obstáculos epistémicos de tipo comunicacional ....................................................................................................... 467

REFERENCIAS.......................................................................................................... 467 CONSIDERACIONES FINALES ................................................................................... 471 ANEXO - PROGRAMAS DE LAS ASIGNATURAS INVESTIGADAS ......................... 479

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RESUMEN

ANÁLISIS DE OBSTÁCULOS EN EL APRENDIZAJE DE METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO EN CONTEXTO SISTÉMICO.

UN ANÁLISIS TRANSVERSAL

Esta Tesis Doctoral abordó una investigación con el fin de identificar obstáculos que podrían dificultar la comprensión en estudiantes universitarios del tema metabolismo de hidratos de carbono, en un contexto sistémico humano. Las asignaturas elegidas, todas pertenecientes a carreras de la Universidad de Buenos Aires, fueron aquellas en las que el tema seleccionado es parte del programa analítico: Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular; del Ciclo Básico Común; Introducción a la Biología Molecular y Celular de la Licenciatura en Ciencias Biológicas, Química Biológica de las Licenciaturas en Ciencias Biológicas y en Ciencias Químicas, ambas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; y, Bioquímica de la Nutrición de la carrera de Nutrición, de la Facultad de Medicina.

Se utilizaron distintas técnicas de recolección de información empírica, tales como observaciones de clases, análisis los contenidos de la bibliografía recomendada, y entrevistas abiertas y cuestionarios semiestructurados tomados a estudiantes y docentes.

Se elaboraron nuevas técnicas de análisis de la información empírica haciendo uso de redes conceptuales y redes semánticas, dentro de marcos teóricos como el Sistema de Procesamiento de la Información y la Teoría Matemática de la Comunicación.

Como resultados de esta investigación se identificaron fallas en el aprendizaje de los estudiantes. Un análisis más profundo permitió reconceptualizarlas, transformándolas en evidencias empíricas de fallas en la construcción de modelos mentales por parte de los estudiantes. Dichos modelos fueron definidos ad hoc, y denominados y caracterizados como: �Modelo Fisiológico del Ciclo del Carbono en Heterótrofos�; �Modelo Fisiológico de �Disponibilidad de Metabolitos�, y �Modelo Fisiológico de Captación y Homeostasis de Glucosa en Sangre�.

Este análisis nos permitió identificar y precisar que las evidencias empíricas provenían de obstáculos epistémicos de aprendizaje y, también, de obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza. Dentro de los obstáculos epistémicos de aprendizaje, se definieron y caracterizaron tres subcategorías: del tipo �brecha�; del tipo �puente�, y �por heurísticos�. Dentro de los obstáculos epistémicos de enseñanza se definieron y caracterizaron dos subcategorías: de tipo �curricular� y de tipo �comunicacional�.

Los aportes de la presente investigación consisten en reflexiones para una eventual optimización de los procesos de enseñanza del tema, en relación a las capacidades de aprendizaje de los estudiantes. Estas reflexiones permiten dar marcos interpretativos a las tensiones que actualmente existen en los docentes, que se enfrentan con la paradoja del gran desarrollo de conocimientos científicos, con mayor cantidad de información cada vez más especializada, y la creciente y más compleja meta de que los estudiantes aprendan contenidos específicos, desde miradas globales que les den sentido. Palabras Clave: Metabolismo de hidratos de carbono � respiración celular � obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza � obstáculos epistémicos de aprendizaje

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ABSTRACT

ANALYSIS OF OBSTACLES IN THE LEARNING OF CARBOHYDRATE METABOLISM IN SYSTEMIC CONTEXT. A CROSS ANALYSIS

This doctoral thesis addressed a research to identify obstacles that may hinder

understanding in university students of carbohydrate metabolism in a human systemic context. The chosen subjects, all of which belong to University of Buenos Aires, were those in which the selected topic is part of the analytical program: �Biology� and �Biology and Introduction to Cell Biology�, Ciclo Básico Común (the first year of University of Buenos Aires), �Introduction to Molecular and Cellular Biology� of the Bachelor in Biology, �Biological Chemistry� of the Bachelor in Biology and the Bachelor in Chemistry, both from the Faculty of Exact and Natural Sciences, and �Biochemistry of Nutrition�, of the Nutrition Career, from the Faculty of Medicine.

Different techniques were used to collect empirical information, such as classroom observations, content analysis of the recommended bibliography, interviews and semi-open questionnaires taken to students and teachers.

In addition, new techniques were developed to analyze the empirical data using conceptual networks and semantic networks, within theoretical frameworks such as the System of Information Processing and the Mathematical Theory of Communication.

As a result of this investigation, failures in student learning were identified. Further analysis allowed reconceptualization of them, turning them into empirical evidence of flaws in the construction of mental models by students. These models were defined ad hoc, and named and characterized as "Physiological Model of the Carbon Cycle in heterotrophs", "Physiological Model of Availability of Metabolites ", and" Physiological Model of Uptake and Homeostasis of Blood Glucose".

This analysis allowed us to identify and define that the empirical evidence is related to epistemic obstacles of learning and, also, of epistemic obstacles related to teaching. In learning epistemic obstacles, three subcategories were defined and characterized: "gap" type, "bridge" type, and "heuristic� type. In teaching epistemic obstacles, two subcategories were defined and characterized: "curricular" type and "communicational" type.

The contributions of this research consist in reflections for an eventual optimization of the teaching processes of the subject, according to the learning capabilities of students. These considerations allow us to give interpretative frameworks to the tensions that currently exist in teachers. They face the paradox of a great development of scientific knowledge, filled with more specialized information, and the increasingly complex goal that students learn specific contents, from global perspectives that give meaning to them. Key Words: Metabolism of carbohydrates � cellular respiration � epistemic obstacles �epistemic obstacles related to teaching � epistemic obstacles of learning.

Prefacio

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PREFACIO

La presente Tesis Doctoral consta de un primer capítulo introductorio donde se

detallan principalemente los antecedentes y objetivos de la presente investigación, un

segundo capítulo en el que se detallan los marcos teóricos utilizados, en el tercer y

cuarto capítulo se describen las distintas técnicas e instrumentos metodológicos

implementados para representar la información obtenida, en el quinto capítulo se

detallan los resultados de las observaciones de clases de las cuatro asignaturas

seleccionadas para esta investigación. Del capítulo 6 al 9 se presentan los resultados

obtenidos, en el capítulo 10 se expone el análisis transversal de los resultados y en los

capítulos 11 y 12 se presentan los obstáculos epistémicos de aprendizaje asociados al

aprendizaje y la enseñanza respectivamente. En el Anexo se presentan los programas

de estudio de las asignaturas con las que se llevó a cabo este trabajo y sus objetivos

(cuando estuvieron disponibles), así como el material complementario de las materias

seleccionadas al que se hace alusión en el Capítulo 5.

Abreviaturas

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ABREVIATURAS

BIBC: Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.

BN: Bioquímica de la Nutrición.

CBC: Ciclo Básico Común.

EB: Enfoque Bioquímico.

EC: Entrevista Concurrente.

EF: Enfoque Fisiológico.

EQ: Enfoque Químico.

ER: Entrevista Recurrente.

FCEN: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.

FMed: Facultad de Medicina.

H Hmax: Entropía Máxima

H: Entropía

h: Entropía de un evento determinado.

Hemp.: Entropía empírica de la Comunicación

IBMC: Introducción a la Biología Molecular y Celular.

MCC: Método compartivo constante.

MCP: Memoria a Corto Plazo.

MFCCHet: Modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos.

MFCHGSang: Modelo fisiológico de la captación y homeostasis de la glucosa en sangre.

MFDMet: Modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos.

MHC: Metabolismo de los Hidratos de Carbono.

MLP: Memoria a Largo Plazo.

MPI: Modelo de Procesamiento de Información.

MT: Memoria de Trabajo.

PMR: Problema de Múltiples Resoluciones.

QB: Química Biológica.

Rarg: Respuestas que presentaron algún argumento frente al problema de múltiples

resoluciones.

RC: Redes Conceptuales.

RCE: Red Conceptual Específica

RCE-BN: Red Conceptual Específica de Bioquímica de la asignatura Nutrición

RCE-CBC: Red Conceptual Específica de la asignaturas Biología y Biología e Introducción a la

Biología Celular del Ciclo Básico Común.

RCE-IBMC: Red Conceptual Específica de Introducción a la Biología Molecular y Celular.

RCE-QB: Red Conceptual Específica de Química Biológica.

RCG: Red Conceptual General.

Abreviaturas

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Rneg: Respuestas que negaron la situación planteada en el problema de múltiples

resoluciones.

RS: Redes Semánticas.

RSp: Redes Semánticas poblacionales.

TMC: Teoría Matemática de la Comunicación.

UBA: Universidad de Buenos Aires.

ABREVIATURAS DE REDES CONCEPTUALES GENERALES, ESPECÍFICAS Y CUADROS

DE ENFOQUES.

SGLUT: Transportador de glucosa-sodio.

Vmáx: Velocidad máxima.

GLUT: Transportador de glucosa.

GLQ: Enzima glucoquinasa.

FFQ-1: Enzima fosfofructoquinasa -1.

FFQ-2: Enzima fosfofructoquinasa -1.

PQ: Enzima Piruvato quinasa.

GS: Enzima glucogeno sintentasa.

GN: Glucosa Normal.

ATP: Adenosín trifosfato.

Sección I:

Introducción

Capítulo 1 - Introducción

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CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1 IMPORTANCIA DE LOS CONTENIDOS BIOQUÍMICOS EN LA FORMACIÓN DE PROFESIONALES UNIVERSITARIOS

El aprendizaje de la bioquímica es indispensable para la formación integral de

profesionales que se desempeñarán en una amplia gama de especialidades, tanto en ciencias

básicas, como en la Biología o en la Química, o como los que se dedicarán a las ciencias de la

salud, producción vegetal o animal (Scimone y Scimone, 1996).

La enseñanza de la bioquímica ocupa un lugar principal en los planes de estudio

universitarios. En cambio, en el nivel medio, no hay una asignatura que centre exclusivamente

la atención en la bioquímica; algunas de las temáticas de esta disciplina son superficialmente

abordadas desde la Biología y en menor medida desde la Química. Esta situación contribuye a

que los estudiantes que ingresan a la universidad para cursar carreras biomédicas o del área

de la química presenten una formación básica incompleta en estas áreas y, por tanto, los

conocimientos previos resultan escasos (White, 2007).

Particularmente, en nuestra Universidad, carreras biomédicas así como las

Licenciaturas en Ciencias Biológicas, en Ciencias Químicas y en Nutrición tienen como

materias de grado asignaturas que ofrecen una importante proporción de contenidos del área

de la bioquímica. Tal es el caso de las asignaturas Biología del Ciclo Básico Común (carreras

de Ciencias Biológicas, Veterinaria y Agronomía, entre otras); Biología e Introducción a la

Biología Celular del Ciclo Básico Común (carreras de Medicina, Farmacia y Bioquímica,

Odontología y Licenciatura en Nutrición, entre otras); Introducción a la Biología Molecular y

Celular (Licenciatura en Ciencias Biológicas), Bioquímica (para las carreras de Medicina,

Farmacia, Bioquímica, Odontología, Licenciatura en Nutrición, Veterinaria y Agronomía) y

Química Biológica (para la Licenciatura en Ciencias Biológicas y Licenciatura en Ciencias

Químicas), por citar sólo algunos ejemplos en la Universidad de Buenos Aires.

La inclusión de la bioquímica en los planes de estudio de este espectro tan amplio de

carreras se justifica ampliamente debido a que los contenidos de esta disciplina son

imprescindibles para lograr una interpretación completa de los procesos biológicos en sus

diferentes niveles de organización de la materia. La importancia de los contenidos sobre

bioquímica radica además en que estos permiten resignificar, dar sentido e interpretar más

detalladamente contenidos de otras disciplinas biológicas y ofrecer las herramientas

conceptuales indispensables para la comprensión de procesos químicos que ocurren en los

seres vivos.

Cabe destacar, también, que muchos de los contenidos bioquímicos pasan a formar un

eje central de integración para la comprensión de la estructura y funcionamiento de la enorme


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diversidad de seres vivos, ya que las formas de vida comparten características bioquímicas

comunes. Asimismo, esta comunión de características bioquímicas, tanto de estructuras como

de procesos, constituye una prueba de enorme peso para la historia evolutiva de la vida (que

reconoce la existencia de un ancestro común). Esta integración permite, además, arribar al

importantísimo concepto de homeostasis fisiológica, condición indispensable de todo ser vivo

sano.

Edmund B. Wilson (1898), reconocido biólogo especializado en el área de la bioquímica,

planteó que �la clave de cualquier problema biológico finalmente ha de buscarse en la célula y

los procesos bioquímicos involucrados en su funcionamiento, ya que cualquier organismo

viviente es, o ha sido alguna vez, una célula�. El abordaje del estudio de la vida desde la

bioquímica posibilita reconocer y reinterpretar los procesos biológicos y químicos en diferentes

escalas espaciales y temporales.

Existe una paradoja en el desarrollo de los conocimientos científicos de hoy. La

información acumulada es cada vez mayor y más especializada, principalmente en las áreas

asociadas a la bioquímica, la genética y la biología molecular y celular; pero, simultáneamente

sucede que cada vez es más complejo brindar a los estudiantes una información que integre

los avances en las especializaciones. Por lo tanto, los estudiantes verían limitada una mirada

global de los procesos. Una visión sistémica permitiría superar la transmisión y adquisición de

hechos inconexos (White, 2007).

Estos hechos nos llevan a reflexionar sobre el desafío que hoy representa la enseñanza

de la bioquímica, así como de la biología molecular y celular, al tener que ofrecer información

específica y actualizada en cada área, que al mismo tiempo permita generar visiones

globalizadas. Si bien los fenómenos de la naturaleza son perceptibles, la mayoría de los

conceptos bioquímicos que se utilizan para explicarlos no tienen un medio sencillo y directo de

ser percibidos por vía sensible; son de naturaleza fundamentalmente simbólica y abstracta. Si

el estudiante, novato en contenidos bioquímicos, no encuentra relaciones entre la nueva

información conceptual específica que debe aprender, y lo que ya sabe, o lo que puede percibir

con sus sentidos, su única posibilidad cognitiva derivaría en un aprendizaje exclusivamente

memorístico y descontextualizado (Galagovsky, 2004 a, b).

En esta Tesis Doctoral se ha escogido uno de los temas más significativos en los cursos

introductorios de bioquímica como es el metabolismo de los hidratos de carbono, y se ha

realizado un seguimiento tanto de su enseñanza como del aprendizaje del mismo en diferentes

Unidades Académicas de la Universidad de Buenos Aires.


23

1.2 CONSIDERACIONES ACERCA DEL TEMA METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Los hidratos de carbono, carbohidratos o glúcidos, constituyen uno de los grupos de

biomoléculas principales de los seres vivos (Campbell y Reece, 2004), con funciones

estructurales y energéticas claves en el funcionamiento de los organismos. Además de las

variadas estructuras químicas con que se presentan en los seres vivos, las reacciones

químicas en las que se involucra la glucosa en organismos superiores constituyen importantes

vías metabólicas, como la glucólisis, glucogenogénesis, glucogenólisis, gluconeogénesis y vía

de las pentosas. El metabolismo de la glucosa está finamente regulado tanto enzimáticamente

como hormonalmente, así como también su transporte a través de la membrana plasmática y

su captación intracelular, que están respectivamente a cargo de transportadores y enzimas

específicos de tejido (Voet y Voet, 2004). Por consiguiente, podemos afirmar, sin temor a

equivocarnos, que la comprensión de todos estos tópicos es un ejemplo imprescindible para

entender el funcionamiento de un organismo en su totalidad.

Por todo lo expresado, este contenido tan extenso de estructuras, distribución,

transporte, captación, rutas metabólicas y regulación, constituye una parte fundamental de los

programas de bioquímica y de asignaturas introductorias de biología de cualquier carrera

biomédica. En síntesis, el contenido metabolismo de hidratos de carbono (MHC) exhibe un

gran peso desde las primeras materias de las mencionadas carreras de base biológica y

química, que se reitera durante el transcurso de las mismas.

Ahora bien, numerosas investigaciones han demostrado serias dificultades para la

comprensión del MHC tanto para estudiantes secundarios como universitarios. Por ejemplo,

Songer y Mintzes (1994) han mostrado que en estudiantes de Biología (nivel College, de

Estados Unidos), emergían diversas problemáticas sobre el aprendizaje de la respiración

celular, aún después de enseñanzas bien programadas. Banet (2001) detalla un amplio

panorama de las distintas dificultades que presentan estudiantes de escuela media española

respecto de la nutrición, sus aspectos fisiológicos y bioquímicos, y sobre el proceso de

respiración celular.

En investigaciones recientes, el grupo de Luz y colaboradores (Oliveira y cols, 2003;

Luz y cols, 2008; Luz, 2008) detectaron errores conceptuales persistentes en estudiantes y

docentes de ocho carreras �de las áreas biomédica, humanística y tecnológicas- de seis

Universidades Públicas de Río de Janeiro, Brasil. Este grupo de investigadores había indagado

acerca del conocimiento de los estudiantes referido a la posibilidad de que la producción de

ATP proviniera de otras fuentes distintas a los carbohidratos. Asimismo, Cliff (2006) ha

señalado que, a pesar del uso de estrategias de enseñanza específicas, son difíciles de

erradicar concepciones erróneas acerca de los procesos fisiológicos de respiración celular, en

estudiantes universitarios de Estados Unidos.


24

La cantidad de información a aprender en el MHC es vasta, las rutas metabólicas

presentan numerosos detalles, y el material de estudio es presentado a menudo como una

serie de reacciones químicas. La preocupación de los educadores a nivel internacional por la

enseñanza del MHC en niveles universitarios ha sido puesta en evidencia en propuestas

didácticas publicadas recientemente por Pogozelski y colaboradores (2005), Passos y

colaboradores (2006), y Ross y colaboradores (2008), en Estados Unidos, Brasil y Australia,

respectivamente. Por ejemplo, la primera autora propone trabajar en las clases de metabolismo

analizando dietas de bajo contenido en hidratos de carbono con el fin de motivar el aprendizaje

de las rutas metabólicas. El segundo autor propone la realización de un trabajo práctico en el

que se realizan análisis de sangre a estudiantes voluntarios, con el fin de registrar los valores

de glucosa y triglicéridos antes y después de comer pizza y pasta �después de 30 minutos, y

3 horas�. La tercera autora propone juegos de �role-play� para proporcionar a los estudiantes

una visión macroscópica animada de los procesos de glucólisis y del Ciclo de Krebs mediante

una representación coreográfica. En ninguno de los tres casos se analizaron resultados de

aprendizaje, pues el énfasis estuvo puesto en la motivación que generaban las propuestas

didácticas.

Un aprendizaje integral y sustentable demandaría aprender acerca de estructuras y

procesos relacionados con los distintos niveles de organización de la materia. La interpretación

sistémica de contenidos bioquímicos y biológicos resulta de gran dificultad para los estudiantes

novatos, puesto que requeriría la integración de diversos modelos científicos que convergen en

la explicación de procesos complejos (Bahar y cols., 1999).

Si consideramos los distintos niveles de organización de la materia, en el caso del MHC

tal comprensión demanda la relación entre:

• Nivel molecular, que explica las características estructurales de las moléculas y

macromoléculas que constituyen los hidratos de carbono, como la glucosa, el almidón, el

glucógeno, etc.

• Nivel celular, por ejemplo, procesos de transporte a través de membrana, participación de

distintos orgánulos en el funcionamiento de la célula, vinculación entre los diferentes

compartimentos de la célula, etc.

• Niveles tisular, órganos, sistemas de órganos y organismo, que permiten explicar la

utilización diferencial de la glucosa y la regulación de la disponibilidad la misma en el

organismo; así como las anomalías en los parámetros fisiológicos y procesos, etc.

En la Universidad se espera que los estudiantes logren aprender los conceptos y vías

metabólicas involucradas en el tema MHC, interpretadas dentro de un organismo vivo,

partiendo de haber aprendido la base conceptual de contenidos estructurantes para esta

temática. Cabe preguntarse si estos conocimientos previos existen (Deters, 2006) y, si no, en

qué medida, pueden construirse durante las asignaturas universitarias, o bien, qué implicancia

generará su falta o falla en la comprensión futura.


25

1.3 OBJETIVOS

Para los fines de esta investigación sobre MHC focalizamos nuestra atención en la

etapa nutricional correspondiente al estado metabólico de absorción de nutrientes. Nuestro

interés fue presentar una situación biológica determinada con el fin de investigar si los

estudiantes logran alcanzar una visión sistémica e integrada de los procesos fisiológicos y

bioquímicos para responderla.

Teniendo en cuenta estas consideraciones nos propusimos:

1- Realizar un análisis comparativo en relación a las características de

enseñanza de cada una de las cuatro asignaturas: Biología y Biología e

Introducción a la Biología Celular (Ciclo Básico Común); Introducción a la

Biología Molecular y Celular (FCEN); Bioquímica de Nutrición (Facultad de

Medicina); Química Biológica (FCEN).

2- Realizar un análisis comparativo de las distintas asignaturas seleccionadas,

tanto de la bibliografía recomendada como de las clases del tema MHC.

3- Generar los instrumentos adecuados para comunicar los perfiles de

enseñanza y aprendizaje particulares de cada asignatura.

4- Generar instrumentos de indagación y representación de los aprendizajes de

los estudiantes de las cuatro asignaturas universitarias indagadas.

5- Utilizar metodologías cualitativas con evaluaciones cuantitativas que

permitieran un análisis transversal de los resultados.

Los objetivos de la presente investigación son:

- Encontrar y validar evidencias empíricas acerca de las fortalezas o debilidades en el

aprendizaje de los estudiantes de las cuatro asignaturas universitarias sobre el tema

MHC.

- Interpretar los resultados conceptualizándolos en marcos potencialmente explicativos y

predictivos sobre la enseñanza y el aprendizaje del MHC.

REFERENCIAS Bahar M, A. H. Johnstone and M. H. Hansell (1999). Revisiting learning difficulties in biology, Journal of Biological Education, 33, 84-86. Banet, E (2001). Los procesos de la nutrición humana. Madrid: Síntesis Educación. Campbell, N., Reece, J.B. (2004). Biología. Buenos Aires: Médica Panamericana. Cliff, W. H. (2006). Case study and the remediation of misconceptions about respiratory physiology. Adv Physiol Educ 30, 215-223.


26

Deters K.M., (2006). What are we teaching in high school chemistry? J. Chem. Educ. 83, 1492�1498. Galagovsky, Lydia (2004). (a) Del Aprendizaje Significativo al Aprendizaje Sustentable. Parte 1: el modelo teórico. Enseñanza de las Ciencias, 22 (2), 230-240. (b) Del Aprendizaje Significativo al Aprendizaje Sustentable. Parte 2: derivaciones comunicacionales y didácticas. Enseñanza de las Ciencias, 22 (3), 349-364. Luz, M., R., P., Aguiar de Oliveira, G., Ribeiro de Sousa, C., Da Poian, A., T. (2008). Glucose as the Sole Metabolic Fuel: The Possible Influence of Formal Teaching on the Establishment of a Misconception About Energy-yielding Metabolism Among Students from Rio de Janeiro, Brazil, Biochem. Mol. Biol. Educ., 36 (6), 407-416. Luz, M., R., P., (2008). Glucose as the sole metabolic fuel: a study on the possible influence of teachers� knowledge on the establishment of a misconception among Brazilian high school students, Adv Physiol Educ 32: 225�230. Oliveira, G. A., Sousa, C., R., Da Poian, A., T., Luz, M., R., P., (2003). Students� misconception about energy-yielding metabolism: Glucose as the sole metabolic fuel, Adv. Physiol. Educ. 27, 97�101. Passos, R., Sé, A., Wolff, V., Nobrega, and Hermes-Lima, (2006). Pizza and pasta help students learn metabolism, Adv Physiol Educ 30: 89�93. Pogozelski, W., Arpaia, N., Priore, S. (2005). The Metabolic Effects of Low-carbohydrate Diets and Incorporation into a Biochemistry Course, Biochem. Mol. Biol. Educ., 33 (2), 91�100. Ross, P. M.; Tronson, D. A., Ritchie, R. J. (2008). Glycolysis & the Krebs Cycle using role-play. The American biology teacher, 70 (3), 163-168. Scimone A., Scimone A. (1996). The importance of Undergraduate General and Organic Chemistry to the Study of Biochemistry in Medical School. Journal of Chemical Education, 73 (12): 1153-1156. Songer, C., Mintzes, J., (1994). Understanding Cellular Respiration: An analysis of conceptual changes in college Biology, Journal of Research in Science Teaching, 31 (6), 621-637. Voet, D., J. G. Voet (2004). Biochemistry, (3rd ed.), New Jersey: John Wiley & Sons, Hoboken. White HB. (2007) Do biology and chemistry teachers talk to each other? Biochem Mol Biol Educ 35: 70�71. Wilson, E. B. (1898). �Cell lineage and ancestral reminiscence�. En: Biological Resources from the Marine Biological Laboratories. Woods Hole: Ginn.21-42

Capítulo 2 � Marcos teóricos

27

CAPÍTULO 2

MARCOS TEÓRICOS 2.1 EL AULA COMO UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN Y CIRCULACIÓN DE INFORMACIÓN

En este capítulo se detallarán aquellos marcos teóricos seleccionados para esta

investigación que nos fueron guiando durante el trabajo, y que permitieron organizar nuestros

primeros procedimientos y estrategias experimentales. En base a ellos se conceptualizaron,

también, aspectos sobre el proceso de enseñanza y sobre el procesamiento de la información y

el aprendizaje de los estudiantes lo cual nos permitió enmarcar el análisis preliminar de los

resultados obtenidos.

En esta investigación se considera el aula como un espacio de comunicación social. Un

primer punto esencial al plantear a la clase como un espacio de comunicación es diferenciar los

conceptos de información y conocimiento, pues no son sinónimos (Galagovsky, 2004, 2007,

2008). Por un lado bajo el nombre genérico de información, se designará una gama inmensa

de recursos explícitos que circulan en torno a situaciones de enseñanza y de aprendizaje, tales

como el material relativo a los contenidos conceptuales de un tema (libros, apuntes, videos,

material de Internet, discurso del docente, etc.), las consignas del docente respecto a las

actividades que deben hacerse, las opiniones de los compañeros, el discurso teórico del

docente en una clase, las argumentaciones de los estudiantes, etc.

La información nos llega necesariamente mediada por algún lenguaje -con sus

variantes: verbal, visual, gráfica, simbólica, gestual, matemática, etc.-, o mediante

combinaciones complementarias de lenguajes. Cada lenguaje tiene sus propios códigos y

formatos sintácticos aceptados. Es imprescindible que los docentes (expertos) y los alumnos

(novatos) compartan esos códigos y formatos sintácticos para poder establecer una buena

comunicación (Galagovsky y cols., 2009; Bekerman y Galagovsky, 2009).

Por otro lado definiremos como conocimiento a aquella información que está �dentro

de la cabeza de cada sujeto�. Es decir, el conocimiento de una persona no es accesible a otras

mediante los sentidos, sino a través de una interacción dialógica, en la cual el conocimiento se

explicita en información, por la mediación de diferentes lenguajes. Cada lenguaje, a su vez,

tiene aspectos sintácticos �relacionados con sus formatos-- y aspectos semánticos �

relacionados con las significaciones y los sentidos que otorga cada sujeto a esa información

explícita. Todo acto de enseñanza, por lo tanto, no puede remitirse a un sistema de

presentación de información, donde el docente emite mensajes, sino debe entenderse como un

complejo sistema de emisión y recepción donde los mensajes deben ser decodificados por los

estudiantes con significaciones y sentidos similares a los que intenta hacerles construir ese


28

docente. La recepción del mensaje no es una percepción pasiva, sino implica interpretaciones

de las partes explícitas del mensaje. La Figura 1.1 resume esta situación, mostrando que el

conocimiento del docente �no es visto� por los estudiantes, quienes construyen sus

conocimientos a partir de discursos explícitos. Así mismo, el docente no puede percibir en

forma directa qué contenidos está construyendo cada estudiante dentro de su mente. Es decir,

el conocimiento que logra construir el estudiante en su mente sólo es percibido por el docente

mediante una evaluación �en la que este conocimiento se hace explícito como información.

Esta situación ya plantea una cuestión metodológica de fondo: las evaluaciones que se toman

en situaciones de enseñanza-aprendizaje (con fines de acreditar el estudio de una temática)

reflejan una parcialidad de lo aprendido. En este trabajo de Tesis Doctoral, por lo tanto, la

investigación acerca de obstáculos en el aprendizaje del tema MHC deberá, necesariamente,

basarse en instrumentos evaluativos muy diferentes a los tradicionalmente utilizados en las

evaluaciones de cada asignatura (parciales y finales), dado que se investigará sobre la

construcción de conceptos en las estructuras cognitivas de estudiantes voluntarios, así como

sobre los obstáculos que impedirían aprendizajes correctos, o evidencias de aprendizajes

parcialmente correctos. Como se verá, estos instrumentos de metodología cualitativa-

interpretativa serán entrevistas de tipo concurrente y recurrente; finalmente, un instrumento

más parecido a las evaluaciones tradicionales �un cuestionario semiestructurado� podrá

validar mediante datos cuantitativos los resultados previos provenientes de métodos

interpretativos.

Figura 2.1. Diferencia entre conocimiento (presente en la mente de los sujetos) e información (explicitada mediante lenguajes).

Conocimiento del docente

Conocimiento del alumno

INFORMACiÓN

(explícita)

� Se expresa mediante múltiples lenguajes (verbal, grafico, etc.)

� Toda información tiene aspectos sintácticos y aspectos semánticos (de significación)

En la estructura cognitiva (mente del experto)

En la estructura cognitiva (mente del novato)


29

Desde esta perspectiva de considerar al aula como un espacio de comunicación entre

los docentes �expertos en los temas enseñados� y los estudiantes �novatos en el tema que

deben estudiar�, es necesario plantear diferentes marcos teóricos tales como:

Marcos teóricos sobre procesos de comunicación

• El sujeto humano como procesador de información

• Los heurísticos

• La mediación de los lenguajes

• Los obstáculos en el aprendizaje

Marcos teóricos de representación de información explícita

• Redes semánticas

• Redes conceptuales

Marcos teóricos para el análisis de la información empírica obtenida

• Métodos en investigación cualitativa

• *Teoría matemática de la información

A continuación se presentarán detalles de estos marcos teóricos que, por ser muy

amplios, han sido recortados y especializados en su articulación con la investigación en

aprendizaje y enseñanza de las Ciencias Naturales y/o de la Química.

2.1.1 Marcos teóricos sobre procesos de comunicación

2.1.1.1 El sujeto humano como procesador de información

Desde la Psicología Cognitiva, las memorias pueden ser consideradas como un

conjunto de estructuras y procesos. Dentro de las estructuras se han descripto: la memoria

sensorial, (o filtro sensorial, o filtro perceptivo), la memoria a corto plazo (MCP), la memoria a

largo plazo (MLP), la memoria de trabajo (MT), la memoria semántica, la memoria episódica,

etc., en función del tipo de investigaciones realizadas y de marcos teóricos con recortes

específicos (Mayer, 1985; Johnstone, 1997; Hart y Kraut, 2007; Derbinsky y Laird, 2009; Brom

y Lukavský, 2009). Dentro de los procesos, se han descripto innumerables capacidades

cognitivas involucradas en las actividades de las memorias, tales como codificar, almacenar,

razonar, comparar, analogar, decidir, seleccionar, organizar, etc.

Algunos marcos teóricos sobre las memorias humanas, intentan explicar su

funcionamiento analogando aspectos funcionales de una computadora; otros, a partir de

supuestos, derivan distintos modelos que intentan explicar la forma de procesamiento de la

información en los seres humanos. Las diversas propuestas han sido y son sustento teórico de

muchas de las investigaciones que se llevan a cabo en el área de la neurociencias, inteligencia

artificial, psicología cognitiva, lingüística, etc. A continuación se detallan las características


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principales de los tres tipos de memorias que serán supuestos teóricos para la presente

investigación.

Memoria de Largo Plazo (MPL)

La MLP tendría una capacidad muy amplia para guardar información y ésta se

mantendría a través del tiempo, a menos que ocurrieran procesos de olvido. Los parámetros de

la MLP no son totalmente conocidos. La idea de estructura psicológica de la mente, podría

descrbirse como una enorme colección de nodos interrelacionados, en forma de red. Se puede

acceder a estos nodos ya sea por reconocimiento (a través de una red de discriminaciones),

o mediante asociaciones entre nodos a los que ya se ha tenido acceso (Ericcson y Saimon,

1999; Blumenfeld y Ranganath, 2007; Voss, 2009).

Existen modelos teóricos que suponen una estructura jerárquica para la información

guardada en la MLP (Novak, 1999); otros modelos sugieren que el formato de guardado es

mediante una indexación por señaladores (Ericsson y Simon, 1999). Toda información

guardada en la MLP puede teóricamente hacerse accesible a la memoria consciente (MCP ó

MT) por mecanismos cognitivos de evocación.

Memoria de Corto Plazo (MCP)

Su característica fundamental es que tiene capacidad limitada. El número absoluto de

estímulos no relacionados que los seres humanos somos capaces de recordar de modo

inmediato sería aproximadamente 7 ± 2 �bits�. Siete es el �número mágico� con el que Miller

(1956) etiquetara las limitaciones de procesamiento de la mente.

La limitada capacidad de la MCP para procesar información es un verdadero �cuello de

botella� en el sistema cognitivo (Novak, 1999). La capacidad de la MCP sólo puede aumentarse

mediante procesos asociativos (�chunking�), encontrándose en este punto un sustento muy

importante para diferenciar la capacidad de procesamiento de información entre expertos y

novatos, ya que un �chunk� es una pieza unitaria de información asociada, cuyas partes han

sido integradas como resultante de la aplicación de conocimientos ya adquiridos por el sujeto

en el curso de su experiencia.

Otra de las características de la MCP es su duración limitada. Conforme a los resultados

logrados con el paradigma de Brown�Peterson (Gorfein y Jacobson, 1973) se estima que la

permanencia de la información en esta memoria de limitada capacidad es de aproximadamente

entre 10-20 segundos (Miller, 1956; Mayer, 1985). Luego de ese tiempo, si la información no

pasa a la MLP, se pierde, se desvanece de la atención consciente. Según Ericcson y Simon

(1999), la información que pasa de la MCP a la MLP se fijaría �señalizada�, y por lo tanto, esa

información podrá ser posteriormente evocada, rescatada mediante algún mecanismo de

recuperación.


31

La información que se encuentra en un dado momento temporal en la MCP es la

recientemente adquirida, proveniente de los estímulos sensoriales, así como información traída

desde la MLP. Es la información que se hace consciente y que permanece consciente durante

pocos segundos en la atención.

Memoria de Trabajo (MT)

Los teóricos que incorporan en su modelo de memorias a la MT la aplican para describir

el almacenamiento temporal de la información tal que permite explicar el manejo simultáneo de

diferentes contenidos provenientes de diferentes niveles de memoria. Estos teóricos sostienen

que la MT implica la activación temporal de múltiples sitios cerebrales en los que se almacena

la información. Así, la MT tendría un funcionamiento paralelo y simultáneo al de la MCP y

cumpliría una tarea de monitoreo entre los contenidos evocados de la MLP, y los presentes en

la MCP.

A los fines de la presente investigación adoptaremos la idea de una MT que incluye a la

MCP. La MT permitiría no sólo mantener en la atención durante un corto período de tiempo

información que ha llegado a la MCP; sino también llevar a cabo procesos de comparación con

información ya guardada en la MLP, o bien recuperación de información ya almacenada en la

MLP para luego decidir si el material informativo entrante es desconocido o no; y,

eventualmente, generar mecanismos para guardado de esa información nueva, o de refuerzo,

si es que ya existía. Los teóricos que no incorporan en su modelo explicativo esta memoria

sostienen que esa actividad de monitoreo es llevada a cabo por la propia MCP (Ericcson y

Simon, 1999). Más allá de esas divergencias a nivel estructural, lo que nos interesa en esta

Tesis Doctoral son las funciones atribuidas a las memorias, ya que su encuadre en un

determinado modelo de procesamiento de información es lo que determinará y justificará los

roles atribuidos a cada una de ellas.

2.1.1.2 Modelo de Procesamiento de Información (MPI)

Como se detalló anteriormente desde la Psicología Cognitiva surgen distintos modelos

de procesamiento de información, basados en postulados sobre la existencia funcional de

diferentes tipos de memorias.

Ericsson y Simon (1999) han propuesto un determinado Modelo de Procesamiento de la

Información (MPI) humana en el que relacionan el filtro sensorial, la Memoria a Corto Plazo

(MCP) y la Memoria a Largo Plazo (MLP). Este MPI propone explicaciones asociadas a

procesos cognitivos de adquisición y evocación de información en los seres humanos.

El modelo teórico propuesto permitió derivar una metodología para investigar en sujetos

encuestados sobre sus preferencias y/u opiniones sobre productos comerciales; es decir, una

metodología para la investigación de mercado. Esta metodología fue también aplicada a otras


32

áreas, tales como la sociología, la política, la psicología, etc. (Ericsson y Simon, 1999;

Ericsson, 2006). Por lo tanto, el MPI no solo ofrece un fuerte marco teórico para el análisis de la

información obtenida, sino también una herramienta de investigación.

Para la presente investigación, en base a investigaciones previas (Bekerman, 2007;

Garofalo y cols, 2008; Galagovsky y Bekerman, 2009) y al MPI (Ericsson y Simon, 1999),

consideramos las siguientes cuestiones, que se representan en la Figura 2.2 (adaptada de

Galagovsky y Bekerman, 2009):

a) Los contenidos ya presentes en la MLP (aprendizaje, estrategias cognitivas, etc.)

condicionan la capacidad de decodificar la información entrante: un experto tiene gran cantidad

de contenidos específicos en su MLP y esto le permite procesar más eficientemente

información (nueva o no) sobre dicho campo especifico, cuando se compara con un novato. En

el momento en que un sujeto recibe información, su MT (que consideramos incluye a la MCP)

realiza una selección (generalmente automática, no consciente) de una parte del todo percibido

como información entrante. Esto conduce a que el guardado en la MLP se realice con algún

tipo de �marcación� (ver Figura 2.2a). Según Ericsson y Simon (1999) habría una señalización o

indexación que daría un relieve a ese recuerdo que se guarda en la MLP. Este relieve es un

�patrón� o �señalador�. La �información señalizada� guardada en la MLP resultaría, así,

accesible a los procesos de búsqueda durante la evocación.

b) En el momento en que un sujeto quiere evocar una información guardada en su MLP, frente

a una pregunta --hecha por el propio sujeto o proveniente de una demanda externa-- se

disparan mecanismos de recuperación. Para la evocación, la MT del sujeto seleccionaría un

�puntero� o �anzuelo� dentro de la pregunta-estímulo; con este anzuelo se operaría una

búsqueda asociativa entre los �señaladores� que han sido guardados oportunamente en la MLP

(ver Figura 2.2.b). Un recuerdo sería accesible cuando los mecanismos de evocación lograran

recuperarlo mediante una asociación �anzuelo-señalador� para luego traerlo a la MT, (ver

Figura 2.2.c). La respuesta se organizaría a partir de estas evocaciones y de otros heurísticos

en los que se genera también información ad hoc.

La construcción de una respuesta determinada, evocación de información guardada en

la MLP podrá hacerse accesible si el sujeto reconoce en la pregunta algún estímulo que le

servirá de �anzuelo� (retrieval cue), con el cual la MT podrá efectuar una búsqueda cognitiva,

ubicando nodos guardados. Estos nodos encontrados serían �señaladores�. Esto implicaría que

en los procesos de búsqueda, evocación y generación de una respuesta se establecerían

construcciones asociativas del tipo �anzuelo-señalador� que serían evidencias del material

informativo guardado en la MLP.

Con estas premisas, representadas gráficamente en la Figura 2.2, consideramos que

las asociaciones �anzuelo-señalador� son el material informativo recuperado de la MLP de los

sujetos, a partir del cual organizan sus respuestas.


33

La selección de información externa entrante que finalmente será guardada en la MLP,

está obviamente condicionada por el conocimiento previo que tenga el sujeto (ya presente en

su MLP), y por sus estrategias de reconocimiento, asociación y selección de información. Este

conocimiento previo opera como un circuito de retroalimentación que �filtra� la información

entrante tal como se muestra en la Figura 2.2. De manera que una determinada fuente de

información verbal -por ejemplo- ofrecerá estímulos diferentes para cada sujeto en función de

los conocimientos previos que éste ya posea.

2.1.1.2.1 Diferencias en el procesamiento de información entre expertos y novatos.

Dado que un experto maneja gran cantidad de información en su MLP, serán muy

diferentes las lecturas que podrán hacer un científico o un docente experto o un estudiante

novato, ante la misma fuente de información externa. La capacidad de procesamiento de

información será mucho más rica en el experto, por los conocimientos ya adquiridos y

guardados en su MLP. La diferente interpretación que dan expertos y novatos a un discurso

será fundamental para construir una base de justificación de la discriminación sobre los

contenidos del MHC según criterios ad hoc organizados en enfoques Químicos, Bioquímicos

y Fisiológicos que se presentarán, en el capítulo 4 de esta Tesis Doctoral.

Este modelo teórico (MPI) sirvió de base para el diseño de las entrevistas

concurrentes y recurrentes como instrumentos para la indagación de los conocimientos de

los estudiantes. Los aprendizajes guardados en sus MLP se harían accesibles al investigador

mediante hábiles preguntas (Willis, 1999). (Ver Capítulo 3).

El procesamiento de información en novatos es idiosincrásico y puede dar lugar a

interpretaciones fragmentadas y erróneas construidas a partir de un discurso (en este caso la

información científica) correcto. Dado que el aprendizaje es un proceso cognitivo estrictamente

personal y que sus contenidos son inaccesibles a otros sujetos, la investigación llevada a cabo

en esta Tesis tendrá el doble desafío de revelar parte de esos aprendizajes (referidos a una

selección de temas dentro del MHC) individuales y de plasmarlos en función de poblacines de

cada asignatura estudiada.


34

Información

Mente del estudiante

(presentada e en diferentes lenguajes, como verbal, gráfico, de fórmulas químicas, matemático, etc.)

Memoria de Largo Plazo

señalador

FIL

TR

O P

ER

CE

PT

IVO

condiciona y retroalimenta al

MT (incluye la MCP)

Reconoce elementos parciales de la información entrante

Jerarquiza elementos y los guarda como información señalizada

Información




señalador

FIL

TR

O P

ER

CE

PT

IVO


MT (incluye la MCP)



a) Guardado de información en la Memoria de Largo Plazo

b) Búsqueda de señaladores guardados en la Memoria de Largo Plazo

c) Evocación y elaboración de respuestas

Figura 2.2. Sujetos humanos como sistemas procesadores de información (Adaptada de Galagovskyy Bekerman, 2009).

Información




señalador

FIL

TR

O P

ER

CE

PT

IVO


MT (incluye la MCP)



Información




señalador

FIL

TR

O P

ER

CE

PT

IVO


MT (incluye la MCP)



a) Guardado de información en la Memoria de Largo Plazo

b) Búsqueda de señaladores guardados en la Memoria de Largo Plazo

c) Evocación y elaboración de respuestas

Figura 2.2. Sujetos humanos como sistemas procesadores de información (Adaptada de Galagovskyy Bekerman, 2009).


35

2.1.1.3 Heurísticos

Se denomina heurística a la capacidad de un sistema para realizar de forma inmediata

innovaciones positivas para sus fines. La capacidad heurística es un rasgo característico de los

humanos, que podría sustentar procesos mentales y expresivos tales como el arte, el

descubrimiento, la invención, la resolución de problemas mediante creatividad o por

pensamiento lateral o pensamiento divergente.

De manera que, heurísticos son los procedimientos cognitivos que se usan para

resolver un problema nuevo, o encontrarle una resolución optima conociendo o desconociendo

el método tradicional de resolución. Frecuentemente, frente a un problema al que se debe

responder rápidamente, los sujetos humanos utilizamos métodos de aproximación a la

resolución, en base a conocimientos y estrategias previamente utilizadas (conocidas por cada

sujeto). Si bien estos procedimientos pueden no ser perfectos, muestran habilidades cognitivas

y procedimientos típicos que estos sujetos utilizan bajo determinadas circunstancias y

condicionamientos.

Los cerebros humanos utilizan un conjunto estricto de esquemas de comprensión para

abstraer los rasgos abstractos de la información sensorial entrante. Estos esquemas

(aproximados) frecuentemente conducen a errores, tal como se aprecia en los estudios de

ilusiones ópticas (Anissimov, 2003). Muchos de estos errores son invisibles a la introspección.

Estos esquemas son los que permiten a los humanos operar en el mundo; por ejemplo; si

alguien trata de abrir una puerta que se ha trabado por alguna causa desconocida, no está

razonando sobre esa puerta real, sino que su mente utiliza representaciones que son

muchísimo más sencillas que toda la información proveniente de la puerta real. Estas

representaciones funcionan como modelos mentales y son simples, pero permiten operar sobre

la realidad y resolver problemas.

Cuando la mente humana recibe información, la gran mayoría de ésta es ignorada o

descartada por la maquinaria neurológica. Los datos que aún se sostienen �un increíblemente

pequeño porcentaje� serán convertidos en formatos simbólicos, conectados con experiencias

previas y guardados eventualmente como conceptos dentro de la intrincada red de

asociaciones que es el cerebro humano. Se generan efectos de prejuicios �selecciones�

cuando la información sensorial es abstraída, convertida en formato simbólico y archivada en la

memoria de largo plazo; estos prejuicios también operan cuando los contenidos simbólicos se

evocan y se manipulan mediante operaciones cognitivas.

El tema de los heurísticos ha tomado amplia vigencia, particularmente desde la década

de los ´70, por un lado, por la cada vez más necesaria aplicación de algoritmos en la resolución

de problemas computacionales, lo que ha aportado gran avance en el campo de la inteligencia

artificial. Por otro lado, en el área de las ciencias económicas, a partir de los trabajos pioneros


36

sobre �heurísticos y prejuicios¨ (Kahneman y Tversky, 1973; Tversky y Kahneman, 1983) de los

psicólogos Daniel Kahneman �Premio Nobel de Economía 2002-- y Amos Tversky, cuya

aplicación se ha traducido en ganancias de millones de billones de dólares (Kahneman y otros,

2006).

Anissimov (2004) resume los prejuicios que subyacen a los principales heurísticos que

han sido investigados, según se los presenta en el Cuadro 2.1.

Cuadro 2.1: Prejuicios que subyacen a los principales heurísticos (Anissimov, 2004)Prejuicio Descripción

Heuristico de disponibilidad Recuerdos sobresalientes ordenan las normativas del razonamiento.

Desatender la tasa base Descuidar las frecuencias del entorno en favor de evidencias anecdóticas sobresalientes.

Representatividad "Lo parecido va con lo parecido ", la tendencia a clasificar ciegamente objetos basados en similaridades superficiales.

Memoria selectiva Tendencia a recordar solamente hechos que refuerzan nuestros supuestos.

Esquema causal Tendencia dominante a categorizar eventos basándose en relaciones causales.

Falacia del planeamiento Sobre optimismo referido a los tiempos de completar un proyecto.

Efecto �por encima del promedio� Tendencia general de categorizarse a sí mismo como �por encima del promedio�

Efecto �explicabilidad� Tendencia a formar pensamientos basados en consideraciones sobre cómo explicar el tema a otros.

Anclaje/ajuste Fallas en ajustar eficientemente desde los anclajes iniciales, aunque éstos sean arbitrarios.

Antropomorfismo Tendencia a adscribir motivaciones o características humanas a objetos no humanos.

Ilusión de certeza Ponderar el deseo como un 100% de confianza o certeza.

Prejuicio de ratificación Buscar hechos u opiniones de otros que dan soporte a nuestras propias creencias, opiniones o hipótesis.

Efecto de conjunción Sobreestimación sistemática de probabilidades de conjunción.

Atribuciones egocéntricas Atribuir el éxito a sí mismo y los fracasos a otros (concientemente o no).

Efecto de homogeneidad Tendencia a exagerar conclusiones sobre grandes poblaciones basadas en pequeñas muestras.

2.1.1.3.1 Heurísticos como fuente de errores en el aprendizaje de ciencias naturales

En el área de investigación en enseñanza de las ciencias naturales, en los últimos 30

años se ha mostrado que los estudiantes de Química construyen explicaciones y hacen

predicciones diferentes de las que son aceptadas por la ciencia; es decir, por los expertos

(Barker, 2000; Taber, 2002; Talanquer, 2006). Pocas son las explicaciones teóricas que

permiten hacer inferencias sobre el origen de las fallas en el aprendizaje de la química puestas

en evidencia en tantas investigaciones. Talanquer (2006) ha señalado que si bien los

estudiantes tratan de asimilar la nueva información a las estructuras de conocimiento que ya

poseen, en muchas ocasiones construyen representaciones y conceptualizaciones parciales

(Flores y Gallegos, 1999) lo cual los conduce a generar productos de aprendizaje incorrectos.

Talanquer también ha señalado que estas evidencias no siempre se registran durante las

evaluaciones tradicionales, ya que los docentes generalmente indagan con preguntas cerradas

sobre una única respuesta que debe coincidir con lo enseñado en clase.


37

Tradicionalmente, las fallas académicas de los estudiantes de Química suelen atribuirse

a sus faltas de esfuerzo en sus aprendizajes, o quizás a formas inadecuadas de enseñanza;

sin embargo, algunos autores (Talanquer, 2006; Galagovsky y Beklerman, 2009) proponen

otras interpretaciones apoyadas en investigaciones sobre razonamiento humano, rescatando

modelos cognitivos de procesamiento de la información y heurísticos con los que la gente hace

inferencias y organiza respuestas (Tversky y Kahneman., 1983; Todd y Gigerenzer, 2000;

Leighton y Sternberg, 2004). Se trata de entender algunos mecanismos cognitivos por los

cuales se generan �cortocircuitos de razonamiento� �heurísticos� como mecanismos para dar

respuestas aceptables rápidas y sin demasiados esfuerzos. Tales heurísticos no son

necesariamente lógicos o coherentes, su función es más bien la de generar inferencias

razonables y adaptativas sobre el mundo, frente a limitaciones en los conocimientos y a apuro

por generar respuestas. El uso de heurísticos para resolver problemas, tomar decisiones, o dar

explicaciones puede ser el origen de respuestas incoherentes e irracionales desde el punto de

vista científico y, sin embargo, estarían reflejando mecanismos adaptativos naturales del

raciocinio (Hilton, 2002).

Talanquer ha señalado la importancia de analizar el origen de los errores de los

estudiantes, para ir más allá de los enfoques tradicionales de investigación didáctica,

consistentes mayoritariamente en inventariar las ideas erróneas de los estudiantes.

Desde la perspectiva de investigación en esta Tesis Doctoral valoramos la idea de

considerar heurísticos y mecanismos cognitivos como modelos de Procesamiento de la

Información para analizar cómo podrían operar en la formación de errores en el tema de

Metabolismo de Hidratos de Carbono en estudiantes de cuatro asignaturas universitarias

diferentes. Consideramos que este tipo de enfoque podría tener poder predictivo, además del

explicativo sobre los mecanismos de pensamiento que subyacen a equivocaciones en la

construcción de conceptos científicos.

2.1.1.4 La mediación de los lenguajes

2.1.1.4.1 Diferentes lenguajes se utilizan para las explicaciones científicas

Una clase de ciencias es un espacio de comunicación entre el docente, experto en

temáticas, y los estudiantes. Una idea fuerte en didáctica de las ciencias naturales está

centrada en la problemática de �hablar ciencias� (Lemke, 1997).

En investigaciones previas en didáctica de las ciencias naturales se ha encontrado que

estas disciplinas científicas utilizan diferentes lenguajes (verbal, gráfico, de fórmulas,

matemático, etc.) para explicar y describir sus fenómenos (Galagovsky y cols., 2003;

Galagovsky, 2007, 2008) y que esta multiplicidad simultánea de lenguajes explicativos son

también fuentes de obstáculos que dificultan la comunicación en el aula, en tanto docentes y


38

estudiantes debemos compartir significados partiendo de grandes diferencias en nuestras

respectivas capacidades de �hablar ciencias�.

Decir que el discurso científico se expresa mediante lenguajes implica que un sujeto que

aprende la disciplina debe conocer significados, convenciones, normas, acuerdos entre

expertos sobre cuáles palabras, signos, códigos, gráficos y/o formatos sintácticos son

aceptables, o no, dentro de cada lenguaje.

Un docente de Química es un experto que ha aprehendido el discurso de esta disciplina

científica. La Figura 2.3 muestra las relaciones entre un experto en Química, los niveles

macroscópico y simbólico de esta disciplina, y el cúmulo de lenguajes involucrados en el

discurso explicativo (Galagovsky y cols., 2003). En ella se resalta que:

Por un lado, todo experto ha construido su conocimiento en base a información

científica que se expresa en diferentes lenguajes específicos; a su vez, a través de ellos, los

expertos explican simbólicamente los fenómenos en estudio.

Los lenguajes expertos tienen terminología, códigos y formatos sintácticos específicos.

Por otro lado, la Química utiliza un lenguaje verbal con un vocabulario específico cuyas

significaciones resultan difíciles para los estudiantes novatos. Por ejemplo, enlaces iónicos,

covalentes, metálicos; puentes de hidrógeno, fuerzas de London, orbitales, nubes electrónicas,

hibridizaciones, resonancia, enzimas, regulación, hormonas, organelas, etc. Lo mismo ocurre

con su lenguaje gráfico: esquemas con partículas, coordenadas de reacción, diagramas de

energía, etc., son altamente simbólicos, ya que representan una realidad inobservable

modelada (Galagovsky, 2008; Galagovsky y cols., 2009).

Finalmente, el discurso científico de la Química también involucra lenguaje matemático,

y de fórmulas químicas con sus códigos y formatos sintácticos específicos.

Todos estos lenguajes con los que se enseña una asignatura científica son

informaciones que se presentan a los estudiantes. Cada docente selecciona alguna parte de la

información erudita y explica hablando, dibujando, haciendo esquemas, presentando fórmulas,

etc. Los docentes pensamos complementariamente en todas esas opciones comunicacionales

y sabemos mucho más que lo que expresamos. Cada docente recurre, además, a una vasta

variedad de recursos didácticos para sus explicaciones, tales como analogías, aportes desde la

historia de las ciencias, la experimentación, o situaciones anecdóticas. Esto significa que su

intención es enriquecer su discurso con �traducciones entre lenguajes simbólicos� y aportes

desde relaciones con otros campos del saber; sin embargo, estas estrategias podrían no ser

entendidas correctamente por los estudiantes, como formas complementarias (Justi y Gilbert,

2002) de la información a ser procesada (Galagovsky y cols., 2003; Galagovsky, 2007; Giudice

y Galagovsky, 2008; Galagovsky y cols., 2009).


39

Figura 2.3. Red conceptual sobre lenguajes utilizados por un experto en Química.

La enseñanza del contenido Metabolismo de Hidratos de Carbono es compleja, tanto en

su discurso como en sus enfoques (Ver Capítulo 4). Las dificultades en el discurso se

fundamentan en la necesidad de utilizar un lenguaje específico, ya sea por nombre de especies

químicas o de estructuras o procesos, como por el hecho de nombrarlas en lenguaje verbal o

de fórmulas químicas. Las dificultades en los enfoques se refieren que las explicaciones se dan

según un orden secuencial con descripciones a nivel atómico, molecular, macromolecular,

celular, tisular y sistémico; es decir .esta secuenciación es extendida por cada experto

(docente) como un recurso didáctico posible (tal como ocurre en los libros de texto). Sin

embargo, el experto piensa en forma integrada, relacionando aquellos conceptos necesarios de

cada nivel que sustentan su explicación. Pero el estudiante, recibe complejos discursos, con

una secuenciación naturalizada desde la enseñanza (textos, clases guías de Trabajos

Prácticos, problemas, etc.) y baja sería, en general, su capacidad de integrar conceptos

superando secuencias y realizando asociaciones que atraviesen dichas secuencias.

Para la presente Tesis Doctoral debemos, por lo tanto, aceptar el marco teórico que

reconoce que el conocimiento que maneja un experto requiere la mediación del lenguaje para

ser comunicado; que, recíprocamente, el estado de conocimiento que ha adquirido cada

estudiante sólo se podrá evaluar si éste lo hace explícito, y que encontrar obstáculos

epistemológicos en la construcción cognitiva del aprendizaje de cada estudiante �sobre el

tema elegido� requiere de la aplicación de instrumentos de indagación diferentes a los de las

evaluaciones tradicionales de cada asignatura. Los discursos explícitos, por lo tanto, son


40

fuentes de comunicación y, también origen de errores y de evidencias de obstáculos

epistemológicos.

2.1.2 Los obstáculos en el aprendizaje

Uno de los principales propósitos de la enseñanza es que los estudiantes realicen un

aprendizaje profundo, transferible a nuevas situaciones, y no que se limiten a producir registros

que sólo puedan ser aplicados en situaciones educativas similares (UNESCO, 2006).

La construcción de ese aprendizaje �aplicable� requiere con frecuencia que los nuevos

saberes provenientes del conocimiento científico se edifiquen a partir de una ruptura con el

conocimiento �del sentido común� (Camillioni, 2001). De esta manera, el estudiante generaría

un nuevo modo de pensar, razonado y crítico.

Hoy en día numerosas investigaciones educativas sobre aprendizaje en escuela

primaria y secundaria dan cuenta que los estudiantes construyen concepciones alternativas �

diferentes a las que se espera desde el discurso científico--, muchas veces recurrentes; es

decir, que ofrecen resistencia a ser modificadas, a pesar de la instrucción (Astolfi, 1994).

Surgieron en el campo de la didáctica diferentes formas de nombrar estos aprendizajes

resistentes al cambio, tales como ideas previas, concepciones alternativas, obstáculos en el

aprendizaje (Rumelhard, 1997).

Actualmente la palabra �obstáculos�, referida a impedimentos que frenan la evolución de

las ciencias, o referida a impedimentos en los procesos de aprendizaje, tiene carácter

polisémico. A continuación detallaremos las que por su importancia y repercusión nos han

servido de base y andamiaje para la conceptualización de nuestros resultados.

Para Gastón Bachelard (1984) el concepto de obstáculo está asociado a las condiciones

relacionadas al progreso en la ciencia: "(...) hay que plantear el problema del conocimiento

científico en términos de obstáculos internos". Este autor consideraba que los obstáculos no

son externos sino inherentes al pensamiento de los científicos, pues "son una especie de

necesidad funcional, entorpecimientos y confusiones generadas internamente, que

denominaremos obstáculos epistemológicos". Bachelard (1984) sostuvo �La noción del

obstáculo epistemológico puede ser estudiada en el desarrollo histórico del pensamiento

científico y en la práctica de la educación" (Bachelard. 1976:1984). Para este autor los

obstáculos epistemológicos son las limitaciones o impedimentos que afectan la capacidad de

los individuos para construir el conocimiento real o empírico; estos serían:

1. La experiencia básica o conocimientos previos.

2. El obstáculo verbal.

3. El peligro de la explicación por la utilidad.

4. EI conocimiento general.


41

5. El obstáculo animista.

Es interesante rescatar que Bachelard consideraba el léxico como obstáculo verbal,

particularmente cuando mediante una sola palabra se pretende explicar un concepto.

Astolfi y Peterfalvi (1997), investigaron obstáculos que aparecen durante el aprendizaje

de las ciencias naturales. Estos autores señalaron: �(...) hoy en día si bien hay numerosos

trabajos relacionados a las concepciones de los alumnos y los obstáculos para el aprendizaje

que éstos revelan, la mayoría de los casos tales obstáculos no se colocan en el corazón

mismo de las situaciones didácticas�.

Es decir, este autor hace hincapié en que las concepciones alternativas erróneas de los

sujetos que aprenden aparecen necesariamente ligadas a cada contexto de conocimiento

particular. Es decir, para cada campo del saber científico enseñado los estudiantes dispondrían

de ideas previamente construidas -estructuras de explicación personal� que emergen del

sentido común, son resistentes al cambio y habitualmente están alejadas del saber erudito. Por

lo tanto, los docentes deberían tener muy presentes los obstáculos de aprendizaje y planificar

sus enseñanzas en torno a la superación de los mismos. Así, este autor propone que, además

de investigar la existencia de obstáculos específicos en cada campo del saber, se los convierta

en objetivo-obstáculo, es decir, que los docentes tomen conciencia de su existencia ya que se

oponen al objetivo didáctico del docente. Precisamente por esta razón Astolfi sostiene que los

obstáculos de aprendizaje �se sitúan en el mismo centro del objetivo que se pretende�. A partir

de allí, Astolfi construye el concepto de obstáculo de aprendizaje como algo ligado a una

necesidad de mantener ese sistema de pensamiento; por lo tanto, sería sobre este sistema de

ideas, sobre ese modelo idiosincrásico de conocimiento que los docentes deberían trabajar

desde la enseñanza para facilitar que los estudiantes superen dichos obstáculos.

El obstáculo de aprendizaje presentaría de esta manera un carácter general que le da

profundidad y estabiliza al error (Astolfi, 1994). Efectivamente, algunas investigaciones han

revelado que concepciones que aparentemente parecen sin vínculos entre sí, tras un análisis

detallado, aparecen emergiendo de un mismo obstáculo epistemológico que les da sentido y

coherencia (Viennot, 1979).

Identificar los obstáculos y tenerlos en cuenta al diseñar estrategias didácticas resulta

importante cuando se considera que estos son funcionales a situaciones de aprendizaje

(Rumelhard, op. cit.). Por lo tanto, más que señalar un �error� y considerarlo carente de

significación, es necesario evidenciar la función de ese obstáculo subyacente a ciertas formas

de pensar, presentes en los alumnos. En el mismo sentido señalan Astolfi y Peterfalvi (1997)

que es importante no limitarse a emitir juicios sobre los obstáculos identificados sino también

formular explicaciones sobre su aparición y persistencia. Lo primero está próximo a la

designación del error (con el negativo carácter valorativo que ello conlleva), mientras que los

aspectos dinámicos de los obstáculos aparecen cuando se analiza en qué sentido el obstáculo


42

impide comprender. Se trataría de desentrañar la función del obstáculo en el pensamiento. Si

bien los estudios sobre las estrategias para la superación de obstáculos (sobre todo a través

del conflicto cognitivo) han dado resultados dudosos (Astolfi y Peterfalvi, op.cit.), se hace

evidente que la identificación de los mismos constituye una instancia importantísima puesto

que abre la posibilidad de resignificar la forma de pensar los objetivos de enseñanza, y pasar

del obstáculo al objetivo-obstáculo para construir y gestionar situaciones didácticas (Astolfi,

1994). La identificación de los mismos permite, en caso de que su superación total no sea

posible, desarrollar una vigilancia crítica sobre él, de forma tal que pueda ser reconocido en

diversos contextos y que pueda ser analizado metacognitivamente.

En este trabajo de investigación no se predeterminó la manera de denominar las

�concepciones erróneas� que habríamos de hallar en las respuestas a encuestas y

cuestionarios. Más aún, a medida que obteníamos los datos empíricos y en sus primeros

análisis, los resultados nos mostraron que las definiciones acerca de obstáculos o de ideas

erróneas publicadas no constituían un marco teórico sólido, ni completamente apropiado para

los resultados encontrados. De esta manera, debimos desarrollar un trabajo de

conceptualización �en un constante proceso de ida y vuelta entre la teoría y la empiria

(Sirvent, 1995, 1999; 2004)� para interpretar dificultades de los estudiantes, analizar sus

errores y proponer sugerencias didácticas.

2.2 MARCOS TEÓRICOS DE REPRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN EXPLÍCITA

En este apartado se expondrán los marcos teóricos fundamentales sobre los dos

instrumentos diferentes utilizados en esta Tesis Doctoral para poder representar la información

explicita: las Redes Semánticas (RS), y las Redes Conceptuales (RC). Las RS se utilizaron

para representar la información proveniente de entrevistas en las que se planteó a los

estudiantes la resolución de un problema abierto. Las RC se utilizaron para representar una

selección de los contenidos del tema Metabolismo de Hidratos de Carbono, en función de

recuperar las relaciones más importantes establecidas en las clases y en los textos para

mostrar al lector las dificultades principales de aprendizaje basadas en una discriminación ad

hoc de conceptos según enfoques fisico-químicos, bioquímicos y fisiológicos (Ver Capítulo 4).

2.2.1 Redes Semánticas

Los procesos de aprendizaje son la base cognitiva del desarrollo cultural de la

civilización humana. Cómo aprende el humano, es una pregunta que ha desvelado a filósofos y

epistemólogos de todas las épocas y a donde apuntan con ahínco investigaciones psicológicas,


43

de las ciencias cognitivas, y de las ciencias de la inteligencia artificial, desde mediados del siglo

XX.

Una problemática constante con la que se encuentran estas investigaciones es la

dificultad en el acceso a los contenidos del aprendizaje que están dentro de las inaccesibles

estructuras cognitivas de los sujetos. Y, por consecuencia, una problemática derivada, pero no

menos importante, es la centrada en reconocer, dentro de un discurso explícito (especificado

por un sujeto a través de algún o algunos lenguajes), cuál es el contenido de significación que

lo sustenta, y cómo este discurso puede representar o guiar a los investigadores interesados

en el aprendizaje, a reconstruir los procesos cognitivos efectuados por dicho sujeto.

Parte de las teorías de aprendizaje generadas se han centrado en investigaciones sobre

la existencia de diferentes tipos de memorias; y, algunas de ellas, discuten cómo analizar los

contenidos y procesos operantes en ellas, analizando las expresiones explícitas de los sujetos

humanos investigados. Idealmente, las Redes Semánticas (RS) han surgido como un formato

posible �como un grafo (Watts y Strogatz, 1998) � para representar posibles caminos de

búsquedas (cognitiva) de información mediante secuencias asociativas. El interés sobre

metodologías de búsquedas de tipo asociativo se aplica tanto para el armado y la localización

de información en sistemas virtuales, tal como la �semantic web� (www.w3.org), así como para

explicitar las interrelaciones entre hechos y condicionamientos almacenados en las memorias

episódicas y semánticas de un individuo que ha aprendido algo y que lo está evocando y

expresando (Tulvin, 1972, pág 385-386; Calderero Hernández, 2003; Vera Noriega y cols.,

2005).

Desde la perspectiva de la investigación en aprendizaje, la problemática de las

búsquedas asociativas se aplica tanto a individuos como a grupos de sujetos, abriéndose

nuevos interrogantes, por ejemplo, cómo el(los) lenguaje(s) y la polisemia permiten la

comunicación efectiva entre personas, en el campo del conocimiento natural (Sigman y Cecci,

2005), o del conocimiento experto dentro de un área (Marchiori y Latora, 2000), o dentro del

conocimiento de un grupo social (Watts, Dodds, Newman, 2002).

Básicamente, las RS son grafos que proporcionan una representación declarativa de

objetos, propiedades y relaciones. Es decir, dado un conjunto de conceptos, elementos

semánticos o términos relacionados semánticamente, una RS representa estas relaciones en

forma de grafo en el que cada vértice es uno de los términos, y la relación semántica, si es

simétrica entre los nodos, se representa mediante un trazo entre ellos, y si es asimétrica, se

representa mediante un trazo dirigido �flecha-- (Quillian, 1968; Shapiro y Woddmansee, 1971).


44

a) b)

Figura 2.5. Dos formatos de grafos: a) del tipo de pequeños barrios, b) del tipo jerárquico.

Los nodos de una RS no tienen sentido aislado, sino que muestran su significado

cuando son vistos en relación a los otros conceptos con los cuales están conectados. Es decir,

una RS es una propuesta gráfica de tipo proposicional de representación del conocimiento, que

condensa una gran cantidad de información que puede ser recuperada por un sistema de

reglas como el que se puede establecer por un programa de computación (Vivas y cols., 2007).

Una vez construido el grafo, pueden aplicarse sobre él teorías matemáticas para deducir

mediciones sobre información que ha sido aprendida (Collipal Larré, 2002; Tamayo, 2009).

Estos grafos pueden evidenciar diferente tipo de asociaciones a través de sus formatos, por

ejemplo, la Figura 2.5 muestra dos formatos diferentes (a) de pequeños barrios y (b) de tipo

jerárquico.

En los últimos 30 años un área de las ciencias cognitivas centró su interés en realizar

modelos de procesamiento y evocación de la información, tanto en individuos como en grupos

de sujetos, analizando la formación de redes semánticas jerárquicas o no jerárquicas, a partir

de información relacionada (ejemplo taxonomías de cosas, o tipos de animales), o a partir de

información no relacionada (palabras sueltas). A pesar de los numerosos modelos matemáticos

propuestos, para interpretar la tridimensionalidad de las relaciones que se plasman en las RS

obtenidas empíricamente, la aplicabilidad de los mismos no es general, debido a tal variabilidad

en las RS (Steyvers y Tenembaum, 2005). Sin embargo, para modelos realizados con

experimentos basados en la evocación de palabras, intentando encontrar una organización

global del lexicon se han detectado formatos preferentes de grafos tipo �barrios� (small-world),

con nexos entre ellos debidos a palabras polisémicas (Sigman y Cecchi, 2005).

En la presente Tesis Doctoral, no se pretendía un estudio de los formatos cognitivos

particulares (RS) con los que cada estudiante pudo haberse apropiado de la información �

mediante operaciones cognitivas tales como percibir, seleccionar, categorizar, guardar, etc.�,

ni de sus mecanismos específicos de evocación y organización de una respuesta �mediante


45

búsqueda de jerarquías conceptuales, selección de evocaciones y reorganización cognitiva de

las mismas�. Sin embargo, sí interesaba analizar la secuencia asociativa de sus

pensamientos frente a una pregunta abierta (Ver Cuadro 3.2 del capítulo 3) formulada en una

entrevista, y a la que el sujeto debía contestar rápidamente y diciendo en voz alta todo aquello

que pasaba por su mente (técnica �pensar en voz alta� de Ericcson y Simon, 1999). Así, cada

sujeto entrevistado debió responder a un problema abierto sobre metabolismo de hidratos de

carbono. Cada respuesta, por lo tanto, constituyó una secuencia de proposiciones verbales

idiosincrásicas que quedaron registradas por grabación. En estas respuestas cada sujeto

hilvanó su secuencia de palabras en base a sus recuerdos sobre el tema aprendido durante la

cursada o en situaciones previas. Para cada secuencia resolutiva, la metodología de

investigación nos indujo a reconocer aquellas palabras-concepto propias del tema y a

ordenarlas en un formato lineal, secuencialmente orientado desde el primer concepto

expresado hasta el último, en una continuidad señalada por flechas. Así cada camino

secuencial de resolución del problema abierto evidenció la lógica de resolución seguida por el

sujeto durante sus procesos mentales de evocación-expresión.

Adicionalmente, en este Tesis Doctoral interesó reconstruir los diversos caminos

resolutivos lineales que pudieron obtenerse para cada población de estudiantes �

pertenecientes a las asignaturas bajo estudio-. Esta reconstrucción permitió obtener redes

semánticas poblacionales (RSp) para cada asignatura. Estas RSp permitieron, a su vez, brindar

una visión global de caminos resolutivos utilizados por cada población, realizar un análisis

matemático sobre dicha información circulante, cuantificar diferentes tipos de respuestas y

proponer interpretaciones sobre aprendizajes y obstáculos que luego fueron validados al

triangular dichos resultados con aquellos provenientes de cuestionarios semiestructurados

tomados a posteriori.

En el capítulo 3 de esta Tesis Doctoral se planteará cómo se reconstruyó el camino

cognitivo de resolución del problema abierto expresado por cada estudiante, y cómo se

construyeron las RSp, en una interacción innovadora entre el marco teórico propio de RS y el

de la Teoría de Procesamiento de la Información de Ericcson y Simon (1999).

2.2.2 Redes Conceptuales

Las Redes Conceptuales (RC) se originaron en una reinterpretación del modelo

ausubeliano de aprendizaje significativo (Ausubel, 1968; Galagovsky y Ciliberti, 1994;

Galagovsky, 1996) y como una modificación del instrumento denominado mapas conceptuales,

propuesto por Joseph Novak (1991,1999).

Una RC es un instrumento gráfico-semántico, formado por nodos y nexos que unen

mediante flechas aquellos nodos que se vinculan entre sí por significados precisos. En los

nodos se colocan sustantivos fundamentales del tema sobre el que versa la RC, y los nexos


46

llevan tantas palabras como las necesarias para armar entre dos nodos consecutivos una

oración nuclear. El concepto de oración nuclear proviene de la teoría psicolingüística de Noam

Chomsky (1986), quien ha propuesto un modelo cognitivo para el aprendizaje de los lenguajes

en los seres humanos.

Chomsky sostiene que todos los seres humanos, como ser vivo heredamos la

capacidad de desarrollar un lenguaje porque nuestra estructura cognitiva está provista con una

capacidad denominada gramática universal. Se entiende por gramática universal los principios

básicos sobre los cuales se determinan las formas gramaticales más particulares y reales

utilizadas por los seres humanos en los distintos idiomas (Galagovsky, 1996). La capacidad de

la gramática universal permitiría que las personas desarrollen diferentes lenguajes, cada uno

con su gramática específica. Las gramáticas específicas permitirían originar estructuras

superficiales del lenguaje (hay diferentes formas de comunicar la misma idea). Chomsky

denomina oración nuclear a la representación semántica de una estructura profunda de

significado; es decir, la oración nuclear sería la forma en que una idea expresada de diversas

formas superficiales en algún lenguaje, se podría codificar cognitivamente y ser así

almacenada en la memoria. Recíprocamente, una misma oración nuclear en la mente de un

sujeto podría ser expresada en un gran número de estructuras semánticas superficiales

(considerando sólo el lenguaje verbal) puesto que habría muchas formas alternativas de

expresar dicha idea.

Según Chomsky, la estructura semántica profunda, construida con oraciones nucleares,

sería la forma en que los humanos guardamos significados en nuestra memoria.

Haciendo una extrapolación al campo del aprendizaje, de toda la información

transmitida y recibida durante el proceso de enseñanza, los alumnos aprenderán los conceptos

y relaciones que hubieran podido codificar en oraciones nucleares, de significación profunda, y

sería un entramado de estas oraciones nucleares lo que cada sujeto guardaría como

información �de modo �sintético�� en su memoria de largo plazo.

Enseñar una disciplina implica utilizar un determinado contexto semántico y, a partir de

allí, conceptualizar significados. Un experto en un tema ha seguramente construido en su

memoria de largo plazo un entramado conceptual intrincado, donde la polisemia de muchos

términos se resuelve en función del contexto conceptual en el que se enmarca. La confección

de una Red Conceptual (RC) tendría como objetivo hacer un recorte de tal trama conceptual

implícita y explicitarla en un instrumento gráfico-semántico. Por ser un recorte, una RC de un

tema puede adoptar diferentes formatos, y la selección de su contenido, profundidad de sus

relaciones será un compromiso entre mostrar �toda la información existente sobre el tema� y

�elegir los conceptos y relaciones principales�. Cuando se construye una RC como instrumento

de comunicación, se debe llegar a un compromiso para seleccionar y expresar lo que el


47

experto tiene en su mente, teniendo en cuenta la capacidad de procesamiento de información

de los estudiantes novatos, para quienes estaría dirigida tal selección.

Las RC presentadas en esta investigación (Ver capítulo 4) han sido consensuadas en el

grupo de trabajo. Esto no significa que cada Red sea la única y definitiva versión posible; por el

contrario, cada profesor o especialista podría reflejar en su red una forma particular de

relacionar conceptos. Esto hace a las RC instrumentos absolutamente adaptables y dinámicos

(Galagovsky, 1996). En esta investigación se tiene muy presente que los tipos de relaciones

presentadas en las RC no son los únicos posibles, sin embargo, han resultado de sucesivas

aproximaciones: las primeras versiones de las RC fueron puramente teóricas y relacionadas

con el contenido enseñado en las diversas asignaturas cuyas clases fueron observadas; las

segundas versiones incluyeron conceptos omitidos y que pudimos identificar como

subyacentes a errores y obstáculos epistemológicos a partir de los resultados empíricos

provenientes de los estudiantes. Finalmente, una nueva revisión teórica, desde numerosos

textos científicos, y una conceptualización sobre los obstáculos epistemológicos nos llevó a

considerar y proponer tres tipos de enfoques para reorganizarlas y poder utilizarlas para

inferencias y arribar a conclusiones en este trabajo de Tesis Doctoral. Estos enfoques, que

denominamos -químico, bioquímico y fisiológico, serán presentados en el capítulo 4, con

ejemplos específicos sobre las RC.

Las RC resultaron ser un instrumento gráfico semántico descriptivo en el que si bien se

plasmó una de las asociaciones entre conceptos posibles, nos permitió:

-identificar los conceptos estructurantes imprescindibles para comprender procesos

bioquímicos en el contexto biológico;

-presentar los nexos de integración sistémica de los procesos bioquímicos en la situación

planteada;

-diferenciar los conceptos polisémicos que funcionarían como obstáculos de comprensión para

los estudiantes;

-identificar conceptos subsumidos que originan brechas de conocimiento en los estudiantes.

2.3 MARCOS TEÓRICOS PARA EL ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EMPÍRICA OBTENIDA

La investigación realizada en la presente Tesis Doctoral siguió una lógica cualitativa

que se centró en la intención de realizar una descripción del conocimiento declarativo de

estudiantes universitarios de diferentes asignaturas, tras el estudio del tema metabolismo de

los hidratos de carbono (MHC). Esta descripción debía estar en relación al contexto social en el

que cada población estaba inmersa, por lo tanto, se debieron tener muy en cuenta los

ambientes académicos, áulicos e institucionales. Utilizando esta lógica se llevaron a cabo

observaciones no participantes, entrevistas y cuestionarios.


48

A partir de los resultados empíricos obtenidos con metodologías cualitativas, y dada la

magnitud interesante de las muestras estudiadas (alto número de estudiantes voluntarios por

asignatura), se establecieron frecuencias de respuestas, de manera de poder hacer relaciones

del tipo cuantitativo comparativas.

A su vez, dado que la colaboración voluntaria de los estudiantes permitió contar con una

alta muestra poblacional por asignatura (que puede considerarse representativa del total de

estudiantes), resultó atractivo analizar los datos empíricos obtenidos desde la Teoría

Matemática de la Información, debido a sus potenciales implicancias metodológicas y

teóricas. Los fundamentos teórico-metodológicos de la investigación cualitativa y de la Teoría

Matemática de la información, se amplían a continuación.

2.3.1 Métodos en investigación cualitativa

La investigación cualitativa asume una concepción de la realidad como estructura de

significados, que no es pasible de ser fragmentada en variables cuantificables. Desde esta

lógica no se considera la realidad como algo ya pre-existente y estático para descubrir, sino

como un conjunto de significados cuyo conocimiento implica su reconstrucción en base a los

significados que los actores y los investigadores le atribuimos, desde una perspectiva subjetiva

e interpretativa. Schuster (1995) ha señalado que �(...) La realidad social es una realidad

interpretada (�) es un mundo interpretado por los propios sujetos que lo viven y lo hacen�.

Este enfoque se interesa por los significados e intenciones de las acciones humanas. Se centra

en las personas y analiza las interpretaciones que hace del mundo que le rodea y de su

relación con él. Su objetivo es lograr imágenes multifacéticas del fenómeno que hay que

estudiar (Latorre Beltrán y cols., 1996).

El marco metodológico, dentro de esta lógica, sugiere aplicar procesos en espiral, de ida

y vuelta entre teoría y empiria. Goetz y Le Compte (1988) señalan que la metodología debe

permitir �(�) construir descripciones de fenómenos globales en sus diversos contextos y

determinar, a partir de ellas, las complejas conexiones de causas y consecuencias que afectan

al comportamiento y las creencias en relación con dichos fenómenos�. La naturaleza del

problema de investigación y las preguntas relacionadas con él son los aspectos que

condicionan la elección de la metodología. Existe acuerdo general en que el pluralismo

metodológico es, de hecho, de importancia vital para el estudio apropiado de una cuestión de

investigación. Ninguna metodología aportará por sí sola respuestas a todas las preguntas que

pueden hacerse en el contexto educativo (Latorre Beltrán y cols., 1996).

La obtención de información en una lógica cuantitativa surge de aplicar instrumentos

externos a la población, tales como exámenes previos y posteriores a la enseñanza. Desde la

lógica cualitativa, por el contrario, el investigador debe crear un marco de referencia e

instrumentos adecuados para que las personas puedan responder fielmente sobre el tema de


49

interés en el estudio, según sus experiencias y vivencias. Es decir, el investigador debe diseñar

su metodología teniendo en cuenta la idiosincrasia de los fenómenos �y agentes-- a estudiar,

contextualizar las situaciones de indagación, utilizar diseños instrumentales de naturaleza

flexible que lleven a un enfoque progresivo. La metodología debe estar al servicio del

investigador, y no a la inversa. El contacto directo con los participantes es un rasgo distintivo

predominante de este tipo de investigaciones. La interacción entre el investigador y los

participantes debe sustentarse bajo un buen rapport, unos principios éticos negociados y una

explicación de la subjetividad e ideología del investigador (Latorre Beltrán y cols., 1996). Es

esencial lograr un buen clima en las entrevistas para que los estudiantes puedan expresarse

libremente, en confianza, y el entrevistador debe recabar la información específica del objeto

de estudio, incorporando elementos del contexto, con conciencia de la importancia de los

aspectos subjetivos que necesariamente surgen.

Las preguntas iniciales utilizadas en la presente investigación se formularon �abiertas y

flexibles� (Glaser, 1978; Strauss y Corbin, 1998), de manera tal de permitir la construcción de

una trama conceptual que diera cuenta de la interacción entre el conocimiento puesto en juego

por los estudiantes y el proceso de enseñanza aprendizaje en contexto. Luego, se

seleccionaron variadas técnicas metodológicas, para lograr validar los resultados por

triangulación (Sirvent, 2004; Latorre Beltrán, 1996).

De tal manera, la metodología cualitativa/interpretativa se sirve de las palabras, de las

acciones y de los documentos orales y escritos para estudiar las situaciones sociales tal como

son construidas por los participantes. En esta Tesis Doctoral, todos los datos provenientes de

las diferentes técnicas aplicadas constituyeron una abrumadora cantidad de información que

fue necesaria analizar. Según Latorre y cols. (1996) �El análisis de la información requiere al

menos tanto tiempo como el consumido en el escenario�. Para ello, se aplicó el Método

Comparativo Constante (Sirvent, 2004), derivado del marco teórico fundamental en

metodología cualitativa denominado Grounded Theory (Glaser, 1978; Straussy Corbin, 1998).

2.3.1.1 Método Comparativo Constante (MCC)

Los sociólogos Anselm Strauss y Paul Glasser, en 1967, mejoraron propuestas previas

y propusieron una metodología muy útil para el análisis de material empírico recogido mediante

instrumentos cualitativos. Algunas de sus características fundamentales fueron:

• La importancia de la interrelación entre condiciones, sentido y acción para la

comprensión de los fenómenos sociales.

• La necesidad de que el investigador vaya al terreno, al campo o la realidad para

entender en profundidad los hechos investigados.

• La importancia de una teoría fundamentada en los datos de la realidad para el

desarrollo de una disciplina.


50

La finalidad de la utilización de este método es lograr un riguroso y sistemático

procedimiento analítico para generar teoría construida desde los datos, desde los

fenómenos empíricos que se pretende comprender. El MCC trabaja con tres términos

fundamentales:

• Incidentes: son los hechos o fragmentos de acción o emisión que se recortan de los

materiales recolectados a través de cualquier fuente empírica.

• Categorías: son las tramas conceptuales que se van identificando a partir del análisis

de los datos empíricos.

• Propiedades: son las características de las tramas conceptuales, que adquieren

importancia en tanto complementan el significado otorgado a la categoría, con una

adecuación iterativa permanente entre los datos empíricos y las categorías emergentes.

En esta Tesis Doctoral se ha aplicado una adaptación del MCC ideada por Teresa

Sirvent (1995), que reconoce pasos para la construcción de una tabla de Categorías y

Subcategorías Emergentes (CSE), tal como se muestra en el Cuadro 2.2.

Cuadro 2.2: Cuadro de Categorías y Subcategorías Emergentes (CSE) que se construye con datos empíricos recogidos mediante instrumentos propios de la lógica cualitativa de investigación.

Observables Análisis de Categorías y

Subcategorías Emergentes Comentarios

El Cuadro CSE está constituido por tres columnas. La columna de Observables �

también denominados registros� se completa con la transcripción de los registros

provenientes de la aplicación de instrumentos cualitativos (respuestas a entrevistas,

observaciones, etc.). La segunda columna de Análisis de Categorías y Subcategorías

Emergentes se completa a partir de la identificación de aspectos y fragmentos con fuerte

sentido semántico y abarcador (temas emergentes). Para su detección se requiere de la lectura

detenida y profunda de los observables. Una vez recuperados los temas emergentes, se

reconocen aquéllos que resultan recurrentes (los que se repiten con frecuencia). A estas

agrupaciones --que permiten recuperar regularidades de la columna de Observables-- se les

coloca un �nombre� que las identifique, constituyendo las Categorías Emergentes. Cuando

hubiera sub-aspectos en la columna de observables que contribuyeran a dar significado y

complementar la información de la categoría emergente, se identifica como Subcategorías

Emergentes (Sirvent, 2004). La columna de Comentarios está destinada a la expresión de la

subjetividad del investigador: es el lugar donde se consignan sus reacciones, emociones,


51

preconceptos, sensaciones y valoraciones que le suscita la realidad indagada. En la presente

Tesis Doctoral, en esta columna, se han registrado comentarios de estudiantes y docentes.

Sirvent (2004) reconoce, al menos, siete pasos para la construcción de este cuadro

CSE.

El primer paso consiste en la transcripción de todos los materiales empíricos disponibles

(relatos, entrevistas, observaciones, textos, etc.) en la primera columna de Observables. El

segundo paso consiste en una inmersión lo más completa y detallada posible en el campo de

los observables que se van a estudiar. Se comienza entonces realizando una lectura detenida,

profunda e intensiva de los materiales recogidos de la realidad. El objetivo básico de esta

�inmersión� mental en el material primario recogido es asegurar una visión de conjunto que

permita un buen proceso de categorización. El tercer paso consiste en la identificación de los

�temas emergentes�: en el proceso de lectura compartida de los materiales, algunos de los

incidentes (fragmentos de sentido) llaman la atención de los investigadores. Las unidades de

sentido (incidentes) llamativas son señalizadas en el material y se les coloca entonces un

nombre, etiqueta, código o �categoría� que los identifique. Este proceso comparativo continúa

hasta que todos los incidentes han sido categorizados. En el cuarto paso se reconocen los

temas recurrentes, identificando las categorías o grupos de categorías que se repiten con

mayor frecuencia a partir del análisis de los conceptos emergentes en la tercera columna. El

quinto paso está dado por el fichado de los temas recurrentes. Para ello se selecciona una de

las categorías que han aparecido con mayor frecuencia y se la utiliza como título de la ficha.

Luego se transcriben todos los incidentes que han sido categorizados con dicho nombre en

cada uno de los materiales de campo recogidos. Con este material, se avanza en el sexto paso

que consiste en la comparación de los contenidos en las fichas buscando elementos comunes

y no comunes. En este proceso, es común encontrar atributos diferentes entre los incidentes de

una misma categoría: pueden ser �causas�, condiciones, consecuencias, dimensiones, tipos,

procesos de la misma. Estos nuevos conceptos, de menor nivel de abstracción, son las

propiedades de las categorías. El proceso continúa buscando qué propiedad de una categoría

pertenece a un dato, o bien, a qué parte de una teoría emergente pertenece un incidente.

Finalmente, el séptimo paso consiste en la escritura de pequeños memorandums (memorias

teóricas) donde se registran los avances que se van obteniendo. Los creadores del método

comparativo constante también aconsejan el uso de exhibidores (gráficos, redes) como

herramientas potentes para develar relaciones y nexos entre los datos.

En resumen, la categorización de los datos empíricos y su posterior análisis se realiza

en un intercambio dinámico entre teoría y práctica. Se establece, de esta manera, un proceso

dialéctico entre ambas instancias; es un proceso de carácter cíclico interactivo, arduo y

permanentemente interpretativo.


52

2.3.1.2 Uso -o no- de �softwares� para el MCC

El primer recurso intelectual al que se recurre para organizar el cuadro CSE es el de

comparar; sin embargo, esta tarea que implica conceptualizar, categorizar, encontrar

regularidades, casos negativos, casos discrepantes, etc., resulta muy ardua debido a la

cantidad de material empírico en bruto con el que se cuenta (proveniente de observaciones,

entrevistas, etc.). Las categorías que emergen deben compararse con los últimos datos y

muchas veces redefinirse como para generar categorías más abarcadoras �sin perder

información � que permitan estudios comparativos. Es un proceso artesanal pues no existen

reglas que puedan seguirse; el análisis deberá realizarse con ingenio y con conocimiento de los

aspectos metodológicos (y, en el caso de la presente Tesis Doctoral, también debía conocerse

profundamente el contenido de MHC).

El objetivo final del análisis es llegar a una síntesis de orden superior. Conseguir un

cuadro más amplio, una descripción de los patrones, o regulaciones, una identificación de la

estructura fundamental del fenómeno estudiado, una teoría sustantiva. Para ayudar en esta

instancia abrumadora a arribar con mayor facilidad a la identificación de patrones y

regularidades en el material empírico se observó que en muchas investigaciones se recurre al

uso de alguna técnica de gestión de datos. El uso de programas informáticos (The Etnograph;

Qualtro, Aquad, Nudist, SPAD-T, ATLAS-Ti) alivia este manejo con funciones que permiten

editar, configurar, transformar materiales textuales brutos y ayudar al examen y comprensión

de la estructura de materiales documentales. La mayoría de estos programas requieren del

usuario la selección de palabras claves que el programa busca �dentro de los textos

obtenidos a partir de la transcripción de datos empíricos� y ubica la oración en la cual fue

utilizada por el sujeto (en una entrevista transcripta, por ejemplo), o por el investigador (en una

observación transcripta, por ejemplo).

Para la presente Tesis Doctoral se analizó la posibilidad de aplicar diferentes softwares

en búsqueda de elementos recurrentes en las transcripciones del material grabado; sin

embargo, resultó claro que la aplicación de softwares ayuda en otro tipo de investigaciones,

cuyos objetivos son simplemente relevamientos de la frecuencia de aparición �en la muestra y

situación social elegidas� de estructuras definidas de antemano (Delgado y Gutiérrez, 1998;

Zermeño y cols., 2005; Tamayo, 2009). La naturaleza de la investigación planteada en esta

Tesis Doctoral estaba referida a la detección abierta de todas las posibles variaciones de

respuestas a un problema de múltiples resoluciones, pero que tienen como sostén un

contenido que no es abierto a cualquier respuesta posible. En nuestro caso el espectro de

respuestas recogido podía y debía ser comparado contra un patrón �correcto� de contenidos

conceptuales sobre el metabolismo de los hidratos de carbono. Por lo tanto, el análisis de datos

fue un proceso sistemático de selección, categorización, comparación, síntesis e interpretación


53

desde la lectura y relectura constante sin uso de software con el fin de proporcionar

categorizaciones que luego permitieran dar explicaciones y comparaciones sobre lo aplicado

en las poblaciones de las diferentes asignaturas.

2.4 TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (TMC)

Shannon y Weaver (1949), en su artículo A Mathematical Theory of Communication

propusieron una visión nueva para el campo de las ciencias sociales trasladando conceptos

matemáticos y provenientes de la termodinámica y la mecánica estadística a las ciencias de la

comunicación. Tal es el caso del concepto entropía que en el campo de la física está asociado

al intercambio de energía entre estados energéticamente diferenciados (condición

indispensable para el intercambio energético); este concepto se define actualmente en el

campo de la Termodinámica como el término científico que mide el grado de aleatoriedad o

desorden en los procesos y sistemas (Feynmann, 1976).

La historia del concepto de entropía en el campo de la física se originó a partir del físico

francés Sadi Carnot, en su obra Réflexions sur la puissance motrice du feu et les machines

propes à dévellopper cette puissance publicada en 1824, donde propuso el siguiente principio:

«Una máquina térmica no puede funcionar sin el paso de calor de una fuente caliente a una

fuente fría». Dicho principio en 1850 fue reformulado por el físico alemán Claussius, arguyendo

que el calor no puede pasar por sí mismo de un cuerpo frío a un cuerpo caliente, pensamiento

que dio lugar a la creación �por él mismo en 1876� del concepto de entropía. Según

Claussius la entropía quedaba expresada como el calor dividido por la temperatura para

procesos reversibles; y, dado que pocos son procesos verdaderamente reversibles en la

naturaleza, se desprendía la posibilidad de que la entropía permaneciera constante o

aumentara, pero nunca disminuyera en procesos naturales. De allí surgió la potente Segunda

Ley de la Termodinámica que determina que, sin intervención externa, la entropía del universo

permanece constante o aumenta (Feynmann, 1976).

El físico austriaco Ludwig Boltzmann (1844-1906) fue más allá de la definición de

Claussius. Él se cuestionaba que: si el calor era la energía total del movimiento de

innumerables partículas que vibran caóticamente, si la temperatura se reconocía como la

medida de la energía cinética media de las partículas, si la presión del gas daba cuenta del

empuje de las moléculas hacia los lados del contenedor, y la masa era la suma de las masas

de todas las moléculas, entonces la entropía debería tener en cuenta a las moléculas. Así,

Boltzmann comenzó a sugerir que la entropía no es una propiedad absoluta de un cuerpo -

como el peso o la composición- sino que debe ser asociada a la información probabilística �

en término de sus componentes moleculares� que podemos obtener acerca de él. Esta noción

finalmente fue generalizada en 1896 por Boltzmann con la siguiente ecuación: S (entropía)=K

log W, siendo la entropía (S) proporcional al logaritmo de la probabilidad del estado


54

termodinámico (W) de un gas, multiplicado por una constante (K), hoy llamada constante

Boltzmann), que es exactamente: 1,380505(24) x l0-23 JK-1 (CGS). 1

En 1928, R. Hartley --ingeniero radiofónico de la Western Electric Company y,

posteriormente, de la Bell American Thelephone and Telegraph Company, empresa donde

trabajaría Shannon-- aplicó por primera vez aquella formalización matemática a la transmisión

de impulsos eléctricos con los que trabajaba el telégrafo, iniciando su potencial aplicación para

el sistema de telecomunicaciones.

Michigan Claude Elwood Shannon �nació diez años después de que Boltzmann se

suicidara� se doctoró en matemáticas en el Massachussets Institute of Thecnology y trabajó

como ingeniero en los laboratorios de la Bell Telephone continuando con la línea que incorporó

el concepto matemático de entropía a la comunicación. La idea que la información era algo

�medible� en términos precisos no fue apreciada hasta 1948, cuando Norbert Wiener escribió el

libro: Cybernetics, en el que aplicó presupuestos teóricos del campo de la física y la

matemática al de la biología, introduciendo el concepto de retroalimentación a comunicaciones

entre los seres humanos, los animales y el ambiente físico (Weiner, 1948). En comunicación, la

retroalimentación es una señal verbal o visual que indica si el mensaje se ha recibido e

interpretado correctamente; puede ser un movimiento de la cabeza, una bofetada en la cara, o

una pregunta. Weaver también usó el término homeostasis para describir la capacidad de

detectar una desviación del estado deseado.

Podemos afirmar sin ninguna duda que el mérito en la expansión de esta teoría a otras

disciplinas se debe en mayor parte a Weaver más que a Shannon. Es a él a quien se le

atribuye la incorporación de las ideas de la transmisión de la información a la relación entre el

hombre y su entorno, especialmente campos como la lingüística, la psicología o la semiótica.

En definitiva, Weaver representa el puente que une las ciencias físicas y las ciencias humanas

por lo que respecta a aspectos comunicacionales.

Shannon y Weaver, apoyándose en el álgebra de Boole �quien trabajó también en la

Bell Telephone�, propusieron The Mathematical Theory of Communication, cuantificar en bits

(binary digits) la cantidad de información puesta en juego ante un determinado suceso, a través

de la siguiente fórmula, H = K log W, donde se sustituye el término físico de entropía por el de

información (H) en la fórmula de Boltzmann; y el logaritmo del número de los modos de

disponer un sistema molecular por el logaritmo del número de los posibles mensajes (W)

(ambas probabilidades de tener informaciones que no se tienen certeramente). Así, las

posibilidades de elección entre los números binarios, 0 y 1, se convierten en su unidad de

medida en número de bits, utilizando para ello el logaritmo en base 2. Por ejemplo, log22 = 1 (2

mensajes o informaciones miden 1 bit), log24 = 2 (4 mensajes o informaciones miden 2 bits),

*A fines de aquel mismo siglo, Max Planck solicitó que se escribiera esta fórmula en la tumba de de Boltzmann. 1


55

log28 = 3 (8 mensajes o informaciones miden 3 bits). La cantidad de información, también

llamada entropía, aumenta cuando crece el número de mensajes entre los cuales el sujeto (la

fuente emisora para Shannon y Weaver) puede hacer su elección.

El aumento de la entropía y de las posibilidades de elección acarreará consigo un incremento

de la incertidumbre.

Otro concepto que estos autores plantean: es el de la redundancia �H máxima�

(Atteneave, 1999); o la aparición de símbolos �sobreentendidos�2. La redundancia es

inversamente proporcional a la entropía.

La similaridad operativa entre medir los intercambios energéticos y las transmisiones de

mensajes, confluyó a unificar un mismo modelo para el estudio de los cambios en dos ámbitos

tan diferentes como la física y la comunicación.

2.4.1 Entropía de la información: orden y desorden en la comunicación

El término información se usa en la Teoría Matemática de la Comunicación (TMC) con

un sentido diferente al del uso cotidiano; es decir, información no es sinónimo de significado,

sino la información es la medida de la libre elección del mensaje, y no se refiere a los mensajes

individuales sino a la totalidad de los mismos (Reza, 1961). Fred Attneave (1959) propuso que

información es algo que incorporamos mediante la lectura, la escucha, la observación del

mundo, una frase, etc., de tal forma que aporta a un sujeto algo que aún no conoce; es decir la

información organizada es lo que reduce o elimina la incertidumbre ante una

determinada situación. De allí que si se puede medir la incertidumbre —medida de la

entropía comunicacional—, entonces se puede medir �en términos similares�- la

información.

En ciencias físicas la entropía mide el grado de azar o aleatoriedad de una situación y la

tendencia de los sistemas físicos a hacerse cada vez menos organizados y más aleatorios.

Pensar a la entropía desde la TMC es considerar que la información está asociada al grado

de libertad de elección que se tiene al construir mensajes. Se define, entonces, que

incertidumbre es el número de alternativas posibles a la hora de construir un mensaje;

esto significa que la información o la entropía comunicacional son bajas si la información

está muy organizada y hay pocos mensajes por seleccionar. Es decir, si se tiene un patrón

de elección determinado y, por lo tanto, no se genera un elevado grado de azar, la entropía

comunicacional es baja. Por el contrario, la entropía comunicacional (información, o

libertad de elección) será máxima frente a una elección azarosa, cuando no se evidencia

una organización o patrón de elección frente a la fuente de información.

2 Al enviar por celular un SMS (Short Message Service) puede no escribirse la información en su totalidad, sino abreviado; por ejemplo, no se suele escribir �que�, sino �q�, o �mñn� en vez de �mañana�. El receptor del SMS reconstruye los elementos ausentes o redundantes a partir de las normas creadas por el propio lenguaje


56

Si frente a una situación pueden suscitarse diferentes respuestas con idéntica

probabilidad, la incertidumbre de esa situación aumenta con el número de respuestas posibles.

Cuando se habla de incertidumbre, se refiere a eventos que suceden antes de responder, en

cambio cuando se habla de información, se refiere a la puesta en juego cuando ya se

responde. Es decir, para el tratamiento probabilístico no importa cuándo transcurre el evento.

Por ejemplo, si se hace referencia a la experiencia del arrojar la moneda, antes de realizar la

experiencia existe incertidumbre de lo que saldrá, pero luego de la experiencia se habla de la

información que se puso en juego.

En resumen, la TMC no involucra aspectos semánticos, o de significación del mensaje,

sino que apunta a un tratamiento probabilístico de las elecciones de posibles mensajes. Según

Abramson (1981) �Shannon ha comentado que los aspectos semánticos de la comunicación

son inaplicables al problema de ingeniería propiamente dicho�. La TMC relaciona las leyes

matemáticas que rigen la medición transmisión, procesamiento y representación (codificación)

de la información, y de la capacidad de los sistemas de comunicación para transmitir y procesar

información. Por ejemplo, que nos digan que las calles están mojadas, sabiendo que acaba de

llover, nos aporta poca información, porque es lo habitual. Pero si nos dicen que las calles

están mojadas y sabemos que no ha llovido, aporta mucha información (porque no las riegan

todos los días, etc.). Asimismo, podrían ser diversas las causas para justificar ese hecho, y el

número de causas dependería del grado de conocimiento que posee el sujeto que recibe el

mensaje.

Nótese que en el ejemplo anterior la cantidad de información es diferente, pese a

tratarse del mismo mensaje: las calles están mojadas. En ello se basan las técnicas de

compresión de datos, que permiten empaquetar la misma información en mensajes más cortos.

La codificación puede referirse tanto a la transformación de voz o imagen en señales

eléctricas o electromagnéticas, como al cifrado de mensajes para asegurar su privacidad; por

ello la TMC ha sido aplicada en campos tan diversos como la cibernética, la criptografía, la

lingüística, la psicología y la estadística.

Se ha definido la unidad de información como 1bit, a partir de considerar un tipo

particular de información: la información binaria que codifica respuestas de tipo �sí o no�, �todo

o nada�. En estos casos, en la fórmula H = K log2 W el logaritmo es de base 2. Es decir, sea E

un suceso, por ejemplo, el lanzamiento de una moneda balanceada cuyas respuestas pueden

ser �cara o cruz�, cada respuesta podrá presentarse con probabilidad P(E); en este caso P=1/2.

La información asociada a este suceso E será para el caso de la moneda balanceada H(E)=

log2 1/(1/2)= 1bit de información.


57

2.4.2 Tratamientos matemáticos para el cálculo de entropía comunicacional

Un concepto fundamental en la teoría de la información es que la cantidad de información

contenida en un mensaje es un valor matemático bien definido y medible. El término

cantidad no se refiere a la cuantía de datos, sino a la probabilidad de que un mensaje,

dentro de un conjunto de mensajes posibles, sea recibido. En lo que se refiere a la

cantidad de información, el valor más alto se le asigna al mensaje que menos probabilidades

tiene de ser recibido. Si se sabe con certeza que un mensaje va a ser recibido, su cantidad de

información es 0. Si, por ejemplo, se lanza una moneda al aire, el mensaje conjunto cara o cruz

que describe el resultado, no tiene cantidad de información. Sin embargo, los dos mensajes por

separado cara o cruz tienen probabilidades iguales de valor un medio. Para relacionar la

cantidad de información (h) con la probabilidad (p), Shannon presentó la siguiente fórmula:

h = log2 1/p

donde p es la probabilidad del mensaje que se transmite y log2 es el logaritmo de 1/p en base

2. Utilizando esta fórmula, obtenemos que los mensajes cara y cruz tienen una cantidad de

información de log22 = 1.

Si un sistema tuviera 16 alternativas igualmente posibles de respuestas (mensajes

igualmente posibles de ser elegidos), entonces la cantidad de información de ese sistema sería

de 4 bits.

La entropía nos indica el límite teórico para la compresión de datos. Su cálculo se

realiza mediante la siguiente fórmula:

H = p1 log(1/p1) + p2.log(1/p2) + ...pm.log(1/pm)

donde H es la entropía, las p son las probabilidades de que aparezcan los diferentes mensajes

(o códigos, o alternativas de respuesta) y m el número total de mensajes.

Si nos referimos a un sistema, las p se refieren a las probabilidades de que se

encuentre en un determinado estado y m el número total de posibles estados. Para el caso de

la moneda que se arroja, por ejemplo: el lanzamiento al aire para ver si sale cara o cruz implica

dos estados con probabilidad 0,5; por lo tanto, el evento tiene una entropía (si se utiliza el

logaritmo en base 2) de 1 bit:

H = 0,5 log2(1/0,5)+ 0,5.log2(1/0,5) = 0,5.log2(2)+ 0,5.log2(2) = 0,5 + 0,5 = 1 bit


58

En la mayoría de las aplicaciones prácticas, hay que elegir entre mensajes que tienen

diferentes probabilidades de ser enviados. El término entropía de la comunicación (H) designa

la cantidad de información media de estos mensajes. La entropía puede ser intuitivamente

entendida como el grado de desorden en un sistema. En la teoría de la información la entropía

de un mensaje es igual a su cantidad de información media. Pero, si la probabilidad de que

ocurra cada mensaje es diferente, sería entonces la incertidumbre o promedio de información

asociada al evento la sumatoria de los valores de información de cada alternativa individual,

multiplicada por su probabilidad �que hace referencia al peso de ese factor�. Por lo tanto, se

pueden designar con letras minúsculas hi = log 1/pi la información de cada evento, y la entropía

total de la información (H), descripta en términos de probabilidad de cada evento sería:

H = ∑ pi log 1/pi

Esta forma de representar la entropía es comúnmente llamada la medida de información de

Shannon-Wiener, muchas veces escrita (por aplicar propiedad logarítmica) como:

H = - ∑ pi log pi

Lo importante es tener presente que la entropía de un sistema representa el peso

proporcional promedio de la información involucrada en cada alternativa individual.

En definitiva, la palabra información no debe ser confundida con la palabra significado.

Para la TMC, dos mensajes, uno lleno de significado y el otro como una codificación sin

sentido, tienen ambos el mismo tipo de tratamiento. Si bien el aspecto semántico no tiene

importancia para la TMC, los datos que surgen de ella si pueden tener importantes significados

semánticos. La TCM no se relaciona tanto con lo que uno dice, sino con lo que uno podría

decir. La información es, entonces, la libertad que tiene alguien para elegir, para seleccionar un

mensaje.

2.4.3 Entropía de la información y relación entre expertos y novatos

El cálculo de la incertidumbre de un evento, o promedio ponderado de información

asociada al evento, o entropía del evento (H) tiene una limitación para los casos en los que

hubiera números infinitos de respuesta. Este es el caso de la investigación llevada a cabo en

esta Tesis Doctoral, dado que la primera entrevista tomada a los estudiantes les planteaba un

problema abierto, de múltiples posibilidades de respuesta. Afortunadamente existen estrategias

matemáticas para reducir el modelo a números finitos y manejables:

a) Consideremos que se puede medir la información o incertidumbre de una alternativa según

hi = log 1/pi


59

Por ejemplo, para el evento es el caso de arrojar 10 veces una moneda desbalanceada en

cada alternativa habrá más probabilidades que salga cara que ceca. Es un caso particular en el

que se puede predecir que va a salir más veces cara que ceca. Consideremos el análisis de la

información o incertidumbre asociada a este evento donde de 10 tiradas, 9 veces salió cara y 1

vez ceca; entonces, p(cara) = 9/10= 0,90 y p(ceca)= 1/10= 0,1.Entonces, la información

asociada a cada alternativa sería

h(cara)= log 1/0.90= log 1.11= 0.15bits

y para

h(ceca)= log1/0.1=log 10= 3,32bits.

b) Consideremos que la entropía de la información del evento (H) se obtiene como el promedio

ponderado de incertidumbre de cada alternativa, H = ∑ pi log 1/pi, entonces, también se puede

representar como la sumatoria de las probabilidades de cada alternativa multiplicada por su

incertidumbre (hi) según la ecuación; H = ∑ pi hi. Este cálculo, asociado a los tiros de esa

moneda desbalanceada, sería:

H = 0.90 x 0.15bits + 0.10 x 3.32bits = 0.47 bits.

Esto claramente indica que la situación asociada a una moneda desbalanceada muestra

una menor entropía del evento (o menor incertidumbre en el evento) mientras que para una

moneda balanceada (con equiprobabilidad para cada alternativa) el H sería igual a 1 (máximo

valor). De modo tal que, para un número dado de alternativas el mayor valor de H (entropía ó

incertidumbre del evento), refleja la igualdad de probabilidad de elección de las alternativas

dadas. Esta situación refleja una máxima dispersión, o falta de �preferencia� por alguna de las

alternativas de respuestas, dado que todas tienen la misma probabilidad de ser elegidas.

c) Un H máximo (Hmáx) significa que no hay un criterio determinado que direccione las

respuestas seleccionadas. La tendencia hacia alguna de las alternativas (como hubiera

sucedido con el modelo de la moneda desbalanceada), hubiera reflejado un valor de H menor,

que marca una menor incertidumbre. Este tipo de situación indicaría que alguna alternativa de

respuesta (o mensaje) saldría con mayor probabilidad, ya fuera por automatización, por

preferencia o por experticidad, por sólo mencionar algunas posibles razones para este

desbalanceo. Es conveniente, para una mejor interpretación de los resultados, cuando se

conoce el valor particular de entropía del evento (H empírica) conocer cuanto se distancia ésta

última de la Hmax (en condiciones de equiprobabilidad). Esto se logra calculando el valor


60

absoluto resultante de la diferencia entre ambas (∆H), y luego aplicando la fórmula H/Hmax lo

que nos permite arribar al valor del coeficiente de dispersión. El mismo puede presentarse en

porcentaje permitiendo visualizar mejor cuanto se distancia el valor de Hempírica obtenido

respecto de la Máxima.

2.4.4 ¿Por qué utilizar la teoría de la información en este trabajo de investigación?

Los estudios sobre desempeño cognitivo diferencial entre expertos y novatos

comenzaron analizando el comportamiento y las estrategias de maestros y principiantes en el

juego de ajedrez y, actualmente, son un campo de desarrollo importante en varias áreas como

la computación, la educación y la psicología cognitiva (Bereiter y Scardamalia, 1993; Hobu y

cols., 2009).

Desde el diseño del presente trabajo de investigación nos interesó poder comparar las

informaciones que se manejaban en cada una de las poblaciones estudiadas, con la creencia

de que los estudiantes de asignaturas más avanzadas en sus carreras responderían a las

preguntas sobre MHC en forma �más experta� que los estudiantes más novatos. Una búsqueda

bibliográfica importante nos llevó a lograr una colaboración con investigadores del CIIPME

(Centro Interdisciplinario de Investigación en Psicología Matemática y Experimental)

perteneciente al CONICET, particularmente con el grupo que trabaja sobre metodologías de

investigación y evaluación de conocimientos médicos con quienes implementamos novedosas

técnicas metodológicas en el área educativa (Garófalo J.y cols. 2008). El tema de la Teoría de

la Comunicación de Shannon y Weaver (1949) dio lugar al desarrollo de la actualmente

denominada Teoría de la Información y Codificación (Abramson, 1981). Attneave (1959), desde

su libro Applications of information. Theory to Psychology fue uno de los pioneros en formalizar

este marco teórico indispensable en el área de la psicología cognitiva, especialmente en el

campo de la resolución de problemas por parte de expertos o novatos.

Trabajos realizados por Rimoldi y Raimondo (1999; a y b) sobre la resolución diferencial

de problemas de diagnóstico medico entre profesionales expertos y novatos señalaron que la

secuencia con que cada grupo arriba a las respuestas es diferente. Las investigaciones

consistían en presentar una situación médica para que los sujetos realizaran secuencialmente

preguntas, cuyas respuestas podían hallarlas en tarjetas numeradas. El número de preguntas

que realizaban los expertos resultó considerablemente menor que los caminos elegidos por los

novatos; a su vez el tipo de secuencia en las preguntas que hacían los expertos resultó seguir

determinados patrones, mientras en los novatos se registraba una mayor variabilidad en

secuencias y frecuencias. De estos trabajos se dedujo que las personas más experimentadas

llegan a eliminar más rápidamente la incertidumbre; es decir, las opciones que se van

seleccionando en el camino para un diagnóstico médico son mejores en los médicos


61

experimentados, porque arriban más rápidamente �con menos alternativas-- al buen

diagnóstico.

La metodología utilizada para investigar el conocimiento declarativo de los estudiantes

en esta Tesis Doctoral comenzó con entrevistas concurrentes en las que se preguntó sobre un

problema de múltiples posibles respuestas (Ver capítulo 3). Cada camino cognitivo de

resolución individual fue considerado como una respuesta cuyos nodos fueron considerados

como alternativas (mensajes o códigos). Así cada población de estudiantes voluntarios --de

cada una de las cuatro asignaturas seleccionadas � aportó una totalidad de respuestas

efectivas, que fueron consideradas como el conjunto total de respuestas posibles, para ser

interpretadas bajo la TMC. Esto significó lograr una independencia semántica (de interpretación

de cada nodo o de su secuencia) es decir, sin analizar la funcionalidad y la coherencia en el

proceso de resolución, la TMC permite realizar un análisis de probabilidades tanto asociativas

como conceptuales más frecuentes en cada población. Los resultados permiten rastrear los

nodos de mayor y menor tránsito cognitivo y realizar un análisis objetivo del procesamiento de

la información puesta en práctica por cada población, independientemente del contenido

enseñado en cada asignatura.

Finalmente, la reflexión sobre respuestas de expertos y novatos también puede

analizarse desde el punto de vista de la TMC, además del análisis desde los contenidos y sus

significaciones.

Estos análisis basados en la TMC se presentarán en el segundo apartado de cada

capítulo de resultados �por asignatura--, en función de aplicar las fórmulas matemáticas sobre

los elementos de las Redes Semánticas poblacionales (Ver capítulos 6, 7, 8 y 9).

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Sección II:

Metodología e instrumentos de representación de la información empírica

Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados

69

CAPÍTULO 3

FUENTES DE INFORMACIÓN EMPÍRICA E INSTRUMENTOS UTILIZADOS

La investigación llevada a cabo para esta Tesis Doctoral combina lógicas cualitativas

y cuantitativas habiéndose diseñado y utilizado diversas técnicas de obtención de información

empírica, tales como observaciones de clases, entrevistas concurrentes, entrevistas

recurrentes, cuestionarios semiestructurados, e instrumentos específicos para la

sistematización y análisis de dicha información, tales como cuadros de categorías y

subcategorías emergentes (CCSE), redes conceptuales (RC), redes semánticas (RS) y

cálculos de entropía de la información (ver capítulo 2).

La lógica cualitativa de análisis nos permitió diferenciar categorías emergentes de la

información recolectada. De esta manera, se reconstruyeron tramas conceptuales que dieron

cuenta de interacciones entre los procesos de enseñanza y de aprendizaje puestos en juego en

sus respectivos contextos sociales de aula. Strauss y Corbin (1991) sostienen que �el término

investigación cualitativa se refiere a cualquier tipo de investigación que produce hallazgos a los

que no se ha llegado por procedimientos estadísticos o por otros medios de cuantificación�.

Abordar nuestro tema de investigación con esta lógica de acción permitió afrontar problemas

desde una concepción de la realidad como estructura de significados, tal que no es pasible de

ser fragmentada en variables cuantificables (como supone el modo verificativo-cuantitativo). Es

decir, desde la lógica cualitativa no se considera la realidad como algo ya pre-existente y

estático para descubrir. No se toma el hecho social como un �objeto� sino como un conjunto de

significados y se parte de la idea de que conocerlo implica su reconstrucción en base a marcos

interpretativos que los actores e investigadores les atribuimos desde una perspectiva subjetiva.

Como señala Schuster (1995): �La realidad social es una realidad interpretada [�] es un

mundo interpretado por los propios sujetos que lo viven y lo hacen�.

En la presente Tesis, cada clase observada, cada situación vivida en cada entrevista

concurrente o recurrente, y cada momento de toma de cuestionarios semiestructurados es

considerada como un hecho social; es decir, como un conjunto de significados reconstruidos

por la investigadora, desde una perceptiva subjetiva e interpretativa.

La reconstrucción de un hecho social mediante el análisis de las acciones sociales

(hechos observados de las clases y entrevistas realizadas), supone llevar a cabo un proceso

inductivo de �abstracción creciente� con el objetivo de generar categorías emergentes de

análisis en un proceso dinámico de ida y vuelta entre teoría y empiria, hasta la definición de

conceptos de máximo nivel de abstracción.

La lógica cuantitativa se utilizó para estudios comparativos tanto de frecuencias de

categorías emergentes obtenidas dentro de cada población estudiada como para el análisis

comparativo de los resultados obtenidos entre las diferentes poblaciones de estudiantes. Es


70

para esta última instancia en la que se deben tener presentes consideraciones importantes que

emergen de la investigación en el área de las ciencias sociales. Según Suchman (1971) el

análisis comparativo de grupos sociales de contextos diferentes sólo es posible si se genera

una �reestructuración de los conceptos a estudiar�. Desde la práctica, ello significa que para

poder llevar a cabo estudios comparativos se requiere de la utilización de metalenguajes; es

decir, de la construcción de categorías emergentes, abarcadoras, que involucren a todos los

grupos a comparar. Esto último se logra mediante un minucioso estudio de las categorías

emergentes que surgieron en cada población a partir del análisis cualitativo desarrollado

previamente. También se aplicó lógica cuantitativa para el análisis de los resultados de los

cuestionarios semiestructurados.

En esta investigación, además de combinar estudios que se desprenden de lógicas

cualitativas y cuantitativas, se incorporó el marco teórico de la Teoría Matemática de la

Comunicación (Shannon y Weaver, 1948) (ver Capítulo 2), a partir del cual se desprende el

concepto de entropía de la información. La entropía �desde este marco teórico� es

considerada un parámetro de análisis matemático para cuantificar el conocimiento declarativo

de la población estudiada. Utilizar este instrumento de análisis nos permitió describir

tendencias e hipotetizar sobre dispersiones en la información manejada por las poblaciones de

cada una de las materias seleccionadas, frente a la resolución de un problema abierto, de

múltiples formas resolutivas (Ver Cuadro 3.2 en este capítulo).

La consistencia entre los resultados provenientes de lógicas cualitativas, cuantitativas y

del análisis matemático de la información (entropía) sobre los mismos hechos sociales genera

solidez en el proceso de investigación y validez en las conclusiones derivadas de él (Sirvent,

2004).

Dado que para realizar la presente investigación se requirió que docentes y estudiantes

se involucraran activamente, las especificaciones éticas recomendadas y seguidas durante el

trabajo significaron conversaciones previas con los docentes responsables de las asignaturas

para lograr su aceptación, permiso y acuerdo (Taber, 2007). Las autoridades de las asignaturas

aquí presentadas nos dieron su aval, y total libertad de acción.3.

A continuación se describirán brevemente las características generales de las

asignaturas implicadas en la investigación y de las poblaciones de estudiantes y docentes por

cada asignatura. Seguidamente, se presentarán brevemente los instrumentos y metodologías

utilizadas durante la investigación.

3Lamentablemente no sucedió así en otros casos, aún con gran parte del trabajo de recolección de datos empíricos realizado.


71

3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS ASIGNATURAS IMPLICADAS EN LA INVESTIGACIÓN

Para la presente Tesis Doctoral se han elegido cuatro asignaturas en las cuales se

enseña el tema de estudio Metabolismo de los Hidratos de Carbono (MHC); ellas pertenecen a

distintas Unidades Académicas de la Universidad de Buenos Aires:

a) Unidad Académica Ciclo Básico Común (CBC):

Departamento de Ciencias Biológicas del CBC, asignatura Biología, materia obligatoria para

las carreras de Psicología, Biología, Veterinaria, Agronomía; Musicoterapia y Terapia

Ocupacional, y asignatura Biología e Introducción a la Biología Celular (BIBC), obligatoria

para las carreras de Medicina, Licenciatura en Nutrición, Farmacia y Bioquímica, Odontología,

Fonoaudiología y Kinesiología.

b) Unidad Académica Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN):

Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular, asignatura Introducción a la

Biología Molecular y Celular (IBMC), asignatura del ciclo general de la carrera de Ciencias

Biológicas.

Departamento de Química Biológica, asignatura Química Biológica (QB), materia del ciclo

general de las carreras de Ciencias Biológicas y Química.

c) Unidad Académica Facultad de Medicina (FMed):

Departamento de Nutrición, asignatura Bioquímica de la Nutrición (BN), materia de la carrera

de Licenciatura en Nutrición.

En el capítulo 5 se detallan cada una de estas asignaturas, su estructura académica y el

escenario universitario en el que se enmarcan.

En un inicio del trabajo, consideramos también la asignatura Bioquímica Humana de la

Facultad de Medicina (obligatoria para la carrera de Ciencias Médicas). En esta asignatura se

hicieron las observaciones de clases, entrevistas a estudiantes y alumnos durante el año 2005

pero no pudo completarse la etapa de toma de los cuestionarios semiestructurados por

problemas de índole administrativo-académico.

En la tabla 3.1 se resume el número y tipo de clases involucradas en la enseñanza del

contenido MHC en cada asignatura, la carga horaria correspondiente y el principal objetivo

explicitado en los respectivos programas de estudio de cada una. En ninguna de las

asignaturas este contenido se trabajó en clases de seminarios o trabajos prácticos (en IBMC

hay un práctico sobre amilasas salivales, que se presenta bajo el capítulo de proteínas y

consiste en la detección de color antes y después de la acción de esta enzima sobre el

almidón).


72

Para cada asignatura se acordó previamente con los docentes responsables qué clases

iban a ser observadas. Los docentes anunciaron antes del comienzo de las clases observadas

la presencia de la investigadora y de sus objetivos, y solicitaron a los estudiantes colaboración

voluntaria para las actividades de investigación. Todos los docentes de las materias analizadas

coincidieron e hicieron explícito frente a los estudiantes la importancia de investigaciones

educativas para el mejoramiento de la docencia universitaria. Estas formalidades aseguraron

una excelente disposición de los estudiantes para colaborar en las entrevistas y responder a

los cuestionarios. Esta participación además de ser voluntaria siempre fue anónima.

Tabla 3.1. Número de clases y carga horaria en las que se enseña MHC en cada asignatura analizada. Unidad Académica / Materia (duración)

Número de clases involucradas

Carga horaria por clase

Objetivo principal explicitado por el docente a cargo

CBC / Biología y BIBC

(cuatrimestral) 2 3 horas

Adquirir los conocimientos básicos de Biología Celular

FCEN / IBMC


Ofrecer conceptos modernos de Biología Molecular y Celular. Despertar interés.

FCEN / QB


Aprender las reacciones bioquímicas que ocurren en una célula interpretadas desde un contexto biológico.

FMed / BN

(Anual) 4 3horas

Aprender los procesos bioquímicos desde el contexto nutricional de un organismo.

La actitud demostrada por los estudiantes frente a las solicitudes de colaboración por

parte de la investigadora fueron siempre entusiastas y de gran compromiso. Se evidenció una

marcada convicción en los estudiantes de que este tipo de investigaciones conducen a aportes

reflexivos sobre la compleja actividad docente.

Cada asignatura tiene un programa analítico en el que se presentan objetivos, listados

de contenidos y bibliografía; estos materiales, se pueden encontrar en sitios web:

-CBC- Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular: http://www.cbc.uba.ar/dat/catedras/catedras.html -Introducción a la Biología Molecular Celular: http://www.fbmc.fcen.uba.ar/ibmc.html#programa -Bioquímica de la Nutrición: http://www.fmed.uba.ar/estudios/grado/main.htm o http://www.fmed.uba.ar/depto/edunutri/asignatura.htm -Química Biológica: http://www.qb.fcen.uba.ar/programaqb.html


73

Como material teórico cada asignatura ofrecía diferentes tipos de materiales

bibliográficos de apoyo a los estudiantes: Esta información será detallada en la descripción

particular de cada asignatura en próximos capítulos.

Para la presente investigación se analizaron los programas analíticos, los cuadernillos

impresos, los materiales virtuales y bibliografía recomendada. Todo este material constituyó la

base de información que permitió caracterizar el dictado de cada una de las asignaturas bajo

estudio, complementando con el análisis de contenidos y modalidades ofrecidos en las clases

observadas, y así poder precisar el perfil de enseñanza sobre el cual realizar nuestras

inferencias y conclusiones, para interpretar los datos provenientes de las respuestas de los

estudiantes.

3.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS POBLACIONES DE ESTUDIANTES Y DOCENTES IMPLICADOS EN LA INVESTIGACIÓN

En este apartado haremos una breve descripción de las poblaciones de estudiantes y

docentes, por asignatura. Los docentes que fueron entrevistados y participaron resolviendo los

cuestionarios fueron aquellos responsables del dictado del tema seleccionado para esta

investigación, ya fuera en clases teóricas, en clases de problemas o en el Trabajo Práctico

(caso IBMC).

En la Tabla 3.2 se muestra el número total de estudiantes voluntarios que participaron

de la investigación, llevada a cabo durante dos ciclos lectivos consecutivos, en relación al

número de inscriptos por año. Los horarios de entrevistas concurrentes (EC) y recurrentes (ER)

fueron luego de las clases teóricas o en horarios convenidos, dentro de la sede, fuera del

horario de la asignatura. Como se detallará en el capítulo 5, las observaciones, encuestas y

cuestionarios se realizaron durante dos cursos lectivos consecutivos tanto para las asignaturas

cuatrimestrales (Biología, BIBC, IBMC y QB) como para la asignatura anual (BN)

Tabla 3.2 Relación total entre número de estudiantes voluntarios muestreados y número de inscriptos por año.

Estudiantes que contestaron las entrevistas (EC y ER)

Estudiantes que contestaron el cuestionario semiestructurado

Estudiantes inscriptos por año (aprox.)

Biología y BIBC (CBC)

182 212 1200

IBMC (FCEN) 97 106 350 BN (FMed.) 126 195 420 QB (FCEN) 123 171 200


74

3.2.1 Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular

Se observaron las clases de dos comisiones de cada asignatura. Fueron exactamente

iguales en el tiempo, las modalidades, la profundidad del dictado y la bibliografía recomendada

en las diferentes comisiones de ambas asignaturas. Una de las diferencias entre estas materias

está dada porque en BIBC se exige correlatividad y sólo pueden cursarla quienes hubieran

aprobado Química el CBC. Esta situación pudo redundar en diferencias entre los estudiantes;

sin embargo, al llevar a cabo las entrevistas se verificó que no había diferencias significativas

entre las respuestas de los estudiantes de sendas asignaturas, lo que nos condujo a presentar

la información en forma conjunta en esta Tesis. Esta similitud podría originarse en que en la

asignatura Química los temas dictados están enfocados principalmente a la química general y,

por lo tanto, el conocimiento previo de los estudiantes sobre el contenido e MHC fue similar.

Básicamente, BIBC se diferencia de Biología en cuanto a la profundidad con que se desarrollan

los temas relacionados con Biología Molecular que, por otra parte, corresponden al segundo

parcial y no al primero, como el contenido de MHC.

La población de estudiantes entrevistados fue particularmente heterogénea en relación

a las carreras elegidas por ellos, y resultó claro que no todos tenían el mismo entusiasmo por

los temas de bioquímica. Un registro informal mostró que en su mayoría, los estudiantes

provenían de clase social media, con edades entre 18-23 años. Una gran proporción de ellos

mencionó que trabajaba media jornada.

Los docentes de estas asignaturas eran todos egresados de la carrera de Licenciatura

en Ciencias Biológicas de FCEN (UBA). Ninguno de ellos realizaba tareas de investigación, sus

otros trabajos consistían en ser docentes de escuela media o en profesorados. Los

entrevistados tenían una antigüedad en docencia entre 5 y 7 años.

3.2.2 Introducción a la Biología Molecular y Celular

IBMC es una de las primeras asignaturas de la carrera de Ciencias Biológicas, cuyo

único requisito para cursarla es haber aprobado el CBC. Una gran proporción de estudiantes

no tenía definida aún la orientación a seguir en el ciclo superior de la carrera. Se

caracterizaban por el gran entusiasmo que mostraban por aprender los temas ofrecidos en la

asignatura así como por demostrar una gran admiración por el docente de las teóricas. En su

mayoría provenían de clase social media, con edades entre 19-22 años. La proporción de

estudiantes que trabajaban era menor que la del CBC. En la Tabla 3.2 se muestra el número

de estudiantes voluntarios que participaron de la investigación, en relación al número de

inscriptos totales. Se detallarán en el capítulo 5, las observaciones, encuestas y cuestionarios

que se realizaron durante dos cuatrimestres distintos.

El docente a cargo de las teóricas es Doctor en Ciencias Biológicas con un nivel de

excelencia en investigación en el área de biología molecular, con lugar de trabajo en la misma


75

facultad. Su antigüedad en la docencia era en ese momento de aproximadamente 25 años. Los

docentes de los seminarios eran Licenciados en Ciencias Biológicas que también desarrollaban

tareas de investigación en la FCEN, muchos de ellos estaban realizando su tesis doctoral.

3.2.3 Química Biológica

La población de estudiantes que cursaba Química Biológica (QB) denotó entusiasmo

por los temas ofrecidos, por estar en los últimos años de sus carreras mostraban gran

compromiso con sus aprendizajes. Sin embargo, había heterogeneidad asociada a los

intereses que motivaban el aprendizaje por determinados temas, debido a que conviven

estudiantes de las Licenciaturas en Ciencias Químicas y en Ciencias Biológicas; que ya tenían

definida su orientación a esta altura de la carrera. Para el caso de los estudiantes de biología,

la materia es obligatoria (aproximadamente del tercer año de la carrera, luego del CBC)

mientras que para los estudiantes de química es una de las últimas materias de la carrera. Se

percibía mucho respeto de los estudiantes por el plantel docente.

Como en el caso de las poblaciones anteriores, en general podemos decir que los

estudiantes provenían de clase social media, con edades entre 22-26 años. Se pudo apreciar

que había estudiantes que ya estaban trabajando, o que comenzaban a insertarse en el ámbito

de la investigación científica.

En la Tabla 3.2 se muestra el número de estudiantes voluntarios que participaron de la

investigación, en relación al número de inscriptos totales. Como se detallará a continuación, las

observaciones, encuestas y cuestionarios se realizaron durante dos cuatrimestres.

Los docentes que dictaban el tema seleccionado eran Doctores en Ciencias Químicas y

desarrollaban tareas de investigación en la FCEN o en el INGEBI. Los distintos temas de la

asignatura son dictados por diferentes docentes especialistas en dichos temas. Las clases

observadas fueron dictadas por 2 docentes, que tenían una antigüedad en la docencia

aproximada de 30 años.

3.2.4 Bioquímica de la Nutrición

El número de estudiantes asistentes a las clases teóricas era bajo en relación al número

de inscriptos; aproximadamente un 20% y con gran rotación presencial. Dado que no había

otro tipo de clases, las entrevistas debieron realizarse al finalizar las teóricas (luego del parcial).

Afortunadamente, el docente a cargo permitió que el cuestionario semiestructurado fuera

tomado al finalizar el parcial (dentro del marco formal del evento); esto significó obtener todas

las respuestas en un mismo momento.

En la Tabla 3.2, se muestra el número de estudiantes voluntarios que participaron de la

investigación, en relación al número de inscriptos totales. Como se detallará el capítulo 5, las

observaciones, encuestas y cuestionarios se realizaron durante dos años.


76

La población de estudiantes encuestada fue evaluada informalmente como heterogénea

en relación a su nivel socio económico. Una alta proporción provenía de países limítrofes,

principalmente de Perú y Bolivia, y de provincias del interior de Argentina. En su mayoría

trabajaban. La edad promedio resultó ser aproximadamente de 20 a 23 años.

Las clases teóricas de la asignatura �donde se dictaron los temas de interés para esta

investigación� estuvieron mayoritariamente a cargo de ayudantes de primera de la cátedra de

BN. Algunos de ellos desarrollaban esta tarea en forma ad honorem y eran estudiantes de los

últimos años de la Carrera de Nutrición; otros eran Licenciados en Nutrición de la FMed. Este

grupo de ayudantes poseía, en general, una antigüedad en la docencia menor a los 3 años.

Cabe aclarar que no hay en la cátedra Jefes de Trabajos Prácticos. El Titular de Cátedra es

médico con una antigüedad en la docencia de aproximadamente 32 años; él también fue

entrevistado.

3.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS INSTRUMENTOS Y METODOLOGÍAS UTILIZADAS

Dadas las lógicas cualitativas y cuantitativas utilizadas en el presente trabajo de

investigación, enunciamos a continuación las diferentes técnicas de obtención de información

empírica y los instrumentos de análisis para cada tipo de información empleados,

describiéndolos brevemente en los apartados siguientes.

3.3.1 Técnicas de obtención de información empírica

Se utilizaron las siguientes técnicas en cada una de las asignaturas estudiadas:

a- Observaciones no participantes de las clases en las que se enseñaban los temas de

interés en esta tesis.

b- Entrevistas Concurrentes (EC) y Entrevistas Recurrentes (ER) a estudiantes y docentes

de las asignaturas.

c- Cuestionarios semiestructurados confeccionados ad hoc para validar los resultados

derivados de las EC y ER sobre cada una de las poblaciones.

3.3.1.1 Observaciones no participantes

La aplicación de la propuesta teórica metodológica de Taylor�Bogdan (1986) demandó

observar todas las clases teóricas y seminarios relacionados al tema en estudio en cada

asignatura. Durante las observaciones, se tomó nota escrita y se grabó lo presentado por el

docente así como comentarios entre estudiantes e interacciones entre los estudiantes y el

docente; también se registró lo que se escribía en el pizarrón. Los registros de las

observaciones y todo el material didáctico provisto por los docentes fueron analizados

mediante el Método Comparativo Constante (MCC) (Glasser y Strauss, 1967) para seleccionar


77

fragmentos que por sentido semántico, énfasis y recurrencia permitieran encontrar

regularidades. Estas regularidades se agruparon en categorías y subcategorías emergentes

(capítulo 2). El análisis de todas las observaciones de todas las asignaturas derivó en un

cuadro con tres categorías emergentes, y dentro de ellas, dos o tres subcategorías, según se

detalla en el Cuadro 3.1.

Cuadro 3.1 Categorías y subcategorías emergentes del análisis de datos recogidos durante las observaciones no participantes. CATEGORÍA 1: Contenidos de cada materia.

Subcategorías a. Contenidos expuestos por el docente b. Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié

CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza.

Subcategorías

a. Formas de exposición b. Instrumentos didácticos utilizados c. Formas de interacción del docente con la clase.

CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes

Subcategorías a. Formas de interacción de los estudiantes con el docente.

b. Preguntas y comentarios entre estudiantes.

3.3.1.2 Entrevistas concurrentes y recurrentes

Se utilizaron entrevistas de dos tipos: concurrentes (EC) y recurrentes (ER) con el fin de

indagar acerca los conocimientos declarativos y sus contextos de significación, como

metodologías propias del marco teórico del Modelo de Procesamiento de la Información (MPI)

de Ericsson y Simon (1999) (Capítulo 2).

La EC requiere la indagación de los conocimientos de cada sujeto entrevistado

mediante un problema que admita múltiples resoluciones (PMR) (Cuadro 3.2) y un registro

completo de todas las formas resolutivas que expresan los individuos encuestados. La

consigna dada al sujeto fue que resolviera el PMR (presentado en forma escrita) verbalizando

todos sus razonamientos y pensamientos; es decir, todo lo que aparezca en su mente (en su

atención conciente). Esta explicación previa de cómo debía realizarse la tarea aseguraba un

tipo de respuestas no reflexivas, sino automáticas. En esta técnica que se denomina �pensar

en voz alta� (�think aloud�) el entrevistador no habla, ni participa, ni interrumpe las expresiones

del entrevistado.

Las respuestas a las EC fueron grabadas �eventualmente se recogerían resoluciones

escritas cuando las hubiera -. La información obtenida de cada EC se transcribió en su

totalidad para su análisis posterior. Los registros de cada estudiante, grabados y luego

transcriptos, fueron codificados con números, de tal forma de que fueran anónimos.

El contexto de significación otorgado por cada entrevistado a los conceptos vertidos

durante sus respuestas a la EC se indagaba, en forma inmediatamente posterior, mediante la


78

ER. De esta manera se respetaron las separaciones temporales entre EC y ER, y las no

interrupciones con preguntas durante la EC, de acuerdo a las propuestas metodológicas del

MPI (Ericsson y Simon, 1999). Estos autores señalan que durante las EC se verbalizan

asociaciones �anzuelo-señalador� espontáneamente (Ver Capítulo 2) mientras que, durante las

ER, los procesos de reflexión cognitiva podrían distorsionar la libertad de expresión del

contenido de dichas asociaciones.

Para los fines de la investigación, tendientes a relevar obstáculos de aprendizaje en las

poblaciones de estudiantes, resultaba crucial indagar sobre sus conocimientos declarativos una

vez que ellos hubieran estudiado concienzudamente los temas. Por lo tanto, las EC y ER se

desarrollaron dentro de cada asignatura no sólo después de que los temas de interés habían

sido enseñados, sino luego del parcial donde se involucraba a dichos temas (generalmente se

entrevistaba a los estudiantes a la salida del parcial escrito); o, eventualmente, el día previo al

parcial, luego de la clase de repaso. A manera de compromiso con el encuestado voluntario,

siempre una pregunta previa les solicitaba que confirmaran si habían o no estudiado

suficientemente el tema.

En cada asignatura las observaciones, las entrevistas y los cuestionarios se tomaron en

dos cuatrimestres (CBC y FCEN) o en dos años consecutivos (caso de Bioquímica de la

Nutrición). En la Tabla 3.3, se detallan los períodos en que se llevaron a cabo por materia y la

cantidad de estudiantes (voluntarios) que respondieron a los instrumentos diseñados para esta

Tesis Doctoral.

Los instrumentos EC y ER se tomaron a los mismos individuos, pero la instancia de

tomar el cuestionario semiestructurado fue diferida, y, por lo tanto, la población voluntaria

(muestra analizada) fue nueva. Se trata de muestras independientes entre sí, donde

eventualmente, algunos estudiantes que habían sido previamente entrevistados, contestaron

luego también el cuestionario semiestructurado. Sin embargo, esta coincidencia no fue

buscada �sesgando la muestra� ni controlada, ya que generalmente, tras la autorización del

docente, se repartían los cuestionarios escritos y se solicitaba que voluntariamente lo

respondieran por escrito y lo entregaran a la investigadora luego de 15 minutos. Estas dos

técnicas de muestreo independientes para caracterizar a una misma población, dan mayor

confiabilidad a los resultados y, por ello, a las conclusiones que se derivarán de ellos.


79

Tabla 3.3. Períodos de toma de entrevistas y cuestionarios semiestructurados y datos del número de estudiantes involucrados, en cada asignatura.

ASIGNATURAS

Año 2005 2do.

cuatr.

Año 2006 1er.

cuatr.

Año 2006 2do.

cuatr.

Año 2007 1er.

cuatr.

Año 2007 2do.

cuatr. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular

(Cuatrimestral) X X

Número de estudiantes involucrados

E. Concurrentes E. Recurrentes

84 98

Cuestionarios semiestructurados

105 107

Introducción a la Biología Molecular y Celular (Cuatrimestral)

X X


E. Concurrentes E. Recurrentes

57 40


65 41

Bioquímica de la Nutrición (Anual)

X X


E. ConcurrentesE. Recurrentes

73 53


156 39

Química Biológica (Cuatrimestral)

X X


E. ConcurrentesE. Recurrentes

56 67


116 55

Entrevistas concurrentes

Se utilizó como instrumento de indagación un problema abierto, que denominamos

Problema de Múltiples Resoluciones (PMR), cuya característica principal era la posibilidad de

ser respondido por diferentes caminos. Interesaba, justamente, conocer las formas resolutivas

idiosincrásicas, ya que éstas serían indicadores de los caminos cognitivos recorridos por los

estudiantes, poniendo en evidencia sus conocimientos aprendidos, así como posibles errores u

obstáculos de aprendizaje.

Consideramos importante, además, que la situación problemática seleccionada

cumpliera con determinadas expectativas:

a) que se tratara de una situación sencilla, cotidiana y fácil de imaginar,

b) que posibilitara la aplicación de los conocimientos químicos, bioquímicos y fisiológicos

asociados al metabolismo de los hidratos de carbono �en momento de absorción de

nutrientes� y su integración metabólica en un organismo sano.

En el cuadro 3.3.2 se presenta el Problema de Múltiples Resoluciones que se les mostró

a los estudiantes de manera escrita durante las EC.

Dado que el conocimiento de cada sujeto está en su estructura cognitiva y sólo se

puede acceder a él si el sujeto lo hace explícito (Capítulo 2), (Galagovsky, 2004), la consigna

de �pensar en voz alta� la resolución de un PMR permitió al investigador acceder al

conocimiento implícito de cada sujeto que se transformó, mediante la técnica de la EC, en

conocimiento declarativo.


80

Cuadro 3.2 Problema de Múltiples Resoluciones presentado a los estudiantes durante las entrevistas concurrentes.

Una persona ingiere una porción de pizza (consideraremos el almidón). ¿Existe la posibilidad de encontrar alguno de los átomos de carbono que forma parte del almidón de esa pizza en la atmósfera? Mencioná cómo y qué vías metabólicas estarían involucradas para encontrar alguno de los átomos de carbono del almidón de la pizza en la atmósfera.

Básicamente se obtuvieron dos tipos de respuestas: quienes negaron la posibilidad

planteada en el PMR y quienes la afirmaron y argumentaron una secuencia metabólica; estos

grupos se denominaron respectivamente Rneg y Rarg.

En una primera etapa del análisis, las respuestas grabadas de los grupos Rarg fueron

escuchadas reiteradamente en búsqueda de tendencias; sin embargo, la cantidad de datos

recolectados de grabaciones y sus subsiguientes transcripciones fue de tal magnitud que se

debieron buscar metodologías de sistematización de este tipo de datos. Esta búsqueda se

realizó paralelamente a la recolección de más datos empíricos provenientes de nuevas EC a

las poblaciones de las diferentes asignaturas, hasta que, finalmente, se adaptó la técnica de

confección de redes semánticas (Mérida, 2004) al marco teórico de las memorias (Mayer,

1985) y del MPI, que se presentaron, en forma general, en el capítulo 2. La innovadora

construcción de redes semánticas (RS) a partir de entrevistas concurrentes (EC) que se realizó

para la presente Tesis Doctoral se fundamentó en la siguiente articulación teórico-

metodológica:

a) La información proveniente de la respuesta de cada sujeto sería analizada de acuerdo

al MPI (Ericsson y Simon, 1999), considerando que dentro del PRM cada individuo

reconocería una palabra que funcionaría como estímulo �denominado anzuelo� para

efectuar una búsqueda en su memoria a largo plazo (MLP). El reconocimiento y la

selección de este estímulo, se haría -de acuerdo con el MPI- en la memoria de corto

plazo (MCP): la memoria de trabajo (MT) monitorearía la búsqueda asociativa

subsiguiente (anzuelo-señalador), rescatando palabras diana guardadas en la MLP, que

funcionarían como señaladores. Estos señaladotes serían palabras claves con las que

cada sujeto idiosincrásicamente ha guardado conocimiento evocable en su MLP.

b) El análisis cuidadoso de las respuestas de cada individuo posibilitó identificar el

anzuelo de partida en la búsqueda cognitiva idiosincrásica, como aquella palabra

perteneciente al PMR que fue la primera expresada verbalmente por el sujeto durante

su respuesta.

c) Las sucesivas asociaciones anzuelo-señalador serían la información (proveniente

tanto de aprendizajes ocurridos durante la asignatura, como previos) conducente a dar

la respuesta frente a la situación planteada.

d) Los sucesivos señaladores serían palabras claves, específicas del contenido de MHC,

encontradas en el discurso de la respuesta, enlazadas en una secuencia con verbos


81

explícitos tales como �se convierte en�, �genera�, �se dirige a�, etc. Estas palabras-clave

se escribieron unidas mediante flechas consecutivas que indicaban el sentido del flujo

de la información dada como respuesta. Esta secuencia de palabras y flechas

constituyó el camino cognitivo resolutivo de cada individuo frente al PMR (Ver

capítulo 4, sección 4.2.2).

Para sus análisis, todos los caminos resolutivos de los estudiantes de cada población se

organizaron en redes semánticas poblacionales (RSp), tal como se ampliará en el capítulo 4,

sección 4.2.3. Las respuestas a las EC de los docentes de cada materia se trataron de la

misma manera.

Entrevistas recurrentes

Las entrevistas recurrentes se desarrollaron con cada sujeto inmediatamente después

de que hubiera contestado al PMR de la EC. En un primer momento, se preguntó a cada sujeto

si estaba conforme con su respuesta espontánea al PMR o si deseaba modificar algo. Las

respuestas fueron en su totalidad de conformidad con lo dicho en la respectiva EC, lo que

permitió confirmar la validez de los datos recolectados en ellas.

Luego de esta confirmación, cada sujeto entrevistado fue invitado a responder las

preguntas de la ER. El número de estudiantes sobre los que se realizaron las ER coincide con

el de las EC, tal como se mostró en la Tabla 3.2.

El objetivo de esta instancia de preguntas pautadas era indagar el contexto de

significación en los que cada sujeto había enmarcado su respuesta previa al PMR.

Dadas las expectativas de la EC de evaluar integración de conocimientos químicos,

bioquímicos y fisiológicos asociados al metabolismo de los hidratos de carbono �en momento

de absorción� en un organismo sano, las preguntas fueron cuidadosamente pensadas

previamente a las ER. Dichas preguntas se presentan en el Cuadro 3.3. Sin embargo, según

las recomendaciones metodológicas de la investigación cualitativa interpretativa, cada

entrevista se desarrolló con una apariencia abierta, condicionada a las circunstancias

discursivas de las respuestas, en un clima cordial, rescatando subjetividades, sin perder de

vista los objetivos buscados en cada pregunta.

Cuadro 3.3 Preguntas de las entrevistas recurrentes.

1- ¿Consideraste el hecho de que se tratara de un organismo? 2- ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en la respiración celular? 3- ¿Cómo y por dónde pensás que se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego a los distintos tejidos? 4-¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?


82

La totalidad de las ER (grabadas y luego transcriptas) fueron analizadas para la

detección de categorías y subcategorías emergentes, según el MCC (Glasser y Strauss, 1967).

Este análisis se presentará en capítulos siguientes, por asignatura.

3.3.1.3 Cuestionarios semiestructurados

El análisis preliminar de las EC y ER tomadas durante el año 2005 pusieron en

evidencia errores conceptuales en muchos estudiantes. Por lo tanto, sin la realización aún de

un análisis cuantitativo de las respuestas (con transcripción y categorizaciones), nos resultó

imprescindible elaborar un instrumento que permitiera validar dichas observaciones sobre la

misma población (Biología y BIBC). Estos errores encontrados nos guiaron en la forma de

detectar obstáculos del aprendizaje sobre el tema de MHC. Con el objetivo de confirmar,

precisar y puntualizar los conceptos erróneos o ausentes detectados, desarrollamos

cuidadosamente preguntas que organizamos en un cuestionario semiestructurado (algunas

preguntas abiertas y otras cerradas del tipo selección múltiple). Las resoluciones a este

instrumento permitieron validar las tendencias preliminarmente detectadas; por lo tanto, se

aplicaron desde ese momento a todas las poblaciones, teniendo en cuenta el nivel de

profundidad de los contenidos impartidos en cada asignatura. En las asignaturas del CBC y en

IBMC se tomó el denominado Cuestionario 1, que se muestra en el Cuadro 3.4, durante los

años 2005-2006 y 2006-2007, respectivamente.

En QB y BN se tomó el Cuestionario A, que se muestra en el Cuadro 3.5, durante el

año 2006 (primer cuatrimestre para QB). Dado que los resultados de la aplicación del

Cuestionario A arrojaron un alto porcentaje de respuestas parcialmente correctas o incorrectas

-a pesar de que esos temas habían sido tratados en las clases teóricas-, se estimó que la

redacción de las preguntas 1 y 3 pudo haber inducido a malas interpretaciones; y, por lo tanto,

habría falta de validez interna en nuestro instrumento de medición (Sautu, 2000). Estas

preguntas fueron rehechas, tal como se muestra en el Cuestionario B del Cuadro 3.6. Este

nuevo Cuestionario B fue tomado durante el 2do cuatrimestre del año 2006 en Química

Biológica y durante 2007 en Bioquímica de la Nutrición. Los Cuestionarios A y B tienen

idénticas preguntas 2, 4, y 5 y difieren en las preguntas 1 y 3.


83

Cuadro 3.4.Cuestionario 1 utilizado en las asignaturas Biología y BIBC del CBC y en IBMC.Cuestionario 1 1) Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que estar pasando por distintos momentos influye en el origen de la glucosa que se utiliza para la respiración celular? (eligí una y justificá) Sí / No (Tachá lo que no corresponda). No, porque: Sí, porque: 2) (Elegí UNA de las siguientes opciones marcándola con una X) Pensás que hay alguna relación entre los carbonos de la materia orgánica que forman parte, por ejemplo, de los fideos que podamos haber comido en un almuerzo y las moléculas de CO2 que se podrían eliminar al exhalar aire: a- No, porque el CO2 que se elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al inhalar. b- No, porque el CO2 que se elimina al exhalar el aire es el producto de la respiración aeróbica de la glucosa y no tiene nada que ver con lo que se comió. c- No, porque el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene de la glucosa del glucógeno que tenemos de reserva y nunca de la alimentación. d- Sí, porque el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene de la oxidación química de moléculas orgánicas que incorporamos con la alimentación. e- Ninguna de las opciones anteriores. f � Sí, porque el CO2 que se elimina al aire es el producto de la digestión de los alimentos, pero se elimina por el ano como metano. g- No sé. 3) Una persona ingiere pan. ¿Dónde se podrían encontrar, luego de algunas horas, los carbonos de la glucosa que forman parte del almidón de ese pan? (Elegí UNA de las siguientes opciones marcándola con una X) a- Se detectará en el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2. b- Se detectará en moléculas de glucógeno en hepatocitos (células del hígado). c- Se detectará en adipocitos formando parte de moléculas de triglicéridos. d- Se detectará en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos. e- Todas las opciones anteriores son correctas. f- No se detectará en ninguna célula de ningún tejido de este individuo porque la glucosa se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2. g- Se detectará en las heces del individuo y/o como metano. h- Ninguna de las opciones anteriores es correcta. i- No sé.

En los capítulos de resultados se explicarán las razones que nos indujeron a construir

estas preguntas y qué esperábamos detectar en cada asignatura.

Los cuestionarios estaban impresos y debían ser contestados por escrito en esa misma

hoja. Se desarrollaron generalmente después del parcial o durante la última clase de repaso,

nuevamente con estudiantes voluntarios, que antes de realizarlos debían confirmar que habían

estudiado suficientemente el tema. La resolución era individual y anónima; el momento de

resolución fue concertado con los docentes de cada una de las materias y tomado dentro del

horario de clase �demandaba aproximadamente 15 minutos�.


84

Cuadro 3.5 Cuestionario A utilizado en la asignatura QB durante el primer cuatrimestre del 2006 y en la asignatura BN durante el año 2006.

Cuestionario A 1) ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de respiración celular? 2) En la siguiente pregunta eligí la opción correcta y marcala con una X. La insulina, regula la concentración de glucosa en sangre (es hipoglucemiante) debido principalmente a que a) estimula exclusivamente las reacciones que utilizan glucosa dentro de las células, por ejemplo, síntesis de glucógeno. b) induce una entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren energía. c) estimula la trascripción de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno. d) aumenta la cantidad de proteínas transportadoras de glucosa en determinadas células. e) No sé. 3) Si en un dado momento hay muy baja concentración de glucosa en sangre, ¿tienen las neuronas �prioridad� para captarla? En caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo logran? 4) En la siguiente pregunta elegí la opción correcta y marcala con una X. Las moléculas de CO2 que se eliminan al exhalar aire a) son las mismas que entraron al inhalar. b) sólo son el producto de la respiración aeróbica de la glucosa. c) sólo son el producto de la respiración aeróbica de los ácidos grasos. d) provienen de la oxidación química de cualquier molécula orgánica. e) Ninguna de las opciones anteriores. f) No sé. 5) En la siguiente pregunta elegí la opción correcta y marcala con una X Un individuo ingiere pan elaborado con harina que tiene glucosa con carbonos radiactivos. Luego de algunas horas, ¿dónde podría encontrarse radiactividad? a) Parte de la radiactividad se detecta en el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2. b) Se detectó radiactividad en moléculas de glucógeno en hepatocitos. c) Se detectó radiactividad en adipocitos formando parte de moléculas de triglicéridos. d) Se detectó radiactividad distribuida en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos. e) Todas las opciones anteriores son correctas. f) No se detecta radiactividad en ninguna célula de ningún tejido de este individuo porque la glucosa se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2. g) Ninguna de las opciones anteriores es correcta. h) No sé.

Las resoluciones escritas se analizaron según las frecuencias de las opciones elegidas

en cada pregunta, por asignatura y por año, como se detallará en los capítulos 6, 7, 8 y 9

respectivamente.


85

Cuadro 3.6 Cuestionario B utilizado en la asignatura QB durante el segundo cuatrimestre del 2006 y en la asignatura BN durante el año 2007. Cuestionario B 1) Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que estar pasando por distintos momentos influye en el origen de la glucosa que se utilizan para la respiración celular?

2) En la siguiente pregunta elegí la opción correcta y marcala con una X. La insulina, regula la concentración de glucosa en sangre (es hipoglucemiante) debido principalmente a que a) estimula exclusivamente las reacciones que utilizan glucosa dentro de las células, por ejemplo, la síntesis de glucógeno. b) induce una entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren energía. c) estimula la trascripción de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno. d) aumenta la cantidad de proteínas transportadoras de glucosa en determinadas células. e) No sé. 3) Imaginate que tenés un hepatocito y una neurona juntos con 10 moléculas de glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos células captará más glucosa? 4) En la siguiente pregunta elegí una de las opciones correctas y márcala con una X. Las moléculas de CO2 que se eliminan al exhalar aire: a) Son las mismas que entraron al inhalar. b) Sólo son el producto de la respiración aeróbica de la glucosa. c) Sólo son el producto de la respiración aeróbica de los ácidos grasos. d) Provienen de la oxidación química de cualquier molécula orgánica. e) Ninguna de las opciones anteriores. f) No sé. 5) En la siguiente pregunta elegí la opción correcta y marcala con una X. Un individuo ingiere pan elaborado con harina que tiene glucosa con carbonos radiactivos. Luego de algunas horas, ¿dónde podría encontrarse radiactividad? a) Parte de la radiactividad se detecta en el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2. b) Se detectó radiactividad en moléculas de glucógeno en hepatocitos. c) Se detectó radiactividad en adipocitos, formando parte de moléculas de triglicéridos. d) Se detectó radiactividad distribuida en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos. e) Todas las opciones anteriores son correctas. f) No se detecta radiactividad en ninguna célula de ningún tejido de este individuo porque la glucosa se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2. g) Ninguna de las opciones anteriores es correcta. h) No sé.

La secuencia de entrevistas y cuestionarios siempre se realizó temporalmente de la

siguiente forma: Entrevistas Concurrentes y Recurrentes después de la clase de repaso (día

previo al parcial), o del parcial; y el cuestionario luego de unas semanas, o para el siguiente

parcial y luego del final en BN.


86

REFERENCIAS

Ericsson, K.A., Simon, H.A (1999). Protocol Analysis: Verbal Reports as Data. Cambridge, MA: MIT Press. Galagovsky, L (2004). Del Aprendizaje Significativo al Aprendizaje Sustentable. Parte 1: el modelo teórico. Enseñanza de las Ciencias, 22(2) 230-240. Glasser, B. y Strauss, A. (1967). �El descubrimiento de la teoría base�. En: Lecturas de Investigación cualitativa (2005). Buenos Aires: Investigación y estadística I. Cuadernos de OPFyL. Mayer, R. (1985). El futuro de la psicología cognitiva. Madrid: Alianza Mérida F. (2004). Redes cognitivas y Sociales: análisis de las estructuras de los textos. Barcelona: Ciudad Educativa. Sautu, R. (2000). �Los Métodos Cuantitativos y Cualitativos en la Investigación Educativa�. En: Boletín de la Academia Nacional de Educación. Buenos Aires: Academia Nacional de Educación. Nº 42. Shannon, C. E. y Weaver, W. (1948). The Mathematical Theory of Communication. Illinois: University of Illinois Press. Suchman. (1971). Planificación sociológica de los problemas sociales. Buenos Aires: Paidós. Strauss,A. y Corbin , J.(1991). Lecturas de Investigación cualitativa�. En: Investigación y estadística I (2004). Buenos Aires: Cuadernos de OPFyL. Schuster, F. G. (1995). Consecuencias metodológicas del contexto de aplicación. Redes, revista de estudios sociales de la ciencia, 2 (4), 79-95. Taber, K.S (2007). Classroom-based research and evidence-based practica. A guide for teachers. London: Sage Taylor, S. y Bogdan, R. (1986). Introducción a los métodos cualitativos de investigación. Barcelona: Paidós.

Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada

87

CAPÍTULO 4

INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA LA SISTEMATIZACIÓN Y REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN ANALIZADA

4.1 INFORMACIÓN ANALIZADA: TEORÍA SOBRE METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO EN CONTEXTO SISTÉMICO

El estudio del metabolismo de los hidratos de carbono (MHC) plantea la necesidad de

referirse a estructuras y procesos desde distintos niveles de organización de la materia. Tales

niveles de organización son descriptos y presentados en los libros de biología (Campbell y

Reece, 2007, Purves, 2003) con un ordenamiento donde cada nivel es considerado como un

eslabón de una jerarquía estrictamente lineal constituida por la inclusión de los niveles

precedentes. La jerarquía desde el nivel más simple al más complejo, desde el punto de vista

biológico es: Partículas subatómicas � Átomos- Moléculas � Macromoléculas � Complejos de

Macromoléculas � Orgánulos � Células �Tejidos � Órganos � Sistemas de Órganos �

Organismos � Poblaciones � Comunidades � Ecosistemas � Biomas � Biósfera.

En esta organización jerárquica, la adición de propiedades de los elementos propios de

un nivel no alcanza para predecir las propiedades del siguiente nivel más complejo. Por tanto,

debe considerarse que, en cada nivel de organización, surgen propiedades emergentes que no

se pueden predecir, por mucho que se conozcan las propiedades de los niveles menos

complejos. Mayr (2001) afirma que al tomar en cuenta el concepto de la emergencia �junto con

el de programa genético- la biología deja de ser reduccionista, sin dejar de ser mecanicista; por

lo cual, para caracterizar la posición actual de esta disciplina se emplea el término organicista.

Desde este punto de vista, debe considerarse al organismo como un todo y dicho todo

no debe considerarse como algo misteriosamente cerrado al análisis. Es decir, no se rechaza el

análisis, sino que este debe continuar �hacia abajo� hasta el nivel más bajo en que este

enfoque proporcione nueva información y nuevos conocimientos. Todo sistema pierde algunas

de sus características cuando se lo descompone para su análisis; por ejemplo, muchas de las

interacciones más importantes de los componentes de un organismo no tienen lugar al nivel

físico químico, sino a un nivel de integración superior (Mayr, 2001).

Estas características de los niveles de organización de la materia y de sus

consecuentes propiedades emergentes aparejadas implican que al estudiar un tema con un

enfoque sistémico se requiere realizar saltos entre distintos niveles, con la consecuente

combinación de componentes y propiedades. Estos saltos se hacen más complejos cuando

más complejo es el nivel de organización analizado. Así, por ejemplo, al estudiar el MHC se

requiere integrar en un sistema biológico interacciones entre distintos niveles de organización

de la materia. Aparecen, pues, estructuras y procesos que desde el nivel molecular al de

organismo interactúan haciendo aparecer la emergencia mencionada anteriormente. De esta


88

forma, términos como glucosa, concentración de glucosa, fosforilación de la glucosa y

transporte de glucosa -para nombrar sólo algunos ejemplos- son difíciles de relacionar con un

solo nivel de organización de la materia. Esta dificultad genera problemas a la hora de enseñar

este tema, al tener que analizar y explicar el MHC necesariamente con un ordenamiento lineal

y secuencial de subtemáticas.

Ante esta situación, coincidimos con Menegaz y Menganscini, (2005) en plantearnos la

necesidad de enfocar el uso de los niveles de organización de la materia considerando también

el tipo de interacciones que vinculan a los componentes, en vez de cuestionarnos sólo por el

nivel de complejidad de sus partes. Esta propuesta tiene su origen en el trabajo de McMahon y

colaboradores (1978), quienes plantearon una clasificación de niveles centrada en el

organismo, según diferentes relaciones entre sus componentes. Desde esta perspectiva, se

comprendía al universo biológico como organizado en diferentes campos a partir del tipo de

interacción analizada. A su vez, sería posible para cada campo establecer niveles de

complejidad creciente, entendiéndose a cada nivel como un sistema (Bertalanffy, 1934) que se

define a través de tres aspectos: los elementos que lo componen, las interacciones entre

dichos elementos y las características emergentes que de ello derivan. De esta forma, estos

autores establecían un enfoque sistémico que enfatiza la importancia de las interacciones entre

los componentes. La estabilidad del sistema biológico �homeostasis- es consecuencia de estas

interacciones (Margalef, 1981; Bertanlaffy, 1938).

La perspectiva sistémica se diferencia de la mirada mecanicista analítica -que considera

que los fenómenos complejos pueden ser comprendidos desde las propiedades de sus partes-

al rescatar de la perspectiva organicista la idea de considerar a las relaciones organizadoras

entre las partes como característica particular del fenómeno biológico (Capra, 1998). El

concepto de complejidad organizada resulta protagonista del comportamiento sistémico, de

modo que en cada nivel de complejidad los fenómenos observados evidencian propiedades

que no se dan en el nivel inferior (Capra, 1998), y que se reconocen como emergentes de la

organización particular del sistema, de sus componentes e interacciones.

En síntesis, por todo lo expresado, el estudio de los procesos de la vida, aún

parcializados en subáreas temáticas, consiste en interpretar sistemas de sistemas; por lo tanto,

no remiten solamente a la idea de niveles de organización jerárquicamente ordenados según

diferentes criterios, sino que tales niveles estarían constituidos por determinados elementos

con una organización particular, con determinadas propiedades que logran procesos que

configuran atributos emergentes, formando complejas tramas de interacción. Aplicando esta

perspectiva de tratamiento sistémico al MHC, deberemos describir y relacionar parámetros,

estructuras, y procesos, despegándonos de los niveles de organización de la materia que

resultarían, frente a la complejidad, sólo simplificaciones jerárquicas. Lograríamos, así, una


89

visión del tema detallada y al mismo tiempo integral, que responda a una lógica justificable

desde diferentes puntos de vista.

Estos argumentos, nos han llevado a utilizar una mirada del tema desde el campo

morfofisiológico (Menegaz, 2005). Este campo descompone al organismo en elementos de

diferente complejidad de organización y describe las interacciones de los mismos en un sentido

estructural y funcional. Esta visión resulta superadora de la noción de los niveles de

organización clásica, a la que previamente hicimos referencia, ya que propone una concepción

sistémica que abarca simultáneamente diferentes niveles de organización de la materia

relacionándolos con parámetros y procesos que en su conjunto explican el funcionamiento del

organismo como un todo.

Dado que en esta Tesis Doctoral abordamos un problema vinculado con la interacción

entre la enseñanza y el aprendizaje de un tema teórico complejo �como es el MHC-, hemos

debido condensar dicho contenido. Las redes conceptuales (Galagovsky, 1990) nos ayudaron

en este punto, en tanto son instrumentos de representación conceptual y selección de

contenidos. Sin embargo, la lectura y análisis del extenso material teórico sobre MHC existente,

no da cuenta, por sí mismo, de cómo realizar dicha selección para obtener una visión sistémica

del tema. Este hecho, sumado a la detección de errores conceptuales en los estudiantes, nos

llevó a discriminar el contenido teórico sobre MHC en tres enfoques, definidos ad hoc para esta

Tesis Doctoral: el Enfoque Químico (EQ), el Enfoque Biológico (EB) y Enfoque Fisiológico (EF).

4.2 DEFINICIÓN AD HOC DE ENFOQUES QUÍMICO, BIOQUÍMICO Y FISIOLÓGICO PARA EL ANÁLISIS DEL TEMA METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO

Para un estudio como el presente, enmarcado en la didáctica de las ciencias, y llevado

adelante por especialistas que comprenden el contenido específico, el tema científico del MHC

resulta central y, por lo tanto, todo el diseño de la investigación --desde la generación de los

instrumentos de indagación, hasta la elaboración de las conclusiones particulares y/o

generales-- está atravesado por el conocimiento específico que se requeriría para una cabal

comprensión de dicho tema. Más allá de las diferentes profundidades conceptuales con las que

se aborda el MHC en las diferentes asignaturas, queremos marcar la dificultad de informar al

lector, desde estas páginas, el relieve particular con el que se aborda este tema en cada

asignatura y en los libros recomendados en la bibliografía respectiva. Sortear este escollo de

comunicación que significa comentar al lector diferencias y similitudes entre las asignaturas �

provenientes de comparar material informativo presente en las guías de TP, cuadernillos, libros

de texto y transcripciones de clases observadas� fue posible merced a la elaboración de

Redes Conceptuales (RC) (Galagovsky, 1996; Calderero Hernández, 2003).

Las RCs se confeccionan en base a toma de decisiones de expertos en el área temática

sobre la que versa la red, para la selección de los nodos-conceptos �sustantivos esenciales del


90

tema en cuestión� y de las leyendas-nexo (sobre las flechas) que, en conjunto, constituirán las

oraciones nucleares que resultarán ser las unidades gráfico-semánticas de la RC (ver capítulo

2). Sobre un mismo tema habría numerosas alternativas de organización en forma de RC; y, la

discusión entre expertos es fundamental a la hora de aceptar la calidad de las oraciones

nucleares de la versión final de una RC.

En el caso de la presente Tesis Doctoral, inicialmente se elaboraron cinco RCs que

cumplieron correctamente su objetivo, hasta que se tuvieron entre manos los primeros datos

provenientes de las indagaciones realizadas a los estudiantes �entrevistas y cuestionarios

semiestructurados�. Estos datos estaban mostrando realidades mucho más complejas que las

inicialmente imaginadas para estas poblaciones; ponían en evidencia obstáculos importantes

en el aprendizaje, pero no resultaban explícitas ni evidentes las razones cognitivas

subyacentes a estos obstáculos. Luego de un nuevo análisis exhaustivo de la información

exhibida durante las clases observadas y del material informativo en los textos sugeridos como

bibliografía, se tuvo la percepción de que los obstáculos podían no provenir de fallas en la

enseñanza sino de cuestiones de dificultad inherentes a la propia estructura del complejo

contenido de MHC. Se decidió, por lo tanto, encontrar los fundamentos de tales dificultades en

la construcción conceptual del contenido e intentar reflejarlas en las Redes Conceptuales

Generales (RCGs). Para ello requerimos organizar diferentes Enfoques, categorizando

elementos del contenido específico del MHC, de tal forma que quedaran en evidencia

dificultades epistemológicas de los estudiantes �novatos en el tema-- para hacer integración

cognitiva entre dichos enfoques. La idea central fue poner en evidencia conocimientos que

resultaran automáticos �o de asociación cognitiva inmediata� para los expertos, pero que

resultaran obstáculos epistemológicos para los estudiantes. Para ello organizamos una

categorización ad hoc en Enfoque Fisiológico (EF), Bioquímico (EB) y Químico (EQ). El

Enfoque Químico sería parte del Enfoque Bioquímico y éste a su vez, parte del Enfoque

Fisiológico. Sus diferencias se basan en un fundamento racional básico: se considera que en el

EQ no se describen interacciones biológicas; en el EB se piensa en una interacción, y en el EF

se piensa en más de una interacción.

Cada elemento, interacción o proceso nombrado para un tipo de enfoque no

necesariamente sería automáticamente comprendido dentro de ese enfoque por un estudiante

novato. Esta cuestión resulta fundamental en esta Tesis Doctoral y, por ello, los enfoques serán

detallados brevemente a continuación, pero cobran fuerza a la luz de las RCGs descriptas

seguidamente, las que fueron organizadas en función de realzar los elementos y procesos de

cada uno de estos enfoques. Se pone en evidencia su razón de ser en el análisis de los

resultados de aprendizaje encontrados (Capítulos 6, 7, 8, 9).


91

4.2.1 Enfoque Químico (EQ)

El Enfoque Químico estaría formado por �parámetros físico-químicos� (constantes de

velocidad y afinidad, concentraciones de metabolitos, etc.), �especies químicas� (nombres de

reactivos, productos y/o enzimas), �descripción de especies químicas y/o sus interacciones

químicas�, sin especificar sus implicancias biológicas y características de �reversibilidad /

irreversibilidad de procesos�.

Resulta obvio para un experto que los parámetros físico-químicos, las especies

químicas y la reversibilidad o no de procesos, aplicados al MHC, tienen impacto en contextos

biológicos; sin embargo, pueden ser interpretados por los novatos en forma descontextualizada

(Galagovsky y cols., 2009). Los componentes del EQ son datos que provienen generalmente

de ensayos in vitro; incluso frecuentemente, en los libros de texto y en las clases son

presentados en capítulos diferentes, o en clases distanciadas de aquéllas en las que se

presentan otros componentes teóricos del MHC. Por ejemplo, parámetros como KM y Vmáx son

conceptos provenientes de mediciones de laboratorio (caracterizan enzimas), pero sus valores

en sí mismos no son indicativos de sus implicancias biológicas. La importancia bioquímica de

estos conceptos aparece cuando dejan de pensarse como conceptos abstractos y se

especializan dentro de un metabolismo en particular, y sus implicancias fisiológicas se aprecian

sólo cuando se explicitan sus interacciones con otros componentes del contexto biológico,

marcando así las relaciones sistémicas.

Otro ejemplo típico de este enfoque es el concepto de �concentración de glucosa� y sus

clasificaciones (glucemia normal, hipo e hiperglucemia), que son, en sí mismos, parámetros

físico-químicos, pero adquieren una dimensión bioquímica cuando se enfatiza al menos una

interacción con algún transportador de membrana o enzima fosforilante de glucosa (EB). Así

mismo, estos conceptos adquieren una dimensión fisiológica al estar relacionados con más de

una interacción (EF), como por ejemplo, su relación diferencial según su acción sobre tipos de

células diferentes; es decir, cuando se los piensa en contextos biológicos.

Otro ejemplo paradigmático es el de considerar la expresión �la glucosa y el oxígeno

molecular son sustratos del proceso de respiración celular�. Un experto, al mencionar estas dos

especies químicas y el proceso bioquímico que las relaciona, tiene en su mente el modelo

químico de óxido-reducción subyacente; mientras que un novato, generalmente, toma la

expresión desde su significado más superficial. Es decir, el experto sabe que esta expresión

puede escribirse como ecuaciones químicas que se llevan a cabo en la célula a partir de

reacciones orgánicas consecutivas y controladas, mediadas por catalizadores biológicos

(moléculas orgánicas sintetizadas por la misma célula). Consecuentemente, el experto

comprende el modelo químico y puede aplicar sus elementos (especies químicas, su

interacción y reversibilidad -o no- de los procesos involucrados) para la descripción e

interpretación de posteriores enfoques bioquímicos y fisiológicos. En cambio, un novato, toma

sólo las palabras (quizás hasta sin comprender el modelo químico subyacente, más


92

simplificado: el de combustión) sin advertir que la glucosa es el sustrato reducido cuyos

carbonos se oxidarán durante la secuencia de reacciones, y que el oxígeno molecular es el

sustrato oxidado que se reducirá, como aceptor final de electrones.

Según esta clasificación ad hoc en Enfoques --que realizamos en esta Tesis Doctoral--

las enzimas, proteínas de transporte y/o los receptores, sus respectivos sustratos y/o ligandos,

son considerados como especies químicas cuando sólo son mencionados o caracterizados

físico-químicamente. En cambio, serían estructuras del Enfoque Bioquímico o Fisológico (ver

más adelante) en tanto y en cuanto se las involucrara en una o más interacciones biológicas,

respectivamente.

Cabe resaltar, entonces, que un experto que utiliza conceptos del Enfoque Químico

conoce las implicancias bioquímicas y/o fisiológicas derivadas de las palabras que utiliza; en

cambio, el novato podría sólo tomar superficialmente tales expresiones, sin apreciar el alcance

bioquímico o fisiológico de las mismas. Retomando uno de los ejemplos previos, un experto

puede mencionar �hiperglucemia� y saber �pensar, evocar, conocer-- la riqueza del concepto

en relación a marcos bioquímicos, fisiológicos y patológicos, mientras que para los novatos

puede significar simplemente un nombre de una clasificación; un dato que debe guardar en su

memoria a largo plazo. Así, durante el aprendizaje, mientras los contextos bioquímicos y

fisiológicos no son conocidos, los novatos tienden a guardar datos en sus MLP según

improntas idiosincrásicas, o muy ligadas a expresiones que memorizan, provenientes de las

clases o de los textos consultados (Bekerman, 2007; Galagovsky y Bekerman, 2009) (ver

capítulo 2, sección 2.1).

4.2.2 Enfoque Bioquímico (EB)

Según nuestra clasificación ad hoc, el enfoque bioquímico estaría formado por

estructuras biológicas, por cada interacción entre alguna especie química y estructura

biológica, y por rutas metabólicas, consideradas como conjuntos específicos de interacciones.

Las estructuras nombradas en este nivel, además de sus nombres específicos deben tener una

función biológica asociada; es decir, no se trata de enunciar estructuras aisladas, sino de

integrarlas en una interacción biológica entre especies químicas. Por ejemplo, las enzimas,

proteínas de transporte y/o los receptores, sus respectivos sustratos y/o ligandos, son

estructuras del Enfoque Bioquímico en tanto y en cuanto se las involucre en una interacción, ya

que, aisladas, corresponderían a un Enfoque Químico.

Las explicaciones brindadas dentro del Enfoque Bioquímico involucran alguna

interacción contextualizada en un marco biológico. Esta condición no necesariamente es

aprehendida o apreciada por los novatos. Es decir, la mención por parte del experto de

múltiples interacciones dentro el Enfoque Bioquímico generalmente persigue una finalidad de

lograr una explicación fisiológica; sin embargo, los novatos podrían eventualmente comprender


93

dichas interacciones por separado, sin darle la integración conceptual necesaria para llegar al

Enfoque Fisiológico.

Un ejemplo típico de esta problemática surge frente a la explicación de las rutas

metabólicas: un experto �textos o docentes� presenta la secuencia de reacciones

involucradas en la Glucólisis, con los nombres de los sustratos de las enzimas, los respectivos

productos, la secuencia de reacciones, etc. En la mente del experto este discurso remite a un

complejo modelo que relaciona los nombres de las especies químicas �lenguaje verbal� con

sus respectivas fórmulas desarrolladas �lenguaje de fórmulas químicas�; a las enzimas con

su localización en determinadas células o estructuras subcelulares; a los posibles destinos

alternativos de los productos de cada paso de la ruta metabólica, a las posibles regulaciones

de dicha ruta, o a las regulaciones de otras rutas que pudieran surgir por excesos o

deficiencias en la mencionada ruta metabólica. Es decir, el experto sabe hallar la profundidad y

el alcance de este discurso desde el EQ hasta el EF. Los novatos, por el contrario,

aprenderían sólo las partes explícitas del discurso a partir de simples memorizaciones

descontextualizadas, ya fuera en lenguaje verbal o de fórmulas químicas (siendo este último

evidentemente más complejo de memorizar y de entender para los estudiantes que no tienen

una base química importante).

4.2.3 Enfoque Fisiológico (EF)

Proponemos que el enfoque fisiológico estaría formado por estructuras y procesos. Las

propiedades y características de este enfoque resultarían de interacciones múltiples que

pueden involucrar diferentes niveles de organización de la materia y/o elementos de los EQ y

EB señalando sus implicancias. El Enfoque Fisiológico abarcará también conceptos y procesos

de �fisiología celular�. La intención de este enfoque es señalar implicancias de integración y

articulación conceptual entre elementos, interacciones y procesos involucrados en los enfoques

anteriores.

Cuando un experto presenta explicaciones dentro del Enfoque Fisiológico, nombra

estructuras y procesos evocando necesariamente sus significados desde dimensiones

analíticas (EQ y EB). Esto implica una notoria diferencia entre las interpretaciones y sentidos

que pueden llegar a hacer expertos o novatos. Por ejemplo, la expresión �proteínas, hidratos de

carbono y lípidos son componentes de los alimentos� (ver RCG-1, más adelante), no refleja por

sí misma el nivel de conocimientos existentes en la mente de quien la dice. Evidentemente, el

conocimiento de un novato en el tema no remite al conocimiento del experto, que comprende

las implicancias bioquímicas y fisiológicas de las estructuras y procesos involucrados en esta

oración.


94

4.2.4 ¿Para qué definir ENFOQUES?

Debemos reiterar que la discriminación en EF, EB y EQ no es rigurosa ni unívoca; muy

por el contrario, es ad hoc, a los efectos de identificar obstáculos de aprendizaje de los

estudiantes novatos, aún cuando desde la enseñanza �en clases y textos bibliográficos� se

�presenten correctamente� los conceptos y sus relaciones. El entrecomillado de la expresión

precedente reconoce una necesaria presentación lineal y secuencial de los contenidos durante

la enseñanza, pero una consecuente dificultad de los estudiantes para reconstruir en sus

mentes una trama conceptual sumamente compleja, ramificada e interconectada, muy alejada

de la aparente linealidad de los contenidos enseñados.

La utilidad de la clasificación en EQ, EB y EF se verá más claramente en los capítulos

de discusión de los resultados obtenidos en las indagaciones a los estudiantes de las

diferentes asignaturas. A continuación se analizará cómo impacta esta clasificación en la

organización de Redes Conceptuales Generales (RCGs).

4.3 REDES CONCEPTUALES GENERALES (RCG) COMO INSTRUMENTO DE REPRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN TEÓRICA CONCEPTUAL SOBRE MHC

Se estudió la bibliografía recomendada en cada asignatura, analizando la edición más

actualizada de cada texto al momento de las cursadas. Este estudio mostró que el tema de

MHC se desarrolla, en cada libro, en diversos capítulos en los que se encuentran conceptos

pertenecientes a diferentes enfoques; es decir que en la descripción de cada tema conviven el

enfoque químico, el bioquímico y el fisiológico. Sin embargo, los conceptos provenientes de

cada enfoque, no siempre aparecen relacionados entre sí explícitamente, sino más bien, como

datos necesarios para describir el tema, pero sin marcar las relaciones sistémicas necesarias.

En el contexto biológico, cada parámetro, estructura o proceso descritos resulta causa insumo

o efecto de otros; la comprensión de estas relaciones de múltiples causas o de múltiples

efectos se hace indispensable para apreciar el funcionamiento sistémico del ser vivo. La

enseñanza necesariamente secuencial del entramado conceptual multidimensional del tema

MHC deja a cargo del estudiante �novato en el tema-- esta difícil tarea de reconstrucción

conceptual entre parámetros físico-químicos, especies químicas, estructuras biológicas,

interacciones entre éstas en los procesos bioquímicos y fisiológicos, así como la interpretación

de los contextos biológicos en que se dan.

Un lector experto rápidamente interpreta y recupera conceptos y relaciones, y sus

implicancias múltiples, pero esto no necesariamente ocurre con el estudiante no experto. Esto

es debido a que se hace necesario contar con conocimientos biológicos previos que permitan

establecer relaciones entre los procesos estudiados, al menos con los órganos y sistemas de


95

órganos, con los tejidos y tipos celulares involucrados, y para comprender cómo los procesos

bioquímicos funcionan coordinadamente en un organismo.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, surgió la posibilidad de organizar la

información sobre el MHC en Redes Conceptuales Generales (RCG) que permitieran organizar

y visualizar la información, poniendo énfasis en presentar los elementos de los diversos

Enfoques (EQ, EB y EF) que se entrecruzan en cada una de ellas. La utilidad fundamental de

las cinco redes consistió en permitirnos plasmar conceptos y relaciones entre éstos

pertenecientes en la mayoría de los casos a diferentes capítulos de varios textos. Es decir,

cada RCG tiene una ilación conceptual que exhibe y enfatiza la necesaria naturaleza

�multienfoque� de los razonamientos biológicos.

El problema de múltiples resoluciones (PMR) cuestionaba sobre las relaciones entre un

alimento -la pizza- y la utilización por el organismo de uno de sus componentes -la glucosa

contenida en el almidón de la masa-. Evidentemente, cualquier respuesta correcta a esta

situación requiere conocer cuáles son las relaciones fisiológicas, bioquímicas y químicas

involucradas. La información está contenida en los libros de texto recomendados en la

bibliografía de las diferentes asignaturas (Devlin, 1999; Curtis y Barnes, 2000; Purves y cols.,

2003, Stryer y cols., 2003¸ Alberts, 2004; Champe y cols., 2008). Además de estos libros, para

la confección de las cinco Redes Conceptuales Generales (RCG) se utilizaron los textos de

Koolman y Röhm (2004); Campbell y Reece (2007) y Champe y cols. (2008).

Las cinco RCGs son:

RCG-1: De alimentos a glucosa como nutriente de las células.

RCG-2: Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos

celulares.

RCG-3: Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático.

RCG-4: Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa.

RCG-5: Respiración y respiración celular.

Estas RCGs se presentan en páginas individuales en este capítulo; a continuación se

describe cada una de ellas.

4.3.1 Descripción de las Redes Conceptuales Generales

4.3.1.1 RCG-1. De alimentos a glucosa como nutriente de las células

El objetivo de la RCG-1 consiste en plantear una visión global del proceso de la

digestión que permite a los animales obtener los nutrientes que sus células metabolizan a partir

de los alimentos.


96

Las estructuras involucradas comprenden diferentes niveles de organización de la

materia, desde sistemas de órganos �como el tubo digestivo�, hasta el macromolecular �

como el almidón y las enzimas digestivas�, y el molecular �como la glucosa y los

aminoácidos�

Por otra parte, el proceso digestivo, que permite la obtención de los nutrientes a partir

de los alimentos, demanda la utilización de procesos bioquímicos como la hidrólisis de las

macromoléculas que componen el alimento; de procesos fisiológicos, como los de absorción o

agestión, y de los microorganismos que se encargan de aquellas macromoléculas que el tubo

digestivo es incapaz de degradar.

Seguidamente a la RCG-1 puede encontrarse el Cuadro 1, que resume la

discriminación de los conceptos y relaciones de la RCG-1 según los enfoques químico,

bioquímico y fisiológico planteados previamente.

En esta RCG-1 se presentan, así, las relaciones de conceptos más generales a tener en

cuenta para la resolución del PMR. Los procesos mostrados en la RCG-1 están simplemente

mencionados, ya que se refieren a aprendizajes que los estudiantes deberían haber

comprendido en sus escolaridades secundarias. Estos procesos digestivos no se retoman en

materias del CBC, ni en la carrera de Química; y, en las carreras de Biología y de Nutrición,

estos temas son parte de programas de asignaturas que se cursan con posterioridad a las

analizadas en esta Tesis. Por otra parte, sólo en los libros de textos de biología general

(Campbell y Reece, 2007; Sadava y cols, 2009; Curtis y cols, 2007) y en los cuadernillos de la

asignatura Bioquímica de la carrera de Nutrición, existe un capítulo donde se desarrollan todos

los conceptos y relaciones planteados en esta red.

Las RCG siguientes (cinco redes en total), serán profundizaciones de las relaciones

presentadas en la RCG-1. Particularmente, la relación explicitada entre los nodos INTESTINO

DELGADO y MECANISMO DE TRANSPORTE se amplía conceptualmente en la RCG-2 en la

cual se presentaran además, los conceptos involucrados en la distribución e incorporación de

la glucosa en los distintos tipos celulares, una vez obtenida a partir de los alimentos. La RCG-2,

se presenta a continuación.

4.3.1.2 RCG-2. Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares

La RCG-2 hace hincapié en la distribución e incorporación diferencial de la glucosa en

los distintos tipos celulares y en cuál es la causa de esas diferencias. En la RCG-2 se presenta

también al final de la sección 4.1.2 seguida por el Cuadro 2 donde se expone la discriminación

de los conceptos y relaciones de la RCG-2 según los enfoques químico, bioquímico y

fisiológico planteados en la sección 4.1.1.


97

Los conceptos y relaciones presentados se refieren explícitamente a los transportadores

específicos para la glucosa de cada uno de los distintos tipos celulares. Dado que esta

incorporación diferencial se debe a la afinidad por la glucosa que posee cada transportador, se

explicita la relación entre este parámetro y el concepto de afinidad denominado KM (constante

de afinidad enzimática por el sustrato), que generalmente es planteado al estudiar el tema

enzimas, y que se utiliza también al referirse a la constante de afinidad de las proteínas

transportadoras GLUT por la glucosa. Estos parámetros sólo cobran sentido si se los compara

con los parámetros físico-químicos de la glucemia en diferentes momentos como el de

absorción y el de postabsorción. Esta relación, así como la interpretación del concepto de

concentración de glucosa como una distribución homogénea de ese soluto (enfoque químico),

son esenciales para darle sentido biológico a los valores de afinidad de los transportadores

(enfoque bioquímico) y comprender la distribución e incorporación diferencial de glucosa en los

distintos tejidos (enfoque fisiológico). Al relacionar cada tipo celular con un transportador y cada

transportador con un valor de afinidad característico, en un entorno con determinados

parámetros de glucemia, se logra establecer la causa de esta incorporación diferencial del

monosacárido. Estos conceptos no se explican en las asignaturas del CBC, ni en IBMC, en QB

sólo se mencionaron los transportadores de glucosa en las clases observadas de MHC y en BN

el tema fue explicado en las clases.

4.3.1.3 RCG-3. Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático

Esta red plantea la participación de enzimas específicas en el MHC. Para la confección

de esta red, se han seleccionado los procesos metabólicos de glucólisis, gluconeogénsis,

glucogenogénesis y glucogenólisis, mencionando ciertas enzimas clave y sus isoformas, y

relacionándolas con sus parámetros de KM y Vmáx. Cabe considerar que:

a) Una vez que es incorporada en los distintos tipos celulares (explicado en la

RCG-2), la glucosa es fosforilada convirtiéndose en glucosa-6-fosfato (G-6-P),

por la correspondiente isoforma de hexoquinasa específica de tejido (RCG-3).

Al no ser sustrato de GLUT, la G-6-P no puede abandonar la célula, y así

ingresa en el metabolismo celular.

b) En esta RCG-3 se remarca la importancia fisiológica de la existencia de

isoformas de la hexoquinasa, del mismo modo que en la RCG-2 se

remarcaron las diferencias de parámetros de los GLUT. En esta RCG-3 se

muestra que la glucoquinasa (hexoquinasa 4), presente en hígado y páncreas,

presenta baja afinidad por la glucosa (alto KM), por lo que fosforila glucosa

sólo cuando ésta se encuentra en alta concentración intracelular. La actividad

de la glucoquinasa no es inhibida por su producto -la glucosa-6-P- como

ocurre con las otras isoformas (esta característica se muestra en la RCG-3 a


98

través de la leyenda explícita que vincula la hexoquinasa y la G-6-P; relación

que no existe con la glucoquinasa).

c) Los hepatocitos presentan las mismas isoformas de transportador (GLUT2) y

de hexoquinasa (Glucoquinasa) que las células β del páncreas, sin embargo,

en respuesta a la hiperglucemia, el aumento de la concentración de G-6-P,

desenacadena procesos diferenciados en ambos tipos celulares. En hígado,

favorece la glucogenogénesis, catalizada por la glucógeno sintasa. Además, la

alta concentración de G-6-P favorece la glucólisis, con el consiguiente aumento

de la producción del ATP; ambas especies inhiben la glucógeno fosforilasa que

degrada el glucógeno.

d) El aumento de concentración de G-6-P, en células β del páncreas, también

promueve la glucólisis con el consecuente aumento de la concentración de

ATP. En este caso, el aumento de la concentración de ATP induce la

despolarización de la membrana plasmática de estas células con la

consecuente entrada de Calcio extracelular, lo cual produce la exocitosis de la

insulina almacenada en vesículas secretoras. Las características de los

parámetros KM y Vmáx de la glucoquinasa pancreática -baja afinidad por el

sustrato y no inhibición por producto final- permiten que sólo en condiciones de

hiperglucemia se libere insulina.

Es síntesis, ante las mismas condiciones de hiperglucemia, la respuesta fisiológica de

páncreas e hígado es distinta. Esto hace resaltar que, al analizar estos procesos, nos

encontramos ante un EQ y EB similares en cuanto a transportadores y enzimas involucradas,

pero apreciamos un EF distinto, pero complementario, en el sentido de regulación de la

glucemia por efecto hipoglucemiante.

Asimismo, la presencia o ausencia de Glucosa-6-fosfatasa en hepatocitos plantea la

posibilidad de que la glucosa (por ejemplo la proveniente de la degradación del glucógeno)

pueda salir de estas células y llegar a circulación sanguínea. Esto no ocurre en la célula

muscular.

En esta RCG-3 se muestra el complejo entramado entre elementos de EQ, EB y EF

indispensables para comprender el MHC en un contexto sistémico.

A continuación de la RCG-3, se presenta el Cuadro 3 donde se discriminan los

conceptos y relaciones de la RCG-3 según los EQ, EB y EF planteados. Como puede

observarse, este cuadro muestra una gran proporción de nodos y relaciones dentro de los EQ y

EB.

La visión de conjunto de estas rutas del MHC y su regulación enzimática, con la

indicación de diferencias entre los distintos tipos celulares, tal como se presentó en las RCGs 2


99

y 3, apunta a superar explicaciones puramente químicas, poniendo énfasis en la

complementariedad necesaria de los enfoques químico y bioquímico (EQ y EB) para explicar el

enfoque fisiológico (EF). Resulta interesante realizar las siguientes reflexiones, a partir de la

lectura comprensiva de sendas redes:

1) Un organismo debe mantener dentro de ciertos valores la concentración de

glucosa extracelular, necesaria para proveer a las células -especialmente a

las del cerebro- de este nutriente clave. La glucosa se distribuye

homogéneamente en la sangre, es captada diferencialmente por cada tejido

y su exceso almacenado cómo glucógeno en hígado y músculo.; Cuando no

ingresa glucosa de una fuente exógena (alimento), puede ser liberada del

glucógeno hepático y utilizada por el resto de las células. En situaciones

particulares del organismo, este nutriente esencial también puede ser

sintetizado de novo, a partir de metabolitos más pequeños

(gluconeogénesis).

2) Esta homeostasis de la glucosa es posible gracias a una sofisticada

maquinaria bioquímica intracelular, en parte común a todos los tipos

celulares y en parte especializados según tejido. A su vez, esta

especialización se fundamenta tanto en las propiedades físico-químicas de

las enzimas y transportadores de membrana involucrados, como en la

mediación de mensajeros extracelulares (hormonas) e intracelulares

(segundos mensajeros) que actúan activando o inhibiendo reacciones clave

de cada metabolismo (puntos de regulación de la homeostasis).

3) La enseñanza de este amplio y diverso mapa metabólico se presenta, en

general, mediante un modelo de célula tipo, haciendo hincapié en los

aspectos metabólicos generales y comunes. Las diferencias bioquímicas

propias de los distintos tipos celulares son presentadas usualmente como

una enumeración posterior. En la RCG-3 se intentó hacer énfasis en mostrar

simultáneamente el modelo intraceluar de la vía glucolítica (de glucosa a

piruvato) haciendo hincapié en las diferencias de los parámetros físico-

químicos de las isoformas de la primer enzima de esta vía (hexoquinasa).

Estas diferencias en relación al valor normal de la glucemia (leyendas en

rojo), tienen implicancias fisiológicas.

4) Las RCG-2 y RCG-3 vinculan parámetros físico-químicos como KM y Vmáx de

GLUT y hexoquinasas con glucemia, relaciones que generalmente están

subsumidas o presentadas en planos secundarios en textos y clases. Estas

explicitaciones permiten mostrar el impacto biológico de estas relaciones,

sadas por sus consecuencias fisiológicas.


100

4.3.1.4 RCG-4. Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

Dado que en esta investigación nos centramos en el MHC durante la fase de absorción

intestinal de glucosa post ingesta (Champe y cols., 2008), consideramos que la comprensión

del tema sería incompleta si no se tuviera en cuenta la regulación simultánea y coordinada

en distintos tejidos de las rutas metabólicas involucradas. Por tal motivo, la RCG-4 describe los

efectos de la insulina, en su acción hormonal de contrarrestar la hiperglucemia.

Si bien el tema de nuestro análisis se ciñe al metabolismo de los carbohidratos, el

espectro de acción de la insulina alcanza y entrelaza el metabolismo de otras biomoléculas

como los lípidos y proteínas. Todas estas consideraciones dan cuenta del papel de la insulina

como regulador de numerosos procesos metabólicos, específicos de cada tejido. Estos efectos

pueden explicarse en distintos planos de profundidad: mencionar consecuencias finales (EF),

explicar mecanismos bioquímicos que desencadena la hormona en cada tejido (EB), y cómo

tales mecanismos se desencadenan por mediación de factores fisicoquímicos sobre especies

químicas, con la consecuencia última de disminuir la hiperglucemia (EQ). La RCG-4, se

confeccionó con la intención de hacer explícitos estos tres tipos de enfoques.

Luego de la presentación de la RCG-4, se presenta el Cuadro 4 en el que se muestra el

desglose de nodos y relaciones de la RCG-4 en función de los enfoques (EQ, EB y EF). En

este cuadro se observa una gran proporción de leyendas que se refieren a �procesos� del

enfoque fisiológico. Nuevamente, un experto entendería el fundamento bioquímico subyacente

a cada proceso fisiológico, pero esas relaciones no son evidentes para un novato.

En el análisis mediante Redes Conceptuales hemos organizado la información de tal

forma que en la RCG-2 se relacionaron los parámetros de afinidad de GLUT (enfoque químico

y bioquímico) en relación a la distribución e incorporación de glucosa en los distintos tipios

celulares. En la RCG-3 se relacionó la captación de glucosa y el desencadenamiento de

algunas rutas metabólicas (enfoque químico y bioquímico), se mostró también su regulación

enzimática y la acción de la hormona insulina en tales regulaciones (enfoque fisiológico). En la

RCG-4 el importante número de leyendas del enfoque fisiológico es consecuencia de estar

considerando la coordinación del funcionamiento de distintos tejidos por acción de la hormona

insulina. En esta red se remarca que cada tipo celular está caracterizado por estructuras

bioquímicas (isoformas de los GLUT, cuyas características fisicoquímicas fueron ampliadas en

la RCG-2) y por rutas metabólicas (cuya regulación enzimática fue ampliada en la RCG-3). En

esta RCG-4 se articulan parámetros fisicoquímicos de concentración de glucosa (hipoglucemia,

hiperglucemia y valor normal de la glucosa en sangre), con interacciones bioquímicas entre

isoformas de GLUT y células específicas, enmarcando la acción de la insulina en el amplio

panorama de su acción reguladora del metabolismo. En este sentido, esta RCG-4 hace

referencia a las rutas metabólicas sobre las que actúa la insulina en cada tipo celular.


101

La mención del sistema porta y del hígado conecta macroscópicamente la entrada de

glucosa al organismo con su distribución, constituyendo el punto de partida para considerar el

análisis de los mecanismos homeostáticos desde los distintos enfoques que restituyen los

valores normales de la glucemia. En las leyendas de este sector de la RCG-4 se remarcó el

carácter de transitorio del aumento de la concentración de glucosa luego de la ingesta en el

sistema porta, y el carácter homogéneo de su distribución en el sistema circulatorio.

4.3.1.5 RCG-5. Respiración y respiración celular

La inclusión de esta red se debe a la necesidad de distinguir entre los conceptos de

respiración y respiración celular, que los estudiantes novatos suelen malinterpretar (Menegaz,

2005). Los procesos de inhalación y exhalación constituyen la respiración y pueden

relacionarse con otros dos procesos, la ventilación y la hematosis. Ésta se refiere al

intercambio gaseoso entre los capilares sanguíneos y los alvéolos pulmonares, y aquélla es la

exposición de las superficies de intercambio gaseoso a un medio respiratorio (gases

atmosféricos) que contiene �entre otros gases- unas presiones parciales óptimas de O2 y de

CO2, tales que permiten su intercambio con estos gases presentes en el tejido sanguíneo.

En los textos de biología general (Campbell y Reece, 2008, Sadava y cols., 2009) la

respiración celular, la respiración y procesos vinculados (hematosis y ventilación) se

encuentran en capítulos separados. La respiración celular se describe en los primeros capítulos

relacionados con la biología celular y energética, y el proceso de respiración se encuentra en

los capítulos relacionados con el funcionamiento de los sistemas que conforman el cuerpo de

los organismos. Por consiguiente, para el lector novato, pueden pasar inadvertidas las

diferencias substanciales entre ambos conceptos, y dependiendo de los programas de las

asignaturas, es posible que sólo se estudie uno de ellos dejando un bache conceptual entre

ambos.

En los textos de bioquímica (Devlin, 1999, Koolman y Röhm, 2004, Stryer, 2003), por su

parte, se discute sólo la respiración celular a lo largo de varios capítulos que comprenden el

ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa, el catabolismo de los hidratos

de carbono y el catabolismo de los lípidos. En general, se hace referencia a la importancia del

oxígeno para el pasaje de la vida anaeróbica a la aeróbica, sin mencionar cómo obtienen esta

molécula los organismos pluricelulares, ni cuál es el destino del CO2 generado. La única

alusión al oxígeno extracelular o a la eliminación del CO2 fuera de la célula y del organismo se

realiza al explicar las estructuras y funciones de la hemoglobina y mioglobina, y se encuentra

en uno solo de los textos analizados (Stryer, 2003).

La respiración celular se refiere a los procesos de oxidación de moléculas combustibles

(moléculas orgánicas) que puede darse en condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Dado que nos

interesa particularmente el metabolismo de los hidratos de carbono, en la RCG-5 se hace


102

referencia exclusivamente a la relación de la glucosa con la respiración celular. Un experto

sabe que el compuesto orgánico piruvato (proveniente de la glucólisis) es el metabolito que

entra a la mitocondria y cuyos carbonos se oxidan completamente a 3 moléculas de CO2 (por

molécula de piruvato) y 3 de agua (el O2 es el aceptor final de los hidrógenos del piruvato). Esto

significa que por cada molécula de glucosa que entra en la vía glucólisis / ciclo de Krebs se

cumple la ecuación:

C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O

Un experto también reconoce que el insumo carbonado del ciclo de Krebs es el grupo

acetilo (de 2 carbonos), transportado por la Coenzima A (Acetil-CoA), por lo tanto, cualquier

molécula orgánica cuya degradación conduzca a la formación de Acetil-CoA podrá alimentar el

ciclo de Krebs. En síntesis, la respiración celular aeróbica incluye al ciclo de Krebs, a la cadena

respiratoria y a la fosforilación oxidativa -procesos llevados a cabo en la mitocondria-

independientemente de cuál sea la fuente de moléculas orgánicas (ejemplo, glucosa que rinde

piruvato, o ácidos grasos o aminoácidos que rinden Aceti-CoA).

En los libros de texto de bioquímica (Devlin, 1999, Koolman y Röhm, 2004, Stryer, 2003)

se presentan en capítulos diferentes el metabolismo de los hidratos de carbono (glucólisis y

fermentación, gluconeogénesis y glucogenólisis), el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la

fosforilación oxidativa, el metabolismo de lípidos, etc. En cambio, en los libros de texto de

Biología General (Campbell y Reece, 2008; Purves y cols. 2003; Sadava y cols., 2009), la

glucólisis y la respiración celular se presentan en un mismo capítulo referido a la obtención de

energía por parte de las células. Esta última circunstancia, prioriza a la glucosa como sustrato

del proceso de respiración celular y ubicaría a la glucólisis como primera parte del mismo.

Finalmente, para articular la RCG-5, se debieron diferenciar las nociones de �O2� y

�CO2�, según su localización intracelular, sanguínea o como componente del aire. Por tanto, si

bien O2 y CO2 son especies químicas, sus interacciones físico-químicas van variando de

acuerdo a su ubicación en el organismo. Así hablamos de O2 y CO2 gaseosos, presentes en el

aire pulmonar, O2 unido a la hemoglobina y CO2 transformado, en su mayor, parte en

bicarbonato en el sistema circulatorio, y O2 y CO2 nuevamente como gases presentes en

pequeñas concentraciones dentro de las células, especialmente en las mitocondrias.

Luego de la presentación de la RCG-5 al final de la sección 4.1.1, se presenta el Cuadro

5 donde se discriminan los elementos de la RCG-5 según los enfoques (EQ, EB y EF) que

hemos determinado previamente. En este caso, los conceptos y parámetros físico-químicos,

provenientes del EQ se refieren a los gradientes electroquímicos que se generan en la

mitocondria en el caso de la respiración celular aeróbica; y a las presiones parciales de los


103

gases respiratorios, en el caso de la respiración. En cambio, los EB y EF abarcan desde

procesos a nivel subcelular (reacciones como la glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria y

fosforilación oxidativa), hasta los procesos que suceden a nivel de órganos, como por ejemplo

los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso con el medio externo al organismo.

4.3.1.6 Consideraciones finales respecto de la confección de las RCGs

Como una consideración final y general sobre la confección de estas cinco RCGs,

debemos destacar �como lo señalado al inicio de este apartado-- que podría haber numerosas

otras alternativas de confección a partir de efectuar recortes de la información extraída de la

bibliografía. La finalidad de los recortes ad hoc que hemos efectuado para construir estas

RCGs (1 a 5) se verá más claramente en los próximos capítulos cuando se discutan los

resultados de aprendizaje en las distintas asignaturas investigadas.

Otra consideración interesante es la de destacar que la construcción de estas redes ha

requerido la utilización de todos los textos mencionados en las referencias de este capítulo;

dada la forma parcial en que estos textos presentan los conceptos y relaciones en ellas

expresados. Podemos citar como ejemplo, que los parámetros enzimáticos (KM y Vmáx) se

encuentran, en general, en capítulos distintos al de los parámetros de los GLUT. Además, las

consecuencias fisiológicas de tales parámetros no siempre son explicitadas en los capítulos de

metabolismos específicos. Por consiguiente, resulta muy difícil a un lector novato llevar a cabo

la integración entre EQ, EB y EF, que se plantea en las RCGs.

Finalmente, cabe aclarar que durante la ejecución de este trabajo de Tesis Doctoral se

realizaron numerosas versiones alternativas de estas RCGs. La versión final que ahora

presentamos, es el resultado de fructíferas discusiones que nos exigieron una revisión

permanente del contenido teórico del MHC, así como la toma de decisiones ad hoc para la

generación de los enfoques, que nos permitirían llegar a conclusiones respecto de orígenes de

los obstáculos epistemológicos que encuentran los estudiantes durante el aprendizaje del

tema.

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizad

os para la sistematización

y representación

de la inform

ación an

alizada

10

4

Células

HIDRATOS DECARBONO

ALMIDÓN

MALTOTRIOSAS;MALTOSAS;DEXTRINAS

AMINOÁCIDOS

ALIMENTACIÓN

ALIMENTOS

LÍPIDOSPROTEÍNAS

PROTEASAS

LIPASAS

BOCA

ESTÓMAGO

PANCREAS

INTESTINODELGADO

INTESTINOGRUESO

MATERIAL NO DIGERIDO

Personas

NUTRIENTES

-amilasa salival

-amilasa pancreática

DIGESTIÓN QUÍMICA

ABSORCIÓN

EGESTIÓN

INGESTIÓN

ACIDO. CLORHIDRICO

formado por cadenas de

uniones α (1→4) y puntos

de ramificación por unión α (1→ 6) entre

GLUCOSA

son oligómeros

de

BACTERIAS

INTESTINALES

CO2, CH4, H2

DISACARIDASAS

OLIGOSACARIDASAS

vierte el jugo

pancreático

(alcalino) y

secreciones al

son algunos de las

enzimas sintetizadas y

secretadas por el

son enzimas que contribuyen a la

digestión final de

se encuentran

asociadas a

membrana de

enterocitos del

MECANISMOS deTRANSPORTE

sector donde se produce el proceso

de absorción de nutrientes mediante

mecanismos de

son algunas de las enzimas que

contribuyen a la

se produce en

la

en la saliva contiene

involucra procesos

de

sus órganos y tejidos

están formados por

para su vida y

crecimiento requieren

provienen de la

degradación de

proteínas por

actividad de

son compuestos que no fueron

degradados ni absorbidos en

se dirige al

Red Conceptual General 1 (RCG-1): De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células

se absorben en el

se eliminan por

se encuentran asociadas

a las paredes del

enzima que comienza

con la degradación del

ejemplo de polisacárido es el

ejemplo de monosacárido es la

para su vida y crecimiento requiere

contiene

son

ejemplos

de

se activan en

presencia de

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizados para la sistem

atización y represen

tación de la in

formación

analizad

a

1

05

CUADRO 4.1 Desglose de , �De alimentos a glucosa como nutriente de las células�, teniendo en cuenta los enfoques químico, bioquímico y fisiológico establecidos. (Nodos de la red, con mayúscula; nexos con minúscula).

ENFOQUE QUÍMICO COMPONENTES DE NODOS Y RELACIONES PRESENTES EN LA RED

Parámetros físico-químicos --

Especies químicas: (nombres de reactivos, productos y/o enzimas)

Nodos: PROTEÍNAS, LÍPIDOS, HIDRATOS DE CARBONO, ALMIDÓN, GLUCOSA, MALTOTRIOSAS, MALTOSAS, DEXTRINAS, CH4, H2, CO2, α-AMILASA SALIVAL, α-AMILASA PANCREÁTICA, DISACARIDASA, OLIGOSACARIDASAS, PROTEASAS, LIPASAS, ACIDO CLORHÍDRICO, AMINOÁCIDOS.

Descripciones de interacciones entre especies químicas y/o parámetros físico-químicos

a) ALMIDÓN formado por cadenas de uniones α (1→ 4) y puntos de ramificación por unión α (1→ 6) entre GLUCOSAS,b) MALTOTRIOSAS, MALTOSAS y DEXTRINAS son oligómeros de GLUCOSA,c) GLUCOSA es un monosacárido ejemplo de HIDRATOS DE CARBONO,d) ALMIDÓN es un polisacárido ejemplo de HIDRATOS DE CARBONO.

Reversibilidad -o no- de procesos ---

ENFOQUE BIOQUÍMICO

Estructuras Nodos: CÉLULAS, BACTERIAS INTESTINALES, NURTIENTES

Interacción entre especies químicas y estructuras biológicas

a) DISACARIDASAS, OLIGOSACARIDASAS son enzimas que contribuyen a la digestión final de MALTOTRIOSAS, MALTOSAS y DEXTRINASb) α-AMILASA SALIVAL comienza con la degradación del ALMIDÓNc) AMINOÁCIDOS son productos de la actividad de PROTEASASd) PORTEASAS se activan en presencia de ÁCIDO CLORHÍDRICO.e) MALTOTRIOSAS, MALTOSAS, DEXTRINAS y GLUCOSA son productos de degradación del almidón por α-AMILASA PANCREÁTICAf) MATERIAL NO DIGERIDO algunos son sustratos de la acción de BACTERIAS INTESTINALESg) AMINOÁCIDOS y GLUCOSA son ejemplos de NUTRIENTES

Rutas metabólicas --

ENFOQUE FISIOLÓGICO

Estructuras Nodos: BOCA, ESTÓMAGO, INTESTINO DELGADO, INTESTINO GRUESO, PÁNCREAS

Procesos Nodos: ALIMENTACIÓN, INGESTIÓN, DIGESTIÓN QUÍMICA, ABSORCIÓN (INTESTINAL), EGESTIÓNRelaciones:a) PERSONAS para su vida y crecimiento requieren ALIMENTOSb) PERSONAS requieren de una adecuada ALIMENTACIÓNc) CÉLULAS para su vida y crecimiento requieren NUTRIENTES,d) PROTEÍNAS, LÍPIDOS E HIDRATOS DE CARBONO son componentes de los ALIMENTOSe) AMINOÁCIDOS se absorben en el INTESTINO DELGADOOtras relaciones de: i) Localización de enzimas con acción específica en BOCA, ESTÓMAGO, PÁNCREAS, INTESTINOS ii) Localización de y características de los procesos de INGESTIÓN, DIGESTIÓN QUÍMICA, ABSORCIÓN y EGESTIÓN.

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizad


y representación

de la inform

ación an

alizada

10

6

CÉLULAS

INTESTINALES

Y

TÜBULOS RENALES

ERITROCITOS

CÉLULAS MUSCULARES

NEURONAS

MEMBRANA PLASMÁTICA

CONTRALUMINAL


LUMINAL

ADIPOCITOS

GLUT 3 KT= 1mM

GLUT 4KT= 5mM

GLUT 1KT= 1mM

SGLUT 1KT= 1mM

KM

TransporteACTIVO SECUNDARIO

TransporteFACILITADO

en relación a GN presentan un muy bajo valor de

hacen posible la entrada de glucosa a



INSULINA

GLUT 2KT= 15-20mMCÉLULAS B

PANCREÁTICAS

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Red Conceptual General 2 (RCG-2): Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares

Afinidad

Glucemia Normal(GN) (5mM)

en relación a GN presentan un valor intermedio de

su concentración homogénea en sangre con

ayuno de 12 horas es la

involucra

su valor define la afinidad por la glucosa de las

son polarizadas y enellas se diferencia

Concentración Intracelular de Glucosa

presente en

transportadores de membrana que hacen posible la entrada de glucosa a

Na+involucra

Concentración Extracelular de Glucosa

el sentido del transporte de glucosa lo determina la relación entre

sangre

luz intestinal

luz de túbulos renales

es la presente en

HIPERGLUCEMIA

liberan

�detectan� glucosa cuando hay

regulan por metabolismo de sus propias enzimas la

por múltiples mecanismos disminuye la

desencadena el aumento del número de

ENZIMAS REGULADORAS

es un parámetro fisicoquímico que

permite caracterizar la

Intervienen en el metabolismo de

caracterizadas por sus parámetros fisicoquímicos de

contribuyen en mantener laVmáx.

Proteínas GLUT de membrana:(TRANSPORTADORES

de GLUCOSA)

Capítu

lo 4 � Instru

men



tación de la in

formación

analizad

a

1

07

CUADRO 4.2 Desglose de , �Absorción intestinal e incorporación de glucosa en distintos tipos celulares�, teniendo en cuenta los enfoques químico, bioquímico y fisiológico establecidos. (Nodos de la red, con mayúscula; nexos con minúscula).

ENFOQUE QUÍMICO COMPONENTES DE NODOS Y RELACIONES PRESENTES EN LA REDParámetros físico-químicos

Nodos: KM, Vmáx, AFINIDAD, CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE GLUCOSA, CONCENTRACIÓN EXTRACELULAR DE GLUCOSA (concentración es sinónimo de distribución homogénea del soluto), valores de KM específicos de cada GLUT

Especies químicas Nodos: GLUCOSA, Na+, INSULINADescripciones de interacciones entre especies químicas y/o parámetros físico-químicos

Relaciones: a) KM es un parámetros físico-químico que mide AFINIDADb) GLUCOSA su concentración homogénea en sangre con ayuno de 12 horas es (GN) (5mM)c) KM de GLUT 2 en relación a la glucemia Normal presenta un alto valord) KM de GLUT 1 y GLUT 3 en relación a la glucemia Normal presenta un bajo valor

Reversibilidad -o no-de procesos GLUT 2 (KM=15-) el sentido de transporte de glucosa lo determina la relación entre CONCENTRACIÓN EXTRACELULAR DE GLUCOSA

y CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE GLUCOSA.ENFOQUE BIOQUÍMICO

EstructurasNodos: HEPATOCITOS, CÉLULAS βDEL PÁNCREAS, ERITROCITOS, NEURONAS, ADIPOCITOS, CÉLULAS MUSCULARES, CÉLULAS INTESTINALES Y TÚBULOS RENALES, MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL, MEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMINAL, SGLUT 1, GLUT 1, GLUT 2, GLUT 3, GLUT 4, GLUCEMIA NORMAL, HIPERGLUCEMIA.

Interacción entre especies químicas y estructuras

biológicasNodos: TRANSPORTE FACILITADO, TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIORelaciones: a) Conceptos de AFINIDAD y KM como medidas de interacción enzima-sustrato, transportador-sustrato, receptor-ligando.b) GLUCOSA sustrato de las proteínas GLUTc) GLUT como TRANSPORTADORES DE GLUCOSAd) Ubicación de cada GLUT en diferentes tipos células e) CÉLULAS INTESTINALES son polarizadas y en ellas se diferencia MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL y CONTRALUMNINALf) INSULINA desencadena por algún mecanismo el aumento en el número de GLUT 4

Rutas metabólicas -----

ENFOQUE FISIOLÓGICOEstructuras Nodos: LUZ INTESTINAL, LUZ DE TÚBULOS RENALES, SANGRE, ENZIMAS REGULADORASProcesos Relaciones:

a) MECANISMOS de TRANSPORTE de GLUCOSA diferenciados según, tipo de GLUT y tipo de CÉLULAb) CÉLULAS INTESTINALES realizan TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO en MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL y TRANSPORTE FACILITADO (GLUT 2) en MEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMNIALc) Relaciones entre HEPATOCITOS, CÉLULAS βPANCREÁTICAS, HIPERGLUCEMIA, INSULINA y GLUT 4

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizad


y representación

de la inform

ación an

alizada

10

8

Red Conceptual General 3(RCG-3): Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático

Glucógeno sintasa (GS)

INSULINA

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Glucoquinasa Km=10mM alta Vmáx

Hexoquinasa Km=0,1mM baja Vmáxcataliza en hígado y

páncreas la transformación entre

cataliza en otras células la transformación entre

se fosforila a

GLUCÓLISISGLUCONEOGENESIS

Glucosa-6-Fosfatasa

cataliza el último paso irreversible de

CÉLULAS

RENALES

GLUCOGENOGÉNESIS

GLUCOGENOen hígado y

músculo puede polimerizar y almacenarse

comocataliza la formación de

Proteínas GLUT de membrana:

(TRANSPORTADORES

de GLUCOSA)

no puede salir de las células pues no es

sustrato de

induce actividad de

GLQ, FFQ-1, FFQ-2, PQ y

GS en

inhibe enzimas

específicas de Glucógeno fosforilasa degrada

al

proceso parcial de degradación oxidativa de

GLUCOGENOLISIS

proceso de degradación del

presente en

CÉLULAS βDEL PÁNCREAS

transfiere fosfato a ADP y da

Fructosa-1,6-bifosfato

Glucosa-6-fosfato (G-6-P)

Fosfofructoquinasa-1

Piruvato quinasa (PQ)

Fructosa-6-fosfato Fructosa-2,6-bifosfato

Gliceraldehido-3-fosfato

1,3-bifosfoglicerato

3-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvato piruvato

se isomeriza a

se fosforila a

se escinde en

se isomeriza a se fosforila y oxida a


se isomeriza a

se fosforila a

se desfosforila acataliza transformaciones entre

cataliza transformación entre

ATP

2-fosfoglicerato

Dihidroxiacetona-3-fosfato

Fosfofructoquinasa-2 / Fructosa-2,6-bifosfatasa

contiene vesículas secretoras de

se inhibe por altas concentraciones de

el aumento de su concentración intracelular en células β

pancreáticas despolariza las membranas generando la entrada de ión Calcio, lo que produce la

liberación dese isomeriza a

sólo se activa con altas

concentraciones intracelulares de

glucosa en

Capítu

lo 4 � Instru

men



tación de la in

formación

analizad

a

1

09

CUADRO 4.3 Desglose de , �Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático�, teniendo en cuenta los enfoques químico, bioquímico y fisiológico establecidos. (Nodos de la red, con mayúscula; nexos con minúscula).

ENFOQUE QUÍMICO COMPONENTES DE NODOS Y RELACIONES PRESENTES EN LA REDParámetros físico-químicos Nodos: KM y VMÁX

Especies químicas Nodos: GLUCOSA 6- FOSFATASA; GLUCOSA; HEXOQUINASA; GLUCOQUINASA; GLUCOSA-6-FOSFATO; FRUCTOSA-6-FOSFATO; FOSFOFRUCTOQUINASA-2/FRUCTOSA-2,6-BIFOSFATASA; FOSFOFRUCTOQUINASA 1; FRUCTOSA-1,6 - BIFOSFATO; DIHIDROXIACETONA-3-FOSFATO; GLICERALDEHIDO-3-FOSFATO; 1,3 -BIFOSFOGLICERATO; 3-FOSFOGLICERATO; 2-FOSFOGLICERATO; FOSFOENOLPIRUVATO; PIRUVATOQUINASA.; PIRUVATO; ATP; GLUCOGENOFOSFORILASA; GLUCÓGENO; GLUCÓGENOSINTASA;

Descripciones de interacciones entre especies químicas y/o parámetros físico-químicos

a)GLUCOSA 6-FOSFATASA cataliza el último paso irreversible de GLUCONEOGÉNESISb) GLUCOQUINASA por su KM alto a concentraciones mayores que la glucemia normal capta (fosforila) GLUCOSA. c) HEXOQUINASA por su KM bajo a concentraciones menores que la glucemia normal capta (fosforila) GLUCOSA.e) HEXOQUINASA por su Vmax baja produce lentamente GLUCOSA-6-FOSFATO.d) GLUCOQUINASA por su Vmax alto produce rápidamente GLUCOSA-6-FOSFATO..f) GLUCOSA se fosforila a GLUCOS-6-FOSFATO. Así como ésta, todas las leyendas que describen reacciones químicas.

Reversibilidad -o no- de procesos Las Isomerizaciones son en general reversiblesLa reversibilidad o no de fosforilaciones y catálisis no se discuten en esta red (se discute en los textos).

ENFOQUE BIOQUÍMICOEstructuras Nodos: INSULINA, PROTEÍNAS GLUT; GLUCOSA-6-FOSFATASA; HEXOQUINASA; GLUCOQUINASA; FOSFOFRUCTOQUINASA-2/FRUCTOSA 2,6-

BIFOSFATASA; FOSFOFRUCTOQUINASA 1; PIRUVATOQUINASA; GLUCOGENOFOSFORILASA, GLUCÓGENOSINTASA Interacción entre especies químicas y

estructuras biológicasRelaciones:a) INSULINA inhibe enzimas específicas de GLUCONEOGÉNESIS.b) INSULINA induce actividad de GLQ,FFQ-1,FFQ-2,PQ y GS en HEPATOCITOS.c) GLUCONEOGÉNESIS proceso que en mitocondrias, citosol y retículo liso, a partir de aminoácidos, ácido láctico ó glicerol produce GLUCOSA.d) GLUCOSA 6- FOSFATASA presente en retículo liso a partir de G-6-P libera GLUCOSA.e) GLUCOSA en hígado y músculo puede polimerizar y almacenarse como GLUCÓGENO.f) HEXOQUINASA cataliza en otras células la transformación entre GLUCOSA y GLUCOSA-6-FOSFATO.g) HEXOQUINASA se inhibe por altas concentraciones de GLUCOSA-6-FOSFATO h) GLUCOQUINASA cataliza en hígado y páncreas la transformación entre GLUCOSA Y GLUCOSA-6-FOSFATOi) GLUCOGENOSINTASA cataliza la formación de GLUCÓENOj) GLUCOGENO FOSFORILASA degrada al GLUCÓGENO.k) PIRUVATO QUINASA transfiere fosfato a ADP y da ATP.l) ATP inhibe la FFQ-1

Rutas metabólicas Nodos: GLUCONEOGÉNESIS; GLUCÓLISIS; GLUCOGENOLISIS; GLUCOGENOGÉNESIS.Relaciones:a) GLUCOGENOLISIS proceso de degradación del GLUCÓGENO.b) GLUCOGENOGÉNESIS proceso de formación del GLUCÓGENO. c) GLUCOSA proceso parcial de degradación oxidativa se denomina GLUCÓLISIS

ENFOQUE FISIOLÓGICOEstructuras Nodos: CÉLULAS RENALES-HEPATOCITOS; INSULINA, CÉLULAS βPANCREÁTICAS;

Relaciones:a) GLUCONEOGÉNESIS se produce en HEPATOCITOS. b) GLUCOQUINASA cataliza en hígado y páncreas la transformación entre GLUCOSA y GLUCOSA-6-FOSFATO.c) GLUCOSA en hígado y músculo puede polimerizar y almacenarse como GLUCÓGENO.d) CÉLULAS β DEL PÁNCREAS contiene vesículas secretoras de INSULINA.e) GLUCOSA-6-FOSFATASA presente en HEPATOCITOS.

Procesos a) ATP el aumento de su concentración intracelular en células β pancreáticas despolariza las membranas generando la entrada del ión Calcio, lo que produce la liberación de INSULINA; b) GLUCOSA-6-P su alta concentración activa la glucogenogénesis en HEPATOCITOS; c) GLUCOQUINASA sólo se activa con altas concentraciones intracelulares de glucosa en HEPATOCITOS Y CÉLULAS β DEL PÁNCREAS; d) GLUCOSA-6-FOSFATO no puede salir de las células pues no es sustrato de PROTEÍNAS GLUT; e) ATP y GLUCOSA-6-P inhiben la GLUCÓGENO FOSFORILASA.

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizad


y representación

de la inform

ación an

alizada

11

0

INSULINA

Red Conceptual General 4 (RCG-4): Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

GLUCOGENO-LISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

LIPÓLISIS

TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

CÉLULAS B PANCREÁTICAS

(GLUT2/ glucoquinasa)

ADIPOCITOS(GLUT4)HEPATOCITOS

(GLUT2/ glucoquinasa

CÉLULASMUSCULARES

(GLUT4/ hexoquinasa)

HIPERGLUCEMIA

HIPOGLUCEMIA

excepto en eritrocitos, se producen en todas las

se produce cuando disminuye el

GLUT 4

GLUCÓLISIS

RESPIRACIÓNCELULAR AERÓBICA

SÍNTESIS DEPROTEÍNAS

VÍA DE LAS PENTOSAS

SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS

SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

GLUCOGENOGÉNESIS

estimula losprocesos

metabólicos de

Receptores de Insulina (de membrana)

se encuentran en

al aumentar su número permiten la incorporación de más cantidad de glucosa en

unidos a su ligando desencadenan procesos de

elevaINGESTA de H. de C.

VALOR NORMALDE GLUCOSA en sangre (5mM)

Vena PORTA

eleva transitoriamente la concentración de glucosa en

HÍGADOconduce a la glucosa absorbida en intestino

hacia el

CÉLULAS DELCUERPO

regula las fluctuaciones de concentración de glucosa, la cual se

distribuye homogéneamente en la sangre y es de allí captada por las

CËLULAS DEL CEREBRO

ERITROCITOS

CÉLULAS INTESTINALES

presentan captura de glucosa independiente de la acción de

se produce en todas las

capturan glucosa cuando hay

Inhibe en adipocitos la

producidos en hepatocitos proveen glucosas al torrente sanguíneo y contrarrestan la

CÉLULAS RENALES(GLUT 2)

se produce en

se produce en

inhibe

en ellas el aumento intracelular de ATP despolariza las membranas,

desencadenando la entrada de ión Calcio y consecuente liberación de

estimula la transcripción del gen de la glucoquinasa en células pancreáticas y hepatocitos mediante

Capítu

lo 4 � Instru

men



tación de la in

formación

analizad

a

1

11

CUADRO 4.4 Desglose de , �Efectos de en la regulación homeostática de la glucosa�, teniendo en cuenta los enfoques químico, bioquímico y fisiológico establecidos. (Nodos de la red, con mayúscula; nexos con minúscula).

ENFOQUE QUÍMICO COMPONENTES DE NODOS Y RELACIONES PRESENTES EN LA REDParámetros físico-químicos Nodos:HIPOGLUCEMIA; HIPERGLUCEMIAEspecies químicas Nodos: INSULINA; Descripciones de interacciones entre especies químicas y/o parámetros físico-químicos

--

Reversibilidad �o no- de procesos

---

ENFOQUE BIOQUÍMICOEstructuras Nodos: RECEPTORS DE INSULINA; GLUT4; INSULINA, VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE

Interacción entre especies químicas y estructuras biológicas Interacción entre especies químicas y estructuras biológicas

Relaciones:a) RECEPTORES DE INSULINA se encuentran en HEPATOCITOS (GLUT2/ glucoquinasa); CÉLULAS MUSCULARES (GLUT4/ hexoquinasa); ADIPOCITOS (GLUT4)b) CÉLULAS DEL CEREBRO, ERITROCITOS, CÉLULAS INTESTINALES presentan captura de glucosa independiente de la acción deINSULINA.c) INSULINA es una hormona peptídica que se une a RECEPTORS DE INSULINAd) RECEPTORES DE INSULINA unidos a su ligando desencadenan procesos de TRANDUCCIÓN DE SEÑALES.e) INSULINA inhibe en adipositos la LIPÓLISIS.

Rutas metabólicas

Nodos: GLUCONEOGÉNESIS; GLUCOGENOLISIS; GLUCÓLISIS; RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA-SÍNTESIS DE PROTEÍNAS; VÍA DE LAS PENTOSAS; SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS; SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS; GLUCOGENOGÉNSIS; LIPÓLISIS.Relaciones:a) GLUCÓLISIS se produce en todas las CÉLULAS DEL CUERPO.b) RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS excepto en eritrocitos se producen en todas las CÉLULAS DEL

CUERPO.c) Leyendas que involucran la localización celular de las distintas VÍAS METABÓLICAS.

ENFOQUE FISIOLÓGICO

EstructurasNodos: CÉLULAS βPANCREÁTICAS; CÉLULAS DEL CEREBRO; ERITROCITOS; CÉLULAS INTESTINALES; HEPATOCITOS (GLUT2/glucoquinasa); CÉLULAS MUSCULARES (GLUT4/ hexoquinasa); ADIPOCITOS (GLUT4); CÉLULAS RENALES; CÉLULAS DEL CUERPO; INGESTA DE H de C; VENA PORTA; HÍGADO

Procesos

Relaciones:a) CÉLULAS β PANCREÁTICAS en ellas el aumento intracelular de ATP despolariza la membrana desencadenando la entrada del ion Calcio y consecuente liberación de INSULINA.b) INSULINA incrementa en músculo y adipocitos la cantidad de GLUT4c) INGESTA DE HIDRATOS DE CARBONO- eleva - VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM)d) INGESTA DE HIDRATO DE CARBONO eleva transitoriamente la concentración de glucosa en VENA PORTAe) VENA PORTA conduce a la glucosa absorbida en intestino hacia el HÍGADO.f) HÍGADO regula la concentración de glucosas que se distribuye homogéneamente hacia el resto de las CÉLULAS DEL CUERPOg) Leyendas que informan acerca del efecto de la insulina en relación al tipo de células del organismo. h) Leyendas que informan acerca del tipo de células en las que la insulina no afecta la captura de glucosa.i) INSULINA inhibe en adipocitos LIPÓLISISj) HIPOGLUCEMIA se produce cuando disminuye el VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM)k) HIPERGLUCEMIA se produce cuando aumente el VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM)l) GLUT4 al aumentar su número permite la incorporación de más cantidad de glucosa en CÉLULAS MUSCULARES (GLUT4/ hexoquinasa).

Capítu

lo 4 � Instru

men

tos utilizad


y representación

de la inform

ación an

alizada

11

2

Red Conceptual General 5 (RCG-5): Respiración y respiración celular

RESPIRACIÓN CELULAR

ANAERÓBICA

Células


oxidan moléculas orgánicas mediante

GLUCOSAen citosol su degradación oxidativa parcial a piruvato

se denomina

piruvato

lactato

ATP

NADHproceso por el cual

en aerobiosis o anaerobiosis, por

cada mol de glucosa se obtienen dos

moles de

en condiciones aeróbicas, se oxida completamente (a CO2) en

RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA

ORGANISMO (Mamífero)

PULMONES

SANGRE

Sistema Circulatorio

ALVÉOLOS PULMONARES

HEMATOSISCAPILARES

SANGUÍNEOS (próximos a alvéolos

pulmonares)

O2 (del aire)

RESPIRACIÓN aire

son partes

de

es parte de

son partes

de

SistemaRespiratorio

presente en pulmones se inhala y exhala por

están disueltos en el medio gaseoso del

CO2(del aire)

son partes de

proceso de intercambio de CO2 y O2 , que ocurre entre

CAPILARES SANGUÍNEOS

(próximos a células)

CO2(en sangre)

O2(de la sangre))

atraviesa membranas celulares por difusión simple y constituye el

MITOCONDRIA

MEMBRANA INTERNA

FOSFORILACIÓNOXIDATIVA

O2(en la célula)

es el aceptor final de electrones y protones de la

CADENA RESPIRATORIA

ocur

ren

en

CICLO de KREBS

CO2(intracelular)

MATRIZ MITOCONDRIALen ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera

Acetil-CoA

NADH

aporta 2 carbonos que se oxidarán en el

en matriz mitocondrial, genera como productos

FADH2

GTP

H2O

con electrones y protones generados en la cadena respiratoria forma

ATPgenera

genera un gradiente electroquímico (energía) aprovechado en

son parte de

se combinan reversiblemente con a la hemoglobina de los eritrocitos de la

por difusión sale de las células y entra a eritrocitos para constituir el

ocurre en

según presencia o no de oxígeno

puede darse como

en condiciones anaeróbicas en

citoplasma se reduce a

algunos autores la presentan como parte de

GLUCÓLISIS

la mayor parte se hidrata por anhidrasa carbónica y se disocia a bicarbonato y protón, una pequeña parte se disuelve en plasma como tal y otra se combina reversiblemente con la hemoglobina de los eritrocitos de la

entra y sale de

Capítu

lo 4 � Instru

men



tación de la in

formación

analizad

a

1

13

CUADRO 4.5 Desglose de , �Respiración y respiración celular�, teniendo en cuenta los enfoques químico, bioquímico y fisiológico establecidos. (Nodos de la red, con mayúscula; nexos con minúscula).

ENFOQUE QUÍMICO COMPONENTES DE NODOS Y RELACIONES PRESENTES EN LA REDParámetros físico-químicosEspecies químicas Nodos: GLUCOSA; PIRUVATO; LACTATO; H2O; ACETIL CoA; AIRE; O2 (del aire); CO2 (del aire); ATP; NADH; FADH2, GTP; Descripciones de interacciones entre especies químicas y/o parámetros físico-químicos

a) GLUCÓLISIS proceso por el cual por cada mol de glucosa se obtienen dos moles de PIRUVATO NADH y ATPb) PIRUVATO en condiciones anaeróbicas se reduce a LACTATO.c) ACETIL CoA aporta dos carbonos que se oxidarán en el CICLO DE KREBS.d) FOSFORILACIÓN OXIDATIVA genera ATP. e) O2 (del aire) y CO2 (del aire) están disueltos en el medio gaseoso del AIRE.f) CADENA RESPIRATORIA genera un gradiente electroquímico (energía) aprovechado en FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.

Reversibilidad �o no- de procesos

Intercambio gaseoso de O2 y CO2 que ocurre entre capilares sanguíneos y alvéolos pulmonares.Disociación del CO2 en agua.Acción catalizadora de la anhidrasa carbónicaReversibilidad de la unión hemoglobina con O2 y con CO2

ENFOQUE BIOQUÍMICOEstructuras Nodos: CO2 (en sangre); O2 (de la célula); CO2(intracelular); O2 (de la sangre); RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA; CÉLULAS; MATRIZ

MITOCONDRIAL; MITOCONDRIA; MEMBRANA INTERNA. RelacionesTodas las leyendas donde se aclaran donde ocurren las vías metabólicas: a) RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA ocurre en MITOCONDRIAS; b) FOSFORILACIÓN OXIDATIVA ocurre en MEMBRANA INTERNA; c) CADENA RESPIRATORIA ocurre en MEMBRANA INTERNA; d) MATRIZ MITOCONDRIAL Y MEMBRANA INTERNA son parte de MITOCONDRIA; e) O2 (DE ) es el aceptor final de electrones y protones de la CADENA RESPIRATORIA.

Interacción entre especies químicas y estructuras biológicas

Nodos: CADENA RESPIRATORIA- FOSFORILACIÓN OXIDATIVA-Relaciones:a) CÉLULAS oxidan moléculas orgánicas mediante RESPIRACIÓN CELULAR; b) MATRIZ MITOCONDRIAL en ella el piruvato se oxida descarboxilándose y se genera ACETIL CoA + NADH + CO2 (intracelular); c) CICLO DE KREBS en matriz mitocondrial genera como productos CO2(intracelular)+NADH+FADH+GTP; d) RESPIRACIÓN AERÓBICA ocurre en MITOCONDRIA; e) CO2 (en sangre), O2 (en sangre) se combinan reversiblemente con diferente afinidad a la hemoglobina de los eritrocitos de ; f) CO2 (en sangre) la mayor parte se hidrata por anhidrasa carbónica y se disocia a bicarbonato y protón, una pequeña parte se disuelve en plasma como tal y otra se combina reversiblemente con la hemoglobina de los eritrocitos de ; g) CO2 atraviesa membranas celulares por difusión simple y constituye el CO2 (en sangre); h) PIRUVATO en condiciones aeróbicas se oxida completamente (a CO2) en MITOCONDRIA; i) O2 (en la célula) con electrones y protones generados en la cadena respiratoria forma H2O.

Rutas metabólicas Nodos: GLUCOLISIS; RESPIRACIÓN CELULAR; RESPIRACIÓN CELULAR ANAERÓBICA; CICLO DE KREBS.Relaciones: a) GLUCÓLISIS algunos autores la presentan como parte de RESPIRACIÓN CELULAR; b) GLUCOSA en citosol su degradación oxidativa parcial a piruvato se denomina GLUCÓLISIS; c) RESPIRACIÓN CELULAR según presencia o no de oxígeno puede darse como RESPIRACIÓN AERÓBICA O RESPIRACIÓN CELULAR ANAERÓBICA; d) RESPIRACIÓN CEULAR OCURRE EN MITOCONDRIAS.

ENFOQUE FISIOLÓGICOEstructuras Nodos: ORGANISMO (MAMÍFERO); SISTEMA RESPIRATORIO; VENTILACIÓN; PULMONES; SISTEMA CIRCULATORIO; SANGRE; ALVÉOLOS

PULMONARES; CAPILARES SANGUÍNEOSRelaciones:a) SISTEMA RESPIRATORIO Y SANGUÍNEO son partes de ORGANISMO (MAMÍFERO); b) PULMONES son partes de SISTEMA RESPIRATORIO; c) SANGRE es parte de SISTEMA CIRCULATORIO; d) CAPILARES SANGUÍNEOS son parte de SISTEMA CIRCULATORIO; e) CAPILARES SANGUÍNEOS próximos a células o próximos a alvéolos pulmonares son parte de SISTEMA CIRCULATORIO.

Procesos Nodos: HEMATOSIS-Relaciones: a) HEMATOSIS proceso de intercambio de CO2 y O2, que ocurre en ALVÉOLOS PULMONARES Y CAPILARES SANGUÍNEOS ALVEOLARES; b) AIRE presente en pulmones se inhala o exhala por RESPIRACIÓN; c) O2 (en la célula) por difusión sale de las células y entra a eritrocitos para constituir el O2 (de la sangre); d) AIRE entre y sale de ALVÉOLOS PULMONARES.


114

4.4 INFORMACIÓN A SER ANALIZADA: RESPUESTAS ORALES DE LOS ESTUDIANTES AL PROBLEMA DE MÚLTIPLES RESOLUCIONES

El diseño de la presente investigación implicó recoger gran cantidad de información

empírica proveniente de las Entrevistas Concurrentes (EC), en las que se solicitaba a los

estudiantes la resolución de un Problema de Múltiples Resoluciones (PMR).

En el capítulo 3, Cuadro 3.2 se presentó el PMR y su abordaje desde los marcos

metodológicos. Dado que las EC son una investigación de tipo social en la que debe dejarse

libremente a los sujetos entrevistados que respondan (mientras se realiza la grabación por

parte del investigador), el material trascripto de las grabaciones resulta totalmente diverso. Un

problema metodológico muy importante con el que se encuentra el investigador frente a esta

situación es el inmenso conjunto de respuestas que deberán ser analizadas. Como se dijo en el

capítulo 2, sección 2.3, la Teoría Fundamentada (Grounded Theory) de Glasser (1978) ha

conducido al desarrollo del Método Comparativo Constante (MCC) para el análisis de datos

provenientes de observaciones y/o entrevistas, fundamentadas en una lógica cualitativa de

estudio. Según esta metodología las trascripciones deben analizarse buscando �emergentes�

que luego se organizarán en categorías. Si bien esta metodología la utilizamos para el análisis

de información empírica proveniente de las observaciones de clases (Ver Capítulo 5), de las

Entrevistas Recurrentes, y de preguntas abiertas del cuestionario semiestructurado (Ver

Capítulos 6, 7, 8 y 9), su aplicación a este material proveniente de las EC no nos parecía el

más apropiado.

Nuestro cuestionamiento a aplicar el MCC se fundaba en las siguientes cuestiones:

a) Si bien las EC dejaban libre la organización discursiva de los encuestados, y si bien el

PMR era un problema abierto, en el sentido en que había numerosas formas de

contestarlo correctamente, ese conjunto de respuestas correctas no era un conjunto

infinito. Una MCC supone un universo infinito de posibles respuestas, de tal forma que,

frente a los datos recogidos, se analizan sus emergentes como regularidades

encontradas.

b) Además de ser finito el conjunto posible de respuestas correctas, podían darse casos �

como fuimos comprobando� de recibir respuestas erróneas, o incompletas. Este punto

es crítico, pues en MCC no debería haber juicios de valor sobre la exactitud o error en el

análisis de los datos empíricos.

Frente a esta disyuntiva, resolvimos aplicar otros tipos de instrumentos para el análisis de

datos. En nuestra búsqueda, debimos articular diferentes marcos teóricos, tal como

enunciamos en el capítulo 3, entrevistas. Desde nuestras indagaciones bibliográficas podemos

afirmar que no se ha aplicado esta metodología en situaciones de investigación académica

previas. Los marcos teóricos fueron:


115

• Sistema de Procesamiento de la Información y metodología asociada Pensar en Voz

Alta (Think Aloud) (Ericcson y Simon, 1999) (ver capítulo 2).

• Red Semántica como forma de representar la expresión del pensamiento de un sujeto,

según una organización gráfica de las unidades proposicionales de su discurso

(Ericcson y Simon, 1999; Sigman y Ceci, 2005), (ver capítulo 2).

• Un análisis de la certidumbre/incertidumbre de los discursos, en función de la medida de

la Entropía de la Información que pudiera medirse a partir de los mismos (Shannon y

Weaver, 1948) (ver capítulo 2).

Este conjunto de marcos teóricos e instrumentos nos permitió la confección de redes

semánticas poblacionales (RSp), que pudieron ser construidas para cada muestra poblacional

proveniente de cada asignatura estudiada, a partir de las respuestas individuales que cada

estudiante voluntario contestó frente al PMR. Estas redes semánticas poblacionales se

presentan en los capítulos 6, 7, 8 y 9.

Por supuesto que sabemos que para cada sujeto la forma de responder al PMR puede

cambiar. Es decir, un mismo sujeto seguramente contestaría con una secuencia de

proposiciones diferente si lo entrevistáramos en otro momento, dadas las posibles

variabilidades internas y externas (estado personal y contexto social, respectivamente) que

seguramente influencian en cada una de las respuestas dadas por los sujetos. Por lo tanto,

teniendo conciencia que no se pretende arribar a una generalización de los resultados,

entendimos que detallar y ordenar la compleja y rica base de evidencias empíricas nos

mostraría una �foto� de la información que esa muestra poblacional expresaba sobre ese tema

particular, en ese momento específico.

Como todo análisis cualitativo, entonces, la finalidad no fue generalizar conclusiones, sino

explorar acerca del conocimiento existente en una población �una visión global a partir de una

metodología aplicable a individuos�; y, al mismo tiempo, poner a prueba una nueva

metodología de investigación que fuera un cimiento confiable para triangular sus resultados

mediante otros instrumentos. Otro valor del armado de las RSp fue permitir aplicar sobre ellas

una cuantificación de la frecuencia de aparición de respuestas, y poder así aplicar herramientas

matemáticas como el análisis de la entropía de la información.

A continuación se presentarán brevemente fundamentos teóricos y metodológicos para

la confección de las redes semánticas individuales y poblacionales.

4.4.1 Red semántica: el fundamento para la construcción de caminos resolutivos asociativos

El conocimiento de un sujeto, sus pensamientos y razonamiento pueden ser conocidos

sólo si se hacen explícitos. Analizar las expresiones verbales de un sujeto mientras resuelve


116

una situación problemática puede mostrar evidencias empíricas sobre sus formas de enfocar el

problema, los razonamientos, o los caminos asociativos que su mente emplea en dicha

resolución.

Las expresiones verbales de un sujeto pueden racionalizarse como proposiciones, que

serían unidades lingüísticas con independencia sintáctica y semántica (Kintsch, 1974; 1988).

Desde el MPI como marco teórico metodológico, se parte de la premisa que durante

una entrevista concurrente (EC) el sujeto entrevistado encuentra dentro de la pregunta (que

debe responder) el o los estímulos que le servirán como anzuelos para la búsqueda de

información guardada en su MLP. Con cada anzuelo, podrá detectar información indexada en

su MLP (señaladores) y evocarla, y, entonces, organizará la respuesta. Según Ericcson y

Simon (1999) las respuestas a una EC podrían verse como un conjunto de proposiciones

generadas espontáneamente por los sujetos, que representarían un importante material

empírico informativo sobre la información evocable, presente en sus MLP.

Los autores aconsejan transcribir cada respuesta y segmentarla proposicionalmente, de

modo que cada parte constituya un �paso� o �instancia� del proceso cognitivo general.

Desde la psicología cognitiva han surgido teorías (ver capítulo 2) en las que se presenta

como un hecho la representación reticular de la memoria semántica (Hart y Kraut, 2007),

proponiéndose a las Redes Semánticas (RS) como instrumento apropiado para representar las

propiedades sustanciales de la organización del conocimiento de cada sujeto. En una

experiencia típica, los conceptos y/o proposiciones que un sujeto expresa como resolución a

una pregunta o tarea, se representan en nodos, que se vinculan con otros mediante líneas o

flechas, para marcar el sentido del camino cognitivo utilizado al responder. Según Watts y

Strogatz (1998), una red semántica (RS) construida con esta metodología, es una forma de

representar gráficamente las vías semánticas por las que transcurre el esfuerzo intelectual de

un sujeto que evoca información y organiza una respuesta. Para este autor lo importante es

que, a través de la RS se logran rescatar las relaciones cognitivas que involucran el significado

semántico de un concepto y también el contexto en el que aparece la información conocida.

Con la metodología de �pensar en voz alta�, puede analizarse la red semántica individual con la

que un sujeto resuelve un problema o responde a una pregunta, en una EC. Se trata de

encontrar el camino asociativo resolutivo que ese sujeto utilizó como estrategia para organizar

su respuesta.

4.4.2 Construcción de caminos resolutivos

De acuerdo a la propuesta metodológica de Ericsson y Simon (1999) se recopilaron las

grabaciones y registros escritos provenientes de las EC en las cuales se utilizó un PMR (ver

capítulo 3, Cuadro 3.2). Se transcribieron luego las unidades proposicionales de cada una de

las respuestas de los estudiantes.


117

De esta manera cada respuesta de cada estudiante �también se realizó para los

docentes-- se plasmó gráficamente en un camino que representaba la secuencia lineal-

temporal de información expresada por el sujeto (su conocimiento declarativo), que llamamos

camino resolutivo. Se respetó así la linealidad jerárquica de resolución esbozada por los

encuestados.

A modo de ejemplo se detallan algunas respuestas de los estudiantes frente al PMR y

en negrita se resaltan las unidades proposicionales rescatadas para la confección de los

caminos resolutivos, que fueron utilizados luego para la confección de las redes semánticas

poblacionales (RSp).

i- Ejemplo de un estudiante de la asignatura Biología del CBC.

Respuesta del Estudiante Nº 72:

�La pizza contiene almidón y durante el proceso digestivo es eliminado metano por a

actividad bacteriana. De ahí el CO2 que sale a la atmósfera� La única que se me ocurre.�

Reconstrucción del camino resolutivo:

PIZZA å ALMIDÓN å PROCESO DIGESTIVO å METANO å ELIMINACIÓN DE CO2 A LA

ATMÓSFERA

ii- Ejemplo de un estudiante de la asignatura IBMC.


�El almidón contiene glucosa; ésta se distribuye hacia las células que más la necesitan.

En esas células se producirá glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, y a partir de

esos procesos se elimina el CO2 a la atmósfera.


ALMIDÓN å GLUCOSA å DISTRIBUCIÓN SEGÚN NECESIDADES å GLUCÓLISIS å

CICLO DE KREBS å CADENA RESPIRATORIA å ELIMINACIÓN DE CO2 A LA

ATMÓSFERA

iii- Ejemplo de un estudiante de la asignatura Bioquímica de la Nutrición.


�Una persona requiere de la alimentación. En este caso ingiere la pizza, se produce

absorción del almidón en intestino que irá por sistema circulatorio a las células. De allí se

producirá glucogenogénesis. Luego cuando se requiera se produce glucogenólisis, que

ofrecerá las glucosas para el proceso de glucólisis-ciclo de Krebs. De estos procesos

finalmente se eliminará el CO2 que irá a la atmósfera�.


118


PERSONA å ALIMENTACIÓN å INGESTIÓN å ABSORCIÓN DE ALMIDÓN EN INTESTINO

å SISTEMA CIRCULATORIO å GLUCOGENOGÉNESIS å GLUCOGENÓLISIS å

GLUCÓLISIS å CICLO DE KREBS å ELIMINACIÓN DE CO2 A LA ATMÓSFERA

iv- Ejemplo de un estudiante de la asignatura QB.


�El CO2 proviene de la respiración celular y se elimina a la atmósfera�Pero la verdad�¡ni

idea cómo sale!�


CO2 å RESPIRACIÓN CELULAR å ELIMINACIÓN DE CO2 A LA ATMÓSFERA å NO SABE

CÓMO SALE

4.4.3 Construcción de Redes Semánticas poblacionales (RSp)

Las unidades semánticas proposicionales del discurso de cada estudiante � respuestas

a las EC� se representaron como nodos de los caminos resolutivos. El conjunto de caminos

resolutivos de todos los individuos voluntarios que constituyeron cada población en estudio

(cada una de las cuatro asignaturas seleccionadas para esta investigación) se reunieron en

una RSp. Cada RSp permite visualizar la �foto� de los caminos resolutivos transitados por la

totalidad de los estudiantes para responder al PMR durante las EC. Contar con las RSp para

cada asignatura (Ver Capítulos 6, 7, 8 y 9) nos permitirá aplicar en ellas la Teoría Matemática

de la Comunicación, y contar con un instrumento descriptivo de la totalidad de los resultados de

todas las EC: una representación gráfica de la información utilizada para resolver el PMR para

cada población de estudiantes voluntarios, por asignatura analizada.

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Sección III:

Resultados

Capítulo 5 � Observaciones de clases.

123

CAPÍTULO 5

gggggOBSERVACIONES DE CLASES

PARTE A: BIOLOGÍA Y BIOLOGÍA e INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR

del CICLO BÁSICO COMÚN DE LA UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

5.1 GENERALIDADES

La asignatura Biología del Ciclo Básico Común (CBC), es obligatoria para los

estudiantes que ingresan a la carrera de Licenciatura en Ciencias Biológicas; mientras que la

materia Biología e Introducción a la Biología Celular (BIBC) es obligatoria para los estudiantes

de la carrera de Licenciatura en Nutrición (entre otras carreras).

La carrera de Licenciatura en Ciencias Químicas no tiene como obligatoria a ninguna de

estas materias del CBC, por tanto, estos estudiantes recién accederán a alguna asignatura con

contenido propio de las ciencias biológicas al cursar Química Biológica.

Las dos asignaturas del CBC son cuatrimestrales y se ofrecen en los dos cuatrimestres

del año. Biología no exige correlativas, en cambio para cursar BIBC se debe tener aprobada

Química. Ambas asignaturas constan de 6 horas de clase a la semana, distribuidas en dos días

de 3 horas cada una, y es obligatorio asistir al 80 % de las mismas.

En el Anexo final se adjuntan los programas de estudio con los contenidos mínimos y

bibliografía recomendada para sendas materias.

El Departamento de Ciencias Biológicas del CBC se distribuye en ocho coordinaciones,

cada una a cargo de un profesor (cada coordinación puede tener más de una sede), y en todas

se dictan ambas materias. Nuestra investigación se llevó a cabo en la sede Leónidas Anastasi

del CBC donde funciona la coordinación del Lic. Jorge Baldón.

Los estudiantes pueden optar por distintos horarios de cursadas distribuidos en

diferentes días de la semana en turno mañana, tarde o vespertino. De esta manera, se forman

comisiones que agrupan determinados rangos horarios específicos semanales. Cada comisión

está cargo de un docente o de dos docentes, dependiendo de la cantidad de estudiantes.

Las clases son teórico-prácticas y en ellas se desarrollan guías de actividades con

situaciones problemáticas relacionadas a los temas teóricos.

Cada coordinación es independiente respecto al material teórico y guías prácticas a

utilizar en sus clases. Hay algunas coordinaciones que editaron sus propios libros con los

contenidos teóricos que se desarrollan en las clases, así como también sus propias guías de

actividades, o disponen de sitios Web, blogs, foros, etc.

Las clases son dictadas habitualmente por el mismo docente en el transcurso que dura

el cuatrimestre, aunque a veces, pueden alternarse los docentes por tema. En general, la


124

mayoría de los docentes son Licenciados en Ciencias Biológicas, aunque un menor porcentaje

lo constituyen bioquímicos, veterinarios y médicos.

La forma de evaluación de la materia es mediante dos exámenes parciales (nota

máxima de cada uno 100 puntos). Se deben obtener 100 puntos (sobre 100) sumando las

calificaciones de ambos exámenes para regularizar la cursada y tener derecho a rendir el

examen final. Si tal suma es igual o mayor que 140 puntos, el estudiante promociona la

asignatura sin tener que rendir examen final. Existen tres oportunidades consecutivas para

rendir el final, que se aprueba con el 50 % de las preguntas bien respondidas en el caso de

Biología y con el 70 % en el caso de BIBC. Los exámenes de BIBC siempre son de respuesta

de opción múltiple, mientras que los exámenes de Biología, dependiendo de la coordinación,

pueden ser de respuestas de opción múltiples o de respuestas abiertas.

En Biología, los contenidos de Metabolismo de los Hidratos de Carbono (MHC) se

encuentran desarrollados en la Unidad Temática 2: �Composición química de los Seres Vivos�,

que incluye el tema de la estructura química y función de los hidratos de carbono; y en la

Unidad Temática 5: �Transducción de Energía�, que incluye características de las mitocondrias

y las vías metabólicas de glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, fosforilación oxidativa,

y respiración celular aeróbica (ver programa en Anexo).

En BIBC el MHC está desarrollado en el Capítulo 3, Unidad Temática 3: �Organización

Molecular de la Célula�, que incluye la estructura química y función de los hidratos de carbono,

y en el Capítulo 9, Unidad Temática 9:, �Mitocondrias y Respiración Aeróbica�, que involucra

glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, fosforilación oxidativa y respiración celular

aeróbica (ver programa en Anexo).

En ambas asignaturas se ofrecen los mismos contenidos acerca del MHC. La diferencia

radica en que en BIBC, los estudiantes disponen de material bibliográfico específico

desarrollado por docentes de la materia y que estos estudiantes son siempre evaluados con un

examen de respuestas de opción múltiple que es el mismo para todas las comisiones de todas

las coordinaciones. En cambio, en Biología el tema lo dicta cada docente con variantes

personales y se ofrece una bibliografía amplia para consulta. Los exámenes son elaborados

por los responsables de cada coordinación.

Las observaciones que se realizaron para esta Tesis, en la sede Leónidas Anastasi,

involucraron clases de ambas asignaturas, y correspondieron a las dos unidades temáticas de

Biología y de BIBC mencionadas. Para la asignatura Biología se observaron dos clases en dos

comisiones (una en el turno tarde del segundo cuatrimestre de 2005, y otra en el turno mañana

en el primer cuatrimestre del 2006). En BIBC también se observaron dos clases de dos

comisiones (una en el turno mañana del segundo cuatrimestre de 2005, y otra en el turno tarde

del primer cuatrimestre de 2006).


125

Más allá del material teórico desarrollado por los docentes que corresponde a los

cuadernillos para BIBC (de carácter obligatorio para esta asignatura), ambas asignaturas

disponen de una guía de actividades (recomendada por la coordinación en sede Leónidas

Anastasi). La resolución de dicha guía de actividades no es obligatoria. En clases previas al

parcial se abren espacios de repaso y de consultas tanto sobre los ejercicios de dicha guía,

cómo otro tipo de dudas.

5.2. DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO

Como se describió en el capítulo 3, a partir de los registros de observaciones y

bibliografía recomendada, pudieron definirse tres categorías emergentes y sus respectivas

subcategorías (ver Cuadro 3.1) con el fin de describir y analizar la enseñanza de los contenidos

referidos al MHC. A continuación se realizará una descripción de las clases observadas en

Biología y BIBC del CBC, sede Leónidas Anastasi, según dichas categorías y subcategorías.

Dado que el contenido sobre MHC se presentó en forma muy similar en Biología y

BIBC, se describirán las clases en forma conjunta (con aclaraciones particulares cuando sea

pertinente).

5.2.1 Categoría 1: Contenidos

5.2.1.1 Subcategoría 1.a: Contenidos expuestos por el docente

El análisis de los contenidos pertenecientes a esta categoría se llevó a cabo

comparando la información presentada en las clases con aquella presentada en las cinco

RCGs (capítulo 4). Por tanto, se presentan a continuación de esta sección cinco Redes

Conceptuales Específicas de Biología y BIBC del CBC (RCE-CBC), que surgen a partir de las

RCGs en las que se resaltaron los conceptos y las relaciones enseñados durante la clase.

RCE-1-CBC: De alimentos a glucosa como nutriente de las células

Los nodos coloreados de verde son 9 en relación al total de 30; asimismo sólo 1

relación está marcada con verde de un total de 32.

Los conceptos de los nodos PERSONA y CÉLULAS se enseñaron en la primera clase,

en Biología, al desarrollar la Unidad 1: �Biología Celular�, subtema �El plan de organización de

la materia viva�; y en BIBC en la Unidad 1: �Visión general de los fenómenos biológicos�. En

estas clases, en ambas asignaturas, se les presentó a los estudiantes en el pizarrón los

distintos niveles de organización de la materia, ordenados de menor a mayor nivel de


126

complejidad, se explicó el creciente requerimiento energético que demanda la mayor

complejidad, y el concepto de propiedades emergentes.

Los conceptos asociados a los nodos PROTEÍNAS, LÍPIDOS, HIDRATOS DE

CARBONO, ALMIDÓN, GLUCOSA y AMINOÁCIDOS son contenidos que en Biología se

enseñaron en las clases de la Unidad Temática 2: �Composición Química de los Seres Vivos�,

en la tercera y cuarta clase. En BIBC, se impartieron estos contenidos de forma similar; en el

Capítulo 3: �Organización molecular de la célula�, y fueron presentados en la cuarta y quinta

clase.

En estas clases se describió cómo es la estructura química de cada una de estas

biomoléculas y la importancia biológica de cada una de ellas (ubicación y función que cumplen

en el organismo y ejemplos). En cada clase se enseñaron dos macromoléculas; en una de

ellas los lípidos y los ácidos nucleicos, y en la otra proteína e hidratos de carbono. En esta

última, cuando se presentaron las proteínas, se explicó que son un tipo de biomolécula

polimérica, constituidas por aminoácidos como estructuras monoméricas. Se definieron los

aminoácidos esenciales y se aclaró que su incorporación en la dieta es indispensable. Se

detallaron las distintas estructuras de las proteínas y su importancia biológica. Los hidratos de

carbono se enseñaron utilizando la misma secuencia explicativa que para las proteínas. En

primer lugar, se explicó que son macromoléculas poliméricas, luego se mencionaron sus

principales componentes (carbono, hidrógeno y oxígeno) y se dijo que los monómeros que los

componen se denominaban monosacáridos. Finalmente se dieron ejemplos de monosacáridos

como la glucosa y fructosa, sin aclarar fórmulas químicas, salvo la de la glucosa, también se

presentaron ejemplos de oligosacáridos y polisacáridos. De los pólisacaridos se mencionó al

ALMIDÓN, como reserva energética de vegetales y al GLUCÓGENO, como reserva energética

en animales (esta relación se muestra en la RCE-3-CBC).

Siempre se presentó el concepto de aminoácidos como monómeros que componen las

proteínas y la glucosa como monosacárido que compone los HC. Los nodos marcados se

presentaron, por lo tanto, como componentes de los seres vivos, se dieron características de

sus estructura química; pero no con la intención de representar el origen de las biomoléculas

que forman las células de un mamífero a partir de la alimentación (como se enfoca en la RCE-

1-CBC).

El nodo MECANISMOS DE TRASNPORTE se enseñó en Biología en la clase sobre

transporte a través de membrana en la Unidad Temática 3: �La superficie celular, el sistema de

endomembranas y el proceso de secreción celular�; en BIBC, se enseñó en la Unidad

Temática: �Organización del citoplasma�, dentro del Capítulo 5: �Estructura y función de las

membranas celulares�. En estas clases tanto en Biología como en BIBC se describieron la

estructura de membrana plasmática y los distintos mecanismos de transporte, difusión simple,

facilitada, por proteínas bomba, transportes en masa. Sólo en una de las clases de Biología se


127

ejemplificó con el tipo de tejido donde se daba alguno de estos transportes, explicando que el

O2 entra por difusión simple en alvéolos pulmonares. En el resto de las clases, se enseñó cómo

entran a las células el O2, el CO2, la glucosa y los aminoácidos, detallando el mecanismo de

transporte a nivel membrana, sin hacer mención a ningún tipo celular específico. Por ello, sólo

se marcó en verde en la RCE-1-CBC el nodo MECANISMO DE TRANSPORTE y no el nodo

INTESTINO DELGADO y su relación mutua.

RCE-2-CBC: Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos

tipos celulares

Los nodos coloreados de verde son 10 en relación al total de 31; asimismo 4 relaciones

están coloreadas de un total de 25.

En las dos asignaturas se dedica una clase completa al estudio de la membrana

plasmática y a mecanismos de transporte a través de membrana (sexta o séptima clase, según

la comisión). Se diferenciaron en forma genérica transportes activos y pasivos (sus

características diferenciales), mencionando los tipos de transporte por difusión simple y

facilitada, y esta última se diferenció en transporte por proteína canal y proteína transportadora

o �carrier�. También en estas clases se enseñó transporte activo secundario, mostrando la

entrada de glucosa a intestino delgado a mediante una proteína transportadora, acoplada a la

difusión de Na+, indicando en este proceso el papel de la bomba de Na+/K+. Si bien en la RCE-

2-CBC marcamos en color verde el nodo SGLUT1/KM 1mM, en la case no se especificó el

nombre de dicho tranportador, ni su afinidad, pero sí su funcionamiento.

Los nodos ENZIMAS REGULADORAS, Vmax, KM y AFINIDAD, en Biología, se

enseñaron en las clases de enzimas que se dictaron bajo la Unidad Temática 2: �Composición

química de los seres vivos�, y en BIBC; en las clases sobre el Capítulo 4: �Introducción al

Metabolismo�. Estas clases se presentaron en la quinta o sexta clase tanto en Biología como

en BIBC, luego del tema proteínas. Tanto en Biología como en BIBC se enseñaron los mismos

contenidos referidos a enzimas, se hizo especial hincapié en la diferenciación entre el

comportamiento de las enzimas michaelianas y alostéricas, se explicaron los gráficos de

cinética enzimática y los parámetros enzimáticos KM y Vmax.

El nodo INSULINA, se marcó puesto que fue nombrado por los docentes, aunque sólo

como ejemplo de proteína con función hormonal, en la clase de estructura y función de las

proteínas.

Los nodos marcados en la RCE, evidentemente no se enseñaron con la mirada que

intentó representar la RCG-1.


128

RCE-3-CBC: Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático

Los nodos coloreados de verde son 18 en relación al total de 29; asimismo 19

relaciones están coloreadas de un total de 40.

Como se muestra en la RCE-3-CBC, los nodos coloreados involucran el proceso de

glucólisis. Durante la enseñanza de este tema, tanto en Biología como en BIBC, se hizo

especial hincapié en las principales reacciones catalizadas por las enzimas reguladoras del

proceso: la HEXOQUINASA (no se menciona la glucoquinasa), la FOSFOFRUCTOQUINASA y

PIRUVATO QUINASA, escribiendo en el pizarrón las palabras correspondientes a sustratos,

productos y enzimas de estas reacciones.

Si bien se menciona cada paso con las enzimas correspondientes y la función que

cumplen, no se utilizan fórmulas químicas, salvo para representar la glucosa con su fórmula

molecular (C6H12O6).

En ambas asignaturas se presentó la glucólisis como la primera etapa de la oxidación

de la glucosa, proceso que continúa con la respiración celular.

Esta clase en Biología, se enseñó dentro de la Unidad Temática 5: �La transducción de

energía�. En BIBC la glucólisis es parte del contenido del Capítulo 9, �Mitocondrias y

Respiración aeróbica�. En ambas asignaturas esta clase incluyó el contenido referido a las

características de las mitocondrias como orgánulo. Este abordaje daría cuenta del refuerzo que

puede significar para el aprendizaje que asocia glucólisis y respiración celular como secuencias

inseparables de un proceso continuo.

Como hemos señalado en la RCE-1-CBC, el GLUCÓGENO se enseñó como ejemplo

de polisacárido de reserva energética en animales.

RCE-4-CBC: Efectos de insulina en la regulación homeostática de la glucosa

Los nodos coloreados de verde son sólo 4 en relación al total de 29; y no se ha

coloreado ninguna relación de las 25 totales que presenta la red.

Los nodos coloreados fueron enseñados en distintas clases. GLUCÓLISIS y

RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA se presentaron al explicar respiración celular en la

Unidad Temática 5 (Biología) y en el capítulo 9 (BIBC) (como se detalló anteriormente en la

RCE-3-CBC). No se especificó en las clases en qué células del cuerpo se producen las vías

metabólicas involucradas en esta red, es decir, se presentan los procesos metabólicos en

forma generalizada, sin indicar diferencias entre los tipos celulares.

El nodo SÍNTESIS DE PROTEÍNAS se enseñó con más detalle en BIBC pero de todas

maneras no fue una clase observada puesto que no forma parte de nuestro tema de estudio.


129

El nodo TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES sólo se mencionó en BIBC (capítulo 8:

�Interacciones entre células y su medio�), indicando que la insulina actúa sobre el mecanismo

de transducción de señales. Esta breve mención no ha merecido que coloreemos este nodo.

RCE-5-CBC: Respiración y respiración celular

Los nodos coloreados de verde son 25 en relación al total de 39; asimismo 16

relaciones están coloradas, de un total de 38.

En las clases se ofrecieron la mayoría de los conceptos y relaciones que están

representados en la RCE-5. No se presentaron en general las fórmulas químicas (ni

moleculares, ni desarrolladas) de los procesos metabólicos involucrados en la respiración

celular4.

Todos los docentes observados para explicar el proceso de respiración celular

comenzaron escribiendo en el pizarrón la fórmula general de oxidación total de la molécula de

glucosa5. Se presentó a la glucólisis como la primera etapa de oxidación de la glucosa (ver

RCE-3-CBC), y se mencionó que en un medio anaeróbico se produce fermentación a partir del

ácido pirúvico. Se aclaró que ambos son procesos catabólicos y exergónicos; se indicaron

sustratos, productos, localización subcelular de ambas rutas, y la importancia biológica de

dichos procesos. Dos de los docentes hicieron referencia a las células dentro del organismo en

las que puede darse el proceso de fermentación. El resto de los docentes hizo hincapié

fundamentalmente en los aspectos bioquímicos del proceso.

Una vez explicada la fermentación, se presentó el ciclo de Krebs; sin fórmulas

químicas, haciendo hincapié en nombres de sustratos y productos finales, localización

subcelular e importancia del proceso. Se aclaró a la clase que el CO2 producto del ciclo de

Krebs se elimina a la atmósfera mediante la respiración.

A continuación, se continuó con la cadena respiratoria. Para ello se esquematizó la

membrana interna de la mitocondria, (dos docentes, además, esquematizaron la mitocondria y

señalizaron la ubicación de la membrana interna donde se llevaría a cabo el transporte de

electrones de la cadena respiratoria). En esta instancia, no se explicaron todas las enzimas

involucradas en el transporte de electrones, sino las zonas principales de bombeo de protones

que provocaría la diferencia de potencial electroquímico a ambos lados de la membrana. De

esta forma, se engarza la explicación de transporte de electrones con producción de ATP

mediante la teoría quimiosmótica. Se aclaró muy bien a la clase que el último aceptor de

electores es el O2. Un solo docente de las clases observadas especificó que ese oxígeno

4 Algunos docentes presentaron fórmulas desarrolladas, pero se aclaraba a los estudiantes que solo debían recordar la fórmula de glucosa. 5 En alguna clase se escribió: Glucosa + 6O2 ‡ 6CO2 + 6H20; en otra, la glucosa con su fórmula molecular.


130

molecular proviene del aire y que es el que incorporamos cuando tomamos aire durante la

respiración. Finalmente, a modo de repaso, se retomó la �fórmula general de la respiración�

(oxidación aeróbica total de la glucosa) y se hizo hincapié en localizar la etapa bioquímica y la

ubicación subcelular donde se producen cada uno de los productos finales de la misma (CO2,

H2O y ATP). No se realizó el mismo para discriminar de dónde puede provenir la glucosa, ni

otros posibles metabolitos que terminan su degradación oxidativa en la etapa de respiración

celular.

Se indicó en todas las clases que no se requería que supieran todos los pasos

metabólicos sino los sustratos y productos finales involucrados en estos procesos.

5.2.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié

En una primera instancia, se pensó que podría haber diferencias entre el dictado de

Biología y de BIBC. Si bien los contenidos mínimos en los programas son los mismos, difiere la

forma de evaluar de cada una de las asignaturas (BIBC se evalúa mediante examen de

respuesta de opción múltiple, en cambio en Biología el examen es preferentemente de

preguntas de respuestas abiertas). Sin embargo, los registros de las observaciones de clases

dieron cuenta de que se acentuaban los mismos conceptos y la forma de presentar el tema era

similar.

Los docentes siempre comenzaron sus clases realizando preguntas a los estudiantes,

indagando acerca de lo que conocían del tema a explicar. Por ejemplo: �¿Escucharon hablar

alguna vez de la glucólisis o del ciclo de Krebs?�, �¿Por qué tantos pasos para oxidar la

molécula de glucosa y no se oxida de golpe en un solo paso?�, �¿Qué piensan ustedes?�

En los primeros momentos de la clase, los docentes de cada comisión explicaron el

tema conceptualmente, todos comenzaron la explicación con la ecuación de la respiración

celular escrita en el pizarrón, haciendo especial hincapié en que deben conocerse los sustratos

y productos finales de esa ecuación. Si bien se aclaró que el proceso de oxidación se produce

en varias etapas, se aclaraba a los estudiantes que debían comprender lo general y no

perderse en los detalles de cada una de las etapas. Se remarcó que la respiración celular

aeróbica es la oxidación total de la materia orgánica, en este caso la glucosa, y que ello ocurre

en distintas etapas. Las mismas se escribieron en el pizarrón y luego de cada una se

confeccionó una tabla con el objetivo de resumir los principales sustratos, productos y

localización subcelular de cada etapa (Cuadro 5.1).


131

Cuadro 5.1. Resumen de los contenidos presentados en la clase de Biología y de BIBC en relación al MHC y respiración celular.

Glucólisis Ciclo de Krebs Cadena respiratoria Fosforilación Oxidativa

Ubicación Subcelular Citosol Matriz Mitocondrial Membrana Interna Mitocondrial

Membrana Interna Mitocondrial

Sustratos Glucosa, NAD, ADP+PI

Acetil CoA, NAD, FAD, GDP.

NADH+H+, FADH+H+, O2

ADP+Pi

Productos Acido Pirúvico NADH+H+, FADH+H+, GTP; CO2, CoA

H2O, NAD, FAD ATP

Cuando finalizó la explicación teórica, se reiteraron algunos temas haciendo explícito

que serían importantes para el parcial; por ejemplo, los sustratos y productos de cada etapa de

la respiración celular, la localización subcelular de cada proceso (glucólisis, ciclo de Krebs,

cadena respiratoria, fosforilación oxidativa), la importancia de la fermentación y del ciclo de

Krebs. Se aclaró también que debían recordar sólo los puntos clave de la regulación enzimática

en la glucólisis, conocer el balance energético por molécula de glucosa oxidada y los

fundamentos de la teoría quimiosmótica (mencionada durante la explicación de transporte de

electrones en cadena respiratoria y su acoplamiento con el proceso de fosforilación oxidativa).

Durante la explicación no se utilizaron fórmulas químicas, sino los nombres de los

compuestos y flechas que representaban el sentido de cada reacción. Solamente se representó

la molécula de glucosa con su fórmula molecular. Del mismo modo, para las ecuaciones

generales de cada etapa de la respiración celular, se escribieron en el pizarrón el nombre de

los compuestos y no las fórmulas químicas que los representan.

5.2.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza

5.2.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición

Las clases observadas fueron todas expositivas. Se hizo notable cómo los docentes

trataban de repetir conceptos y términos técnicos y científicos, así como trasladarlos a

situaciones cotidianas, tratando de facilitar la comprensión de la información que estaban

presentando.

Se mencionaron todas las enzimas de la glucólisis, pero luego en el discurso se

rescataron sólo los nombres de las enzimas reguladoras. En el pizarrón, a modo de resumen,

se hizo un esquema omitiendo muchos pasos y rescatando sólo los sustratos de partida de la

vía y los productos finales. Se insistió en que el ciclo de Krebs es un generador, entre otras

cosas, de productos reductores que luego se usarán en la cadena respiratoria para la

producción de ATP.

Tanto para la cadena respiratoria como para el proceso de fosforilación oxidativa se

simplificaron siempre los pasos y se omitieron nombres de las proteínas de membrana

focalizando sólo en los aspectos conceptuales del proceso.


132

Siempre se utilizó el pizarrón en las clases para complementar y facilitar, mediante

dibujos y esquemas, la explicación teórica.

Es destacable el esfuerzo de los docentes por tratar de trasmitir de forma simple

procesos que son complejos y abstractos, a una población de estudiantes en general muy

heterogénea y con distintas afinidades. Los docentes acentuaron la importancia de la consulta

bibliográfica de los temas que se daban en las clases. Los espacios de consultas se daban

durante el intervalo y al finalizar las clases.

No hubo instancias en la que se plantearan situaciones problemáticas o casos clínicos

como disparadoras de inquietudes.

5.2.2.2 Subcategoría 2.b: Instrumentos didácticos utilizados

Los docentes utilizaron el pizarrón para complementar sus explicaciones ya que no

disponían de cañón ni retroproyector. Dibujaban en forma simplificada en el pizarrón las vías

metabólicas de glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria, haciendo explícitas las

reacciones donde intervienen enzimas alostéricas reguladoras. Se utilizó también el pizarrón

para elaborar, junto con los estudiantes, el balance energético de cada proceso, anotando

cuánto ATP se hidroliza o se forma en cada etapa, y para resaltar los sustratos y productos

formados en cada etapa de estas vías metabólicas.

Uno de los docentes comparó la respiración celular aeróbica con la combustión de

madera o cualquier sustancia orgánica, y explicó las causas y consecuencias de que la

respiración ocurra en numerosos pasos, catalizados enzimáticamente, a diferencia de la

combustión en sistemas no vivos.

5.2.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase

La preocupación de los docentes para que los estudiantes comprendan el tema fue muy

evidente y llegaron a disculparse por tener que darles tantos conceptos nuevos. Como ejemplo

podemos citar el de un docente de Biología, durante la clase de ciclo de Krebs, quién sostuvo:

�Chicos, los siento pero no me queda otra que darles estos nombres porque son los mínimos

que deben recordar de esta vía metabólica�. A esta situación se llegó porque los estudiantes se

quejaban continuamente durante la clase por la cantidad de contenido y nombres. Cabe

considerar que son clases muy heterogéneas en cuanto a preferencias puesto que agrupan

estudiantes de diversas carreras. Esta situación se hizo menos evidente en BIBC, seguramente

debido a que estos estudiantes pertenecen a carreras biomédicas, con un interés mayor en las

ciencias biológicas.


133

Otra docente consideraba, por ejemplo, que una parte de la teoría quimiosmótica no

había quedado clara y preguntó a la clase, como era habitual, si se habían entendido o querían

que repitiera el tema. La mayoría de los estudiantes contestó que no, pero se escuchaban en el

fondo comentarios de que no se había comprendido bien el tema. Es de destacar las

numerosas veces que los docentes preguntaban si se entendía el tema denotando su

preocupación por los estudiantes.

5.2.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes

5.2.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes con el docente

La forma de interaccionar de los estudiantes con los docentes fue mediante la

formulación de preguntas del tipo: �¿Cuántos pasos tiene la glucólisis?�; �¿Cuántos ATP se

forman por cada H+ que atraviesa la ATPsintasa?�; �¿Los electrones de cadena respiratoria de

dónde salen?�; �¿Para que sea un oligosacárido, cuántos monosacáridos deben estar unidos?�

etc. Estas preguntas son específicas por lo que se inferiría que intentaban comprender detalles

de lo presentado.

5.2.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares

Consideramos importante tener presente en nuestras observaciones las preguntas y

comentarios que se hacían los estudiantes entre ellos durante la clase e intervalos. Algunos de

estos comentarios fueron: �¡No entiendo qué tengo que saber de todo esto!�; �¡No sé ni donde

pasan estas cosas!�; �¿Esto sucede siempre en la célula, dijo algo de cuando pasa?�; �¿Vos

sabés si dijo cuando pasa esto en la célula?� �¿Son células eucariotas de algún animal en

particular?�

Capítu

lo 5 � Observacion

es de clases.

1

35

Células

GLUCOSA

HIDRATOS DECARBONO

ALMIDÓN


AMINOÁCIDOS

ALIMENTACIÓN

ALIMENTOS

LÍPIDOSPROTEÍNAS

PROTEASAS

LIPASAS

BOCA

ESTÓMAGO

PANCREAS

INTESTINODELGADO

INTESTINOGRUESO


Personas

NUTRIENTES

-amilasa salival


DIGESTIÓN QUÍMICA

ABSORCIÓN

EGESTIÓN

INGESTIÓN

ACIDO. CLORHIDRICO




son oligómeros

de

BACTERIAS

INTESTINALES

CO2, CH4, H2

DISACARIDASAS

OLIGOSACARIDASAS

vierte el jugo

pancreático

(alcalino) y

secreciones al

son algunos de las


secretadas por el


digestión final de

se encuentran

asociadas a

membrana de

enterocitos del




mecanismos de


contribuyen a la

se produce en

la


involucra procesos

de


están formados por

para su vida y


provienen de la

degradación de

proteínas por

actividad de



se dirige al

Red Conceptual Específica 1- CBC (RCE-1-CBC): De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células

se absorben en el

se eliminan por


a las paredes del

enzima que comienza





contiene

son

ejemplos

de

se activan en

presencia de

Capítu


es de clases.

1

37

CÉLULAS

INTESTINALES

Y

TÜBULOS RENALES

ERITROCITOS

CÉLULAS MUSCULARES

NEURONAS


CONTRALUMINAL


LUMINAL

ADIPOCITOS

GLUT 3 KT= 1mM

GLUT 4KT= 5mM

GLUT 1KT= 1mM

SGLUT 1KT= 1mM

KM







INSULINA


PANCREÁTICAS

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Red Conceptual Específica 2-CBC (RCE-2-CBC) 2 : Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares





involucra




presente en


Na+involucra



sangre

luz intestinal


es la presente en

HIPERGLUCEMIA

liberan





ENZIMAS REGULADORAS






Afinidad


de GLUCOSA)

Capítu


es de clases.

1

39

se isomeriza a

se fosforila y oxida a

se escinde en

se fosforila a

Red Conceptual Específica 3 - CBC (RCE-3-CBC): Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático


INSULINA

HEPATOCITOS

GLUCOSA





se fosforila a


Glucosa-6-Fosfatasa


CÉLULAS

RENALES

GLUCOGENOGÉNESIS





(TRANSPORTADORES

de GLUCOSA)


sustrato de

induce actividad de


GS en

inhibe enzimas


al


GLUCOGENOLISIS


presente en










3-fosfoglicerato


se isomeriza a

se isomeriza a


se isomeriza a

se fosforila a



ATP

2-fosfoglicerato







liberación de



glucosa en

Capítu


es de clases.

1

41

INSULINA

Red Conceptual Específica 4 - CBC (RCE-4-CBC): Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

GLUCOGENO-LISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

LIPÓLISIS






CÉLULASMUSCULARES


HIPERGLUCEMIA

HIPOGLUCEMIA



GLUT 4

GLUCÓLISIS

RESPIRACION CELULAR AEROBICA





GLUCOGENOGÉNESIS


metabólicos de

Receptores deInsulina (demembrana)

se encuentran en





Vena PORTA



hacia el

CÉLULAS DELCUERPO




ERITROCITOS








se produce en

se produce en

inhibe




Capítu


es de clases.

1

43


en citosol su degradación oxidativa parcial a piruvato

se denomina

proceso por el cual en aerobiosis o

anaerobiosis, por cada mol de glucosa

se obtienen dos moles de



ocur

ren e

n

en ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera




genera


son parte de

ocurre en


puede darse como




Red Conceptual Específica 5 - CBC (RCE-5-CBC): Respiración y respiración celular


ANAERÓBICA

Células


GLUCOSA

piruvato

lactato

ATP

NADH



PULMONES

SANGRE



HEMATOSISCAPILARES


pulmonares)

O2 (del aire)

RESPIRACIÓN aire

son partes

de

es parte de

son partes

de

SistemaRespiratorio



CO2(del aire)

son partes de




CO2(en sangre)

O2(de la sangre))


MITOCONDRIA

MEMBRANA INTERNA

FOSFORILACiÓNOXIDATIVA

O2(en la célula)

CADENA RESPIRATORIA

CICLO de KREBS

CO2(intracelular)

MATRIZ MITOCONDRIAL Acetil-CoA

NADH

FADH2

GTP

H2O

ATP



GLUCÓLISIS


entra y sale de


145

PARTE-B: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR (IBMC) FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES.

5.3 GENERALIDADES

La asignatura Introducción a la Biología Molecular y Celular (IBMC) de la Facultad de

Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, es cuatrimestral y se ofrece

en los dos cuatrimestres del año. Es una materia de grado, obligatoria para los estudiantes de

la carrera de Licenciatura en Ciencias Biológicas.

Las asignaturas correlativas, son las materias del Ciclo Básico Común de la carrera de

Biología, a saber: Física, Química, Matemática, Biología, Introducción al Pensamiento

Científico, e Introducción al Conocimiento de la Sociedad y el Estado.

La estructura de la asignatura es de 3 clases teóricas semanales -no obligatorias- de 3

horas cada una, 4 horas de trabajos prácticos obligatorios y 4 horas de seminarios un día a la

semana. En las clases de seminarios se resuelven problemas de una guía especial de

seminarios; para los trabajos prácticos se utiliza otra guía. En el Anexo se adjunta el programa,

objetivos y bibliografía recomendada.

Las clases teóricas de MHC son dictadas por un solo docente investigador Profesor

Titular, dedicación exclusiva. En algunas ocasiones hay temas especiales dictados por

docentes invitados.

La forma de evaluación consiste en dos exámenes parciales teóricos que se aprueban

con 50 puntos sobre 100, y en los que se plantean problemas similares a los que los

estudiantes discuten en las clases de seminarios. También tienen un parcial sobre trabajos

prácticos de laboratorio que se aprueba con 60 puntos sobre 100. Ambos parciales se pueden

recuperar y se aprueban también con 50 puntos sobre 100. La materia se puede promocionar

si la suma de los dos parciales teóricos es 135 puntos o mayor, y con la condición de no haber

recuperado ningún parcial.

Los contenidos de Metabolismo de los Hidratos de Carbono (MHC) se encuentran

desarrollados en la Unidad Temática 9 �La compartimentación de las células eucariotas�. Esta

unidad temática se dicta en distintas clases porque involucra diferentes temas como el citosol,

retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, membrana, transporte a través de

membrana, etc. Al finalizar estos contenidos se dictan los temas que involucran a orgánulos

con doble membrana como el núcleo, la mitocondria y el cloroplasto. En ésta última instancia

se desarrolla el MHC (ver Programa en el Anexo).

Las observaciones involucraron una clase teórica, cuatro clases de seminarios y una de

trabajos prácticos; se desarrollaron tanto durante el segundo cuatrimestre de 2006 como

durante el primer cuatrimestre de 2007.


146

Todas las clases de seminario estuvieron a cargo de un docente responsable Jefe de

Trabajos Prácticos y otro ayudante, y siempre se trabajó con una guía de problemas. El

contenido experimental del Trabajo Práctico observado trató sobre la enzima α-amilasa. Los

objetivos de mismo consistían en estudiar la cinética de dicha enzima, la degradación química

del almidón y la ubicación de esta enzima en el organismo. Se decidió ir a observar este trabajo

práctico puesto que es una enzima involucrada en el MHC aunque luego advertimos que esta

práctica se presentó a modo de ejemplo de proteínas con actividad enzimática.

Los contenidos de nuestro interés correspondieron a los temas del segundo parcial.

5.4 DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO





IBMC-FCEN, según dichas categorías y subcategorías.

5.4.1 CATEGORÍA 1: Contenidos



comparando la información presentada en las clases con aquella presentada en las cinco redes

conceptuales generales (RCGs) (capítulo 4). Por tanto, al finalizar esta sección, se presentan

cinco Redes Conceptuales Específicas de IBMC (RCE-IBMC), que se generaron a partir de

resaltar, sobre las RCGs, los conceptos y las relaciones enseñados durante la asignatura.

RCE-1-IBMC: De Alimentos a glucosa como nutriente de las células.

Podemos observar que hay 12 nodos coloreados de un total de 30, y 5 relaciones entre

las 32 relaciones totales.

Si bien se coloreó la oración y flecha que conecta a los nodos PERSONA con

CÉLULAS, tal relación no se explicó en las clases observadas, sino que constituye un

conocimiento previo que tendrían los estudiantes desde la primera clase. En ésta se introducen

las células como la unidad constitucional de todos los seres vivos y se profundiza el

conocimiento sobre las mismas.

Los nodos DIGESTIÓN QUÍMICA, α-AMILASA SALIVAL y PANCREÁTICA, y

GLUCOSA, y la relación de esta última con los nodos ALMIDÓN e HIDRATOS DE CARBONO,


147

fueron enseñados en clases anteriores a la observada (unidad temática 4), antes de la

realización del Trabajo Práctico correspondiente a la enzima α-amilasa. En estas clases, se

presentó la estructura química del almidón y se dieron ejemplos de alimentos formados por

hidratos de carbono. Además se les presentó la fórmula general de todo hidrato de carbono y

la importancia energética de los mismos.

Los nodos PROTEÍNAS, AMINOÁCIDOS y MECANISMOS DE TRANPORTE fueron

marcados puesto que son contenidos que sabemos se dictan en otras unidades. El tema

aminoácidos y proteínas se presenta en la Unidad Temática 4: �Proteínas y mecanismos de

transporte�; en la 8: �Membrana plasmática. Sin embargo, no fueron coloreadas las relaciones

y leyendas entre estos nodos porque en dichas clases se presentan bajo otro enfoque, y no

como componentes de los alimentos. De hecho, las biomoléculas se enseñan asumiendo que

están formando parte de las estructuras celulares y refiriéndose principalmente al papel que

desempeñan en los procesos metabólicos. Por ejemplo, cuando el docente realizó el modelo

de mosaico fluido de Singer y Nicholson (1972) en el pizarrón, nombró las biomoléculas que

forman parte de la membrana plasmática; asimismo, durante la explicación de la respiración

celular y fermentación, partió directamente de la glucosa que se encuentra dentro de la célula y

de la glucólisis como la primera vía oxidativa de la misma.

RCE-2-IBMC: Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos

tipos celulares

En este caso, se marcaron 5 nodos de los 31 que presenta la red, y ninguna de las 25

relaciones. Esto significa que en esta asignatura se enseñaron pocos contenidos presentes en

esta red.

Los nodos TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO, TRANSPORTE FACILITADO,

GLUCOSA, y Na+, fueron enseñados en clases no observadas puesto que no estaban

comprendidos directamente en el tema de estudio (en las clases observadas no se hizo

mención de transporte de glucosa); sin embargo, están incluidos en la red ya que fueron dados

en las Unidades Temáticas 8: �Membrana, y 14: �Neuronas� (ver programa en el Anexo); y, por

tanto, en clases anteriores a la del metabolismo de la glucosa. Por otra parte, estos tópicos y

MHC fueron evaluados en diferentes parciales.

El nodo INSULINA, se ha marcado en esta Red pero, como se detalló anteriormente, el

tema se trató en la Unidad Temática 15, relacionándolo a contenidos referidos a receptores de

membrana y actividad de segundos mensajeros. Se enseñó principalmente a modo de ejemplo

de transducción de señales. No se presentaron detalles de aspectos bioquímicos relacionados

al efecto hipoglucemiante de la insulina en el organismo y tampoco se nombró esta hormona

cuando se enseñó respiración celular.


148

RCE-3-IBMC: Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático.

Fueron marcados en color naranja 16 de los 29 nodos totales, y 14 de las 40 relaciones

establecidas. Se observa que todos los nodos coloreados corresponden conceptos

relacionados con la glucólisis. En la primera parte de la clase en la que se enseñó esta vía

metabólica, se hizo un repaso de fotosíntesis, que había sido un tema enseñado en la clase

anterior. Se explicó muy resumidamente el ciclo de Calvin, la etapa fotoquímica y el balance de

la fotólisis del agua. El docente aclaró que este tema lo profundicen con la bibliografía pero que

lo verían nuevamente en química biológica, por eso no entraba en más detalles.

Al finalizar fotosíntesis, se dio glucólisis, de manera que el tiempo aproximado en dar

este tema no superó media hora. Se presentó como la primera etapa de la oxidación de la

glucosa que se encuentra dentro de la célula, en el citosol. En la misma clase se explicó el

ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Estas últimas vías metabólicas

se detallarán en la descripción de la RCE-5-IBMC.

Si bien en la red fueron marcadas todas las relaciones, no siempre se llegó con el

tiempo en las clases a darles todos los pasos y las enzimas que participan en cada uno de

ellos. Por ejemplo en el primer cuatrimestre observado, simplemente se dijo que la glucosa se

oxida a dos moléculas de piruvato y se mencionaron los productos finales de esta vía y su

ubicación subcelular. En el cuatrimestre siguiente, en cambio, se mostraron las reacciones

involucradas, las enzimas participantes y se explicó qué reacción cataliza cada una de ellas.

Se indicó, además, que la glucólisis puede ser aeróbica o anaeróbica y se les presentó

a los estudiantes los productos obtenidos a partir de la fermentación.

Se recomendó a los estudiantes que leyeran el tema de la bibliografía recomendada,

pero que no era necesario para esta materia conocer más detalles, puesto que lo volverían a

ver en la asignatura Química Biológica.

RCE-4-IBMC: Efectos de insulina en la regulación homeostática de la glucosa.

Si bien este tema no es parte del programa de esta asignatura (ver programa en el

Anexo final), para los fines de nuestra investigación hemos rescatado de la red los contenidos

que sí se presentan, siguiendo la misma línea de análisis que con las demás asignaturas (Cap.

4, sección 4.3). De los 29 nodos de la red, se marcaron 9 y una sola relación de las 35

existentes.

El nodo de GLUCÓLISIS se relaciona en la red con el de CÉLULAS DEL CUERPO.

Esta misma relación se presenta en la Unidad Temática 9: �Compartimentación celular�. Al

explicar glucólisis se volvió a comentar que este proceso se produce en todas las células del

cuerpo.


149

El resto de los conceptos que hemos marcado en naranja no se relacionan entre sí en

las clases con los mismos nexos de unión que los presentados en la red. Por ejemplo, el nodo

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS se enseñó en la Unidad Temática 5, mientras que INSULINA,

RECEPTORES DE INSULINA y TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES, correspondieron a la Unidad

Temática 15. Estos conceptos se evalúan en parciales diferentes al de MHC -que en esta

materia involucra solamente el proceso de oxidación de la glucosa en respiración celular-. No

se relaciona respiración celular con ingesta de nutrientes ni con el papel de la insulina en el

MHC.

RCE-5-IBMC: Respiración y Respiración celular.

En esta red están marcados 24 de los 39 nodos y 18 de las 38 relaciones, porque

fueron enseñados en las clases de IBMC. Todos esos conceptos fueron explicados en esa

única clase en la que se comenzó repasando fotosíntesis.

Al finalizar fotosíntesis, se presentaron las mitocondrias como orgánulos de doble

membrana responsables del proceso de respiración celular aeróbica en organismos

eucariontes. A partir de allí, se describieron las distintas etapas de oxidación de la glucosa, la

localización subcelular de cada una de ellas, indicando los sustratos iniciales y los productos

finales.

Se comenzó escribiendo en el pizarrón la ecuación química de la respiración celular

aeróbica a partir de glucosa. A continuación se comenzó a explicar la glucólisis como la

primera etapa de oxidación de la glucosa, enseñando luego el ciclo de Krebs, la cadena

respiratoria y la fosforilación oxidativa.

Respecto de la glucosa que se utiliza en la glucólisis, se especificó que es un

monosacárido de seis carbonos, y se hizo mención a su fórmula química molecular y

desarrollada. Además, se aclaró que la energía obtenida de la oxidación de la glucosa en un

medio aeróbico es mayor que la obtenida en un medio anaeróbico y se comparó la cantidad de

ATP generados. Se explicó la fermentación, localización subcelular del proceso, sustratos,

productos y consecuencias del proceso. Luego se reanudó la explicación a partir del ácido

pirúvico como producto de la glucólisis aeróbica que ingresa a la mitocondria, y se describió su

subsiguiente oxidación a acetil-CoA y, a partir de ésta, las reacciones involucradas en el ciclo

de Krebs. Se especificó que el ciclo de Krebs se produce en la matriz de la mitocondria y se

hizo un resumen en el pizarrón, enfatizando los principales componentes químicos (con sus

nombres, pero no sus fórmulas químicas).

Para la explicación de la cadena respiratoria, se hizo un esquema de la membrana

plasmática en el pizarrón. En el mismo se ubicaron los pasos principales del transporte de

electrones y las zonas de bombeo de protones que generarían el gradiente de potencial


150

electroquímico cuya liberación de energía es utilizada en la fosforilación oxidativa. Se

especificó cuántos electrones transfiere cada complejo enzimático de membrana y se dijo

también que el O2 del aire es el último aceptor de los electrones de la cadena respiratoria.

Durante la clase se hizo especial hincapié en la teoría quimiosmótica, sus

características, experimentos y los resultados de éstos que permitieron dilucidar dicha teoría.

Se nombraron desacoplantes entre el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa, y se

dijo que en las clases de seminario resolverían problemas donde entrarían en juego tales

sustancias.

Al finalizar la clase se hizo un balance energético de la cantidad de ATP que se obtiene

por glucosa oxidada en el proceso de respiración celular aeróbica.

En general, durante las clases, se mostraron algunas fórmulas moleculares

involucradas en las distintas etapas del proceso de oxidación completa de glucosa en

aerobiosis. En los problemas tratados en las clases de seminarios, se retomaron estas

cuestiones teóricas aplicadas a situaciones experimentales (uso de inhibidores, desacoplantes,

venenos, etc.).


Es importante recordar que, en el caso de esta materia, el tema se trató en una sola

clase; por tanto, no se describieron con detalle los pasos de cada vía metabólica ni se

pretendió que los estudiantes memorizaran nombres de enzimas, ni fórmulas químicas. En la

explicación se utilizaron sólo algunas fórmulas moleculares y desarrolladas, haciendo hincapié

en la importancia de comprenderlas, de reconocer sus partes (grupos funcionales, polaridades,

etc.).

Se dio relevancia a la ubicación subcelular de las etapas de oxidación de la glucosa y

de cuáles son los sustratos iniciales y los productos finales de cada etapa. Se indicaron

aspectos conceptuales generales, más que la descripción detallada de los procesos

metabólicos, así como el fundamento de la teoría quimiosmótica y la importancia de la glucosa

como fuente de energía para la célula. Se describió el experimento de Rocker-Stockenius

(1974) para mostrar de qué manera se confirmó la hipótesis quimiosmótica.

En las clases de seminario se hizo hincapié en poder acercar problemas experimentales

al aula, familiarizando a los estudiantes con el trabajo de laboratorio, las técnicas utilizadas en

biología molecular y celular, y formas de racionalizar los experimentos (Ver Anexo).


151



Las clases fueron todas expositivas, el docente enseñaba los temas teóricos

complementándose con diferentes tipos de instrumentos didácticos que se detallan en la

siguiente subcategoría (Subcategoría 2.b).

Consideramos importante mencionar el entusiasmo que dedicaba el docente al trasmitir

la información, principalmente porque hacía explícita su fascinación por los procesos y

mecanismos biológicos. Era habitual que durante la clase señalara los temas que más debían

tener presente los estudiantes como futuros biólogos; no siempre referidos al tema particular de

la teórica, sino a razonamientos y formas de pensar. Se acentuaba la importancia de la

consulta bibliográfica y lectura de artículos de revistas especializadas, asociados a los temas

tratados, dejando siempre a criterio y responsabilidad de los estudiantes recurrir a estas

fuentes para ampliar sus conocimientos.

Durante el intervalo y al finalizar las clases, había espacios de consulta en los cuales los

estudiantes se acercaban a preguntar dudas y aspectos de la biología molecular -muchas

veces se notaba que las consultas se debían a que estaban motivados por intereses

personales-. Por ejemplo, hubo un estudiante que se acercó para consultar si las bacterias que

hacen fermentación hacían siempre ese proceso o sólo cuando falta oxígeno, otro consultó si la

fermentación la hacían sólo bacterias o alguna célula de nuestro cuerpo.

Prácticamente no hubo instancias en la clase del MHC en la que se plantearan

situaciones problemáticas o casos clínicos sencillos como disparadores. En un momento se

hizo explícito a la clase la falta de tiempo, de manera que propuso que los estudiantes

recurrieran a la bibliografía recomendada para rever estos temas pues se los estaba dando

muy simplificadamente y era importante que ellos los estudiaran en forma completa.

Cuando uno de los estudiantes consultó acerca de lo que podía entrar en el parcial el

docente aclaró que si bien no se ofrecían casos clínicos por una cuestión de tiempo, no quitaba

la posibilidad que se presentara alguno en los parciales.

Las clases de seminarios observadas tenían dinámicas distintas a las teóricas y entre sí.

En algunas, se armaron grupos para resolver los problemas, en otras, se daba tiempo para que

los estudiantes los resolvieran individualmente y luego los pusieron en común. Más allá de

cada dinámica utilizada, en todos los turnos se llegó a completar la guía.

Los problemas de estas clases planteaban resultados de experimentos; se pretendía,

así, que los estudiantes intentaran deducir e inferir modos de acción de determinadas

proteínas, respuestas celulares, etc. (Ver anexo)


152

5.4.2.2 Subcategoría 2.b: Instrumentos didácticos utilizados

El instrumento más utilizado fue el pizarrón, generalmente para escribir algunas

fórmulas, esquemas y dibujos que acompañaran a la explicación y facilitaban la visualización

de mecanismos de acción celulares y moleculares.

Se podía percibir la preocupación del docente por escribir en el pizarrón las fórmulas

químicas de compuestos y reacciones, por lo menos de algunas que consideraba importantes,

como la representación de la hidrólisis y síntesis del ATP, la glucosa, el gliceraldehído, etc.

En general utilizaba el pizarrón, pero también completaba su explicación teórica con

transparencias que tenían dibujos o esquemas que permitían visualizar mejor los procesos; por

ejemplo, representando mecanismos moleculares de acción de proteínas, la transferencia

electrónica en cadena respiratoria, etc.


El docente continuamente preguntaba a la clase si se comprendía el tema que estaba

explicando y reiteraba que no se dudara en hacer consultas.

Como el contenido de nuestro interés se ofreció sólo en una clase de carácter

expositivo, en la que apenas hubo tiempo de desarrollar el tema, no hubo tiempo para que el

docente generara preguntas hacia la clase.

En la materia se ofrecieron los temas básicos de MHC y el docente aclaró que lo

volverían a ver más detalladamente en la asignatura Química Biológica, donde deberían

aprenderse las fórmulas y cada paso del proceso. Por ejemplo, cuando uno de los estudiantes

consultó acerca de si en el ciclo de Krebs también se sintetizaban aminoácidos, el docente le

aclaró que en el ciclo se sintetizan muchos de los intermediarios de otras vías metabólicas.

Al finalizar la clase el docente permaneció el tiempo necesario para responder a todas

las consultas.


5.4.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes con el docente

Durante la clase observada, los estudiantes formularon pocas preguntas al docente

puesto que fue una clase muy intensa respecto a la cantidad de contenidos presentados. Las

consultas se llevaron a cabo principalmente cuando el docente hizo el balance energético de la

oxidación total de la glucosa en el pizarrón, estableciendo el número de ATP que se obtiene.

Todos murmuraron debido a que no comprendían como había llegado a ese número. Se

reiteraron varias veces las cuentas y se volvió a explicar el proceso.


153

Hubo varios estudiantes que hicieron consultas durante el intervalo y al finalizar la clase;

algunas de ellas eran acerca de lo que se evaluaría de todo lo enseñado en el parcial. Como el

tema se presentó compactado, se notaba que ello había generado en los estudiantes temor

acerca de cómo podría evaluarse. También surgieron algunas dudas sobre el contenido

asociadas a la fermentación, principalmente si sólo ocurría en bacterias o en otras células

también, de donde salían los electrones de la cadena respiratoria, si la teoría quimiosmótica

también era aplicable en cloroplastos para fotosíntesis, etc.


Durante las observaciones de clases consideramos importante no dejar de lado los

comentarios que surgían entre los estudiantes que no se ponían en común en la clase.

Generalmente se escucharon cuando tomaban nota en las teóricas y/o en el intervalo. Algunas

de las preguntas rescatadas fueron: �¡No sé como voy a hacer para estudiar todos estos

nombres!�; �¿El gliceraldehido sale de la célula?�; �¿En qué células ocurre el ciclo de Krebs?�;

�¿Me parece que tanto el ciclo de Krebs como la cadena respiratoria sólo se producen en

células del hígado, no?�; �¿La ATP sintasa donde se sintetiza?�; �¿Cómo entra el piruvato en

las mitocondrias?� Cabe destacar que eran inquietudes que denotaban interés general, tanto

por conocer el contexto biológico, como los detalles bioquímicos.

Capítu


es de clases.

1

55

Células

GLUCOSA

HIDRATOS DECARBONO

ALMIDÓN


AMINOÁCIDOS

ALIMENTACIÓN

ALIMENTOS

LÍPIDOSPROTEÍNAS

PROTEASAS

LIPASAS

BOCA

ESTÓMAGO

PANCREAS

INTESTINODELGADO

INTESTINOGRUESO


Personas

NUTRIENTES

-amilasasalival

-amilasapancreática

DIGESTIÓN QUÍMICA

ABSORCIÓN

EGESTIÓN

INGESTIÓN

ACIDO. CLORHIDRICO




son oligómeros

de

BACTERIAS

INTESTINALES

CO2, CH4, H2

DISACARIDASAS

OLIGOSACARIDASAS

vierte el jugo

pancreático

(alcalino) y

secreciones al

son algunos de las


secretadas por el


digestión final de

se encuentran

asociadas a

membrana de

enterocitos del




mecanismos de


contribuyen a la

se produce en

la


involucra procesos

de


están formados por

para su vida y


provienen de la

degradación de

proteínas por

actividad de



se dirige al

Red Conceptual Específica 1- IBMC (RCE-1-IBMC): De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células

se absorben en el

se eliminan por


a las paredes del

enzima que comienza





contiene

son

ejemplos

de

se activan en

presencia de

Capítu


es de clases.

1

57

CÉLULAS

INTESTINALES

Y

TÜBULOS RENALES

ERITROCITOS

CÉLULAS MUSCULARES

NEURONAS


CONTRALUMINAL


LUMINAL

ADIPOCITOS

GLUT 3 KT= 1mM

GLUT 4KT= 5mM

GLUT 1KT= 1mM

SGLUT 1KT= 1mM

KM







INSULINA


PANCREÁTICAS

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Red Conceptual Específica 2-IBMC- (RCE-2-IBMC): Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares

Afinidad





involucra




presente en


Na+involucra



sangre

luz intestinal


es la presente en

HIPERGLUCEMIA

liberan





ENZIMAS REGULADORAS







de GLUCOSA)

Capítu


es de clases.

1

59

se desfosforila a

se fosforila a


se isomeriza a

se fosforila a

se escinde en



se isomeriza a

se fosforila a

se isomeriza a

Red Conceptual Específica 3 - IBMC (RCE-3-IBMC): Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático


INSULINA

HEPATOCITOS

GLUCOSA






Glucosa-6-Fosfatasa


CÉLULAS

RENALES

GLUCOGENOGÉNESIS





(TRANSPORTADORES

de GLUCOSA)


sustrato de

induce actividad de


GS en

inhibe enzimas


al

GLUCOGENOLISIS


presente en










3-fosfoglicerato


cataliza transformaciones entre


ATP

2-fosfoglicerato







liberación de



glucosa en

Capítu


es de clases.

1

61

GLUT 4

INSULINA

Red Conceptual Especial 4- IBMC (RCE-4-IBMC): Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

GLUCOGENO-LISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

LIPÓLISIS






CÉLULASMUSCULARES


HIPERGLUCEMIA

HIPOGLUCEMIA



GLUCÓLISIS






GLUCOGENOGÉNESIS


metabólicos de

Receptores deInsulina (demembrana)

se encuentran en





Vena PORTA



hacia el

CÉLULAS DELCUERPO




ERITROCITOS








se produce en

se produce en

inhibe




Capítu


es de clases.

1

63



se denomina










genera


son parte de

ocurre en


puede darse como




Red Conceptual Específica 5 - IBMC (RCE-5-IBMC): Respiración y respiración celular


ANAERÓBICA

Células


GLUCOSA

piruvato

lactato

ATP

NADH



PULMONES

SANGRE



HEMATOSISCAPILARES


pulmonares)

O2 (del aire)

RESPIRACIÓN aire

son partes

de

es parte de

son partes

de

SistemaRespiratorio



CO2(del aire)

son partes de




CO2(en sangre)

O2(de la sangre))


MITOCONDRIA

MEMBRANA INTERNA


O2(en la célula)

CADENA RESPIRATORIA

ocur

ren

en

CICLO de KREBS

CO2(intracelular)


NADH

FADH2

GTP

H2O

ATP



GLUCÓLISIS


entra y sale de


165

PARTE-C: BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN, FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

5.5 GENERALIDADES

La carrera de Licenciatura en Nutrición tiene una duración de cinco años, incluido el

Ciclo Básico Común (CBC). El plan de estudios está distribuido en áreas

(http://ar.geocities.com/bioquimicaescuela/index.html) y la materia Bioquímica de la Nutrición

(BN) está incluida en la primera área de la carrera denominada área básica, junto con las

asignaturas Anatomía y Fisiología. Todas las materias de esta área son anuales y

generalmente los estudiantes las cursan simultáneamente en el primer año. Las asignaturas

del CBC relacionadas más directamente por sus contenidos con la carrera son Biofísica,

Química y Biología e Introducción a la Biología Celular, que deben ser aprobadas para

comenzar a cursar esta asignatura.

BN está estructurada con dos clases teóricas semanales, no obligatorias, de 3 horas

cada una y no presenta clases de trabajos prácticos, ni de problemas. En el anexo, al final de

esta tesis, se adjunta el programa de la materia con objetivos y bibliografía recomendada.

Metabolismo de los hidratos de carbono (MHC) e integración metabólica se desarrolló

en seis clases teóricas. Cuatro de ellas fueron dictadas por ayudantes ad honorem de la

cátedra, estudiantes de los últimos años de la carrera (ver capítulo 3). Las dos clases restantes

fueron dictadas por el docente a cargo de la cátedra.

Dentro de la bibliografía recomendada a los estudiantes se encuentra una serie de

cuadernillos que fueron escritos por los docentes de la cátedra con los contenidos dados en las

clases teóricas. Los mismos están disponibles para su compra.

La forma de regularizar la asignatura es mediante tres exámenes parciales escritos de

respuesta de opción múltiple, que se aprueban con 4 puntos sobre un máximo de 10

(correspondientes al 60% del puntaje total). Existe la posibilidad de rendir un solo

recuperatorio. No hay régimen de promoción directa, es decir que la instancia del examen final

es obligatoria, y también es del estilo de respuesta de opción múltiple.

Los contenidos a investigar en esta tesis se encontraban desarrollados en distintas

unidades temáticas que denominan �bolillas�. Bolilla 1: Bioquímica y Nutrición. Bolilla 4:

Glúcidos. Bolilla 11: Introducción al Metabolismo. Bolilla 12: Metabolismo de Glúcidos. Bolilla

16: Integración Metabólica (ver en el Anexo.el programa analítico). Todas estas unidades

temáticas se desarrollaron en diferentes clases, no necesariamente consecutivas.

Las observaciones de las clases teóricas se efectuaron durante los años 2006 y 2007.

El Cuadro 5.2 muestra los bloques de contenidos (según cronograma 2006) enseñados por

cada docente (denominados A, B, C y D), el número correspondiente a la ubicación de la clase

en el cuatrimestre y un breve detalle de los temas involucrados en cada clase. También se


166

muestra en el Cuadro 5.2 la ubicación de los contenidos en relación a los exámenes parciales.

Los instrumentos de investigación para esta Tesis fueron aplicados después del segundo

parcial, para garantizar que los estudiantes hubieran realizado los esfuerzos necesarios para

aprenderlos.

Cuadro 5.2 Breve detalle de la distribución de contenidos en las clases relacionadas con el MHC e integración metabólica de BN.

Docente Contenido de

acuerdo al cronograma

Número de clase

Contenidos involucrados en cada clase

A Bolilla 1:

Bioquímica y Nutrición

1

-Definición de Bioquímica y la importancia de comprender las relaciones entre las estructuras químicas de los nutrientes y su metabolismo para el

entendimiento de la nutrición normal.

-Importancia de la interpretación de la bioquímica en contexto biológico en relación con la nutrición de un organismo.

B Bolilla 4: Glúcidos

3 Glúcidos. Clasificación. Funciones biológicas. Monosacáridos de

importancia biológica. Formas furanósicas y piranósicas. Disacáridos y polisacáridos de importancia biológica.

PRIMER PARCIAL

C

Bolilla 11: Introducción

al Metabolismo

10 Concepto de metabolismo; anabolismo y catabolismo. Conceptos de Termodinámica. Vía anfibólica; ciclo de Krebs. Cadena respiratoria.

D Bolilla 12:

Metabolismo de glúcidos I

11

-Digestión y absorción de hidratos de carbono- Transportadores de glucosa en los distintos tejidos. Mecanismos de transporte.

-Metabolismo de la glucosa: glucólisis; hexoquinasas-glucoquinasas, ubicación e importancia. Vía de las pentosas fosfato. Gluconeogénesis.

Localización tisular de las vías metabólicas.

E

Bolilla 12: Metabolismo de glúcidos II

e

Integración Metabólica

12

Metabolismo del glucógeno. Descripción de cada vía metabólica, analizando localización tisular y celular; reacciones químicas involucradas:

enzimas; sustrato/s y productos; regulación y balance energético. Regulación de la glucemia en distintos estadios nutricionales.

A Bolilla 12:

Metabolismo de glúcidos II

13 Metabolismo de otras hexosas (Fructosa y Galactosa).Galactosemia.

Síntesis de lactosa en glándula mamaria. Lactancia. Diabetes Mellitus.

SEGUNDO PARCIAL

5.6 DESCRIPCIÓN DE LA ENSEÑANZA DE CONTENIDOS RELACIONADOS AL METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO





Bioquímica de la Nutrición (Facultad de Medicina, UBA), según dichas categorías y

subcategorías.


167




comparando la información enseñada en las clases con aquella presentada en las cinco redes

RCGs (capítulo 4, sección 4.3). Por tanto, se presentan en esta sección, cinco Redes

Conceptuales Específicas de Bioquímica de la Nutrición (RCE-BN) que se generaron a partir de

resaltar, sobre las RCGs, los conceptos y las relaciones enseñados durante la asignatura. En

algunos casos, cuando los conceptos fueron enseñados pero la relación entre los mismos no

fue similar a las plasmadas en la red, solo se resaltan los nodos.

RCE-1-BN: De alimentos a glucosa como nutriente de las células.

En esta red 24 nodos de lo 30 totales, y 25 relaciones de las 32 totales fueron

presentados durante las clases.

Los nodos PERSONA, ALIMENTO y los de los componentes de los mismos,

HIDRATOS DE CARBONO, LÍPIDOS, y PROTEÍNAS fueron presentados en la primera clase

teórica en la cual se hizo hincapié en la comprensión de las relaciones entre estructuras

químicas de los nutrientes y su metabolismo, como condición esencial para el entendimiento de

la nutrición normal.

El nodo ALIMENTACIÓN, los nodos de los procesos que involucra, INGESTIÓN,

DIGESTIÓN, ABSORCIÓN, y los nodos CÉLULA y NUTRIENTES, con las relaciones que se

muestran en la RCE-1, fueron presentados en distintas clases por distintos docentes (Cuadro

5.2). La primera teórica (Bioquímica y Nutrición) fue dictada por el docente A y la cuarta

(Metabolismo de Glúcidos I), por el docente D. La presentación de estas clases siguió el orden

de los cuadernillos de la cátedra. En esta clase se citaron ejemplos de alimentos haciendo

referencia a los cambios en las condiciones fisiológicas que genera su ingesta.

Los nodos de la RCG-1 EGESTIÓN, MATERIAL NO DIGERIDO y ACTIVIDAD

BACTERIANA, relacionados con la eliminación de productos gaseosos de la digestión

mediante el proceso de egestión por el intestino, no se presentan en las teóricas. En las clases

y en los cuadernillos analizados no se tuvo presente al proceso de egestión, como parte del

proceso de alimentación.

En general no se presentan fórmulas químicas, salvo cuando se dan los oligómeros de

la glucosa (dextrinas, maltosas, maltotriosas) como productos de la degradación parcial del

almidón por las α- amilasas. De estas enzimas se enseña su localización e importancia de su

actividad en la digestión de los hidratos de carbono.

Estos temas son evaluados en el primer parcial.


168

RCE-2-BN: Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos

celulares

Los contenidos asociados a esta red (RCE-2-BN) se enseñaron principalmente en la

clase 4 (Metabolismo de Glúcidos I, ver Cuadro 5.2), y están desarrollados en el cuadernillo

elaborado por docentes de la cátedra.

En la RCE-2-BN, están marcados 29 nodos de un total de 31, y 21 de las 25 relaciones.

Si bien en el programa de esta asignatura no hay una unidad temática bajo el nombre

�mecanismos de transporte�, el tema se presenta en la bolilla 10 de biomembranas, en la que

se hace referencia a los nodos GLUCOSA, SGLUT 1, TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO,

MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL, MEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMINAL.

Dentro de los contenidos enseñados en la bolilla 9 de enzimas, se presentaron entre

otros temas el nodo KM (clase no observada).

En la bolilla 12: metabolismo de glúcidos (correspondiente a la clase observada número

4), se enseñaron los conceptos de absorción a nivel de las células intestinales, y se

mencionaron los distintos transportadores GLUT con sus característicos KM. En la clase no se

hizo hincapié en la consecuencia de las distintas afinidades de los GLUT sobre la incorporación

de la glucosa en las células de los distintos tejidos, aunque el tema se encuentra en el

cuadernillo de metabolismo de los hidratos de carbono donde se describe la ubicación y

afinidad de cada isoforma.

El efecto que produce la insulina sobre las células musculares, aumentando la cantidad

de GLUT4 en membrana, se enseñó en la clase de metabolismo (clase 12 del cronograma),

también se retomó este tema cuando se explicó diabetes mellitus (clase 13).

Los nodos CONCENTRACIÓN EXTRACELULAR e INTRACELULAR DE GLUCOSA no

están marcados, puesto que en las clases observadas se señalaron estas diferencias.

RCE-3-BN: Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático.

En esta red se observa que todos los nodos (29) y 36 de las 40 relaciones han sido

marcadas; es decir, fueron temas enseñados en las clases teóricas. Los mismos fueron

presentados en las clases 10, 11 y 12, dictadas cada una por docentes diferentes, todos ellos

ayudantes que cursaban el último año de la Licenciatura en Nutrición.

En la primera parte de la clase 10 (tercera clase observada), el docente C presentó el

tema �Introducción al metabolismo� (anabolismo, catabolismo, reacciones de oxidación,

reducción, conceptos de termodinámica) y se refirió al concepto de vías anfibólicas.

Posteriormente, en la misma clase, explicó el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la


169

fosforilación oxidativa. Dedicó más de 30 minutos a enseñar detalladamente la teoría

quimiosmótica.

En la clase 11 (cuarta clase observada) el docente D enseñó glucólisis. Hizo hincapié

en considerarla como �la primera vía metabólica donde comienza la oxidación de la glucosa

para generar energía�. Presentó cada uno de sus pasos y las enzimas que los catalizan y

principales puntos de regulación de la ruta. Se marcó la diferencia entre las enzimas

hexoquinasa y glucoquinasa en cuanto a afinidades, tipo de enzima, y regulación; pero no se

especificó en qué tipo de células se encuentra cada una de estas ellas.

A continuación explicó detalladamente el proceso de glucólisis anaeróbica indicando en

qué células del cuerpo humano puede darse este proceso.

No se presentó la ecuación general de respiración celular, sino que se enmarcó la clase

teniendo presente la importancia de la glucólisis como primera etapa de la oxidación de la

glucosa. Cabe recordar que en clases anteriores, antes de estudiar la glucólisis, se había

enseñado el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. En el cuadernillo

tampoco se enmarca la glucólisis bajo el concepto general de respiración celular, sino dentro

de vías metabólicas de los hidratos de carbono. En el cuadernillo de metabolismo de los

hidratos de carbono había un pequeño esquema relacionando la glucólisis con la respiración

celular y la fermentación.

En la misma clase 11, el docente enseñó gluconeogénesis. Comenzó el tema indicando

los tipos celulares donde se produce, y luego los pasos de la vía, enzimas y su regulación. Se

hizo hincapié en sostener que �es una vía en la que se genera glucosa a partir de otros

componentes carbonados�. No se enseñó en esta clase el estado fisiológico del organismo

para la activación de esta vía, simplemente se introdujo el tema mencionando que �se activa

cuando no hay o hay muy poca glucosa para dar energía al organismo�. Los contenidos se

presentaron haciendo especial hincapié en cada reacción química, pero sin utilizar fórmulas, ni

moleculares ni desarrolladas.

La clase 12 fue expuesta por el docente E, que explicó glucogenogénesis. En primer

lugar describió la estructura química del glucógeno y luego especificó que la glugogenogénesis

ocurre en hígado y músculo. Detalló todos los pasos, enzimas y puntos de regulación de la vía.

A modo de comentario la docente sostuvo que �luego de la ingesta muchos individuos están en

condiciones de formar glucógeno directamente�, y que �es una vía de suministro de glucosa

para la obtención de energía mediante la respiración celular�. En la misma clase explicó

glucogenolisis. Sostuvo que �la localización de esta vía es amplia aunque tiene mayor

relevancia en hígado y músculo�, enseñó la localización subcelular y su regulación mediante la

glucogenofosforilasa.

En esta clase se presentaron ejemplos de enfermedades por almacenamiento de

glucógeno (EAG), causas generales y la gravedad que implica tal almacenamiento en tejidos


170

como miocardio o intestino. Esta misma docente explicó los distintos momentos nutricionales

por los que puede atravesar un organismo, y los efectos de insulina y glucagón sobre la

glucogenolisis y gluconeogénesis en células hepáticas. Explicó que este tema lo daba a modo

de introducción y, por tanto, sin profundizar, ya que cuando se enseñara diabetes se analizaría

con más detalle.

RCE-4-BN: Efectos de la insulina en la regulación homeostática de la concentración de

glucosa.

Los contenidos representados en esta red (RCE-4-BN) son enseñados casi en su

totalidad: 27 de los 29 nodos, y 20 de las 25 relaciones. Estos conceptos se enseñan

distribuidos en las clases de metabolismo de glúcidos I y II, e integración metabólica (clases

11, 12 y 13, Cuadro 5.2).

Durante la clase se enseñó el efecto de la insulina que estimula las reacciones

metabólicas como glucogenogénesis, síntesis de proteína, vía de las pentosas, síntesis de

triglicéridos, síntesis de ácidos grasos, respiración celular y glucólisis. No se hizo hincapié en

los efectos de esta hormona a nivel molecular, pero se mencionó que estimula la transcripción

del gen de la glucoquinasa, tanto en hígado como en páncreas, y el incremento de la cantidad

de GLUT 4 en células musculares.

En la clase 10, se presentaron el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, sin hacer

mención a que estos procesos constituyen la respiración celular ni que la oxidación parcial de,

por ejemplo, la glucosa (por glucólisis) suministra los sustratos requeridos.

Cuando se presentó el tema insulina, se enunció el concepto de respiración celular y se

indicó que es uno de los procesos metabólicos estimulados por esta hormona. En la teórica 12,

se hizo explícito el efecto metabólico de la insulina frente a la hiperglucemia; pero por

cuestiones de tiempo no se llegó a enseñar, en ninguno de los dos períodos observados, cómo

estimula la captación de glucosa en la célula muscular y en el adipocito.

Se aclaró que la glucosa es transportada por la vena porta hacia el hígado y de allí al

resto del cuerpo. No se especificó la manera en que se distribuye por todo el organismo, así

como tampoco cuál es su concentración extracelular normal. Estos parámetros se retomaron

recién cuando se presentó el caso de diabetes mellitus (clase 13), tema que ya había sido

presentado en la primera clase acompañado, por los tipos de los alimentos que contribuían a la

hiperglucemia y las consecuencias de su ingesta en exceso. En la clase de diabetes se hizo

hincapié en presentar un caso clínico con los principales síntomas y consecuencias que genera

la enfermedad.


171

RCE-5-BN: Respiración y Respiración celular.

Se marcan 30 de los 39 nodos, y 28 de las 38 relaciones de la RCE-5-BN. Los

contenidos referidos al nodo CICLO DE KREBS (sustratos y productos de cada una de las

reacciones involucradas, ubicación subcelular, enzimas participantes y su regulación),

CADENA RESPIRATORIA, FOSFORILACIÓN OXIDATIVA y los concernientes a la teoría

quimiosmótica, fueron enseñados por el docente C en la clase 10 (introducción al

metabolismo). Los procesos referidos a los nodos GLUCÓLISIS AERÓBICA y ANAERÓBICA

(reacciones químicas, enzimas involucradas y su regulación, y ubicación subcelular) fueron

enseñados por el docente en la clase 11 (metabolismo de glúcidos).

En estas clases fueron mencionadas algunas de las fórmulas químicas moleculares de

los procesos metabólicos presentes en esta red pero no se exigió que los estudiantes las

memorizaran; sólo se requirió que recordaran los sustratos iniciales y productos finales de los

procesos generales. El relación al nodo RESPIRACIÓN CELULAR, si bien se escribió la

fórmula general en el pizarrón (de glucosa a CO2) en la clase 11 no se hizo referencia al

proceso completo, sino que se analizaron por separado las etapas de oxidación de la glucosa

en diferentes clases.


Cabe destacar que, al ser cinco los docentes que se iban rotando, cada uno de ellos

debía enseñar todos los contenidos estipulados para su clase, de forma tal que el siguiente

docente se dedicara a dictar los que le correspondían. Se percibió que estos docentes tenían

sus clases planificadas de modo tal de cumplir en el tiempo estipulado con el contenido

previsto para cada una de ellas6. Posiblemente, este escaso tiempo impidió desarrollar más

detenidamente determinados temas de importancia. De hecho, las reiteraciones que surgían de

algún tema se debían en general a preguntas que hacían los estudiantes y no a intervenciones

intencionales del docente. Muchas veces parecía que los estudiantes preguntaban con el fin de

detener la explicación y hacerla más pausada. De todas maneras, los estudiantes sabían que

en los cuadernillos teóricos encontrarían todos los contenidos para reverlos.

Durante la clase, los docentes atribuyeron una importancia particular a ciertos

contenidos que se describen a continuación.

6 En conversaciones con los docentes que dictaban el tema de nuestro estudio, se generó un

espacio en el que reflexionaron acerca del tiempo que les demandaba preparar cada clase. Sostuvieron su preocupación por llegar a darles lo acordado en su totalidad, tanto por una cuestión de organización como para lograr un mejor aprendizaje. Manifestaron, además, su inquietud porque los estudiantes llegaban a las clases con conocimientos previos muy pobres tanto de química como de biología, lo que les impedía avanzar con los temas nuevos.


172

El ciclo de Krebs como proceso anfibólico. En la clase de introducción metabólica, el

docente de modo reiterativo planteaba situaciones nutricionales por las que puede atravesar un

individuo ya fuera de ayuno o saciedad, y trasladaba luego ese estado nutricional al ciclo de

Krebs, resaltando el carácter anfibólico del mismo. Reiteradas veces afirmaba que si se

necesitaba energía, entonces, el ciclo de Krebs pasa a ser catabólico y, por el contrario, si

había exceso de energía, en el ciclo de Krebs se generaban intermediarios para la síntesis de

diferentes compuestos.

Este tema se retomó con mayor énfasis en las clases de integración metabólica,

enfatizando nuevamente la relación entre el estado nutricional del organismo y la activación o

no de determinadas vías metabólicas y el carácter anfibólico del ciclo de Krebs.

Principales acciones metabólicas de la insulina y glucagón. El docente que dictó la clase

de Metabolismo de Glúcidos II e Integración Metabólica, reiteradas veces hacía preguntas tales

como: �Para ustedes el glucagón ¿inhibe o estimula la fosfofructoquinasa 2?�; �¿Y la

glucógeno sintasa?�; �¿Y la piruvato carboxilasa?�, etc. Y también interrogaba a la clase con

otras preguntas como �¿La insulina, inhibiría o estimularía la glucólisis?�; �¿Y la

glucogenogénesis?�; �¿Y la vía de las pentosas?�, etc. De esta manera, el docente esperaba

que los estudiantes pensaran alguna respuesta para luego a partir de allí proseguir con la

explicación.

En estas aclaraciones se observó un marcado interés del docente en hacer denotar que,

para que se produzca una u otra vía metabólica en la célula, debe haber una determinada

cantidad de sustratos disponibles y presencia de enzimas específicas. La insulina y el glucagón

condicionan los medios celulares generando más de un determinado sustrato que de otro, o

induciendo la actividad de un tipo de enzima más que de otro, tal que se promuevan o inhiban

determinadas vías metabólicas. En la clase se le dio importancia a que los estudiantes tuvieran

presente cuáles son las enzimas que principalmente se ven afectadas por estas hormonas.

Este tema cobró mayor relevancia en la clase de diabetes mellitus, donde se planteó el

caso clínico, sus síntomas y participación de la insulina en la regulación de la glucoquinasa en

hígado y páncreas.

Principales procesos metabólicos que producen mayor cantidad de energía a nivel

celular. Al finalizar las clases de Introducción al Metabolismo y Metabolismo de Glúcidos I, el

docente realizó un repaso general de estos temas planteando preguntas que él mismo

respondía. Por ejemplo, escribía en el pizarrón una serie de procesos metabólicos como

glucólisis aeróbica, oxidación de ácidos grasos, glucólisis anaeróbica, ciclo de Krebs, y

preguntaba cuál producía mayor cantidad de energía, respondiendo y explicando de qué

manera pensaba la situación para arribar a la respuesta. Así, el docente no sólo rescataba el


173

contenido que quería resaltar sino que también hacía explícito de qué forma se podía pensar la

situación planteada.

Cambios metabólicos generados por situaciones de ayuno y/o saciedad. El docente le

otorgó mucha importancia a que los estudiantes pudieran relacionar cambios nutricionales de

un organismo con las rutas metabólicas asociadas. Luego de explicar temas como

glucogenogénesis y gluconeogénesis, a modo de integración, destacaba las principales

acciones metabólicas tanto de la insulina como del glucagón, asociadas a estos procesos. Hizo

hincapié en estos temas también mediante el planteo de preguntas a la clase como por ejemplo

�¿Qué acciones metabólicas genera el glucagón?�; �¿Y la insulina?�. De esta forma buscaba

que los estudiantes propusieran alguna respuesta para luego ponerla en común en la clase y,

entre todos, pensar la justificación correcta. Se acentuó el concepto de que la insulina estimula

reacciones en las que se utiliza glucosa disminuyendo así la concentración de glucosa en

sangre. También se hicieron preguntas a la clase más específicas, tales como �En situaciones

de ayuno, la actividad de la piruvatoquinasa ¿estará aumentada, o disminuida?�; �¿Por qué?�;

�¿Cómo afecta el ayuno al complejo enzimática de la piruvato deshidrogenada?�. Estas

preguntas formuladas por el docente le servían para enmarcar su propia explicación teórica

puesto que no se esperaba que los estudiantes las respondieran.



Las clases fueron todas expositivas. Los docentes enseñaban los temas teóricos

complementándose con diferentes tipos de instrumentos didácticos.

Como los docentes de la cátedra preparan los cuadernillos teóricos con los temas que

se iban a enseñar en la clase, muchas veces los estudiantes los compraban antes de las

teóricas y los iban completando con lo aportado por los docentes durante las mismas. Algunos

estudiantes leían el tema del cuadernillo antes de la clase y por ello, a veces, surgían consultas

al respecto.

Como las clases teóricas se sustentaban en los cuadernillos, ciertos contenidos debían

ser leídos directamente de allí. Esto sucedió con los distintos tipos GLUT sobre los que se

indicó que debían estudiar del cuadernillo. Esta modalidad permitió que el docente dispusiera

de mayor tiempo en las clases, utilizado principalmente para la explicación de los procesos

bioquímicos asociados al tema de estudio.

Los docentes demostraron gran empeño en la preparación de las clases así como

también esfuerzo en intentar que los estudiantes comprendieran la información que

presentaban. No utilizaron el lenguaje de fórmulas químicas sino el nombre de los compuestos.


174

Los estudiantes podían encontrar alguna de las diapositivas utilizadas en la clase en el

cuadernillo de teóricas, y así, seguir la clase sobre ellas.

5.6.2.2 Subcategoría 2b: Instrumentos didácticos utilizados

En las primeras clases de Bioquímica y Nutrición (Cuadro .5.2) se incluyeron fórmulas

desarrolladas en las presentaciones para recordar la estructura y clasificación de los distintos

tipos de hidratos de carbono. El pizarrón se utilizó para detallar y explicar algunas fórmulas

químicas que se habían mostrado en las diapositivas y que no se habían llegado a

comprender. Se utilizaron diapositivas con la representación completa de algunas de las vías

metabólicas.

Los docentes utilizaban poco el pizarrón, pues en las clases se utilizaba proyección de

imágenes y, a medida que pasaban las diapositivas se iba explicando el contenido de las

mismas. Por ejemplo, se mostraron esquemas de la cadena de transporte de electrones en

membrana interna de la mitocondria, fotos de preparaciones histológicas como por ejemplo de

páncreas o de vasos sanguíneos, etc., con el fin de facilitar la visualización del contexto

biológico donde se llevan a cabo los procesos bioquímicos descriptos en las clases.


Se evidenció el empeño que ponían los docentes para preparar y organizar las clases,

tratando de cumplir con los temas requeridos, haciendo comprensible la información. Dada la

gran cantidad de contenidos a enseñar en cada clase, presentaban cuadros y resúmenes en

las diapositivas, con el fin de ayudar a los estudiantes en la comprensión, integración y

memorización de los temas presentados.

Al finalizar las clases, los docentes siempre crearon espacios de consulta adicionales.

Fue notable también la excelente predisposición y sentido del humor de los docentes. Siempre

estuvieron atentos para contestar cualquier pregunta que surgiera.

Las explicaciones asociadas a patologías como la diabetes mellitus y estadios

fisiológicos particulares, como lactancia y embarazo, fueron las que generaron mayor interés en

los estudiantes y docentes, quienes trasmitían la clase con mucho entusiasmo.


5.6.3.1 Subcategoría 3.a: Formas de interacción de los estudiantes hacia el docente en la clase

La forma de interaccionar de los estudiantes con cada docente fue generalmente

mediante la formulación de preguntas, por interés, o por falta de comprensión de algún tema en

particular. Por ejemplo: �¿En ayuno aumenta la formación de oxalacetato en ciclo de Krebs?�;


175

�¿Qué pasa con la piruvatoquinasa en el ayuno y en situaciones de saciedad?�; �¿Cuál es la

proteína involucrada en el complejo IV de la cadena respiratoria?�; �¿Por dónde pasan los

electrones en la cadena respiratoria?�


Los comentarios que surgían entre los estudiantes -que no se ponían en común en la

clase- a medida que tomaban notas en las teóricas, se hacían en voz muy baja, para no

disturbar la clase, o en los intervalos. Algunos de los comentarios rescatados fueron: �¡No sé

cómo voy a hacer para estudiar todos estos nombres!�; �Con la insulina, ¿esta enzima se activa

porque se fosforila?�; �¿Dónde se fosforila?�; �Cuando se ramifica el glucógeno, ¿hay alguna

señal que le dice a la enzima donde ramificar?�, �¿Cuántos residuos dijo que tenía que tener el

glucógeno para ramificarse?�; �¡No sé por qué vemos tantos nombres!�; �¿Cuántas cadenas

tiene la insulina?�

Capítu


es de clases.

1

77




son oligómeros

de

vierte el jugo

pancreático

(alcalino) y

secreciones al

son algunos de las


secretadas por el


digestión final de

se encuentran

asociadas a

membrana de

enterocitos del



mecanismos de


contribuyen a la

se produce en

la


involucra procesos

de


están formados por

para su vida y


provienen de la

degradación de

proteínas por

actividad de

se absorben en el

enzima que comienza





contiene

se activan en

presencia de

Células

GLUCOSA

HIDRATOS DECARBONO

ALMIDÓN


AMINOÁCIDOS

ALIMENTACIÓN

ALIMENTOS

LÍPIDOSPROTEÍNAS

PROTEASAS

LIPASAS

BOCA

ESTÓMAGO

PANCREAS

INTESTINODELGADO

INTESTINOGRUESO


Personas

NUTRIENTES

-amilasa salival

-amilasapancreática

DIGESTIÓN QUÍMICA

ABSORCIÓN

EGESTIÓN

INGESTIÓN

ACIDO. CLORHIDRICO

BACTERIAS

INTESTINALES

CO2, CH4, H2

DISACARIDASAS

OLIGOSACARIDASAS




se dirige al

Red Conceptual Específica 1- BN (RCE-1-BN):De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células

se eliminan por


a las paredes del

son

ejemplos

de

Capítu


es de clases.

1

79






involucra


presente en


involucra


es la presente en

liberan






permite caracterizar



contribuyen en mantener la


HIPERGLUCEMIA

Afinidad


CÉLULAS

INTESTINALES

Y

TÜBULOS RENALES

ERITROCITOS

CÉLULAS MUSCULARES

NEURONAS


CONTRALUMINAL


LUMINAL

ADIPOCITOS

GLUT 3 KT= 1mM

GLUT 4KT= 5mM

GLUT 1KT= 1mM

SGLUT 1KT= 1mM

KM




INSULINA


PANCREÁTICAS

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Red Conceptual Específica 2-BN-(RCE-2-BN) :Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares



Na+

Concentración Extracelular de Glucosasangre

luz intestinal

ENZIMAS REGULADORAS

Vmáx.


(TRANSPORTADORESde GLUCOSA)


Capítu


es de clases.

1

81


Red Conceptual Específica 3 - BN (RCE-3-BN): Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático


INSULINA

HEPATOCITOS

GLUCOSA





se fosforila a


Glucosa-6-Fosfatasa


CÉLULAS

RENALES

GLUCOGENOGÉNESIS




ProteínasGLUT de membrana:



sustrato de

induce actividad de


GS en

inhibe enzimas

específicas de Glucógeno fosforilasa

degrada al


GLUCOGENOLISIS

presente en










3-fosfoglicerato


se isomeriza a

se fosforila a

se escinde en



se isomeriza a

se fosforila a



ATP

2-fosfoglicerato






pancreáticas despolariza las membranas generando la

entrada de ión Calcio, lo que produce la liberación de

se isomeriza a



glucosa en

Capítu


es de clases.

1

83

INSULINA

Red Conceptual Específica 4 - BN (RCE-4-BN): Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

GLUCOGENO-LISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

LIPÓLISIS






CÉLULASMUSCULARES


HIPERGLUCEMIA

HIPOGLUCEMIA



GLUT 4

GLUCÓLISIS



VÍA DE LASPENTOSAS



GLUCOGENOGÉNESIS


metabólicos de


se encuentran en



VALOR NORMALDE GLUCOSA

en sangre (5mM)elevaINGESTA

de H. de C.

Vena PORTA



hacia el

CÉLULAS DELCUERPO




ERITROCITOS








se produce en

se produce en

inhibe




Capítu


es de clases.

1

85

SistemaRespiratorio

Red Conceptual Específica 5-BN (RCE-5-BN): Respiración y respiración celular


ANAERÓBICA

Células



GLUCOSAen citosol su degradación oxidativa parcial a piruvato

se denomina

piruvato

lactato

ATP

NADHproceso por el cual

en aerobiosis o anaerobiosis, por

cada mol de glucosa se obtienen dos

moles de




PULMONES

SANGRE



HEMATOSISCAPILARES


pulmonares)

O2 (del aire)

RESPIRACIÓN aire

son partes

de

es parte de

son partes

de



CO2(del aire)

son partes de




CO2(en sangre)

O2(de la sangre))


MITOCONDRIA

MEMBRANA INTERNA


O2(en la célula)


CADENA RESPIRATORIA

ocur

ren

en

CICLO de KREBS

CO2(intracelular)

MATRIZ MITOCONDRIALen ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera

Acetil-CoA

NADH



FADH2

GTP

H2O


ATPgenera


son parte de



ocurre en


puede darse como




GLUCÓLISIS


entra y sale de


187

PARTE-D: QUÍMICA BIOLÓGICA, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

5.7 GENERALIDADES

Química Biológica (QB) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, es una

asignatura de grado, obligatoria para los estudiantes de las carreras de Licenciaturas en

Ciencias Biológicas y Ciencias Químicas, es cuatrimestral y se dicta en los dos cuatrimestres.

Es correlativa de Química Orgánica II y Química Analítica para los estudiantes de la carrera de

la Licenciatura en Ciencias Químicas; por tanto, se cursa aproximadamente en su cuarto año

(sin contar el CBC). Por otra parte, es correlativa de Química Orgánica para los estudiantes de

la Licenciatura en Biología, por lo que se cursa aproximadamente en el tercer año de la carrera

(sin contar el CBC).

El dictado de la asignatura comprende dos clases teóricas semanales (no obligatorias)

de 3 horas cada una, una clase semanal de cinco horas de trabajos prácticos de laboratorio

(obligatorios) y una clase semanal obligatoria de problemas de tres horas. En el Anexo final, se

adjunta el programa de la materia, objetivos y bibliografía recomendada.

Las clases teóricas son dictadas por distintos docentes especializados en cada tema y

en general, los estudiantes de ambas carreras cursan en diferentes turnos; aunque siempre los

docentes y contenidos dictados son los mismos. Esta división en dos grupos se fundamenta en

que los estudiantes de química no han tenido otras materias previas en las que hayan tratado

tópicos sobre la composición y funcionamiento de los seres vivos, especialmente enfocados

desde la biología celular. Sin embargo, el año en que se desarrollaron las observaciones de

clase de esta Tesis Doctoral, como excepción, se unificó el dictado para los estudiantes de

biología y química. Por este motivo, también, a los estudiantes de la licenciatura en Química se

les ofrecieron dos clases específicas de estos temas, previas al comienzo de las clases

generales.

Los contenidos son evaluados mediante tres parciales escritos que involucran cuatro

temas teóricos cada uno. Se acepta la recuperación de hasta tres temas teóricos,

independientemente del parcial al que pertenecieron. La asignatura se puede promocionar

cuando los alumnos obtienen al menos un promedio de 7 puntos sobre diez en los temas

teóricos, sin tener algún tema por debajo cuatro puntos sobre un total de diez.

Los contenidos de Metabolismo de los Hidratos de Carbono (MHC) e Integración

Metabólica se encuentran desarrollados en distintas Unidades Temáticas (Ver Anexo):

�Metabolismo Intermedio� (en la Unidad VI), �Estructura y Metabolismo de hidratos de carbono�

(en la Unidad VII); �Camino oxidativo de la glucosa� (en la Unidad VIII); y �Cadena respiratoria�

(en la Unidad IX). Todas estas unidades temáticas se dictan en diferentes clases, no

necesariamente consecutivas ni con los mismos docentes.


188

Las observaciones realizadas para esta Tesis involucraron las clases teóricas

desarrolladas durante las clases del primer y segundo cuatrimestre del año 2006. El cuadro 5.2

se muestran los bloques de contenidos enseñados (cronograma de clases) para el tema de

nuestro interés presentado por cada uno de los docentes (denominados A y B), el número

correspondiente a la ubicación de la clase en el cuatrimestre y los títulos de los contenidos

presentados en cada clase. Cabe aclarar que no hubo trabajos prácticos ni clases de

problemas relacionados al tema MHC durante los cuatrimestres de muestreo.

Los instrumentos de investigación fueron aplicados sobre los estudiantes después del

tercer parcial para dar tiempo a completar la enseñanza de los temas involucrados en nuestra

investigación.

Capítu


es de clases.

1

89

5.8

DE

SC

RIP

CIÓ

N D

E L

A E

NS

EÑ

AN

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DE

CO

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EN

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asign

atu

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uím

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ioló

gica

, de

la

Cuadro 5.3. Breve detalle de la enseñanza del metabolismo de los hidratos de carbono e integración metabólica en Química Biológica.

DocenteBloque de Contenidos (basado en Cronograma-2006)

Número de Clase

Contenidos involucrados en cada clase.

A Ciclo de Krebs 9

-Repaso de Enzimas-Introducción al metabolismo.-Reacciones enzimáticas del Ciclo de Krebs (CK).-Comportamiento molecular de Piruvato deshidrogenasa (animaciones)-Anaplerosis

BMetabolismo de Hidratos de Carbono

10

-Características generales de los HC-Glucólisis (Enzimas reversibles, irreversibles)-Valores normales de Glucosa en sangre.-Rendimiento energético.

11

-Glucólisis Aeróbica (Regulación). Glucólisis Anaeróbica.-Adrenalina- Insulina - Glucagón-Gluconeogénesis--Ciclo de Cori-Ciclo de la Alanina.

12

-Rendimiento Energético de distintos metabolitos.-Ciclo de Pentosas, relación con Glucólisis.-Estructura del Glucógeno.-Glucogenogénesis-Glucogenolisis-Regulación metabólica de síntesis y degradación del glucógeno, efecto hormonal.

PRIMER PARCIAL

ACadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa

15

-Ciclo del glioxilato-Cadena respiratoria, transporte de electrones-Comportamiento molecular de los complejos de transporte de electrones-Fosforilación oxidativa-Teoría Quimiosmótica

SEGUNDO PARCIAL

B Integración Metabólica 27Activación de distintas vías metabólicas dependiendo del estadio nutricional de unindividuo. Efecto de Insulina y Glucagón.

TERCER PARCIAL


190

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, según dichas

categorías y subcategorías.



comparando la información presentada en las clases con aquella presentada en las cinco redes

conceptuales generales (RCGs) (capítulo 4, sección 4.3). Al finalizar esta sección se presentan,

por lo tanto, cinco Redes Conceptuales Específicas de Química Biológica (RCE-QB), que se

generaron a partir de marcar con azul los conceptos y las relaciones enseñados durante la

asignatura, sobre las RCGs.

5.8.1.1 Subcategoría 1-a: Contenidos expuestos por el docente

Como se aclaró en el capítulo 3 y 4 (sección 4.3), el análisis de los contenidos

desarrollados en esta asignatura se comparará con aquellos señalados en cada una de las

cinco Redes Conceptuales Generales (RCGs) (capítulo 4).

RCE-1-QB: De alimentos a glucosa como nutriente de las células.

En esta red 17 nodos de los 30 totales, y 10 de las 32 relaciones establecidas se

corresponden con los temas presentados durante la primera clase del tema metabolismo de

hidratos de carbono (clase número 10). En esta clase, el docente hizo una introducción

presentando las distintas biomoléculas, antes de comenzar con la descripción de las vías

metabólicas en que intervienen los hidratos de carbono.

Los nodos PERSONA, ALIMENTO y los de los componentes de los mismos,

HIDRATOS DE CARBONO, LÍPIDOS, y PROTEÍNAS fueron caracterizados y su importancia

plasmada en el Cuadro 5.4. El nodo ALMIDÓN, si bien no fue presentado en este cuadro, fue

mencionado como otra estructura polimérica de la glucosa.

Los nodos PROTEASAS y LIPASAS solo se abordaron a modo de ejemplos de

enzimas en las clases correspondientes a las Unidades Temáticas III (Estructura y

Propiedades Generales de Proteínas) y XII (Lípidos: Metabolismo y Función). El nodo

MECANISMOS DE TRANSPORTE, con sus ejemplos, fue presentado en la unidad temática II

(Nociones sobre Estructuras Celular y Tisular). Todas estas clases no fueron observadas

porque no corresponden específicamente al tema MHC. Sin embargo, ya que son temas

contenidos en el programa (Ver Anexo) y enseñados, consideramos que debían resaltarse en

la RCE-1-QB.


191

Cuadro 5.4. Resumen de las características generales de las biomoléculas presentadas en la clase de Química Biológica, antes de comenzar con el metabolismo de los hidratos de carbono.

HIDRATOS DE CARBONO

LÍPIDOS PROTEÍNAS (AMINOÁCIDOS)

ÁCIDOS NUCLEICOS

Función Energética Reserva a largo plazo

Diversas funciones estructurales y metabólicas

Información

Reposición (parcial o total)

Parcial Parcial Total Total

Almacenamiento Glucógeno Adipocitos Membrana

No se almacena, existe constante recambio.

Sí

Elementos químicos involucrados en la composición Química

C, H, O C, H, O, P C, H, O, N, S, etc C, H, O, N

Importancia de la ingesta

Imprescindible Imprescindible Aminoácidos esenciales (imprescindibles)

No es necesario puesto que hay caminos de síntesis.

El nodo CÉLULAS se presentó en la asignatura desde un marco descriptivo de

estructura y funciones, en clases previas al desarrollo curricular, especialmente dirigidas a los

estudiantes de Licenciatura en Ciencias Químicas. En las clases observadas se utilizaron estos

contenidos de modo de referir la ubicación subcelular y/o tisular de los procesos bioquímicos

que se estaban enseñando.

Las enzimas α-amilasas se nombraron durante la clase como ejemplo de enzimas

hidrolíticas del almidón que resulta degradado a glucosa, aunque no se detalló con fórmulas la

reacción que catalizan. Por tanto, los nodos α-AMILASA SALIVAL y α-AMILASA

PANCREÁTICA, ALMIDÓN, GLUCOSA, MALTOTRIOSAS, MALTOSAS y DEXTRINAS fueron

resaltados.

Bajo el nombre específico de mecanismos de transportes no hay una unidad temática

en el programa de QB; sin embargo, en clases introductorias de células y proteínas se

presentan temas relacionados.

En general, los nodos y relaciones de esta RCE-1-QB fueron tratados como puntos de

partida para otros contenidos bioquímicos que son propios del programa de esta materia.

RCE-2-QB: Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos

celulares

De un total de 31 nodos, 10 están marcados en azul, así como también 9 de las 25

relaciones.

Los nodos aislados fueron enseñados desde contextos diferentes a los mencionados en

la RCG-2.

En la RCE-2-QB, se ha marcado el nodo TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

aunque sólo son mencionados en la clase. Durante las clases observadas, el docente aclaró

que �la glucosa ingresa a la célula mediante difusión facilitada con transportadores específicos


192

denominados GLUT,� y que �existen distintos tipos de GLUT con propiedades diferentes�. De

manera que si bien se mencionaron en la primera clase �en sendos cuatrimestres-, no hubo

instancias específicas para explicar las consecuencias de la presencia de cada isoforma en

relación a la entrada de glucosa en las células de cada tipo de tejido.

Los nodos GLUCEMIA NORMAL, GLUCOSA, HIPERGLUCEMIA, y las relaciones

marcadas entre éstos fueron especialmente mencionados por el docente desde la primera

clase. Por ejemplo, en ambos cuatrimestres observados, comenzó su explicación haciendo

preguntas tales como �¿Cuál es el valor normal de glucemia?�; �¿Cómo piensan que está

regulado?�. Este tipo de preguntas le sirvieron como punto de partida para enseñar los valores

normales de glucosa y los conceptos de hiperglucemia e hipoglucemia, que fueron reiterados

permanentemente. En especial, se retomaron cuando, en la cuarta y quinta clase (primer y

segundo cuatrimestre, respectivamente), el docente presentó los efectos metabólicos

hipoglucemiantes de la insulina producida y secretada por las células く pancreáticas. Cabe

aclarar que el contenido relacionado a insulina se vuelve a tratar también en una unidad

temática específica de hormonas (clases no observadas).

En la red no están marcados los nodos CONCENTRACIÓN EXTRACELULAR DE

GLUCOSA y CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE GLUCOSA, puesto que no hubo

instancias en las clases en las que se marcara esta diferencia, siempre se empleaba

directamente el término �concentración de glucosa� de la sangre.

El nodo ENZIMAS REGULADORAS y su relación con el nodo KM y Vmax no fueron

tratados en profundidad en estas clases de MHC, pero sí fueron conceptos utilizados durante el

discurso, ya que los estudiantes habían visto este tema previamente, en la unidad temática de

enzimas.

RCE-3-QB: Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático.

En la RCE-3-QB, 27 de los 29 nodos, y 28 de las 40 relaciones están marcados en azul.

El nodo GLUCÓLISIS se presentó en la primera clase como el proceso de oxidación de

la glucosa hasta la formación de piruvato. Se aclaró, además, que esta ruta metabólica puede

darse tanto en un medio aeróbico como anaeróbico. Se escribieron las fórmulas en el pizarrón

y las enzimas que catalizan cada paso de las reacciones de la vía, especificando si tales

reacciones son reversibles o irreversibles. Por tal motivo, en esta red aparecen coloreados

todos los nodos y relaciones respectivos hasta la formación del PIRUVATO.

El docente hizo mucho hincapié en que los estudiantes supieran calcular el rendimiento

energético de la oxidación aeróbica y anaeróbica de una molécula de glucosa, realizando el

cálculo en el pizarrón de cuantos ATP se obtienen.


193

En la segunda clase, se explicó cómo está regulada la vía glucolítica, los efectores

positivos y negativos de las enzimas alostéricas y el efecto de la insulina y el glucagón sobre

esta vía. En esta segunda clase se profundizó en la glucólisis anaeróbica (fermentación).

El docente utilizó ejemplos provenientes de la fisiología del ejercicio, y nombró los dos

tipos de fibras musculares, rojas y blancas. Enseñó que las primeras estaban asociadas a

ejercicios de alta resistencia y que, por tanto, presentan gran cantidad de mitocondrias (y por

ello su color). Agregó que estas fibras están relacionadas al metabolismo aeróbico. Por otra

parte, al describir las fibras blancas, las relacionó con el metabolismo anaeróbico, propio de

ejercicios cortos y de velocidad. Se notaba en la clase que durante este ejemplo los

estudiantes prestaban mucha atención.

Las leyendas que se desprenden de los nodos GLUCOSA y GLUCOSA-6-P hacia

HEXOQUINASA y GLUCOQUINASA no fueron coloreadas puesto que no es un tema que se

explicó en detalle; solamente se mencionó su comportamiento (alostérico y michaeliano

respectivamente). Esta aclaración se efectuó debido a una pregunta que surgió de una de los

estudiantes7. Sólo se resaltó el nodo HEXOQUINASA, ya que no se hizo referencia a la

glucoquinasa al explicar la glucólisis.

El nodo GLUCONEOGÉNESIS se explicó en los dos cuatrimestres observados al

finalizar glucólisis, aproximadamente en la tercera clase. Durante la explicación se aclaró que

el hígado es el órgano central donde se lleva a cabo dicha vía metabólica. Se explicaron

utilizando filminas los precursores químicos de esta vía, las reacciones químicas involucradas

con las enzimas y los puntos de regulación correspondientes. Las imágenes proyectadas no

presentaban las fórmulas desarrolladas de los intermediarios sino, simplemente los nombres

de cada uno de ellos. Al finalizar la explicación de la ruta metabólica, se mencionó la forma de

regulación de esta vía a partir de glucagón.

El nodo GLUCOGENOGÉNESIS se presentó también en la tercera teórica. Se aclaró

que puede ocurrir en hígado y músculo, y el uso diferente que le da cada tejido. Se enseñó que

en hígado se utiliza para la regulación de la glucemia, en cambio en el músculo para consumo

in situ de la glucosa, vía glucólisis. El docente luego comenzó la explicación bioquímica

mostrando la estructura química del glucógeno, y luego en el pizarrón desplegó la vía

metabólica escribiendo el nombre de los intermediarios metabólicos, de los cofactores y

enzimas involucrados. No utilizó fórmulas químicas.

Luego se presentó cómo actúa el glucagón activando la degradación del glucógeno

regulando la concentración de glucosa en sangre, en caso que sea baja, y complementó la 7 En una de las clases observadas una alumna hizo las siguientes preguntas: �La glucoquinasa ¿es inhibida por la glucosa-6-P, como la hexoquinasa?�; �¿Las dos enzimas participan en la glucólisis?� Ante esta situación el docente aclaró las diferencias respecto al comportamiento enzimático (alostérico o michaelina) de cada una de ellas y explicó rápidamente sus diferentes ubicaciones tisulares. Cabe aclarar que no todos los estudiantes presentes estuvieron atentos, puesto que en apariencia era una aclaración de una duda particular.


194

explicación también con el ejemplo de la degradación del glucógeno como consecuencia de la

contracción muscular. Bajo este contexto biológico el docente rescató que �siempre se degrada

glucógeno ofreciendo glucosa para la obtención de energía en la respiración celular�. El

docente también aclaró que el calcio es el que dispara la contracción y activa la fosforilasa para

la degradación de glucógeno. Estos conceptos determinaron que los nodos

GLUCOGENOGÉNISIS y GLUCOGENOLISIS se resaltaran en la RCE-3-QB.

Finalmente se explicó la manera en que actúa la insulina inhibiendo la degradación de

glucógeno (glucogenolisis).

Cabe aclarar que el docente debió explicar y poner varias veces las filminas asociadas

a la regulación hormonal de estos procesos mediada por la insulina y el glucagón. En ese

momento se aclaró que cuando se explica este tema, es habitual que surja la necesidad de

reiterar la explicación. Finalmente, el docente cerró el tema con un ejemplo cotidiano diciendo

que �cuando ustedes duermen se utiliza glucógeno, y cuando ustedes corren o hacen alguna

actividad fuerte también �.

Se hizo mucho hincapié nuevamente en que los estudiantes piensen cuál es el

rendimiento energético de una glucosa que parte del glucógeno.

RCE-4-QB: Efectos de la insulina en la regulación homeostática de la concentración de

glucosa

De los 29 nodos presentes en esta red, 19 están coloreados de azul, y de las 25

relaciones, 18 han sido marcadas. Estas relaciones entre nodos fueron desarrollados en varias

clases distintas (clase 9, 10, 11,12 y 27, ver Cuadro 5.3).

El énfasis en las primeras clases estuvo puesto en el desarrollo de los procesos

bioquímicos presentes en cualquier célula, pero finalmente en la clase de integración

metabólica (clase 27) el docente formuló la pregunta a la clase �¿En qué tejido ocurren las vías

metabólicas que vimos en el metabolismo de hidratos de carbono?�

Si bien en todas las clases el docente rescató el tema de hipoglucemia, hiperglucemia y

el efecto metabólico de la insulina y glucagón, fue en la última clase de integración metabólica

cuando situó estas vías metabólicas en los distintos tejidos y, asimismo, las relacionó con los

momentos nutricionales por los que atraviesa un organismo. Se utilizaron filminas donde se

mostraban esquemas de órganos en distintos momentos nutricionales del organismo, y las vías

metabólicas que se activan o desactivan en cada caso. Se presentaron cuatro estadios

nutricionales: a) Estadio de buena nutrición; b) Estadio de ayuno entre comidas; c) Estadio de

ayuno prolongado o inanición; y, d) Período de renutrición luego de ayuno. En la explicación de

estos casos se incluyó todo lo visto. Se aclaró, por ejemplo, que en el período de ayuno entre

comidas, el nivel de glucagón es alto lo que estimula la degradación de glucógeno en hígado y


195

liberación de glucosa que �se distribuye al resto del cuerpo, principalmente a neuronas y

eritrocitos�. Señaló que en este período se inhibe la glucogenogénesis. Durante el ayuno

prolongado acentuó la importancia de los cuerpos cetónicos en cerebro como principal fuente

de energía. Una descripción similar se llevó a cabo con cada uno de los otros estadios

nutricionales

En la red los nodos HEPATOCITOS, CÉLULAS RENALES, ADIPOCITOS, CÉLULAS

MUSCULARES; y CÉLULAS β PANCREÁTICAS tienen la aclaración sobre las isoformas del

transportador de glucosa (GLUT), y de la presencia de las isoformas de hexoquinasa, para

enfatizar la relación de las mismas con captación diferencial de glucosa y la liberación de

insulina. Estas vinculaciones no se hicieron explícitas con este enfoque en las clases

observadas; por ello, estos nodos no están coloreados de azul, pero sí lo están las relaciones

que a estos nodos llegan.

Las relaciones marcadas con azul que llegan a los nodos ADIPOCITOS, CÉLULAS

MUSCULARES; CÉLULAS RENALES y HEPATOCITOS, indican que en las clases se

enseñaron las vías metabólicas específicas de tejido, y la presencia de receptores de insulina.

Como se detalla en el Cuadro 5.3, la enseñanza de cada ruta metabólica fue

acompañada por la correspondiente explicación de su regulación hormonal, describiendo el

efecto de la insulina y del glucagón en casos de hipoglucemia e hiperglucemia. Los nodos

SÍNTESIS DE PROTEÍNA, SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS, SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

y LIPÓLISIS fueron presentados durante las clases de las Unidades Temáticas XII (Lípidos:

Metabolismo y Función), y XIV (Biosíntesis de Proteínas). El docente en varias ocasiones se

refirió a estos conceptos cuando explicó el efecto de insulina y glucagón en el organismo,

especialmente en la clase de Integración Metabólica, diciendo, por ejemplo, que la insulina

inhibe la lipólisis, y activa la síntesis de ácidos grasos y triglicéridos.

La relación entre el nodo CÉLULAS く PANCREÁTICAS y el nodo HIPERGLUCEMIA se

enseñó a través de la liberación de insulina, haciendo hincapié en los efectos que la hormona

produce a nivel bioquímico en las vías metabólicas celulares.

El nodo INGESTA DE HIDRATOS de CARBONO, su relación con el nodo VENA

PORTA y la relación de este último con el nodo HÍGADO se presentó en la quinta clase

observada, correspondiente al tema integración metabólica, cuando se relacionaron las vías

metabólicas con los momentos nutricionales.

Los nodos RECEPTORES de INSULINA y TRANSDUCCIÓN de SEÑALES fueron

presentados en clases no observadas (Unidad Temática XV), en las clases observadas sólo se

mencionó este tema a modo de comentario, no como tema principal.

RCE-5-QB: Respiración y Respiració celular.


196

De los 39 nodos presentes en esta red, 23 están coloreados de azul, y de las 38

relaciones, 24 han sido marcadas. Estas relaciones entre nodos fueron desarrollados en varias

clases (clases número 9, 10, 11, y 15, ver Cuadro 5.3), y dictadas por diferentes docentes.

En la clase número 9 (primera clase observada), se enseñó el ciclo de Krebs, se explicó

en detalle el comportamiento de la Piruvato Deshidrogenada y de cada una de las enzimas

involucradas en el ciclo, así como los sustratos y productos de cada reacción, presentando las

fórmulas desarrolladas de cada uno y su denominación.

En la clase 10 se explicó el proceso de glucólisis, señalando la diferencia entre

glucólisis aeróbica y anaeróbica y explicitando las reacciones involucradas, enzimas, formas de

regulación, y localización subcelular de cada etapa. Por ello han sido marcados en esta red los

nodos y relaciones que se refieren a este proceso y a los metabolitos involucrados.

En la clase 15, el mismo docente que en la clase 9 explicó el ciclo de Krebs enseñó

cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.

El docente no exigió que los estudiantes memorizaran cada una de las fórmulas

químicas, sino el nombre de los sustratos y productos involucrados en los procesos estudiados

en ambas clases. Se hizo especial hincapié en que comprendieran lo referido a la teoría

quimiosmótica, y los fundamentos físico-químicos de la misma.

Los nodos referidos a sistemas circulatorio y respiratorio de un organismo, (parte

superior derecha de la red) no son temas dictados en esta materia y, por tanto, no están

coloreados.

5.8.1.2 Subcategoría 1-b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié

Durante las clases los docentes atribuyeron una importancia particular a ciertos

contenidos que se describen a continuación.

Valor normal de glucemia en el ser humano. Era habitual que, durante las clases, el docente

hiciera preguntas a los estudiantes acerca del valor normal de glucemia. Ello se retomó con

mayor énfasis cuando lo asoció al momento nutricional de un organismo en la clase de

integración metabólica.

Los cálculos de rendimiento energético (cantidad de moléculas de ATP obtenidas por la

oxidación de distintos metabolitos y en diversas situaciones). Los docentes hacían

preguntas tales como �¿Qué rendimiento energético tiene la glucosa en hígado en condiciones

de anaerobiosis?; ¿y el glicerol? Era habitual que el docente hiciera este tipo de preguntas a la

clase para que los estudiantes intentaran razonar e ir haciendo los cálculos entre todos en el

pizarrón, rescatando las respuestas para proseguir, a partir de ellas, con la explicación. Hubo


197

oportunidades en que estas pequeñas situaciones problemáticas planteadas demandaron entre

10 y 15 minutos de la clase.

La relación entre el estadio del organismo y la activación o no de determinadas vías

metabólicas. A medida que los docentes explicaban las diferentes vías metabólicas

(glucogenogénesis, glucogenólisis, gluconeogénesis, etc.), las relacionaban continuamente con

el estado nutricional de un organismo.

Se hizo mucho hincapié en que para que se produjera una u otra vía metabólica deben

darse determinadas situaciones biológicas que condicionan. La importancia de estos tópicos

fueron retomados nuevamente en la clase final de integración metabólica. En las clases de

integración se presentaron distintos estadios nutricionales, para arribar a los cambios que

pueden darse en el medio celular que generarían que determinadas vías se �enciendan� o

�apaguen�.

Hubo instancias en las cuales los docentes, durante las clases, comentaban aspectos

concernientes a biología comparada, es decir, el hecho de que no todos los organismos

presentan las mismas vías metabólicas.

Importancia de las vitaminas como fuente de coenzimas para Ciclo de Krebs. El docente

hizo referencia al origen etimológico de la palabra vitaminas para luego hablar de las diversas

patologías asociadas a la falta de alguna de ellas. De esta manera, introdujo a los estudiantes

en la importancia que tienen las vitaminas como fuentes de coenzimas para el ciclo de Krebs.

Visión integradora del ciclo de Krebs, concepto de anaplerosis y su importancia. Se

comparó el Ciclo de Krebs con una rotonda; la analogía incluyó la idea que una rotonda genera

en una avenida una mejor distribución (tal como el Ciclo de Krebs se ubica respecto al resto de

las vías metabólicas). Se acentuó el hecho de que en el Ciclo de Krebs se relaciona todo,

lípidos, hidratos de carbono, síntesis de aminoácidos, glucólisis, etc. Se hizo hincapié en el

significado biológico y la importancia de las reacciones anapleróticas (de reaprovisionamiento).

Comportamiento molecular e importancia funcional de la Piruvato deshidrogenasa,

ATPasa, NADH deshidrogenada, proteínas de cadena respiratoria, etc. El docente le dio

mucha importancia a que los estudiantes pudieran imaginar el funcionamiento molecular de los

sustratos y productos de la cadena respiratoria; hizo preguntas a la clase tales como �¿Cómo

piensan ustedes que actúa tridimensionalmente el complejo E, en el transporte de electrones?�,

o �¿Por qué piensan que el GTP y ATP liberan energía?� Utilizó preguntas como disparadoras y

utilizó algunas de las principales proteínas para mostrar su comportamiento.


198

Importancia de experimentos de laboratorio de relevancia histórica como el uso del

carbono radiactivo y los descubrimientos del Dr. Luis Federico Leloir.

El docente acercó contextos experimentales de laboratorio e hizo una pregunta a la

clase del tipo: �¿Cómo se hace y se hizo para deducir la tabla de potencial redox?�. Esta

pregunta, fue disparadora para hacer hincapié en conceptos tales como el de óxido reducción

que ocurre durante el transporte de electrones en la cadena respiratoria.

Los docentes, en general, trajeron relatos sobre importantes figuras de la ciencia, como

los Dres. Leloir y Mitchel, enfatizando cómo sus descubrimientos abrieron nuevos caminos.

Asimismo, nombraron investigadores que en la actualidad continúan estas líneas.


5.8.2.1 Subcategoría 2-a: Formas de exposición

Las clases fueron todas expositivas, los docentes enseñaban los temas teóricos

utilizando diferentes tipos de instrumentos didácticos, como el pizarrón, proyecciones de

imágenes con el cañón electrónico, filminas, etc, cuya utilización se describe en la siguiente

subcategoría.

Durante las clases fueron habituales las preguntas como disparadores de intercambio

comunicativo con los estudiantes, o simplemente como preludio de explicaciones.

También se plantearon situaciones problemáticas sencillas dando tiempo para que los

estudiantes intentaran razonarlas y luego comenzar las explicaciones sobre las respuestas

relevadas.

Los docentes utilizaban el pizarrón para hacer esquemas y a partir del mismo guiar la

explicación teórica. Por ejemplo, para dar glucogenogénesis, ruta de las pentosas, rendimiento

energético, etc., se remarcó con tizas de colores sobre los esquemas realizados en el pizarrón

los pasos y enzimas más relevantes.

En general, se presentaron las fórmulas químicas moleculares y desarrolladas de los

pasos principales de las vías metabólicas. También se utilizó el pizarrón para realizar cuadros

comparativos como, por ejemplo, para describir las macromoléculas y los principales órganos

de reserva de las mismas. En la clase de integración metabólica se hizo un esquema con la

glucosa-6-P en el centro y las diversas vías metabólicas que se pueden desencadenar a partir

de este metabolito, dependiendo del estadio celular. Luego, el docente marcó la importancia

del momento nutricional de un organismo en relación a la activación o no de las distintas vías

metabólicas que había escrito en el pizarrón. Acentuando esta idea, se presentaron luego

diversas interrelaciones metabólicas asociadas a los principales tejidos en el estado de ayuno

entre comidas, ayuno más prolongado, período de re-nutrición y de buena nutrición.


199

5.8.2.2 Subcategoría 2-b: Instrumentos didácticos utilizados

Los docentes utilizaron proyecciones de imágenes con el cañón electrónico, para la

visualización de fórmulas químicas moleculares y desarrolladas de algunas de las vías

metabólicas; así como también, en las primeras clases, para recordar las formas de expresión y

clasificación de los distintos tipos de hidratos de carbono. En estos casos, las presentaciones

fueron siempre utilizadas para complementar la explicación teórica. Por ejemplo, para acentuar

la ubicación bioquímica estratégica y la noción de convergencia que conlleva el ciclo de Krebs.

Para este caso particular, una vez presentadas las diapositivas sobre las reacciones

involucradas, se utilizaron nuevas diapositivas para representar el comportamiento molecular

de algunas de las enzimas más importantes. También se mostraron fotos de cristalografías de

diferentes moléculas y animaciones para mostrar diversas variantes conformacionales que

denotan la importancia de la relación entre estructura-función de ciertas enzimas. De esta

manera se mostró por ejemplo, el comportamiento molecular de las enzimas Piruvato

Deshidrogenada, ATP sintasa, NADH Deshidrogenada y proteínas de cadena respiratoria.

A modo ilustrativo, se exhibieron fotos de importantes figuras de la ciencia, como Leloir

y Mitchel, que abrieron camino a otros científicos y a nuevos descubrimientos. Se complementó

siempre estas presentaciones con información proveniente de investigaciones que, en la

actualidad, continúan con esas líneas.

El material de las diapositivas, estaba disponible en fotocopias, con el fin de que los

estudiantes pudieran seguir la explicación e, incluso, utilizarlas para complementar la

información presentada en las clases.

5.8.2.3 Subcategoría 2-c: Formas de interacción del docente con la clase

Se observó siempre un gran compromiso en los docentes para que los estudiantes

lograran comprender los temas. Como uno de los tantos ejemplos podemos rescatar la clase

destinada al ciclo de Krebs. En la misma, el docente consideró que no había quedado claro el

tema enzimas y destinó la mitad de la clase para aclarar conceptos pendientes y escuchar

dudas de los estudiantes.

Además, el docente puso a disposición de los estudiantes espacios de consulta en los

momentos de la teórica para aclarar dudas. Fue notable, también, el sentido del humor que

tenían sus clases, incluso, cuando debían acelerar el ritmo de sus explicaciones surgía el dicho

habitual de �ajústense los cinturones�, que ya era un código compartido entre estudiantes y

docentes, que implicaba que los estudiantes debían prestar atención porque el docente

explicaría mucho y lo haría rápidamente.


200


5.8.3.1 Subcategoría 3-a: Formas de interacción de los estudiantes hacia el docente en la clase

En general la forma de interaccionar de los estudiantes con los docentes fue mediante

la formulación de preguntas sobre temas que les resultaban dificultosos de comprender o

temas que les eran de interés.

En el primer caso, los estudiantes hacían preguntas muy específicas, tales como

�¿Cuántos cortes hace la enzima que rompe el glucógeno?�; �¿Cuál es el complejo E, de

membrana interna mitocondrial?�; �¿Por dónde pasan los electrones en la cadena respiratoria?�

Parecía que eran detalles los que los estudiantes no comprendían, y que había un interés

general por conocer el comportamiento molecular y bioquímico de los procesos enseñados. Por

otra parte, los estudiantes formularon preguntas que demostraban su motivación por la

aplicación de los procesos bioquímicos, para explicar hechos de la vida cotidiana o

determinadas patologías. Por ejemplo, cuando surgió el tema del alcoholismo, los estudiantes

preguntaron qué pasaba con la concentración de glucosa en sangre, por qué los alcoholizados

se ponen colorados, o cómo debe ser la dieta para acumular menos grasas.

5.8.3.2 Subcategoría 3b: Preguntas y comentarios entre pares

Durante las observaciones de clases la investigadora se ubicó en el medio de los

estudiantes y pudo rescatar algunas de las preguntas que se formulaban entre ellos, tales

como �¿Dónde ocurre el ciclo de Krebs y todo esto que está explicando?�, �Ese complejo E,

¿dónde está?�; �¿Ésta vía que pone acá qué vía es, dónde está?�; �¿Para qué sirve saber

glucosuria?�; �¿Cómo saben las células cuando hay alta concentración de glucosa?�; �¿En

todas las células pasa esto?�; �¿Esta proteína que se mueve así ¿cuál es, donde está, dijo que

era alguna célula especial?�

Capítu


es de clases.

2

01




son oligómeros

deprovienen de la

degradación de

proteínas por

actividad de




Células

GLUCOSA

HIDRATOS DECARBONO

ALMIDÓN


AMINOÁCIDOS

ALIMENTACIÓN

ALIMENTOS

LÍPIDOSPROTEÍNAS

PROTEASAS

LIPASAS

BOCA

ESTÓMAGO

PANCREAS

INTESTINODELGADO

INTESTINOGRUESO


Personas

NUTRIENTES

-amilasa salival


DIGESTIÓN QUÍMICA

ABSORCIÓN

EGESTIÓN

INGESTIÓN

ACIDO. CLORHIDRICO

BACTERIAS

INTESTINALES

CO2, CH4, H2

DISACARIDASAS

OLIGOSACARIDASAS

vierte el jugo

pancreático

(alcalino) y

secreciones al

son algunos de las


secretadas por el


digestión final de

se encuentran

asociadas a

membrana de

enterocitos del




mecanismos de


contribuyen a la

se produce en

la


involucra procesos

de


están formados por

para su vida y




se dirige al

Red Conceptual Específica 1 - QB (RCE-1-QB): De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células

se absorben en el

se eliminan por


a las paredes del

enzima que comienza


contiene

son

ejemplos

de

se activan en

presencia de

Capítu


es de clases.

2

03

involucra

liberan



permite caracterizar


caracterizadas por sus parámetros fisicoquímicos deAfinidad

HIPERGLUCEMIA

CÉLULAS

INTESTINALES

Y

TÜBULOS RENALES

ERITROCITOS

CÉLULAS MUSCULARES

NEURONAS


CONTRALUMINAL


LUMINAL

ADIPOCITOS

GLUT 3 KT= 1mM

GLUT 4KT= 5mM

GLUT 1KT= 1mM

SGLUT 1KT= 1mM

KM







INSULINA


PANCREÁTICAS

HEPATOCITOS

GLUCOSA

Red Conceptual Específica 2-QB (RCE-2-QB): Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares







ConcentraciónIntracelular de Glucosa

presente en


Na+involucra

ConcentraciónExtracelular de Glucosa


sangre

luz intestinal


es la presente en




ENZIMAS REGULADORAS




Capítu


es de clases.

2

05

cataliza el último paso irreversible de en hígado y



induce actividad de


GS en

inhibe enzimas

específicas de

degrada al




se fosforila a

se escinde en



se isomeriza a

se fosforila a



se isomeriza a

Red Conceptual Específica 3 - QB (RCE-3-QB): Captación de glucosa y su relación con el metabolismo enzimático


INSULINA

HEPATOCITOS

GLUCOSA





se fosforila a


Glucosa-6-Fosfatasa

CÉLULAS

RENALES

GLUCOGENOGÉNESIS

GLUCOGENO


(TRANSPORTADORES

de GLUCOSA)


sustrato de

Glucógeno fosforilasa

GLUCOGENOLISIS

presente en









3-fosfoglicerato


se isomeriza a

ATP

2-fosfoglicerato





el aumento de su concentración intracelular en

células β pancreáticas despolariza las membranasgenerando la entrada de ión

Calcio, lo que produce la liberación de



glucosa en

Capítu


es de clases.

2

07




metabólicos de

se encuentran en


eleva


conduce a la glucosa absorbida en intestino

hacia el



se producen en todas las



se produce en

se produce en

inhibe



estimula la transcripción del gen de la glucoquinasa en células pancreáticas y hepatocitos mediante INSULINA

Red Conceptual Específica 4 � QB (RCE-4-QB): Efectos de la Insulina en la regulación homeostática de la glucosa

GLUCOGENO-LISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

LIPÓLISIS






CÉLULASMUSCULARES


HIPERGLUCEMIA

HIPOGLUCEMIA

GLUT 4

GLUCÓLISIS






GLUCOGENOGÉNESIS



VALOR NORMALDE GLUCOSA

en sangre (5mM)

INGESTA deH. de C.

Vena PORTA HÍGADO

CÉLULAS DELCUERPO


ERITROCITOS





Capítu


es de clases.

2

09



se denomina






ocur

ren

en




genera


son parte de

ocurre en


puede darse como




Red Conceptual Específica 5 - QB (RCE-5-QB): Respiración y respiración celular


ANAERÓBICA

Células


GLUCOSA

piruvato

lactato

ATP

NADH



PULMONES

SANGRE



HEMATOSISCAPILARES


pulmonares)

O2 (del aire)

RESPIRACIÓN aire

son partes

de

es parte de

son partes

de

SistemaRespiratorio



CO2(del aire)

son partes de




CO2(en sangre)

O2(de la sangre))


MITOCONDRIA

MEMBRANA INTERNA


O2(en la célula)

CADENA RESPIRATORIA

CICLO de KREBS

CO2(intracelular)


NADH

FADH2

GTP

H2O


ATP



GLUCÓLISIS


entra y sale de

Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.

211

CAPÍTULO 6

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURAS BIOLOGÍA Y BIOLOGÍA E INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR, CICLO BÁSICO COMÚN

Cómo se anunció en la Tabla 3.3 del capítulo 3 una muestra de 182 estudiantes

voluntarios (84 del segundo cuatrimestre 2005 y 98 del primer cuatrimestre de 2006) de un total

de 1200 estudiantes inscriptos de las asignaturas Biología y de Biología e Introducción a la

Biología Celular (BIBC) pertenecientes a la Sede Leónidas Anastasi del CBC, respondió las

Entrevistas Concurrentes (EC) -en la que ese presentó el PMR (capítulo 3, Cuadro 3.2)- y

posterormente las Entrevistas Recurrentes (ER).

Las respuestas obtenidas en las EC fueron mayoritariamente orales y totalmente

espontáneas, según la metodología de �pensar en voz alta� (Capítulo 3, sección 3.3.1). De

todas maneras se contempló también la posibilidad de recoger eventuales dibujos o notas que

algunos estudiantes esbozaran; sin embargo, estos recursos no fueron espontáneamente

utilizados. Al grupo de estudiantes que negó la posibilidad planteada en el PMR durante las

EC, lo denominamos �Rneg� (Respuesta negativa), y denominamos �Rarg� al grupo restante

que logró argumentar alguna respuesta. Las transcripciones de las respuestas de las ER del

grupo Rarg se sistematizaron en una red semántica (Figura 6.1) de acuerdo a la metodología

que se señaló en el capítulo 3, sección 3.3.1 y 4 sección 4.4. En esta red quedaron descriptos

los caminos asociativos expresados en todas las respuestas. Denominamos �anzuelo� (ver

marco teórico del Modelo de Procesamiento de Información, Cap. 2 sección 2.1.1.2.1) al primer

nodo con que cada estudiantes comenzó la respuesta. Cada red permite detectar aciertos,

errores y tendencias en la evocación de la información guardada en la Memoria de Largo Plazo

(MLP) de los estudiantes, así como desarrollar un análisis sobre entropía informacional de la

población en estudio (Teoría Matemática de la Comunicación) tal como se detallará en la

sección 6.5.

Una vez concluida cada EC se efectuaron en forma inmediata las cuatro preguntas de la

ER a cada estudiante. Las respuestas a estas preguntas grabadas y transcriptas, permitieron la

organización de categorías emergentes. Los resultados se presentan en la sección 6.2. El

análisis de los resultados de las ER permitió confirmar, ampliar y/o reconsiderar las

conclusiones parciales provenientes de las EC.

El resultado de la Entrevista Concurrente y Recurrente desarrolladas por los docentes

entrevistados se presenta en la sección 6.3. Las respuestas del docente al cuestionario se

presentan en la sección 6.3.

En la sección 6.6 se presentan los resultados del análisis del cuestionario

semiestructurado que se tomó unas semanas posteriores a las EC y ER, en sendos


212

cuatrimestres. Finalmente en el capítulo 10 se discuten los resultados globalmente y de manera

transversal con los obtenidos a partir de las otras asignaturas.

En esta investigación no se diferencian los resultados obtenidos por tipo de materia

(Biología y BIBC) puesto que se consideró relevante el hecho que los contenidos presentados

por los docentes en las clases teóricas sobre el tema en estudio, así como el tiempo destinado

y la profundidad de información fueran exactamente los mismos (ver Capítulo 5-A).

6.1 ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC)

El análisis de las EC en las que se planteó el PMR (Capítulo 3, Cuadro 3.2), mostró que

el 66% de los estudiantes (121 de 182 totales) negó que fuera posible encontrar alguno de los

átomos de carbono del almidón de la pizza en la atmósfera, tal como lo plantea el problema

(grupo �Rneg�). El 34% restante de los estudiantes (61 estudiantes del total) logró argumentar

alguna respuesta (grupo �Rarg�). Las respuestas del grupo �Rarg� se sistematizaron y

plasmaron en la red semántica poblacional de la Figura 6.1. Los números a la izquierda de

cada nodo de la Red Semántica poblacional (Figura 6.1) nos permiten identificar cada nodo y

los números a la derecha entre paréntesis, indican la frecuencia de utilización de ese nodo.

En la red se muestra que para el grupo �Rarg� se observan cuatro patrones generales

de respuestas cuyas evocaciones iniciales comenzaron sólo desde tres anzuelos: C-CO2

(32%), ALMIDÓN (18%) y PIZZA (50%).

Los 19 estudiantes que comenzaron con el anzuelo C-CO2 lo identificaron como

producto del ciclo de Krebs de la respiración celular, y luego lo relacionaron con la eliminación

del CO2 a la atmósfera. Este tipo de respuestas podría proponerse como correcta; sin embargo,

esta consideración deberá analizarse a la luz de las preguntas subsiguientes de las ER.

Los 11 estudiantes que comenzaron con el anzuelo ALMIDÓN (ver Figura 6.1)

asociaron seguidamente este concepto con el de glucosa, evidenciando un conocimiento

correcto dentro del enfoque químico acerca de la composición de la molécula de almidón. A

partir del nodo glucosa, llamativamente, estos estudiantes expresaron que este metabolito se

distribuye hacia las células que más lo necesitan�y luego mencionaron las vías de glucólisis,

Ciclo de Krebs y cadena respiratoria, para finalmente referirse a la eliminación del dióxido de

carbono. Resultó, llamativo que los estudiantes incluyeran en sus respuestas alguna

explicación acerca de cómo se distribuye en el organismo esa glucosa proveniente del almidón.

Estas respuestas pusieron en evidencia concepciones que atribuyen intencionalidad a la

distribución de glucosa. De todas maneras hemos considerado estas respuestas como

correctas, dado que el camino resolutivo aparece como correcto. A esta altura del análisis no

pudimos determinar si esa �intencionalidad de las glucosas� se debe a un heurístico o si esa

expresión usada coloquialmente se sustentaba en conceptos correctos o en concepciones

fehacientemente erróneas.


213

Los 31 estudiantes que comenzaron con el anzuelo PIZZA asociaron seguidamente este

concepto al de almidón, evocando a continuación el nodo: Proceso Digestivo. A partir de este

último nodo emergieron dos secuencias resolutivas distintas: por un lado, 20 estudiantes

expresaron que �la glucosa se distribuye hacia las células que más lo necesitan�, luego

mencionaron las vías de glucólisis, Ciclo de Krebs y cadena respiratoria, para finalmente

referirse a la eliminación del dióxido de carbono; esta secuencia fue también considerada

correcta. Por otro lado, 11 estudiantes asociaron el proceso digestivo con la producción de gas

metano, para finalmente referirse a la eliminación del dióxido de carbono. Este grupo de

estudiantes no logró relacionar el proceso de respiración celular con la alimentación sino que lo

relacionó con la actividad bacteriana sobre materia orgánica no digerida por el individuo

(actividad de bacterias intestinales).

Al obtener estos datos y teniendo presente el marco teórico del MPI surgió el siguiente

interrogante ¿los anzuelos utilizados por los estudiantes, ya sea C-CO2 como ALMIDÓN, o

PIZZA podrían considerarse igualmente eficaces para la evocación - recuperación de la

información correcta guardada en la MLP? Tenindo presente el tipo de respuesta obtenido por

cada anzuelo podemos decir que, todos los que partiron de C-CO2 y ALMIDÓN, respondieron

correctamente en cambio los que partieron de PIZZA, hubo un grupo que respondió de manera

incorrecta. Podríamos suponer, entonces, que son mejores buscadores de información correcta

C-CO2 y ALMIDON. Esta pregunta debería encontrar respuesta a partir del análisis de los

subsiguientes datos de esta investigación, proveniente de la aplicación de otros instrumentos

de indagación de información empírica.

Los datos de frecuencia de uso de cada nodo de la red semántica, permitieron el

análisis de entropía de la información poblacional referida al 34% de los estudiantes

correspondientes al grupo �Rarg�.

En síntesis de las entrevistas concurrentes surgió que de 182 estudiantes:

♦ 121 estudiantes (66 %) no pudieron relacionar la eliminación a la atmósfera de carbonos

incluidos en los alimentos a partir de transformaciones bioquímicas propias de la alimentación

humana y del metabolismo de los hidratos de carbono (grupo Rneg).

♦ 11 estudiantes (6%) confundieron los procesos de respiración celular de las células del

organismo �producto final C-CO2- con la fermentación producida por la flora bacteriana

intestinal � producto final metano.

♦ 31 estudiantes (17%) establecieron asociaciones fisiológicas y bioquímicas sobre el MHC

aparentemente correctas, pero pusieron en evidencia supuestos finalistas sobre la captación-

distribución de las glucosas del tejido sanguíneo. Esta evidencia fue fortuitamente encontrada y

podría haber pasado inadvertida.


214

♦ Sólo 19 estudiantes (10%) mostraron respuestas correctas. No obstante, no deberían

descartarse concepciones erróneas subyacentes (como la intencionalidad mencionada antes)

que, simplemente, no hubieran sido manifestadas durante la resolución oral del PMR.

6.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER)

En este apartado presentaremos los resultados y análisis de las respuestas dadas por

los estudiantes de los grupos Rneg y Rarg frente a las Entrevistas Recurrentes (ER).

Inmediatamente luego de responder a la EC, cada estudiante fue entrevistado con las

preguntas de la ER. Una vez transcriptas y analizadas las respuestas al PMR, se hizo lo propio

con las respuestas de las ER, que se presentaron en el capítulo 3, cuadro 3.3. Posteriormente,

resultó interesante relacionar las categorías establecidas a partir de las ER con los anzuelos de

partida empleados al responder al PMR. Para ello, se debió revisar nuevamente el material

grabado para discriminar las respuestas de las ER por anzuelos utilizados en las EC. Este

procedimiento es totalmente diferente al de análisis de casos, en el que se sigue la trayectoria

del discurso de cada individuo entrevistado, porque el análisis de este material se efectuó a

nivel de población.

Las preguntas de las ER fueron:

Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración

celular?

Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse

luego al resto de los tejidos?

Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

1-C-CO2 (19) 2-Producto del Ciclo de Krebsde la Respiración Celular (19)

3-Eliminación de CO2 a la atmósfera(19)

4-Almidón(11)

8-Eliminación de CO2 a la atmósfera (11)

7-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria(11)

13-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (20)

5-Glucosa (11) 6-Distribución según necesidades (11)

9-Pizza (31) 10-Almidón(31) 11-Proceso digestivo (31)

12-Distribución según necesidades (20)


15-Metano (11)16-Eliminación del CO2 a la atmósfera(11)

Figura 6.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 34% (61 de 182 estudiantes) de los estudiantes de Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular del CBC que lograron argumentar (Rarg) sobre el PMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuencias con que apareció cada nodo.

1-C-CO2 (19) 2-Producto del Ciclo de Krebsde la Respiración Celular (19)

3-Eliminación de CO2 a la atmósfera(19)

4-Almidón(11)


7-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria(11)


5-Glucosa (11) 6-Distribución según necesidades (11)

9-Pizza (31) 10-Almidón(31) 11-Proceso digestivo (31)



15-Metano (11)16-Eliminación del CO2 a la atmósfera(11)

Figura 6.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 34% (61 de 182 estudiantes) de los estudiantes de Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular del CBC que lograron argumentar (Rarg) sobre el PMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuencias con que apareció cada nodo.


215

Cabe recordar que el grupo Rneg corresponde al 66 % de la muestra total de 182

estudiantes en tanto que el grupo Rarg (34 %) está formado por los estudiantes que

respondieron el PMR con alguna argumentación. A continuación se presentarán los resultados

de cada grupo, desglosados por pregunta.

Resultados de la ER sobre el grupo Rneg (66%)

Pregunta 1. ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

El 85% de los estudiantes del grupo Rneg (103 estudiantes de un total de 121) señaló

que habían pensado en un organismo, y que eso había sido uno de los motivos por los cuales

respondieron negativamente a la posibilidad planteada en el PMR. Ejemplos de respuestas

fueron: �no puedo hacer el problema si no me imagino la persona que está comiendo�pero

después se me complica...�, �Sí, me imagino la persona comiendo�, �Al principio pienso en la

persona pero después voy a lo que pasa en la célula� (esta respuesta afirmativa deberá

reconsiderarse a la luz de las siguientes respuestas de las ER).

Sólo el 15 % (18 estudiantes de un total de 121) restante afirmó no haber tenido en

cuenta el organismo. Las respuestas típicas de estos alumnos fueron simplemente negaciones.

Estos porcentajes detallados se resumen en la Tabla 6.2.a

Tabla 6.2.a. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes (n=182) a la pregunta 1 de las ER: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

Rneg 66% (121 est. de

182)

No consideran al organismo

Sí, consideran al organismo

15% (18 estudiantes de 121)


Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de

respiración celular?

El 85% de los Rneg (102 estudiantes de los 121 Rneg) declaró explícitamente no

conocer el origen de la glucosa involucrada en la respiración celular.

El 10% (12 estudiantes de los 121 Rneg) expresó que: �La glucosa ya forma parte de

las moléculas que hay en nuestras células� poniendo en evidencia que no pudieron establecer

la correlación entre la alimentación y el origen de la glucosa que intervienen en la respiración

celular.

El 5% restante señaló a la glucólisis como origen de la glucosa; esta respuesta podría

provenir del énfasis que se hace en las clases del CBC en esta vía metabólica (Capítulo 5-A) o

bien, podrían surgir porque los estudiantes habrían interpretado que la pregunta apuntaba a

cuál es el proceso bioquímico por el que comienza la respiración celular de la glucosa.


216

Globalmente, estos datos señalan que 121 de 182 estudiantes no sólo no pudieron

resolver el PMR sino que manifestaron desconocimiento y aprendizajes fragmentados.

Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 6.2.b.

Tabla 6.2.b. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=121) a la pregunta 2 de las ER: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?

Rneg 66% (121est. de

182)

Respuesta �No sé�

Otras Respuestas

�Por glucólisis�

�Glucosa es parte de las moléculas que ya hay en las células�

85% (102 est. de

121)

5% (7 est. de 121)

10% (12 est. de 121)

Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para

dirigirse luego al resto de los tejidos?

El 70 % (85 estudiantes del total de 121 del grupo Rneg expresó desconocer cómo se

incorpora la glucosa a la sangre; el 25% (30 estudiantes) respondió �ya forma parte de nuestras

células�; y un 5 % (6 estudiantes) afirmó que �nuestras células la sintetizan�.

Los resultados obtenidos confirman la falta de información (o brechas de conocimientos)

que impiden una interpretación con enfoques fisiológicos y bioquímicos entre alimentación y

respiración celular. Las respuestas que sostuvieron que la glucosa ya forma parte de nuestras

células o que este metabolito se sintetiza en nuestras células son el reflejo de errores

conceptuales importantes. Cabe enfatizar que no hubo respuesta alguna que podríamos

considerar correcta.

Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 6.2.c.

Tabla 6.2.c. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=121) a la pregunta 3 de las ER. ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?

Rneg 66% (121 est. de 182)

Respuesta“No sé”

Otras Respuestas

70% (85 est. de 121)

�Ya forma parte de nuestras células�

25% (30 est. de 121)

�La sintetizan nuestras células�

5 % (6 est. de 121)


El 20% del grupo Rneg (24 estudiantes del total de 121) expresó que la �glucosa se

dirige hacia las células que más la necesitan�; el 80% (97 estudiantes) señaló desconocer qué

sucede con la glucosa una vez en sangre. No hubo respuestas que hayamos podido clasificar

como correctas.


217

Estos resultados indican que el modelo finalista asociado a la distribución de glucosas

en el organismo, se revela como sostenido también por los estudiantes que negaron la

posibilidad del PMR. Si bien no se espera que esta población conozca acerca de las diversas

afinidades de receptores de glucosa en las distintas células -porque estos temas no fueron

específicamente enseñados en las asignaturas del CBC- esta falta de información conduce a

naturalizar una visión finalista que aparece, entonces como una idea previa generalizada.

Los porcentajes detallados resumen en la Tabla 6.2.d.

Tabla 6.2.d. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=121) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

Rneg 66% (121 est. de 182)


Otras Respuestas

80% (97 est. de 121)

�Se distribuye hacia células que más la necesitan�

20% (24 est. de 121)

Resultados de la ER sobre el grupo Rarg (34%)

Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho de que se tratara de un organismo?

El 44% de Rarg (27 del total de 61 estudiantes del grupo Rarg) manifestó no tener en

cuenta al organismo. Estos estudiantes realizaron comentarios tales como: �No es necesario

porque me pregunta del carbono�, �me resulta re-difícil tratar de relacionar al organismo con lo

metabólico, entonces opto por ni considerarlo y pensar directamente en la célula�, �con este

tipo de preguntas siento que no sé nada, porque no sé cómo relacionar lo que se ve en clase,

vías metabólicas, etc�. Estos comentarios señalan claramente dificultades para enmarcar

procesos bioquímicos en un contexto fisiológico. Es interesante señalar que, desde el punto de

vista de la EC, estos estudiantes habían mostrado un tipo de respuesta que pudo haber sido

considerada correcta; sin embargo, esta pregunta de la ER demuestra que los estudiantes

carecen de una visión en contexto sistémico del proceso sobre el que fueron indagados,

sugiriendo posibles aprendizajes memorísticos. Dentro de este grupo se hallan los 19

estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2, y 8 que partieron del anzuelo ALMIDÓN.

El 56% del grupo Rarg (34 estudiantes de 61) conformado por todos los estudiantes que

habían partido del anzuelo PIZZA y 3 estudiantes que habían partido del anzuelo ALMIDÓN

afirmaron haber tenido presente el organismo al momento de pensar en la resolución del PMR.

Recordemos que ninguno de los estudiantes que partieron de PIZZA (20 estudiantes de los 61)

había mostrado caminos asociativos totalmente correctos, aunque ante esta pregunta

manifestaron un esfuerzo por integrar el MHC en procesos fisiológicos del organismo.

Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 6.2.e


218

Tabla 6.2.e. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=61) a la pregunta 1 de las ER. ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

Rarg 34%

(61 est. de

182)



44% (27estudiantes de 61)

(Todos los que partieron del anzuelo C-CO2 y

8 de ALMIDÓN)


(Todos los que partieron de PIZZA y 3 de ALMIDÓN)



Del grupo Rarg, el 10% (6 de 61 estudiantes) señaló explícitamente desconocer el

origen de la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular; 4 de ellos comenzaron

por el anzuelo C-CO2 y 2 por el anzuelo ALMIDÓN en las EC.

Resultó llamativo que 6 estudiantes del grupo Rarg manifestaran desconocer el origen

de la glucosa involucrada en la respiración celular. Esto originó una intervención de la

encuestadora al respecto, originándose diálogos como los que se presentan en el Cuadro 6.2

Estas intervenciones (registradas en las grabaciones) mostraron una inducción a la

reflexión por parte de los estudiantes, pero se alejaban del procedimiento metodológico

sugerido desde el marco teórico de la indagación (Modelo de Procesamiento de la Información,

Capítulo 2), por lo tanto, se decidió no tenerlas en cuenta.

Cuadro 6.2 Diálogo de intervención al finalizar las dos entrevistas (EC y ER) ante la incongruencia percibida referida a la relación entre respiración celular y alimentación.

Pregunta de la entrevistadora Algunos ejemplos de respuestas de estudiantes

�¿Cómo asociaste cuando se te planteó el problema que a partir del almidón de la pizza se podía desprender el CO2 mediante el proceso de respiración celular y cuando te pregunto si sabés de dónde proviene la glucosa que utilizamos en la respiración celular no encontrás respuesta?� 8

E1- �Es que me confunde cuando me preguntás por la glucosa que se respira en la célula porque se respira el aire�. E2- �Es que tengo todo agarrado con pinzas, porque en realidad creo que se respira en los pulmones�. E3- �Sí, así me pasa todo el tiempo, me lo preguntás así y no lo entiendo�.

El 36% (22 estudiantes de 61) respondió �la glucosa proviene de la dieta�, o �la glucosa

que respiramos proviene de lo que comemos�, respuestas que pueden considerarse correctas

ya que no habían sido enseñadas otras vías de obtención de glucosa. De estos 22 estudiantes,

8 En forma coloquial, en muchos casos durante las clases observadas, se registró esta forma de expresión de �la glucosa que se respira�, que también fue utilizada por la investigadora , como quedó registrado en las grabaciones.


219

20 habían utilizado el anzuelo PIZZA y 2 el anzuelo ALMIDÓN en las EC. Ninguno de ellos

partió del anzuelo C-CO2. Estos datos se presentan en la Tabla 6.2.f

Hubo, además, un 54% de otras respuestas tales como �la glucosa proviene de la

glucólisis� (10 estudiantes), o �La glucosa ya forma parte de las moléculas de nuestras células�

(23 estudiantes). Nuevamente, la mención de la glucólisis como origen de la glucosa pudo

provenir de haber interpretado parcialmente el enunciado de la pregunta, o debido al hincapié

que se hizo en las teóricas sobre esta vía metabólica.

De los 10 estudiantes que argumentaron que la glucosa proviene de la glucólisis, 3

había partido del anzuelo C-CO2, un 5 de ALMIDÓN y un 2 de PIZZA. De los 23 estudiantes

que sostuvieron que la glucosa ya forma parte de las moléculas que hay en nuestras células, el

61% partió de C-CO2, el 9% de ALMIDÓN y un 30% del anzuelo PIZZA.

También interesó analizar algunas conclusiones entre los anzuelos de partida (de las

EC) y las respuestas a las ER: Resultó que ninguno de los estudiantes que comenzaron con el

anzuelo PIZZA contestó �no se� y el 91% que contestó correctamente lo hizo comenzando por

ese anzuelo refiriéndose como origen de la glucosa a la dieta (respuesta correcta). Podría

inferirse que los estudiantes que utilizaron el anzuelo PIZZA muestran una menor tendencia a

cometer errores. Por el contrario, los estudiantes que manifestaron no saber el origen de la

glucosa, lo asignaron a la glucólisis o lo consideraron ya existente en las células hubo una

mayoría que partió por el anzuelo C-CO2. Hubo sólo 2 de los estudiantes que partieron del

anzuelo ALMIDÓN y respondieron en forma correcta. (Tabla 6.2.f).

Tabla 6.2.f. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=61) a la pregunta 2 de las ER. ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?

Rarg 34%

(61 est. de 182)

RESPUESTA �No sé�

10% (6 est. de 61)

RESPUESTA CORRECTA

�proviene de la dieta� 36%

(22 est. de 61)

OTRAS RESPUESTAS 54% (33 est. de 61)

�Proviene de glucólisis� 30%

(10 est)

�Ya forma parte de las moléculas que hay en

nuestras células� 70%

(23 est.)

Discrimi-nado por anzuelo

C-CO2

Almi-dón

Almi-dón

Pizza C-

CO2 Almi-dón

Pizza C-

CO2 Almi-dón

Pizza

67% (4 est.)

33% (2 est.)

9% (2 est.)

91% (20est.)

30% (3 est.)

50% (5 est.)

20% (2 est.)

61% (14 est)

9% (2 est)

30% (7 est.)

También en esta pregunta, para efectuar el análisis desde el MPI, nos interesó conocer

la relación entre anzuelo utilizado y las respuestas correctas, así como las respuestas en las

que se hizo explícita la falta de conocimiento. Por tal motivo, a partir de los datos generales,

volcados en la Tabla 6.2.f, extrajimos los porcentajes de tales respuestas asociados con cada

anzuelo (Tabla 6.2.i). A partir de este nuevo análisis, comprobamos que de los estudiantes que

partieron del anzuelo PIZZA, el 65% (20 de 31 estudiantes) respondió correctamente y de los

estudiantes que partieron del anzuelo ALMIDÓN, el 18% (2 de 11 estudiantes) respondió de


220

forma correcta. Ningún estudiante de los que partió del anzuelo C-CO2 respondió

correctamente. Por otra parte, ninguno de los estudiantes que partió de PIZZA hizo explícito

que desconocía la respuesta, en cambio, el 21% de los que partieron del anzuelo C-CO2 y el

18% de los que partieron del anzuelo ALMIDÓN indicaron que no conocían la respuesta.

De estos resultados, emerge que siempre hubo mayor proporción de respuestas

correctas en el grupo de estudiantes Rarg que utilizaron como punto de partida el anzuelo

PIZZA en las EC. En cambio, la mayor parte de los estudiantes que no supieron la respuesta,

habían partido en las EC con el anzuelo C-CO2 y ninguno lo hizo del anzuelo PIZZA.

Pregunta 3 ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse


El 21% del grupo Rarg (13 estudiantes de 61) declaró desconocer la respuesta y el 34%

(21 estudiantes de 61) respondió de manera incorrecta esta pregunta: 16 de ellos sostuvieron

que la glucosa ya forma parte de nuestras células, y los otros 5 estudiantes respondieron que

�nuestras células sintetizan glucosa�, como se resume en la Tabla 6.2.g. Estos argumentos

fueron llamativos puesto que estos estudiantes habían logrado argumentar una respuesta

frente al PMR y por lo tanto considerábamos que debían tener presente que la glucosa

ingresaba por el alimento.

Hubo un 44% (27 estudiantes de 61) que señaló: �por el intestino... pero no sé cómo�,

haciendo explícito que desconocían el mecanismo del proceso de absorción. Cabe aclarar que

en las asignaturas se presentan de manera completa los diferentes mecanismos de transporte

a través de membrana, pero en clases muy alejadas de la clase de MHC (Ver capítulo 5-A) y la

enseñanza de estos temas se presenta focalizada a nivel subcelular.

Tabla 6.2.g. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=61) a la pregunta 3 de las ER. ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?

Rarg 34% (61 est. de 182)

No sabe 21%

(13 est de 61)

RESPUESTA CORRECTA

44% (27 est de 61)

OTRAS RESPUESTAS 34%

(21 est.de 61)

�por el intestino... pero no sé cómo�,

�Ya forma parte de las moléculas de nuestras células�

�La sintetiza nuestras células�

Discriminado por anzuelo

C-CO2

Almi-dón

C-CO2

Almi-dón

Pizza C-CO2 Pizza C-CO2 Pizza

54%

(7 est.)

46% (6 est.)

7% (2 est.)

19% (5 est.)

74% (20 est.)

56% (9 est.)

44% (7 est.)

10% (1 est.)

90% (4 est)


221

Si bien el porcentaje de estudiantes que respondió que la glucosa es sintetizada por

nuestras células fue relativamente bajo, (5 estudiantes de 182 muestreados), este hecho podría

ser un indicador de aprendizajes fragmentados.

También en esta pregunta, para efectuar el análisis desde el MPI, nos interesó conocer

la relación entre anzuelo utilizado y las respuestas correctas, así como las respuestas en las

que se hizo explícita la falta de conocimiento. Por tal motivo, a partir de los datos generales,

volcados en la Tabla 6.2.g, extrajimos los porcentajes de tales respuestas asociados con cada

anzuelo (Tabla 6.2.i).

A partir de este nuevo análisis, comprobamos que respondieron correctamente el 65%

de los estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA (20 de 31 estudiantes), el 45 % (5 de 11

estudiantes) de los que partieron del nodo ALMIDÓN, y el 11% (2 de 19 estudiantes) de los que

partieron del nodo C-CO2. Por otra parte, ninguno de los estudiantes que partió de PIZZA hizo

explícito que desconocía la respuesta, en cambio el 36 % de los que partieron del nodo C-CO2

y el 55 % de los que partieron del nodo ALMIDÓN indicaron que no conocían la respuesta.




habían partido en las EC con el nodo ALIMIDÓN y ninguno lo hizo del anzuelo PIZZA.


Los resultados se muestran en la Tabla 6.2.h.

El 56% (34 estudiantes de 61) manifestó explícitamente que desconocía la respuesta. El

44% (27 estudiantes) expresó que la �glucosa se dirige hacia las células que más la necesitan�.

Tabla 6.2.h. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=61) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

Rarg 34% (61 est.

de 182)

No sabe 56%

(34 est.)

Otras Respuestas 44%

(27 est.) �Se distribuye hacia donde más se

necesita�


C-CO2 Almidón Pizza C-CO2 Almidón Pizza

50% (17 est.)

21% (7 est.)

29% (10 est.)

7% (2 est.)

15% (4 est.)

78% (21 est.)

Estos resultados indicaron que una mayoría de estudiantes construye un modelo que le

atribuye una intencionalidad a la distribución de glucosa en el organismo. Si bien aún no

conocen acerca de las diversas afinidades de los receptores de glucosa en los distintos tipos

celulares, esta visión finalista es una idea previa generalizada.

Para el análisis del MPI, nos interesó conocer la correlación entre anzuelos utilizados en

las EC y las respuestas correctas, así como las respuestas en las que se hizo explícita la falta


222

de conocimiento a las ER. Por tal motivo a partir de los datos generales, volcados en la Tabla

6.2.h extrajimos los porcentajes de tales respuestas asociados con cada anzuelo (Tabla 6.2.i).

A partir de este análisis, comprobamos que respondieron �correctamente� el 68 % de los

estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA (21 de 31 estudiantes), el 36 % (4 de 11

estudiantes) de los que partieron del nodo ALMIDÓN, y el 11% (2 de 19 estudiantes) de los que

partieron del nodo C-CO2. Por otra parte, comprobamos que hicieron explícito que desconocía

la respuesta el 32% de los estudiantes que partió de PIZZA (10 de 31 estudiantes), el 89 % de

los que partieron del nodo C-CO2 (17 de 19 estudiantes) y el 63 % de los que partieron del

nodo ALMIDÓN (7 de 11 estudiantes) indicaron que no conocían la respuesta.




habían partido del anzuelo C-CO2 en las EC.

Se presenta la Tabla 6.2.i como resumen de la correlación que muestran los tipos de

respuestas a las ER y PMR según el anzuelo utilizado,

Tabla 6.2.i Porcentaje de las respuestas correctas y �no se� en relación al anzuelo utilizado en las EC.

Anzuelo (frecuencia de utilización)

C-CO2 (19)

ALMIDÓN (11)

PIZZA (31)

Respuesta correcta de EC (PMR)

100% (19 est. de 19)

100% (11est. de11)

65% (20 est. de 31)

Respuesta a la Pregunta 1 de ER

No consideran al organismo al pensar el PMR

100% (19 est. de 19)

73% (8 est. de11)

0%

Sí consideran al organismo a la hora de pensar el PMR

0% 27%

(3est. de11) 100%

(31 est. de 31)

Pregunta 2 de ER

Respuestas Correctas

0% 18%

(2est. de11) 65%

(20 est. de 31)

Respuesta �No se�

21% (4 est. de 19)

18% (2est. de11)

0%

Pregunta 3 de ER

Respuesta Correcta

11% (2 est. de 19)

45% (5est. de11)

65% (20 est. de 31)


36% (7 est de 19)

55% (6est. de11)

0%

Pregunta 4 de ER

Respuesta �Se distribuye hacia donde más se necesita� (única opción)

11% (2 est de 19)

36%- (4est. de11)

68% (21 est. de 31)


89% (17 est de 19)

63% (7est. de11)

32% (10est. de 31)

Estos datos serán analizados en la sección 6.4


223

6.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL(LOS) DOCENTE(S)

Se entrevistaron a los mismos docentes de las comisiones que se seleccionaron para la

toma de entrevistas a los estudiantes y donde se realizaron las observaciones de clases. La

muestra quedó conformada por seis docentes, uno por cada comisión seleccionada para la

investigación. El material recogido se analizó de la misma forma que el de los estudiantes.

6.3.1 Entrevistas Concurrentes

Todos los docentes afirmaron la posibilidad planteada en el PMR. A continuación se

presentan los caminos resolutivos de cada uno de ellos, indicando sus identidades con D1 a D6

(ver código de abreviaturas en Figura 6.1)

D1: C-CO2 ‡ Producto de glucólisis/ Producto del Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2 a la

atmósfera.

D2: Pizza ‡ Almidón ‡ Glucosa ‡ Respiración Celular ‡ Producto del Ciclo de Krebs de

Respiración Celular ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera.

D3: C-CO2 ‡ Producto del ciclo de Krebs de la Respiración Celular ‡ Eliminación de CO2 a la

atmósfera.

D4: Almidón ‡ Glucosa ‡ Distribución según necesidades ‡ Producto del ciclo de Krebs de la

Respiración Celular ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera.

D5: C-CO2 ‡ Producto del Ciclo de Krebs de la Respiración Celular ‡ Eliminación de CO2 a la

atmósfera.

D6: Almidón ‡ Glucosa ‡ Glucólisis /Producto del ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2 a la

atmósfera.

6.3.2 Entrevistas Recurrentes


Hubo 2 de los docentes (D2 y D4), que afirmaron que habían tenido presente el

organismo al pensar en el PMR, realzando la importancia de esta condición y admitiendo que si

no lo hacían les era imposible razonar.


224

Los otros 4 docentes admitieron no haber utilizado la idea de organismo o persona al

pensar la respuesta al problema. Señalaron que se focalizaron directamente en las vías

metabólicas. D1 expresó: �Cuando uno ya sabe la parte metabólica, el organismo se tiene

presente como un complemento, pero se llega a la respuesta con lo que sucede dentro de la

célula�. D5 dijo: �La verdad es que no siento que lo he utilizado, ni que lo tengo tan presente,

me voy a lo molecular�.



Todos los docentes entrevistados respondieron que a partir de la alimentación se

obtiene la glucosa y otros metabolitos cuyos carbonos también pueden llegar a respiración

celular.



Todos los docentes entrevistados respondieron que la glucosa se absorbe en intestino

delgado, algunos especificaron el mecanismo de transporte involucrado, otros sólo

especificaron el lugar, señalando a las microvellosidades intestinales, sin especificar el tipo de

transporte.


Los docentes D2 y D4 aclararon que la glucosa se dirige por sangre primero por vena

porta al hígado, y de allí a las demás células del cuerpo. El resto de los docentes no hizo esta

aclaración. Los docentes D4 y D5 sostuvieron que �la glucosa se distribuye según las

necesidades energéticas celulares�.

Si bien los docentes respondieron correctamente, se puede observar que hubo dos de

ellos que hicieron explícito no pensar en el organismo a la hora de responder el PMR. Esto

daría cuenta que al buscar información en su MLP, lo hacen desde un contexto recortado, más

específico y menos sistémico como hubiera sido pensar en el organismo. Sin embargo,

respondieron bien todas las preguntas de la ER, esta situación nos lleva a inferir que hay una

distancia importante entre hacer explícita una explicación reduccionista y manejar

cognitivamente un modelo biológico integrado y correcto.

Otra respuesta interesante de destacar fue la del docente 4 al resolver el PMR, al

afirmar que �la glucosa se distribuye según las necesidades de cada célula�. Esta expresión es

correcta, en tanto y en cuanto los expertos la entendemos como una respuesta evolutiva en la

que cada tejido responde de manera diferente mostrando mecanismos de captación de glucosa

asociados a sus requerimientos metabólicos dentro del organismo. Sin embargo, un estudiante


225

novato podría decodificar el texto (que es un mensaje) de tal forma de asignar una cierta

intencionalidad por la cual la glucosa se dirige preferentemente a las células que más la

necesiten.

6.4 ANÁLISIS CRUZADOS ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y ENTREVISTAS RECURRENTES (ER)

En la Tabla 6.2.i presentamos la relación de las respuestas de la muestra total de

estudiantes a las EC y ER, en función de los anzuelos puestos en evidencia al construir la Red

Semántica poblacional.

Las posibilidades a partir de las cuales los estudiantes de esta población podrían haber

comenzado a resolver la situación problemática planteada eran numerosas, sin embargo, como

�anzuelos� de partida fueron utilizados sólo tres, C-CO2, ALMIDÓN y PIZZA; que además son

términos que forman parte del enunciado del PMR. Cuando decidimos analizar si había alguna

relación entre el anzuelo de partida y cantidad de respuestas correctas al PMR, notamos una

mayor proporción de respuestas correctas en los estudiantes que habían partido del anzuelo C-

CO2. De hecho el 100% de los 19 estudiantes respondieron correctamente al PMR. Sin

embargo, cuando analizamos la primera pregunta de las ER detectamos que ninguno de los

estudiantes que había partido del anzuelo C-CO2, tuvo presente el organismo al pensar el

PMR, así como tampoco lo hizo una alta proporción de estudiantes que habían partido del

anzuelo ALMIDÓN. Por el contrario, todos los que partieron del anzuelo PIZZA (31 estudiantes)

sostuvieron haber tenido presente al organismo a la hora de pensar el PMR. Por otro lado, al

analizar las respuestas a las preguntas 2, 3 y 4 de las ER (Ver Tabla 6.2.i) se observa que

siempre hubo una mayor proporción de estudiantes que habían comenzado por el anzuelo C-

CO2, que explícitamente desconocían la respuesta. Finalmente, analizando los porcentajes de

respuestas correctas a las preguntas 2, 3 y 4 de la ER, se observa que siempre hubo una

mayor proporción de respuestas correctas que comenzaron con el anzuelo PIZZA, mientras

que la menor proporción de respuestas correctas correspondió a los que partieron de C-CO2.

De hecho, no hubo ningún estudiante que hubiera partido del anzuelo C-CO2 y respondido

correctamente la pregunta 2 de las ER.

Considerando el análisis de todos estos resultados �respuestas a EC y a ER-, se

evidenció una importante relación entre los anzuelos de partida y el tipo de respuesta evocada

�no sé� o �respuesta correcta�.

El marco teórico del MPI sostiene que, para la evocación de una respuesta, el sujeto

selecciona un anzuelo determinado de búsqueda de información dentro de la pregunta-

estímulo, y éste opera en la búsqueda asociativa entre �señaladores� que han sido guardados

previamente en la MLP (Ver capítulo 2). A la luz de este modelo, podríamos decir que los

estudiantes que utilizaron el concepto PIZZA, entre los �señaladores�, recuperaron y


226

organizaron su respuesta evidenciando un modelo biológico más completo que aquéllos que

utilizaron como anzuelo C-CO2. Este hecho podría interpretarse si el anzuelo PIZZA

desencadenara una búsqueda asociativa atravesando niveles de conocimientos fisiológicos,

celulares y bioquímicos. En cambio podría suponerse que los sujetos que comenzaron por el

anzuelo C-CO2, quedaron �atrapados� en búsquedas asociativas dentro de conceptos

químicos, sin pasar a planos bioquímicos, celulares o fisiológicos.

6.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA)

En la muestra de estudiantes del CBC analizada hubo diversas formas de expresar las

respuestas al PMR, todas representadas en la red semántica de la Figura 6.1. De manera que

este instrumento gráfico permitió describir el �acervo de información� expresado por esa

población al responder al PMR. Sobre este instrumento puede aplicarse la Teoría Matemática

de la Información de la siguiente forma:

En la Tabla 6.5 columna 1, se presentan numerados los nodos de la red semántica,

correspondiendo el número 1 al anzuelo C-CO2, el número 4 al anzuelo ALMIDÓN, y el número

9 al anzuelo PIZZA. En la columna 2 se presenta la frecuencia de uso que le dio esa población

a cada nodo (ver número a la derecha y entre paréntesis en la red semántica); en la columna 3

se presentan las entropías parciales (hi) de cada uno de los nodos utilizados, calculados según

la fórmula hi =log 1/pi (Capítulo 2, Sección 2.4.2). Estos datos fueron utilizados para calcular la

entropía empírica (Hemp) de la población, mediante la fórmula Hemp = ∑ pi log 1/pi. El valor

obtenido fue de 1,1693 (presentado al pie de la columna 4, en color rojo). En la columna 4,

también se muestra resaltado en color naranja, el resultado de la sumatoria correspondiente a

las entropías parciales (hi) de los nodos utilizados a partir de cada uno de los anzuelos (C-

CO2, ALMIDÓN O PIZZA), que resultaron 0,23, 0,27 y 0,66, respectivamente.

Sumando las frecuencias de uso de cada nodo, se obtiene el valor de 287 como

frecuencia acumulada; al dividir este valor por el número total de nodos (16) se obtiene el valor

de 18 como frecuencia de equiprobabilidad de uso de cada nodo. A partir de estos datos, se

calculó el valor de las entropías parciales en condiciones equiprobables para cada nodo (hieq =

pi log1/pi; en donde pi = 1/número de opciones), que resultó ser 0,075. Estos valores fueron

utilizados para calcular la entropía máxima (Hmáx) de la población a partir de la fórmula Hmáx

= ∑ pi log 1/pi. El valor obtenido fue de 1,2038 (presentado en rojo final de la planilla). A partir

de los valores de entropía Hemp y Hmáx obtenidos se calculó el valor absoluto resultante de la

diferencia entre ambas ( H), obteniéndose el valor de 0,0345. Este dato aplicado a la formula

H/Hmáx permitió obtener el porcentaje del Coeficiente de Dispersión que resultó ser 2,87%


227

(para los análisis de estos resultados se considerarán sólo dos cifras decimales como

significativas).

Tabla 6.5. Cálculo de entropía comunicaciones para las respuestas de los estudiantes del CBC1 2 3 4 5 6 7

Nº de cada nodo

Frecuencia de uso de cada nodo

Cálculos de entropías parciales

Cálculos de entropías parciales en condiciones equiprobables

Nº de cada nodo

Frecuencia probable de uso de cada nodo

1 19 0.0781 0.0752 1 18 2 19 0.0781 0.0752 2 18 3 19 0.0781 0.23 0.0752 3 18 4 11 0,0543 0.0752 4 18 5 11 0,0543 0.0752 5 18 6 11 0,0543 0.0752 6 18 7 11 0,0543 0.0752 7 18 8 11 0,0543 0.27 0.0752 8 18 9 31 0,1044 0.0752 9 18 10 31 0,1044 0.0752 10 18 11 31 0,1044 0.0752 11 18 12 20 0.0806 0.0752 12 18 13 20 0.0806 0.0752 13 18 14 20 0.0806 0.0752 14 18 15 11 0.0543 0.0752 15 18 16 11 0.0543 0.66 0.0752 16 18

Frecuencia acumulada de todos los nodos

287 H empírica 1.1693 H máxima 1,2038

〉H base 10 0,0345

Coeficiente de dispersión (%)

2,87%

Un valor del coeficiente de dispersión del 2,87%, indica que sólo ese porcentaje de

estudiantes utilizó algún un patrón fijo de resolución, el 97,1% restante resultó ser el producto

de una selección balanceada respecto a la totalidad de información disponible al resolver el

PMR

Dado que el término entropía es una medida de �incertidumbre� asociada a la

información evocable (esta información le permitiría al sujeto hacer explícita su respuesta a una

pregunta, más allá de la forma de expresar en palabras dicha respuesta), los datos de entropía

resultantes para esta población de Biología del CBC indicarían que los estudiantes no estaban

habituados a pensar en este tipo de problema planteado, de manera que no tenían una

organización predeterminada y ordenada de la información a utilizar. Ello nos permitió

corroborar que la resolución del problema no se produjo mediante respuestas predeterminadas,

sino que cada uno de los participantes elaboró su propia explicación ad hoc. Cabe anticipar

que un entrenamiento en este tipo de problema (PMR) generaría respuestas con secuencias


228

asociativas de mayor frecuencia. Esto significa dos cosas: por un lado, un problema abierto,

como el que efectivamente se pensó construir para esta indagación, debería generar

respuestas variadas si los sujetos respondientes no fueran expertos en el tema, con un

coeficiente de dispersión bajo (Ver capítulo 2 sección 2.4.3). Por otro lado, un coeficiente de

dispersión alto puede indicar experticia en los sujetos entrevistados pero también puede estar

señalando, simplemente, un entrenamiento en la respuesta y por lo tanto, estar alejados de una

real experticia conceptual.

Otros datos a analizar de la Tabla 6.5 son los de las sumatorias parciales de los hi de

los caminos asociativos que parten de los anzuelos C-CO2 ALMIDÓN Y PIZZA con valores de

0,23 y 0,27, y 0,7 respectivamente. Estos datos muestran un mayor peso respecto a la

incertidumbre total para los estudiantes que expresaron el nodo PIZZA como punto de partida,

pues fueron los que más contribuyeron, con su valor de hi, al aumento del valor del Hemp total

(contribuyendo al 2,9% de desvío respecto a Hmáx). Por lo tanto los caminos se

corresponderían con sujetos que habrían tenido más alternativas de búsquedas en sus MLP,

es decir, mayor incertidumbre debido a que tenían mayor información sobre la cual elegir (para

luego expresar) un camino asociativo. Esta tendencia se evidenció en la ya señalada mayor

proporción de respuestas correctas de estos sujetos frente a las ER (Ver Tabla 6.2.i)

Puede observarse en la Figura 6.1 que las frecuencias de elección de los nodos PIZZA

y C-CO2 fueron las más altas, sin embargo la entropía asociada al camino resolutivo que

comenzó por el nodo C-CO2 fue la más baja (0,23) con respecto a los caminos restantes que

partieron de ALMIDÓN Y PIZZA (0,27 y 0,7, respectivamente).

De acuerdo a los trabajos de Raimoldi y Raimondo (1999), caminos resolutivos de

menor entropía significan mayor experticia (recordar que estos investigadores sólo indagaron a

través de las resoluciones de casos clínicos, similar a nuestro PMR, pero no investigaron el

contexto interpretativo de esos sujetos para arribar a la respuesta. Ver Sección 2.4.4). Los

resultados obtenidos en las respuestas a las ER (Ver Tabla 6.2.i) mostraron que los

estudiantes que habían partido del anzuelo C-CO2 presentaron una mayor cantidad de

respuestas �no se� o erróneas frente a la ER

6.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO

Después de tres o cuatro semanas de haberse tomado las EC y las ER se indagó a los

estudiantes de Biología y de Biología e Introducción a la Biología y Celular de CBC con un

cuestionario semiestructurado (Capítulo 3, sección 3.3.1.3). El objetivo fue investigar si las

falencias en conocimientos relevadas durante las entrevistas se confirmaban, mediante otros

instrumentos metodológicos que implicaran respuestas explícitas, escritas, que no necesitaran

ser mediadas por grabaciones, transcripciones y/o interpretaciones sobre el discurso. A

continuación se presentan y analizan los resultados del Cuestionario 1 (ver Cuadro 3.4 del


229

capítulo 3) que fue tomado durante el segundo cuatrimestre del año 2005 y el primero de 2006

a estudiantes voluntarios de estas asignaturas.

Contestaron el cuestionario 212 estudiantes (Ver capítulo 3, Tabla 3.3). La presentación

de resultados se hará por pregunta y se comentarán seguidamente las respuestas dadas por

los docentes.

Pregunta 1: Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de

levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas.

¿Considerás que influye en el origen de la glucosa que se utiliza para la respiración celular

que se trate de diferentes momentos en relación a la alimentación? Justificá tu respuesta

Esta pregunta tiene estructura abierta, es decir, a partir de una respuesta afirmativa o

negativa los estudiantes deben justificar sus respuestas; esto permite identificar categorías

semánticas emergentes en los escritos, para luego organizarlas en categorías recurrentes.

En la Tabla 6.6.a se muestra que un 13% (26 estudiantes) respondió �no sé�, y 10

estudiantes entregaron el cuestionario con esta pregunta sin responder.

El 69% (139 estudiantes) contestó que �no� (ver respuestas agrupadas en la Tabla

6.6.a) es decir, para estos estudiantes el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración

celular no dependería del estado nutricional por el que atraviesa un organismo. Dentro de las

justificaciones se encontraron cuatro categorías recurrentes: el 31% (62 estudiantes de 202 )

consideró que durante la noche las células consumen el ATP de la glucosa que se ingirió

durante el día; el 17% (34 estudiantes) que la glucosa es parte de moléculas que ya hay en

nuestras células, el 13% (26 estudiantes) afirmó que la glucosa se sintetiza siempre y que no

tiene nada que ver con el momento de alimentación por el que atraviesa la persona, el 8% (17

estudiantes) sostuvo que la �la glucosa proviene de la glucólisis�.

Un 18 % (37 estudiantes) señaló que �Si�; es decir, estos estudiantes consideraron

correctamente que el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular dependería

del momento nutricional por el que atraviesa un organismo. Dentro de las justificaciones, este

grupo hizo explícito que no sabía qué sucedía en los períodos en los que no había ingesta,

pero que sabía que el origen de la glucosa era distinto del de la dieta.

Las justificaciones manifestadas por los 139 estudiantes que contestaron �No�, validaron

dos argumentos ya detectados durante las ER: �la glucosa se origina a partir de glucólisis�, y �la

glucosa es parte de las moléculas que ya hay en nuestras células�, y apareció uno nuevo: �de

noche las células consumen el ATP obtenido de la glucosa durante el día�.


230

La validación de los argumentos encontrados tiene mayor sustento si se considera que

las muestras de estudiantes que respondieron a las EC y ER no necesariamente fue la que

contestó a cuestionario.

Tabla 6.6.a Respuestas de 202 estudiantes de CBC a la pregunta 1 del cuestionario semiestructurado (10 estudiantes no respondieron esta pregunta).

RESPUESTAS “No sé� “No” �Sí�

Justifica-ción

13% (26 est.)

De noche las células consumen

el ATP obtenido de la glucosa durante el

día. 31%

(62 est.)

La glucosa es parte de

las moléculas que ya hay en nuestras

células. 17%

(34 est.)

La glucosa se sintetiza siempre, no tiene nada que ver con la alimenta-

ción 13%

(26 est)

La glucólisis

se produce siempre

8% (17 est.)

La glucosa siempre

viene de la dieta,

cuando no come no sé de dónde

Porcentaje de

frecuencia por

categoría de respuestas

13% (26 est.)

69% (139 estudiantes)

18% (37 est.)

Pregunta 2:

Esta pregunta es de opción múltiple e indaga si los estudiantes pensaban que existe alguna

relación entre los carbonos de la materia orgánica del alimento (se ejemplifica con un plato de

fideos) y las moléculas de CO2 que se podrían exhalar al aire. Se intentó reevaluar si tenían

presente la relación entre alimentación y respiración celular.

Las opciones de respuestas a), b), c) ó f) son incorrectas y confirman que el estudiante

que las eligiera no establece relaciones entre alimentación y respiración celular, en cada caso

con justificaciones diferentes. La d) es la opción correcta. La opción g) permite reconocer la

falta de conocimiento. Los resultados se muestran en la Tabla 6.6.b. La opción correcta (d) fue

elegida por un 10% de estudiantes (27 de 212 estudiantes totales). Un 71% (151 de 212

estudiantes) eligió las opciones incorrectas: la opción (a) fue la mayoritariamente elegida (32%,

67 estudiantes); esta opción establecía que;�el CO2 que se elimina al exhalar el aire es el

mismo que ingresó al inhalar�. Un 24% (51 estudiantes) eligió la opción (b) �No porque el CO2

que se elimina al exhalar el aire es el producto de la respiración aeróbica de la glucosa y no

tiene nada que ver con lo que se comió�; esto confirma la falta de relación entre ingesta y

respiración celular. Un 6% (13 estudiantes) eligió la opción (c) que remite a la formación de

glucógeno como paso obligado antes de la respiración celular. Finalmente, un 9% (20

estudiantes) eligieron la opción (f) �sí porque el CO2 que se elimina al aire es el producto de la

digestión de los alimentos, pero se elimina por el ano como metano�; esta opción seleccionada


231

permitió confirmar una idea subyacente errónea respecto de la digestión y su relación con la

respiración celular que ya había aparecido en las indagaciones previas mediante EC y ER.

De la muestra total, un 16% (34 estudiantes) eligieron las opciones (e) (11 estudiantes),

y (g) (23 estudiantes).

.

Tabla 6.6.b Respuestas de 212 estudiantes de CBC a la pregunta 2 del cuestionario semistructurado. La opción d) es la correcta Opciones de la Pregunta 2

a) b) c) d) e) f) g)

Porcentaje de elección (número de estudiantes)

32% (67 est.)

24% (51 est.)

6% (13 est.)

13% (27 est.)

5% (11 est)

9%

(20 est)

11% (23 est.)

Pregunta 3:

En esta pregunta de opción múltiple se indagó acerca del destino de los átomos de

carbono de la glucosa proveniente de la alimentación. La intención fue recabar qué

información manejaban los estudiantes respecto de los múltiples destinos de los

Carbonos de la glucosa en el organismo y la posible activación de vías metabólicas de

hidratos de carbono en relación al momento nutricional del organismo.

Las opciones de respuestas, b), c), d) ó f) confirmaban que el estudiante establecía

relaciones parciales (fragmentadas) entre alimentación y las vías metabólicas activadas. La

opción a) es correcta pero incompleta. La e) es la correcta y la g) es incorrecta. Las opciones h)

e i) permitían indicar que desconocían la respuesta y evitar la selección de una opción por azar.

La Tabla 6.6.c resumen los datos obtenidos en la pregunta 3. La opción correcta e) fue

elegida por un 4% de estudiantes (8 de 212).Un 57% (119 de 212 estudiantes) eligió las

opciones parcialmente correctas. Dentro de las opciones, la (a) fue elegida por un 20% (42

estudiantes); la opción (b) fue elegida por un 5% (10 estudiantes); la opción (c) por un 2% (4

estudiantes), la (d) por un 6% (13 estudiantes); la opción (f) fue la más elegida, por un 24% (50

estudiantes).

La opción incorrecta g) fue elegida por un 26% (56 estudiantes) y la opciones i) por un

14% total (29 estudiantes), ningún estudiante seleccionó la opción h).

Tabla 6.6.c Respuestas de 212 estudiantes de CBC a la pregunta 3 del cuestionario

semistructurado. La opción correcta es la (e).

Opciones de la pregunta 3

a) b) c) d) e) f) g) h) i)


20% (42 est.)

5% (10 est)

2% (4 est)

6% (13 est)

4% (8 est)

24% (50 est)

26% (56 est.)

0 % (0 est.)

14% (29 est)


232

Analizando la tabla 6.6.c debería considerarse que el diseño de los distractores de esta

pregunta (Ver Cuadro 3.4, capítulo 3) podría haber inducido a la selección de opciones que

indicarían conocimiento parcial sobre los múltiples destinos metabólicos de los carbonos de la

glucosa en el organismo. Esto ocurre, particularmente con las opciones a) y d) que fueron en

total elegidos por el 20% y 6% respectivamente. Los estudiantes que eligieron la opción b), que

sostiene que los carbonos de la glucosa se detectarán en las células del hígado, podrían haber

respondido considerando el sitio donde la glucosa puede entrar en algún camino metabólico o

bien considerando que se les enseña que la glucosa incorporada en el organismo es, en primer

término, almacenada como glucógeno. Por lo tanto, las únicas respuestas que pueden

considerarse incorrectas, en esta población, son las provenientes de la elección de las

opciones f) y g) que sólo fueron elegidas por un 24% y 26% respectivamente.

El análisis final de los obstáculos de aprendizaje encontrados en el cuestionario 1 se

presentará en el capítulo 10.

6.7 RESPUESTAS DE LOS DOCENTES AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO

Todos los docentes respondieron correctamente a la pregunta 1. Las justificaciones

brindadas se pueden ejemplificar con la del docente 1 (D1): �depende del estado nutricional del

organismo será la vía metabólica a partir de la cual provenga la glucosa para ser respirada, por

ejemplo, a partir de glucógeno, gluconeogénesis, etc�. Los docentes aclararon que en las

clases sólo se les dice a los estudiantes que la glucosa proviene de la dieta, o de las reservas

de glucógeno.

En las preguntas 2 y 3, todos los docentes seleccionaron las opciones correctas.

Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.

233

CAPÍTULO 7

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES.

Una muestra conformada por 97 estudiantes voluntarios (57 del segundo cuatrimestre

de 2006 y 40 del primer cuatrimestre de 2007) de un total aproximado de 320 inscriptos por año

de la asignatura Introducción a la Biología Molecular y Celular, de la carrera de Licenciatura en

Ciencias Biológicas de la FCEN respondió tanto las Entrevistas Concurrentes (EC) -en la que

ese presentó el PMR (capítulo 3, Cuadro 3.2)- y posterormente las Entrevistas Recurrentes

(ER) (capítulo 3, Tabla 3.3).


espontáneas, según la metodología de �pensar en voz alta� (Capítulo 3, sección 3.3.1). Se

contempló también al recoger los eventuales dibujos o notas que algunos estudiantes

esbozaran; sin embargo, estos recursos no fueron espontáneamente utilizados por los

estudiantes. Al grupo de estudiantes que negó la posibilidad planteada en dicho problema

durante las EC, lo denominamos �Rneg� (Respuesta negativa), y denominamos �Rarg� al grupo

restante, que logró argumentar alguna respuesta frente al PRM. Las transcripciones de las

respuestas de las ER del grupo Rarg se sistematizaron en una red semántica, que se muestra

en la Figura 7.1, de acuerdo a la metodología que se señaló en el capítulo 3, sección 3.3.1 y 4

sección 4.4. En esta red semántica quedaron descriptos los caminos asociativos expresados

en todas las respuestas. La información expresada en la red semántica 7.1 se analizó luego

desde la Teoría Matemática de la Comunicación (ver sección 7.5)

Una vez concluida cada EC se efectuaron en forma inmediata las cuatro preguntas de la

ER a cada estudiante. Las respuestas a estas preguntas grabadas y transcriptas, permitieron la

organización de categorías emergentes. Los resultados se presentan en la sección 9.2. El

análisis de los resultados de las ER permitió confirmar, ampliar y/o reconsiderar las

conclusiones parciales provenientes de las EC.

El resultado de la Entrevista Concurrente y Recurrente desarrolladas por el docente

titular de IBMC se presenta en la sección 7.3. Las respuestas del docente al cuestionario se

presentan en la sección 7.7.

En la sección 7.6 se presentan los resultados del análisis del cuestionario

semiestructurado que se tomó unas semanas posteriores a las EC y ER, en sendos

cuatrimestres. Finalmente en el capítulo 10 se discuten los resultados globalmente y de manera

transversal con los obtenidos a partir de las otras asignaturas.


234

7.1 ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES

El análisis de las EC en las que se planteó el PMR (Ver capítulo 3, Cuadro 3.2) mostró

que el 78% (de un total de 97 estudiantes) negó que existiera la posibilidad de encontrar en la

atmósfera alguno de los átomos de carbono del almidón de la pizza ingerida, (grupo �Rneg�). El

22% de estudiantes restante logró argumentar alguna respuesta (grupo �Rarg�). Las respuestas

del grupo �Rarg� se sistematizaron y plasmaron en la red semántica de la Figura 7.1, donde se

evidencia que surgieron dos patrones generales de respuestas cuyas evocaciones iniciales

comenzaron sólo desde dos conceptos: C-CO2 (67%) y ALMIDÓN (33%).

De los 21 estudiantes del grupo Rarg, los 14 que comenzaron con el anzuelo C-CO2 lo

identificaron como �producto del Ciclo de Krebs de la respiración celular�, y luego lo asociaron

con la �eliminación del CO2 a la atmósfera�. Este tipo de respuestas podría proponerse como

correcta; sin embargo, esta consideración deberá analizarse a la luz de las preguntas

subsiguientes de las ER.

Los 7 estudiantes que comenzaron con el anzuelo ALMIDÓN mostraron un patrón

asociativo muy similar con la diferencia que cinco de ellos iniciaron su secuencia de asociación

con el término amilasa (que había sido trabajado recientemente en un práctico de la

asignatura).

Todos asociaron el concepto de ALMIDÓN con glucosa, mostrando un conocimiento

correcto dentro del enfoque químico acerca de la composición de la molécula de almidón. A

partir del nodo glucosa, llamativamente, estos estudiantes expresaron que �este metabolito se

distribuye hacia las células que más lo necesitan� y luego mencionaron las vías de �glucólisis,

Ciclo de Krebs y cadena respiratoria�, para finalmente referirse a la �eliminación del dióxido de

Carbono�. Consideramos que el argumento de que explicitaba que la glucosa se distribuye

hacia las células que más la necesitan resultó del intento de los estudiantes relacionar sus

conocimientos desde un enfoque fisiológico; sin advertir que estarían adjudicando al proceso

de distribución de glucosa una cierta intencionalidad. La respuesta de estos estudiantes es

similar a la evidenciada por un subgrupo de estudiantes del CBC (ver capítulo 6).

Teniendo presente el MPI, cabe cuestionarse si los anzuelos utilizados por estos estudiantes,

sea C-CO2 como ALMIDÓN, podrían considerarse igualmente eficaces para la evocación -

recuperación de la información correcta guardada en la MLP considerando que las respuestas

al PMR fueron correctas, en especial los que partieron de C-CO2. Esta pregunta debería

encontrar respuesta a partir del análisis de los subsiguientes datos de esta investigación,

proveniente de la aplicación de otros instrumentos de indagación de información empírica.


235

Los datos de frecuencia de uso de cada nodo de la red semántica, permiten el análisis

de entropía de la información poblacional referida al 22% de los estudiantes del grupo �Rarg�

(Ver sección 7.5).


En este apartado presentamos los resultados y análisis de las respuestas dadas por los

estudiantes de los grupos Rneg y Rarg frente a las Entrevistas Recurrentes (ER).

Inmediatamente luego de responder a la EC, cada estudiante fue entrevistado con las

preguntas de la ER. Una vez transcriptas y analizadas las respuestas al PMR, se hizo lo propio

con las respuestas de las ER. Posteriormente, para el análisis desde el MPI, resultó interesante

relacionar las categorías establecidas a partir de las ER con los anzuelos de partida, concepto

inicial empleado en responder al PMR. Para ello, se debió revisar nuevamente el material

grabado, lo cual permitió discriminar respuestas por anzuelos utilizados. Este procedimiento es

totalmente diferente al análisis de casos, en el que se sigue la trayectoria y se profundiza la

investigación en un individuo entrevistado en particular. En esta investigación, el análisis de

este material se efectuó a nivel poblaciónal (por cada asignatura muestreada), es decir, se

analizaron tendencias sin descuidar la trayectoria del discurso de cada individuo por separado.




celular?

2-Producto del Ciclo de Krebs de RC(14)

3-Eliminación de CO2a la atmósfera (14)

4-Almidón (7)



5-Amilasas (5) 6-Glucosa (5)8-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (5)


10-Glucosa (2)



1-C-CO2 (14)

Figura 7.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 22% (21 de 97 estudiantes) de los estudiantes de IBMC que lograron argumentar (Rarg) sobre el PMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuencias con que apareció cada nodo.

2-Producto del Ciclo de Krebs de RC(14)

3-Eliminación de CO2a la atmósfera (14)

4-Almidón (7)



5-Amilasas (5) 6-Glucosa (5)8-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (5)


10-Glucosa (2)



1-C-CO2 (14)

Figura 7.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 22% (21 de 97 estudiantes) de los estudiantes de IBMC que lograron argumentar (Rarg) sobre el PMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuencias con que apareció cada nodo.


236




Cabe recordar que el grupo Rneg (76 estudiantes) correspondió al 78% de la muestra

total de 97 estudiantes que negaron la posibilidad de que algún átomo de carbono de la

molécula de glucosa llegara a la atmósfera, y el grupo Rarg (22 %) estuvo formado sólo por 21

estudiantes que respondieron con alguna argumentación frente al PMR.

Resultados de la ER sobre el grupo Rneg (78%)


El 80 % de los estudiantes del grupo Rneg (61 estudiantes de un total de 76) señaló que

habían pensado en un organismo, y, señalaron que este fue uno de los motivos por los cuales

respondieron negativamente a la posibilidad planteada en el PMR. Ejemplos de respuestas

fueron: �Sí, me imagino la persona comiendo y por eso me resulta difícil pensar en este

problema que pregunta del dióxido de carbono��; �no puedo dejar de considerar el organismo

y eso me limita mucho a pensar en las vías metabólicas que me pregunta el problema�.

Sólo el 20 % (15 estudiantes de un total de 76) restante afirmó que no tuvo en

cuenta el organismo. Las respuestas típicas de estos alumnos fueron simplemente negaciones.

Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 7.2.a

Tabla 7.2.a Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes (n=97) a la pregunta 1 de las ER: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?


97)




80 % (61 estudiantes de 76)



Un 70% de los Rneg (53 estudiantes de los 76 Rneg) declaró no conocer el origen de la

glucosa involucrada en la respiración celular; un 21% (16 estudiantes) expresó, por ejemplo,

que la glucosa �ya forman parte del modelo de la respiración celular�, ó �están ya dentro de las

células�; y, el 9% restante señaló a la �glucólisis� como origen de la glucosa. Este último dato

evidencia una confusión entre el proceso en el que la glucosa es degradada, con la fuente de

este monosacárido. Podría sugerir que estos estudiantes interpretaron la pregunta desde un

enfoque bioquímico considerando la glucólisis como la �primera etapa� del proceso de


237

respiración celular (tal como se presenta en las clases) y han ubicado la glucosa a partir de esa

vía metabólica y no tuvieron presente un enfoque fisiológico que tuviera en cuenta la ingesta

(que se pretendía tuvieran presente al responder el PMR).

Estos resultados sugieren que el aprendizaje de estos estudiantes fue parcial; situación

no reflejada en las notas provenientes de los exámenes tomados durante el dictado de la

asignatura puesto que todos los estudiantes entrevistados habían aprobado el examen parcial.

Es particularmente interesante el alto porcentaje de estudiantes que manifestaron

explícitamente su desconocimiento frente a esta pregunta (un 70%). Los porcentajes detallados

se resumen en la Tabla 7.2.b

Tabla 7.2.b. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=76) a la pregunta 2 de las ER: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?


97)


Otras Respuestas

�La glucosa proviene de la glucólisis�

�Glucosa es parte de las moléculas que ya hay en las células�

70 % (53 est. de 76)

9% (7 est. de 76)

21% (16 est. de 76)



El 89% (68 estudiantes del total de 76 del grupo Rneg) expresó desconocer cómo se

incorpora la glucosa a la sangre; y el 11% (8 estudiantes del total de 76) respondió �por el

intestino, pero no sé cómo�.

El elevado porcentaje que desconocía la respuesta a esta pregunta no nos pareció

llamativo puesto que tampoco habían tenido presente la relación entre alimentación y

respiración celular, de manera que los resultados obtenidos confirmaban nuevamente brechas

en sus conocimientos que se veían reflejadas en la falta de una interpretación sistémica de

procesos fisiológicos y bioquímicos. Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 7.2.c.



97)


Responden correctamente

89% (68 est. de 76) �Por el intestino, pero no sé

cómo� 11% (8 est. de 76)


238


El 59% del grupo Rneg (45 estudiantes del total de 76 del grupo Rneg) expresó que la

�glucosa se dirige hacia las células que más la necesitan�; el 36% (27 estudiantes de 76)

señaló desconocer qué sucede con la glucosa una vez en sangre, y el 5% restante señaló que

las glucosas �se dirigen al hígado�.

Estos resultados nuevamente indicarían que muchos estudiantes utilizan un modelo

biológico que atribuye intencionalidad a la distribución de glucosa en el organismo, como

también se había revelado en los estudiantes del grupo Rarg (que argumentaron una

resolución al PMR). Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 7.2.d



97)


Responden correctamente

Otras Respuestas

36% (27 est. de 76)

�Las glucosas se dirigen hacia el

hígado� 5% (4 est. de 76)

�La glucosa se distribuye hacia

células que más la necesitan�

59% (45 est. de 76)

Los resultados globales a la ER del grupo Rneg confirmaron que los estudiantes

voluntarios que aceptaron ser entrevistados presentaron grandes fallas en el conocimiento de

este tema.

Resultados de la ER sobre el grupo Rarg (22%):

De los 97 estudiantes de la muestra entrevistada sólo 21 respondieron con argumentos

frente al PMR (grupo Rarg). A continuación se presentan los resultados de estos estudiantes

frente a las preguntas de la ER (Ver capítulo 3, Cuadro 3.3), discriminando según el anzuelo de

partida en sus respuestas (Figura 7.1).


El subgrupo que partió del anzuelo C-CO2 (67%, 14 de los 21 estudiantes del grupo

Rarg) manifestó no tener en cuenta al organismo. Estos estudiantes realizaron comentarios

tales como: �Me resulta imposible pensar en todo junto, ¡ni lo tengo en cuenta!�; �Justamente

con el tipo de preguntas como éstas, siento que no sé nada, porque no sé dónde encajar lo que

se ve en clase�; �No me sale si pienso en el organismo... pero ¡no influye de todas maneras!�

¿no?�. Estos comentarios indican dificultades para enmarcar procesos bioquímicos en un

contexto sistémico. Es interesante enfatizar que desde el punto de vista de la EC estos

estudiantes habían mostrado un tipo de respuesta que pudo ser considerada correcta, ya que


239

ellos expresaron como camino asociativo C-CO2 Producto del ciclo de Krebs de

respiración celular Eliminación (Figura 7.1). Estos datos se muestran en la Tabla 7.2.e.

El 33% del grupo Rarg (7 estudiantes) que había partido del anzuelo ALMIDÓN afirmó

en su totalidad haber tenido presente el organismo al momento de pensar en la resolución del

PMR.

Las respuestas obtenidas para esta pregunta demuestran una interesante relación con

el tipo de anzuelo con el que los estudiantes iniciaron sus argumentaciones en caminos

asociativos. Los resultados obtenidos hasta aquí necesitaban ser reconsiderados con los

provenientes del resto de las preguntas de las ER, puesto que estas últimas también contienen

indicadores para confirmar si los estudiantes efectivamente habían tenido en cuenta o no al

organismo, al resolver el PMR.


Rarg 22 %

(21 est. de

97)



67% (14 est. de 21) (Todos los que partieron

del anzuelo C-CO2)

33% (7 est. de 21) (Todos los que partieron del

anzuelo pizza y 3 de almidón)



El 76% del grupo Rarg (16 de los 21 estudiantes) señaló desconocer el origen de la

glucosa, mientras que el resto (24%, 5 estudiantes de los 21) respondió �proviene de la dieta�.

Esta última respuesta puede considerarse correcta ya que en la asignatura no habían sido

enseñadas otras vías de obtención de glucosa.

El hecho de que estudiantes que habían afirmado la posibilidad planteada en el PMR

ahora en la ER manifestaran desconocer el origen de la glucosa que participa en la respiración

celular, resultó sumamente llamativo. Por consiguiente, se indagó sobre esta situación a

algunos de ellos, originándose diálogos como los que se presentan en el Cuadro 7.2.

Estas intervenciones (registradas en las grabaciones) mostraron una inducción a la

reflexión por parte de los estudiantes, que se alejaban del procedimiento metodológico

sugerido desde el marco teórico de la indagación (Sistema de Procesamiento de la

Información, ver capítulo 2 sección 2.1.1.2), por lo tanto, se decidió no tenerlas en cuenta y no

continuar con este procedimiento, aunque la entrevistadora detectara inconsistencias en las

respuestas individuales.

Para el análisis del MPI (capítulo 2, sección 2.1.1.2), nos interesó conocer la relación

entre el anzuelo utilizado y las respuestas correctas, así como las respuestas en las que se

hizo explícita la falta de conocimiento de las ER. Por tal motivo, se retomaron los datos de las

grabaciones para recuperar dicha correlación, que se muestra en la Tabla 7.2.f.


240

Cuadro 7.2. Diálogo de intervención al finalizar las dos entrevistas (EC y ER) ante la incongruencia percibida referida a la relación entre respiración celular y alimentación.

Preguntas de la entrevistadora: Algunos ejemplos de respuestas de estudiantes

�Cuando se te planteó el problema, tuviste en cuenta que a partir del almidón de la pizza se podía desprender el CO2 mediante el proceso de respiración celular. Pero cuando te pregunto si sabés de dónde proviene la glucosa que se utiliza en la respiración celular, no encontrás respuesta ¿Cómo puede ser?�9

E 1- �No sé, cuando me preguntás lo de la glucosa que se respira en la célula me descoloca. No sé por qué... Pero tenés razón si lo pienso... A ver ¿Cómo sería?�� E 2- �Me desoriento cuando me lo preguntás en forma específica. No sé por qué... En realidad... ¿Cómo es?� E 3- �No sé... Me confunde cuando me lo preguntás directamente a partir de �glucosa que respira la célula�. E 4- �Es que quizás tengo todos esto muy agarrado con pinzas; no sé...�, E 5- �No sé...pero tenés razón me contradigo ¿no?�

A partir de este nuevo análisis, comprobamos que de los estudiantes que partieron del

anzuelo ALMIDÓN, el 43 % (3 de 7 estudiantes) respondió en forma correcta mientras que de

los que partieron del anzuelo C-CO2, el 14% lo hicieron correctamente. Por otra parte, el 57%

de los estudiantes (4 de 7 estudiantes) que partió de ALMIDÓN y el 86 % de los que partieron

del anzuelo C-CO2 (12 de 14 estudiantes) indicaron desconocer el origen de la glucosa

involucradas en el proceso de respiración celular.

De estos resultados, emerge que los estudiantes que no supieron la respuesta, habían

partido en las EC con el anzuelo C-CO2.

Como conclusión parcial podemos decir que es muy llamativo que 70 % de Rneg y el 76

% de Rarg explicitaran que desconocían el origen de la glucosa involucrada en la respiración

celular. Esto estaría indicando una brecha muy importante en lograr un enfoque sistémico del

MHC en esta población de IBMC.


Rarg 22%

(21 est. de 97)

RESPUESTA�No sé�

76% (16 est. de 21)

RESPUESTA CORRECTA �proviene de la dieta�

24% (5 est. de 21)


C-CO2 Almidón C-CO2 Almidón

75 % (12 est.) 25% (4 est.) 40% (2 est.) 60% (3 est.)

9 En forma coloquial, durante las clases observadas, se registró la forma de expresión de �la glucosa que se respira�, que también fue utilizada por la investigadora, como quedó registrado en las grabaciones.


241



El 81% del grupo Rarg (17 estudiantes del total de 21 Rarg) declaró desconocer la

respuesta; y el 19% (4 estudiantes de 21 Rarg) señaló que la glucosa se incorpora por el

intestino, pero no pudieron hacer explícito el mecanismo del proceso de absorción. Estas

últimas respuestas, aunque no indicaran el mecanismo involucrado, fueron consideradas

correctas, ya que en la asignatura no se profundiza en los mecanismos de transporte. Estos

datos se presentan en la Tabla 7.2.g.

El desconocimiento sobre la forma por la que se incorpora la glucosa a la sangre para

dirigirse al resto de los tejidos reveló nuevamente brechas en la información que manejan los

estudiantes, que fueron claramente reconocidas por ellos en sus declaraciones �No se�.

Un análisis más detallado, en función de los anzuelos de partida en las EC, mostró que

el 70% de los estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 (12 de 17 estudiantes) manifestaron

desconocer cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo. Lo mismo sucedió

con el 29% (7 de 17 estudiantes) que había partido del anzuelo ALMIDÓN (5 estudiantes).

También en esta pregunta nos interesó efectuar un análisis desde el MPI (capítulo 2,

sección 2.1.1.2), con el fin de conocer la relación entre el anzuelo utilizado y las respuestas

correctas, así como las respuestas en las que se hizo explícita la falta de conocimiento de las

ER. Por tal motivo, se retomaron los datos de las grabaciones para recuperar dicha correlación,

que se muestra en la Tabla 7.2.g.

A partir de este nuevo análisis, comprobamos que respondieron correctamente el 28%

de los estudiantes que partieron del anzuelo ALMIDÓN (2 de 7 estudiantes) y el 14 % (2 de 14

estudiantes) de los que partieron del anzuelo C-CO2. Por otra parte, el 71% (5 est de 7) de los

estudiantes que partió de ALMIDÓN y el 86 % de los que partieron del nodo C-CO2 hicieron

explícito que desconocían la respuesta.



ALMIDÓN en las EC y que además, la mayor parte de los estudiantes que no supieron la

respuesta, habían partido en las EC con el anzuelo C-CO2.


Rarg 22% (21 est. de 97)

RESPUESTA �No sé�

81% (17 est de 21)

RESPUESTA CORRECTA �por el intestino... pero no sé cómo�

19% (4 est de 21)


anzuelo C-CO2 anzuelo almidón



242

71% (12 est.) 29% (5 est.) 50% (2 est.) 50 % (2 est.) Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

Los resultados se muestran en la Tabla 7.2.h.

El 71% del grupo Rarg (15 estudiantes) expresó que la �glucosa se dirige hacia las

células que más la necesitan�; es decir, que la distribución de la glucosa dependería de la

demanda de las diferentes células; un 24% (5 estudiantes) sostuvo que se �dirige a las

mitocondrias�, y el 5% (1 estudiante) manifestó explícitamente desconocer la respuesta.

La respuesta de los 15 estudiantes pondría en evidencia que trabajaban con un modelo

que implicaría una intencionalidad en la distribución de la glucosa en sangre y en su captación

por las células de los distintos tejidos. El 67% de ellos (10 de 15 estudiantes) había utilizado el

anzuelo C-CO2 y el 33 % restante (5 de 15 estudiantes) el anzuelo ALMIDÓN.

De los 5 estudiantes que señalaron que la glucosa se dirige a las mitocondrias 2

partieron del anzuelo ALMIDÓN y 3 de C-CO2


Rarg 22%

(21 est. de 97)

Respon-den

�No sé� 5 %

(1 est de 21)

Responden �se distribuye hacia las células que más lo necesitan�

71% (15 est de 21)

Responden �se dirige a mitocondria�

24 % (5 est de 21)


anzuelo anzuelo C-CO2 anzuelo almidón


C-CO2 67 %

(10 est.) 33 %

(5 est.) 60 %

(3 est.) 40 %

(2 est.)

Para el análisis del MPI, nos interesó conocer la relación entre anzuelo utilizado y las

respuestas correctas, así como las respuestas en las que se hizo explícita la falta de

conocimiento. Por tal motivo a partir de los datos generales, volcados en la Tabla 7.2.h

extrajimos los porcentajes de tales respuestas asociados con cada anzuelo (Tabla 6.2.i).

A partir de este nuevo análisis, comprobamos que no hubo diferencia en cuanto a la

proporción de respuestas correctas en relación al anzuelo utilizado como punto de partida en el

PMR. En cambio, podemos afirmar que, la mayor parte de los estudiantes que hicieron explícito

desconocer la respuesta, habían partido en las EC con el nodo C-CO2.

Esta pregunta nos permitió confirmar que de los 14 estudiantes que partieron del

anzuelo C-CO2, y que aparentemente en las EC habían respondido correctamente, 10 tenían

una concepción finalista acerca de la distribución de la glucosa en el organismo (Tabla 7.2.h),

tres sostuvieron que la glucosa va directamente a mitocondrias y un estudiantes reconoció

explícitamente no saber.


243

7.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL DOCENTE

7.3.1 Entrevista Concurrente

En la entrevista concurrente el docente a cargo de estos temas en las clases teóricas

desarrolló el PMR utilizando el siguiente camino resolutivo:

Almidón ‡ Glucosa ‡ Glucólisisl/Ciclo de Krebs ‡ Eliminación del CO2 a la atmósfera

A continuación se le efectuaron las cuatro preguntas de la ER. Más allá de que se

esperaban respuestas totalmente correctas, la entrevista tuvo por objetivo rescatar alguna

reflexión del docente acerca de cómo podría ser interpretado el PRM por los estudiantes de su

asignatura.

7.3.2 Entrevista Recurrente

Pregunta 1: ¿Consideró el hecho que se tratara de un organismo?

El docente afirmó: �Por supuesto considero el organismo...�, y aclaró que no lo mencionaba al

resolver el problema porque es algo que ya lo tiene incorporado, que está implícito. Agregó �Se

sabe que el almidón se digiere y que la glucosa es absorbida en intestino, que luego va a

sangre, y que por vena porta va a hígado, etc., etc.� El docente declaró también que para

resolver el problema pensó en el CO2 y a partir de qué moléculas se obtenía en las vías

metabólicas celulares.

Pregunta 2: ¿Sabe de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de


El docente respondió que la glucosa se obtiene por la alimentación, a diferencia de las plantas

que la obtienen a partir de la fotosíntesis.



El docente respondió: �La glucosa se absorbe a nivel intestinal, más específicamente en las

microvellosidades intestinales, a partir de allí pasará a sangre y a los distintos tejidos�.



244

El docente señaló que una vez producida la absorción intestinal la glucosa va a sangre, por

vena porta se dirige al hígado; y luego se distribuye en forma pareja hacia todos los tejidos del

cuerpo.

A continuación se le preguntó sobre cuál era su opinión de cómo los estudiantes podrían

contestar este problema. Sostuvo que consideraba que los estudiantes debían venir de la

escuela media con esos conocimientos básicos; y si no los tuvieran, ellos mismos, por mera

curiosidad y afán de comprender, deberían consultar la bibliografía a medida que avanzaban

con los temas en las teóricas. Y agregó que consideraba �y esperaba no equivocarse- en que

podían resolver este problema.

7.4 ANÁLISIS CRUZADOS ENTRE REPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y RECURRENTES (ER)

Las posibilidades a partir de las cuales los estudiantes podrían haber comenzado a

resolver el PMR eran numerosas, sin embargo, como �anzuelos� de partida fueron utilizados

sólo dos, C-CO2 y ALMIDÓN; que además son parte del enunciado del PMR. Cuando

decidimos analizar si había alguna relación entre el anzuelo de partida y cantidad de

respuestas correctas al PMR, notamos una mayor proporción de respuestas correctas en los

estudiantes que habían partido del anzuelo C-CO2. (Ver sección 7.1). Sin embargo, cuando

Tabla: 7.4.a Porcentaje de las respuestas correctas y �no se� en relación al anzuelo utilizado en las EC.


C-CO2 (14)

ALMIDÓN (7)


100% (14 est. de 14)

100% (7 est. de 7)



100% (14 est. de 14)

0%

Consideran al organismo a la hora de pensar el PMR

0% 100%

(7 est. de 7)

Pregunta 2 de ER

Respuestas Correctas

14% (2 est. de 14)

43% (3 est. de 7)


86% (12 est. de 14)

57% (4 est. de 7)

Pregunta 3 de ER

Respuesta Correcta

14% (2est. de 14)

28% (2 est. de 7)


86% (12 est de 14)

71% (5 est. de 7)

Pregunta 4 de ER

Respuesta Correcta

71% (10 est de 14)

71% (5 est. de 7)


7% (1 est de 14)

0%


245

analizamos la relación entre el tipo de anzuelo de partida y las respuestas a las ER. (Tablas

7.2.f-h), observamos que ninguno de los estudiantes que había partido del anzuelo C-CO2,

habían tenido presente el organismo en el PMR. Por otro lado, también hubo una mayor

proporción de estudiantes que comenzó por C-CO2 que hizo explícito desconocer las

respuestas a las preguntas 2, 3 y 4 de las ER. Estas preguntas estaban relacionadas con

contenidos en los que debían asociar aspectos moleculares y celulares con procesos

principalmente fisiológicos, que involucran al organismo y sus sistemas. No hubo diferencias

significativas en las respuestas a las ER entre los estudiantes que comenzaron con el anzuelo

ALMIDÓN.

Esto, sugiere que, la respuesta correcta al PMR no permitiría inferir que los estudiantes

contaran efectivamente con un modelo biológico completo y correcto en sus conocimientos.

Se presenta la Tabla 7.4.a como resumen de la correlación que muestran los tipos de

respuestas a las ER y PMR según el anzuelo utilizado.

7.5. ANÁLISIS DE DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA)

El marco teórico del MPI sostiene que, para la evocación de una respuesta, el sujeto

selecciona un anzuelo determinado de búsqueda de información dentro de la pregunta-

estímulo, y éste opera en la búsqueda asociativa entre �señaladores� que han sido guardados

previamente en la MLP. A la luz de este modelo, y analizando los datos de la tabla 7.4.a,

podemos responder algunos de los interrogantes planteados al analizar las EC en la sección

7.1. Todo parece indicar que los estudiantes que utilizaron el anzuelo ALMIDÓN, recuperaron y

organizaron su respuesta evidenciando un modelo biológico más completo que aquéllos que

utilizaron como anzuelo C-CO2. Resulta interesante analizar estos datos a la luz de los aportes

de la TMC.

En la Tabla 7.5 se presentan los cálculos de las entropías empírica (Hemp) y máxima

(Hmáx) sobre la información puesta en juego en las respuestas de los 21 estudiantes de IBMC

que argumentaron respuestas (Rarg) frente al PMR (EC)

En la columna 1 se presentan numerados los nodos de la red semántica (Figura7.1),

correspondiendo el número 1 al anzuelo C-CO2 y el número 4 al anzuelo ALMIDÓN. En la

columna 2 se presenta la frecuencia de uso que le dio esa población a cada nodo (ver número

a la derecha y entre paréntesis en la red semántica); en la columna 3 se presentan las

entropías parciales (hi) de cada uno de los nodos utilizados, calculados según la fórmula hi

=log 1/pi, (Capítulo 2, Sección 2.4.2). Estos datos fueron utilizados para calcular la entropía


246

empírica (Hemp) de la población de IBMC, mediante la fórmula Hemp = ∑ pi log 1/pi. El valor

obtenido fue de 1,01 (presentado al pie de la columna 3, en color rojo). En la columna 4,

también se muestra resaltado en color naranja, el resultado de la sumatoria correspondiente a

las entropías parciales (hi) de los nodos utilizados a partir de cada uno de los anzuelos (C-CO2

ó ALMIDÓN), que resultaron 0,39 y 0,62, respectivamente.



de 6,2 como frecuencia de equipropabilidad de uso de cada nodo. A partir de estos datos, se

calculó que el valor de las entropías parciales en condiciones equiprobables para cada nodo

(hieq== pi log1/pi), que resultó ser 0,09. Estos valores fueron utilizados para calcular la entropía

máxima (Hmax) a partir de la fórmula Hmax = ∑ pi log 1/pi. El valor de la misma obtenido fue

de 1,11 (presentado en rojo final de la planilla).

A partir de los valores de entropía Hemp y Hmax obtenidos se calcula el valor absoluto

resultante de la diferencia entre ambas (∆H), obteniéndose el valor de 0,10. Para los análisis de

estos resultados se considerarán sólo dos cifras decimales como significativas. Este dato

aplicado a la formula H/Hmax permitió obtener el porcentaje del Coeficiente de Dispersión

que resultó ser 9,16%.

Este valor del coeficiente de dispersión de la entropía de la información indicó que sólo

ése porcentaje de estudiantes marcó algún un patrón fijo de resolución. El 90,84% restante

resultó ser el producto de una selección balanceada respecto a la totalidad de información

disponible al resolver el PMR

Tabla 7.5 Cálculo de entropía informacional de la población de estudiantes de la materia IBMC.

Nº de nodo Frecuencia de uso por

nodo

Entropías Parciales

(hi)

ぇ hi por anzuelo

1 14 0.13 2 14 0.13 3 14 0.13 0.39 4 7 0.09 5 5 0.07 6 5 0.07 7 5 0.07 8 5 0.07 9 5 0.07 10 2 0.04 11 2 0.04 12 2 0.04 13 2 0.04 0.62

Frecuencia acumulada de nodos = 82

Hemp 1.01 Hmáx 1.11

Hieq = 0.09 〉H 0.10

Coef. Dispersión

9.16%


247

Dado que el término entropía es una medida de �incertidumbre� asociada a la

información evocable, que le permitirá a un sujeto hacer explícita su respuesta a una pregunta -

más allá de la forma de expresar en palabras dicha respuesta-, los datos de entropía

resultantes para esta población de IBMC indicarían que los estudiantes no estaban habituados

a pensar en este tipo de problema planteado, de manera que no tenían una organización

predeterminada y ordenada de la información a utilizar. Ello nos permitió corroborar que el

problema era abierto y la resolución del problema no se produjo mediante respuestas

predeterminadas, sino que cada uno de los participantes debió elaborar su propia explicación.

Cabe reflexionar que, un entrenamiento en la respuesta a este problema conduciría a una

frecuencia mayor dentro de una tendencia de resolución, pero que podría resultar ficticia

respecto de una evaluación sobre aprendizaje.

Al hacer la sumatoria de los hi de nodos de los caminos que conforman la respuesta, se

obtienen entropías parciales por camino con valores de 0.39 y 0.62 para los que parten de C-

CO2 y ALMIDÓN respectivamente. Es decir, el mayor peso respecto a la incertidumbre

generada a la hora de resolver el problema en esta población estaría dada por estudiantes que

expresaron el nodo ALMIDÓN como punto de partida, pues fueron los que más contribuyeron

al aumento del valor del Hemp total (contribuyendo al 9,16% de desvío respecto a Hmáx).

Esto significa que quienes comenzaron por el nodo ALMIDÓN tendrían un acervo de

información mayor (como sub grupo dentro de la población). Es decir estos estudiantes habrían

tenido más alternativas de búsqueda cognitiva en sus MLP para encontrar los caminos

resolutivos apropiados. En las respuestas de las ER se pudieron comprobar ciertos

conocimientos más correctos dentro de este subgrupo que los estudiantes que partieron del

anzuelo C-CO2. Estos últimos, por el contrario mostraron un menor conocimiento en las

preguntas de las ER. Nuevamente hubo discrepancias con los trabajos de Raimoldi y

Raimondo (1999) sobre entropía. Los motivos de esta disrepancia pueden ser dos; por un lado,

Rimoldi y Raimondo (1999) indagaron a egresados en ciencias médicas (Ohio State Univesity

Collage of Medicine Independent Study Program) sobre resoluciones de casos de diagnóstico

clínico comparando grupos de expertos con mayor o menor experiencia clínica. Los sujetos en

nuestra tesis son estudiantes no licenciados aún y por tanto, son novatos respecto del tema

MHC. Por otro lado, estos autores no investigaron el contexto interpretativo en el que se

movían aquellos sujetos para arribar a sus respuestas, sino cuán rápido eliminaban la

incertidumbre a la hora de arribar a un diagnóstico correcto y entonces esta acción se podría

corresponderar con una suerte de entrenamiento. En nuestro caso si tuuviéramos estudiantes

entrenados en contestar problemas como el PMR, posiblemente hubieramos obtenido una

mayor frecuencia de alguna de las secuencias determinadas, pero esta situación no hubiera

garantizado un verdadero aprendizaje conceptual. La indagación de los contextos de

interpretación (mediante entrevistas concurrentes) es una estrategia relevante, sobre todo si se


248

considera que indagar sólo mediante la resolución de un problema puede parecerse mucho a

las evaluaciones tradicionales; en las que estudiantes y docentes orientan sus aprendizajes y

sus enseñanzas a la aprobación de las evaluaciones.

En conclusión, una mejora en la enseñanza del MHC no se resolvería si se presentara

al PMR como un enunciado de un ejercicio adicional, por ejemplo en una guía de problemas,

con una respuesta correcta dada por el docente. Esto sería una simple forma de entrenar a los

estudiantes en dar una respuesta apropiada, y no una forma didáctica de ayudarlos a construir

un contexto interpretativo, un modelo mental con sus propios conocimientos, a partir de

detectar sus propias fallas de comprensión.

Los resultados de entropías parciales obtenidos en este análisis habrían mostrado que

los estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 podrían haber sido los �más expertos� (menor

valor de entropía). Esa afirmación no concuerda con los resultados evidenciados en las ER, ya

que todos estos estudiantes explicitaron no haber tenido presente al organismo para analizar la

situación planteada en el PMR y respondieron mayoritariamente desconocer las respuestas a

las preguntas 2, 3, 4 de las ER


Una vez finalizadas las EC y las ER, se tomó a los estudiantes de IBMC un cuestionario

semiestructurado (Capítulo 3, sección 3.3.1.3), con el objetivo de volver a evaluar sus

conocimientos efectivos, fallas o brechas en el mismo, mediante otro instrumento metodológico

que pudiera validar los resultados obtenidos mediante entrevistas. Así, las respuestas al

cuestionario semiestructurado, al responderse en forma escrita, no necesitaban ser mediadas

por interpretaciones sobre el discurso verbal grabado y transcripto.

El Cuestionario 1 presentado en el Capítulo 3, Sección 3.3.1.3, fue tomado a 106

estudiantes voluntarios (65 del segundo cuatrimestre de 2006 y 41 del primer cuatrimestre de

2007) (Ver capítulo 3, Tabla 3.3) las semanas siguientes a las respectivas tomas de

entrevistas.

Pregunta 1: Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar

de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que al

estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se utiliza

para la respiración celular? Sí/No. Justificá tu respuesta.

Esta pregunta tiene estructura abierta, ya que los estudiantes deben justificar sus

respuestas, lo que permite identificar categorías semánticas emergentes en los escritos, para

luego organizarlas en categorías recurrentes. Los resultados se presentan en la Tabla 7.6.a.


249

El 8% respondió que no sabía la respuesta. Un 69% (73 estudiantes) contestó que �no�;

es decir estos estudiantes consideraron que el origen de la glucosa que se utilizan en la

respiración celular no dependería del estado metabólico por el que atraviesa un organismo.

Dentro de las justificaciones se encontraron cuatro categorías recurrentes: el 25% consideró

que �durante la noche las células consumen el ATP de la glucosa que se ingirió durante el día�;

el 18% que �la glucosa es parte de moléculas que ya hay en nuestras células�, otro 18% afirmó

que la glucosa proviene de la dieta pero que siempre pasa a formar glucógeno, antes de

liberarse y pasar a la respiración celular. Finalmente un 8% de estudiantes señaló que �la

glucosa proviene de la glucólisis�.

Tabla 7.6.a. Respuestas de 106 estudiantes de IBMC a la pregunta 1 del cuestionario semiestructurado.

Justifi-cación:

Respon-den �No sé�

Responden �No�

Responden �Si�

De noche las células consumen

el ATP obtenido

de la glucosa

durante el día 25% (26 est)

La glucosa es parte de las

moléculas que ya hay

en nuestras células 18%

(19 est)

La glucosa

de la dieta se dirige

siempre a formar

glucóge-no y de

ahí a RC 18%

(19 est.)

Se origina a partir de la glucólisis 8% (9 est.)

Durante la noche degradan lípidos y proteínas

8% (8 est.)

La glucosa siempre viene de la dieta, por la

noche, si no

alcanza, se usa

glucóge-no 16%

(17 est.). Porcen-taje de

frecuen-cia por

categoría de

respues-tas

8% (8 est.)

69% (73 est.)

24% (25 est.)

Un 24% (25 estudiantes) contestó que �sí�; es decir, estos estudiantes consideran que el

origen de las glucosas que se utiliza en la respiración celular dependería del estado metabólico

por el que atraviesa el organismo. Dentro de las justificaciones se encontraron dos categorías

recurrentes, una correcta y otra incorrecta: 17 estudiantes afirmaron que la glucosa que se

utiliza en la respiración celular siempre proviene de la dieta y que durante la noche, si ésta no

alcanza, se utiliza glucógeno; y 8 estudiantes señalaron que durante la noche no hay glucosa y

se degradan lípidos y proteínas. Estos últimos estudiantes aplicaron un razonamiento posible,

ya que es cierto que cuando no hay reserva de glucosa como glucógeno en el hígado, el

organismo cataboliza lípidos y proteínas. Pero si el estudiante no sabe cuánto tiempo le dura la

reserva de glucógeno (24 hs.), puede pensar perfectamente que luego de 8 horas sin comer,

va a utilizar aquellas moléculas.


250

Estos datos muestran que sólo un 16% del total (17 de los 106 estudiantes)

respondieron correctamente (los que contestan que �Si�, que la glucosa siempre viene de la

dieta, por la noche, si no alcanza, se usa glucógeno). Dentro del restante 76% (81 estudiantes)

encontramos 5 argumentos incorrectos. Dos de ellos ya habían sido detectados durante las

ER: la glucosa proviene de la glucólisis o es parte de las moléculas que ya hay en nuestras

células. Los otros tres argumentos aseveraron que la glucosa no se utiliza durante la

respiración celular nocturna, ya que las células en este momento consumen ATP (detectado

también en los estudiantes del CBC, ver Capítulo 6) o lípidos y proteínas, o bien que debe

formarse glucógeno como paso obligado en las vías metabólicas que conducen a la respiración

celular.

Pregunta 2 (Capítulo 3, Cuadro 3.4)

Esta pregunta es de opción múltiple e indaga si los estudiantes tenían presente que

existe alguna relación entre los carbonos de la materia orgánica del alimento (se ejemplifica

con un plato de fideos) y las moléculas de CO2 que se podrían exhalar al aire. Se intentó

reevaluar la relación entre alimentación y respiración celular.

Las opciones de respuestas a), b), c) ó f) son incorrectas y confirman que el estudiante

que las eligiera no establece relaciones entre alimentación y respiración celular, en cada caso

con justificaciones diferentes. La d) es la opción correcta. La opción g) permite reconocer la

falta de conocimiento.

La opción correcta (d) fue elegida por un 10% de estudiantes (12 de 106 estudiantes

totales).

Los resultados mostraron que un 79% (84 de 106 estudiantes) eligió opciones que

confirman fallas de conocimiento sobre relación entre ingesta de glucosa y respiración celular.

Dentro de las opciones, la (a) fue la mayoritariamente elegida (34%, 36 estudiantes); esta

opción establece que, �el CO2 que se elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al

inhalar�. Un 16% (17 estudiantes) eligió la opción (b) que afirma la falta de relación absoluta

entre ingesta y respiración celular. Un 18% (19 estudiantes) eligió la opción (c) que remite a la

formación de glucógeno como paso obligado antes de la respiración celular. Finalmente, un

11% (12 estudiantes) eligieron la opción (f) que permitió detectar una idea subyacente errónea

respecto de la digestión y su relación con la respiración celular que no había aparecido en las

indagaciones previas mediante EC y ER.

En la Tabla 7.6.b se resumen los datos sobre la pregunta 2.

Tabla 7.6.b. Respuestas de 106 estudiantes de IBMC a la pregunta 2 del cuestionario

semistructurado. La opción correcta es la (d)*.


251

Opciones de la Pregunta 2

a) b) c) d) e) f) g)


34 % (36 est.)

16 % (17 est.)

18 % (19 est.)

10 % (12 est.)

3 % (3 est)

11 % (12 est)

5 % (5 est.)

Pregunta 3 (Capítulo 3, Cuadro 3.4)

En esta pregunta de opción múltiple se indagó acerca del destino de los átomos de carbono de

la glucosa proveniente de la alimentación. La intención fue recabar qué información

manejaban los estudiantes respecto de los múltiples destinos de los Carbonos de la glucosa

en el organismo y la posible activación de vías metabólicas de hidratos de carbono en relación

al momento nutricional del organismo.

Las opciones de respuestas (a), (b), (c) y (d) plantean alternativas incompletas, su

elección indicaría, por tanto, un conocimiento insuficiente, que no tiene en cuenta las distintas

posibilidades de distribución de un metabolito. Por consiguiente, se consideraron como

opciones parcialmente correctas. La opción (e) es la opción correcta. La elección de la opción

(g), que descarta todas las opciones anteriores, es incorrecta, la elección de h) permite indicar

que desconocían la respuesta y la i) reconocer la falta de conocimiento.

La Tabla 7.6.c resumen los datos obtenidos en la pregunta 3. La opción correcta (e) fue

elegida por un 8% de estudiantes (9 de 106). Un 58% (61 de 106 estudiantes) eligió las

opciones parcialmente correctas: dentro de estas opciones, la (a) fue elegida por un 10% (11

estudiantes); la opción (b) fue elegida por un 36% (38 estudiantes); las opciones (c) y (d) fueron

elegidas cada una por un 3% (3 estudiantes cada una) y la opción (f) fue elegida por 6

estudiantes (6%).

La opción incorrecta g) fue elegida por un 24% (25 estudiantes), la h) por un 2 % (3

estudiantes) y la i) por un 8 %, (8 estudiantes).

Tabla 7.6.c. Respuestas de 106 estudiantes de IBMC a la pregunta 3 del cuestionario

semistructurado. La opción correcta es la (e)*.

Opciones de la Pregunta 2

a) b) c) d) e)* f) g) h) i)


10% (11 est.)

36% (38 est.)

3% (3 est.)

3% (3 est.)

8% (8 est.)

6% (6 est.)

24% (25 est.)

2% (3 est)

8% (8 est)

Analizando la tabla 7.6.c debería considerarse que el diseño de los distractores de esta

pregunta (Ver Cuadro 3.4, capítulo 3) podría haber inducido a la selección de opciones que

indicarían conocimiento parcial sobre los múltiples destinos metabólicos de los carbonos de la

glucosa en el organismo. Esto ocurre, particularmente con las opciones a) y d) que fueron en


252

total elegidos por el 10% y 3% respectivamente. Los estudiantes que eligieron la opción b), que

sostiene que los carbonos de la glucosa se detectarán en las células del hígado, podrían haber

respondido considerando el sitio donde la glucosa puede entrar en algún camino metabólico o

bien considerando que se les enseña que la glucosa incorporada en el organismo es, en primer

término, almacenada como glucógeno. Por lo tanto, las únicas respuestas que pueden

considerarse incorrectas, en esta población, son las provenientes de la elección de las

opciones f), g) y h) que fueron elegidas por un 6%, 24% y 2% respectivamente.


discutirán en el capítulo 10.

7.7 RESPUESTAS DEL DOCENTE AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO

El docente contestó afirmativamente a la pregunta 1, acerca del origen de la glucosa en

distintas situaciones nutricionales, diciendo �obviamente que sí, el organismo presenta recursos

para obtener energía cuando no hay ingesta. Uno de ellos es la degradación del glucógeno,

lípidos y en últimas instancias proteínas.�

En las preguntas de opción múltiple el docente siempre seleccionó las opciones

correctas.

Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.

253

CAPÍTULO 8

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. DATOS PROVENIENTES DE BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN, FACULTAD DE MEDICINA

Una muestra conformada por 126 estudiantes voluntarios de un total aproximado de 420

estudiantes de Bioquímica de Nutrición de la FMED de la UBA respondió las Entrevistas

Concurrentes (EC) en las que se presentó el Problema de Múltiples Resoluciones (PMR)

detallado en el Capítulo 3, cuadro 3.2 y posteriormente las Recurrentes (ER). Al grupo de

estudiantes que durante las EC negaron la posibilidad planteada en dicho problema, lo

denominamos �Rneg� (Respuesta negativa), y denominamos �Rarg� al grupo restante, que

logró argumentar alguna respuesta frente al PRM.


espontáneas, según la metodología de �pensar en voz alta� (Capítulo 3, sección 3.3.1.2). Las

respuestas se registraron como grabaciones10. Las transcripciones de tales entrevistas se

sistematizaron en una red semántica, que se muestra en la Figura 8.1, de acuerdo a la

metodología que se señaló en el capítulo 3, sección 3.3.1 y capítulo 4 sección 4.4. En esta red

semántica quedaron descriptos los caminos asociativos expresados en todas las respuesas. La

información expresada en la red semántica 8.1 se analizó desde la Teoría Matemática de la

Comunicación (Ver sección 8.5) Una vez concluida cada EC se efectuaron en forma inmediata

a cada entrevistado, las 4 preguntas de la ER. Las respuestas a estas preguntas fueron

grabadas y transcriptas, lo que permitió la organización de tablas con porcentaje de respuestas

que fueron también subclasificadas respetando los grupos �Rneg� y �Rarg�. (Ver sección 8.2).

El análisis de los resultados de las ER permitió confirmar, ampliar y/o reconsiderar las

conclusiones parciales provenientes de las EC y los valores obtenidos de la entropía de la

información.

El análisis de la EC y ER a los docentes a cargo de BN se presenta en la sección 8.3.

En la sección 8.4 se presentan los análisis cruzados entre las EC y la ER. En la sección 8.5 se

presenta el análisis de las EC desde la TMC. El análisis de las respuestas al cuestionario

semiestructurado se presenta en la sección 8.6. La discusión general de los resultados y el

análisis transversal con el resto de las asignaturas se presentará en el capítulo 10.

8.1. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC)

El análisis de las Entrevistas Concurrentes en las que se planteó el PMR (Cap. 3 cuadro

3.2) mostró que el 34% de los estudiantes (43 estudiantes del total de 126) negó la posibilidad

10Se contempló también recoger los eventuales dibujos o notas que algunos estudiantes esbozaran; sin embargo, estos recursos no fueron utilizados por los estudiantes.


254

planteada en el problema (grupo �Rneg�), y el 66% restante (83 estudiantes del total) logró

argumentar alguna respuesta (grupo �Rarg�). Las respuestas del grupo �Rarg� se

sistematizaron y plasmaron en la red semántica de la Figura 8.1.

En esta red semántica se muestra que para el grupo �Rarg� se observan doce patrones

generales de respuestas cuyas evocaciones iniciales comenzaron con los siguientes anzuelos;

PIZZA (22%), PERSONA (37%), C-CO2 (20 %) y ALMIDÓN (21 %).

En la red semántica (Figura 8.1) se observa que los 18 estudiantes que comenzaron sus

caminos asociativos a partir del anzuelo PIZZA, continuaron su resolución con cuatro

alternativas de nodos diferentes: almidón (el 11%), hidratos de carbono (el 11%), proceso

digestivo (61%), alimentación (el 17%). A partir de estos segundos nodos asociativos,

emergieron subsecuencias resolutivas. Por otra parte, los 31 estudiantes que comenzaron sus

caminos asociativos con el anzuelo PERSONA continuaron con el nodo alimentación y, a partir

de allí emergieron dos subsecuencias de resolución alternativas. A su vez, los 17 estudiantes

que partieron del nodo C-CO2 continuaron su resolución un solo camino asociativo.

Finalmente, los 17 estudiantes que partieron del nodo ALMIDÓN emplearon cuatro

alternativas de nodos diferentes: hidratos de carbono (41%); ingestión (18%); amilasas (29%);

proceso digestivo (12%). A partir de estos segundos nodos asociativos, emergieron diversas

subsecuencias resolutivas.

Análisis de las secuencias asociativas a partir de cada anzuelo

Anzuelo PIZZA

1) Subsecuencia que comienza con Almidón (2 estudiantes)

Ingestión ‡ Digestión ‡ Absorción.de glucosa ‡ Glucólisis /Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de

CO2 a la atmósfera (2 estudiantes)

2) Subsecuencia que comienza con Hidratos de Carbono (2 estudiantes)

Ingestión ‡ Aumento de glucosa.en sangre ‡ Glucólisis /Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2

a la atmósfera (2 estudiantes)

Estos caminos resolutivos fueron considerados respuestas correctas, puesto que asocian el

proceso de alimentación planteado en el PMR con la respiración celular, involucrando la

eliminación del CO2 a la atmósfera.


255

3) Subsecuencia que comienza con Proceso Digestivo (11 estudiantes)

Desechos de Materia Orgánica ‡ Actividad bacteriana ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera

(11estudiantes)

Esta subsecuencia, fue considerada incorrecta puesto que no tuvieron presente la relación

entre alimentación y respiración al pensar la resolución del PMR. Consideraron que luego del

proceso digestivo se eliminan los desechos no digeridos, y éstos son utilizados por bacterias

que eliminan el CO2 a la atmósfera como producto de su actividad metabólica.

4) Subsecuencia que comienza con Alimentación (3 estudiantes)

Proceso Digestivo ‡Glucosa ‡ Absorción en hígado ‡ Distribución.según necesidades ‡

Célula ‡ Glucólisis/Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera (3 estudiantes)

Este camino resolutivo fue la respuesta de tres estudiantes que señalaron que la glucosa se

distribuye hacia las células que más la necesitan, hecho que podría atribuir una cierta

intencionalidad al proceso.

Anzuelo PERSONA

Los 31 estudiantes que partieron del anzuelo persona continuaron su resolución con el

nodo alimentación y a partir de este nodo mostraron dos subsecuencias asociativas.

1) Subsecuencia que comienzan con alimentación (31 estudiantes). Se abre en dos

caminos:

i) Proceso digestivo ‡ Desechos de Materia Orgánica ‡ Actividad bacteriana ‡ Eliminación de


ii) Ingestión ‡ Absorción.de glucosa ‡ Circulación Sanguínea ‡

Glucogenogénesis/Glucogenolisis ‡ Glucolisis /Cadena Respiratoria ‡Eliminación de CO2 a la

atmósfera (4 estudiantes)

El camino i) (27 estudiantes), fue considerado incorrecto puesto que no consideraron la

posibilidad de que el organismo elimine el CO2 como producto de la respiración celular de la

glucosa del almidón, sino que el CO2 es producido por la actividad bacteriana del intestino.

El camino ii) fue utilizado por 4 estudiantes que sostuvieron que la glucosa, antes de

llegar a CO2, debía siempre pasar por la vía metabólica de formación de glucógeno


256

(glucogenogénesis), luego el glucógeno sería degradado (glucogenolisis); por lo tanto, fue

considerado como respuesta incorrecta.

Anzuelo C-CO2

Los 17 estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 continuaron su resolución con el

nodo producto del Ciclo de Krebs de la Respiración Celular y finalizaron la secuencia utilizando

el nodo Eliminación de CO2 a la atmósfera. Evidenciaron de esta manera sólo una

subsecuencia asociativa. Estas respuestas fueron consideradas como correctas puesto que

relacionaron la eliminación del CO2 con el proceso de respiración celular a partir de la glucosa

proveniente del alimento.

Anzuelo ALMIDÓN

Los estudiantes que partieron del anzuelo ALMIDÓN continuaron su resolución con

cuatro subsecuencias asociativas, una de ellas que abrió, a su vez, en dos caminos.

1) Subsecuencia que comienza con Hidratos de Carbono (7 estudiantes)

i)-Glucogenogénesis/Glucogenolisis ‡ Respiración Celular ‡ Eliminación de CO2 a la


ii)-Glucólisis / Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera (2 estudiantes)

El camino resolutivo i), fue residido por 5 estudiantes que sostuvieron que la glucosa,

antes de llegar a CO2, siempre debía pasar por la vía metabólica de formación de glucógeno

(glucogenogénesis), luego el glucógeno sería degradado (glucogenolisis) ofreciendo la glucosa

como sustrato de la respiración celular. Este tipo de respuesta fue considerada incorrecta,

puesto que no tuvieron presente la condición de post ingesta y consideraron además una

única alternativa como fuente de glucosa para el proceso de respiración celular. En cambio, el

camino asociativo ii), que plantearon 2 estudiantes, fue considerado como correcto puesto que

relaciona las vías metabólicas que representan el pasaje del carbono del alimento a la

atmósfera.

2) Subsecuencia que comienza con Ingestión (tres estudiantes)

Absorción de glucosa ‡ Glucólisis/Ciclo de Krebs ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera (3

estudiantes).


257

Esta respuesta fue considerada correcta.

3) Subsecuencia que comienza con Amilasas (cinco estudiantes)

Absorción de glucosa ‡ Circulación Sanguínea ‡ Hígado ‡ Glucogenogénesis/Glucogenolisis

‡ Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria ‡ Eliminación de CO2 a la atmósfera.

Estos estudiantes consideraron que la glucosa, antes de ser oxidada y eliminados sus

carbonos como CO2, siempre debía pasar previamente por la vía de glucogenogénesis, y que

el glucógeno, así formado, luego sería degradado. Este tipo de respuesta se consideró

incorrecta por los mismos motivos detallados anteriormente.

4) Subsecuencia que comienza con Proceso Digestivo (PD) (dos estudiantes)

Absorción de almidón por intestino ‡ circulación sanguínea ‡ Glucólisis/Ciclo de Krebs ‡

eliminación de CO2 a la atmósfera.

Estos estudiantes incluyeron en sus respuestas que el almidón, y no la glucosa, se

absorbe por intestino, evidenciando así errores conceptuales relacionados a mecanismos de

transporte y con la digestión química que sufre esta macromolécula. Tuvieron presente el

sistema circulatorio, antes que considerar procesos a nivel celular, para luego asociar las vías

metabólicas de glucólisis y ciclo de Krebs, y, finalmente, la eliminación del CO2 a la atmósfera.

Al obtener estos datos surgieron los siguientes interrogantes:

a) El anzuelo PERSONA fue el más utilizado: 31 estudiantes de 83 (37%), y los dos grupos de

subsecuencias expresadas fueron incorrectas. ¿Significará esta situación que quien ha ubicado

su búsqueda en la MLP en primera instancia por el concepto de organismo complejo como es

el caso de PERSONA, no puede elaborar más de manera acertada su respuesta?

b) El resto de las respuestas al PMR dadas por los estudiantes comenzó en proporción similar

por el anzuelo PIZZA (22 %), ALMIDÓN (21%) y C-CO2 (20 %). ¿Podría considerarse que

estos tres anzuelos resultan igualmente eficaces para la evocación-recuperación de

información desde la MLP? ¿Permiten, por tanto, responder correctamente mediante

asociaciones de ideas sobre degradación de almidón, absorción intestinal de glucosa, entrada

a metabolismos, glucólisis y respiración celular?

Estas preguntas deberían encontrar respuestas a partir del análisis de los subsiguientes

datos de esta investigación, provenientes de la aplicación de los otros instrumentos de

indagación de información empírica.

Capítu

lo 8 � Resu

ltados y D

iscusión

. Bioqu

ímica de la N

utrición

.

2

58

1-Pizza (18)

25-Persona (31)

40-Almidón(17)

6-Ingestión (2) 10-Digestión(2)14-Absorción de glucosa (2) 18-Glucólisis / Ciclo

de Krebs (2)21-Eliminación de CO2

a la atmósfera (2)

49-Absorción del almidón en intestino(2)

58-Glucólisis / Ciclo de Krebs (2)

57-Hígado (5)

5-Alimentación (3)

3-Hidratos de Carbono (2)

4-Proceso Digestivo (11)

2-Almidón(2)

13-Glucosa (3)

34-Glucogenogénesis/Glucogenólisis(4)

17-Absorción en hígado (3)



37-C-CO2 (17)38-CO2 como producto del Ciclo de Krebs de la RespiraciónCelular (17)

26-Alimentación(31)

7-Ingestión (2)11-Aumento de glucosa en sangre (2) 15-Glucólisis / Ciclo de Krebs (2)

12-Actividad Bacteriana (11)

22-Célula (3)23-Glucólisis/Ciclo de Krebs (3)

16-Eliminación de CO2

a la atmósfera (11)


31- Actividad Bacteriana (27)

28-Ingestión(4) 30-Absorción de glucosa(4)

32-Circulación Sanguínea (4)

35-Glucólisis / Respiración Celular (4)

41-Hidratos de Carbono (7)

50-Respiración Celular (5)

46-Glucólisis/Ciclo de Krebs (2)

42-Ingestión (3)47-Absorción de glucosa (3)


43-Amilasa (5) 53-Circulación Sanguínea (5)

59-Glucogenogénesis / Glucogenólisis (5)





8-Desechos de materia orgánica (11)

Figura 8.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 66% de los estudiantes de BN (83 de 126 estudiantes) que lograron argumentar (Rarg) sobre elPMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuenciascon que apareció cada nodo.






a la atmósfera (2)


48-Absorción de glucosa (5)




29-Desechos de materia orgánica (27)

45-Glucogenogénesis / Glucogenólisis (5)


259




Inmediatamente luego de responder a la EC (PMR), cada estudiante fue entrevistado

con las preguntas de la ER. Una vez transcriptas y analizadas las respuestas al PMR, se hizo

lo propio con las respuestas de las ER. Posteriormente, para el análisis desde el MPI, resultó

interesante relacionar las categorías establecidas a partir de las ER con los anzuelos de

partida, concepto inicial empleado en responder al PMR. Para ello, se debió revisar

nuevamente el material grabado, lo cual permitió discriminar respuestas por anzuelos

utilizados. Este procedimiento es totalmente diferente al análisis de casos, en el que se sigue la

trayectoria del discurso de cada individuo entrevistado. En cambio, el análisis de este material

se efectuó a nivel de población, es decir, se analizó por separado la totalidad de las respuestas

a cada pregunta, con la finalidad de obtener categorías para cada una de éstas.




celular?




Cuarenta y tres estudiantes de una muestra total de 126 (34%) negó la posibilidad

planteada en el PRM (Rneg), y un 66 % (83 de 126 estudiantes) respondió con alguna

argumentación frente al mismo (Rarg).

Resultados de las entrevistas al grupo Rneg


El 88% de los estudiantes del grupo Rneg (38 estudiantes de un total de 43) señaló que

habían pensado en un organismo. Ejemplos de respuestas fueron: �Obviamente tengo presente

el enunciado�; �Sí, ¿por qué me lo preguntás? ¿Está mal, no?, pero la verdad no sé otra

respuesta�, �¿Es tema de esta materia?�, �Sí pero a la vez me preguntan de las vías

metabólicas y nunca vimos todo junto así, o por lo menos a mí me marea�. Sólo el 12% (5

estudiantes de un total de 43) restante afirmó que no tuvo en cuenta el organismo. Las

respuestas típicas de estos alumnos fueron simplemente negaciones. Los porcentajes

detallados se resumen en la Tabla 8.2.a.


260

Tabla 8.2.a Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes (n=43) a la pregunta 1 de las ER: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?


126)



12% (5 est.)

88 % (38 est.)



Un 72% de los Rneg (31 estudiantes de los 43 Rneg) manifestó no conocer el origen de

la glucosa involucrada en la respiración celular; un 28% (12 estudiantes) señaló la glucólisis

como origen de la glucosa. Este último dato podría sugerir que estos estudiantes interpretaron

la pregunta considerando la primera etapa de oxidación de la glucosa -glucólisis- como el

origen de los carbonos que se terminarán oxidando completamente en la respiración celular, y

no desde un enfoque fisiológico que abarca la ingesta, como era la intención de la pregunta del

PMR.

De acuerdo a estos datos, al menos el 72% de los estudiantes del grupo Rneg

desconoce y no tiene presente la participación de la glucosa desde los procesos fisiológicos

que abarcan la ingesta de alimentos y culminan en los procesos bioquímicos de degradación

de la misma. Esto indicaría aprendizajes fragmentados en los 43 de 126 estudiantes que no

pudieron resolver el PRM.

Es particularmente interesante el alto porcentaje de estudiantes que manifestaron

explícitamente su desconocimiento frente a esta pregunta (un 72%), este hecho señalaría una

actitud muy pasiva frente a la enseñanza. Esta situación no concuerda con el estilo de clase

puesto que los docentes de la materia estimulan continuamente la formulación de preguntas e

intentan motivar la curiosidad de los estudiantes por los procesos fisiológicos, celulares y

moleculares Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 8.2.b.

Tabla 8.2.b Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=43) a la pregunta 2 de las ER: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?


126)

Respuesta�No sé�

Otras Respuestas�La glucosa proviene de la glucólisis�

72% (31 est.)

28% (12 est.)


261



El 88% (38 estudiantes del total de 43 del grupo Rneg) expresó desconocer cómo se

incorpora la glucosa a la sangre; el 12% (5 estudiantes del total de 43) respondió �se produce

en las células a partir del alimento, luego sale y se transporta por sangre�.

El elevado porcentaje que desconocía la respuesta a esta pregunta no nos pareció

llamativo puesto que estos estudiantes tampoco habían tenido presente la relación entre

alimentación y respiración celular a la hora de resolver el PMR. En cambio, resultó interesante

que consideraran que la glucosa se produce dentro de las células a partir del alimento y que de

la célula sale hacia la sangre. Estos resultados confirman no sólo brechas en la información

sino errores importantes que subyacen al conocimiento bioquímico y pasan desapercibidos en

los exámenes tradicionales. Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 8.2.c.



126)


Otras respuestas �Se produce en las células a

partir del alimento� 88% (38 est.) 12% (5 est.)

Pregunta 4 ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

El 30% del grupo Rneg (13 estudiantes del total de 43), expresó desconocer qué sucede

con la glucosa una vez en sangre; el 42% del grupo Rneg (18 estudiantes del total de 43 del

grupo Rneg) expresó que la �glucosa se dirige hacia las células que más la necesitan�; y el

28% (12 estudiantes de 43) señaló que la �glucosa primero se dirige siempre hacia neuronas�.

Los porcentajes que se detallarán a continuación se resumen en la Tabla 8.2.d.

Los resultados indican que estos estudiantes le estarían otorgando intencionalidad a la

distribución de glucosa en el organismo. Tal intencionalidad se detecta no sólo en los que

respondieron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan, sino también

en los estudiantes que dijeron que siempre se dirige primero hacia neuronas.

Estas brechas en los conocimientos de los estudiantes dan cuenta de procesos de

aprendizaje fragmentados con incorporación de información en compartimientos estancos sin

lograrse una visión global que incluya al organismo en funcionamiento. Se esperaba que esta

población de BN ofreciera otro tipo de respuesta más cercana al modelo biológico correcto,

puesto que ya se habían enseñado las diversas afinidades de los receptores de glucosa en las

distintas células (Capítulo 5C).y las entrevistas se realizaron después del tercer parcial.


262

La idea de que la glucosa se distribuye en sangre con una intencionalidad parece ser

generalizada y muy difícil de erradicar. Dado que la habíamos detectado en CBC, en IBMC y

ahora en BN, suponemos que es una idea que se ha naturalizado de tal forma que corresponde

a un aprendizaje faltante que se ocupó con razonamiento heurístico.



126)

Respuesta�No sé�

Otras Respuestas

30% (13 est.)

�La glucosa se dirige primero hacia

las neuronas� 28% (12 est.)

�La glucosa se distribuye hacia

células que más la necesitan�

42% (18 est.)

Resultados de las entrevistas al grupo Rarg

Los resultados del grupo Rarg, se analizaron de la misma manera que los Rneg y

también en función de los anzuelos utilizados como punto de partida en las resoluciones del

PMR (EC) detallados en la Red Semántica correspondiente (Figura 8.1).

Análisis de la pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

De los 83 estudiantes Rarg, 22 (un 27%) no consideraron el organismo y 61 (un 73%) sí

expresó haberlo tenido en cuenta.

Un análisis por anzuelo evidenció interesantes relaciones entre las respuestas a las EC

y ER. Los resultados se presentan en la tabla 8.2.e. En el subgrupo que partió del anzuelo C-

CO2, conformado por 17 de los 83 estudiantes del grupo Rarg, sólo 4 manifestaron tener en

cuenta al organismo, los 13 restantes afirmaron que no lo tenían en cuenta al pensar en la

resolución del PMR. Estos estudiantes hicieron los siguientes comentarios: �Para este tipo de

pregunta no creo sea necesario�, �La verdad que no lo tuve en cuenta, pero te confieso que me

resulta mucho más complejo si pienso en el organismo entero�, �No, tampoco influye en la

respuesta, ¿no?� Estos ejemplos rescatados de los comentarios señalan claramente

dificultades para enmarcar procesos bioquímicos en un contexto fisiológico. Es interesante

enfatizar que desde el punto de vista de la EC estos estudiantes habían mostrado un tipo de

respuesta que pudo ser considerada correcta, ya que todos los que partieron del anzuelo C-

CO2, expresaron un solo camino asociativo C-CO2 producto del ciclo de Krebs de la

respiración celular eliminación de CO2 a la atmósfera (ver Figura 8.1). Estos estudiantes

reconocieron en el PMR al carbono y al CO2 como elemento anzuelo, sin relacionarlo

explícitamente con otros conceptos del problema o conocimientos previos, y a partir de él, todo


263

ese grupo mostró una gran homogeneidad en la reconstrucción de su repuesta a partir de

conocimientos asociados principalmente a los procesos bioquímicos.

En la Tabla 8.2.e también se muestra que del 27 % (22 estudiantes) que afirmó no

haber tenido en cuenta al organismo, el 59% (13 estudiantes) habían partido del nodo C-CO2,

el 32 % (7 estudiantes) del nodo ALMIDÓN y 9 % (2 estudiantes) del nodo PERSONA. Por otra

parte, dentro del grupo de 61 estudiantes que declararon haber considerado al organismo al

pensar el problema, el 7 % (4 estudiantes) había partido del nodo C-CO2, el 16 % (10

estudiantes) del nodo ALMIDÓN, 48 % (29 estudiantes) del nodo PERSONA y el 30 % del nodo

PIZZA (18 estudiantes).


Rarg (83 est. de 126)

�No consideraron al organismo� 27% (22 estudiantes)

�Sí, consideran al organismo� 73 % (61 est.)

C-CO2

59% (13 est)

Almidón 32%

(7 est)

Persona 9%

(2 est)

C-CO2

7% (4 est)

Almidón 16%

(10 est)

Persona 48%

(29 est)

Pizza 30%

(18 est)

Estos resultados permiten responder algunos a los interrogantes planteados al analizar

las EC en la sección 8.1, y parecerían indicar que:

a) El anzuelo PERSONA demuestra indicar una resolución enmarcada en pensar metabolismos

sobre un organismo complejo; teniendo en cuenta que de los 31 estudiantes que utilizaron este

anzuelo 29 declararon haber considerado al organismo para pensar el problema. Sin embargo

todos habían respondido incorrectamente el PMR.

b) En relación al segundo interrogante surgido tras analizar los datos de la Figura 8.1, se

observa que los que parten del anzuelo PIZZA presentan una resolución enmarcada en pensar

metabolismos sobre un organismo complejo. De los 18 estudiantes que usaron este anzuelo,

sólo 4 respondieron correctamente, pero todos declararon haber tenido en cuenta al organismo

en sus contestaciones al PMR.

En cambio, surge la idea de que los anzuelos C-CO2 y ALMIDÓN no asegurarían una

respuesta proveniente de un pensamiento integrador del MHC en un organismo complejo. Si

bien, las expresiones desencadenadas por estos dos anzuelos produjeron secuencias de

respuestas correctas, la totalidad de estudiantes que utilizaron el anzuelo C-CO2 (100 %) y 12

de los 17 que comenzaron con ALMIDÓN (70,6%), no tuvieron en cuenta al organismo, más

allá de que hubieran respondido correctamente al PMR.


264

Análisis de la pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el

proceso de respiración celular?

El 8% del grupo Rarg (7 de los 83 estudiantes) señaló desconocer el origen de la

glucosa luego de haber argumentado una respuesta frente al PMR. Frente a ello, la

entrevistadora indagó sobre esta aparente incoherencia en las respuestas, originándose

diálogos como los que se presentan en el Cuadro 8.2.

Cuadro 8.2 Diálogo de intervención de la encuestadora-investigadora con algunos estudiantes del grupo Rarg que manifestaron desconocer el origen de la glucosa involucrada en la respiración celular (pregunta 2 de las ER).

Preguntas adicionales de la entrevistadora Algunos ejemplos de respuestas de estudiantes

�A ver,...cuando se te planteó el problema tuviste en cuenta que a partir del almidón de la pizza se podía desprender el CO2 mediante el proceso de respiración celular�Pero cuando te pregunto si sabés de dónde proviene la glucosa que se respira11, no encontrás respuesta ¿Cómo puede ser?�

Ej.1- �Ahora que me preguntás acerca de la glucosa que se utiliza en la respiración...Tengo que pensarlo, porque es el O2 el que se respira�� Ej. 2- �Es distinto, en el problema preguntás si se puede encontrar C de Pizza en la atmósfera; ahora me preguntás acerca de la glucosa que se se utiliza en la respiración... ¡Y no respiramos la glucosa!”. Ej. 3- �La glucosa va a glucólisis y luego se elimina el CO2 en el Ciclo de Krebs, se respira otra cosa” Ej. 4- “Antes me preguntabas la glucosa que venía del alimento, ahora me decís que se respira... ¡Es distinto!…”

Nuevamente intervenciones mostraron una inducción a la reflexión de los estudiantes

sobre la profundidad conceptual del término respiración celular, y de la forma ambigua con que

se utiliza el término respiración. Estas consideraciones nos llevaron a desestimar este tipo de

intervenciones durante el resto de las entrevistas pues las instancias reflexivas se alejan del

procedimiento metodológico sugerido desde el marco teórico del Sistema de Procesamiento de

la Información (Capítulo 3). Pero consideramos importante dejar reflejado estos datos puesto

que debería hacerse un estudio más profundo y con metodología adecuada con el objeto de

dilucidar cómo términos polisémicos como el de respiración resultan en sustento de errores

conceptuales importantes.

El 92% de los estudiantes restantes del grupo Rarg argumentó diversas respuestas. Un

análisis de las mismas se presenta en la Tabla 8.2.f, en la que se señala que el 6% (5

estudiantes de 83), respondió �la glucosa es sintetizada en las células con los carbonos que

provienen del alimento�. El 29% (24 estudiantes de 83) respondió que �la glucosa proviene de

11La entrevistadora utilizó como lenguaje coloquial: �la glucosa que se respira� para señalarles a los estudiantes la inconsistencia en sus respuestas.


265

la dieta, va a glucólisis y ciclo de Krebs y forma ATP, pero lo que se respira es el O212�. Estas

respuestas, que aclaran a través de un conector �pero�, la relación entre glucosa y respiración,

revelaron un obstáculo posiblemente generado por el carácter polisémico palabra �respiración�.

Es decir, en las respuestas, el término respiración asociado al oxígeno revelaría la conexión

semántica de respiración con ventilación y no con la degradación oxidativa de glucosa dentro

del proceso de respiración celular. El 28% (23 estudiantes de 83) consideró que la glucosa

provenía siempre de la glucogenolisis. Estos estudiantes respondieron con una sola alternativa

y no tuvieron en cuenta el momento nutricional del organismo. El 17% (14 estudiantes de 83)

respondió que proviene de la dieta como única alternativa. El 12% (10 estudiantes de 83),

sostuvo que la glucólisis es el origen de la glucosa. Esta última respuesta hace pensar que

estos estudiantes tuvieron presente la glucólisis como la primera etapa de la respiración celular

y han respondido en función a ello, y no como se pedía con la situación planteada con un

enfoque mas fisiológico.

Se resumen en la Tabla 8.2.f, además de las respuestas a la pregunta 2 de la ER, se

discrimina el porcentaje de cada tipo de respuesta según el anzuelo utilizado durante la

resolución de PMR, en consistencia con los datos presentados en la Red Semántica de la

Figura 8.1.

Todos estos resultados obtenidos en las ER a los estudiantes de BN indican que existe

una brecha importante de información asociada al origen de la glucosa destinada al proceso de

respiración celular que se evidencia en el 72% de estudiantes de Rneg más 8 % de estudiantes

de Rarg que directamente hicieron explícito desconocer la respueta, sin contar además las

distintas fallas halladas (Tabla 8.2.f). Ello daría cuenta de que los estudiantes han incorporado

conocimientos bioquímicos en forma descontextualizada. Asimismo, se evidencia una falta de

discernimiento entre los conceptos de respiración celular y respiración, esto se desprende a

partir de los 24 estudiantes (29% del total de los 83) que sostuvieron que la glucosa que se

consume va hacia los procesos de glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria y fosforilación

oxidativa a partir de la cual se obtiene ATP; pero que lo que se respira es el O132.

Por tratarse de BN llamó la atención que no hubiera respuesta alguna que considerara

el momento nutricional de un organismo para responder esta pregunta, ni se plantearan las

diversas y posibles vías metabólicas que podrían suministrar glucosa. Más aún consideranto

que estos temas se presentaron en las clases teóricas y en los cuadernillos desarrollados por

los docentes (material de estudio para los parciales). De manera que estos resultados estarían

indicando una brecha muy importante entre lo que se enseña y lo que aprenden los estudiantes

sobre MHC, en particular dentro de un enfoque fisiológico.

12 Este tipo de aclaración sobre lo que se respira es el oxígeno da cuenta de la utilización por la entrevistadora del lenguaje coloquial mencionado en la nota al pié número 1. 13 Estas respuestas han sido presentadas como una categoría diferenciada en las Tablas 8.2.f aunque puede incluirse en la categoría que reconoce la ingesta como el origen de la glucosa.


266

Sin embargo, sería importante tener en cuenta la siguiente consideración: la ER es una

interacción oral entre la entre la entrevistadora y cada sujeto; lo que éstos responden podría no

ser la totalidad de sus conocimientos sino una parte de sus aprendizajes. Este alto porcentaje

de estudiantes totales (Tabla 8.2.f) parecería sólo conocer una vía metabólica para la glucosa

involucrada en la respiración celular. No obstante debemos considerar que para confirmar esta

afirmación debería ser indagado con más precisión con un instrumento que les permita

expresar sus conocimientos por escrito y, sobre todo, disponiendo de más tiempo para la

elaboración de las respuestas (Ver pregunta 1, cuestionarios A y B, Tablas 8.6.a; Tabla 8.6.b).

Análisis por anzuelo

Del 20% de estudiantes Rarg (17 de 83) que partió del anzuelo C-CO2, 7 estudiantes

respondieron que desconocían el origen de la glucosa utilizada en el proceso de respiración

celular. De los 10 estudiantes restantes, 5 sostuvieron que la glucosa que se utiliza en la

respiración celular se sintetiza en las células a partir de los carbonos provenientes del los

alimentos, otros 3 estudiantes sostuvieron que la glucosa proviene sólo de la dieta y los 2

estudiantes restantes afirmaron que va a glucólisis y ciclo de Krebs, pero que lo que se respira

es el O2. No hubo respuestas completas en función a lo dado en las clases teóricas que

podrían haberse considerado como correctas en estudiantes de este grupo.

Del 20% de estudiantes Rarg (17 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo

ALMIDÓN, 10 estudiantes consideraron que la glucosa involucrada en la respiración celular

proviene siempre de la vía metabólica de la degradación del glucógeno, 3 estudiantes

afirmaron que siempre proviene de la dieta; y 4 estudiantes sostuvieron que la glucosa iba a

glucólisis y Ciclo de Krebs, pero que lo que se respira es el O2.


PERSONA, 11 estudiantes afirmaron que la glucosa va a glucólisis y Ciclo de Krebs, pero que

lo que se respira es el O2; 5 estudiantes sostuvieron que proviene de la ingesta, 9 estudiantes

afirmaron que siempre proviene de la vía metabólica de la degradación del glucógeno, y los 6

restantes sostuvieron que proviene de la glucólisis.

Del 22% de los estudiantes Rarg (18 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo

PIZZA, 7 estudiantes respondieron que la glucosa va a glucólisis y Ciclo de Krebs, pero que lo

que se respira es el O2; otros tres sostuvieron que proviene de la ingesta, 4 afirmaron que

provenía siempre de la vía metabólica de la degradación del glucógeno, y los 4 restantes

sostuvieron que proviene de la glucólisis.


267

Análisis de la pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido

sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?

Los resultados a esta pregunta se presentan en la Tabla 8.2.g.

El 19% del grupo Rarg (16 estudiantes del total de 83 Rarg) declaró desconocer la

respuesta, mientras que un 46% (36 estudiantes de 83) contestaron correctamente, aclarando

la forma de transporte de la glucosa hacia el intestino. El 23% (19 estudiantes de 83) señaló

que �por el intestino... pero no sé cómo�, por lo que hicieron explícito que desconocían el

mecanismo del proceso de absorción, pese a que en la asignatura se presentan los

mecanismos de transporte de membrana (ver Cap.5-C, clase 9, bolilla 10, Biomembranas y

Receptores) y también los habrían visto en Biología del Ciclo Básico Común (ver Anexo,

programa de Biología del CBC, Unidad temática 2).

El desconocimiento sobre la forma en que la glucosa pasa de la luz del intestino a la

sangre reveló nuevamente brechas en la información que manejan los estudiantes, hecho

reconocido por ellos mismos.

Un 14% (12 estudiantes de 83), sostuvo que �La glucosa se produce en las células con

los carbonos provenientes de los alimentos y de allí pasa a sangre...�. Si bien mediante el

proceso de gluconeogénesis se produce glucosa en células del hígado y riñon, el

funcionamiento de esta vía anabólica depende del estado esto depende del estado nutricional

del organismo. Estos estudiantes generalizaron erróneamente el funcionamiento de esta vía.

Hay una importante falta de conocimiento respecto de cómo y por donde se incorpora la

glucosa a los tejidos puesta en evidencia con el 19% de estudiantes (16 de 83) que hicieron

explícito desconocer la respuesta, el 14% que contestó que la glucosa se sintetiza en cada

célula con los carbonos del alimento y de allí pasa a sangre, y en el 23% que señaló por el

intestino también declaró desconocer como.


Del 20% de estudiantes Rarg (17 de 83) que partió del anzuelo C-CO2 7 estudiantes

hicieron explícito que desconocían la respuesta, otros 3 que la glucosa se incorpora por

absorción intestinal pero que desconocían el mecanismo de transporte, y los 7 estudiantes

restantes sostuvieron que la glucosa se produce en las células a partir de los carbonos de los

alimentos y que luego se transporta a sangre. No hubo respuestas correctas en estudiantes de

este grupo.


ALMIDÓN, 6 estudiantes sostuvieron que se incorporaba por un proceso de absorción intestinal


268

pero que desconocían el mecanismo, y los restantes 11 estudiantes respondieron

correctamente a esta pregunta.


PERSONA, 6 estudiantes hicieron explícito que desconocían la respuesta, 5 sostuvieron que

se incorpora por absorción intestinal pero que no sabían como era el mecanismo, otros 5

estudiantes afirmaron que la glucosa se produce en las células a partir de los carbonos de los

alimentos y que luego se transporta a sangre. En este grupo 15 estudiantes respondieron

correctamente a esta pregunta.


PIZZA, 3 estudiantes hicieron explícito que desconocían la respuesta, 5 estudiantes

sostuvieron que se incorporaba por absorción intestinal pero que no conocían el mecanismo.

10 estudiantes contestaron correctamente.

Capítu

lo 8 � Resu

ltados y D

iscusión

. Bioqu

ímica de la N

utrición

.

26

9


Responden

“No sé”

8%

(7estudiantes)

Otras Respuestas:


“Es sintetizada por las células

con los carbonos del alimento”

6%(5 est.)

“Las glucosas que provienen de

la dieta van a glucolisis / ciclo de

Krebs / cadena respiratoria/

fosforilación oxidativa; se respira

el O2”

29%

(24 est.)

“Proviene de la ingesta”

17%

(14 est.)

“Proviene de la

glucogenolisis

28%

(23 est.)

“Proviene de la

glucólisis”

12%

(10 est.)

100%

partió de C-

CO2

100%

partió de C-CO2

C-CO2

8%

(2 est.)

Almidón

17%

(4 est)

Persona

46%

(11 est)

Pizza

29%

(7 est)

C-CO2

21%

(3 est.)

Almidón

21%

(3 est.)

Persona

36%

(5 est.)

Pizza

21%

(3 est.)

Almidón

43%

(10 est.)

Persona

39%

(9 est.)

Pizza

17%

(4 est.)

Persona

60%

(6 est.)

Pizza

40%

(4 est.)

Capítu

lo 8 � Resu

ltados y D

iscusión

. Bioqu

ímica de la N

utrición

.

2

70


Responden“No sé”

19%(16 est.)

Responden correctamenteOtras Respuestas


�Por absorción intestinal, mediante el mecanismo de cotransporte entra la

glucosa con Na+�46% (36 est.)

�Por el intestino, pero no sé cómo�23% (19 est.)

�Se produce en las células a partir de los

carbonos del alimento y de allí pasa a sangre�

14%(12 est.)

C-CO2

44%(7

est.)

Per-sona38%(6

est.)

Pizza19%

(3 est.)

Almidón31%

(11 est.)

Per-sona42%

(15 est.)

Pizza28%

(10 est.)

C-CO2

16%(3 est.)

Almi-dón32%(6

est.)

Per-sona26%(5

est.)

Pizza26%

(5 est.)

C-CO2

58%(7 est.)

Per-sona

42%(5 est.)


271

Análisis de la pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

Los resultados a esta pregunta se presentan en la Tabla 8.2.h.

Un 6% (5 estudiantes de 83), afirmó explícitamente desconocer qué sucede con la

glucosa una vez en sangre. Un 44% de los estudiantes respondió con dos tipos de

justificaciones correctas: un 27% (22 estudiantes de 83) señaló �la glucosa se dirige al hígado�,

y un 17% sostuvo que �la glucosa se distribuye homogéneamente hacia todas las células del

cuerpo por igual�. El 51% de los estudiantes restantes justificó sus respuestas expresando que

�la glucosa se dirige hacia las células que más la necesitan� (19 estudiantes, 23% de Rarg); o

que �la glucosa primero se dirige hacia las neuronas...� (23 estudiantes, 28% de Rarg).

En la Tabla 8.2.h, también se discrimina el porcentaje de cada tipo de respuesta, según

el anzuelo utilizado durante la resolución de PMR, en consistencia con los datos presentados

en la Red Semántica de la figura 8.1.

Estos resultados indican nuevamente un notable predominio de un modelo asociado

una intencionalidad en la distribución de glucosa en el organismo. Tal modelo se observa tanto

en los estudiantes que responden que la glucosa se distribuye hacia las células que más la

necesitan como en los que responden que la glucosa va primero a neuronas, y fue sostenido

también por los estudiantes que negaron la posibilidad del PRM. Se esperaba que esta

población de BN, al conocer las diversas afinidades de receptores de glucosa en las distintas

células -temas que son específicamente enseñados en la materia-, no generara este tipo de

respuestas. Estas observaciones muestran una marcada resistencia al cambio de modelo

explicativo por parte de los estudiantes.

Por otra parte, sólo 5 estudiantes hicieron explícito que desconocían la respuesta, el

resto argumentó alguna respuesta lo que no nos permite suponer que haya una brecha

explícita o falta de conocimiento en este tema, sino que, por el contrario, el 94% de los

estudiantes hicieron explícito su conocimiento.


Del 20% de estudiantes Rarg (17 de 83) que partió del anzuelo C-CO2, 5 estudiantes

sostuvieron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan, 7 estudiantes

que la glucosa se dirige primero a neuronas. Hubo 5 estudiantes que respondieron

correctamente. Los porcentajes detallados se resumen en la Tabla 8.2.h.


ALMIDÓN, 2 estudiantes dijeron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la

necesitan y 4 estudiantes que la glucosa se dirige primero a neuronas. Hubo 11 estudiantes

que respondieron correctamente.


272


PERSONA, 5 estudiantes hicieron explícito que desconocían la respuesta, 9 sostuvieron que la

glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan, 8 que la glucosa se dirige siempre

primero a neuronas. Hubo 12 estudiantes que respondieron correctamente (Ver Tabla 8.2.h).


PIZZA, 3 estudiantes dijeron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la

necesitan, 4 estudiantes que la glucosa se dirige primero a las neuronas y 8 estudiantes que

respondieron correctamente.

De estos resultados se desprenden algunas generalidades:

a) Una población de 126 estudiantes voluntarios, que habían aprobado dos

parciales, de BN, fueron indagados a la salida del segundo parcial con el PMR

e inmediatamente con las preguntas de la ER. Ochenta y tres de ellos

contestaron el PMR con secuencias variadas y mayoritariamente correctas

(52%). En la instancia de resolución del PMR (Ver figura 8.1), sólo 3

estudiantes expresaron que �la glucosa se distribuye hacia donde más se

necesita.

b) Ninguno de los estudiantes contestó correctamente la Pregunta 2 sobre

posibles orígenes-alternativos- de la glucosa que ese involucra en la

respiración celular. Las respuestas plasmadas en la Tabla 8.2.f dan cuenta de

visiones parciales, aprendizajes fragmentados y una noción restringida del

término respiración celular ya que la asociarían solamente con el consumo de

oxígeno por el organismo. Esta concepción muestra un aprendizaje

conceptual faltante sobre el concepto de combustión, en tanto formado por

especies combustibles (moléculas orgánicas reducidas) y un comburente (O2).

c) Sólo 36 estudiantes respondieron correctamente que la glucosa ingresa a

sangre por absorción intestinal en co-transporte con sodio (pregunta 3). Este

hecho es llamativo pues fue explicado en las clases correspondientes (Ver

Capítulo 5C)

d) Solo 35 estudiantes contestaron correctamente la pregunta 4 sobre la

distribución de glucosa en sangre y su captación diferencial por los tejidos.

e) El contraste entre la variedad de respuestas obtenidas frente al PMR y el bajo

porcentaje de respuestas correctas frente a las ER estría mostrando

aprendizajes más memorísticos que conceptuales.

f) Respecto al análisis global de respuestas considerando el anzuelo de partida

usado en el PMR, no se observan tendencias significativamente diferentes

salvo en aquellos 17 estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 que:


273

i- 5 de ellos evidenciaron, una categoría nueva de respuesta que no fue

evidenciada con los demás anzuelos: �la glucosa la sintetizan nuestras células

a partir de los carbonos provenientes de los alimentos� y otros 7 manifestaron

desconocer la respuesta.

ii- ninguno de ellos contestó correctamente la pregunta 3.

iii- sólo 7 de ellos respondieron correctamente la pregunta 4 (correspondiendo a

los que menos respuestas correctas evidenciaron).

El análisis desde la TMC deberá reflejar con magnitudes matemáticas esta situación

evidenciada (Ver sección 8.5).

Capítu

lo 8 � Resu

ltados y D

iscusión

. Bioqu

ímica de la N

utrición

.

2

74


Respon-den

�No sé�6%

(5est.)

Responden correctamente:44% (36 estudiantes)

Otras Respuestas:51% (42 estudiantes)

�La glucosa se dirige hacia el hígado�

27%(22 estudiantes)

�Se distribuye homogéneamente por el cuerpo.�

17%(14 estudiantes)

�La glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan�

23%(19 estudiantes)

�Se dirige primero a lasneuronas�

28%(23 estudiantes)

100% partió de persona

C-CO2

14%(3est.)

Almi-dón23%

(5 est.)

Perso-na

36%(8 est.)

Pizza27%

(6 est.)

C-CO2

14%(2 est.)

Almi-dón43%

(6 est.)

Perso-na

29%(4 est.)

Pizza14%

(2 est.)

C-CO2

26%(5 est.)

Almi-dón11%

(2 est.)

Perso-na

47%(9 est.)

Pizza16%

(3 est.)

C-CO2

30%(7 est.)

Almi-dón17%

(4 est.)

Perso-na

35%(8 est.)

Pizza17%

(4 est.)


275

8.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DE LOS DOCENTES .

La muestra quedó conformada por cinco docentes. El material recogido se analizó de la

misma forma que el de los estudiantes.


De los cinco docentes a cargo del dictado de estos temas en las clases teóricas, que

respondieron la EC, dos afirmaron la posibilidad planteada en el PMR (grupo Rarg). Los tres

docentes restantes (ayudantes de cátedra y estudiantes de los últimos años de la carrera)

respondieron negativamente a la posibilidad planteada en el PMR (grupo Rneg), y explicaron

que no estaban habituados a pensar en situaciones que les hicieran abarcar tantos contenidos

juntos provenientes de distintas áreas. A continuación se presentan los caminos resolutivos de

los dos docentes Rarg.

Docente 1: Pizza Almidón Proceo Digestivo Glucosa Absorción intestinal

Distribución por Sistema Circulatorio Transporte a través de membrana celular Glucólisis

/Ciclo de Krebs Eliminación del CO2 a la atmósfera

Docente 2: Carbono CO2 como producto del Ciclo de Krebs de la Respiración Celular

Eliminación del CO2 a la atmósfera

A continuación se les efectuaron las cuatro preguntas de la ER.


Análisis de la pregunta 1: ¿Consideró el hecho que se tratara de un organismo?

El docente 1 afirmó: �Por supuesto considero el organismo�. El docente 2 acentuó la

importancia de tenerlo siempre presente a la hora de tratar de comprender los procesos

bioquímicos; afirmó también que pensó directamente en el carbono que se elimina como CO2,

desde el CK. Los tres docentes Rneg también afirmaron haber considerado el organismo.

Análisis de la pregunta 2: ¿De dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de


Los docentes 1 y 2 respondieron que la glucosa se obtiene mediante la alimentación; el

docente 1 complementó la respuesta señalando que debe tenerse en cuenta el momento

nutricional del organismo puesto que hay vías metabólicas que se activan o no dependiendo

del hecho que haya o no suministro de glucosa que provenga de la alimentación.


276

Los docentes 3, 4 y 5 (Rneg) respondieron que debe tenerse presente el momento

nutricional del organismo. Cabe aclarar que esta pregunta fue desencadenante para que estos

docentes se dieran cuenta de que habían respondido incorrectamente el PMR. Todos

coincidieron en decir que nunca se habían planteado que era el carbono de la �pizza�, o de

cualquier comida que por respiración celular generara el CO2 que va a la atmósfera. Los tres se

sintieron decepcionados frente a sus propias respuestas previas al PMR.

Análisis de la pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido


Todos los docentes respondieron: �La glucosa se absorbe a nivel intestinal�; el docente

1 complementó la respuesta diciendo: �entra por cotransporte con el Na+�.

Análisis de la pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

Los docentes 1 y 2 señalaron que: �una vez producida la absorción intestinal la glucosa

va a sangre y por vena porta se dirige al hígado, luego se distribuye en forma pareja hacia

todos los tejidos del cuerpo�. Los docentes 3-4 coincidieron en su respuesta contestando: �se

dirige hacia los tejidos que más la requieran para su funcionamiento, como el cerebro�. El

docente 5 dijo que: �se dirige a la zona cerebral e hígado primero�.

Ante la pregunta adicional sobre cuál era la opinión del docente acerca de cómo los

estudiantes podrían responder a este problema, sus respuestas coincidieron en que no

esperaban que los estudiantes resolvieran adecuadamente el PMR. Aclararon que si bien es

objetivo de la materia que los estudiantes logren hacer integración de contenidos, la percepción

es que este tipo de aprendizaje no es tan fácil de alcanzar, dado que los estudiantes tienen

incluso dificultades para entender aspectos químicos básicos.

8.4. ANÁLISIS CRUZADO ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y RECURRENTES (ER)


resolver la situación problemática planteada eran numerosas. Sin embargo, como �anzuelos�

de partida fueron utilizados sólo cuatro, PIZZA, PERSONA, C-CO2, Y ALMIDÓN. Las

correlaciones entre los anzuelos de partida y las respuestas a las EC y ER se presentan en la

Tabla 8.4.

De la Tabla 8.4 surgen las siguientes tendencias:

a) Todos los estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 respondieron

correctamente el PMR; pero ninguno de los que utilizaron el anzuelo

PERSONA.


277

b) Llamativamente, todos los estudiantes que comenzaron su resolución en el

PMR por el anzuelo PERSONA, continuaron expresando el término

ALIMENTACIÓN (Ver Figura 8.1) y de allí se bifurcaron sus caminos

resolutivos. Ninguno de ellos respondió correctamente el PMR. Estimamos

probable que este último concepto haya sido utilizado como anzuelo en la

búsqueda cognitiva. Estas inferencias no pueden ser comprobadas.

c) Los estudiantes que habían partido del anzuelo C-CO2, en su mayoría, no

tuvieron presente el organismo al pensar el PMR según las respuestas a la

pregunta 1 de ER (Tabla 8.1.2.e). A su vez, la mayor proporción de

estudiantes que hizo explícito que no conocía las respuestas a las preguntas

2 y 3 de las ER habían comenzado con el anzuelo C-CO2 (8.1.2.f, 8.2.g

respectivamente).

d) Ningún estudiante contestó correctamente la pregunta 2, todas fueron

respondidas de manera parcialmente correcta puesto que todos plantearon

solo alguna posibilidad respecto a posibles fuentes de glucosa destinadas al

proceso de respiración celular. Las preguntas recurrentes estaban

relacionadas con contenidos en los que debían relacionar aspectos

moleculares y celulares con procesos principalmente fisiológicos, que

involucran al organismo y sus sistemas.

e) Ningún estudiantes que partió del anzuelo ALMIDÓN contestó �No se� en las

ER y sus respuestas fueron mayoritariamente correctas. Asimismo, los

estudiantes que partieron del anzuelo ALMIDÓN, siempre correspondieron a

los que tuvieron una mayor cantidad de respuestas correctas a las preguntas

3 y 4 y parcialmente correcta en la 2 �en la que no hubo ninguna respuesta

correcta-.

f) Los estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA no mostraron tendencias

significativamente diferentes en sus respuestas a la ER

g) Los estudiantes que para la resolución del PMR partieron de los anzuelos

ALMIDÓN, PIZZA como PERSONA respondieron a las preguntas 3 y 4 de la

ER con una mayor proporción de respuestas correctas en comparación con

los que parten de C-CO2. Este hecho nos hace inferir que con estos anzuelos

se operaría una búsqueda asociativa entre �señaladores� de diferentes niveles

como el fisiológico, celular y bioquímico, guardados en la MLP. En cambio, los

sujetos que comenzaron por C-CO2, podrían haber quedado atrapados en

conceptos de un plano bioquímico celular, sin poder pasar a planos

fisiológicos.


278

Tabla 8.4 Porcentaje de las respuestas correctas y de las que hacen explícita la falta de conocimiento en las EC y ER, en relación al anzuelo utilizado como punto de partida en la resolución del PMR.


C-CO2 (17)

PERSONA (31)

ALMIDÓN (17)

PIZZA (18)


100% (17 est. de 17)

0% 41%

(7 est. de 17) 39%

(7 est. de 18)



76% (13 est. de 17)

6% (2 est. de 31)

41% (7 est. de 17)

0%

Sí consideran al organismo a la hora de pensar el PMR

24% (4est. de 17)

94% (29est. de 31)

59% (10 est. de

17)

100% (18 est. de 18)

Pregunta 2 de ER

Respuestas Parcialmente Correctas

47% (8est. de 17)

45% (14 est. de 31)

76% (13est. de 17)

39% (7 est. de 18)


41% (7est. de 17)

0% 0% 0%

Pregunta 3 de ER

Respuesta Correcta

0% 48%

(15 est. de 31) 65%

(11est. de 17) 56%

(10 est. de 18)


41% (7est. de 17)

19% (6 est. de 31)

0%

17% (3 est. de 18)

Pregunta 4 de ER

Respuesta Correcta

29% (5est. de 17)

35% (11 est. de 31)

65% (11est. de 17)

44% (8 est. de 18)


0% 16%

(5 est. de 31) 0% 0%

8.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA)

En la Tabla 8.5 se presentan se presentan las frecuencias extraídas a partir de la red

semántica de la Figura 8.1 para el cálculo de las entropías empírica (Hemp) y máxima (Hmáx)

sobre la información puesta en juego en las respuestas de los 83 estudiantes de BN que

argumentaron respuestas (Rarg) frente al PMR.

En la columna 1 se presentan numerados los nodos de la red semántica (Figura 8.1),

correspondiendo el número 1 al anzuelo PIZZA, el número 25 al anzuelo PERSONA, el número

37 al anzuelo C-CO2 y el número 40 al anzuelo ALMIDÓN. En la columna 2 se presenta la

frecuencia de uso que le dio esa población a cada nodo (ver número a la derecha y entre

paréntesis en la red semántica). En la columna 3 se presentan las entropías parciales (hi) de

cada uno de los nodos utilizados, calculados según la fórmula hi = log 1/pi, (Capítulo 2,

Sección 2.4.2). Estos datos fueron utilizados para calcular la entropía empírica (Hemp) de la

información proveniente de las respuestas al PMR de la población de QB, mediante la fórmula

Hemp = ∑ pi log 1/pi. El valor obtenido fue de 1, 59 (presentado al pie de la columna 3, en


279

color rojo). En la columna 4, se muestra remarcado en color naranja, el resultado de la

sumatoria correspondiente a las entropías parciales (hi) de los nodos utilizados a partir de cada

uno de los anzuelos (PIZZA, PERSONA, C-CO2 ó ALMIDÓN), que resultaron 0,44, 0,56, 0,16 y

0,43; respectivamente.



de 7 como frecuencia de equipropabilidad de uso de cada nodo (Capítulo 2, Sección 2.4.2) A

partir de estos datos, se calculó que el valor de las entropías parciales en condiciones

equiprobables para cada nodo (hieq== pi log1/pi), resultó ser 0,03. Estos valores fueron

utilizados para calcular la entropía máxima (Hmáx) de la población de BN a partir de la fórmula

Hmax = ∑ pi log 1/pi. El valor de la misma obtenido fue de 1,73 (presentado en rojo final de la

planilla). A partir de los valores de entropía Hemp y Hmáx obtenidos se calculó el valor absoluto

resultante de la diferencia entre ambas (∆H), obteniéndose el valor de 0,14. Este dato aplicado

a la fórmula H/Hmáx permitió obtener el porcentaje del Coeficiente de Dispersión que

resultó ser 8,15%. Para los análisis de estos resultados se considerarán sólo dos cifras

decimales como significativas.

Tabla 8.1. Cálculo de entropía informacional de la población de estudiantes de la materia BN.

N°de Cada Nodo

Frecuencia de uso por

nodo

Entropías Parciales (hi)

Sumatoria de hi por anzuelo

1 18 0,06

2 2 0,01 3 2 0,01 4 11 0,04 5 3 0,01 6 2 0,01 7 2 0,01 8 11 0,04 9 3 0,01

10 2 0,01 11 2 0,01 12 11 0,04 13 3 0,01 14 2 0,01 15 2 0,0116 11 0,04 17 3 0,01 18 2 0,01 19 2 0,01 20 3 0,01 21 2 0,0122 3 0,01 23 3 0,01 24 3 0,01 0,44 25 31 0,08

26 31 0,08 27 27 0,07


280

28 4 0,02 29 27 0,07 30 4 0,02 31 27 0,07 32 4 0,02 33 27 0,07 34 4 0,02 35 4 0,02 36 4 0,02 0,56 37 17 0,05

38 17 0,05 39 17 0,05 0,16 40 17 0,05

41 7 0,0342 3 0,01 43 5 0,02 44 2 0,01 45 5 0,02 46 2 0,01 47 3 0,0148 5 0,02 49 2 0,01 50 5 0,02 51 2 0,01 52 3 0,01 53 5 0,0254 2 0,01 55 5 0,02 56 3 0,01 57 5 0,02 58 2 0,01 59 5 0,02 60 2 0,01 61 5 0,02 62 5 0,02 0,43

Frecuencia acumulada de nodos = 453

H emp = 1,59

Hi eq = 0.03

H máx = 1,73 〉 H = 0,14

% Coeficiente de dispersión

8,15%

En esta población hubo diversas formas de expresar las respuestas, todas

representadas en la Red Semántica. De manera que este instrumento gráfico permitió describir

la totalidad de la información que se puso en juego al pensar en el PMR.

El valor de 8.15 %, para el coeficiente de dispersión de la entropía de la información de

la población estudiada indica que hubo sólo ese porcentaje de preferencia por alguno de los

caminos resolutivos. El 91.85 % restante resultó ser el producto de una selección balanceada

respecto a la totalidad de información disponible al resolver el PMR. Dado que el término

entropía es una medida de �incertidumbre� asociada a la información evocable, que le permitirá

a un sujeto hacer explícita su respuesta a una pregunta -más allá de la forma de expresar en

palabras dicha respuesta-, los datos de entropía resultantes para esta población de BN


281

indicarían que los estudiantes no estaban habituados a pensar en este tipo de problema

planteado, de manera que no tenían una organización predeterminada de la información a

utilizar. Ello nos permitió corroborar que resolvieron el problema de manera espontánea y no

mecanizada. Una respuesta de este tipo, estereotipada- proveniente por ejemplo de

entrenamiento- habría enmascarado el análisis dado que un entrenamiento en la respuesta

conduciría a una frecuencia mayor de respuestas correctas pero no necesariamente debido a

un aprendizaje conceptual., Al hacer la sumatoria de los hi de nodos de los caminos que

conforman la respuesta, se obtuvieron entropías parciales por camino con valores de 0,44,

0,56, 0,16 y 0,43 para los que parten de PIZZA, PERSONA, C-CO2 Y ALMIDÓN,

respectivamente. Estos resultados mostraron que, si bien la frecuencia de elección del nodo

PERSONA fue la mas alta (31) y el resto de manera relativamente pareja (18 para el anzuelo

PIZZA; 17 también para el anzuelo C-CO2; y 17 para el anzuelo ALMIDÓN), la entropía

asociada al camino resolutivo que comenzó por al nodo C-CO2 fue la más baja con respecto a

los caminos restantes (0,16).

Según Rimoldi y Raimondo (1999) los respondientes más expertos generarían

respuestas con menor entropía respecto de los no expertos (por generar respuestas de menor

incertidumbre y mayor probabilidad de resolver correctamente el problema). Estos últimos, por

el contrario mostraron un menor conocimiento en las preguntas de las ER. Nuevamente hubo

discrepancias con los trabajos de Raimoldi y Raimondo (1999) sobre entropía. Como se aclaró

en las asignaturas previas estos motivos de disrepancia pueden ser dos; por un lado, Rimoldi y

Raimondo (1999) indagaron a egresados en ciencias médicas (Ohio State Univesity Collage of

Medicine Independent Study Program) sobre resoluciones de casos de diagnóstico clínico

comparando grupos de expertos con mayor o menor experiencia clínica. Los sujetos en nuestra

tesis son estudiantes no licenciados aún y por tanto, son novatos respecto del tema MHC. Por

otro lado, estos autores no investigaron el contexto interpretativo en el que se movían aquellos

sujetos para arribar a sus respuestas, sino cuán rápido eliminaban la incertidumbre a la hora de

arribar a un diagnóstico correcto y entonces esta acción se podría corresponderar con una

suerte de entrenamiento. En nuestro caso si tuuviéramos estudiantes entrenados en contestar

problemas como el PMR, posiblemente hubieramos obtenido una mayor frecuencia de alguna

de las secuencias determinadas, pero esta situación no aseguraba un verdadero aprendizaje

conceptual. La indagación de los contextos de interpretación (mediante entrevistas

concurrentes) es una estrategia relevante, sobre todo si se considera que indagar sólo

mediante la resolución de un problema puede parecerse mucho a las evaluaciones

tradicionales; en las que estudiantes y docentes orientan sus aprendizajes y sus enseñanzas a

la aprobación de las evaluaciones.

En esta población parecería por los cálculos de entropía de la información que los

estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 fueron los más expertos. Sin embargo, los


282

resultados obtenidos (Tablas 8.2.e, 8.2.f y 8.2.g) mostraron, justamente lo contrario: los

estudiantes que habían partido del anzuelo C-CO2 evidenciaron falta de conocimientos. De

manera que la predicción hecha por estos autores no se corresponde con el análisis de

resultados proveniente de las ER.

Los resultados reflejan que, efectivamente el PMR no fue un problema del tipo que los

estudiantes estaban habituados a pensar, de forma que no tenían una organización

predeterminada de la �información a utilizar�. Es decir, si bien en la estructura gráfica de la red

semántica emergieron cuatro puntos de partida, éstos no deben pensarse como cuatro

patrones únicos de resolución equiprobables al expresar la información para construir las

respuestas.

Es decir como se ha detallado anteriormente, la entropía �mide la incertidumbre�

asociada a la información evocable que le permitirá a un sujeto hacer explícita su respuesta a

una pregunta, más allá de la forma de expresar en palabras dicha respuesta. Los valores de

entropía para esta población de BN indican que la forma de razonamiento de los estudiantes

habría sido producto de una selección con alto grado de incertidumbre respecto de la totalidad

de los nodos representados en la red (información disponible de esa población, ver Capítulo

2)14

A partir de los resultados podemos decir que en esta población hubo diversas formas de

expresar las respuestas que surgieron a partir de cuatro anzuelos diferentes pero, a la hora de

pensar el PMR el �acervo de información� que se puso en juego en los estudiantes (la

incertidumbre involucrada en la evocación de información) fue similar.

8.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO DE ESTUDIANTES Y DOCENTES DE LA MATERIA

Luego de las EC y las ER, se aplicó en la población de estudiantes de BN un

cuestionario semiestructurado con el objetivo de indagar sobre sus conocimientos desde otros

instrumentos metodológicos que implicaran respuestas explícitas, por escrito, y que no

necesitaran ser mediadas por grabaciones, transcripciones y/o interpretaciones sobre el

discurso verbal oral.

Dado que en esta asignatura los contenidos impartidos sobre MHC son sustancialmente

más complejos que en las asignaturas del CBC y de IBMC, se modificó el cuestionario tomado

en estas materias. Para ello se cambió la pregunta 1 (Ver Sección 3.3.1.3, Cuadro 3.5).para

darle más amplitud y permitir que los propios estudiantes eligieran diferentes contextos

14 Cuando se habla de incertidumbre, se hace referencia a eventos del futuro (es decir, información evocable), en cambio cuando se habla de información se hace referencia a eventos ya pasados; sin embargo, para los cálculos estadísticos no es relevante el momento del evento. Por ejemplo, en la experiencia de arrojar una moneda (cara o ceca) y analizar la entropía involucrada, previo a ser lanzada se habla incertidumbre del posible resultado, mientras que luego de efectuar la experiencia, se habla de la información que se puso en juego.


283

nutricionales, en vez de plantear desde el enunciado dos situaciones nutricionales. Se

agregaron las preguntas 2 -sobre el efecto hipoglucemiante de la insulina- y la pregunta 3 -

sobre transportadores de glucosa-. La pregunta 4 fue similar a la pregunta 2 del cuestionario

CBC e IBMC, con formato �multiple choice�, pero planteadas desde situaciones más genéricas

(menos contextualizadas en situaciones cotidianas). La pregunta 5 fue básicamente similar a la

pregunta 3 del cuestionario CBC-IBMC, pero su enunciado hacía referencia a una posible

experiencia de laboratorio con radiactividad. Este cuestionario que denominamos �A� se tomó a

estudiantes voluntarios en 2006 (Sección 3.3.1.3, Cuadro 3.5). El análisis de las respuestas

mostró que para las preguntas abiertas 1 y 3 hubo un alto porcentaje de respuestas

parcialmente correctas o incorrectas. Dado que los contenidos involucrados en dichas

preguntas habían sido presentados con profundidad durante las clases, se consideró la

necesidad de modificar la redacción de dichas preguntas. Se elaboró, entonces el cuestionario

�B� (Sección 3.3.1.3, Cuadro 3.6), que mantuvo idénticas las preguntas 2, 4 y 5 (todas del tipo

de respuesta de opción múltiple) del cuestionario A, pero para las preguntas 1 y 3 (ambas de

tipo abiertas) se tomó el mismo contenido pero indagado de una forma diferente. Así para la

pregunta 1, (del Cuestionario B) se utilizó nuevamente el formato de la pregunta 1 del CBC e

IBMC �contexto en dos situaciones cotidianas-; y para la pregunta 3, en vez de esperar una

respuesta que explique la captación preferencial de glucosa por las neuronas, se planteó como

diferencia de captación entre dos tipos de células (hepatocitos y neuronas). Ambos

cuestionarios tomados a la población de BN se presentan en la sección 3.3.1.3, Cuadros 3.5 y

3.6, respectivamente. El cuestionario B se tomó a estudiantes voluntarios, luego de que

contestaran a las EC y ER, en 2007. Los resultados del análisis de las respuestas a los

cuestionarios A y B se procesaron separadamente. A continuación se presentan y analizan los

resultados de cada pregunta, en forma comparativa entre los cuestionarios A y B.

Contestaron voluntariamente el cuestionario A 156 estudiantes, y el B 39 estudiantes.

Pregunta 1

Se decidió tomar (tanto en el cuestionario A como en el B) preguntas de estructura

abierta (denominadas A-1 y B-1 respectivamente), para que los estudiantes tuvieran la libertad

de plantear distintas y posibles vías metabólicas a partir de las cuales proviene la glucosa que

se involucra en el proceso de respiración celular. Este tema había sido tratado en las clases

teóricas de la materia donde se hizo hincapié en que siempre deben tener presente el

momento nutricional del organismo a la hora de pensar en los procesos bioquímicos en

funcionamiento. Esta forma de evaluar el conocimiento en los estudiantes permitió identificar

categorías semánticas emergentes en los escritos, que luego fueron organizadas en categorías

recurrentes que se presentan en las Tablas 8.6.a y 8.6.b, correspondientes a las preguntas A-1

y B-1.


284

Pregunta A-1: ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de


Un 5% respondió explícitamente �No sé�, y otro 6% (9 de los 156 estudiantes) respondió

correctamente haciendo referencia a los tres posibles orígenes de la glucosa que entra a la

respiración celular, dependiendo del estado nutricional del organismo. De los 139 estudiantes

restantes (90%) un 63% tuvo respuestas que sólo mencionan alguna de las vías alternativas o

moléculas que pueden generar glucosa, sin tener presente el momento biológico por el que

atraviesa el organismo. Dentro de este 63% de �otras respuestas� se encontraron las siguientes

categorías: el 38% (37 estudiantes) sostuvo que la glucosa que se utiliza en la respiración

celular es la que ingerimos; el 18 % (17 estudiantes) afirmó que la glucosa que se respira

proviene de la ingesta de hidratos de carbono y lípidos o de la glucogenolisis; un 16% (16

estudiantes) dio como alternativas la ingesta y la glucogenolisis; un 11% (11 estudiantes)

sugirió la ingesta y gluconeogénesis, otro 11% sostuvo que provenía de aminoácidos y la

ingesta de lípidos; y, finalmente, un 5% consideró que la glucosa siempre proviene de la

gluconeogénesis.

Una argumentación que apareció por primera vez, y estuvo relacionada con la

composición de la dieta, señaló erróneamente a los lípidos como fuente de glucosa (Ver

columnas respectivas en la Tabla 8.6.a). Probablemente quienes dieron esta respuesta

confundieron el origen de la glucosa con su función energética que comparte con otras

biomoléculas como los lípidos. Ninguno hizo referencia a que sólo el glicerol, producto de la

degradación de los triacilgliceroles, puede participar de la gluconeogénesis; ya que en las

células animales no es posible las biosíntesis de glucosa a partir de lípidos. Por otra parte, al

mencionar los aminoácidos, no hicieron referencia a que sólo algunos son gluconeogénicos.

El 27% restante respondió incorrectamnte, con dos justificaciones diferentes. Por un

lado, 25 estudiantes sostuvieron que �la glucosa proviene de la ingesta y que primero forma

glucógeno, luego éste se degrada por glucogenolisis y de allí proviene la glucosa que se utiliza

en la respiración celular� (60% de los 42 estudiantes). Por otro lado, 17 estudiantes sostuvieron

que �la glucosa provine de la glucólisis e intermediarios del Ciclo de Krebs� (40%, de los 42

estudiantes).

Dentro de las justificaciones a las respuestas, se observaron argumentos que ya habían

sido detectados durante las ER: �la glucosa se origina a partir de glucólisis e intermediarios del

ciclo de Krebs�, �la glucosa proviene siempre de la gluconeogénesis o a partir de aminoácidos y

lípidos�.


285

Cabe aclarar que en

las clases se hizo hincapié,

a modo de integración

(presentada en una

diapositiva) en la obtención

de energía química a

partir de diversos

nutrientes y moléculas

combustibles como son los

aminoácidos o lípidos, para

casos en los que no hubiera

glucosa disponible,

mostrando la convergencia

de todas estas vía

degradativas en el ciclo de

Krebs. La �supuesta�

prioridad otorgada por

estos estudiantes en

la combustión de estas

moléculas (aminoácidos

y lípidos) respecto a la

glucosa fue otro de los

motivos por los cuales se

decidió cambiar esta

pregunta en el Cuestionario

B, planteando una situación

más concreta y cotidiana.

Respuestas de los

docentes a la pregunta A-1

De los cinco docentes

entrevistados, los docentes

1, 2 y 3 sostuvieron

que la glucosa que va a

Tab

la8.

6.a.

Re

spu

est

as

de

156

estu

dia

nte

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(5 e

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(25

est.)

40%

(17

est.)


286

respiración celular puede provenir de diversas vías, dependiendo el momento nutricional del

individuo; nombraron la gluconeogénesis, la glucogenolisis y la posibilidad de que la glucosa

provenga directamente de la ingesta. Tanto el docente 4 como el 5 sostuvieron que la glucosa

que iba a respiración celular provenía de los intermediarios del ciclo de Krebs.

Pregunta B-1: Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de

levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás

que al estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se

utiliza para la respiración celular? Sí/No. Justificá tu respuesta.

Esta pregunta, como la anterior, también tiene estructura abierta, es decir, que los

estudiantes deben justificar sus respuestas. Esto permite identificar categorías semánticas

emergentes en los escritos, para luego organizarlas en categorías recurrentes. Nuestra

expectativa era que los estudiantes contestaran que �sí� y plantearan por lo menos las

diferencias entre las dos situaciones nutricionales. Es decir, esperábamos que para el caso de

la noche mencionaran como posibles vías metabólicas activas la glucogenolisis, o

gluconeogénesis; y que luego de la ingesta la glucosa proviniera del alimento.

Los resultados se presentan en la Tabla 8.6.b. Un solo estudiante respondió �No sé�, sin

elegir la opción �sí� o �no�.

El 33% (13 estudiantes) contestó que �sí�¸ es decir, que el origen de la glucosa que se

utiliza en la respiración celular estaría en relación a las vías metabólicas que se activan según

el estado nutricional del organismo. Dentro de las justificaciones se encontraron dos categorías

recurrentes: 9 estudiantes señalaron correctamente que la glucosa puede provenir de la

glucogenolisis, gluconeogénesis o de la dieta, en función de las horas trascurridas desde la

ingesta (corresponde al 23% del total de la muestra). Cuatro estudiantes (10%) contestaron en

forma parcialmente correcta pues no mencionaron la vía de gluconeogénesis como una de las

alternativas.

Un 64% (25 estudiantes de 39) contestó que �no�; es decir, el origen de las glucosas

que se utilizan en la respiración celular no dependería del estado nutricional que atraviesa un

organismo. Estas fueron consideradas como respuestas incorrectas encontrándose cuatro

categorías recurrentes: el 13% consideró que la glucosa siempre proviene de la

gluconeogénesis o glucogenolisis por lo tanto durante la noche no hay diferencia; el 18% que

�la glucosa proviene de la glucólisis e intermediarios del Ciclo de Krebs�, otro 18% afirmó que

�la glucosa proviene de la dieta, pero que siempre pasa a formar glucógeno por glucogenolisis,

se degrada y suministra las glucosas que irán a respiración celular�; y finalmente un 15% de

estudiantes señaló que la respiración celular es más lenta durante la noche.

Estos datos muestran que un 23% del total (9 de los 39 estudiantes) respondió

correctamente o bien indicaron alternativas correctas aunque fuera del contexto biológico


287

planteado. En este caso, las respuestas están orientadas a las diferentes situaciones

contextuales que se hicieron explícitas en el problema relacionadas con el estado metabólico

del organismo. En cambio, la pregunta A-1 es más general, y sólo respondió correctamente el 5

%. Esto confirmaría que los estudiantes, a priori, no tienen presente los diferentes estadios

metabólicos asociados con los momentos nutricionales. Cuando tales estadios se hacen

explícitos, como ocurre en B-1, las respuestas correctas (o al menos parcialmente correctas)

son más numerosas.

Tabla 8.6.b. Respuestas de 39 estudiantes de BN a la pregunta B-1 Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que al estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se utiliza para la respiración celular? Sí/No. Justificá tu respuesta. * Respuesta correcta.

Justificación

Responden �No sé�

3% (1 est.)

Responden �Si� (33%,

(13 estudiantes)

Responden �No� 64%

(25 estudiantes)

�La glucosa proviene

de la ingesta y

si no alcanza por la

noche, se usa

glucógeno�.

�La glucosa puede

provenir del glucógenolisis, gluconeo,

o dieta, depende de la situación nutricional�*

�Proviene de glucogenolisi

s o gluconeogénesis.�

�Proviene de

glucólisis e

intermediarios del ciclo de Krebs�

�La glucosa de

la dieta forma

glucógeno, por

glucogenolisis

suministra la glucosa que va a respiración celular�

�La respiraci

ón es mas lenta

durante la

noche�

Porcentaje de

Respuestas (número

de est.)

3% (1 est.)

10% (4 est.)

23% (9 est.)

13% (5 est.)

18% (7 est.)

18% (7 est.)

15% (6 est.)

Como puede apreciarse en la Tabla 8.6.b, un 64% (25 estudiantes) respondió

erróneamente que el momento nutricional de una persona no influye en el origen de la glucosa

que va a respiración celular. Dentro de este grupo, surgió como argumentación que �la

respiración es más lenta durante la noche�. Esta afirmación no había sido detectada durante

las ER, ni tampoco a partir de la pregunta 1-A.

Respuestas de los docentes

Todos los docentes respondieron a esta pregunta diciendo �sí�, argumentando

unánimemente que: �el organismo, cuando no hay ingesta, como es el caso durante la noche,

utiliza otras rutas metabólicas alternativas como la glucogenogénesis, la gluconeogénsis, así

como también la degradación de lípidos y en últimas instancias, de proteínas�.


288

Pregunta 2 (Sección 3.3.1.3; Cuadros 3.5 y 3.6)

Dado que decidimos investigar en esta Tesis las dificultades en el aprendizaje del tema

MHC haciendo un recorte de contenidos de manera tal que involucre sólo el estado de

absorción, consideramos interesante indagar el conocimiento de los estudiantes acerca de los

mecanismos de insulina como hipoglucemiante.

Teniendo en cuenta que la insulina tiene efectos tanto a nivel metabólico (activa el

proceso de glucogenogénesis, síntesis de proteínas, glucólisis, síntesis de triglicéridos, e

inhibe la lipólisis, entre otros), transcripcional (activa la expresión de glucoquinasa), cómo

podríamos decir celular (aumenta el número de transportadores de GLUT 4 en membrana de

células musculares y hepatocitos), entonces se diseñó una pregunta tipo selección múltiple con

5 items (Ver cuadro 3.5, Capítulo 3). La opción correcta que se planteaban era la d): La insulina

es hipoglucemiante debido principalmente a que aumenta la cantidad de proteínas

transportadoras de glucosa en determinadas células. Las elecciones de opciones de

respuestas a), b), c) confirmaban que los estudiantes no conocen la forma en que la insulina

induce la hipoglucemia, puesto que plantean justificaciones erróneas. La opción e) permitió

que los estudiantes expresaran su desconocimiento, y no que respondieran sólo por azar.

Particularmente la opción b) fue incluida debido a que un 29% del total de estudiantes

de las EC y ER atribuyeron la distribución de glucosa como respuesta a un requerimiento

específico de tejido (intencionalidad). Los estudiantes que eligieron esta opción estrían

demostrando que también suponen una acción intencional de la insulina direccionando a la

glucosa hacia las células que tienen mayor requerimiento energético en dado momento.

Por otro lado, la opción c) se formuló debido a que en las clases se mencionó el efecto a

nivel transcripcional de la insulina sobre la expresión del gen de la glucoquinasa (Ver Redes

Conceptuales Específicas- RCE-BN-4, Capítulo 5-C)

Dado que la misma pregunta fue tomada en los cuestionarios A y B, se presentan los

datos en una misma Tabla 8.6.c discriminados.

Los resultados mostraron que un 10% (16 estudiantes de 156) de respuestas al

cuestionario A y 5% (2 estudiantes de los 39) de las respuestas al cuestionario B, fueron la

opción �No se�.

La opción correcta (d) fue elegida por un 28% de estudiantes (44 de 156 estudiantes

totales) en el cuestionario A y otro 28% (11 estudiantes de 39) en el cuestionario B.

Un 61% de estudiantes (96 de 156) del cuestionario A y un 67% (26 de 39) del

cuestionario B eligieron algunas de las opciones alternativas que confirmaban fallas en el

aprendizaje sobre la acción hipoglucemiante de la insulina (correspondiente a la suma de

estudiantes que seleccionaron las opciones a), b), y c)). Dentro de estas opciones, la a) -�la

insulina estimula exclusivamente reacciones que utilizan glucosa dentro de las células, por


289

ejemplo, síntesis de glucógeno�- fue la mayoritariamente elegida en ambos cuestionarios (39%,

61 estudiantes de un total de 156 que respondieron el Cuestionario A y 54%, 21 estudiantes de

los 26 que respondieron el cuestionario B). La opción b) -�la insulina induce la entrada

diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren energía�- fue elegida por un 16%

(25 estudiantes de un total de 156) que respondió el cuestionario A, y un 10 % (4 de

estudiantes de 39) del B. Esta afirmación confirma la intencionalidad que estos estudiantes le

otorgan a los procesos biológicos, ya percibida en las EC y ER. La opción c) -�la insulina

estimula la transcripción de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno�-

fue seleccionada por un 10% (10 del total de 156) del cuestionario A y solo uno (4% de 39) del

B.

Sumando las respuestas de ambos cuestionarios se observa que de un total de 195

estudiantes sólo 55 contestaron correctamente, 122 evidenciaron conocimientos erróneos

acerca de la forma de acción de la insulina como hipoglucemiante (correspondiente a las

opciones a), b) y c)). Dentro de estas opciones las más seleccionadas fueron la a) (82

estudiantes de 195), y b) (29 estudiantes); ambas respuestas evidenciarían nuevamente una

intencionalidad en la interpretación de los procesos bioquímicos, que sugiere que la insulina

induciría la entrada de glucosa exclusivamente en las células donde se requiere energía, o en

las que se forma glucógeno. La forma en que actúa la insulina (opción e) resultó desconocida

para 18 estudiantes de 195, que así lo explicitaron.

Todos los docentes seleccionaron la opción correcta d).

Tabla 8.6.c. Respuestas de los estudiantes de BN a las preguntas de respuesta de opción múltiple A-2 y B-2. A-2 fue respondida por 156 estudiantes y B-2 por 39. N total =195 estudiantes. Opciones de la Pregunta

a) b) c) d) (correcta) e)

Porcentaje de elección Cuestionario A

39% (61 est.)

16% (25 est.)

10% (10 est.)

28% (44 est)

10% (16 est)

Porcentaje de elección Cuestionario B

54% (21 est)

10% (4est.)

3% (1 est)

28% (11 est)

5% (2 est)

% Total (sobre 195 est)

42% (82 est.)

15%(29 est.)

6%(11 est.)

28% (55 est.)

9%(18 est.)

Pregunta 3

Los cuestionarios A y B presentan una pregunta 3 diferente, como se detalló anteriormente, por

lo que se analizarán por separado.

Pregunta A-3 (Sección 3.1.1.3, Cuadro 3.5): Si en un dado momento hay muy baja

concentración de glucosa en sangre, ¿tienen las neuronas “prioridad” para captarla? En

caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo logran?


290

Un 14% (22 estudiantes) respondió explícitamente �No sé�. El 44% (69 estudiantes de

156) afirmó que �las neuronas tienen prioridad para captar la glucosa�. De este grupo hubo 21

estudiantes que respondieron que tal prioridad se debe al tipo de GLUT que presentan en sus

membranas. Las respuestas de los 48 estudiantes restantes (31% de 156) fueron las

consideradas parcialmente correctas, aunque 42 de ellos hayan explicitado no saber más sobre

el tema; 2 estudiantes dijeron que las neuronas tienen prioridad para captar glucosa por tener

mayor cantidad de GLUT, y otros 4 estudiantes dijeron que las neuronas captan más por tener

receptores de insulina. Estos resultados se muestran en la Tabla 8.6.d.

El 42% (65 estudiantes de 156) contestó que �las neurona no tienen prioridad para

captar la glucosa�. Estas respuestas fueron consideradas incorrectas. Como justificaciones

asociadas a este argumento un grupo de 3 estudiantes hicieron explícito desconocer una

posible causa por la cual las neuronas no tienen �prioridad� para captar la glucosa; 18

estudiantes señalaron que las neuronas �no tienen prioridad para captar glucosa porque

pueden utilizar cuerpos cetónicos�; un grupo de 27 estudiantes sostuvo que �los hepatocitos

captan más para formar reserva, y que luego, por glucogenolisis habría mayor distribución a la

zona cerebral�; otro grupo de 15 estudiantes dijeron que las neuronas no tienen prioridad

porque hacen gluconeogénesis y, finalmente, otros dos justificaron diciendo que las neuronas

hacen proteólisis.

Algunas de las justificaciones halladas en estos resultados también habían sido

utilizadas por estudiantes en la pregunta 2 de la ER (¿Qué sucede con la glucosa una vez en

sangre?), cuando dijeron que la glucosa se dirige primero a neuronas. En esa oportunidad (ER)

no se les pidió a los estudiantes que justificaran su respuesta. Con esta pregunta surgieron

Capítu

lo 8 � Resu

ltados y Discu

sión. B

ioquím

ica de la Nu

trición.

2

91

Tabla 8.6.d. Respuestas de 156 estudiantes de BN a la pregunta A-3 Si en un dado momento hay muy baja concentración de glucosa ensangre, ¿tienen las neuronas �prioridad� para captarla? En caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo logran? * Respuesta correcta

Justificación:Responden

�No sé�

Responden�las neuronas tienen prioridad para

captar la glucosa�44% (69 estudiantes)

Responden�No tienen prioridad las neuronas para captar la glucosa�

42% (65 est)

Por tipo de GLUT*

No sabe

cómo.

Por tener mayor

cantidad de GLUT

Por tener IRS.

No séPueden usar

cuerpos cetónicos.

Los hepatocitos captan más para formar reserva,

luego por glucogenolisis hay más distribución a la zona cerebral.

Reciben por

gluconeo-génesis

Por proteólisis

Porcentaje de

respuestas (N° de

estudiantes)

14%(22 est.)

13% (21est.)

27% (42 est)

1% (2est.)

3% (4est.)

2% (3est.)

12% (18est.)

17%(27est.)

10% (15est.)

1% (2est.)


292

diversas y nuevas explicaciones que sustentan las respuestas anteriores tales como: �tienen

mayor cantidad de GLUT� o �por tener IRS�. En las clases (Capítulo 5C) se enseñaron las

isoformas de GLUT, y en los cuadernillos teóricos se describen indicando los KM y la

distribución por tipo celular de cada uno. Sin embargo, estos conocimientos sólo fueron

utilizados para justificar sus respuestas por un 13 % de los estudiantes, ya que el resto que

respondió al menos parcialmente bien, recurrió a otro tipo de justificaciones no correctas.


Los docentes que contestaron el cuestionario dijeron, en general, que las neuronas

captarían primero la glucosa puesto que poseen en sus membranas un tipo de GLUT con

menor KM; es decir con mayor afinidad hacia la glucosa, que los presentes en otras células del

cuerpo.

Pregunta B-3: (Sección 3.1.1.3, Cuadro 3.6). Imaginate que tenés un hepatocito y una

neurona juntos con 10 moléculas de glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos

células captará más glucosa?

Dado que la pregunta A-3 había sido respondida correctamente por sólo un 13% de

estudiantes, se reformuló su redacción con la intención de enfocarla hacia la necesidad de los

estudiantes de pensar en la afinidad relativa de los receptores GLUT de los hepatocitos y

neuronas15.

Ante esta pregunta no hubo estudiantes que respondieran �no sé�. El 23% (9

estudiantes) contestó que �las neuronas captan más glucosa que el hepatocito�. De este grupo

hubo 3 estudiantes de los 39 que respondieron correctamente diciendo que: �captan más por el

tipo de GLUT que tienen las neuronas en membrana, que presentan mayor afinidad que los

GLUT que tienen los hepatocitos en sus membranas�. Las repuestas de los 6 estudiantes

restantes de este grupo se consideraron parcialmente correctas puesto que no justificaron su

respuesta de manera completa ya que sólo dijeron que: �las neuronas captan más glucosa

debido a un mecanismo adaptativo�. Los datos se presentan en la Tabla 8.6.e.

El 46% (18 estudiantes de 39) sostuvo que �los hepatocitos captan más glucosa que las

neuronas�. De este grupo de estudiantes, 16 argumentaron que lo hacen para formar

glucógeno y luego por glucogenolisis éste se degrada y se distribuye la glucosa primero hacia

la zona cerebral. Los dos estudiantes restantes sostuvieron que captaban más los hepatocitos

por tener IRS en sus membranas celulares.

15 La redacción de esta pregunta suponía que los estudiantes la entenderían como un ejemplo de decir �un bajo número de moléculas de glucosa por unidad de volumen� significando �una baja concentración�.


293

Hubo un 31% (12 estudiantes de los 39) que aseguró que los dos tipos de células

captan glucosa por igual, pero no justificaron su respuesta. Las respuestas de este último

grupo y las del 46% que argumentó que los hepatocitos captan más glucosa fueron

consideradas como incorrectas, constituyendo el 77% de la muestra total (30 estudiantes de

39).

En estos resultados se evidencia que hubo argumentos que ya habían sido utilizados

por estudiantes en las ER, específicamente en la pregunta 2 (¿qué sucede con la glucosa una

vez en sangre?), cuando dijeron que la glucosa se dirige primero a neuronas, o que primero va

hacia el hígado (en esa oportunidad (ER) no se les pidió a los estudiantes que justificaran su

respuesta). Con esta pregunta B-3 surgieron diversas y nuevas explicaciones que sustentan las

halladas en las ER, tales como �se dirige primero a neuronas por un mecanismo adaptativo� o

�el hepatocito capta más para formar reservas o por tener IRS en membranas�.

Tabla 8.6.e. Respuestas de 39 estudiantes de BN a la pregunta B-3 Imaginate que tenés un hepatocito y una neurona juntos con 10 moléculas de glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos células captará más glucosa? * Respuesta correcta

Respuesta �Las neuronas captan más

glucosa� 23% (9 est.)

�Los hepatocitos captan más glucosa�

46% (18 est.)

�Las dos por igual.�

31%(12 est.)

Justificación Por el tipo de

GLUT

Por mecanismo adaptativo

Por tener IRS

Para formar reserva y luego por

glucogenolisis hay más

distribución a la zona

cerebral.

No justifican

Porcentaje de elección

8%* (3 est.) 15% (6 est.) 5% (2 est.) 41% (16 est.) 31% (12 est.)


Todos los docentes que respondieron el Cuestionario A, respondieron el cuestionario B. En

esta oportunidad todos afirmaron que las neuronas captarían más por las características del

tipo de GLUT presente sus membranas.

Pregunta 4 (Sección 3.1.1.3, Cuadro 3.5 y Cuadro 3.6)

En esta pregunta de respuesta de opción múltiple, se indaga si los estudiantes

establecían alguna relación entre los carbonos de la materia orgánica que se utiliza en la

respiración celular y el del CO2 que se podría exhalar al aire. Se intentó evaluar sobre la

relación entre respiración celular y respiración-ventilación.

La elección de la opción a), evidencia que el estudiante no establece relación alguna

entre la respiración celular y el CO2 eliminado durante la respiración-ventilación. Las opciones


294

de respuestas b), c), y d) confirmaron que el estudiante establecía relaciones incorrectas entre

respiración celulare y respiración con justificaciones incompletas y erróneas al considerarlas

cómo únicas. La e), que descarta las afirmaciones anteriores, es la correscta y la f) permite a

los estudiantes elegir una respuesta, si tomaban conciencia de no saber la respuesta.

Como se tomó la misma pregunta en ambos cuestionarios (A y B) se presentan los

resultados en forma comparativa en la Tabla 8.6.f.

Los resultados mostraron que sólo 3 estudiantes que respondieron el cuestionario A y

uno sólo que respondió el cuestionario B eligieron la opción a) -�son las mismas que entraron al

inhalar�-. La opción b) �el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la

respiración celular aeróbica de la glucosa�, fue elegida tanto en el cuestionario A por un 23%

(36 estudiantes de 156) y en el B por un 33% (13 estudiantes de 156), respectivamente. La

opción c) �El CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la respiración celular

aeróbica de los ácidos grasos�, fue seleccionada sólo por un estudiante del cuestionario A y

dos del B.

La opción d) fue elegida por un 58% de estudiantes (90 de 156 estudiantes totales) del

cuestionario A y un 44% (17 estudiantes de 39) del B.

Sumando las respuestas en ambos cuestionarios se observa que de un total de 195

estudiantes, 12 hicieron explícito que desconocían la respuesta eligiendo la opción f); cuatro

estudiantes eligieron la opción a), no asociando la respiración celular con la exhalación de CO2;

un 55% (107 de 195 estudiantes) eligió la opción d) que muestra una generalización

inadecuada sobre la capacidad de cualquier metabolito de ser considerado como molécula

capaz de transformarse en intermediarios oxidables en el proceso de respiración celular.

Hubo 52 estudiantes que seleccionaron las opciones b) y c) evidenciando conocimientos

fragmentados y erróneos acerca de la respiración celular y las moléculas orgánicas

involucradas.

Tabla 8.6.f. Respuestas de los estudiantes de BN a las preguntas de respuesta de opción múltiple A-4 y B-4. A-4 fue respondida por 156 estudiantes y B-4 por 39. N total =195 estudiantes. Opciones de la pregunta

a) b) c) d) e)

(correcta) f)

Porcentajes en el cuestionario A

2% (3est.)

23% (36est.)

1% (1est.)

58% (90 est)

9% (14 est)

8% (12est)

Porcentajes en el cuestionario B

3% (1 est)

33% (13est.)

5% (2 est)

44% (17 est)

15% (6 est)

0 %

Porcentajes totales (sobre 195 est)

2% (4 est)

25% (49 est)

2% (3 est)

55% (107 est)

10% (20 est)

6% (12 est)

Con esta pregunta se evidenciaron argumentaciones nuevas que mostraron

conocimientos fragmentados asociados a la integración metabólica del proceso de respiración

celular, al considerar que el CO2 proviene solamente de la respiración celular aeróbica de la

glucosa o de ácidos grasos.


295

Todos los docentes seleccionaron la respuesta correcta.

Pregunta 5 (sección 3.1.1.3, Cuadro 3.5 y Cuadro 3.6)

En esta pregunta de respuesta de opción múltiple se indaga acerca del conocimiento

que tienen los estudiantes sobre el destino de los átomos de carbono, una vez ingresados al

organismo en alguna molécula orgánica. Se ofrecen distintas opciones que hacen referencia a

distintos lugares donde se podría detectar (radioactividad proveniente de glucosa marcada). La

elección de las opciones b), c) o d) plantea opciones incompletas, su elección evidenciaría que

los estudiantes suponen un único destino en el organismo para estos átomos y no

considerarían la distribución homogénea de los mismos. Por consiguiente se considera

parcialmente correcta. La opción e) es la correcta. La opción g) que descarta todas las

opciones anteriores es incorrecta y la h) permitía la expresión de estudiantes que no sabían la

respuesta.

Dado que la misma pregunta fue tomada en los cuestionarios A y B, se presentan los

datos discriminados en la Tabla 8.6.g.

Los resultados mostraron que un 29% de los estudiantes que respondieron el

cuestionario A (47 estudiantes que seleccionaron las opciones a), b) y d) de 156) y un 16% de

los estudiantes que resolvieron el cuestionario B (6 estudiantes que seleccionaron las opciones

a), b) y d) de 39) eligieron opciones que se consideran parcialmente correctas puesto que

seleccionaron aquéllas que determinan alguno de los posibles destinos donde se podría

encontrar el carbonos marcados. Dentro de este grupo, la opción b) fue la mayoritariamente

elegida en el cuestionario A, y la opción a) fue la más elegida en el cuestionario B (21 y 3

estudiantes respectivamente). La opción b) -el carbono radiactivo se detectó en moléculas de

glucógeno en hepatocitos-, y la a) -parte de la radiactividad se detecta en el aire ya que parte

de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2-, son respuestas parcialmente correctas. La

opción e) que incluye las distintas opciones donde encontrar la marca en el organismo es la

correcta y fue elegida por un 49% de estudiantes (76 de 156 estudiantes totales) que habían

respondido el cuestionario A y otro 59% (23 estudiantes de 39) que habían respondido el

cuestionario B.

Sólo un estudiante que respondió el cuestionario A seleccionó la opción f) que era

incorrecta puesto que sostenía que no se detecta radiactividad en ninguna célula de ningún

tejido de este individuo porque la glucosa se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2.

Si consideramos la muestra total de 195 estudiantes que respondieron los dos

cuestionarios, 99 estudiantes (el 51%) contestaron correctamente, 53 estudiantes (27%)

optaron por ítems a), b) y d), parcialmente correctos, demostrando desconocer que la

distribución del carbono ingerido con los alimentos no tiene un único destino predeteminado.

Un 2% (3 estudiantes) eligió la opción g), y un 20% (39 estudiantes) eligió la h) y sólo el 1 %


296

(un estudiante) eligió la opción f). Estos porcentajes, tomados en conjunto, demuestran que un

23 % (43 estudiantes) desconocía la respuesta.

Analizando la tabla 8.6.g provenientes de la aplicación del cuestionario A y B en el año

2007 y 2007 (Ver Tabla 3.3 Cap. 3), debería considerarse que el diseño de los distractores de

esta pregunta podría haber inducido a la selección de opciones que indicarían conocimiento

sobre los múltiples destinos metabólicos de la glucosa en el organismo. Esto ocurre,

particularmente con las opciones a) y d) que fueron en total elegidos por el 20% y 6%

respectivamente. Los estudiantes que eligieron la opción b), que sostiene que los carbonos de

la glucosa se detectarán en las células del hígado, podrían haber respondido considerando el

sitio donde la glucosa puede entrar en algún camino metabólico, contenidos que esta materia

se profundiza en las clases, o bien haber considerando que la glucosa incorporada en el

organismo es, en primer término, es almacenada como glucógeno. Por lo tanto, las únicas

respuestas que pueden considerarse incorrectas, en esta población, son las provenientes de la

elección de las opciones f) y g) que sólo fueron elegidas por un 1% y 2% respectivamente.

Todos los docentes seleccionaron la opción correcta.


presentará en el capítulo 10.

Tabla 8.6.g. Respuestas de los estudiantes de BN a las preguntas de respuesta de opción múltiple A-5 y B-5. A-5 fue respondida por 156 estudiantes y B-5 por 39. N total =195 estudiantes. *Opción correcta. Opciones de la pregunta

a) b) d) e)* f) g) h)

Porcentajes cuestionario A-5

10% (16 est)

13% (21 est)

6% (10 est)

49% (76 est)

1% (1 est)

2% (3 est)

19% (29 est)

Porcentajes cuestionario.B-5

7% (3 est)

5% (2 est)

3% (1 est)

59% (23 est)

- - 26%

(10 est)

Porcentajes totales 10%

(19 est) 12%

(23 est) 6%

(11 est) 51%

(99 est) 1%

(1 est) 2%

(3 est) 20%

(39 est)

Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.

297

CAPÍTULO 9

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ASIGNATURA QUÍMICA BIOLÓGICA, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES.

Se entrevistaron estudiantes de Química Biológica (QB) de la Licenciatura en Ciencias

Biológicas y de la Licenciatura en Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Exactas y

Naturales de la Universidad de Buenos. Una muestra conformada por 123 estudiantes de un

total de 200 respondió las Entrevistas Concurrentes (EC) en las que se les presentó el

problema de múltiples resoluciones (PMR), (detallado en el Capítulo 3, Cuadro 3.2) y

posteriormente las Entrevistas Recurrentes (ER). Las respuestas obtenidas en las EC fueron

mayoritariamente orales y totalmente espontáneas, según la metodología de �pensar en voz

alta� (Capítulo 3, sección 3.3.1). Las respuestas se registraron como grabaciones16. Las

transcripciones de las respuestas afirmativas al PMR se sistematizaron en una red semántica,

que se muestra en la Figura 9.1, de acuerdo a la metodología que se señaló en el Capítulo 3,

sección 3.3.1 y capítulo 4, sección 4.4. En esta red semántica quedaron descriptos los caminos

asociativos expresados en todas las respuestas. La información expresada en la red semántica

9.1 se analizó desde la Teoría Matemática de la Comunicación (Ver sección 9.5)

Una vez concluida cada EC, se llevaron a cabo en forma inmediata con cada

entrevistado, las cuatro preguntas de la ER. Las respuestas a estas preguntas fueron también

orales y se guardó el registro grabado de las mismas. La sistematización de estas respuestas

requirió, luego de su transcripción, la organización de las categorías emergentes. Los

resultados se presentan en la sección 9.2. El análisis de los resultados de las ER permitió

confirmar, ampliar y/o reconsiderar, las conclusiones parciales provenientes de las EC y los

valores obtenidos de la entropía de la información.

Dado que la población de QB está formada por estudiantes de dos carreras, los

resultados de algunas de los instrumentos de muestreo utilizados se analizaron

estadísticamente con el objeto de dilucidar si exhibían diferencias significativas. Asimismo se

efectuaron las EC y ER al docente a cargo de la asignatura (Ver sección 9.3).

En la sección 9.4 se realiza un análisis cruzado de las respuestas a las EC y ER. En la

sección 9.5 se presenta el análisis de las EC desde la TMC. El análisis de las respuestas al

cuestionario semiestructurado se presenta en la sección 9.6. La discusión general de los

resultados, en comparación transversal con las otras asignaturas estudiadas se presentará en

el capítulo 10.

16Se contempló también recoger los eventuales dibujos o notas que algunos estudiantes esbozaran; sin embargo, estos recursos no fueron utilizados por los estudiantes.


298

9.1. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC)

El análisis de las EC, en las que se planteó el PMR (capítulo 3, cuadro 3.2), mostró que

de los 123 estudiantes entrevistados, el 10% negó la posibilidad planteada de que algún átomo

de carbono del almidón ingerido en el alimento fuera encontrado en la atmósfera. Este grupo

fue denominado �Rneg� (Respuesta negativa), mientras que el 90% restante (111 estudiantes)

que logró argumentar alguna respuesta fue llamado �Rarg�.

De los 123 estudiantes, 45 cursaban la Licenciatura en Ciencias Químicas (los

denominaremos �químicos�) y 78 la Licenciatura en Ciencias Biológicas (los denominaremos

�biólogos�). El grupo Rneg estuvo conformado por 10 de 45 químicos (22 %); y sólo 2 de 78

biólogos (3 %). Esta situación estaría indicando dificultades en los estudiantes químicos para

contextualizar procesos bioquímicos y moleculares en un organismo. Cabe aclarar que los

estudiantes de la Licenciatura en Ciencias Químicas no tienen asignaturas previas sobre temas

de biología. Los porcentajes de estudiantes pertenecientes a los grupos Rneg y Rarg,

discriminados por carrera se encuentran en la Tabla 9.1.a.

Tabla 9.1.a. Porcentajes de estudiantes que respondieron afirmativamente o negativamente al PMR. Se denominó Rneg al grupo de estudiantes que negó la posibilidad planteada en el PMR de que algún átomo de carbono del almidón ingerido fuera encontrado en la atmósfera; y se denominó Rarg al grupo que afirmó tal posibilidad y argumentó alguna respuesta.

Cantidad de estudiantes

encuestados Porcentaje de Rneg Porcentaje de Rarg

Biólogos 78 2 76 Químicos 45 10 35 Total de estudiantes encuestados (biólogos + químicos)

123 10 % (12 est.) 90 % (111 est.)

Las respuestas del grupo �Rarg� se sistematizaron y plasmaron en la red semántica de

la Figura 9.1. En la red se observa que para el grupo �Rarg� aparecen veintidós patrones

generales de respuestas (22 caminos asociativos de resolución), cuyas evocaciones iniciales

comenzaron sólo desde tres puntos de partida que, de acuerdo al MPI, denominamos anzuelos

(Capítulo 3, sección 3.3.1.2) y los escribiremos en letra mayúscula y bastardilla: PIZZA (50%,

55 estudiantes), PERSONA (8%, 9 estudiantes) y C-CO2 (42%, 47 estudiantes). A partir de los

diferentes anzuelos, las respuestas continuaron con diversas subsecuencias de conceptos

asociados (que se escribirán con letra minúscula y bastardilla).

Se observa en la red semántica que los 55 estudiantes que comenzaron sus caminos

asociativos a partir del anzuelo PIZZA, continuaron su resolución con cinco alternativas

diferentes: hidratos de carbono (el 18%), enzimas digestivas (el 14,5%), glucosa (el 45,5%),

alimento (el 16 %), marca radiactiva (5%). A partir de estos segundos nodos asociativos,

emergieron hasta tres subsecuencias resolutivas diferentes.


299

De los 9 estudiantes que comenzaron sus caminos asociativos con el anzuelo

PERSONA, todos continuaron con el nodo: alimentación y, a partir de allí, emergieron entre

uno y tres subsecuencias de resolución alternativas.

De los 47 estudiantes que partieron del nodo C-CO2, emergieron tres subsecuencias

alternativas de resolución: respiración celular (40%), producto del ciclo de Krebs (55%), y

eliminación de CO2 por acción bacteriana (4%).

A continuación se analizarán detalles de las secuencias asociativas, partiendo de cada

uno de los anzuelos detectados (Ver Figura 9.1).

Análisis de las secuencias asociativas a partir de cada anzuelo

Anzuelo PIZZA

Los estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA continuaron su resolución con cinco

subsecuencias asociativas a partir de las cuales emergieron doce caminos resolutivos:

1) Subsecuencias que comienzan con hidratos de carbono (10 estudiantes, todos biólogos)

i) glucosa ‡ glucólisis/ciclo de Krebs/cadena respiratoria ‡ atmósfera (8 estudiantes)

ii) enzimas digestivas ‡ glucosa ‡ cadena respiratoria ‡ atmósfera (2 estudiantes)

Estos caminos resolutivos fueron considerados respuestas correctas, puesto que

asocian el proceso de alimentación planteado en el PMR con la respiración celular y la

eliminación del CO2 a la atmósfera.

2) Subsecuencias que comienzan con enzimas digestivas (8 estudiantes)

i) glucosa ‡ glucogenogénesis/glucógenolisis ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la

atmósfera (6 estudiantes, todos químicos)

ii) órganos (boca, estómago) ‡ absorción de glucosa ‡ circulación sanguínea ‡ distribución

según necesidades ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la atmósfera (2 estudiantes,

uno químico y uno biólogo).

El camino resolutivo i) fue categorizado como respuesta incorrecta. Esto se debe a que,

los 6 estudiantes expresaron formación de glucógeno mediante glucogenogénesis y

degradación por glucogenólisis como vías necesarias (y no optativa) entre la captación celular

de glucosa el proceso de respiración celular.

En relación al camino ii), se consideró como respuesta correcta, a pesar de que ambos

estudiantes incluyeron en sus respuestas la expresión �la glucosa se distribuye hacia las

células que más la necesitan�, hecho que podría encubrir la adjudicación de intencionalidad al

proceso.


300

3) Subsecuencias que comienzan con glucosa (25 estudiantes, todos biólogos)

A partir de los 25 estudiantes que como segunda alternativa asociativa utilizaron el nodo

glucosa, emergieron tres caminos resolutivos:

i) glucólisis/ciclo de Krebs/cadena respiratoria ‡ eliminación de CO2 a la atmósfera (8

estudiantes).

ii) distribución según necesidades ‡ transporte a través de membrana ‡ respiración celular ‡

eliminación de CO2 a la atmósfera (5 estudiantes)

iii) glucogenogénesis/glucógenolisis ‡ glucólisis/cadena respiratoria ‡ eliminación de CO2 a la

atmósfera (12 estudiantes).

El camino i) (8 estudiantes) es considerado correcto puesto que asocia la alimentación

planteada en el PMR al proceso de respiración celular. El camino ii) (5 estudiantes) también fue

considerado correcto, aunque nuevamente nos planteó la duda del sentido otorgado por los

estudiantes al argumento de que la glucosa se distribuye hacia las células que más la

necesitan. Finalmente, los 12 estudiantes que respondieron el camino iii) nuevamente

sostuvieron que la glucosa debía pasar por la vía metabólica de formación de glucógeno

(glucogenogénesis) y luego el glucógeno sería degradado (glucogenólisis), antes de obtenerse

el CO2; por tanto, este camino fue considerado como respuesta incorrecta.

4) Subsecuencias que comienzan con alimento (9 estudiantes, todos biólogos)

A partir de los 9 estudiantes que como segunda alternativa asociativa utilizaron el nodo

alimento emergieron 4 caminos resolutivos:

i) proceso digestivo ‡ glucosa ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la atmósfera (4

estudiantes)

ii) proceso digestivo ‡ desechos de materia orgánica ‡ actividad bacteriana y eliminación de


iii) enzimas digestivas ‡ glucosa ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la atmósfera (1

estudiante)

iv) glucosa ‡ transporte a través de membrana ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la


Los caminos i) (4 estudiantes), iii) (1 estudiante) y iv) (2 estudiantes) fueron

considerados correctos. El camino ii) (2 estudiantes) fue incorrecto debido a que consideran

que el CO2 eliminado es producto de la actividad bacteriana del intestino.

5) Subsecuencia que comienza con marca radiactiva (3 estudiantes, todos químicos)

La secuencia registrada en este caso fue la siguiente:

i) marca radiactiva ‡ seguimiento de CO2 en laboratorio


301

Estos tres estudiantes eran químicos y evidenciaron sus preocupaciones por cómo

lograr procedimentalmente el seguimiento de los carbono del almidón de la pizza en las vías

metabólicas; sin embargo, en esta respuesta no mencionaron vía metabólica alguna. Esta

subsecuencia no fue clasificada como correcta o incorrecta pues los datos aportados por los

tres estudiantes no son lo suficientemente claros respecto de cómo pensaron la resolución del

problema planteado. Dado que para la metodología empleada, el entrevistador no podía seguir

indagando sobre el PMR, se continuó �como en todos los casos� con la entrevista recurrente.

Anzuelo PERSONA

Los nueve estudiantes que partieron del anzuelo PERSONA continuaron su resolución

con el nodo ALIMENTACIÓN y mostraron tres diferentes caminos asociativos.

1) Subsecuencia que comienza con alimentación (9 estudiantes, todos biólogos)

i) degradación química del almidón ‡ glucosa ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la


ii) célula ‡ respiración celular (4 estudiantes)

iii) desechos de materia orgánica (2 estudiantes)

Los caminos i) y ii) representados por 3 y 4 estudiantes respectivamente, fueron

consideradas como respuestas correctas. Los estudiantes que utilizaron el tercer camino

argumentaron que la única forma de encontrar en la atmósfera CO2 proveniente del almidón de

la pizza era debido a los desechos de materia orgánica que quedan luego de la digestión; por

lo tanto, este camino se consideró como respuesta incorrecta.

Anzuelo C-CO2

Los 47 estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 continuaron su resolución con tres

subsecuencias y mostraron en total 7 caminos asociativos. Este anzuelo es compuesto y ya es

una elaboración asociativa entre la relación �carbono de glucosa� / �dióxido de carbono de la

atmósfera� mencionados en el PMR; es decir, ya es una primera relación que han hecho estos

sujetos para contestar.

1) Subsecuencias que comienzan con respiración celular (19 estudiantes)

i) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ CO2 disuelto en sangre (11 estudiantes, todos biólogos)

ii) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ no sabe cómo sale el CO2 (8 estudiantes, 5 químicos y

3 biólogos).

De los 19 estudiantes que utilizaron como segundo nodo respiración celular emergieron

dos caminos resolutivos que difieren en la aclaración sobre la forma en que se elimina el CO2 a

la atmósfera. Esta cuestión no había sido indagada directamente en el PMR. Once estudiantes


302

dijeron que el CO2 se elimina disuelto en sangre, y 8 hicieron explícito que no sabían cómo se

elimina. Dado que estos conceptos no forman parte de la respuesta esperada, estos caminos

asociativos fueron considerados como correctos, a pesar de poner en evidencia falencias en el

aprendizaje.

2) Subsecuencia que comienza con producto del ciclo de Krebs (26 estudiantes)

Los 26 estudiantes que comenzaron con el anzuelo C-CO2 y continuaron con el nodo

producto del ciclo de Krebs, expresaron a continuación el nodo eliminación de CO2 a la

atmósfera; pero, a partir de ese nodo aparecieron cuatro alternativas distintas:

i) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ transporte de CO2 por membrana (8 estudiantes, todos

biólogos)

ii) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ disuelto en sangre (7 estudiantes, todos químicos)

iii) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ ciclo del carbono (6 estudiantes, todos químicos)

iv) eliminación de CO2 a la atmósfera ‡ no sabe cómo sale (5 estudiantes, todos químicos)

Estos caminos fueron considerados como respuestas correctas.

3) Subsecuencia que comienza con actividad bacteriana (2 estudiantes, químicos)

i) actividad bacteriana ‡ eliminación del CO2 a la atmósfera.

Estos estudiantes no asociaron la glucosa presente en los alimentos con la que se

utilizará como sustrato de la respiración celular. En cambio, afirmaron que es sustrato para las

bacterias intestinales. Estas respuestas fueron consideradas, por consiguiente, incorrectas.

Los porcentajes de secuencias asociativas correctas de cada uno de los tres anzuelos,

PIZZA, C-CO2 y PERSONA, se encuentran en la Tabla 9.1.b.

Tabla 9.1.b. Porcentaje de las respuestas correctas al PMR en relación al anzuelo utilizado como punto de partida en la resolución del PMR.

Anzuelo % (frecuencia de

utilización)

C-CO2 42% (47 de 111 est.)

PERSONA 8% (9 de 111 est.)

PIZZA 50% (55 de 111 est.)

Respuesta correcta al PMR

45 est. de 47 (96%)

7est. de 9 (78%)

33 est. de 55 (60%)

Al obtener estos datos surgieron los siguientes interrogantes:

a) El anzuelo C-CO2 fue utilizado por 47 estudiantes de 111. De ellos, 45 expresaron una

subsecuencia muy breve, pero también correcta. ¿Podrá considerarse esta asociación de dos

conceptos reunidos (C-CO2) como el anzuelo más eficaz para la evocación-recuperación de la

información correctamente guardada en la MLP?

Capítu

lo 9 � R

esultados y discu

sión. Q

uím

ica Biológica.

3

03

5-Alimento (9)

3-Enzimas Digestivas (8)

4-Glucosa (25)

2-Hidratos de Carbono(10)

6-Marca Radiactiva (3)

9-Glucosa (6)

10-Órganos (boca, estómago) (2)




7-Glucosa (8)

17-Seguimiento de CO2 en laboratorio (3)

14-Proceso digestivo(6)


16-Glucosa (2)

19-Glucosa (2)


23-Transporte porMembrana (5)

24-Glucólisis / Respiración Celular (12)

26-Descomposición de Materia Orgánica (2)

25-Glucosa (4)

21-Absorción de glucosa (2)

29-Atmósfera (8)

20- Glucogenogénesis / Glucogenólisis (6) 31-Respiración Celular (6)






a la atmósfera (2)

27-Glucosa (1)

1-Pizza(55)

57-C-CO2 (47)

59-Producto del Ciclo de Krebs (26)

60-Actividad Bacteriana / Eliminación de CO2 a la atmósfera(2)

58-RespiraciónCelular (19)

65-Transporte de CO2 por membrana (8)66-Distribución en sangre (7)

67-Ciclo del Carbono (6)

64- No sabe cómo sale (8)

63- Distribución en sangre (11)

48-Persona(9) 49-Alimentación (9) 51-Célula (4)

52-Descomposición de Materia orgánica (2)



28-Transporte por membrana (2)

53-Glucosa (3)

Figura 9.1. Red semántica resultante del análisis de las Entrevistas Concurrentes correspondiente al 90% de los estudiantes de QB (111 de 123 estudiantes) que lograron argumentar (Rarg) sobre el PMR. Los números a la izquierda de cada nodo son sus identificaciones, a los efectos del análisis de entropía comunicacional, y los números a la derecha, entre paréntesis, representan las frecuencias con que apareció cada nodo.


a la atmósfera (6)47-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)


a la atmósfera (8)


a la atmósfera (5)



a la atmósfera (12)13- Glucogenogénesis / Glucogenólisis (12)

36-Actividad bacteriana / Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)


a la atmósfera (1)


a la atmósfera (2)38-Respiración Celular (2)


a la atmósfera (4)


a la atmósfera (3)55-Respiración Celular (3)50- Degradación Químicadel Almidón (3)


61- Eliminación de CO2




68- No sabe cómo sale (5)


304

b) Otro grupo importante de estudiantes comenzó expresando el anzuelo PIZZA (55 de 111

estudiantes) y, de ellos, 33 contestaron con secuencias correctas al PMR. ¿Podría entonces

considerarse que el anzuelo PIZZA resultó también eficaz para la evocación-recuperación de

información correcta desde la MLP y permitir, así, responder correctamente mediante

asociaciones de ideas sobre degradación de almidón, absorción intestinal de glucosa, entrada

a metabolismos, glucólisis y respiración celular?

c) El anzuelo PERSONA fue elegido por muy pocos estudiantes (9 de 111); sin embargo, el

78% de estos estudiantes respondieron correctamente al PMR. ¿Significará esta situación que

quien ha ubicado su búsqueda en la MLP en primera instancia por el concepto del organismo

complejo puede elaborar más acertadamente su respuesta?

Estas preguntas deberían encontrar respuestas a partir del análisis de los subsiguientes

datos de esta investigación, provenientes de la aplicación de los otros instrumentos de

indagación de información empírica. Cabe aclarar, que el análisis de las respuestas al PMR

desde el MPI se efectuó como un total, sin distinguir si provenían de estudiantes químicos o

biólogos. No se tomó este mismo criterio para el análisis de las respuestas obtenidas a partir de

las ER y cuestionarios A y B donde se discriminó por gurpo de estudiantes de química y

biología.




Inmediatamente luego de responder a la EC (PMR), cada estudiante fue entrevistado

con las preguntas de la ER. Una vez transcriptas y analizadas las respuestas al PMR, se hizo

lo propio con las respuestas de las ER. Posteriormente, para el análisis desde el MPI, resultó

interesante relacionar las categorías establecidas a partir de las ER con los anzuelos de

partida, concepto inicial empleado en responder al PMR. Para ello, se debió revisar

nuevamente el material grabado, lo cual permitió discriminar las respuestas de las ER por

anzuelos utilizados. Este procedimiento es totalmente diferente al análisis de casos, en el que

se sigue la trayectoria del discurso de cada individuo entrevistado. En cambio, el análisis de

este material se efectuó a nivel de población, es decir, se analizó por separado la totalidad de

las respuestas a cada pregunta, con la finalidad de obtener categorías para cada una de éstas.




celular?


305




Análisis de la Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?

De los 123 estudiantes encuestados, un 80% (99 de 123) expresó que no tuvo en

cuenta al organismo para contestar el PMR. Este porcentaje tan alto corresponde a la totalidad

de químicos (10 Rneg y 35 Rarg), y a 54 biólogos (2 Rneg y 52 Rarg). Sólo 24 estudiantes de

biología (un 22% del grupo Rarg) expresaron haber tenido en cuenta el organismo para

contestar el PMR. Estos datos se resumen en la Tabla 9.2.a.

Tabla 9.2.a. Porcentajes de respuestas de los estudiantes de QB (n=123) a la pregunta 1 de las ER: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo? NO SÍ Total (123 estudiantes) 80% (99 est.) 20%, (24 est.)

Rarg (111 estudiantes) 78% (constituido por 52 biólogos + 35 químicos)

22% (24 biólogos)

Rneg (12 estudiantes) 100% (2 biólogos + 10 químicos)

0 %

De los 12 estudiantes del grupo Rneg (Tabla 9.1.a), los químicos (10 estudiantes) dieron

respuestas tales como �no, ni lo pienso�, �no, la verdad me es difícil.�, �es que pregunta sobre el

carbono, no es necesario�¸ �no es necesario porque me pregunta sobre el CO2�, �me resulta

redifícil tratar de relacionar al organismo con lo metabólico, pienso directamente en las vías

metabólicas�. Los biólogos (2 estudiantes) respondieron �siento que no es necesario porque

pregunta del carbono�, y �la verdad que no, además siento que sería más complejo�,

respectivamente.

Todos los químicos �como se mencionó- afirmaron no haber tenido en cuenta al

organismo, hecho que se podría relacionar con el hecho de que ninguno de ellos partió del

anzuelo PERSONA en la EC.

Todos estos datos denotan que los químicos no contextualizaron la respuesta en un

organismo y sólo lo hizo un 22% de los estudiantes de Biología.

Un análisis de las respuestas a la Pregunta 1, desde una revisión sobre los anzuelos

utilizados por los sujetos en la EC se resume en la Tabla 9.2.b.

En la Tabla 9.2.b se observa que de los 111 estudiantes Rarg (químicos y biólogos) que

ahora �frente a la Pregunta 1 de la ER- reconocieron no haber tenido en cuenta al organismo

para responder al PMR, 47 partieron del anzuelo C-CO2 (35 químicos y 12 biólogos); 1

estudiante biólogo partió del anzuelo PERSONA (11 %), y 26 biólogos partieron del anzuelo

PIZZA (47%).


306

Tabla 9.2.b Porcentaje de respuestas a la pregunta 1 de las ER, en relación los anzuelos utilizados por el grupo Rarg (111 estudiantes).

Anzuelo (casos de utilización)

C-CO2 (47)

PERSONA (9)

PIZZA (55)

Respuesta a la Pregunta 1 de ER: ¿Consideran al organismo al pensar el PMR?

No (74 est.)

100%

(47 de 47 est., 35 eran químicos)

11% (1 de 9 biólogos)

47% (26 de 55 biólogos)

Sí (37 est.) 0% 89%

(8 de 9 biólogos) 53%

(29 de 55 biólogos)

Estos resultados permiten responder a los interrogantes planteados al analizar las EC

en la sección 9.1., y parecerían indicar que:

a) Surgen dudas respecto de la efectividad del anzuelo C-CO2 (primer interrogante surgido tras

analizar los datos de la Tabla 9.1.b) como indicador de una resolución enmarcada en pensar

metabolismos sobre un organismo complejo; teniendo en cuenta que casi todos los estudiantes

que utilizaron el anzuelo C-CO2 respondieron correctamente el PMR pero no consideran al

organismo para pensar el problema.

b) También surgen dudas respecto de la efectividad del anzuelo PIZZA (segundo interrogante

surgido tras analizar los datos de la Tabla 9.1.b) como indicador de una resolución enmarcada

en pensar metabolismos sobre un organismo complejo ya que en un porcentaje similar los

estudiantes tuvieron, o no, en cuenta al organismo como contexto.

c) Asimismo, parecería que el anzuelo PERSONA aseguraría una respuesta proveniente de un

pensamiento integrador del MHC en un organismo complejo (tercer interrogante surgido tras

analizar los datos de la Tabla 9.1.b) al menos en los 8 biólogos que respondieron haber tenido

presente el organismo en la respuesta. Estos aspectos serán vislumbrados al comparar las

respuestas obtenidas a partir del resto de las preguntas de las ER.

Análisis de la Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el

proceso de respiración celular?

De los 123 estudiantes encuestados sólo los 2 biólogos que pertenecían al grupo Rneg

expresaron desconocer de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración

celular. Los 121 estudiantes restantes expresaron algún argumento sobre el origen de la

glucosa. Resulta interesante hacer un análisis por tipo de respuesta y considerar la condición

de estudiantes de biología o de química de los entrevistados.

Esta pregunta fue elaborada con el fin de indagar si los estudiantes tenían en cuenta el

estado nutricional del organismo y discriminar los posibles orígenes de la glucosa, indicando

las vías metabólicas prevalecientes en cada situación. Los resultados se presentan en la Tabla

9.2.c.


307

Dos estudiantes biólogos (Rneg) contestaron �No sé�. La respuesta correcta fue

expresada por 12 estudiantes (1 químico y 11 biólogos).

Se obtuvieron, además, otros cuatro tipos de respuestas: dos de ellas erróneas pues

supone que la glucosa siempre debe formar glucógeno, y la otra que la glucosa proviene de

glucólisis; las otras dos son parcialmente correctas pues en ellas se manifiesta sólo uno de los

posibles orígenes de la glucosa que entra a respiración celular:

Un grupo de 40 estudiantes (15 químicos y 25 biólogos) afirmó que la glucosa proviene

siempre de la glucogenogénesis, que luego el glucógeno por glucogenólisis libera la glucosa

sustrato de la respiración celular.

Otros 34 estudiantes (8 químicos y 26 biólogos) sostuvieron que la glucosa proviene de

la ingesta.

Un grupo de 24 estudiantes aseveró que la glucosa proviene de la gluconeogénesis;

entre estos estudiantes 15 eran químicos (7 pertenecían al grupo Rneg) y 9 biólogos.

Un grupo de 11 estudiantes (6 químicos y 5 biólogos) sostuvo que la glucosa

involucrada en el proceso de respiración celular proviene de glucólisis; de éstos 3 eran

químicos que pertenecían al grupo Rneg.

Sumando químicos y biólogos, hubo 109 estudiantes de 123 totales que como

respuesta afirmaron sólo una alternativa de fuente de glucosa, sin tener presente a las distintas

alternativas que se relacionan a diferentes estados nutricionales.

De los 10 químicos Rneg, 3 respondieron que la glucosa proviene de la glucólisis y 7 de

la gluconeogénesis. Esto mostraría respuestas incorrectas consistentes con aprendizajes

fragmentados.

De los 78 biólogos, los dos grupos mayoritarios correspondieron a las categorías que

consideran la dieta (33%) o el glucógeno (32%) como fuentes de glucosa.

Las comparaciones entre el grupo de biólogos y químicos fueron realizadas mediante la

prueba χ2, utilizando el programa Statistics 101. Para el análisis estadístico se agruparon las

respuestas en: No sabe (cuando se hizo explícito que desconocían la respuesta), respuestas

correctas, y otras respuestas (cuando daban cuenta de respuestas incompletas). Las

diferencias entre ambos grupos �biólogos y químicos--serían consideradas significativas si p ≤

0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 5.95; 2gl; p = 0.0509) indicaron que no

existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos.


308

Tabla 9.2.c Respuestas de los estudiantes de QB (n=123) a la pregunta 2 de las ER: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?*

Respuesta “No sé”

Respuesta correcta: El estado nutricional condiciona el origen de la glucosa utilizado en la respiración celular.

Otras respuestas

La glucos siempre

proviene de glucogenogénesis/glucogenóli-

sis

La glucosa proviene

de la ingesta

La glucosa proviene de gluconeogé

nesis

La glucosa proviene de

glucólisis

Est. totales

(123)

2% (2 est.)

10% (12 est.)

33% (40 est.)

28% (34 est.)

20% (24 est.)

9% (11 est.)

Químicos (45 est.)

2% (1 est.)

33% (15 est.)

18% (8 est.)

33% (15 est., 7 Rneg)

13% (6 est., 3 Rneg)

Biólogos (78 est.)

3% (2 est todos

Rneg)

14% (11 est)

32% (25 est.)

33% (26 est.)

12% (9 est)

6% (5 est.)

* En esta tabla se señala la ubicación de los 10 estudiantes del grupo Rneg.

Dado que la ER es una interacción oral entre la entre la entrevistadora y cada sujeto lo

que éstos responden podría no ser la totalidad de sus conocimientos sino una parte de sus

aprendizajes. Este alto porcentaje de estudiantes totales 89%, (109 de 123) parecería sólo

conocer una vía metabólica para la glucosa involucrada en la respiración celular. No obstante

debemos considerar que para confirmar esta afirmación debería ser indagado con más

precisión, dando más tiempo para la elaboración de respuestas escritas (ver pregunta 1,

cuestionarios A y B, Tablas 9.6.a; Tabla 9.6.b, 9.6.c, 9.6.d).


Un análisis subsiguiente, teniendo en cuenta los anzuelos de partida (PIZZA, PERSONA

ó C-CO2) se presenta en la Tabla 9.2.d para las respuestas del grupo Rarg (111 estudiantes).

La Tabla 9.2.d muestra que el único químico y los 11 biólogos que respondieron

correctamente, partieron del anzuelo PIZZA. Asimismo, el 22% de las respuestas que partieron

de este anzuelo fueron correctas (12 estudiantes de 55). Nuevamente, este resultado podría

sugerir una relevancia para el anzuelo PIZZA; sin embargo, la Tabla 9.2.2b muestra que este

anzuelo también fue utilizado por quienes dieron respuestas incorrectas o parcialmente

correctas. Por ejemplo: entre los 40 estudiantes que consideraron la vía de

glucogenogénesis/glucogenólisis como obligatoria, 6 de los 15 químicos (40 %) y 12 de los 25

biólogos (48%) partieron del anzuelo PIZZA. Entre los 34 que señalaron la ingesta como única

alternativa, 3 de los 8 químicos y 16 de los 26 biólogos, utilizaron dicho anzuelo. Entre los 24

que señalaron la gluconeogénesis como única alternativa, 3 de los 9 biólogos utilizaron dicho


309

anzuelo. Y, finalmente, entre los 11 que señalaron la glucólisis como única alternativa, 3 de los

5 biólogos utilizaron dicho anzuelo.

Tabla 9.2.d Respuestas de los 111 estudiantes Rarg a la pregunta 2 de las ER, teniendo en cuenta el anzuelo que utilizó cada estudiante como punto de partida al PMR durante la EC. Respuestas de 111

estudiantes Rarg:

¿De dónde proviene la

glucosa involucra-da en el

proceso de respira-

ción celular?

Respuesta correcta: El estado nutricional condici-ona el

origen de la glucosa que entra a cadena respirato-

ria

Otras respuestas

La glucosa siempre proviene de glucogenogénesis/glucogenólisis

La glucosa proviene de la ingesta

La glucosa proviene de gluconeogénesis

La glucosa proviene de glucólisis

Estudiantes

totales 12 40 34 24 11

Químicos (35 est.)

1 15 8 8 3

Pizza 1

Pizza6

C-CO2

9

Pizza 3

C-CO2 5

C-CO2 8

C-CO2 3

Biólogos (76 est.)

11 25 26 9 5

Pizza 11

Pizza 12

C-CO2 13

Pizza

16

Persona 5

C-CO2

5

Pizza

3

Persona 4

C-CO2

2

Pizza

3

C-CO2

2

También se deduce de la Tabla 9.2.d una corroboración respecto de la falsa percepción

que se tenía al analizar los datos de la Tabla 9.1.b respecto de la efectividad del anzuelo C-

CO2. En este caso se observa que quienes utilizaron este anzuelo además de no haber

pensado desde un organismo complejo (Tabla, 9.2.b), cometieron errores, ya que el 60 % de

los químicos (9 estudiantes de 15) y el 52 % de los biólogos (13 estudiantes de 25) sostuvieron

el paso obligado de formación de glucógeno. Así mismo, partieron de este anzuelo:

• el 63 % de los químicos (5 estudiantes de 8) y el 20 % de los biólogos (5 estudiantes de

26) que identificaron sólo la ingesta como origen de glucosa intracelular;

• el 100% de los 8 químicos y el 22% de biólogos (2 de 9) que sostuvieron que la glucosa

proviene sólo de gluconeogénesis.

• el 100% de los 3 químicos (3 estudiantes) y 40% de biólogos (2 de 5) que sostuvieron

que la glucosa proviene sólo de glucólisis.

Un análisis de las respuestas a la Pregunta 2, sobre los anzuelos utilizados por los

sujetos en la EC permitió detectar que los únicos 12 estudiantes (1 químico y 11 biólogos) que

respondieron correctamente habían partido del anzuelo PIZZA.


310

Finalmente, el anzuelo PERSONA no parece indicar una clara correlación, al haber sido

expresado por 5 de 26 biólogos que respondieron �ingesta�, y 4 de los 9 biólogos que

respondieron �gluconeogénesis�, como únicas opciones, respectivamente.

Estos datos se reordenaron para su análisis considerando ahora el grupo de biólogos y

el grupo de químicos, separadamente.

Biólogos

De los 45 biólogos que partieron del anzuelo PIZZA, 11 respondieron correctamente, 12

involucraron a la glucogenogénesis / glucogenólisis como paso obligatorio a la cadena

respiratoria, 16 manifestaron sólo la ingesta como fuente de glucosa y 3 respondieron que la

glucosa proviene de gluconeogénesis o de glucólisis, respectivamente.

Los 9 biólogos que partieron del anzuelo PERSONA dieron respuestas parcialmente

correctas señalando una sola vía para el origen de la glucosa.

De los 22 estudiantes de biología que partieron del anzuelo C-CO2, ninguno respondió

correctamente, 13 estudiantes involucraron a la glucogenogénesis / glucogenólisis como paso

previo a la cadena respiratoria, otros 7 dieron respuestas parcialmente correctas, señalando

una sola vía para el origen de la glucosa (5 dijeron ingesta, 2 gluconeogénesis), y otros 2, de

manera incorrecta, afirmaron que la fuente de glucosa es la glucólisis.

Químicos

El único estudiante que respondió correctamente había partido del anzuelo PIZZA. De

los 9 químicos que, además, partieron de este anzuelo, 6 involucraron a la glucogenogénesis /a

glucogenólisis como paso previo a la respiración celular y 3 sostuvieron que la glucosa

proviene sólo de la ingesta.

El resto (25 químicos) partió del anzuelo C-CO2: 9 involucraron a la glucogenogénesis /

glucogenólisis como paso previo a la respiración celular, y 16 señalaron una sola vía para el

origen de la glucosa. Resulta llamativo que el 100% de los químicos que señalaron

gluconeogénesis y glucogenólisis como origen de glucosa hubieran comenzado por el anzuelo

C-CO2. Quizás, el énfasis de estudio en estos estudiantes esté muy centrado en los procesos

químicos del MHC, y muy marcados los aspectos de la enseñanza centrados en la bioquímica

de la glucosa como compuesto químico.

Análisis de la Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido


De los 123 estudiantes encuestados, el 27% respondió �No sé�; de este grupo, 22 eran

químicos (10 del grupo Rneg) y 11 eran biólogos (2 del grupo Rneg). Es decir, el 100% de los


311

estudiantes de QB que negaron la posibilidad planteada en el PMR, expresaron desconocer

cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego al resto de

los tejidos.

La respuesta correcta �se incorpora por absorción intestinal mediante difusión facilitada

Na+ dependiente- fue expresada por 34 estudiantes (28%; 9 químicos y 25 biólogos). Como se

presenta en la Tabla 9.2.e, hubo un 45% de �Otras Respuestas�. Dentro de esta categoría, el

39 % de estudiantes (6 químicos y 42 biólogos, de 123 totales) respondió diciendo que la

glucosa se incorpora mediante absorción intestinal, pero aclararon no saber el mecanismo, y

un 6% (8 químicos) aseguró que la glucosa ingresa a la sangre desde el hígado; expresando

también desconocer el mecanismo.

De estos resultados se observa que 21 estudiantes (9 biólogos y 12 químicos), aunque

habían afirmado la posibilidad planteada en el PMR (afirmando que algún carbono del almidón

de la pizza podía encontrarse en la atmósfera por el proceso de respiración celular), no

supieron responder esta pregunta, haciendo explícito que no sabían. Esto pondría en evidencia

conocimientos atomizados, muy centrados en enfoques bioquímicos, pero descontextualizados

de enfoques fisiológicos.

El 39 % de los estudiantes (42 biólogos y 6 químicos de 123) que respondieron diciendo

que la glucosa se incorpora mediante absorción intestinal, desconocía el mecanismo; por lo

cual sus respuestas fueron consideradas parcialmente correctas. Es de destacar que todos los

estudiantes de biología cursaron previamente Biología en el CBC e IBMC en la carrera,

teniendo más oportunidades que los químicos para conocer temas relacionados al transporte a

través de membrana.

Tabla 9.2.e Respuestas de los 123 estudiantes a la pregunta 3 de las ER.Respuestas a la pregunta 3

de la ER: ¿Cómo y por

dónde se incorpora la glucosa al

tejido sanguíneo

para dirigirse luego al resto de los tejidos

“No sé”

Respuesta correcta

�La glucosa pasa a la sangre por absorción intestinal mediante difusión facilitada Na+ dependiente�

Otras respuestas

�La glucosa pasa a la sangre por absorción intestinal, pero no sé cómo�

�La glucosa pasa a la sangre desde el hígado pero no sé cómo�.

Estudiantes totales

(123=100%)

27% (33 est.)

28% (34 est.)

39% (48 est.)

6% (8 est.)

Químicos (45 est.=100%)

49% (22 est., 10 Rneg)

20% (9 est.)

13% (6 est.)

18% (8 est.)

Biólogos (78 est=100%)

14% (11 est., 2 Rneg)

32% (25 est.)

54% (42 est.)

-


312

Estas respuestas nuevamente reflejan desconocimiento del contexto biológico que

encuadra las reacciones bioquímicas estudiadas. Sólo 34 estudiantes (28%) de los 123

respondieron correctamente.





diferencias entre ambos grupos �biólogos y químicos-- serían consideradas significativas

cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 17.610; 2gl; p = 0.000149)

indican que existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos. Se

concluye, por lo tanto, para la Pregunta 3 de las ER una mayor proporción de biólogos con

respuestas correctas o parcialmente correctas, que sus pares químicos.


Se realizó un análisis subsiguiente teniendo en cuenta el anzuelo de partida (PIZZA,

PERSONA ó C-CO2) del grupo Rarg (111 estudiantes, 32% químicos y 68% biólogos). Este

análisis se resume en la Tabla 9.2.f La misma muestra que los estudiantes que aseguraron no

saber responder a la Pregunta 3 de la ER, habían resuelto el PMR comenzando por el anzuelo

PIZZA (1 químico de 12, y 4 biólogos de 9), ó por el anzuelo C-CO2 (11 químicos de 12, y 5

biólogos de 9). Respecto a los que respondieron correctamente hubo 2 químicos de 9 y 17

biólogos de 25, que resolvieron el PMR partiendo del anzuelo PIZZA, y 7 químicos de 9 y 8

biólogos de 25, partieron del anzuelo C-CO2

AsImismo, si sumamos a los estudiantes de �Otras Respuestas� que igualmente

afirmaron desconocer mecanismos de incorporación de la glucosa a la sangre, nos

encontramos con que 7 de los 35 químicos comenzó por el anzuelo PIZZA y 7 por el anzuelo

C-CO2. En el mismo sentido, 24 de los 76 biólogos comenzó por el anzuelo PIZZA, 9 por el

anzuelo C-CO2 y 9 por el anzuelo PERSONA.

Para un análisis desde el MPI nos interesó conocer la relación entre anzuelo utilizado y

las respuestas correctas, así como de las respuestas en las que se hizo explícita la falta de

conocimiento (Tabla 9.2.g). De esta forma se evidenció que del 31 % de los estudiantes

entrevistados (34 estudiantes de 111), entre químicos y biólogos, que respondieron

correctamente a la Pregunta 3 (Tabla 9.2.f.) todos ellos partieron de los anzuelos PIZZA (56%)

ó C-CO2 (44%).

Por otra parte, de los 55 estudiantes (biólogos y químicos) que partieron del anzuelo

PIZZA y de los 47 que partieron del anzuelo C-CO2 (ver Tabla 9.2.g), el 35% y el 32%


313

respectivamente respondieron en forma correcta. Estas situaciones indicarían una

independencia entre el conocimiento sobre el mecanismo de absorción intestinal de la glucosa

que tiene cada entrevistado, y cómo cada uno abordó la resolución al PMR.

Tabla 9.2.f Respuestas de los 111 estudiantes Rarg a la Pregunta 3 de las ER, teniendo en cuenta el anzuelo que utilizó cada estudiante como punto de partida al PMR durante la EC. ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?

Respuesta

“No sé”

Respuesta correcta

�La glucosa pasa a la sangre por absorción intestinal mediante difusión facilitada Na+

dependiente�

Otras respuestas

�La glucosa pasa a la sangre por absorción intestinal, pero no sé cómo�

�La glucosa pasa a la sangre por hígado pero no sé cómo�.

Estudiantes totales

(123) 21 34 48 8

Químicos (35 est.)

12 9 6 8

Pizza 1

C-CO2 11

Pizza 2

C-CO2 7

Pizza 3

C-CO2 3

Pizza 4

C-CO2 4

Biólogos (76 est.)

9 25 42 -

Pizza

4 C-CO2

5 Pizza

17 C-CO2

8 Pizza

24 Persona

9

C-CO2

9 -

Ninguno de los que partió de PERSONA llegó a la respuesta correcta.

Del total de estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2, el 34 % (16 estudiantes de

47) expresó no saber cómo ni dónde se realiza la absorción de glucosa. Del total de

estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA, el 9 % (5 estudiantes de 55) no supo responder

(Tabla 9.2.g).

De estos resultados emerge que hubo una mayor proporción de respuestas correctas

del grupo de estudiantes de biología que utilizaban como punto de partida el anzuelo PIZZA, y

una proporción alta de estudiantes que comenzaron a partir del anzuelo C-CO2 que

manifestaron desconocer mecanismos de absorción de glucosa.

Tabla 9.2.g Porcentaje de respuestas correctas y �No se� a la pregunta 3 de las ER, en relación los anzuelos utilizados por el grupo Rarg (111 estudiantes).

Anzuelo (frecuencia de

utilización)

C-CO2 (47)

PERSONA (9)

PIZZA (55)

Pregunta 3 de ER

Respuesta Correcta

32% (15 est. de 47)

0% 35%

(19 est. de 55) Respuesta �No se�

34% (16 est de 47)

0% 9%

(5 est. de 55)

Un análisis de la Pregunta 3, de las ER, reagrupando las respuestas según se trate de

biologos o químicos muestra que:


314

Biólogos

De los 45 biólogos que habían partido del anzuelo PIZZA (Tabla 9.2.f), 17 respondieron

correctamente y 24 manifestaron que la glucosa ingresa al tejido sanguíneo por absorción

intestinal pero hicieron explícito que desconocían cómo; y 4 manifestaron directamente que

desconocían la manera que ingresa la glucosa al tejido sanguíneo.

Los 9 biólogos que partieron del anzuelo PERSONA mostraron un conocimiento

aparentemente apropiado, afirmando que la glucosa se incorpora a la sangre mediante

absorción intestinal, pero expresaron la limitación de este conocimiento sobre el enfoque

bioquímico y químico subyacente al concepto de absorción intestinal. Cabe recordar que 2 de

los estudiantes que habían partido del anzuelo PERSONA respondieron al PMR que los

carbonos del almidón llegarían a la atmósfera a través de desechos de materia orgánica (ver

Figura 9.1).

De los 22 biólogos que partieron del anzuelo C-CO2, 8 respondieron correctamente, 9

respondieron que la glucosa se incorpora por absorción intestinal pero que no sabían cómo; y

5 hicieron explícito que desconocían la respuesta.

Ningún biólogo respondió que la glucosa se podría incorporar a la sangre por el hígado

(ver Tabla 9.2.f).

Químicos

De los 10 químicos que había partido del anzuelo PIZZA, 2 respondieron correctamente,

3 manifestaron que la glucosa ingresa la sangre por absorción intestinal, pero aclararon que

desconocían cómo; y 4 estudiantes manifestaron que la glucosa proviene del hígado pero que

desconocían cuál era el mecanismo de incorporación a la sangre. Un solo estudiante hizo

explícito desconocer la respuesta ante esta Pregunta 3.

De los 25 estudiantes de química que partieron del anzuelo C-CO2, 11 reconocieron que

desconocían el órgano y el mecanismo de absorción de glucosa. La respuesta correcta fue

expresada por 7 químicos; 3 contestaron que la glucosa se incorpora por absorción intestinal

pero que no sabían cómo, y 4 sostuvieron que la glucosa proviene del hígado pero

desconocían el mecanismo.

El hecho que un 23% de químicos afirmara que la glucosa entra a sangre a través del

hígado, refuerza la idea que confunden la función reguladora de glucemia por hígado, con la

función de absorción de glucosa del intestino delgado. Esto podría estar indicando que durante

la enseñanza en QB los estudiantes de química no necesitan plantearse miradas fisiológicas de

los procesos metabólicos, centrándose su interés en enfoques más químicos y bioquímicos del

metabolismo. Asimismo, estas respuestas muestran un conocimiento previo inexistente -o no

recuperado de la MLP-, que debió haberse originado en escuela secundaria o en CBC.


315

Análisis de la Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?

De los 123 estudiantes encuestados, 10 biólogos (2 Rneg) y 10 químicos respondieron

�No sé�, expresando desconocer qué sucede con la glucosa una vez que se halla en sangre.

Se observa, por lo tanto, un desconocimiento del contexto biológico en el que se encuadran las

reacciones bioquímicas del MHC, dado que de los 20 biólogos y químicos (16% del total) que

declararon no conocer la respuesta, 18 habían contestado el PMR (Rarg).

Los 103 estudiantes restantes, en cambio, respondieron con algún argumento; un

análisis de las categorías de respuestas emergentes se muestra en la Tabla 9.2.h, teniendo en

cuenta la condición de biólogos o químicos de estos estudiantes.

Tabla 9.2.h. Respuestas de 123 estudiantes (Rarg = 111; Rneg = 12) a la Pregunta 4 de las ER. Respuestas a la preg.4

de ER ¿Qué

sucede con la glucosa una vez en

sangre?


Otra Respuesta �La glucosa se

distribuye hacia las células que más la

necesitan�.

Respuestas correctas

�La glucosa por sistema circulatorio se dirige al hígado y luego al resto del cuerpo�.

�La glucosa se distribuye homogéneamente por el cuerpo�.

Estudiantes totales

(123=100%)

16% (20 est.)

45% (55 est.)

20% (25 est.)

19% (23 est.)

Químicos (45 est.=100%)

22% (10 est.)

42 % (19 est., 10 Rneg)

22% (10 est.)

13% (6 est.)

Biólogos (78 est.=100%)

13% (10 est., 2

Rneg)

46% (36 est.)

19% (15 est.)

22% (17 est.)

La idea de esta pregunta era indagar �elípticamente-- acerca del conocimiento de los

estudiantes sobre cómo a partir de una distribución homogénea, la captación de glucosa por

los diferentes tipos de célula, es diferente.

Se consideraron correctas dos tipos de respuestas: por un lado, aquéllas que

expresaran que la glucosa se dirige primero hacia el hígado por sistema circulatorio y luego al

resto del cuerpo; o las que expresaran que la glucosa se distribuye homogéneamente por el

cuerpo. Ambos tipos de respuestas parecen aludir a una concentración de glucosa �regulada

por el hígado- que luego, homogéneamente, llega a los diferentes tejidos del cuerpo. La

primera de estas respuestas fue expresada por 25 estudiantes (10 químicos y 15 biólogos); y,

la segunda por 23 estudiantes (6 químicos y 17 biólogos); es decir por un total de 39% de los

estudiantes (48 de 123).

Apareció como respuesta alternativa a la pregunta 4 de las ER, (calificada como �Otra

respuesta�) una afirmación que ya había sido expresada por 7 estudiantes en dos

subsecuencias resolutivas al PMR (ver Figura 9.1), que hacía referencia a que �la glucosa se

distribuye hacia las células que más la necesitan�. Esta respuesta podría evidenciar una

intencionalidad en los procesos asociados a la distribución de glucosa en el organismo.

Durante la enseñanza de QB -en las clases observadas-, si bien no se presentaron de forma


316

específica las diversas afinidades de transportadores de glucosa en las distintas células, se

mencionaron durante las explicaciones.

Esta respuesta alternativa parece ser una idea generalizada (45% de la muestra total de

123 entrevistados) independiente de la carrera elegida (42% de químicos y 46% de biólogos).

Es un hecho llamativo que los 10 químicos Rneg (Tabla 9.1.a), que no consideraron

posible que un carbono de la glucosa llegue a la atmósfera (PMR); afirmaron frente a esta

pregunta que la glucosa se distribuye por el cuerpo hacia las células que más la necesitan.

Esta situación parecería demostrar una debilidad en el enfoque fisiológico con que estos

estudiantes abordan los contenidos de QB.





diferencias entre ambos grupos �biólogos y químicos-- serían consideradas significativas

cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 1.868; 2gl; p = 0.392) indican

que no existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos.


Un análisis subsiguiente, teniendo en cuenta los anzuelo de partida (PIZZA, PERSONA

ó C-CO2) se muestra en la Tabla 9.2.i Allí se observa que de los 18 estudiantes que

respondieron �No sé�, 10 eran químicos y habían resuelto el PMR partiendo del anzuelo C-CO2,

y 8 eran biólogos que partieron del anzuelo PIZZA (6 de ellos) o del anzuelo C-CO2 (2 de ellos).

De los 45 estudiantes que sostuvieron que la glucosa en sangre se distribuye hacia

donde más se necesita, partieron del anzuelo PIZZA 3 químicos de 9 (3%) y 20 biólogos de 36

(56%); partieron del anzuelo C-CO2 6 químicos de 9 (67%) y 12 biólogos de 36 (33%); además,

hubo 4 biólogos de 36 (11 %) que partieron del anzuelo PERSONA.

De los 35 estudiantes que respondieron correctamente que la glucosa en sangre

primero va al hígado y luego se distribuye por el cuerpo, 4 químicos (de 10, el 40%) y 8

biólogos (de 15, 53%) partieron del anzuelo PIZZA; 6 químicos (de 10, el 60%) y 4 biólogos (de

15, 27%); además, 3 biólogos partieron del anzuelo PERSONA (3 estudiantes de 15, 20%).

En una proporción similar, de los 6 estudiantes que respondieron correctamente

indicando que la glucosa en sangre se distribuye en forma homogénea, 3 químicos (de 6, el

50%) y 11 biólogos partieron del anzuelo PIZZA (3 químicos de 6, el 50 %; y 11 biólogos (de

17, el 65%) partieron del anzuelo C-CO2. Además 2 biólogos (de 17, el 12%) partieron del

anzuelo PERSONA.


317

Tabla 9.2. i Respuestas de los 111 estudiantes Rarg a la Pregunta 4 de las ER, teniendo en cuenta el anzuelo que utilizó cada uno como punto de partida al PMR durante la EC.Respuesta a la preg. 4 de

ER: ¿Qué sucede con la glucosa

una vez en sangre?


Otra Respuesta �La glucosa se

distribuye hacia las células que más la

necesitan�.

Respuestas correctas

�La glucosa por sistema circulatorio se dirige al hígado y luego al resto del cuerpo�.

�La glucosa se distribuye homogéneamente por el cuerpo�.

Estudiantes totales = 111

18 45 25 23

Químicos (35 est.)

10 9 10 6

C-CO2 10

Pizza 3

C-CO2 6

Pizza 4

C-CO2 6

Pizza 3

C-CO2 3

Biólogos (76 est.)

8 36 15 17

Pizza

6

C-CO2

2

Pizza

20

Persona 4

C-CO2 12

Pizza

8

Persona 3

C-CO2

4

Pizza

11

Persona 2

C-CO2

4

Las relaciones entre anzuelo utilizado en el PMR y las respuestas correctas y que

evidenciaron desconocimiento al tema indagado en la Pregunta 4 de la ER se muestra en la

Tabla 9.2.j. Se evidenció que:

a) El 47% de los estudiantes que partieron de PIZZA en el PMR (26 estudiantes de los

55), el 36% de los estudiantes que partieron de C-CO2 (17 estudiantes de los 47), y el 55% de

los estudiantes que partieron del anzuelo PERSONA conformaron el 43 % de los estudiantes

entrevistados (48 estudiantes de 111) que respondieron correctamente a la pregunta 4. De

manera que hubo un mayor porcentaje de respuestas correctas a esta pregunta en los

estudiantes que partieron del anzuelo PERSONA.

b) El 26 % (12 estudiantes de 47) de los estudiantes que partieron de C-CO2 y el 10 %

del total que partió de PIZZA (6 estudiantes de 55), no supieron responder.


correctas en el grupo de estudiantes Rarg (tanto químicos como biólogos) que utilizaron como

punto de partida el anzuelo PERSONA y PIZZA en segundo lugar, y un mayor porcentaje de

estudiantes que desconocían la respuesta entre los que partieron de C-CO2.

Tabla 9.2.j Porcentaje de respuestas correctas y �No se� a la Pregunta 4 de las ER, en relación los anzuelos utilizados por el grupo Rarg (111 estudiantes).

Anzuelo (frecuencia de

utilización)

C-CO2 (47)

PERSONA (9)

PIZZA (55)

Pregunta 4 de ER

Respuesta Correcta

36% (17 est de 47)

55% (5 est.de 9)

47% (26 est. de 55)


26% (12 est de 47)

0% 10%

(6 est. de 55)


318

Estos datos se reordenaron para su análisis considerando el grupo de biólogos y el

grupo de químicos.

Biólogos

De los 45 estudiantes que habían partido del anzuelo PIZZA (Tabla 9.2.i), 19

respondieron correctamente y 20 manifestaron que la glucosa se distribuye hacia las células

que más la necesitan. Otros 6 estudiantes manifestaron que desconocían qué sucedía con la

glucosa una vez en sangre.

De los 9 biólogos que partieron del anzuelo PERSONA, frente a esta pregunta, 5

respondieron correctamente, 4 sostuvieron que se distribuye hacia las células que más la

necesitan. Cabe aclarar que 7 estudiantes de este mismo grupo durante las EC expresaron

respuestas aparentemente correctas frente al PMR.

De los 22 estudiantes de biología que partieron del anzuelo C-CO2, 8 respondieron

correctamente, 12 indicaron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan

y 2 hicieron explícito que desconocían la respuesta.

Químicos

De los 10 estudiantes de química que habían partido del anzuelo PIZZA (Tabla 9.2.i), 7

respondieron correctamente, 3 manifestaron que la glucosa se distribuye hacia las células que

más la necesitan.

De los 25 químicos que partieron del anzuelo C-CO2, 9 respondieron correctamente, 6

respondieron que la glucosa se distribuye hacia las células que más la necesitan. Finalmente

10 hicieron explícito que desconocían la respuesta. Este dato es interesante pues revela

nuevamente que los químicos suelen centrar su interés en enfoques químicos o bioquímicos y,

por lo tanto, desconocen marcos más integradores que dan sentido fisiológico a los

pormenores del metabolismo (en este caso MHC).

9.3 ANÁLISIS DE RESPUESTAS DEL DOCENTE A LAS EC Y ER

Como se detalla en el Capítulo 3, al material recogido de las EC de los docentes fue

analizado de la misma manera que el de los estudiantes.


El docente de la asignatura, a cargo de estos temas en las clases teóricas, afirmó la

posibilidad planteada en el PMR y lo desarrolló oralmente utilizando un camino resolutivo que

puede representarse de la siguiente forma:

almidón ‡ glucosa ‡ respiración celular ‡ eliminación de CO2 a la atmósfera


319

¶· glucogenogénesis / glucogenólisis

A simple vista podemos notar que el camino resolutivo que utiliza el docente es distinto

a los que han utilizado los estudiantes al desarrollar el PMR. Ningún estudiante de la materia

utilizó alternativas a partir del nodo glucosa. Todos los caminos resolutivos de los estudiantes

fueron lineales, sin bifurcaciones. En este caso, el docente durante la resolución hizo explícito

que la glucosa ingerida podría pasar a formar glucógeno (glucogenogénesis) que luego por

degradación del mismo (glucogenólisis) liberaría glucosa que podría ser utilizada en la

respiración celular o bien, que la misma glucosa ingerida en la alimentación podría ser la que

directamente se oxide.

A continuación se le efectuaron las cuatro preguntas de la ER. Más allá de que se

esperaban respuestas totalmente correctas, la entrevista a los docentes tuvo por objetivo

rescatar alguna reflexión acerca de cómo podría ser interpretado el PMR por los alumnos

cursantes.


Pregunta 1: ¿Consideró el hecho que se tratara de un organismo?

Ante la primera pregunta, el docente afirmó: �Por supuesto que considero el organismo;

es que si no, no hay una verdadera interpretación de todos estos procesos bioquímicos, es

imposible no tenerlo presente para razonar�.

Pregunta 2: ¿Sabe de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de


El docente respondió: �Puede provenir de distintos orígenes, por eso justamente se

debe tener presente el estado nutricional del individuo, puede provenir de la degradación del

glucógeno, de la misma glucosa que se ingiere, puede que provenga de gluconeogénesis�.



El docente respondió �La glucosa se absorbe a nivel intestinal, mediante cotransporte

con Na+, de allí pasará a sangre y a los distintos tejidos�.


El docente señaló que �la glucosa en sangre irá por vena porta al hígado, y luego se

distribuye en forma pareja hacia todos los tejidos del cuerpo�.

Ante la pregunta adicional de la entrevistadora acerca de cuál es la opinión del docente

sobre cómo los estudiantes podrían contestar a este problema, la respuesta fue: �A los


320

estudiantes se les trata de ofrecer todas las herramientas posibles para que logren

contextualizar en un organismo vivo y sano los procesos bioquímicos, porque, como aclaré

anteriormente, esto es esencial para una verdadera comprensión de la química biológica, si no

le falta el sentido a lo que se ve en las clases.�

El docente aclaró que �se dan ejemplos continuamente, pero muchas veces hay que

profundizar dentro de las reacciones químicas, explicar por qué sucede una determinada

reacción y no otra, detallar más en el comportamiento de las enzimas, en los aspectos

moleculares, la química orgánica de los compuestos, etc. Esos contenidos son esenciales,

también, porque permiten comprender desde, otro aspecto, la química biológica. Tienen un

gran peso, son muy importantes y demandan mucho tiempo de explicación que a veces hay

que quitárselo a la integración�.

El docente sostuvo que el problema tomado en la EC, no era algo que hacían en las

clases, pero él pensaba que, si los estudiantes utilizaban lo visto en las teóricas y sus

conocimientos previos, seguramente lo iban a resolver porque era un problema sencillo y lindo

para integrar todo. Aclaró que le había gustado.

9.4. ANÁLISIS CRUZADO ENTRE RESPUESTAS A LAS ENTREVISTAS CONCURRENTES (EC) Y ENTREVISTAS RESCURRENTES (ER)


resolver la situación problemática planteada eran numerosas, sin embargo, en las EC fueron

utilizados como �anzuelos� de partida sólo tres, PIZZA, PERSONA y C-CO2. El análisis por

anzuelo mostró que el mayor porcentaje de respuestas correctas al PMR correspondió a

aquéllas que comenzaron con el anzuelo C-CO2, mientras que el menor porcentaje relativo se

obtuvo con los estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA (Tabla 9.1.b).

Al analizar la relación entre el tipo de respuesta de las ER y el anzuelo de partida de las

EC observamos que los estudiantes que utilizaron el anzuelo C-CO2, en su mayoría, no

tuvieron presente el organismo al pensar el PMR, según las respuestas a la Pregunta 1 de ER

(ver Tabla 9.2.a y 9.2.b). A su vez, la mayor proporción de estudiantes que hizo explícito que

desconocían la respuestas a las preguntas 3 y 4 de las ER habían comenzado con el anzuelo

C-CO2 (Tablas 9.2.j y 9.2.g). Estas preguntas estaban relacionadas con procesos fisiológicos,

que involucran al organismo y sus sistemas.

En cambio, los estudiantes que partieron del anzuelo PIZZA, correspondieron a los que

tuvieron una mayor cantidad de respuestas correctas a las preguntas 2, 3 y 4 de ER.

Finalmente, sólo nueve biólogos y ninguno de los estudiantes de química comenzó con

el anzuelo PERSONA. Los biólogos que partieron de PERSONA respondieron de manera

parcialmente correcta a las preguntas 2 y 3, y de forma correcta a la pregunta 4.


321

El análisis de la Figura 9.1 desde la TMC podrá arrojar datos adicionales para

conceptualizar estos resultados (ver sección 9.5).

Por el momento podemos afirmar que los estudiantes que utilizaron el concepto PIZZA

(como anzuelo de búsqueda de información, entre los �señaladores� que ya tenían guardados

en la MLP), recuperaron y organizaron la respuesta evidenciando un modelo biológico más

completo que aquéllos que utilizaron C-CO2 como anzuelo. Así, los sujetos que comenzaron

por C-CO2, habrían quedado atrapados en elementos del conocimiento químico y bioquímico,

sin poder pasar al plano fisiológico.

9.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DESDE LA TEORÍA MATEMÁTICA DE LA COMUNICACIÓN (CÁLCULO DE ENTROPÍA DE LA INFORMACIÓN DE LA POBLACIÓN ESTUDIADA)

En la Tabla 9.5 se presentan las frecuencias extraídas a partir de la red semántica de la

Figura 9.1 utilizadas para el cálculo de las entropías empírica (Hemp) y máxima (Hmáx) sobre

la información puesta en juego en las respuestas de los 111 estudiantes de QB que

argumentaron soluciones (Rarg) frente al PMR.

En la columna 1 se presentan numerados los nodos de la red semántica (Figura. 9.1),

correspondiendo el número 1 al anzuelo PIZZA, el número 48 al anzuelo PERSONA; y el

número 57 al anzuelo C-CO2. En la columna 2 se presenta la frecuencia de uso que le dio esa

población a cada nodo (ver número a la derecha y entre paréntesis en la red semántica). En la

columna 3 se presentan las entropías parciales (hi) de cada uno de los nodos utilizados,

calculados según la fórmula hi = log 1/pi, (Capítulo 2, Sección 2.4.2). Estos datos fueron

utilizados para calcular la entropía empírica (Hemp) de la información proveniente de las

respuestas al PMR de la población de QB, mediante la fórmula Hemp = ∑ pi log 1/pi. El valor

obtenido fue de 1, 6161 (presentado al pie de la columna 3, en color rojo). En la columna 4, se

muestra remarcado en color naranja, el resultado de la sumatoria correspondiente a las

entropías parciales (hi) de los nodos utilizados a partir de cada uno de los anzuelos (PIZZA,

PERSONA o C-CO2), que resultaron 0,96; 0,16 y 0,50, respectivamente.



de 7,6 como frecuencia de equipropabilidad de uso de cada nodo (Capítulo 2, sección 2.4.2). A

partir de estos datos, se calculó el valor de las entropías parciales en condiciones

equiprobables para cada nodo (hieq = pi log1/pi; en donde pi = 1/número de opciones), que

resultó ser 0.0283. Estos valores fueron utilizados para calcular la entropía máxima (Hmáx) de

la información de las respuestas de los estudiantes de QB a partir de la fórmula Hmáx = ∑ pi

log 1/pi. El valor de la misma obtenido fue de 1.9219 (presentado en rojo final de la planilla). A

partir de los valores de entropía Hemp y Hmáx obtenidos, se calculó el valor absoluto resultante


322

de la diferencia entre ambas (∆H), obteniéndose 0.3058. Este dato aplicado a la fórmula

H/Hmax permitió obtener el porcentaje del coeficiente de dispersión que resultó ser 15.91%.

En la población de estudiantes analizada hubo diversas formas de expresar las

respuestas, todas representadas en la red semántica. De manera que este instrumento gráfico

permitió describir el �acervo de información� que se puso en juego al pensar en el PMR.

El valor del porcentaje del coeficiente de dispersión de la entropía de la información de

la población estudiada indica que hubo un 15.91% �preferencia� por alguno de los caminos

resolutivos. El 84.09 % restante resultó ser el producto de una selección balanceada respecto a

la totalidad de información disponible al resolver el PMR. Dado que el término entropía es una

medida de �incertidumbre� asociada a la información evocable, que le permitirá a un sujeto

hacer explícita su respuesta a una pregunta -más allá de la forma de expresar en palabras

dicha respuesta-, los datos de entropía resultantes para esta población de QB indicarían que

los estudiantes no estaban habituados a pensar en este tipo de problema planteado, de

manera que no tenían una organización predeterminada de la información a utilizar. Ello nos

permitió corroborar que resolvieron el problema de manera espontánea (no mecánica, en el

sentido de un alumno entrenado a responder), condición importante puesto un entrenamiento

en la respuesta conduciría a una frecuencia mayor pero ficticia de las respuestas correctas,

tanto para el análisis cualitativo como cuantitativo.

Al hacer la sumatoria de los hi de nodos de los caminos que conforman la respuesta, se

obtienen entropías parciales por camino con valores de 0,96 y 0,50 para los que parten de

PIZZA y C-CO2 respectivamente, mientras que los que parten de PERSONA suman un valor de

0,16. Es decir, el mayor peso respecto a la incertidumbre generada al resolver el problema, en

esta población, estaría dada por estudiantes que expresaron el nodo PIZZA como punto de

partida, pues fueron los que más contribuyeron, con su valor de hi, al aumento del valor del

Hemp total (contribuyendo al 15,9% de desvío respecto a Hmáx).

Los resultados del análisis por camino mostraron que las frecuencias de elección de los nodos

PIZZA y C-CO2 fueron la más altas (55 y 47, respectivamente, comparado con un valor de 9

para PERSONA); la entropía asociada a cada anzuelo en los grupos de mayor frecuencia

mostró que el valor para el anzuelo C-CO2 fue más baja que para el nodo PIZZA. Según

Rimoldi y Raimondo (1999) los respondientes más expertos generarían respuestas con menor

entropía respecto de los no expertos (por generar respuestas de menor incertidumbre y mayor

probabilidad de resolver correctamente el problema). En esta población parecería por los

cálculos de entropía de la información que los estudiantes que partieron del anzuelo PERSONA

(aunque con una muy baja frecuencia de utilización respecto a los otros dos) y C-CO2 fueron

los más expertos. Sin embargo, los resultados obtenidos (Tablas 9.1.b, 9.2.b, 9.2.d, 9.2.f y

9.2.i) no lo demostraron. Los estudiantes que organizaron su respuesta comenzando por PIZZA

fueron los que mostraron una mayor proporción de respuestas correctas y parcialmente


323

correctas; de manera que la predicción hecha por estos autores no se corresponde con el

análisis de resultados proveniente de las ER. Los motivos de esta discrepancia pueden ser

dos; por un lado, Rimoldi y Raimondo (1999) indagaron a egresados en ciencias médicas (Ohio

State Univesity Collage of Medicine Independent Study Program) sobre resoluciones de

Tabla 9.5. Cálculo de entropía de la información de la población de estudiantes de la materia QB.

N°de Cada Nodo

Frecuencia de uso por

nodo

Entropías Parciales (hi)

Sumatoria de hi por anzuelo

1 55 0.1042

2 10 0.0334

3 8 0.0283

4 25 0.0641

5 9 0.0309

6 3 0.0131

7 8 0.0283

8 2 0.0094

9 6 0.0227

10 2 0.0094

11 8 0.0283 12 5 0.0197 13 12 0.0383

14 6 0.0227

15 1 0.0053

16 2 0.0094

17 3 0.0131

18 8 0.0283

19 2 0.0094

20 6 0.0227

21 2 0.0094

22 8 0.0283

23 5 0.0197

24 12 0.0383

25 4 0.0165 26 2 0.0094 27 1 0.0053 28 2 0.0094 29 8 0.0283 30 2 0.0094 31 6 0.0227 32 2 0.0094 33 5 0.0197

34 12 0.0383

35 4 0.0165

36 2 0.0094

37 1 0.0053

38 2 0.0094

39 2 0.0094

40 6 0.0227


324

41 2 0.0094

42 5 0.0197

43 4 0.0165

44 1 0.0053

45 2 0.0094

46 2 0.0094

47 2 0.0094 0.96

48 9 0.0309

49 9 0.0309

50 3 0.0131

51 4 0.0165

52 2 0.0094

53 3 0.0131

54 4 0.0165 55 3 0.0131 56 3 0.0131 0.16 57 47 0.0953

58 19 0.0532 59 26 0.0658 60 2 0.0094 61 19 0.0532 62 26 0.0658 63 11 0.0359 64 8 0.0283 65 8 0.0283 66 7 0.0255 67 6 0.0227

68 5 0.0197 0.50

Frecuencia Acumulada denodos = 511

H emp = 1.6161

Hi eq = 0.0283

H máx = 1.9219 〉H = 0.3058

% Coeficiente de dispersión

15.91%

casos de diagnóstico clínico comparando grupos de expertos con mayor o menor experiencia

clínica. Los sujetos en nuestra tesis son estudiantes no licenciados aún y por tanto, son

novatos respecto del tema MHC. Por otro lado, estos autores no investigaron el contexto

interpretativo en el que se movían aquellos sujetos para arribar a sus respuestas, sino cuán

rápido eliminaban la incertidumbre a la hora de arribar a un diagnóstico correcto y entonces

esta acción se podría corresponderar con una suerte de entrenamiento. En nuestro caso si

tuuviéramos estudiantes entrenados en contestar problemas como el PMR, posiblemente

hubieramos obtenido una mayor frecuencia de secuencias determinadas, pero esta situación

no hubiera garantizado un verdadero aprendizaje conceptual. La indagación de los contextos

de interpretación (por ejemplo mediante entrevistas concurrentes) se revela como una

estrategia relevante, sobre todo si se considera que indagar sólo mediante la resolución de un


325

problema puede parecerse mucho a las evaluaciones tradicionales; en las que estudiantes y

docentes orientan sus aprendizajes y sus enseñanzas a la aprobación de las evaluaciones.

En conclusión, una mejora en la enseñanza del MHC no se resolvería si se presentara

al PMR como un enunciado de un ejercicio adicional, por ejemplo en una guía de problemas,

con una respuesta correcta dada por el docente. Esto sería una simple forma de entrenar a los

estudiantes en dar una respuesta apropiada, y no una forma didáctica de ayudarlos a construir

un contexto interpretativo, un modelo mental con sus propios conocimientos, a partir de

detectar sus propias fallas de comprensión.

Finalmente, el hecho de que los anzuelos C-CO2 y PERSONA, presentaran los hi más

bajos pero que las ER revelaran fallas o brechas cognitivas en el aprendizaje -en lugar de

mostrar mayor nivel de exterticia en los estudiantes que utilizaron dichos anzuelos- confirma

claramente que el PMR no fue un problema del tipo que los estudiantes estaban habituados a

pensar. El PMR resultó un problema abierto sobre el que ellos no tenían una organización

predeterminada de la información a utilizar. Es decir, si bien en la estructura gráfica de la red

semántica emergieron tres puntos de partida, PIZZA, PERSONA y C-CO2, éstos no deben

pensarse como tres patrones de resolución al expresar la información para construir las

respuestas.

Esto significa que el PMR cumplió con la expectativa planeada en el capítulo 3, de

constituirse en un instrumento a partir del cual el investigador pudiera acceder al conocimiento

implícito de cada sujeto y revelarlo como conocimiento declarativo. De esta manera, al tener

todas las respuestas posibles, contar un panorama representativo del acervo de información

que maneja la población.


En el Capítulo 3 se señaló que luego de las EC y las ER, se tomaron dos cuestionarios

semiestructurados a los estudiantes de QB. El objetivo de estos cuestionarios consistió en

indagar acerca de sus conocimientos utilizando otros instrumentos metodológicos que

implicaran respuestas explícitas, por escrito, que no necesitaran ser mediadas por grabaciones,

transcripciones y/o interpretaciones sobre el discurso verbal. Los cuestionarios se tomaron

durante el primer y segundo cuatrimestre de 2006, a estudiantes voluntarios, luego de analizar

las ER.

Del mismo modo que se hizo para la materia Bioquímica de Nutrición, en QB se

modificó el cuestionario tomado en CBC e IBMC, dado que los contenidos impartidos sobre

MHC son sustancialmente más complejos. Por ello, se cambió la pregunta 1 (Capítulo 3,

sección 3.3.1.3, Cuadros 3.5 y 3.6) para darle más amplitud, y permitir que los propios

estudiantes eligieran diferentes contextos nutricionales, en vez de plantear dos situaciones

nutricionales solamente. Se agregaron las preguntas 2 -sobre el efecto hipoglucemiante de la


326

insulina- y la 3 �captación diferencial de glucosa en los distintos tejidos-. La pregunta 4 fue

similar a la pregunta 2 del Cuestionario 1 del CBC e IBMC, con formato de respuesta de opción

múltiple, pero planteada desde situaciones más genéricas (menos contextualizadas en

situaciones cotidianas). La pregunta 5 fue similar a la pregunta 3 del CBC-IBMC, pero su

enunciado hace referencia a un posible experimento con radiactividad. Este cuestionario fue

denominado �A� (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3, Cuadro 3.5).

El análisis de las respuestas del Cuestionario A mostró para las preguntas abiertas 1 y 3

un alto porcentaje de respuestas parcialmente correctas o incorrectas. Dado que los contenidos

involucrados en dichas preguntas habían sido presentados durante las clases, se consideró la

necesidad de modificar su redacción ya que ésta podría haber inducido a interpretaciones

erróneas. Se elaboró, entonces el Cuestionario �B�, manteniendo idénticas las preguntas 2, 4 y

5 del Cuestionario A (todas de respuesta de opción múltiple), pero se cambiaron las preguntas

1 y 3 (ambas de tipo abiertas), indagando el mismo contenido de una forma diferente. Para la

pregunta 1, se utilizó el formato de la pregunta 1 del CBC e IBMC �contextualizadas en dos

situaciones cotidianas-; y, para la pregunta 3, en vez de esperar una respuesta que explicara la

captación preferencial de glucosa por las neuronas, se planteó un problema sobre la captación

diferencial entre dos tipos de células (hepatocitos y neuronas) (Ver capítulo 3, Sección 3.3.1.3,

Cuadro 3.6).

Dado que la población de QB está formada por estudiantes de Biología y de Química,

las respuestas de ambas poblaciones se procesaron separadamente, realizándose un análisis

de cada pregunta en forma comparativa entre los cuestionarios A y B.

El Cuestionario A fue voluntariamente respondido por 116 estudiantes (75 biólogos y 41

químicos), y el B por 55 (30 biólogos y 25 químicos).

Pregunta 1 (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3)

Se decidió tomar tanto en el Cuestionario A como en el B preguntas de estructura

abierta, para que los estudiantes tuvieran la libertad de plantear distintas y posibles vías

metabólicas a partir de las cuales puede provenir la glucosa que se involucra en el proceso de

respiración celular. Este tema fue tratado en las clases teóricas de la materia donde se hizo

hincapié en que siempre debe tenerse presente el momento nutricional del organismo a la hora

de pensar en los procesos bioquímicos en funcionamiento. Esta forma de evaluar el

conocimiento de los estudiantes permitió identificar categorías semánticas emergentes en los

escritos, que luego fueron organizadas en categorías recurrentes. Estas categorías se

presentan en las Tablas 9.6.a y 9.6.b, correspondientes a las preguntas A-1 y B-1, de los

Cuestionarios A y B, respectivamente.


327

Pregunta A-1: ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de


Dado que en la asignatura QB se dictan los contenidos de MHC con profundidad similar

a Bioquímica de Nutrición, se conservará la estructura de las tablas, en particular, las columnas

donde se presentan las justificaciones de las respuestas, con el objetivo de facilitar los análisis

comparativos.

Biólogos (Tabla 9.6.a).

Sólo 2 estudiantes de Biología respondieron directamente: �No sé�. El 20% (15 de los 75

estudiantes) respondió correctamente.

El 67% (50 de los 75 estudiantes) contestó en forma parcialmente correcta, mencionado

sólo algunas de las posibles fuentes de origen de la glucosa. La justificación mayoritaria (43%,

32 estudiantes) expresó que la glucosa proviene del alimento o de glucogenólisis; un 16% (12

estudiantes) consideró que la glucosa utilizada en la respiración celular es la que se ingiere; un

8% (6 estudiantes) sostuvo que proviene de la ingesta o gluconeogénesis.

Hubo un 10% (8 estudiantes de 75) que incluyó a la glucólisis como origen de la glucosa

involucrada en la respiración celular. Esta contestación es errónea pues han confundido un

proceso catabólico del metabolismo con posibles orígenes del metabolito. Esta evidencia

empírica errónea surgió también en las asignaturas del CBC, IBMC y BN (Tablas 6.2.b y 6.2.f;

7.2.b, y 8.2.b, 8.2.f y 8.6.a) poniendo en evidencia esta confusión entre disponibilidad de

glucosa como tal y su proceso degradativo.El hecho de nombrar otras vías que generan

disponibilidad de glucosa (como glucogenolisis y gluconeogénesis) fue incluido por 5 de estos

estudiantes.

Químicos (Tabla 9.6.b).

Ningún químico argumentó desconocer la respuesta a esta pregunta. El 12% (5

estudiantes) respondió correctamente. El 81% (33 de los 41 estudiantes de química) contestó

en forma parcialmente correcta mencionando sólo algún origen para la glucosa. La justificación

mayoritaria correspondió al 39% (16 estudiantes) que sostuvo que la glucosa proviene de la

que ingerimos o de glucogenólisis; un 20% (8 estudiantes) consideró que la glucosa proviene

siempre de la ingesta; el 12% (5 estudiantes) sugirió la ingesta y gluconeogénesis y un 10% (4

estudiantes) sostuvo que podría provenir de glucogenólisis o gluconeogénesis.

Hubo un 7% (3 estudiantes de 41) que respondió incorrectamente, asegurando que la

glucosa proviene de glucólisis; dentro de esta respuesta, un 5% (2 estudiantes) agregó la vía

de gluconeogénesis como otro posible origen y un 2% (1 estudiante) mencionó la

glucogenólisis.


328

Tabla 9.6.a. Respuestas de 75 estudiantes de Biología que cursan la materia QB a la pregunta A-1 del cuestionario semiestructurado. ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de respiración celular?

Respues-tas

agrupadas Res-

puesta �No sé�

Respuesta correcta

20% (15 est.)

Parcialmente Correcta 67%

(50 est.)

Respuesta Incorrecta 10%

(8 est.)

Justifica-ción

Depende del estado del organismo, puede provenir de la ingesta, glucogenólisis o gluconeogénesis.

De la ingesta va a respira-ción celular

De la ingesta o gluconeogénesis

De la ingesta o de Glucoge-nólisis

De glucólisis o glucogenólisis

De glucólisis o gluconeogénesis

De Glucólisis e intermedia-rios del ciclo de Krebs

Porcentaje de

respues-tas

3% (2 est.)

20% (15 est.)

16% (12 est.)

8% (6 est.)

43% (32 est.)

4% (3 est)

3% (2 est.)

4% (3 est.)



respuestas en: No sabe (cuando se hizo explícito que desconocían la respuesta), no responde,

respuestas correctas, parcialmente correctas (cuando daban cuenta de respuestas

incompletas) y respuestas incorrectas .Las diferencias entre grupos de biólogos y químicos

serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos

(χ2 = 3.051, 3gl; p = 0.38378744) indican que no existen diferencias significativas entre las

respuestas de biólogos y químicos.

Tabla 9.6.b. Respuestas de 41 estudiantes de Química que cursan la materia QB a la pregunta A-1 del cuestionario semiestructurado. ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de respiración celular?

Respuestas

agrupadas

Res-pues-

ta �No sé�

Respuesta correcta

12% (5 est.)

Parcialmente Correcta 81%

(33 est.)

Respuesta Incorrecta

7% (3 est)

Justifica-ción:

Depende del estado del organismo, puede provenir de la ingesta, de la glucogenólisis,o de gluconeogénesis

De la ingesta va a respiración celular

De la ingesta o gluconeogénesis

De la ingesta o de glucogenólisis

De glucogenólisis o de gluconeogénesis

De glucólisis o gluconeogénesis

De glucólisis o glucogenólisis

Porcentaje de

respues-tas

0% 12% (5 est.)

20% (8 est.)

12% (5 est.)

39% (16 est.)

10% (4 est.)

5% (2 est.)

2% (1 est.)


329

Considerando el total de la muestra (biólogos y químicos) se evidenció que un 17% (20

de 116 estudiantes) respondió correctamente, un 9% incorrectamente, y un 72% en forma

parcialmente correcta.

Dentro de las justificaciones, se observaron argumentos que ya habían sido detectados

durante las ER. Por ejemplo, �la glucosa se origina a partir de glucólisis e intermediarios del

ciclo de Krebs�, �la glucosa proviene siempre a partir de la gluconeogénesis o a partir de

glucogenólisis�.

No hubo nuevas argumentaciones a las ya utilizadas por químicos y biólogos durante

las ER. Dada la cantidad de respuestas parcialmente correctas e incorrectas, se volvió a

comprobar con otro tipo de pregunta en el cuestionario B.

Pregunta B-1: Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de

levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás

que al estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se

utiliza para la respiración celular? Sí / No. Justificá tu respuesta.

Esta pregunta, como la anterior, también tiene estructura abierta, es decir, que los

estudiantes deberían justificar sus respuestas. Esto permitió identificar categorías semánticas

emergentes en los escritos, para luego organizarlas en categorías recurrentes. Nuestra

expectativa era que los estudiantes contestaran que �sí� y plantearan, por lo menos, las

diferencias entre las dos situaciones nutricionales. Es decir, esperábamos que para el caso de

la noche mencionaran como posibles vías metabólicas activas la glucogenólisis, o

gluconeogénesis; y que luego de la ingesta la glucosa proviniera del alimento. Los resultados

se presentan en la Tablas 9.6.c y 9.6.d.

Biólogos (Tabla 9.6.c).

Tres estudiantes respondieron �no sé�, sin elegir la opción �sí� o �no�. Un 83% (25 de 30

estudiantes) contestó que el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular

depende del momento nutricional por el que atraviesa la persona. Dentro de las justificaciones

se encontraron tres categorías recurrentes, una correcta (30%, 9 estudiantes) y dos

parcialmente correctas (53%, 16 estudiantes). Dentro de este último grupo, un 33% (10

estudiantes de 16) sostuvo que la glucosa siempre proviene de la dieta y que durante la noche,

si ésta no alcanza, se utiliza glucógeno, y un 20% (6 estudiantes de 30) afirmó que la glucosa

que se involucra en la respiración celular siempre proviene de la dieta y que si no, se produce

gluconeogénesis durante la noche.

Un 10% (3 de 30 estudiantes), contestó que el origen de la glucosa que se utiliza en la

respiración celular no depende del momento nutricional por el que atraviesa la persona. Estos


330

estudiantes justificaron sus respuestas diciendo que �la glucosa proviene de la glucólisis e

intermediarios del ciclo de Krebs�.

Químicos (Tabla 9.6.d).

No hubo estudiantes que hayan respondido �No sé�.

Un 72% (18 de 25 estudiantes de química) contestó que el origen de la glucosa que se

utiliza en la respiración celular (RC) depende del momento nutricional por el que atraviesa la

persona. Dentro de las justificaciones se encontraron dos categorías recurrentes, una correcta

(24%, 6 estudiantes) y otra parcialmente correcta (48%, 12 estudiantes). Este último grupo

afirmó que la glucosa proviene de la dieta y que durante la noche, si ésta no alcanza, se utiliza

glucógeno.

Tabla 9.6.c. Respuestas de 30 estudiantes de Biología que cursan la materia QB a la pregunta B-1 del cuestionario semiestructurado. Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que al estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se utiliza para la respiración celular? Sí/No. Justificá tu respuesta.

Justificación

Respues-ta

�No sé� 10%

(3 est.)

Responden�Si� 83%

(25 est.)

Responden �No� 7%

(2 est.) Respuesta parcialmente correcta

Respuesta correcta

�La glucosa proviene de la ingesta y, si no alcanza, por la noche, se usa glucógeno�.

�La glucosa proviene de la ingesta y, si no alcanza por la noche, se realiza guconeogénesis�.

�La glucosa puede provenir de la glucogenólisis, gluconeogénesis, o dieta, depende de la situación nutricional�

Proviene de glucólisis e intermediarios del ciclo de Krebs�

Porcentaje de

respuestas

33% (10 est.)

20% (6 est.)

30% (9 est.)

7% (2 est.)

Un 28% (7 de 25 estudiantes) contestó que �no�; es decir, que el origen de la glucosa

que se utiliza en la respiración celular no depende del momento nutricional planteado. Dentro

de este grupo la justificación mayoritaria correspondió al 16% (4 de 25 estudiantes), que señaló

que la respiración es más lenta por la noche, seguido por un 12% (3 estudiantes de los 25) que

sostuvo que �la glucosa proviene de la glucólisis e intermediarios del ciclo de Krebs�.




correctas, parcialmente correctas (cuando daban cuenta de respuestas incompletas) y

respuestas incorrectas. Las diferencias entre grupos de biólogos y químicos serían

consideradas significativas cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 =


331

6.548 3gl; p = 0.087) indican que no existen diferencias significativas entre las respuestas de

biólogos y químicos.

Tomando en conjunto los resultados de las respuestas de los estudiantes de química y

de biología, los datos muestran que sólo un 27% (15 de los 55 estudiantes totales) respondió

correctamente; el 51% (28 estudiantes de 55) dio respuestas parcialmente correctas y un 16%

(9 estudiantes) respondió incorrectamente.

Tabla 9.6.d. Respuestas de 25 estudiantes de Química que cursan la materia QB a la pregunta B-1 del cuestionario semiestructurado. Imaginate a dos personas en situaciones distintas: una que se acaba de levantar de dormir toda la noche, y la otra que terminó de comer hace dos horas. ¿Considerás que al estar pasando por distintos momentos esto influye en el origen de la glucosa que se utiliza para la respiración celular? Sí/No. Justificá tu respuesta.

Justificación

Responden�Si� 72%

(18 est.)Responden �No�

28% (7 est.) Respuesta

parcialmente correcta

Respuesta correcta

�La glucosa proviene de la ingesta y, si no alcanza por la noche, se usa glucógeno�.

�La glucosa puede provenir de

glucogenólisis, gluconeogénesis, o dieta, depende de la situación

nutricional�

�Proviene de glucólisis e

intermediarios del ciclo de

Krebs�

�La respiración es más lenta durante la noche�

Porcentaje de

respuestas

48% (12 est.)

24% (6 est.)

12% (3 est.)

16% (4 est.)

Dentro de las justificaciones se observaron argumentos que ya habían sido detectados

durante las ER, y la pregunta 1 del cuestionario A. Por ejemplo, �la glucosa se origina a partir

de glucólisis e intermediarios del ciclo de Krebs�, �la glucosa proviene siempre a partir de la

gluconeogénesis o glucogenólisis�.

Tal como se anticipó en las conclusiones de la Pregunta 2 de la ER (Ver Tabla 9.2.c)

puede observarse que cuando los estudiantes contestaron por escrito sobre los posibles

orígenes de la glucosa involucrada en la RC, respondieron en forma más completa.

Hubo solo una argumentación, que provino de cuatro estudiantes de química, que no

había sido detectada durante las ER, así como tampoco surgió a partir de la pregunta 1-A: �la

respiración es más lenta durante la noche�.


Tal como se describió en el capítulo 8 para la asignatura BN (Ver cuestionarios A y B,

pregunta 2), dado que decidimos investigar en esta Tesis las dificultades en el aprendizaje del

tema MHC haciendo un recorte de contenidos de manera tal que involucre sólo el estado de


332

absorción, consideramos interesante indagar el conocimiento de los estudiantes acerca de los

mecanismos de insulina como hipoglucemiante.

Teniendo en cuenta que la insulina tiene efectos a nivel metabólico (activa el proceso de

glucogenogénesis, síntesis de proteínas, glucólisis, síntesis de triglicéridos e inhibe la lipólisis,

entre otros), a nivel transcripcional (activa la expresión de glucoquinasa), y a nivel celular

(aumenta el número de transportadores de GLUT 4 en membrana de células musculares y

hepatocitos); entonces, se diseñó una pregunta tipo selección múltiple con 5 items (Ver cuadro

3.5, Capítulo 3). La opción correcta era la d): �la insulina es hipoglucemiante debido

principalmente a que aumenta la cantidad de proteínas transportadoras de glucosa en

determinadas células�. Las elecciones de opciones de respuestas a), b), c) confirmaban que los

estudiantes no conocen la forma en que la insulina induce la hipoglucemia, puesto que

plantean justificaciones erróneas. La opción e) permitió que los estudiantes expresaran su

desconocimiento, y no que respondieran sólo por azar.

Particularmente la opción b) fue incluida debido a que un 45% (55 de 123 estudiantes)

del total de estudiantes de las EC y ER atribuyeron la distribución de glucosa como respuesta a

un requerimiento específico de tejido (intencionalidad). Los estudiantes que eligieron esta

opción estarían demostrando que también suponen una acción intencional de la insulina

direccionando a la glucosa hacia las células que tienen mayor requerimiento energético en

dado momento.

La opción c) fue conservada en estos cuestionarios para su comparación con la

asignatura BN, aunque durante las clases el efecto trasncripiconal de la insulina no fue

explicado (ver RCE-QB-4, capítulo 4).

En las tablas 9.6.e y 9.6.f se presentan los datos, discriminados por población de

biólogos y químicos, para cada uno de los cuestionarios A y B respectivamente.

Pregunta A-2

Biólogos (Tabla 9.6.e).

El 4% de los estudiantes (3 estudiantes de 75) no respondió esta pregunta del

cuestionario. Un 3% (2 estudiantes de 75) seleccionó la opción �No se�, evidenciando falta de

conocimiento acerca de los mecanismos por los cuales la insulina permite descender los

valores de glucosa en sangre. La opción correcta (d) fue elegida por un 9% (7 estudiantes). Un

84% (63 de 75 totales) seleccionó otras opciones. Dentro de esas opciones, la

mayoritariamente elegida (45%, 34 estudiantes) fue la (b) que afirmaba que la insulina induce

la entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren energía. Esta

afirmación estaría adjudicando intencionalidad de la hormona en relación a su función -

previamente vislumbrada en algunos estudiantes de las EC y ER-. La opción (a) que sostenía


333

que la insulina estimula exclusivamente reacciones que utilizan glucosa dentro de las células,

por ejemplo, síntesis de glucógeno, fue la segunda más seleccionada (35%, 26 estudiantes).

La opción (c) que sostenía que la insulina estimula la trascripción de genes relacionados con la

síntesis de ácidos grasos y glucógeno, fue la menos elegida dentro de las incorrectas (4%, 3

estudiantes).

Químicos (Tabla 9.6.e).

Hubo sólo un estudiante que seleccionó la opción �No se� y otro que directamente no

respondió esta pregunta en el cuestionario. La opción correcta (d) fue elegida por un 7% (3

estudiantes).

Un 88% (36 de 41 estudiantes) seleccionó las opciones que confirmaban la falta de

conocimiento sobre la relación entre la insulina y la forma que actúa para inducir la

hipoglucemia en un organismo. Dentro de estas opciones, la (a) fue la mayoritariamente

elegida (66%, 27 estudiantes) que afirmaba que la insulina estimula exclusivamente reacciones

que utilizan glucosa dentro de las células, por ejemplo, síntesis de glucógeno�. La opción (b)

fue la segunda opción más seleccionada (20%, 8 estudiantes) y sostenía que la insulina induce

la entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren energía. La opción

incorrecta (c) fue seleccionada por solo un estudiante y sostenía que la insulina estimula la

trascripción de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno.

De manera que de la muestra de 116 estudiantes totales (biólogos y químicos) sólo 10

contestaron correctamente, 99 evidenciaron conocimientos erróneos acerca de la forma de

acción de la insulina como hipoglucemiante y 3 estudiantes afirmaron desconocer la manera en

que actúa la insulina (opción (e)).


prueba χ2, utilizando el programa Statistics 101. Para el análisis estadístico de esta pregunta se

agruparon las respuestas en: No sabe, no responde, respuestas correctas, y respuestas

incorrectas. Las diferencias entre químicos y biólogos serían consideradas significativas

cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 0.362, 3gl; p = 0.947) indican

que no existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos.

Dentro del grupo total que contestó erróneamente, la opción más seleccionada fue la

(a), (53 estudiantes) y luego la (b), (42 estudiantes). Es decir, que una mayoría consideró que

la insulina estimula exclusivamente reacciones que utilizan glucosa dentro de las células y no

tuvieron presente su acción a nivel celular que es lo que permite la disminución rápida de la

concentración de glucosa en sangre. Por otro lado, el grupo que eligió la opción (b) indicaría

que estos estudiantes atribuyen un carácter intencional a la interpretación de los procesos

bioquímicos desencadenados por la insulina.


334

Tabla 9.6.e. Respuestas de 75 estudiantes de Biología y 41 estudiantes de Química a la pregunta 2 del cuestionario semiestructurado A (n = 116). Opciones de la Pregunta a) b) c) d)* e) NS NRPorcentaje de cada opción elegida por biólogos

35% (26 est.)

45% (34 est.)

4% (3 est.)

9% (7 est.)

3% (2 est.)

4% (3 est.)

Porcentaje de cada opción elegida por químicos

66% (27 est.)

20% (8 est.)

2% (1 est.)

7% (3 est.)

2% (1 est.)

2% (1 est.)

*opción correcta, NS, no sabe; NR, no responde.

Pregunta B- 2 (Tabla 9.6.f)

Biólogos. (Tabla 9.6.f)

La opción correcta (d) que afirma que la insulina aumenta la cantidad de proteínas

transportadoras de glucosa en determinadas células, fue elegida por un 17% (5 estudiantes de

un total de 30). Un 83% (25 de 30 totales) seleccionó otras opciones. La opción (b) que afirma

que la insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren

energía, fue la mayoritariamente elegida (53%, 16 estudiantes). Esta afirmación confirma

nuevamente una intencionalidad que se le estaría adjudicando a la causa de los procesos

biológicos, ya percibida en algunos estudiantes de las EC, ER y cuestionario A. La opción (a)

fue la segunda opción más seleccionada (30%, 9 estudiantes), en ella se asevera que la

insulina estimula exclusivamente reacciones que utilizan glucosa dentro de las células, por

ejemplo, síntesis de glucógeno. La opción (c), que afirma que la insulina estimula la

transcripción de genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno, y la opción

(e) que permite reconocer la falta de conocimiento, no fueron elegidas por estudiante alguno.

Químicos.

La opción correcta (d), que afirma que la insulina aumenta la cantidad de proteínas

transportadoras de glucosa en determinadas células, fue elegida por un 8% (2 estudiantes). Un

92% (23 de 25 totales) seleccionó otras opciones. Dentro de estas opciones, la (a) que afirma

que la insulina estimula exclusivamente reacciones que utilizan glucosa dentro de las células,

por ejemplo, síntesis de glucógeno, fue la mayoritariamente elegida (64%, 16 estudiantes). La

opción (b) fue la segunda opción más seleccionada (28%, 7 estudiantes), en ella se asevera

que la insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente a los tejidos que requieren

energía. La opción (c), que afirma que la insulina estimula la transcripción de genes

relacionados con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno, y la opción (e) que permite

reconocer la falta de conocimiento, no fueron elegidas por estudiante alguno.

Las comparaciones entre el grupo de biólogos y químicos fueron realizadas

mediante la prueba χ2, utilizando el programa Statistics 101. Para el análisis estadístico de esta


335

pregunta se agruparon las respuestas en: respuestas correctas, y respuestas incorrectas. Las

diferencias entre grupos de biólogos y químicos serían consideradas significativas cuando p ≤

0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 0.922, 1gl; p = 0.336) indican que no

existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos.

Tabla 9.6.f. Respuestas de 30 estudiantes de Biología y de 25 estudiantes de Química a la pregunta 2 del cuestionario B semiestructurado (n total = 55).

Opciones de la pregunta a) b) c) d)* e)

Porcentaje de opción elegida por biólogos

30% (9 est.)

53% (16 est.)

0% 17% (5 est.)

0%

Porcentaje de opción elegida por químicos

64% (16 est.)

28% (7 est.)

0% 8% (2 est.)

0%

*opción correcta.

Analizados en conjunto los datos de la muestra total de 55 estudiantes (biólogos y

químicos) indican que sólo 7 estudiantes respondieron correctamente, 48 evidenciaron

conocimientos erróneos acerca de la forma de acción de la insulina como hipoglucemiante y

ninguno seleccionó la opción que permitía hacer explícito que desconocían la respuesta

(opción (e)). La opción parcialmente correcta (a) fue la más seleccionada, seguida de la (b),

con 25 y 23 estudiantes respectivamente; esto indica que la mayoría considera sólo aspectos

del enfoque bioquímico, pero no una integración de enfoques fisiológico, bioquímico y químico

de la acción de la insulina, y no tiene presente sus acciones en conjunto que en definitiva dan

una explicación integral para justificar la disminución de la concentración de glucosa en sangre.

Por otro lado, un porcentaje considerable de estudiantes (24%) eligió la opción (b), que nos

lleva a inferir nuevamente que manejan una concepción cargada de intencionalidad para los

procesos bioquímicos, puesto que estos estudiantes consideran que la insulina induce la

entrada de glucosa sólo en las células que requieren energía, desconociendo un enfoque

fisiológico que ubica a la insulina como un regulador de la glucocemia.

Estos resultados, así como los de la pregunta 2 del cuestionario A, acentúan la falta de

contextualización sistémica de los efectos bioquímicos generados, poniendo en evidencia

concepciones parciales de la homeostasis de la glucemia.


Esta pregunta abierta fue modificada cuando se tomó el cuestionario B, por

consiguiente, se analizarán por separado cada versión de la pregunta y se discriminará entre

estudiantes de biología y de química.

Se decidió presentar una pregunta de estructura abierta, como en la pregunta 1 de

ambos cuestionarios, para que los estudiantes tuvieran la posibilidad de desarrollar lo que

pensaban acerca de la situación planteada y, a partir de allí, extraer y organizar las categorías

semánticas emergentes. Nos había resultado llamativo que en los resultados preliminares de


336

las ER subyacía una concepción que denotaba intencionalidad para explicar la distribución de

la glucosa en sangre; por tanto, consideramos enriquecedor analizar tal modo de pensar con el

planteo de situaciones concretas.

Los resultados se presentan en las tablas 9.6.g y 9.6.h corresponden a las respuestas a

la pregunta A-3 de los estudiantes de biología y química respectivamente. En las tablas 9.6.i y

9.6.j se presentan las respuestas a la pregunta B-3 de los estudiantes de biología y química

respectivamente.

Pregunta A-3: - Si en un dado momento hay muy baja concentración de glucosa en sangre,

¿tienen las neuronas �prioridad� para captarla? En caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo

logran?

Biólogos (Tabla 9.6.g).

Seis estudiantes de biología respondieron �no sé�. El 61% (46 de 75 estudiantes)

contestó que �las neuronas tienen prioridad para captar la glucosa�. De este grupo, hubo 5

estudiantes de los 75 (7%) que respondieron correctamente diciendo que tienen prioridad por el

tipo de GLUT que presentan en sus membranas. Las respuestas de los 41 estudiantes

restantes (55%) fueron consideradas parcialmente correctas, puesto que si bien dijeron que las

neuronas captarían más glucosa, 10 estudiantes (13%) explicitaron que no sabían cómo, 25

estudiantes (33%) dijeron que lo hacían �por adaptación�, sin justificar su respuesta, y 6

estudiantes (8 %) sostuvieron que las neuronas tenían prioridad por presentar mayor cantidad

de transportadores de glucosa en sus membranas.

Tabla 9.6.g. Respuestas de 75 estudiantes de Biología a la Pregunta A-3 del cuestionario semiestructurado. Si en un dado momento hay muy baja concentración de glucosa en sangre, ¿tienen las neuronas �prioridad� para captarla? En caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo logran?

Respuestas agrupadas

Responden

�No sé� 8%

(6 est.)

Responden�Las neuronas tienen prioridad para captar la glucosa�

Responden �Las neuronas no tienen prioridad para captar la glucosa�

RC PC RI

Justificación

Por tipo de GLUT

No sabe cómo.

Por adapta

ción

Por tener mayor cantida

d de GLUT

No sé

Pueden usar

cuerpos cetónicos

Los hepatocitos captan más para formar reserva,

luego por glucogenólisis hay más distribución a la zona cerebral.

Porcentaje de cada respuesta

7% * (5 est.)

13% (10 est.)

33% (25 est.)

8% (6 est.)

5% (4 est.)

5% (4 est.)

20% (15 est.)

RC: respuesta correcta, PC: respuesta parcialmente correcta, RI: respuesta incorrecta

El 31% (23 de 75 estudiantes) afirmó que �las neuronas no tienen prioridad para captar

glucosa�. Esta respuesta fue considerada incorrecta. Dentro de este grupo, un 5% (4 est. de

75) hizo explícito que no sabía porqué; los estudiantes restantes justificaron su respuesta


337

diciendo que las neuronas no tienen tal prioridad porque pueden usar cuerpos cetónicos (4 est.

de 75, 5%) o bien, que son los hepatocitos los que captan más glucosa para formar reserva y

luego por glucogenólisis se distribuye hacia la zona cerebral (15 estudiantes de 75, 20%).

Químicos (Tabla.9.6.h).

Tres estudiantes de química respondieron �no sé�. El 64% (26 de 41 estudiantes)

aseveró que �las neuronas tienen prioridad para captar la glucosa�. De este grupo, 11

estudiantes de los 41 (el 27%), hicieron explícito que no sabían cómo, 2 estudiantes (5%)

dijeron que tenían prioridad �por adaptación�, y los 13 restantes (32%) afirmaron que se debía a

que presentan mayor cantidad de GLUT en sus membranas.

El 29% (12 de 41 estudiantes) respondió que �las neuronas no tienen prioridad para

captar la glucosa:�. Esta respuesta fue considerada incorrecta. Dentro de este grupo, el 7% (3

estudiantes de 41) sostuvo que las neuronas no tienen tal prioridad porque pueden utilizar

cuerpos cetónicos; el 22% (9 est. de 41) afirmó que los hepatocitos captan más para formar

reserva, luego por glucogenólisis hay mayor distribución a la zona cerebral.

Tabla 9.6.h. Respuestas de 41 estudiantes de Química a la pregunta A-3 del cuestionario semiestructurado. Si en un dado momento hay muy baja concentración de glucosa en sangre, ¿tienen las neuronas �prioridad� para captarla? En caso afirmativo, ¿cómo pensás que lo logran?


Res-puesta �No sé�

Responden�Las neuronas tienen prioridad para captar la glucosa�

Responden �No tienen prioridad las neuronas para captar la glucosa�

PC (26 estudiantes) RI (12 estudiantes)

Justificación:

�No sé cómo�

�Por adaptaci

ón�

�Por tener mayor

cantidad de GLUT�

�Pueden usar cuerpos

cetónicos.�

�Los hepatocitos captan más para

formar reserva, luego por glucogenólisis hay más distribución a la

zona cerebral.� Porcentaje

de cada respuesta

7% (3 est.)

27% (11 est.)

5% (2 est.)

32% (13 est.)

7% (3 est.)

22% (9 est.)

RC: respuesta correcta, PC: respuesta parcialmente correcta, RI: respuesta incorrecta.



agruparon las respuestas en: No sabe (cuando se hizo explícito que desconocían la respuesta),

respuestas correctas, parcialmente correctas (cuando daban cuenta de respuestas

incompletas) y respuestas incorrectas. Las diferencias serían consideradas significativas

cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 3.117, 3gl; p = 0.373) indican

que no existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos

Analizados en conjunto los datos de la muestra total de 116 estudiantes (biólogos y

químicos) indican que sólo 5 estudiantes de biología (4%) respondieron correctamente. El 30%

(35 estudiantes de 116) evidenciaron conocimientos erróneos.


338

Un 58% de estudiantes (67 estudiantes) respondió en forma parcialmente correcta,

puesto que si bien afirmaron que las neuronas captarían más glucosa, los argumentos

esgrimidos respondieron a lógicas posibles, pero que no responden al conocimiento científico:

dentro de este grupo, la respuesta mayoritaria en los biólogos fue �por adaptación�, los

químicos, por su parte, atribuyeron su afirmación a una mayor cantidad de GLUT en

membranas de las neuronas.

En estas justificaciones encontramos argumentos que ya habían sido utilizadas por los

estudiantes en las preguntas 1 y 2 de las ER (¿De dónde provine la glucosa que utilizamos en

la respiración celular? y ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?). En estos casos, se

registraron argumentos tales como que la glucosa debía pasar previamente por la

glucogenogénesis en hígado o que los hepatocitos captan primero la glucosa y luego se

distribuye hacia las neuronas. Esto indica que los estudiantes no estaban teniendo en cuenta

los diferentes parámetros (KM y VMax) de los transportadores de membrana que determinan la

distribución diferencial en cada tejido. En las respuestas de la Pregunta 2 de las ER, también

se detectaron respuestas tales como que �la glucosa se distribuye hacia las células que más la

necesitan�, pero sin lograr justificar tal afirmación.

Otras argumentaciones fueron nuevas y estuvieron relacionadas con otras posibles

fuentes de energía (cuerpos cetónicos), a partir de las cuales las neuronas podían abastecerse;

y de esta forma se justificaba que las neuronas no tienen prioridad para captar la glucosa.

Pregunta B-3: Imaginate que tenés un hepatocito y una neurona juntos con 10 moléculas de

glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos células captará más glucosa?

Dado que la pregunta A-3 había sido respondida correctamente por sólo un 13% de

estudiantes, se reformuló su redacción con la intención de enfocarla hacia la necesidad de los

estudiantes de pensar en la afinidad relativa de los receptores GLUT de los hepatocitos y

neuronas17.

Biólogos (Tabla 9.6.i).

Tres estudiantes de biología respondieron �no sé�. El 53% (16 de 30 estudiantes)

contestó que �las neuronas captan más glucosa que el hepatocito�; de este grupo hubo 3

estudiantes de 30 (10%) que respondieron correctamente diciendo que iban a captar más

glucosa las neuronas por la isoforma de GLUT que presentan en membrana. Las respuestas

de los 13 estudiantes restantes de este grupo se consideraron como parcialmente correctas,

puesto que si bien respondieron que las neuronas captarían más glucosa que los hepatocitos,

lo hicieron con justificaciones imprecisas. Por ejemplo, de este grupo, un 26% (8 estudiantes de 17 La redacción de esta pregunta suponía que los estudiantes la entenderían como un ejemplo de decir �un bajo número de moléculas de glucosa por unidad de volumen� significando �una aja concentración�.


339

30) argumentó que lo hacían que por un �mecanismo adaptativo�; y un 17% (5 de 30

estudiantes) dijo que las neuronas captan más glucosa por tener mayor cantidad de GLUT.


neuronas�, todos estos estudiantes justificaron su respuesta sosteniendo que se debe a que

forman glucógeno y luego por glucogenólisis éste se degrada y la glucosa resultante se dirige

primero hacia la zona cerebral. Esta respuesta y su argumentación fueron consideradas

incorrectas.

Tabla 9.6.i. Respuestas de 30 estudiantes de Biología a la Pregunta B-3 del cuestionario semiestructurado. Imaginate que tenés un hepatocito y una neurona juntos con 10 moléculas de glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos células captará más glucosa?


Respues-ta:

�No sé�

Responden �Las neuronas captan más glucosa�

Responden �Los hepatocitos captan más

glucosa� RC PC RI

Justificación: �Por el tipo de GLUT�

�Por mecanismo adaptativo�

�Por tener mayor

cantidad de GLUT�

�Los hepatocitos captan más para formar reserva, luego por glucogenólisis hay más

distribución a la zona cerebral.�

Porcentaje de cada

respuesta

10% (3 est.)

10% (3 est.)

26% (8 est.)

17% (5 est)

37% (11 est.)


Químicos (Tabla 9.6.j).

Dos estudiantes de química respondieron �no sé�. El 56% (14 de 25 estudiantes)

aseveró que �las neuronas captan más glucosa que el hepatocito�; de este grupo y solo uno

justificó correctamente diciendo se debía a la isoforma de GLUT presenta en la membrana de

as neuronas. Las respuestas de 13 los estudiantes restantes de este grupo se consideraron

como parcialmente correctas, puesto que justificaron en forma imprecisa, diciendo que se debía

a algún mecanismo adaptativo (32%, 8 de 25 estudiantes) o que tenían mayor cantidad de

GLUT en sus membranas (20%, 5 de 25 estudiantes).


neuronas�; todos estos estudiantes justificaron su respuesta diciendo que los hepatocitos

captan más glucosa para formar glucógeno y luego por glucogenólisis éste se degrada y la

glucosa resultante se dirige primero hacia la zona cerebral. Esta respuesta fue considerada

incorrecta.




correctas, parcialmente correctas (cuando daban cuenta de respuestas incompletas) y

respuestas incorrectas. Las diferencias serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05.


340

Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 0.953, 3gl; p = 0.812) indican que no existen

diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y químicos.

En estos resultados se evidencia que hubo argumentos que ya habían sido utilizados

por estudiantes en las ER y en la población muestreada del cuestionario A. Específicamente,

en la pregunta 2 de las ER (¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?), hubo un grupo

importante que sostuvo que la glucosa se dirige primero a neuronas. En esa oportunidad (ER)

no se pidió que justificaran su respuesta; en cambio, en las pregunta A-3 y B-3 surgieron

diversas y nuevas explicaciones tales como �se dirige primero a neuronas por un mecanismo

adaptativo� o �el hepatocito capta más para formar reservas� (Tablas 9.6.i y 9.6.j).

Tabla 9.6.j. Respuestas de 25 estudiantes de Química a la Pregunta B-3 del cuestionario semiestructurado. Imaginate que tenés un hepatocito y una neurona juntos con 10 moléculas de glucosa en el medio circundante. ¿Cuál de las dos células captará más glucosa?


Respues-ta

�No sé�

Responden �Las neuronas captan más glucosa�

Responden �Los hepatocitos captan más

glucosa� RC PC RI

Justificación �Por el tipo de GLUT�

�Por mecanismo adaptativo�

�Por tener mayor

cantidad de GLUT�

�Los hepatocitos captan más para formar reserva, luego por glucogenólisis hay más

distribución a la zona cerebral�.

Porcentaje de cada respuesta

8% (2 est.)

4% (1 est.)

32% (8 est.)

20% (5 est.)

36% (9est.)


Pregunta 4 (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3, Cuadros 3.5 y 3.6)

En esta pregunta, de respuesta de opción múltiple, se indaga si los estudiantes

establecían alguna relación entre la materia orgánica que se utiliza en la respiración celular y la

eliminación del CO2 que se exhala. Es decir, se intentó reevaluar sobre la relación entre la

respiración que permite ventilar y respiración celular.

La elección de la opción (a) evidencia que el estudiante no establece relación alguna

entre la respiración celular y el CO2 exhalado. Como se debía seleccionar sólo un item, la

elección de las opciones (b), (c) y (d) confirmaron que el estudiante establece relaciones

incorrectas entre la respiración celular y la respiración con justificaciones incompletas y

erróneas al considerarlas como únicas. La opción (e), que descarta las afirmaciones anteriores

es la correcta, y la (f) permite reconocer la falta de conocimiento.

Dado que se tomó la misma pregunta en ambos cuestionarios A y B, se analizarán los

resultados obtenidos por opción seccionada en cada una de las instancias, diferenciando entre

estudiantes de Biología y Química en cada uno. Los porcentajes se detallan en las Tablas 9.6.k

y 9.3.l, para los cuestionarios A y B respectivamente.


341

Pregunta A- 4 (Tabla 9.6.k)

Biólogos.

Un 5% (4 estudiantes) seleccionó la opción (f) �no sé�. La opción (a) �las moléculas de

CO2 son las mismas que entraron al inhalar�, fue seleccionada por un 5% (4 estudiantes). Ello

confirma la falta de conocimiento sobre la relación entre la respiración celular �proceso

bioquímico-, y la respiración �proceso mecánico de inhalación y exhalación de aire que permite

la ventilación-. Un 24% (18 de 75 estudiantes) seleccionó la opción (b) que establece que �el

CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la respiración celular aeróbica de la

glucosa�; esta alternativa de respuesta fue considerada como incorrecta pues no consideraron

otras vías metabólicas que también originaran moléculas que funcionaran como combustibles

para llegar al ciclo de Krebs.

La opción (c) no fue elegida. Una alternativa de explicación ante este resultado es que

los estudiantes tienen tan reforzada la noción que señala a la glucosa como molécula oxidable

a CO2 que le resulta fácil identificar como �falsa� a esta opción.

La opción (d) fue elegida por un 52% de estudiantes (39 de 75 estudiantes). Este

resultado estaría indicando la creencia de que toda molécula orgánica tiene posibilidades de

entrar en catabolismo exidativo, lo cual es erróneo. La opción correcta (e) �ninguna de las

opciones anteriores�, fue elegida por un 13% (10 de 75 estudiantes).

Químicos.

Con un análisis similar al anterior, las respuestas de los químicos fueron: la opción (a)

�las moléculas de CO2 son las mismas que entraron al inhalar�, fue seleccionada por el 5% (2

estudiantes). Un 17% (7 de 41 estudiantes) seleccionó la opción (b) que establecía que �el CO2

que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la respiración celular aeróbica de la

glucosa�. La opción (d); �el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene de la oxidación de

cualquier molécula orgánica�, fue elegida por un 51% de estudiantes (21 de 41 estudiantes),

27% de los estudiantes (11estudiantes de 41) seleccionó la opción correcta (e) �ninguna de las

opciones anteriores�.



agruparon las respuestas en: No sabe (cuando se hizo explícito que desconocían la respuesta),

respuestas correctas y respuestas incorrectas. Las diferencias serían consideradas

significativas cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 5,078; 2gl; p =

0.0789) indican que no existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y

químicos.


342

Analizados en conjunto, los datos de la muestra total de 116 estudiantes (biólogos y

químicos) que respondieron la pregunta 4 del Cuestionario A (Tabla 9.6.k), indican que: el 5%

(6 de 116 estudiantes) que señalaron el ítem (a), no consideraron que determinadas moléculas

orgánicas pueden oxidarse (por respiración celular) y generar el CO2 (intracelular) que luego

será exhalado durante el proceso de respiración (ventilación).

El 52% (25 de 116 estudiantes) que eligió el ítem (b), asignó a la glucosa como la única

molécula del metabolismo capaz de realizar oxidación a CO2.

El 52% (60 de 116 estudiantes) eligió el ítem (d) generalizando la capacidad de

catabolismo oxidativo a CO2 para cualquier molécula orgánica.

Un 18% (21 de 116) de estudiantes respondió correctamente. Cuatro estudiantes de

biología (3%) respondieron con un �No se�.

Tabla 9.6.k. Respuestas de 75 estudiantes de Biología y 41 estudiantes de Química a la Pregunta 4 del cuestionario A semiestructurado (n = 116).Opciones de la pregunta

a) b) c) d) e) f) (NS)


5% (4 est)

24% (18 est)

0% 52% (39 est)

13% (10 est)

5% (4 est)


5% (2 est.)

17% (7 est.)

0% 51% (21 est.)

27% (11 est.)

0%

♦Opción correcta; NS: no sé.

Pregunta B- 4 (Tabla 9.6.l)

Biólogos.

Siguiendo un análisis similar a la pregunta A-4, las respuestas de los biólogos en esta

instancia fueron: la opción (a), �las moléculas de CO2 son las mismas que entraron al inhalar�,

fue seleccionada por un 7% (2 estudiantes). Un 17% (5 de 30 estudiantes) seleccionó la opción

(b), que establece que �el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la

respiración celular aeróbica de la glucosa�, estos estudiantes no consideraron otras moléculas

que también funcionan como combustibles y llegan al ciclo de Krebs. En esta oportunidad

tampoco fue seleccionada por ningún estudiante la opción (c) que sostiene que; �el producto

de la respiración aeróbica de los ácidos grasos�. La opción (d) fue elegida por un 67% de

estudiantes (20 de 30 estudiantes), resultado que estaría indicando la creencia de que toda

molécula orgánica tiene posibilidades de entrar en catabolismo exidativo, lo cual es erróneo. El

10% de los estudiantes (3 estudiantes de 30) seleccionó la opción correcta (e) �ninguna de las



343

Químicos.

La opción (a), �Las moléculas de CO2 son las mismas que entraron al inhalar�, fue

seleccionada por un solo estudiante. Un 12% (3 de 25 estudiantes) seleccionó la opción (b) que

establece que �el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene solamente de la respiración

celular aeróbica de la glucosa�. La opción (d) fue elegida por un 56% de estudiantes (14 de 25

estudiantes). El 28% (7 estudiantes de 25) seleccionó la opción correcta (e), �Ninguna de las




agruparon las respuestas en: correctas e incorrectas. Las diferencias serían consideradas

significativas cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los valores obtenidos (χ2 = 3,246, 1gl; p =

0.0715) indican que no existen diferencias significativas entre las respuestas de biólogos y

químicos.

Tabla 9.6.l. Respuestas de 30 estudiantes de Biología y 25 estudiantes de Química a la pregunta 4 del cuestionario B semiestructurado (n total: 55). Opciones de la Pregunta

a) b) c) d) e) f) (NS)


7% (2 est.)

17% (5 est.)

0% 67% (20 est.)

10% (3 est.)

0%


4% (1est.)

12% (3est.)

0% 56% (14est.)

28% (7est.)

0%

♦Opción incorrecta, *Opción correcta, NS: no sé.

Analizados en conjunto, los datos de la muestra total de 55 estudiantes (biólogos y

químicos) que respondieron la pregunta 4 del cuestionario B, indica que: el 5% (3 de 55

estudiantes) que señalaron el ítem (a), no consideraron que determinadas moléculas orgánicas

pueden oxidarse (por respiración celular) y generar el CO2 (intracelular) que luego será

exhalado durante el proceso de respiración (ventilación).

El 15% (8 de 55 estudiantes) que eligió el ítem (b), asignó a la glucosa como la única

molécula del metabolismo capaz de realizar oxidación a CO2.

El 62% (34 de 55 estudiantes) eligió el ítem (d) generalizando la capacidad de

catabolismo oxidativo a CO2 para cualquier molécula orgánica.

Un 18% (10 de 55) estudiantes respondió correctamente. Ningún estudiante respondió

con un �No se�.

Pregunta 5 (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3, Cuadros 3.5 y 3.6)

En esta pregunta de opción múltiple se indaga acerca del conocimiento que tienen los

estudiantes relacionado la forma en la que se distribuyen los carbonos de la glucosa en el


344

organismo, una vez que ésta es ingerida. En la pregunta se ofrecen distintas opciones de

respuestas.

Las opciones de respuestas (a), (b), (c) y (d) plantean alternativas incompletas, su

elección indicaría, por tanto, un conocimiento insuficiente, que no tiene en cuenta las distintas

posibilidades de distribución de un metabolito. Por consiguiente, se consideraron como

opciones parcialmente correctas. La opción (e) es la opción correcta. La elección de la opción

(g), que descarta todas las opciones anteriores, es incorrecta y la elección de (h) permite

reconocer la falta de conocimiento.

Como se tomó la misma pregunta en ambos cuestionarios (A y B) se analizarán los

resultados obtenidos por opción seccionada en cada cuestionario, diferenciando entre

estudiantes de Biología y Química en cada uno. Los porcentajes se detallan en las Tablas

9.6.m y 9.6.n.

Pregunta A- 5

Biólogos. (Tabla 9.6.m)

El 27% de los estudiantes (20 de 75 estudiantes) eligió alguna de las opciones

parcialmente correctas acerca de cómo se distribuye el carbono proveniente de la materia

orgánica en el organismo. Dentro de este grupo la opción (d), que sostiene que �se detectó

radiactividad distribuida en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos�, fue la

mayoritariamente elegida (16%, 12 estudiantes). Le sigue en frecuencia de elección, la opción

(b) con un 7 % (5 estudiantes de 75), que establece que �el carbono radiactivo se detectó en

moléculas de glucógeno en hepatocitos�. Finalmente la opción (a) que planteaba que �parte de

la radiactividad se detecta en el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como

CO2.� fue seleccionada por un 4% (3 estudiantes de 75). La opción correcta e), que afirma que

�todas las opciones anteriores son correctas� -incluyendo así las opciones (a), (b), (c) y (d), en

las que se proponen distintos sitios donde se podría encontrar el carbono en un organismo-,

fue elegida por un 72% (54 de 75) de estudiantes de biología.

Un solo biólogo respondió incorrectamente al seleccionar la opción (f) que afirma que

�no se detecta radioactividad en ninguna célula de ningún tejido del individuo porque la glucosa

se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2�.

Resulta llamativo que ningún estudiante optara por (c), que sostenía que �el carbono

radioactivo se podía encontrar en adipocitos, formando parte de moléculas de triglicéridos�,

opción que también representaba una respuesta parcialmente correcta.


345

Químicos.

El 20% de los químicos (8 de 41 estudiantes) eligió alguna de las opciones parcialmente

correctas acerca de cómo se distribuye el carbono proveniente de la materia orgánica en el

organismo. Dentro de este grupo, la opción (d) que sostiene que �se detectó radiactividad

distribuida en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos�, fue la mayoritariamente

elegida (12%, 5 estudiantes). Le sigue en frecuencia de elección, la opción (b) con 5 % (2

estudiantes de 41), que establece que �el carbono radiactivo se detectó en moléculas de

glucógeno en hepatocitos�. Finalmente la opción (a), que plantea que �parte de la radiactividad

se detecta en el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2�, fue

seleccionada por un solo estudiante de química.

La opción correcta e) que afirma que �todas las opciones anteriores son correctas�, fue

elegida por el 76% de los estudiantes (31de 41 estudiantes).

Dos estudiantes de química respondieron incorrectamente, uno seleccionó la opción f)

que afirma que �no se detecta radiactividad en ninguna célula de ningún tejido del individuo

porque la glucosa se oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2�, y el otro la opción (g) que

sostiene que �se detectará en las heces del individuo y/o metano�.

Resultó llamativo que tampoco en este cuestionario hubiera estudiantes que optaran por

(c), que sostiene que �el carbono radiactivo se podía encontrar en adipocitos formando parte de

moléculas de triglicéridos�, opción que también representaba una respuesta parcialmente

correcta.



respuestas para esta pregunta en: respuestas correctas, parcialmente correctas, e incorrectas.

Las diferencias serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05. Para esta pregunta los

valores obtenidos (χ2 = 1.897, 2gl; p =0.387) indican que no existen diferencias significativas

entre las respuestas de biólogos y químicos.

Tabla 9.6.m. Respuestas de 75 estudiantes de Biología y 41 estudiantes de Química a la pregunta 5 del cuestionario A semiestructurado (n total: 116) Opciones de la Pregunta a) b) c) d) e)* f) g) h) NS


4% (3est)

7% (5est)

0% 16% (12est)

72% (54 est)

1% (1est)

0% 0%


2% (1est)

5% (2est)

0% 12% (5est)

76% (31est)

2% (1est)

2% (1est)

0% # Opciones parcialmente correctas, *Opción correcta, ♦Opción incorrecta, NS: no sé.

Si consideramos la muestra total (Tabla 9.6.m, 116 estudiantes de biología y química

que respondieron el cuestionario A), un 73% de estudiantes (54 biólogos y 31 químicos)

respondieron correctamente; un 24% de estudiantes (20 biólogos y 8 químicos) optaron por

ítems parcialmente correctos, demostrando desconocer la distribución de la glucosa en el


346

organismo. El 3% de los estudiantes, 2 químicos y un biólogo) respondieron en forma

incorrecta.

Pregunta B- 5 (Tabla 9.6.n)

Biólogos.

El 83% de los estudiantes (25 de 30 estudiantes) eligió alguna de las opciones

parcialmente correctas acerca de cómo se distribuye el carbono proveniente de la glucosa en el

organismo. La opción (d) que sostiene que �se detectó radiactividad distribuida en distintas

biomoléculas de las células de distintos tejidos�, fue la mayoritariamente elegida (60%, 18

estudiantes). Le sigue, en frecuencia de elección, la opción b) con un 20 % (6 estudiantes).

Esta opción propone que �el carbono radiactivo se detectó en moléculas de glucógeno en

hepatocitos�. Finalmente la opción (a), que plantea que �parte de la radiactividad se detecta en

el aire ya que parte de la glucosa se oxidó y se eliminó como CO2.�, fue seleccionada por el 3%

(1 estudiante de 30).

La opción correcta e), que establece que �todas las opciones anteriores son correctas�,

incluye las opciones en las que se plantean distintos destinos donde se podría encontrar en un

organismo el carbono proveniente de la glucosa, fue elegida por un 17% (5 de 30 estudiantes

de biología).

Químicos.

El 36% (9 de 25 estudiantes) eligió alguna de las opciones parcialmente correctas

acerca de cómo se distribuye en el organismo el carbono proveniente de la glucosa. La opción

(d), que sostiene que �se detectó radiactividad distribuida en distintas biomoléculas de las

células de distintos tejidos�, fue la mayoritariamente elegida (24%, 6 estudiantes). Le siguió, en

frecuencia de elección, la opción b) con un 12 % (3 estudiantes de 25) que propone que �el

carbono radiactivo se detectó en moléculas de glucógeno en hepatocitos�. La opción correcta

(e) que establece que �todas las opciones anteriores son correctas� -incluyendo así, los

distintos destinos donde se podría encontrar en un organismo, el carbono proveniente de la

glucosa-, fue elegida por un 64% (16 de 25 estudiantes).

Resultó llamativo que tampoco en este cuestionario hubiera estudiantes que optaran por

el ítem (c). Esta opción, parcialmente correcta, sostiene que el carbono radiactivo se podría

encontrar en adipocitos formando parte de moléculas de triglicéridos.



agruparon las respuestas en: respuestas correctas y respuestas parcialmente correctas. Las

diferencias entre biólogos y químicos serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05. En


347

esta instancia en la que se tomó la misma pregunta A-5 que el cuatrimestre anterior los valores

obtenidos (χ2 = 12.943, 1gl; p = 0.0003) indican que existen diferencias significativas entre las

respuestas ofrecidas por los biólogos y químicos. De manera que, si bien la pregunta tomada

en sendos cuatrimestres fue la misma, hay diversidad en cuanto a las herramientas

conceptuales que disponen biólogos y químicos asociadas a este tema, en las distintos

cuatrimestres cursados.

Tabla 9.6.n. Respuestas de 30 estudiantes de Biología y 25 estudiantes de Química a la pregunta 5 del cuestionario B semiestructurado (n total: 55). Opciones de la pregunta a) b) c) d) e)* f)♦ g)♦ h) NS


3% (1est)

20% (6est)

0% 60% (18est)

17% (5 est)

0% 0% 0%


0% 12% (3est)

0% 24% (6est)

64% (16est)

0% 0% 0%

# Opciones parcialmente correctas, *Opción correcta, ♦Opción incorrecta, NS: no sé.

La respuesta correcta (e) supone un conocimiento subyacente acerca de la integración

bioquímica de los metabolismos, pero la variación encontrada entre los dos cuatrimestres

podría atribuirse a una interpretación de las opciones �sesgada en los biólogos� que podrían

haber centrado la pregunta en el organismo y no en un sistema más amplio �organismo más

entorno�. Esta posibilidad no fue indagada.

Analizando en conjunto las Tablas 9.6.n y 9.6.m provenientes de la aplicación del

cuestionario A y B en el primer y segundo cuatrimestre de 2006 respectivamente (ver Tabla 3.3,

capitulo3) debería considerarse que el diseño de los distractores de la pregunta 5 podría haber

inducido a la selección de opciones que indicarían conocimiento sobre los múltiples destinos

metabólicos de la glucosa en el organismo. Esto ocurre, particularmente con las opciones (a) y

(d) que fueron en total elegidos por el 3% (5 de 171) y 24% (41 de 171 est) respectivamente.

Los estudiantes que eligieron la opción (b), (9%, 16 estudiantes de los 171 que respondieron

ambos cuestionarios) que sostiene que los carbonos de la glucosa se detectarán en las células

del hígado, podrían haber respondido considerando el sitio donde la glucosa puede entrar en

algún camino metabólico, contenidos que esta materia se profundiza en las clases, o bien

haber considerando que la glucosa incorporada en el organismo es, en primer término, es

almacenada como glucógeno. Por lo tanto, las únicas respuestas que pueden considerarse

incorrectas, en esta población, son las provenientes de la elección de las opciones (f) y (g). La

(f) fue elegida por un 2% y no hubo estudiantes que seleccionó la opción (g). Todos los

docentes seleccionaron la opción correcta.


348

Consideraciones finales para la asignatura Química Biológica.

Los resultados obtenidos para la población de QB se analizaron separadamente para

grupos de estudiantes de química y biología. Interesó, incluso, corroborar estadísticamente �

mediante el análisis por χ2--

si había diferencias significativas respecto a la cantidad de errores

detectados en uno y otro grupo. Para ello las respuestas de cada pregunta fueron agrupadas,

según el tipo de respuestas obtenidas, en respuestas: correctas, incorrectas, parcialmente

correctas, desconocimiento manifiesto, o no responde. A partir de ello surgió

sorprendentemente que sólo hubo diferencias significativas entre ambos grupos frente a la

pregunta 3 de la ER �que cuestionaba cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido

sanguíneo�, y en un solo cuatrimestre para la pregunta 5 del cuestionario B ---que indagaba

acerca de los múltiples destinos metabólicos posibles de la glucosa--. Respecto a la pregunta

3, estas diferencias se debieron a una mayor proporción de biólogos con respuestas correctas

y parcialmente correctas respecto del conocimiento sobre la absorción de glucosa por el

intestino y mediante mecanismos de difusión facilitada sodio dependiente. En lo que se refiere

a la pregunta 5 --que reflejó que no había diferencias significativas en un cuatrimestre y sí en el

otro� dicha situación podría dar cuenta solamente de posible diversidad de poblaciones que

caracterizan uno u otro cuatrimestre. Cabría haber esperado, una mayor diferencia significativa

entre biólogos y químicos, debido, principalmente, que los estudiantes de biología antes de

cursar Química Biológica deben tener aprobada Biología del CBC, y la gran mayoría de ellos

tienen también aprobada IBMC. En cambio, los estudiantes de Química no tienen como

correlativa ninguna materia biológica. Por tal motivo se esperaría que los estudiantes de

biología tuvieran una visión sistémica, con herramientas para contextualizar los procesos

bioquímicos aprendidos.

Los principales errores de los estudiantes químicos �cualitativamente diferentes de los biologos

--frente a las entrevistas se pueden resumir en:

i) 10 de 45 estudiantes que negaron la posiblidad planteada en el PMR.

ii) ninguno tuvo en cuenta al organismo a la hora de pensar en el PMR.

iii) 10 de 45 estudiantes señalaron como fuente de glucosa (Preg 2 de ER) que irá al

proceso de respiración celular la glucólisis o gluconeogénesis.

iv) 22 de 45 afirmaron desconocer cómo y por donde se incorpora la glucosa al tejido

sanguíneo y de allí al resto de los tejidos (Preg. 3 de ER). Además, otros 6 dijeron que

entra por intestino, y otros 8 que entra por hígado aclarando- los 14 estudiantes- que

desconocían el mecanismo.

v) 19 de 45 afirmaron que la glucosa se dirige hacia las células que más la necesitan

(Preg. 4 de ER).


349

Las fallas detectadas en los aprendizajes de la población de QB se analizarán

nuevamente, desde otras perspectivas, en los capítulos 10, 11, y 12. Para dichos análisis se

tomarán los resultados sin discriminar entre estudiantes de Biología y de Química.

Sección IV:

Discusión

Capítulo 10 � Análisis global de resultados.

353

CAPÍTULO 10

ANÁLISIS GLOBAL DE RESULTADOS

La lectura de los cuatro capítulos precedentes, en los que se han presentado y discutido

los resultados obtenidos en el trabajo empírico de toma de datos para las asignaturas del CBC

(capítulo 6), de la FCEN (capítulos 7 y 9) y de la FMed (capítulo 8), dan cuenta de

regularidades en la presencia de errores o faltas de aprendizaje conceptual en los estudiantes.

La enorme cantidad de datos empíricos recogidos no sólo permiten realizar una

descripción de la situación de aprendizaje de las respectivas poblaciones en un dado momento

(cuando se realizó la indagación), sino que, por ser una investigación transversal a diferentes

carreras, debería permitir la formulación de reflexiones más profundas y la construcción de

perspectivas abarcadoras (Arzi, 1988).

En una búsqueda de agrupamiento de las evidencias empíricas encontradas dentro de

cada asignatura, se debieron tener presentes marcos actuales sobre reflexiones

epistemológicas en didáctica de las Ciencias Naturales (Justi y Gilbert, 2002; Adúriz-Bravo e

Izquierdo, 2009, Adúriz Bravo, 2010; Lombardi, 2010), así como investigaciones previas sobre

aprendizaje de la temática MHC (Sanger y Mintzes, 1994; Banet, 2001; Oliveira y cols, 2003,

Luz y cols, 2008; Luz, 2008, Alonso, M., y cols., 2004; Garófalo S.J. y cols., 2004; Garófalo S.J.

y cols., 2005; Garófalo S. J. y cols., 2005). Llegamos, así, a la necesidad de plantear que la

gran cantidad de compleja información erudita existente sobre este tema debería entenderse

como un conjunto de modelos científicos imbricados. Es decir, un experto en este tema habría

construido en su mente modelos científicos como marcos conceptuales con sentido. Los

modelos científicos responden a preguntas sobre fenómenos de la naturaleza y/o fenómenos

provocados durante la experimentación en laboratorio. El experto comprende dichas preguntas

(aunque no haya sido el investigador que las formuló o resolvió) y entiende cómo y por qué

diferentes tipos de hipótesis se han puesto a prueba a lo largo de los años, y cómo las

experimentaciones han generado explicaciones que son hoy la información erudita disponible

sobre el tema (Adúriz Bravo e Izquierdo, 2009). Esta información científica tiene varias

características.

Por un lado, está expresada en diferentes lenguajes (verbal, matemático, de fórmulas

químicas, diferentes lenguajes gráficos, etc.) que los expertos utilizan en forma complementaria

(Galagovsky y cols. 2009; Galagovsky y cols. 2010) (ver sección 2.1.1.4, capítulo 2).

Por otro lado, el complejo discurso científico debe ser fraccionado en secuencias para

su enseñanza en clases, o para su escritura en capítulos de libros de texto. El rearmado de la

trama conceptual que interconecta estos fragmentos debe ser reconstruida por cada sujeto que

lee; es decir, en las estructuras cognitivas de las mentes de los estudiantes novatos.


354

Finalmente, cada autor de texto o cada grupo docente, toma decisiones acerca de esta

fragmentación y secuenciación del discurso erudito y sobre los recursos didácticos que

utilizarán. Pero esta selección y secuenciación no es la única posible.

Como se ha dicho en el capítulo 2 (sección 2.1.1), un experto (en el caso de esta Tesis,

los docentes) se maneja conceptualmente en diferentes niveles de representación, comprende

las variadas explicaciones alternativas sobre los modelos involucrados en el tema y ha logrado

reconstruir en su mente esa trama conceptual integrada a partir de los aprendizajes de

discursos fragmentados y secuenciados. El novato (los estudiantes), en cambio, se apropiarían

superficialmente del lenguaje explicativo y reconstruirían en sus mentes organizaciones de

información idiosincrásicas (capítulo 2, sección 2.1.1.4.). Así, frente a preguntas no

tradicionales y en contextos voluntarios como las entrevistas y cuestionarios presentes en esta

investigación (sin la presión por la acreditación de la asignatura), los estudiantes revelan en sus

respuestas (por mecanismos heurísticos) evidencias explícitas sobre esos modelos mentales

idiosincrásicos, o las fragmentaciones de información (sin sentido o con significaciones

parciales) que han construido en sus mentes.

La polisemina del término �modelo� y la pluralidad de marcos teóricos

epistemológicamente divergentes que discuten sobre qué son los modelos científicos y cómo

se relacionan con las teorías y la realidad, escapan a las expectativas de esta Tesis. Sin

embargo, la concepción epistemológica de Giere (1992) sobre cómo los científicos trabajan

sobre modelos y cómo la ciencia avanza sobre teorías que se derivan de modelos (y no al

revés), nos permitirá realizar reflexiones sobre los errores encontrados en las respuestas de los

estudiantes, apelando a fallas en la construcción y conceptualización de este tipo de entidades

abstractas complejas, que los expertos hemos construido como modelos mentales a lo largo de

nuestra larga formación académica (Moreira, 1996; Galagovsky y cols. 2010).

En este capítulo presentamos un recorte arbitrario de la compleja temática del MHC

analizada, según tres modelos científicos que hemos diseñado ad hoc18 para utilizar como ejes

conceptuales alrededor de los cuales se puedan interpretar los errores de los estudiantes,

como evidencias empíricas de obstáculos en la construcción �aprendizaje� de dichos

modelos. Cada uno de estos tres modelos involucra gran cantidad de submodelos (Adúriz

Bravo e Izquierdo, 2009); por lo tanto, la discriminación entre ellos no es absoluta por la

existencia de imbricaciones compartidas. Es decir, así como para la enseñanza de un tema

deben realizarse recortes del contenido complejo para su secuenciación �pero contenidos

�lejanos� en un texto o enseñados en diferentes clases pueden estar muy conectados en el

entramado conceptual del tema�, así, delinear estos tres modelos teóricos no significa una

discontinuidad total entre dichas entidades conceptuales.

Los tres modelos teóricos construidos ad hoc son: 18 Esta propuesta no tiene antecedentes bibliográficos.


355

a) Modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos (MFCCHet).

b) Modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos (MFDMet).

c) Modelo fisiológico de captación y homeostasis de la glucosa en sangre (MFCHGSang).

Como señalamos antes, este recorte arbitrario en tres modelos científicos nos permitió

agrupar evidencias empíricas de los estudiantes de cada asignatura que revelan fallas en el

aprendizaje de cada modelo. No obstante, es necesario aclarar que los instrumentos de

indagación con los que recogimos los datos empíricos no tenían en el momento de su diseño

una correspondencia unívoca con cada modelo. Por tanto, debimos ubicar a esta altura de la

Tesis qué preguntas de qué instrumentos apuntaban a cada uno de los modelos construidos ad

hoc.

A continuación describiremos brevemente cada modelo, y luego las agrupaciones de

respuestas obtenidas presentadas como las evidencias empíricas sobre errores o fallas en el

aprendizaje de estos modelos científicos, en la población de estudiantes indagados en cada

asignatura.

10.1 MODELO FISIOLÓGICO DEL CICLO DEL CARBONO EN LOS HETERÓTROFOS (MFCCHet)

El PMR situaba a los estudiantes frente a la concepción fundamental de considerar a los

organismos vivientes como partes del ciclo del carbono en la Naturaleza. La condición de

heterótrofos hace particularmente evidente en el tema de MHC la necesidad de utilizar

sustratos orgánicos reducidos, tales como la glucosa, para someterlos a procesos de oxidación

controlada hasta CO2, procesos que liberan la energía requerida por estos organismos. A su

vez, la formación de estos sustratos orgánicos reducidos sólo es realizada por organismos

autótrofos, que utilizan como fuente de carbono el CO2 atmosférico.

Este modelo es entendido por los expertos desde los intrincados mecanismos que

involucran conceptos y procesos que ocurren en los diferentes niveles de organización de la

materia y que, a su vez, constituyen sus submodelos. Una reflexión fundamental para entender

que este modelo fisiológico integra, un conjunto de otros submodelos es la comprensión de que

cualquier explicación sobre procesos metabólicos (por ejemplo, glucólisis, ciclo de Krebs,

cadena respiratoria, etc.) se presenta a partir de las subsecuencias o ciclos de reacciones de

�una molécula de�; pero, los expertos sabemos que en realidad, los organismos trabajan con

poblaciones de moléculas. Es decir, los expertos nos referimos a cada proceso metabólico

desde �su modelo de funcionamiento� con sus requerimientos estequiométricos, enzimáticos,

etc.

Por otra parte, la comprensión del papel de los organismos heterótrofos pluricelulares �

como por ejemplo el ser humano� en el ciclo del carbono, implica incluir en este modelo

fisiológico (MFCCHet) conceptos como el de �respiración�, que resulta polisémico ya que


356

incluye dos �submodelos�; el de respiración celular y el de respiración pulmonar. La respiración

celular se refiere a la oxidación de moléculas orgánicas �cuya proveniencia se explica con

otros modelos de degradación� y genera energía reductora, CO2, H2O y ATP. La respiración

pulmonar (ventilación) se refiere a la exhalación e inhalación de aire por el sistema respiratorio.

Ambos �submodelos�, contribuyen a la explicación del ciclo del carbono. Sin embargo, al

compartirse el término �respiración� que tiene más de un significado, es posible que se genere

en los estudiantes un obstáculo verbal (Bachelard, 1984). Este tipo de obstáculo ha sido

discutido en los textos referidos al Cuadro 6.2 del capítulo 6, al Cuadro 7.2 del capítulo 7 y al

cuadro 8.2 del capítulo 8.

Un análisis de los instrumentos de indagación utilizados en esta Tesis nos llevó a

detectar como rotundas evidencias empíricas sobre posibles obstáculos en el aprendizaje de

este modelo, las respuestas19 de los estudiantes a:

* PMR de la EC (capítulo 3, Cuadro 3.2)

* Pregunta 2 de las ER (capítulo 3, Cuadro 3.3)

* Pregunta 2 del Cuestionario 1, opciones (a) (b) (c) (e) y (f) (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Pregunta 3 del Cuestionario 1, opción (g) (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Pregunta 1 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5. y 3.6)

* Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B, opciones (a) (capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6)

10.2 MODELO FISIOLÓGICO DE LA DISPONIBILIDAD DE METABOLITOS (MFDMet)

Las preguntas de las ER y del Cuestionario semiestructurado relacionadas al origen de

la glucosa utilizada por el organismo y sus posibles destinos metabólicos permitieron indagar

acerca de otro modelo de pensamiento biológico, que denominamos Modelo Fisiológico de la

Disponibilidad de Metabolitos (MFDMet). Si bien los procesos implicados en este modelo son

también parte del MFCCHet, lo discriminamos como un modelo autónomo a los efectos de

indagar las relaciones aprendidas por los estudiantes sobre la ingesta de HC y los destinos

metabólicos en los que se involucra la glucosa.

Las vías asociadas con el MHC en mamíferos involucran la glucólisis, gluconeogénesis,

metabolismo del glucógeno, vía de las pentosas fosfato y la respiración celular aeróbica, y se

conectan, asimismo, con los metabolismos de otras biomoléculas (Berg, 2007). Un modelo

biológico completo, para responder con fundamentos precisos las preguntas propuestas sobre

este MFDMet, implica conocer que existen vías metabólicas biosintéticas y degradativas de

numerosas biomoléculas (que en la mayoría de los casos no son procesos inversos a las

19 Cabe aclarar que las preguntas en sí mismas podrían ser incluidas en otro de los modelos; por ello es importante tener presente que esta clasificación se realizó en función de las respuestas de los estudiantes.


357

respectivas biosíntesis), así como la secuencia de pasos de cada una de ellas, y la

simultaneidad con que pueden ocurrir las mismas en los sistemas biológicos.

Por otra parte, las biomoléculas se construyen a partir de una serie pequeña de

precursores lo que implica que las vías metabólicas centrales tienen el doble papel catabólico y

anabólico, estando fuertemente interconectadas. Así, por ejemplo, en este modelo fisiológico,

debe tenerse en cuenta que el MHC se conecta con rutas metabólicas de otras biomoléculas;

esto implica que parte del esqueleto carbonado de la glucosa puede ser utilizado en la

biosíntesis de otras biomoléculas, y no sólo como sustrato para la oxidación generadora de

energía para la célula.

Además, la ingesta de alimentos y el ayuno (momentos en los cuales varía

considerablemente la concentración de glucosa en sangre) inducen cambios metabólicos que

tienden a mantener la homeostasis de la glucosa.

Todos estos conceptos permitirían construir un modelo fisiológico que según los

requerimientos y condiciones del organismo, refleje la preponderancia en el funcionamiento de

algunas de las vías del MHC. Comprender el modelo de disponibilidad de metabolitos requiere

interrelacionar cómo los perfiles metabólicos de células y tejidos, permiten satisfacer las

necesidades del organismo a partir de la detección de las condiciones bioquímicas del entorno

particular y de reaccionar mediante dispositivos químicos específicos.

Es decir, el MFDMet incluye la idea de simultaneidad de las vías metabólicas, la

preponderancia de alguna de ellas en relación al estado nutricional del organismo, y requiere

diferenciar claramente entre moléculas de reserva de energía (glucógeno), moléculas que son

intermediarias energéticas (ATP) y moléculas combustibles para la respiración celular (glucosa,

piruvato, AcetilCoA). Asimismo, el concepto de integración metabólica requiere saber cuáles

moléculas son vínculos entre los procesos catabólicos y anabólicos, y también que no todos los

metabolitos participan de la vía catabólica de la respiración celular.



este modelo, las respuestas de los estudiantes a:


* Pregunta 2 de las ER (capítulo 3, Cuadro 3.3)

* Pregunta 1 del Cuestionario 1 (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Pregunta 2 del Cuestionario 1, opciones (a) (b) (c) (e) y (f) (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Pregunta 3 del Cuestionario 1, opciones (f) y (h) (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Pregunta 1 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5. y 3.6)

* Pregunta 2 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5. y 3.6) opciones (a) y (c)

* Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B, opciones (a), (b), (c), y (d) (capítulo 3, Cuadros 3.5 y

3.6)


358

* Pregunta 5 de los Cuestionarios A y B, opciones (f) y (g), (capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6)

La Pregunta 1 de Cuestionario 1 y la Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B, apuntaban

a indagar sobre la disponibilidad de metabolitos que se llegan a oxidar participando de la


10.3 MODELO FISIOLÓGICO DE LA CAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA EN SANGRE (MFCHGSang)

Comprender el MHC requiere también construir el conocimiento sobre un modelo

científico que explique:

a) Cómo el organismo capta e incorpora la glucosa de los alimentos;

b) Cómo la glucosa se distribuye homogéneamente en la sangre;

c) Cómo es captada la glucosa en forma diferencial por las células de los distintos

tejidos, y

d) Cómo se logra mantener la glucemia constante.

Este modelo implica conocer mecanismos de transporte a través de membrana

presentes en los distintos tipos celulares (células intestinales, hepatocitos, neuronas, eritrocitos,

células musculares y adipocitos). A su vez, la comprensión del concepto de concentración

sanguínea de glucosa, demanda el reconocimiento de su carácter homogéneo, pero a su vez,

fluctuante, según las condiciones nutricionales y de demanda energética de los tejidos, y la

acción de las hormonas reguladoras de esta concentración.

Esta complejidad exige la comprensión de conceptos como los de afinidad (KM) y

velocidad máxima (Vmax) asociados a los respectivos transportadores y enzimas.

Este complejo modelo fisiológico requiere también la toma de conciencia sobre la idea

de concentración intracelular de glucosa. Este parámetro, prácticamente es inexistente en

libros de texto en forma explícita; sin embargo, juega un papel muy importante que permite

entender cómo evolutivamente �se ha resuelto el problema� de la libre entrada y salida de la

glucosa como metabolito soluble, a partir de la activación diferencial de enzimas existentes

dentro de cada tipo de células (capítulo 4, Red Conceptual 3).

Asimismo, este modelo incluye la comprensión del papel del hígado como �glucostato� y

de las hormonas insulina y glucagón como coordinadoras de los órganos involucrados en el

MHC.

Por lo expuesto, puede apreciarse que este modelo requiere una comprensión de

conceptos y relaciones que involucran importantes interacciones físico-químicas, bioquímicas y

fisiológicas, entre moléculas, macromoléculas, células y tejidos.



este modelo, las respuestas de los estudiantes a:


359


* Preguntas 3 y 4 de las ER (capítulo 3, Cuadro 3.3)

* Pregunta 3 del Cuestionario 1, opción (g) (capítulo 3, Cuadro 3.4)

* Preguntas 2 de los Cuestionarios A y B, opción (b) (capítulo 3, Cuadros 3.5. y 3.6)

* Pregunta 3 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6)

10.4 EVIDENCIAS EMPÍRICAS SOBRE FALLAS EN LA COMPRENSIÓN DE DE CADA MODELO CIENTÍFICO (MFCCHet; MFDMet y MFCHGSang), POR ASIGNATURA

10.4.1 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de las asignaturas del CBC

Nos preguntamos cuáles de todos los resultados obtenidos en la población del CBC en

relación a sus respuestas a los instrumentos EC, ER y Cuestionario 1 correspondían a

evidencias empíricas sobre errores conceptuales, conocimientos parciales o desconocimiento

relacionados con los tres modelos científicos delineados ad hoc. A continuación presentaremos

y comentaremos tres tablas (10.4.1.a; 10.4.1.b y 10.4.1.c) con los agrupamientos de resultados

presentados como evidencias empíricas de fallas en el aprendizaje de cada modelo, señalando

su ubicación en el capítulo 6 y el porcentaje de estudiantes que las expresaron.

10.4.1.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1)

Los estudiantes que negaron la posibilidad planteada en el PMR (capítulo 3, Cuadro

3.2) no comprendieron el MFCCHet. Es decir, negar la posibilidad planteada en el PMR puede

considerarse como equivalente a afirmar que los carbonos que se ingieren en el alimento no

pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera. Consideramos a esta afirmación como

la evidencia empírica 1 de fallas en la comprensión del modelo MFCCHet. Esta afirmación fue

sostenida por el 66% de la población indagada (Tabla 10.4.1.a, evidencia empírica 1),

estudiantes que constituyeron el grupo Rneg).

Otras respuestas a considerar dentro de este MFCCHet son las provenientes de la

Pregunta 2 del Cuestionario 1 (capítulo 3, Cuadro 3.4). En conjunto, un 67% de los estudiantes

no consideró que el CO2 exhalado pueda provenir de moléculas presentes en los alimentos.

Este alto porcentaje corresponde a quienes eligieron (Tabla 6.6.b) las opciones (a) (32%, el

CO2 que se elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al inhalar); (b) (24%: el CO2 que

se elimina al exhalar el aire es el producto de la respiración aeróbica de la glucosa y no tiene

nada que ver con lo que se comió); (c) (6%: el CO2 que se elimina al exhalar el aire proviene de


360

las glucosas del glucógeno que tenemos de reserva y nunca de la alimentación), y (e) (5%:

ninguna de las opciones anteriores) (Tabla 10.4.1.a, evidencia empírica 2).

Tabla 10.4.1.a. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular del CBC frente al �modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos� (10.1). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado con valores normalizados, dado que el cuestionario fue respondido por 212 estudiantes y tanto las EC como las ER por 182 estudiantes.

Evidencia empírica Fuente de evidencia

empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)

1.- Los carbonos que se ingieren en el alimento no pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera.

PMR de la EC (sección 6.1)

66% (121 de 182 est.) (grupo Rneg)

2.- No hay relación entre los carbonos que se ingieren en el alimento y el CO2 eliminado por exhalación durante la respiración.

Preg. 2, Cuestionario 1 opciones (a) (b) (c) y (e) (Tabla 6.6.b)

67% (142 de 212 est.)

3.- Los carbonos del alimento sólo pueden ser eliminados por las heces o como metano.

PMR de EC (sección 6.1)

6% (11 de 182est.)

Preg. 2, Cuestionario 1 opción (f) (Tabla 6.6.b)

9% (20 de 212 est.)

Preg. 3, Cuestionario 1, opción (g) (Tabla 6.6.c).

26% (56 de 212 est.)

Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia


4.- Manifiestan no saber de dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular.

Preg. 2 de ER (grupo Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.b y 6.2.f)

59% (108 de 182 est.)

Otra evidencia empírica se centra en las respuestas que relacionaban al alimento con la

producción de metano como vía para eliminar carbonos a la atmósfera (Tabla 10.4.1.a,

evidencia empírica 3). Los aportes a esta evidencia son un 6% de los estudiantes al responder

el PMR (ver sección 6.1, Red semántica); un 9% de estudiantes que eligieron opción (f) de la

pregunta 2 del Cuestionario 1: �el CO2 que se elimina al aire es el producto de la digestión de

los alimentos, pero se elimina por el ano como metano� (Tabla 6.6.b); y el 26% que eligieron la

opción (g) la pregunta 3: �Se detectará en las heces del individuo y/o como metano� (ver Tabla

6.6.c).20

Dado que las respuestas al Cuestionario 1 se consideran confirmatorias de las

respuestas a las EC y ER, la cifra significativa de estudiantes que tuvieron obstáculos de

aprendizaje en el MFCCHet fue entre 66% y 67%.

Finalmente, un 59% de estudiantes afirmó explícitamente no conocer el origen de la

glucosa utilizada en la respiración celular, en ocasión de contestar a la pregunta 2 de las ER

(Tablas 6.2.b y 6.2.f). Como se indica en la segunda sección de la Tabla 10.4.1.a, el porcentaje

20 Estos porcentajes no se pueden sumar ya que pudo haber solapamiento de estudiantes que respondieron. El dato más significativo es, por lo tanto, el de 26%, y el hecho de que esta respuesta surgiera con dos instrumentos de indagación diferentes.


361

mayoritario provino de los estudiantes que negaron la posibilidad planteada en el PMR (grupo

Rneg).

Estas concepciones evidencian que los estudiantes del CBC no tuvieron presente las

ideas básicas entre alimentación y respiración subyacentes al MFCCHet, que deberían haberse

aprendido en la escuela media; y que tampoco tomaron conciencia de ellas tras el aprendizaje

del MHC en esta primera asignatura universitaria. Es importante destacar también, que los

docentes antes de comenzar con el tema respiración celular habían enseñado fotosíntesis �en

la clase anterior�; e, incluso, concluyeron la explicación de este proceso en la misma clase

que explicaron respiración celular. Por tanto, fue explicado el origen de la materia orgánica

requerida por los heterótrofos, en relación con la síntesis de dichos compuestos.

Un análisis del contenido del Curtis y Barnes (2000) al respecto permite darse cuenta de

que en el capítulo 8 (Glucólisis y Respiración) al comienzo de la explicación de la oxidación de

los hidratos de carbono para obtener energía, no se hace referencia a los diversos orígenes de

la glucosa; y, en el capítulo 7 (El flujo de la energía) se hace una breve mención a la

fotosíntesis y a la respiración celular, pero sólo vinculándolas desde el punto de vista

energético.

Probablemente, los docentes de las primeras asignaturas deberían retomar cuestiones

fisiológicas básicas sin dar por descontado que los estudiantes traen tales conocimientos de la

escuela media.

10.4.1.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2)

En el CBC no se estudian con profundidad contenidos referidos al MFDMet, a diferencia

de lo que ocurre en asignaturas como Bioquímica de Nutrición, o en Química Biológica. No

obstante, tanto en la Biología como en la BIBC del CBC, se enseña el papel de las

biomoléculas, se explica la composición y funciones principales de cada una, y se diferencia

explícitamente las que son utilizadas como reserva de energía �como el glucógeno y

triglicéridos� de las que son combustibles �como la glucosa, los ácidos grasos y los

aminoácidos�. Si bien no se enseñan los pasos de las vías metabólicas, sí se pretende que el

estudiante comprenda los recursos energéticos con que cuenta un organismo, cómo los

obtiene, y que tales recursos son almacenados cuando abundan, y son degradados y oxidados

cuando las células requieren energía. En el texto más consultado por los estudiantes (Curtis,

2000; Capítulo 8: Glucólisis y respiración) y en las clases, se hace referencia a la integración

metabólica de las principales vías y a sus relaciones recíprocas a través de ciertos metabolitos

que, siendo productos intermedios o finales de una determinada vía, sirven de sustrato a otras.

Una primera evidencia empírica de fallas asociadas a este modelo biológico es la

señalada en el ítem 1 de la Tabla 10.4.1.b, proveniente de 17 estudiantes de 182 totales (10%)


362

que respondieron que �la glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la

glucólisis� (Tablas 6.2.b y 6.2.f). Esta respuesta evidencia una confusión entre el proceso en el

que la glucosa es degradada, con la fuente de este monosacárido. Por tanto, nos preguntamos

las razones que podrían haber influenciado en la construcción de este tipo de respuesta.

En primer lugar, en las clases observadas en las que se enseñó glucólisis, se comenzó

la explicación escribiendo en el pizarrón la fórmula de respiración celular:

C6H12O6 + 6 O2 ‡ 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

El proceso de glucólisis se enmarcó como la primera �etapa� de la respiración celular

aeróbica hasta la formación de piruvato. A partir de allí, se describieron las distintas etapas de

oxidación de la glucosa y la localización subcelular de cada una de ellas, indicando los

sustratos iniciales y productos finales. Además, se dijo que puede darse tanto en un medio

aeróbico como anaeróbico. En ninguna de las clases observadas se hicieron explícitos los

posibles orígenes de la glucosa, pues evidentemente las explicaciones sólo se referían al

�modelo catabólico� de la glucosa. Si bien, cuando se presentó el tema Hidratos de Carbono,

se mencionaron ejemplos de alimentos que contienen estas moléculas luego, cuando se

enseñaron aspectos metabólicos, no se retomaron estos ejemplos. De estas observaciones

podemos inferir que la glucólisis generalmente representa el �inicio didáctico� para la

explicación del MHC. Esto podría generar en muchos estudiantes dos ideas erróneas: por un

lado, que existe una continuidad metabólica indisociable entre la glucólisis y la respiración

celular, haciendo que se considere siempre a la glucólisis como el punto de partida de este

último proceso. Por otro lado, que la glucólisis supondría la existencia perpetua de glucosa

dentro de las células, como una condición indiscutible, que no admitiría dudas sobre la

provisión variable de este sustrato. Una adicional falta de consideración en la localización de

cada uno de estos procesos metabólicos (glucólisis en citosol y cadena respiratoria con

fosforilación oxidativa en mitocondria) podría acentuar esta tendencia a asociarlos

indisolublemente como una continuación. Sin embargo en las clases observadas se presentó

en el pizarrón un cuadro con localización de cada etapa del proceso (capítulo 5; cuadro 5.1).

También, en el texto más consultado por estos estudiantes (Curtis; 2000), en el capítulo

8 (Glucólisis y respiración), se describen ambos procesos y las etapas catabólicas de la

oxidación de la glucosa. En esta obra la explicación de la glucólisis se enmarca sosteniendo

que es la primera �etapa� de oxidación de la glucosa pero no se indican los posibles orígenes

del metabolito.

Otra evidencia empírica que muestra fallas en la comprensión del MFDMet puede

hallarse en las respuestas a las Preguntas 2 y 3 de las ER, y la Pregunta 1 del Cuestionario 1,

(Tabla 10.4.1.b, evidencia empírica 2), cuando los estudiantes refieren que �la glucosa que se

utiliza en la respiración celular ya forma parte de nuestras células� (ver Tablas 6.2.b; 6.2.f.;

6.2.c; 6.2.g; 6.6.a). En la Tabla 10.4.1.b puede apreciarse que estas respuestas significan un


363

20% para la Pregunta 2 de ER, 25% en la Pregunta 3 de ER y 16% surgió a partir de la

Pregunta 1 del Cuestionario 1. La Pregunta 1 del Cuestionario trató de contextualizar el origen

de la glucosa utilizada en la respiración celular aeróbica.

La evidencia empírica 3 (Tabla 10.4.1.b) dio cuenta también de errores en la

interpretación de este modelo biológico. Ello surgió en un 6% de la población indagada ante la

pregunta 3 de las ER en la que se observaron respuestas como �la glucosa es sintetizada por

nuestras células� (ver Tablas 6.2.c y 6.2.g). Estas respuestas no indicarían una generalización

errónea de la vía de gluconeogénesis, pues este tema no está incluido en el programa de

estudio de Biología ni de BIBC del CBC. Más bien, se estaría frente a un razonamiento de tipo

heurístico (Talanquer 2006, 2010) que se analizará en el capítulo 11 y 12.

Las evidencias empíricas 2 y 3 (Tabla 10.4.1.b), también estarían poniendo en

evidencia, la falta de relación entre la fotosíntesis y el catabolismo de la glucosa del MFCCHet21

porque los estudiantes no estarían considerando que la glucosa debe llegar a la célula (el

proceso de gluconeogénesis no se enseña en CBC). Esta falla conceptual podría también tener

un origen en el abordaje del tema presentado en el texto de consulta recomendado (Curtis,

2000), donde la glucólisis y la respiración celular se describen en el capítulo 8, pero no se

retoma la necesidad de las células de proveerse de glucosa. Si bien, en el capítulo 7 (El flujo

de la energía) se hace referencia a la síntesis de hidratos de carbono como forma de

almacenamiento de energía, indicando que está a cargo de los fotosintetizadores, esta

mención es breve y secundaria. Al finalizar el capítulo 9 (Fotosíntesis, luz y vida) se presenta

un balance entre la fotosíntesis y la respiración y se menciona que ambos procesos están

estrechamente relacionados, en tanto que �la fotosíntesis constituye el punto de captura de

energía de las plantas y la respiración un sistema mediante el cual todos los seres vivos

consumen la energía almacenada en los enlaces químicos�. Por consiguiente, la autora hace

explícita la relación entre ambos procesos, indicando claramente que la materia orgánica se

origina en los fotosintetizadores. Dado que en el capítulo previo no se indican en ningún

momento los orígenes posibles de la glucosa usada en glucólisis y respiración celular, el lector

debería completar la lectura del capítulo siguiente sobre fotosíntesis para comprender la

interrelación entre autótrofos y heterótrofos. Recién en el Capítulo 40 (Energía y Metabolismo

I), se estudia el proceso de digestión y la regulación de glucosa sanguínea; allí sí se hace

referencia al capítulo 8 y se aclara que la principal función de la digestión es suministrarle a

cada célula del cuerpo las moléculas orgánicas que puedan servir como fuente de energía y

materia prima.

En síntesis, el texto presenta detalladamente los contenidos sobre la alimentación como

fuente de nutrientes en los organismos heterótrofos y los referentes a la respiración celular; sin

embargo, tales contenidos están descritos en distintos capítulos. El lector novato, no habituado 21 Hemos dicho que la distinción entre modelos teóricos no es absoluta y aquí se muestran evidencias empíricas de errores sobre más de un modelo.


364

a vincular los distintos capítulos y a complementar la información existente en cada uno de

ellos, podría perder la visión de superposición de modelos, no percibir la relación entre estos

tópicos y, por tanto, no construir una visión sistémica de los procesos metabólicos.

Tabla 10.4.1.b. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular del CBC frente al �modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos� (10.2). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que el cuestionario fue respondido por 212 estudiantes y las EC como las ER por 182 estudiantes.



1.- La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis.

Preg. 2 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.b y 6.2.f)

4% (7 de 182 est.) 6% (10 de 182 est.)

2.- La glucosa que se utiliza en la respiración celular ya forma parte de nuestras células.

Preg. 2 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.b y 6.2.f))

20% del total (35 de 182 est.) incluye:

7% (12 est. Rneg) 13% (23 est. Rarg)

Preg. 3 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.c y 6.2.g)

25% del total (46 de 182 est) Incluye:

16% (30 est. Rneg) 9% (16 est. Rarg)

Preg.1 Cuestionario (Tabla 6.6.a)

16% (34 de 212 est.)

3.- La glucosa que se utiliza en la respiración celular la sintetizan nuestras células.

Preg. 3 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.c y 6.2.g)

6% del total (11 de 182 est.) incluye:

3% (6 est. Rneg) 3% (5 est. Rarg)

4.- Los momentos nutricionales por los que atraviesa un organismo no influyen en el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular.

Respuestas �No� de la Preg. 1 del Cuestionario 1 (Tabla 6.6.a)

66% (139 de 212 est.)

5.- Conocimiento parcial sobre los posibles destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa.

Preg. 3 Cuestionario opciones b), c), d), f), h). (Tabla 6.6.c)

36% (77de 212 est.)



6.- Manifiestan no saber si los momentos nutricionales influyen en el origen de la glucosa.

Preg. 1 Cuestionario 1 (Tabla 6.6.a)

12% (26 de 212 est.)

7.- Manifiestan no saber las posibles fuentes que suministren glucosa en caso de la falta de ingesta.

Preg. 1 del Cuestionario 1 (Tabla 6.6.a)

17 % (37 de 212 est.)

8.- Manifiestan no saber los posibles destinos de los carbonos de la glucosa ingerida con la dieta.

Preg. 3 de Cuestionario 1, opción i) (Tabla 6.6.a)

14% (29 de 212 est.)

Por otra parte, se debería considerar que esta información acerca del origen de la

glucosa utilizada por los heterótrofos es enseñada en la escuela media, al menos cuando se


365

explican las redes tróficas o el sistema digestivo. Es decir que las concepciones erróneas

analizadas en este modelo podrían tener un origen más remoto, previo al CBC.

Una cuarta evidencia empírica (Tabla 10.4.1.b) sobre fallas en el aprendizaje del

MFDMet proviene de las respuestas a la Pregunta 1 del Cuestionario 1 (ver Tabla 6.6.a). Los

estudiantes respondieron a esta pregunta con cuatro categorías diferentes de argumentos que

pueden reagruparse en la evidencia empírica que sostiene que los momentos nutricionales por

los que atraviesa un organismo no influyen en el origen de la glucosa que se utiliza en la

respiración celular (66% de los estudiantes).

Los argumentos que ellos esgrimían daban cuenta de que los estudiantes confiaban en

un origen endógeno perpetuo para la glucosa, o en una síntesis de la misma (evidencias que

refuerzan las analizadas en el punto anterior); o, si bien reconocían que la glucosa debe ser

ingerida y utilizada como fuente de energía durante el día, algunos estudiantes afirmaron que el

ATP generado en ese lapso podría constituir una reserva de energía para ser utilizada durante

la noche (ver Tabla 6.6.a). Estos estudiantes no pudieron diferenciar entre moléculas de

reserva de energía, intermediarias energéticas y combustibles. Sin estos conceptos, resulta

imposible construir un modelo biológico que explique el origen y destino de la glucosa en

distintos momentos nutricionales.

Finalmente, la evidencia empírica 5 (ver Tabla 10.4.1.b) surge de las respuestas de un

36% de los estudiantes totales, que mostraron un conocimiento parcial sobre los posibles

destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa, contestando con alternativas excluyentes;

sin considerar que varios destinos metabólicos simultáneos pueden ocurrir. Estas respuestas

se dieron frente a la Pregunta 3 del Cuestionario (ver Tabla 6.6.c), en las elecciones a las

opciones (b): �Se detectarán carbonos en moléculas de glucógeno en hepatocitos�; (c): �Se

detectarán carbonos en adipocitos formando parte de moléculas de triglicéridos�; (d): Se

detectarán carbonos en distintas biomoléculas de las células de distintos tejidos�; (f): �No se

detectarán carbonos en ninguna célula de ningún tejido de este individuo porque la glucosa se

oxidó totalmente y se eliminó toda como CO2� y (h): �Ninguna de las opciones anteriores es

correcta�.

Esta Pregunta 3 del Cuestionario 1 pretendía indagar si los estudiantes reconocían que

la glucosa no sólo es utilizada como fuente de energía, sino como fuente de carbonos para la

biosíntesis de otras moléculas orgánicas; destino que también presentan por ejemplo, los

aminoácidos y los ácidos grasos. Si bien en las clases y bibliografía estos tópicos no se tratan

como un tema particular, se imparten contenidos que permitirían realizar las asociaciones

requeridas o, en tal caso, dar lugar a inquietudes y consultas. Pese a ello, los estudiantes de

este grupo evidenciaron haber construido un modelo biológico incompleto proveniente de

conocimientos fragmentados.


366

Otro tipo de evidencia empírica sobre fallas en el aprendizaje estuvo dada por las

propias expresiones de desconocimiento de respuestas, por parte de los estudiantes.

En la Tabla 10.4.2.b se presentan las evidencia empíricas 6, 7 y 8 sobre

desconocimiento explícito acerca de la influencia de los momentos nutricionales sobre la

proveniencia de la glucosa utilizada en el proceso de respiración celular; sobre las posibles

fuentes que suministran glucosa en caso de la falta de ingesta, y sobre los posibles destinos de

los carbonos de la glucosa ingerida con la dieta, respectivamente. De todas esas respuestas

(cuya indicación de qué instrumento provino se detalla en dicha Tabla 10.4.1.b) se destaca que

entre un 12 y un 17% de los estudiantes del CBC indagados expresaron autoconciencia en

falta de conocimiento para responder.

Consideramos importante señalar una diferencia de actitud y de toma de conciencia

sobre el conocimiento personal diferente en los estudiantes que contestan con errores o

conocimientos parciales, de aquéllos que declararon explícitamente el desconocimiento sobre

los temas indagados. Puede suponerse que es más difícil hacer replanteos metacognitivos

acerca del propio recorrido realizado durante el aprendizaje con aquéllos estudiantes que han

construido modelos erróneos; pues ellos seguramente creen que saben y si aprueban los

exámenes de la materia confiarán en que lo que saben es correcto científicamente.

10.4.1.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3)

A los estudiantes del CBC no se les enseñan todos los contenidos del MFCHGSang con

los detalles que planteamos en su explicación (que se corresponden con conceptos y

relaciones expresados en el capítulo 4, en las Redes Conceptuales 2, 3 y 4). Sin embargo, a

partir de esta asignatura y de los aprendizajes en escuela media, los estudiantes deberían

manejar algunos conceptos, tales como la relación entre alimentación y obtención de la glucosa

por el proceso de digestión química y saber que este metabolito (y no las macromoléculas de

las que forma parte en los alimentos) es el que se absorbe en el intestino delgado. Los

conceptos biológicos de KM y Vmax así como los distintos mecanismos generales de transporte,

se estudian en el CBC; pero no se presentan los GLUT ni las hexoquinasas con sus isoformas

y su distribución específica de tejido. Estos contenidos serían necesarios para comprender y

fundamentar los mecanismos involucrados en el MFCHGSang, y justificar por qué la glucosa es

captada con preferencia por ciertos tipos celulares.

La evidencia empírica fundamental (evidencia empírica 1, Tabla 10.4.1.c) que muestra

un 28% del total (51 de 182 est.) sobre errores en el aprendizaje de este MFCHGSang se

refiere a la afirmación acerca de que �la glucosa se dirige --o se distribuye-- hacia las células

que más la necesitan�, que surgió espontáneamente en un 17% de las respuestas al PMR (ver


367

sección 6.1), y que luego fue confirmada con un 28% total de las respuestas a la Pregunta 4 de

las ER.

Tabla 10.4.1.c. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular del CBC frente al �modelo fisiológico de la captación y homeostasis de la glucosa en sangre� (10.3). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que el cuestionario fue respondido por 212 estudiantes y tanto las EC como las ER por 182 estudiantes.



1.- La glucosa se distribuye hacia donde más se necesita.

PMR de EC (Sección 6.1)

17% (31 de 182 est.)

Preg. 4, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.d y 6.2.h)

28% del total (51 de 182 est), incluye

13% (24 est. Rneg) 15% (27 est. Rarg)



2.- Cómo y por dónde ocurre la incorporación de glucosa al organismo

Preg. 3, ER: (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.c y 6.2.g)

54% del total (98 de 182 est.) inclye

47% (85 est. Rneg) 7% (13 est. Rarg)

3.- Mecanismo específico de absorción de glucosa a nivel intestinal.

Preg 3, ER (Tabla 6.2.g)

15% (27de 182 est.)

4.- Distribución de la glucosa en el organismo.


72% (131 de 182 est.) Incluye

53 % (97 est. Rneg) 19% (34 est. Rarg)

Esta concepción errónea podría evidenciar que los estudiantes le confieren cierta

intencionalidad al proceso asociado a la distribución de glucosa en el organismo. Los

estudiantes estarían considerando mecanismos de distribución de glucosa por analogía con

situaciones antropomórficas. Por otra parte, no se observó en las clases que los docentes

generaran la inquietud o realizaran alguna aclaración al respecto.

En el libro que habitualmente consultan los estudiantes (Curtis y Barnes, 2000) estos

aspectos tampoco son tenidos en cuenta de modo explícito: no se hace referencia a los GLUT,

y en el capítulo de enzimas ni siquiera se desarrollan los conceptos de afinidad y KM. A partir de

estas observaciones, podemos inferir que los estudiantes difícilmente puedan llegar a

cuestionarse solos sobre este punto.

De las relaciones entre afinidad, mecanismo de transporte a través de membrana y

procesos metabólicos se desprenden implicancias fisiológicas que conducirían a la

construcción del MFCHGSang sustentado con una argumentación correcta. Ello serviría como

base, no sólo para justificar la distribución diferencial de glucosa en un organismo, sino, para la

interpretación de muchos otros procesos. Por ejemplo, permitiría comprender que la activación


368

o no de ciertas vías metabólicas, en determinados tipos celulares, dependen de las condiciones

físico-químicas del medio intra y extracelular.

Si bien los estudiantes explicaron la distribución y captación diferencial de la glucosa a

partir de hechos ciertos, tales como los requerimientos específicos de los tejidos lo hicieron

atribuyéndoles �intenciones conscientes� a moléculas y células. Esta lógica de justificación

debería ser cuestionada para que los estudiantes tomaran conciencia sobre las preguntas

pertinentes que demanden explicaciones científicas adecuadas.

La mayoría de las evidencias empíricas sobre obstáculos en el aprendizaje del

MFCHGSang provienen de respuestas explícitas �no sé�. Dentro de ellas se encontraron:

La evidencia empírica 2 muestra que un 54% del total de estudiantes (98 de 182)

manifestaron no saber cómo ni por dónde ocurre la incorporación de glucosa al organismo

(Tabla 10.4.1.c). Esta evidencia está constituida por un 47% (85 de 182) de estudiantes Rneg,

y un 7% (13 de 182) de estudiantes Rarg (Tablas 6.2.c y 6.2.g, respectivamente).

La evidencia empírica 3 es aquella en la que un 15% de los estudiantes manifestó frente

a la Pregunta 3, ER saber que la glucosa se absorbe por intestino, pero desconocen el

mecanismo específico (Tabla 6.2.g).

Finalmente, la evidencia empírica 4 corresponde al 72% (131 de 182) de estudiantes

que contestaron la Pregunta 4 de las ER manifestando desconocer cómo la glucosa se

distribuye por el organismo. Esta evidencia está constituida por el 53 % (97 de 182) de los

estudiantes del grupo Rneg, y el 19% (34 de 182) estudiantes del grupo Rarg).

Si bien los mecanismos de transporte a través de membrana son explicados en las

clases y en el texto recomendado en contextos generales (como partes de una clasificación

general de tipos de transporte), las evidencias empíricas muestran que una gran mayoría de

los estudiantes indagados no fueron capaces de dar el salto cognitivo que les permitiera

vincular el mecanismo de transporte a un caso especial22. Resulta, así, evidente, la dificultad

para que los estudiantes construyan por sí mismos modelos biológicos más allá de la

información que se les suministra en forma explícita en la clase o en el texto. Quizás fuera

importante que el docente alentara el pensamiento crítico de los estudiantes mediante

preguntas cuyas respuestas no fueran dadas inmediatamente en clase, sino que demandaran

la utilización de la información suministrada para la consiguiente construcción de modelos.

Pero, sobre todo, cabe que los propios docentes nos permitamos hacer reflexiones

epistemológicas para considerar --al menos-- cuándo y cómo enseñamos modelos, cuáles son

las preguntas originales que permitieron a los científicos crear esos modelos y cómo éstos

logaron construir conocimiento científico. Así mismo, cabría admitir que una información

22 Es probable que si dieran este salto no llegaran a una respuesta del todo correcta, ya que el transporte de glucosa en el epitelio intestinal se produce por un mecanismo de transporte activo secundario que no se explica en todas las clases del CBC. No obstante, consideramos que sería importante que, al menos, pudieran relacionar la absorción de la glucosa por el intestino con un transportador de membrana de las células epiteliales de este órgano.


369

general debería ser contextualizada con ejemplos específicos situados en contextos biológicos

particulares, con sus alcances y limitaciones según los objetivos de cada asignatura.

10.4.2 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de Introducción a la Biología Molecular y Celular (IBMC, FCEN-UBA)

Nos preguntamos cuáles de todos los resultados obtenidos en la población de IBMC

(FCEN) en relación a sus respuestas a los instrumentos EC, ER y Cuestionario 1

correspondían a evidencias empíricas sobre errores conceptuales, conocimientos parciales o

desconocimiento relacionados con los tres modelos científicos delineados ad hoc. A

continuación presentaremos y comentaremos tres tablas (10.4.2.a; 10.4.2.b y 10.4.2.c) con los

agrupamientos de resultados presentados como evidencias empíricas de fallas en el

aprendizaje de estos modelos, señalando su ubicación en el capítulo 7 y el porcentaje de

estudiantes que las expresaron.



3.2) no comprendieron el MFCCHet. Como señalamos para los estudiantes del CBC (sección

10.4.1.a), negar la posibilidad planteada en el PMR puede considerarse como equivalente a

afirmar que los carbonos que se ingieren en el alimento no pueden aparecer en ningún

momento en la atmósfera. Esta afirmación fue sostenida por el 78% de la población indagada

(Tabla 10.4.2.b, evidencia empírica 1), (estudiantes que constituyeron el grupo Rneg).

Otras respuestas a considerar dentro de este MFCCHet es la proveniente de la

Pregunta 2 del Cuestionario 1 (capítulo 3, Cuadro 3.4). En conjunto, un 71% de los estudiantes

no consideró que el CO2 exhalado pueda provenir de moléculas presentes en los alimentos.

Este alto porcentaje corresponde a quienes seleccionaron (ver Tabla 7.6.a) las opciones (a)

(34%, el CO2 que se elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al inhalar); (b) (16%: el

CO2 que se elimina al exhalar el aire es el producto de la respiración aeróbica de la glucosa y

no tiene nada que ver con lo que se comió); (c) (18%: el CO2 que se elimina al exhalar el aire

proviene de las glucosas del glucógeno que tenemos de reserva y nunca de la alimentación), y

(e) (3%: ninguna de las opciones anteriores) (ver Tabla 10.4.2.a, evidencia empírica 2).

Dado que la contestación por escrito al Cuestionario 1 daba validez a las respuestas

obtenidas a partir de las EC y ER, la cifra considerada significativa para estas evidencias

empíricas 1 y 2 es de 71% -78% del total de estudiantes.


370



4.- Manifiestan no saber de dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular

Preg. 2, ER (grupo Rneg y Rarg) (Tabla 7.2.b y 7.2.f)

71% del total (69 de 97 est.), incluye

55% (53 est. Rneg,) 16% (16 est. Rarg)

La tercera evidencia empírica se desprendió de las respuestas a las preguntas 2 y 3 del

Cuestionario 1, donde el 11 y el 24% de los estudiantes afirmaron que carbonos del alimento

ingerido podría encontrarse en la atmósfera sólo si fueran eliminados como metano o por las

heces.23

En las clases de IBMC, estos tópicos no se tratan como un tema particular, del mismo

modo que sucede en las asignaturas del CBC; sin embargo, se imparten contenidos que

permitirían realizar las asociaciones requeridas o, al menos, dar lugar a inquietudes y

consultas. Pese a ello, los estudiantes de este grupo evidenciaron haber construido un modelo

biológico incompleto proveniente de conocimientos fragmentados.

Desde la bibliografía recomendada (Alberts y cols., 2004), si bien no se hace alusión

demasiado extensa y explícita, estos aspectos que relacionan a la utilización del carbono de las

moléculas presentes en el alimento son considerados. En tal sentido, el capítulo 2 (Química

celular y biosíntesis) presenta información bajo los subtítulos �Las células están formadas a

partir de compuestos de carbono� y �Las células contienen cuatro familias principales de

pequeñas moléculas orgánicas�. En este último, se hace referencia a que las moléculas

orgánicas se sintetizan y degradan a partir del mismo conjunto de compuestos sencillos,

mediante cambios químicos secuenciales. Asimismo, agrega que como consecuencia de estos

23 Estos porcentajes no se suman porque provienen del mismo instrumento; pero de distintas preguntas, por lo tanto, la cifra significativa es el 24% del total de estudiantes.

Tabla 10.4.2.a Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Introducción a la Biología Celular y Molecular (IBMC, FCEN, UBA) frente al �modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos� (10.1). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que el cuestionario fue respondido por 106 estudiantes y tanto las EC como las ER por 97 estudiantes




PMR de la EC (Sección 7.1) 78% (76 de 97est.)

(grupo Rneg)

2.- No hay relación entre los carbonos que se ingieren en el alimento y el CO2 eliminado por exhalación durante la respiración.

Preg. 2, Cuestionario 1, opciones a), b), c) y e). (Tabla 7.6.b)

71% (75 de 106 est.)

3.- Los carbonos del alimento sólo pueden ser eliminados por las heces o como metano.

Preg. 2 del Cuestionario 1, opción (f) (Tabla 7.6.b)

11% (12 de 106 est.)

Preg. 3 del Cuestionario 1, opción (g) (Tabla 7.6c).

24% (25 de 106 est.)


371

hechos, los compuestos de una célula están químicamente relacionados entre sí. A su vez, en

el mismo capítulo, se hace referencia a las principales compuestos orgánicos �biomoléculas- y

a la provisión de éstos a partir de los alimentos. Por otra parte, todo esto se complementa con

la información suministrada en los paneles 2-8 y 2-9, en los que se describe la glucólisis y el

ciclo de Krebs. Allí, las reacciones metabólicas están representadas con las fórmulas

desarrolladas de cada uno de los intermediarios, resaltando con color los átomos de carbono y

de otros elementos químicos que intervienen en cada reacción. Tomando en conjunto todos

estos datos, consideramos que sería posible para los estudiantes reconocer, o al menos

preguntarse, por el camino de los átomos de carbono contenidos en la glucosa, una vez que

esta molécula �entra� en el metabolismo del organismo.

Un alto porcentaje (71%) de estudiantes que manifestaron explícitamente no saber de

dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular frente a la Pregunta 2 de la ER (ver

Tabla 10.4.2.a, evidencia empírica 4) (valores de origen en Tablas 7.2.b y 7.2.f para los Rneg y

Rarg, respectivamente).


En IBMC, así como en la Biología del CBC, no se estudia con tanta profundidad el

MFDMet, a diferencia de lo que ocurre en asignaturas como Bioquímica de Nutrición, o en

Química Biológica. No obstante, en IBMC se enseña el papel de las biomoléculas, se explica la

composición y funciones principales de cada una, y se diferencia explícitamente las que son

utilizadas como reserva de energía �como el glucógeno y triglicéridos� de las que son

combustibles �como la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos�. Si bien no se enseñan

los pasos de todas las vías metabólicas, sí se pretende que el estudiante comprenda los

recursos energéticos con que cuenta un organismo, cómo los obtiene y que tales recursos son

almacenados cuando abundan, y son degradados y oxidados cuando las células requieren

energía.

La primera evidencia empírica sobre fallas en el aprendizaje de este modelo fue

encontrada en el 7% del total de los estudiantes, que afirmó en la ER que �la glucosa que se

utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis�. Estos estudiantes pertenecían al

grupo Rneg (ver Tabla 7.2.b) y ninguno al Rarg (Tabla 7.2.f). Con este instrumento de

indagación los estudiantes respondieron oralmente, por tal motivo pudo ser probable que ellos

no expresaran todo lo que sabían, sino que hubieran priorizado un origen de la glucosa

incorrecto aunque conocieran otros correctos. Por tal motivo, este contenido fue indagado

nuevamente a través de la Pregunta 1 del Cuestionario 1 en dos cuatrimestres consecutivos.

Las respuestas al mismo arrojaron un valor similar al obtenido a partir de las ER, 8%, y son las

que consideraremos como valor significativo. La triangulación de resultados mediante la toma


372

de cuestionarios fue por consiguiente importante para validar este resultado (Ver Tabla

10.4.2.b).

Nuevamente nos preguntamos posibles razones que podrían haber influenciado en la

construcción de este tipo de respuesta.

Como se detalló en el Capítulo 5 B, la explicación de la respiración celular, así como la

de la fotosíntesis se incluyeron al explicar las funciones de orgánulos subcelulares de doble

membrana como las mitocondrias y cloroplastos. En esta clase, se describió la respiración

celular aeróbica en organismos eucariontes, y se comenzó escribiendo en el pizarrón la fórmula

correspondiente:

C6H12O6 + 6 O2 ‡ 6 CO2 + 6 H2O + 36 / 38 ATP

La glucólisis se presentó en este contexto como la primera �etapa� de este proceso de

oxidación hasta la formación de piruvato, y se hizo especial hincapié en que los estudiantes

supieran calcular el rendimiento energético de una molécula de glucosa oxidada en la

respiración aeróbica. Sin embargo, en ninguna de las clases observadas se hicieron explícitos

los posibles orígenes de la glucosa. Al igual que en el CBC, los contenidos sobre el MHC se

analizan a partir de la entrada de la glucosa en la glucólisis, por lo cual esta vía representa, de

alguna forma, el �inicio didáctico� para la explicación del MHC. Esta manera de presentar el

tema podría ocasionar que los estudiantes consideraran la glucosa como el único sustrato de la


En ningún momento durante las clases observadas en IBMC se hizo explícita la relación

entre alimentación y fuentes de glucosa. Durante la entrevista, el docente de la asignatura (ver

sección 7.3) afirmó que suponía que los estudiantes conocerían orígenes de la glucosa. Sin

embargo, en la clase de repaso, posterior a la entrevista, se incorporó situaciones similares al

PMR como instrumento de discusión con los estudiantes24.

El libro más consultado por los estudiantes: Biología Molecular de la Célula de Alberts y

cols. (2004), presenta una sección completa en su capítulo 2 (�Química celular y biosíntesis�)

destinada a presentar cómo obtienen las células energía a partir de los alimentos. En esta

sección se explica el origen de los distintos nutrientes que utilizan los animales a partir de la

alimentación. La explicación del texto está acompañada por una figura que esquematiza las

tres etapas del metabolismo en las células animales, que van desde los alimentos hasta los

productos de desecho metabólico. Teniendo en cuenta estas observaciones, podemos inferir

que estos estudiantes realizan una reconstrucción errónea de este metabolismo, a pesar de la

información disponible en la bibliografía.

24 Este hecho fue detectado a raíz de comentarios de los propios estudiantes voluntarios, cuando se los entrevistó para la EC a posteriori de la clase de repaso. Dado que la metodología de la EC requieren una respuesta espontánea de los sujetos, esta situación requirió descartar de la muestra de EC y ER a aquellos estudiantes que hubieran asistido a dicha clase de repaso.


373

La segunda evidencia empírica proviene del 17% de los estudiantes encuestados que

pertenecían al grupo Rneg afirmó, ante la Pregunta 2 de la ER, que �la glucosa que se utiliza

en la respiración celular ya forma parte de las células� (ver Tabla 7.2.b). Con este instrumento

de indagación los estudiantes respondieron oralmente, por tal motivo pudo ser probable que no

hubieran expresado todo lo que sabían. Por tal motivo, este contenido fue indagado

nuevamente a través de la Pregunta 1 del Cuestionario 1 en dos cuatrimestres consecutivos.

Las respuestas al mismo arrojaron un valor similar al obtenido con la ER, un 18%, y son las que

consideraremos como valor significativo.

Tabla 10.4.2.b Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Introducción a la Biología Celular y Molecular (IBMC, FCEN, UBA) frente al �modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos� (10.2). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que el cuestionario fue respondido por 106 estudiantes y tanto las EC como las ER por 97 estudiantes.



1.- La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis.

Preg. 2 de ER (grupo Rneg) (Tabla 7.2.b) 7% (7 de 97 est.)

8% (9 de 106 est.) Preg, 1, Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a)

2.- La glucosa que se utiliza en la respiración celular ya forma parte de nuestras células.

Preg. 2 de ER (grupo Rneg) (Tabla 7.2.b) 17% (16 de 97 est.)

18% (19 de 106 est) Preg. 1, Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a)

3.- Los momentos nutricionales no influyen en el origen de la glucosa

Preg. 1 del Cuestionario 1 (sección 7.6.a)

77% total [ver categorías en Tabla

7.6.a: 18% (19 de 106 est.) 8% (9 de 106 est.)

25% (26 de 106 est.) 18% (19 de 106 est.) 8% (8 de 106 est.)]


Preg. 3, Cuestionario 1 opciones f), h) (Tabla 7.6.c)

29% (31 de 106 est.)




Preg. 1 Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a)

8% (8 de 106 est.)


Preg. 3 de Cuestionario 1, opción i) (Tabla 7.6.c)

8% (8 de 106 est.)

Esta segunda evidencia de fallas en el MFDMet muestra que este 18% de estudiantes

de IBMC no reconoce que la glucosa llega a las células a partir de la ingesta de los alimentos.

Ninguno de los estudiantes del grupo Rarg tuvo esta contestación (ver Tabla 7.2.f).Ni en las

clases (Capítulo 5 B), ni en el libro de texto recomendado (Alberts y cols., 2004) se encuentran

elementos que puedan sustentar los errores que se enunciaron como evidencias empíricas 1 y

2 (Tabla 10.4.2.b).


374

El texto de Alberts y cols. (2004) presenta en el Capítulo 2 (�Química Celular y

Biosíntesis�) contenidos muy generales sobre la alimentación como fuente de nutrientes en los

organismos heterótrofos, y contenidos acerca de la respiración celular describiendo la

glucólisis, el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos

temas se desarrollan posteriormente en el capítulo 14 �Conversión Energética: Mitocondrias y

Cloroplastos�). Asimismo, en el mismo capítulo 2 se indica que tanto los azúcares como las

grasas son degradados hasta acetil-CoA, molécula que entra en el ciclo de Krebs. Por

consiguiente, el lector dispone de la información necesaria para establecer la relación entre la

alimentación y la respiración celular.

La tercera evidencia empírica (Tabla 10.4.2.b) se corresponde con el 77% del total de

los estudiantes que respondieron a la Pregunta 1 del Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a del capítulo 7)

presentando alternativas metabólicas que utilizaría el organismo para proveer glucosa a la

sangre de acuerdo a las condiciones nutricionales de ayuno y de saciedad. Un 18% de

estudiantes señaló que �la glucosa siempre forma parte de nuestras células�; un 8% expresó

que �proviene de la glucólisis�; un 18% aseguró que �invariablemente proviene de la ingesta,

luego siempre forma glucógeno y finalmente se utiliza en la respiración celular�; un 25% afirmó

que �si bien la glucosa debe ser ingerida y utilizada como fuente de energía durante el día, el

ATP, generado durante el día, es el que sería utilizado durante la noche�; finalmente, un 8%

manifestó que �si bien el momento nutricional influye en el origen de la glucosa, al no haber

glucosa durante la noche se utilizan lípidos y proteínas para el proceso de respiración celular�.

Puede observarse de estos resultados que muchos estudiantes no diferencian entre

moléculas de reserva de energía, intermediarias energéticas y combustibles; ni tienen en

cuenta que durante la noche la provisión a la sangre de glucosa se efectúa a partir del

glucógeno, más allá que se produzca la degradación de lípidos y eventualmente de proteínas.

Surgen aquí elementos para suponer que estos estudiantes no tienen presente posibles las

alternativas metabólicas que utiliza el organismo para proveer de glucosa a las células.

El texto Biología Molecular de la Célula (Alberts y cols., 2004) no hace mención

demasiado detallada de las posibles procedencias de la glucosa de acuerdo al momento

nutricional del organismo. Sólo indica el origen del monosacárido a partir de los alimentos

ingeridos, y su almacenamiento como reserva a corto plazo formando glucógeno en el hígado.

Aclara también, que este órgano provee glucosa a otros tejidos.

En las clases teóricas observadas no se hizo referencia al origen de la glucosa, salvo en

la clase de repaso después de la entrevista que se le hiciera al profesor.

La cuarta evidencia empírica (Tabla 10.4.2.b) proviene de la detección de que el 52%

de los estudiantes sólo consideró algunos de los posibles destinos de los carbonos de las

moléculas de glucosa ingeridas y metabolizadas (fueron los que seleccionaron como correctas

algunas de las opciones a), b) c) o d) ). Este dato proviene de la Pregunta 3 del Cuestionario


375

semiestructurado 1 (ver Tabla 7.6.3), con la que se pretendía indagar si los estudiantes

reconocían que la glucosa no sólo es utilizada como fuente de energía, sino como fuente de

carbonos para la biosíntesis de otras moléculas orgánicas; destino que también presentan, por

ejemplo, los aminoácidos y los ácidos grasos. Los estudiantes seleccionaron principalmente

(36%) la opción (b) según la cual �los carbonos de la glucosa ingerida se detectarán sólo en

moléculas de glucógeno en hepatocitos�. Estas concepciones indican que no manejan un

modelo fisiológico que explique adecuadamente los posibles destinos de la glucosa como

fuente de carbono para la biosíntesis de otras moléculas orgánicas; por el contrario, sólo

consideran un posible destino de la misma. Si bien en las clases y en la bibliografía estos

tópicos no se tratan como un tema particular, sí se imparten contenidos que permitirían realizar

las asociaciones requeridas o, al menos, podrían dar lugar a inquietudes y consultas. Pese a

ello, los estudiantes de este grupo evidenciaron haber construido un modelo biológico

incompleto proveniente de conocimientos fragmentados.

Finalmente, encontramos también en IBMC evidencias empíricas sobre respuestas que

explicitan desconocimiento sobre este MFDMet. Tal como se muestra en la parte inferior de la

Tabla 10.4.2.b, con una incidencia del 8% aparecen dos evidencias empíricas (número 5 y 6 de

la Tabla 10.4.2.b) relacionadas con desconocer si los momentos nutricionales tienen influencia

en el origen de la glucosa, según respuestas a la Pregunta 1 del Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a); y

la que se refiere a la elección de la opción (i) de la Pregunta 3 del Cuestionario 1, por la que se

manifiesta desconocimiento sobre los posibles destinos de los carbonos de la glucosa ingerida

con la dieta.

Estas dos evidencias de desconocimiento explícito coinciden con dos de las cuatro

categorías que aparecieron para el CBC.

Las evidencias de aprendizajes fragmentados, en los que se evidenció la apropiación de

un aspecto parcial de la totalidad de la información presentada, pueden provenir de relevancias

idiosincrásicas en el procesamiento de información de estudiantes novatos, tal como se señaló

en el capítulo 2, sección 2.1.1.2).


En esta asignatura, del mismo modo que en la Biología del CBC, no se enseñan

detalles del MFCHGSang (10.3). Sin embargo, los contenidos que los estudiantes ya deberían

haber incorporado, sumados a los que se agregan en esta asignatura serían suficientes para

manejar, al menos en forma conceptual, algunos procesos involucrados en este modelo. El

proceso digestivo es un contenido curricular de escuela media y se amplía en el CBC, donde,

además se enseñan los conceptos biológicos de KM y Vmax y los distintos mecanismos de


376

transporte. En IBMC se explica el concepto de KM, como parámetro característico de las

enzimas, sin aplicarlo en ninguno de los otros contenidos de la asignatura.

Ni en CBC ni en IBMC se presentan los GLUT ni hexoquinasas, con sus isoformas y su

distribución específica de tejido. Estos contenidos serían necesarios para comprender y

fundamentar los mecanismos involucrados, y justificar por qué la glucosa es captada de

manera diferencial por ciertos tipos celulares.

Al igual que en CBC la evidencia empírica que muestra fallas en la construcción

conceptual del MFCHGSang es la que surgió en un 7% de las EC y en un 61% de las

respuestas a la Pregunta 4 de las ER, en respuestas que expresaban que �la glucosa se

distribuye hacia donde más se necesita� (ver Tabla 7.2.d), (46% en el grupo Rneg y 15% en el

grupo Rarg). Estos datos se presentan en la Tabla 10.4.2.c. Esta concepción podría evidenciar

que los estudiantes le confieren intencionalidad al proceso asociado a la distribución de

glucosa en el organismo.

Tabla 10.4.2.c Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Introducción a la Biología Celular y Molecular (IBMC, FCEN, UBA) �modelo fisiológico de la captación y homeostasis de la glucosa en sangre� (10.3). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionario 1. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que el cuestionario fue respondido por 106 estudiantes y tanto las EC como las ER por 97 estudiantes.




EC (sección 7.1)

7% (7 de 97 est.)

Preg. 4, ER (grupo Rneg y Rarg) (Tablas 7.2.d y 7.2.h)

61% del total (60 de 97 est.), según

46% (45 est. Rneg) 15% (15 est. Rarg)



2.- Manifiestan desconocer cómo y dónde ocurre la incorporación de glucosa al organismo.

Preg. 3, ER: (Grupo Rneg y Rarg) (Tablas 7.2.c y 7.2.g)

88% del total, (85 de 97 est.) según

70% (68 est. Rneg) 18% (17 est. Rarg)


Preg. 4, ER: (Grupo Rneg y Rarg) (Tablas 7.2.d y 7.2.h)

29% del total (28 de 97 est.) según

28% (27 est.Rneg) 1% (1 est.Rarg)

Preg. 3 del Cuestionario opción (i) (Tabla 7.6.c)

8% (8 de 106 est.)

4.- Mecanismo de absorción de glucosa a nivel intestinal.

Preg. 3, ER: (Grupo Rneg y Rarg) (Tablas 7.2.c y 7.2.g)

12% del total (12 de 97 est.), según

8% (8 est. Rneg) 4% (4 est. Rarg)

La discusión sobre origen y problemas relacionados con esta evidencia empírica

presentados para el CBC (ver sección 10.4.1.c) es válida de aplicar en el contexto de IMBC.

Para buscar explicaciones sobre estas fallas puestas de manifiesto como evidencias 2 y 3,


377

tuvimos en cuenta los registros de las observaciones de clases y la bibliografía recomendada a

los estudiantes. En las clases se presentaron distintos tipos de mecanismos de transporte a

través de membrana, e incluso se ofreció como ejemplo el transporte de la glucosa, sólo se

hizo hincapié en el mecanismo molecular de transporte y en el tipo de sustrato que entra en

juego. Sin embargo, no se hizo alusión sobre la incorporación diferencial de este monosacárido

en las distintas células de los distintos tejidos. En IBMC no se hace referencia a las

implicancias biológicas del KM relacionadas con la incorporación y captación diferencial de la

glucosa.

En el libro que habitualmente consultan los estudiantes (Alberts y cols., 2004) estos

aspectos tampoco son tenidos en cuenta de modo explícito. Se nombra el transporte de

glucosa en el capítulo 11 titulado �Transporte de moléculas pequeñas a través de membrana y

propiedades eléctricas de las membranas�, pero no se hace referencia a los GLUTs. Por otra

parte, en el capítulo, 3 titulado �Proteínas�, se explican las propiedades de las enzimas en el

texto y en un panel especial (panel 3-3, pp 164 y 167); y, si bien se desarrollan los conceptos

de afinidad y KM, no se hace referencia a estos parámetros en proteínas como los GLUTs. En

el capítulo 2, titulado �Química celular y biosíntesis� (panel 2-8, pp 124 y 125) se describen las

reacciones de la glucólisis, pero sólo se hace mención a la hexoquinasa, como enzima que

fosforila la glucosa y la transforma en un azúcar fosfato, molécula que no puede salir de la

célula. Pero no menciona a su isoforma glucoquinasa �presente en hígado y páncreas� que

permitiría comprender las causas de esta distribución diferencial de glucosa con un modelo

fisiológico.

Por consiguiente, ni las clases ni la bibliografía recomendada, brindan a los estudiantes

los instrumentos necesarios que les permitan relacionar los procesos metabólicos y

mecanismos de transporte de la glucosa con sus implicancias fisiológicas. Tales relaciones

conducirían a la construcción de un modelo biológico sustentado con una argumentación

correcta. Ello serviría como base, no sólo para justificar la distribución diferencial de glucosa en

un organismo, sino para la interpretación de muchos otros procesos. Por ejemplo, permitiría

comprender que la activación o no de ciertas vías metabólicas, en determinados tipos

celulares, dependen de las condiciones físico-químicas del medio intra y extracelular.

Hemos encontrado, asimismo, tres evidencias empíricas sobre desconocimiento

explícito de cuestiones conceptuales atinentes a este MFCHGSang (10.3), que coinciden

exactamente con las encontradas para el CBC. Estas evidencias se presentan en la segunda

sección de la Tabla 10.4.2.c.

Llama la atención que el 88% de los estudiantes haya contestado �No sé� a la pregunta

3 de la ER (�¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para dirigirse luego

al resto de los tejidos?�). Esta respuesta fue mayoritaria para el grupo Rneg (70%) y constituyó

el 18% de las respuestas del grupo Rarg.


378

Asimismo, otra evidencia sobre desconocimiento explícito sobre cuál es el destino de la

glucosa una vez que se encuentra en sangre proviene de un 29% del total de estudiantes que

respondieron a la Pregunta 4 de la ER (�¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?�) y

un subgrupo del 8% que eligieron la opción (i) de la Pregunta 3 del Cuestionario25 (Ver Cuadro

3.5).

Finalmente, otra evidencia de desconocimiento específico del mecanismo de absorción

de glucosa a nivel intestinal fue manifestado por un 12% del total de estudiantes, que, si bien

expresaron saber que la glucosa es absorbida por el intestino, señalaron desconocer el

mecanismo específico (Tablas 7.2.c y 7.2.g). Si bien el transporte de glucosa a través de

membrana intestinal es explicado en las clases y en el texto recomendado como ejemplo en un

marco discursivo genérico, esta respuesta demuestra que muchos estudiantes no serían

capaces de dar el salto cognitivo que les permitiera reconstruir este concepto dentro de otro

marco específico no enseñado. Esta observación nos hace inferir las dificultades existentes en

los estudiantes para construir modelos biológicos más allá de la información que se les

suministra en forma explícita en la clase o en el texto. Quizás fuera importante que el docente

alentara el pensamiento crítico de los estudiantes mediante preguntas cuyas respuestas no

fueran dadas inmediatamente en clase, sino que demandaran la utilización de la información

suministrada para la consiguiente construcción de modelos.

Nuevamente vale la consideración de la importancia de que muchos estudiantes

reconozcan explícitamente que �no saben�, en comparación con otros estudiantes que hubieran

construido aprendizajes fragmentados o incorrectos, y que no se hubieran dado cuenta de ello.

Si, además, estos últimos estudiantes aprueban los parciales de la asignatura, tenderán a

confiar en sus aprendizajes y sus errores podrán generar obstáculos en materias posteriores.

10.4.3 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de la asignatura Bioquímica de la carrera de Nutrición (FMed-UBA)

Nos preguntamos cuáles de todos los resultados obtenidos en la población de BN

(FMed) en relación a sus respuestas a los instrumentos EC, ER y Cuestionarios A y B

correspondían a evidencias empíricas sobre errores conceptuales, conocimientos parciales o

desconocimiento relacionados con los tres modelos científicos delineados ad hoc. A

continuación presentaremos y comentaremos tres tablas (10.4.3.a; 10.4.3.b y 10.4.3.c) con los

agrupamientos de resultados presentados como evidencias empíricas de fallas en el

aprendizaje de estos modelos, señalando su ubicación en el capítulo 8 y el porcentaje de

estudiantes que las expresaron.

25 Estos porcentajes no deben sumarse.


379


Nuevamente, los estudiantes que negaron la posibilidad planteada en el PMR (capítulo

3, Cuadro 3.2) no comprendieron el MFCCHet. Es decir, negar la posibilidad planteada en el

PMR puede considerarse como equivalente a afirmar que los carbonos que se ingieren en el

alimento no pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera. Consideramos a esta

afirmación como la evidencia empírica 1 de fallas en la comprensión del modelo MFCCHet.

Esta afirmación fue sostenida por el 34% de la población indagada (ver Tabla 10.4.3.a,

evidencia empírica 1), constituida por el grupo Rneg.

La segunda evidencia empírica se centra en las respuestas que relacionaban al

alimento con la producción de metano como vía para eliminar carbonos a la atmósfera (Tabla

10.4.3.a, evidencia empírica 2). Esta fue la respuesta del 31% del total de los estudiantes al

responder el PMR (ver sección 8.1, Red semántica). Lamentablemente, en la Pregunta 5 de los

Cuestionarios A y B, se eliminó la opción �se detectará en las heces del individuo y/o como

metano�, referido al destino de los carbonos de la glucosa, que había sido incluida como

�opción (g) en el Cuestionario 1 (Cuadro 3.4, capítulo 3). Es por este motivo que en CBC y en

IBMC tenemos datos confirmatorios de este tipo de errores y en esta asignatura BN sólo

tenemos las contribuciones de lo expresado en la EC26. Evidentemente, en el rediseño para BN

del instrumento Cuestionario semiestructurado se tuvo el prejuicio acerca de tomar esta opción,

que podía resultar inútil en una población de estudiantes que se está especializando en

nutrición.


Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6). Un 2% de los

estudiantes no consideró que el CO2 exhalado pueda provenir de moléculas presentes en los

alimentos. Este porcentaje corresponde a quienes contestaron las opción (a): �el CO2 que se

elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al inhalar� (ver Tabla 8.6.f) (ver Tabla

10.4.3.a, evidencia empírica 3).

La variabilidad entre los porcentajes que se derivan de las EC y ER respecto a los

obtenidos a partir de los Cuestionarios A y B asociados a este MFCCHet, podrían deberse a

que sólo consideramos la opción (a) de la Pregunta 4 los Cuestionarios como respuesta

incorrecta. Las opciones (b), (c) y (d) corresponderían a precisiones involucradas en el

MFDMet, ya que señalaban posibles moléculas como origen de vías catabólicas hasta CO2,

26La toma de datos empíricos se realizó simultáneamente en las asignaturas estudiadas, durante los años 2006 y 2007 (Tabla 3.3). Los datos provenientes de grabaciones fueron paulatinamente desgrabados y su análisis exhaustivo en años posteriores. El Cuestionario 1 se armó en función de resultados preliminares de este análisis; así como también el diseño de los Cuestionarios A y B. El análisis en función de los tres modelos científicos planteados en este capítulo, resulta, por lo tanto, muy posterior a la toma de datos empíricos.


380

pero no involucraba cuestionamientos acerca del origen de esas moléculas. La cifra

significativa sobre obstáculos en el MFCHet es de un 31-31% de estudiantes.

Tabla 10.4.3.a. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Bioquímica (carrera de Nutrición, FMed) frente al �modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos� (10.1) Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER, Cuestionarios A y B. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, y los valores están normalizados dado que los dos cuestionarios fueron respondidos por 195 estudiantes (se agruparon concepciones de los Cuestionarios A y B) y tanto las EC como las ER por 126 estudiantes.

Evidencias empíricas Fuente de evidencia



PMR de la EC (grupo Rneg) (Sección 8.1)

34% (43 de 126 est.)

2.- Los carbonos del alimento sólo pueden ser eliminados mediante la actividad bacteriana sobre los desechos de la materia orgánica producto del proceso digestivo.

PMR de la EC (Sección 8.1)

31% (38 de 126 est.)

3.- Consideran que el CO2 exhalado es el mismo que fue inhalado.

Preg. 4, Cuestionarios A y B opción (a). (Tabla 8.6.f ).

2% (3 de 195 est.)



4- Manifiestan no saber de dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular.

Preg. 2, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.b y 8.2.f)

31% (38 de 126 est.)

Preg 1, Cuestionario A. (Tabla 8.6.a)

5% (8 de 156 est.)

5.- Manifiestan no saber de dónde provienen las moléculas de CO2

que se eliminan al exhalar el aire.

Preg 4, Cuestionarios A y B, opción (f) (Tabla 8.6.f)

6 % (12 de 195 est.)

Respecto de las evidencias empíricas basadas en contestaciones �no sé�, puede verse

en la segunda sección de la Tabla 10.4.3.a que un alto porcentaje de estudiantes (31% del

total) afirmó explícitamente �es decir, conscientemente-- no conocer el origen de la glucosa

utilizada en la respiración celular, en ocasión de contestar a la pregunta 2 de las ER (ver

Tablas 8.2.b y 6.2.f), con una contribución importante de respuestas provenientes del grupo

Rneg (25%). Esta evidencia empírica 4 se confirma con un 5% de respuestas provenientes de

la contestación a la Pregunta 1 del Cuestionario A (ver tabla 8.6.a).

Finalmente, la evidencia empírica 5 señala que los estudiantes de BN manifestaron no

saber de dónde provienen las moléculas de CO2 que se eliminan al exhalar el aire. Estos

resultados constituyen un 6% de la población total indagada en el Cuestionarios A y B, y

corresponde a la elección de la opción (f) de la Pregunta 4 (ver Tabla 8.6.f).

En base a estos datos la cifra significativa es entre un 11-31% del total de

estudiantes que reconocieron explícitamente no tener conocimientos para responder

estas preguntas.


381

Estos resultados evidencian conocimientos erróneos sobre el MFCCHet. Los

estudiantes de BN no tienen claridad en las relaciones entre la alimentación, la obtención de

nutrientes en los organismos heterótrofos y los posibles destinos de muchos de ellos.

Los contenidos científicos necesarios para comprender este modelo científico fueron

presentados durante las clases (Capítulo 5C) y están presentes en diferentes capítulos de la

bibliografía de la asignatura.


En esta asignatura, así como en Química Biológica de las Licenciaturas en Ciencias

Biológicas o Ciencias Químicas (Capítulos 5C y 5D, respectivamente) se estudia con más

profundidad el MFDMet, a diferencia de lo que ocurre en Biología y BIBC del CBC y en IBMC.

Por consiguiente, este hecho debe tenerse en cuenta al analizar las concepciones de estos

estudiantes.

La primera evidencia empírica que muestra que los estudiantes de BN no

comprendieron el MFDMet (10.2) es la que mostró un 17% del total de estudiantes, proveniente

de la respuesta �La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis�,

esgrimida durante la Pregunta 2 de la ER, en los grupos Rneg y Rarg con la misma incidencia

(9% y 8%, respectivamente). Esta falla fue confirmada por un 11% de estudiantes como

respuesta a la Pregunta 1 del Cuestionario A (ver Tabla 8.6.a).27

Al analizar esta concepción a la luz de los contenidos presentados en las clases

teóricas, consideramos oportuno rescatar determinados aspectos de las clases que quizás

influenciaron en la construcción de la misma. En las clases de introducción al metabolismo,

además de haber presentado el concepto de metabolismo, catabolismo y anabolismo, se

presentó el ciclo de Krebs y cadena respiratoria. En estas clases se hizo hincapié en el carácter

anfibólico del ciclo de Krebs, y, la vía glucolítica, se enseñó como la primera vía metabólica del

tema MHC. En la explicación de esta vía se acentuó que la glucólisis es el proceso de

oxidación de la glucosa hasta la formación de piruvato y que puede darse en un medio tanto

aeróbico como anaeróbico. La glucólisis fue la primera vía metabólica de MHC que se enseñó.

Como se detalla en el Capítulo 5C, se hizo especial hincapié en que los estudiantes supieran

calcular el rendimiento energético en la glucólisis de una molécula de glucosa. Dado que el

MHC se analiza a partir de la entrada de la glucosa en la glucólisis, esta vía representa, de

alguna forma, el �inicio didáctico� para la explicación del MHC. Situación similar a la ocurrida en

CBC e IBMC.

27 Estos porcentajes no pueden ser sumados.


382

En las clases de BN no se aclaró el origen de la glucosa en el momento que se ofrecía

la explicación bioquímica del proceso. Sí se hizo con anterioridad en una clase previa cuando

se trató el tema de nutrición y se aclaró que la energía proviene del alimento. En estas clases

es habitual que se escriba en el pizarrón al inicio de la explicación de respiración celular la

ecuación C6H12O6 + 6O2 ‡ 6CO2 + 6H2O + 36 / 38 ATP. Ello podría inducir una falsa

interpretación en los estudiantes de que la glucosa fuera el único sustrato de la respiración

celular.

En el cuadernillo Metabolismo de Hidratos de Carbono I (Otero, 2006), la glucólisis se

presenta bajo el subtítulo de Vías Metabólicas de los Hidratos de Carbono I. En la descripción

del proceso se hace explícito que �la glucólisis será aeróbica si hay oxígeno en el medio�. Si

bien al principio de este mismo cuadernillo se describe la digestión y se explica el mecanismo

de absorción de la glucosa detallando los distintos mecanismos de transporte -de manera tal de

ubicar al lector en un contexto sistémico- no se ofrecen otras alternativas a través de las cuales

podría provenir la glucosa en otro momento nutricional, al menos en esta instancia de la

explicación.

Teniendo en cuenta estas observaciones, podemos inferir que estos estudiantes

realizan una reconstrucción errónea de este metabolismo basada en la persistente utilización

de la glucólisis como �inicio didáctico� del MHC y, al mismo tiempo, en la falta de conocimiento

de otras vías alternativas para explicar su origen.

La segunda evidencia empírica (Tabla 10.4.3.b) se corresponde a la respuesta que

sostiene que �la glucosa que va a ser utilizada en la respiración celular, siempre proviene de

glucógeno/glucogenolisis�. Esta evidencia se puso de manifiesto en un 11% de respuestas al

PMR de la EC (ver sección 8.a), un 28% de la Pregunta 2 de la ER y en un 16%

correspondientes a respuestas a la Pregunta 1 del Cuestionario A (ver Tabla 8.6.a).

Durante la explicación de la glucogenogénesis (Capítulo 5C), el docente aclaró que este

proceso podía ocurrir tanto en hígado como en músculo. Además de detallar los pasos

metabólicos, enzimas y puntos de regulación, sostuvo que �luego de la ingesta muchos

individuos están en condiciones de formar glucógeno directamente y que es una vía de

suministro de glucosa para la obtención de energía mediante la respiración celular�. Y luego

agregó que �se degrada glucógeno liberando la glucosa para la obtención de energía en la

respiración celular�. A la luz de estas observaciones podemos suponer que estos estudiantes

reconstruyeron su respuesta descontextualizando expresiones del docente, que estaban

enmarcadas en un determinado contexto fisiológico. Por ello, consideraron que siempre la

glucosa debe pasar por la formación de glucógeno antes de ser utilizada.

La tercera evidencia empírica es la que muestra respuestas que asignan �Sólo la

ingesta como fuente de glucosa destinada al proceso de respiración celular�. Esto lo

manifestaron el 30% de los estudiantes al contestar la Pregunta 2 de las ER (Tabla 8.2.f), y lo


383

confirmó un 24% de los estudiantes totales que respondieron la Pregunta 1 del Cuestionario A

(Tabla 8.6.a).

Tabla 10.4.3.b. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Bioquímica (carrera de Nutrición, FMed) frente al �modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos� (10.2). El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado: Cuestionario A 156 est; Cuestionario B: 39 (total 195 estudiantes); EC y ER: 126 estudiantes; Rarg: 83 est.

Concepciones erróneas Fuente de evidencia


1-La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis.

Preg. 2 de ER (grupos Rneg y Rarg) Tablas 8.2.b y 8.2.f)

17%(22 de 126 est.)

Preg 1, Cuestionario A (Tabla 8.6.a)

11 % (17 de 156 est.)

2-La glucosa involucrada en la respiración celular, siempre proviene de glucógeno/glucogenolisis.

PMR de la EC (Sección 8.1) Pregunta 2 de ER (Tabla 8.2.f)

11% (14 de 126 est.) 28% (23 de 126 est.)

Preg 1, Cuestionario A, (Tabla 8.6.a) 16%

� (25 de 156 est.)

3.- Sólo se reconoce una de las posibles fuentes de glucosa involucrada en el proceso de respiración celular.

Preg. 2. de ER (Tabla 8.2.f)

30 % (38 de 126 est.)

Preg. 1, Cuestionario A. (Tabla 8.6.a)

24% (37 de 156 est.)

4.- Los momentos nutricionales no tienen influencia en el origen de la glucosa que se utiliza en respiración celular.

Preg 1, Cuestionario B Tabla 8.6.b

64% (25 de 39 est.)

5.- La glucosa no se incorpora al organismo porque se produce en las células a partir de los carbonos del alimento.

Preg 3 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.c y 8.2.g)

14% (17 de 126 est.)

Preg. 2 de ER (grupo Rarg) (Tabla 8.2.f)

4% (5 de 126 est.)


Preg. 5, Cuestionarios A y B, opciones (f) (g). (Tabla 8.6.g)

2% (4 de 195 est.)

7.- No considera el mecanismo hipoglucemiante e la insulina a nivel celular

Preg 2, Cuestionarios A y B opciones (a) y (c) (Tabla 8.6.c)

48%�

total según: 42% (82 de 195 est.) 6% (11 de 195 est.)

8.- Generalización o restricción en moléculas que pueden ser catabolizadas mediante la respiración celular

Preg 4, Cuestionarios A y B opciones (b) (c) y (d) (Tabla 8.6.f)

83%�

total, según: (b) 25% (49 de 195 est.)

(c) 2% (3 de 195 est.) (d) 55% (107 de 195 est.)




Preg. 1 Cuestionario B (Tabla 8.6.b)

3% (1 de 39 est.)


Preg. 5 de cuestionarios A y B opción (h). (Tabla 8.6.g)

20% (39 de 195 est.)

11.- Efecto de la insulina a nivel metabólico.

Cuestionarios A y B, Preg. 2. Opción (e)(Tabla 8.6.c)

9% (18 de 195 est.)

� cifra significativa.


384

La cuarta evidencia empírica sobre fallas en la comprensión del MFDMet (10.2)

proviene de consideraciones parciales acerca de cómo los estados nutricionales tienen

influencia sobre el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular. Los aportes a

esta evidencia provienen de un total de 64% de estudiantes que respondieron a la Pregunta 1

del Cuestionario B (ver Tabla 8.6.b) presentando alternativas metabólicas que utilizaría el

organismo para proveer glucosa a la sangre de acuerdo a las condiciones nutricionales de

ayuno y de saciedad. Un 13% de estudiantes señaló que �la glucosa proviene de glucogenólisis

o gluconeogénesis�; un 18% aseguró que �proviene de glucólisis e intermediarios del ciclo de

Krebs�; un 18% afirmó que �se forma glucógeno y por glucogenólisis se suministra la glucosa

que se utiliza en la respiración celular�; finalmente, un 15% sostuvo que �no se relaciona con la

ingesta pues la respiración es más lenta durante la noche�. Estos datos se presentan en la

Tabla 10.4.3.b.

Analizando posibles explicaciones para estas respuestas puede decirse que este tema

fue enseñado en las clases teóricas y está en la información de los cuadernillos de la cátedra

(Capítulo 5C). En la primera clase de MHC, el docente planteó situaciones nutricionales por las

que puede atravesar un individuo, tales como ayuno o saciedad, y trasladó luego esa situación

al ciclo de Krebs, resaltando el carácter anfibólico del mismo. Además hubo una clase

especialmente destinada a la integración de los procesos bioquímicos con el estado nutricional

de un organismo. En ésta se acentuó de manera especial que los cambios nutricionales de un

organismo condicionan la activación o no de determinadas rutas metabólicas, presentando los

efectos de la insulina y el glucagón sobre glucólisis, glucogenogénesis, glucogenólisis y

gluconeogénesis. Además, en el cuadernillo Metabolismo de Hidratos de Carbono II (Suárez y

cols., 2006) se explica la diabetes mellitus y se detalla brevemente posibles y diversas

relaciones que emergen al tener presente el estado fisiológico de un individuo, bajo el título �La

función de la insulina sobre la glucosa�.

La evidencia empírica 5 se corresponde con 14% de estudiantes que respondieron en la

Pregunta 3 de la ER que la �glucosa se produce en las células a partir de los carbonos del

alimento�. Estos datos se encuentran en las Tablas 8.2.c y 8.2.g, correspondientes a los

aportes de los grupos Rneg (4%) y Rarg (10%), y había sido igualmente expresada por un 4%

de estudiantes Rarg ante la Pregunta 2 de la ER (Tabla 8.2.f).

Aunque no se trata de una gran proporción de estudiantes, este resultado llama la

atención. Si bien los estudiantes no nombraron el proceso de gluconeogénesis, resultó

pertinente revisar cómo se había enseñado este concepto, pues allí podría haber alguna

sugerencia del por qué de estas respuestas que mostrarían que los estudiantes sólo

consideran la formación endógena como origen de la glucosa. Se encontró que al enseñar

gluconeogénesis, se hizo especial hincapié en sostener que �es una vía en la que se genera

glucosa a partir de otros componentes carbonados�. No se hizo referencia, en ningún


385

momento, al estado fisiológico del organismo para la activación de esta vía; sino que se

introdujo el tema mencionando que �la gluconeogénesis se activa cuando no hay o hay muy

poca glucosa para dar energía al organismo�. En un primer momento, los contenidos se

presentaron haciendo hincapié en cada reacción química; posteriormente, se relacionó la

gluconeogénesis con la insulina y el glucagón, analizando resumidamente los distintos

momentos nutricionales por los que puede atravesar un organismo y los efectos de estas

hormonas. Podemos inferir que los estudiantes que manifestaron la respuesta mencionada

anteriormente generalizaron la información sobre gluconeogénesis, descontextualizándola del

resto de la explicación. Surgiría de esta manera la concepción errónea de que la glucosa

siempre se genera en forma endógena a partir de otros componentes carbonados, y no que

ello sucede solamente ante situaciones nutricionales particulares. En el cuadernillo

Metabolismo de Hidratos de Carbono I, cuando se detalla el proceso de gluconeogénesis, se

explica bajo el subtítulo �Finalidad del proceso� que la gluconeogénesis suple la necesidad de

glucosa del organismo cuando el glúcido no está disponible en cantidades suficientes por la

alimentación�. Además bajo el subtítulo �Precursores y productos finales�, se describen los

distintos precursores de esta vía: glicerol, aminoácidos, piruvato e intermediarios del ciclo de

Krebs. Cuando finaliza la explicación del tema se describe la regulación de la ruta mediante la

influencia del glucagón.

Una situación similar ocurre cuando se describe el metabolismo del glucógeno: se

detallan los tejidos donde ocurren dichas reacciones pero no se hace referencia a la situación

fisiológica. Al finalizar la explicación de esta vía hay una instancia en la que se hace referencia

a la regulación a través de la fosforilasa y la �sincronización entre glucogenólisis y

glucogenogénesis�. No se mencionan situaciones nutricionales ni efectos hormonales como

posibles disparadores de esta vía.

En el cuadernillo Metabolismo de Hidratos de Carbono I también se aborda el tema

metabolismo del glucógeno y se indican claramente las condiciones fisiológicas en las cuales

se activan y desactivan las vías metabólicas involucradas. Por otra parte, en este mismo

cuadernillo, se rescata la importancia del metabolismo del glucógeno en la regulación de la

glucemia como forma de proveer glucosa a las células del cuerpo.

Cabe aclarar que la información presentada en los cuadernillos presenta un contexto

fisiológico que complementa e integra la información ofrecida en las clases; ya que en éstas se

hace especial hincapié en los procesos bioquímicos.

La evidencia empírica 6 (Tabla 10.4.3.b) se refiere a un 2% (4 de 195 estudiantes) que

respondieron la Pregunta 5, opciones (f) y (g) de los cuestionarios A y B (Tabla 8.6.g).

Esta Pregunta 5 de los Cuestionarios semiestructurados pretendía indagar si los

estudiantes reconocían que la glucosa no sólo es utilizada como fuente de energía, sino como

también fuente de carbono para la biosíntesis de otras moléculas orgánicas; destino que


386

también presentan por ejemplo, los aminoácidos y los ácidos grasos. Si bien en las clases y

bibliografía estos tópicos no se tratan como un tema particular, se imparten contenidos que

permitirían realizar las asociaciones requeridas o, en tal caso, dar lugar a inquietudes y

consultas.

La evidencia empírica 7 se refiere a fallas sobre el mecanismo hipoglucemiante de la

insulina28. Por un lado, esta evidencia se manifestó en los 82 estudiantes de 195 (42%) que

eligieron la opción (a) de la Pregunta 2 de los Cuestionarios A y B (Tabla 8.6.c), referida a que

�la insulina regula la concentración de glucosa en sangre (es hipoglucemiante) debido

principalmente a que estimula exclusivamente las reacciones que utilizan glucosa dentro de las

células, por ejemplo, síntesis de glucógeno�. Asimismo, un 6% (11 de 195 de estudiantes)

eligió la opción (c) que señalaba que �La insulina estimula la trascripción de genes relacionados

con la síntesis de ácidos grasos y glucógeno�, lo que demostraría una falla también en la

noción de tiempos requeridos para procesos como la transcripción, en relación a la manera

rápida mediante la cual la insulina baja la glucemia proveniente, por ejemplo, de la ingesta.

Esta evidencia empírica 7 implica que los estudiantes pensaron la acción de la insulina

solamente a nivel metabólico. Descartaron así la respuesta correcta que refería a que la

insulina incrementa el transporte de glucosa a través de membrana; una vez que la glucosa

ingresa a la célula podrán otros procesos metabólicos de glucosa ser blancos del efecto de

insulina. Por otra parte, la respuesta que prioriza la insulina como estímulo para la transcripción

de genes relacionados con síntesis de ácidos grasos y glucógeno pondría énfasis en los

efectos anabólicos de la insulina (como la síntesis de glucógeno), pero los vincula

incorrectamente con la síntesis de ácidos grasos, en lugar de la síntesis de triglicéridos (que

tampoco ocurre a nivel de la transcripción). Es decir, se le asignaron a la insulina mecanismos

de regulación génica en los casos en que ejerce regulación a nivel de las enzimas de ciertas

rutas metabólicas.

En el cuadernillo Metabolismo de Hidratos de Carbono II, utilizado por los estudiantes,

se presenta el tema insulina cuando se enseña la diabetes mellitus. En este cuadernillo se

presenta un cuadro con los efectos de la insulina sobre la glucemia, detallando los procesos

que esta hormona estimula o inhibe, indicando la enzima �blanco� para cada proceso afectado.

Por su parte, en las clases se focaliza y explaya en la explicación de cada uno de estos efectos

que tiene la insulina sobre las distintas vías metabólicas, relacionándolos con el caso particular

28 La insulina presenta un papel fundamental en la coordinación del uso de combustibles que hacen los tejidos mediante sus efectos principalmente anabólicos, y, asimismo, su efecto hipoglucemiante desempeña un rol fundamental en la homeostasis de la glucosa sanguínea (Champe y cols. , 2004). Por estos motivos, las respuestas de los estudiantes a la pregunta relacionada con la insulina podrían formar parte tanto del MFDMet o del MFCHGSang. En el presente análisis, se examinaron separadamente los efectos de esta hormona desde cada uno de los modelos planteados. Así, los mecanismos a nivel metabólico se consideraron en el MFDMet, y los efectos a nivel de la membrana celular (bajar la concentración de glucosa por aumento de GLUT) como parte del MFCHGSang.


387

de la diabetes. Teniendo en cuenta estas observaciones, podemos inferir que los estudiantes

que seleccionaron opciones incorrectas rearmaron sus respuestas relacionando erróneamente

lo ofrecido en las clases y cuadernillos respecto del efecto hipoglucemiante de la insulina.

Tanto en las clases teóricas como en la bibliografía, quedó establecido que la insulina estimula

la síntesis de ácidos grasos y glucógeno, pero nunca la transcripción de los genes

involucrados. Sin embargo, sí se mencionó su efecto en la estimulación de la transcripción de

la glucoquinasa. Es decir, que los estudiantes confunden entre un efecto a nivel de la

regulación de la actividad enzimática postraduccional con otro a nivel génico que no

corresponde a este caso. Esto hace inferir que ellos no lograron diferenciar conceptualmente

algunas de las consecuencias de una regulación a nivel transcripcional de una a nivel

postranscripcional. La pregunta formulada apuntaba a un efecto regulador de la hormona.

Teniendo en cuenta que las concentraciones de glucosa en sangre aumentan

rápidamente después de una comida rica en glúcidos, y la importancia de restablecer

rápidamente los parámetros homeostáticos, habría que pensar en un efecto inmediato de la

insulina que contrarrestara la hiperglucemia. De este modo, mencionar un efecto a nivel

transcripcional �si bien existe�, estaría indicando la falta de este modelo fisiológico regulador

a corto plazo a partir del cual se descarta la opción relacionada con la regulación

transcripcional, que ocurre a más largo plazo.

Finalmente, la evidencia empírica 8 es la que proviene de la consideración del 83% de

estudiantes que realizaron una restricción errónea o una generalización acerca de las

moléculas que pueden ser catabolizadas mediante la respiración celular. Esta evidencia

proviene de las respuestas a la Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B (Tabla 8.6.f), donde la

opción (b) fue elegida por el 25% de los estudiantes (49 de 156) (�Las moléculas de CO2 que

se eliminan al exhalar aire sólo son el producto de la respiración aeróbica de la glucosa�); la

opción (c) fue seleccionada por un 2% de los estudiantes (3 de 156) (�Las moléculas de CO2

que se eliminan al exhalar aire sólo son el producto de la respiración aeróbica de los ácidos

grasos�); y la opción (d) fue elegida por el 55% de estudiantes (107 de 156) (�Las moléculas de

CO2 que se eliminan al exhalar aire provienen de la oxidación química de cualquier molécula

orgánica�).

Las evidencias de aprendizajes fragmentados, en los que se evidenció la apropiación de

un aspecto parcial de la totalidad de la información presentada, pueden provenir de relevancias

idiosincrásicas en el procesamiento de información de estudiantes novatos, tal como se señaló

en el capítulo 2, sección 2.1.1).

Hemos encontrado, así mismo, tres evidencias empíricas sobre desconocimiento

explícito de cuestiones conceptuales atinentes a este MFDMet (10.2), que coinciden

parcialmente con las encontradas para el CBC. Estas evidencias se presentan en la segunda

sección de la Tabla 10.4.3.b.


388

Un 3% del total de estudiantes que respondió la Pregunta 1 del Cuestionario B, (Tabla

10.4.3.b, evidencia empírica 9), manifestó no saber si los momentos nutricionales influyen en el

origen de la glucosa. Un 20% de los estudiantes manifestaron desconocer los posibles destinos

de los carbonos de la glucosa ingerida con la dieta (los estudiantes que seleccionaron la opción

�h� en la Pregunta 5 de los Cuestionarios), (Tabla 10.4.3.b, evidencia empírica10), y un 9% de

estudiantes que afirmaron no saber bien los efectos de la insulina (los estudiantes que

respondieron la Pregunta 2 de los Cuestionarios A y B), (Tabla 10.4.3.b, evidencia empírica

11).

Es decir, un 20% del total de los estudiantes reconoció no tener conocimientos para

responder a preguntas que implican la construcción comprensiva del MFDMet.


En esta asignatura se enseñan contenidos que les permitirían a los estudiantes

comprender el MFCHGSang. Estos estudiantes reciben en esta asignatura una cantidad

importante de información en comparación con los estudiantes del CBC; por tanto, podrían

operar con más detalle y darle el sentido biológico a los procesos involucrados en este modelo

en el que se trabaja con la relación entre la alimentación, captación de glucosa y el concepto

de homeostasis.

Los estudiantes deberían llegar a esta asignatura con conocimientos sobre el proceso

digestivo, y los conceptos biológicos de KM, Vmax y los mecanismos de transporte a través de

membrana que se estudian en BIBC del CBC, donde también se hace referencia a la

importancia de la homeostasis en general y se da una visión general de la comunicación

intercelular.

A su vez, en esta asignatura Bioquímica se presentan los GLUTs y las hexoquinasas

con sus isoformas y sus distribuciones específicas de tejido. Estos contenidos son necesarios

para comprender y fundamentar los mecanismos involucrados en este MFCHGSang, y justificar

así por qué la glucosa es captada de manera diferencial por ciertos tipos celulares.

Se encontraron 10 evidencias empíricas diferentes que dan cuenta de obstáculos en el

aprendizaje del MFCHGSang. Se presentan en la Tabla 10.4.3.c.

La primera evidencia empírica ya se había encontrado en CBC y en IBMC y se refiere a

la expresión �la glucosa se distribuye hacia donde más se necesita�. Si bien esta afirmación

apareció sólo en un 2% de los estudiantes que contestaron al PMR de la EC (ver sección 8.1),

fue ampliamente expresada por una cifra significativa del 29% del total de los estudiantes

encuestados, con aportes del 14% de las respuestas a la Pregunta 4 ER del grupo Rneg, y un

15% del grupo Rarg. Estos datos provienen de las Tablas 8.2.d y 8.2h, respectivamente.


389

A partir de los registros de las observaciones de clases, podemos decir que no se

presentan de manera detallada los distintos mecanismos de transporte a partir de los cuales

ingresa la glucosa al organismo, pero se mencionan las diversas afinidades de transportadores

de glucosa en las distintas células. Durante las clases no se hace explícita la relación entre las

afinidades de estos transportadores y la incorporación diferencial de la glucosa en las células

de los distintos tejidos. Asimismo, tanto en las clases de MHC como en el cuadernillo de

Metabolismo de Hidratos de Carbono I, si bien se mencionan los parámetros de las enzimas

glucoquinasa y hexoquinasa, no se hace explícita la relación entre los KM y la participación de

dichas enzimas en relación con la captación de glucosa. De esta forma, los estudiantes

cuentan con los datos que caracterizan a las enzimas y procesos, pero evidentemente no

logran establecer las relaciones que se desprenden a partir de dicha información.

La segunda evidencia empírica, con una cifra significativa del 28% del total se

refiere a la afirmación de un 35 de 123 estudiantes acerca de que la glucosa �se dirige primero

a las neuronas�, al contestar la Pregunta 4 de las ER, tanto estudiantes del grupo Rneg (10%)

como del grupo Rarg (18%). Los datos se tomaron de las Tablas 8.2.d y 8.2.h,

respectivamente. Esta respuesta refuerza que los estudiantes asocian la distribución y

captación diferencial de la glucosa con una intencionalidad funcional que se justifica a partir de

la �importancia� o requerimientos metabólicos de los tejidos.

La evidencia empírica 3 se refiere a las respuestas que sostenían que las neuronas no

tienen prioridad en captar glucosa, respondidas frente a la Pregunta 3 del Cuestionario A

(Tabla 8.6.d)29, con una cifra significativa del 23% total de los estudiantes (35 de 156),

constituido por un 12% (18 estudiantes) que justificaron diciendo que las neuronas utilizan

cuerpos cetónicos, no glucosa (Tabla 8.6.d), y un 11% (17 estudiantes) que alegaron que las

neuronas reciben glucosa por gluconeogénesis o por proteólisis (Tabla 8.6.d).

La evidencia empírica 4 proviene de las aparentemente correctas respuestas acerca de

la prioridad de las neuronas para captar glucosa, pero cuyas justificaciones fueron erróneas.

Estas respuestas se registraron frente a la Pregunta 3 de los Cuestionarios A y B, donde (ver

Tablas 8.6.de y 8.6.e), una cifra significativa un 28% de los estudiantes señalaron

diferentes argumentos erróneos tales como:

i. por un mecanismo adaptativo,

ii. por mayor cantidad de GLUT,

iii. por tener receptores de insulina,

iv. no saben cómo.

29 Este tipo de respuesta no se halló en el Cuestionario B.


390

Tabla 10.4.3.c. Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Bioquímica (carrera de Nutrición, FMed) frente al �modelo fisiológico de la captación y homeostasis de la glucosa en sangre� (10.3). Las evidencias empíricas surgen de respuestas a EC, ER y Cuestionarios A y B. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado. Valores normalizados: EC y ER respondidas por 126 estudiantes y cuestionarios por 195 estudiantes en total.



1.- Una vez en sangre, la glucosa se distribuye hacia donde más se necesita.


2% (3 de 126 est.)


29% del total (37 de 126 est.) según:

14% (18 de 126 est. Rneg) 15% (19 de 126 est. Rarg)

2.- Una vez en sangre, la glucosa se dirige primero hacia las neuronas.

Preg 4- ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.d y 8.2.h)


18% (23 est. Reng) y 10% (12 est. Rarg.)

3.- Las neuronas no tienen prioridad en captar glucosa porque utilizan i- cuerpos cetónicos. ii- las reciben por gluconeogénesis o por proteólisis

Pregunta 3, Cuestionario A (Tabla 8.6.d)


i- 12% (18 de 156 est.) ii- 11% (17 de 156 est.)

4.- Una vez en sangre las neuronas captan más glucosa i- por un mecanismo adaptativo; ii por mayor cantidad de GLUT, iii- por tener receptores de insulina, iv- o no saben cómo

Preg. 3, Cuestionarios A y B (Tablas 8.6.d y Tabla 8.6.e)

26% del total (50 de 195 est) según:

28% (44 est de 156) 15% (6 de 39 est.)

5.- Una vez en sangre, los hepatocitos captan más glucosa i- las usa para formar reservas y luego distribuirla a la zona cerebral ii- por tener receptores de insulina

Preg. 3, Cuestionarios A y B (Tabla 8.6.d y 8.6.e)


(i) 17% (27 de 156 est.) (ii) 46% (18 de 39 est.)

6.-No hay diferencia en la captación de glucosa entre las neuronas y los hepatocitos.

Preg.3 Cuestionario B (Tabla 8.6.e)

31% (12 de 39 est.)

7.- La insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente en los tejidos que requieren energía.

Preg. 2 Cuestionarios A y B Opciones (b). (Tabla 8.6.c)

15% (29 de 195 est.)



8.- Cómo se incorpora glucosa al organismo; o mecanismos específicos de captación.

Preg. 3 de ER: (Grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.c y 8.2.g)


30% (38 est. Rneg) 13% (16 est. Rarg)

15% (19 est. Rarg desconocen

mecanismo específico)


Preg. 4 de ER: (Grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.d y 8.2.h)


10% (13 de 126 est.) 4% (5 de 126 est.)

10.- Captación diferencial de glucosa por los distintos tipos celulares o sus mecanismos.

Preg. 3 Cuestionario A (Tabla 8.6.d)

43% (67 de 156 est.)

La evidencia empírica 5 hace referencia al 17% de los estudiantes del año 2006 y un

46% de los del año 2007 que sostuvieron que �los hepatocitos tienen prioridad para captar


391

glucosa� como respuesta a la Pregunta 3 de los Cuestionarios A y B30, respectivamente (Tablas

8.6.d y 8.6.e). Las justificaciones señaladas sostenían mayoritariamente que los hepatocitos

usan glucosa para formar reservas y luego distribuirla a la zona cerebral (17%, 27 de 156 est.),

o que tienen receptores de insulina (46%, 18 de 156 est.). La cifra significativa es un 23% del

total (45 de 195 estudiantes).

La evidencia empírica 6 se refiere al 31% de estudiantes del año 2007 que expresaron

como respuesta a la Pregunta 3 del Cuestionario B (Tabla 8.6.e) que �No hay diferencia en la

captación de glucosa entre las neuronas y los hepatocitos�.

Nuevamente, los estudiantes de BN no reconocen la presencia de distintos

transportadores de glucosa, por consiguiente no pueden establecer las prioridades de los tipos

celulares desde un modelo biológico. Asimismo, podríamos inferir que no tienen en cuenta los

diferentes requerimientos metabólicos de cada tipo celular y confunden las causas por las que

el hígado incorpora más glucosa en términos absolutos con las que ocasionan las diferencias

relativas en la incorporación del monosacárido entre neuronas y hepatocitos.

Como mencionamos anteriormente, al comienzo del cuadernillo Metabolismo de

Hidratos de Carbono I se presentan los distintos tipos de transportadores de glucosa (GLUT),

con sus respectivos KM y distribución tisular, y se representa gráficamente el proceso de

transporte. También en este cuadernillo se explican las isoformas de la hexoquinasa con sus

diferentes KM y localización, temas que en las clases no se hacen explícitos. Por consiguiente,

queda a cargo del estudiante efectuar las relaciones pertinentes que permitan explicar y

justificar a partir de un modelo biológico adecuado las diferencias de incorporación de la

glucosa en los distintos tipos celulares.

La evidencia empírica 7 proviene de un 15% de los estudiantes que respondieron a la

Pregunta 2 de los cuestionarios A y B sosteniendo que �la insulina induce la entrada diferencial

de glucosa únicamente en los tejidos que requieren energía� (Tabla 8.6.c). En esta pregunta, la

única opción correcta se refiere a que la insulina produce un efecto hipoglucemiante a nivel

celular31, al aumentar la cantidad de proteínas transportadoras de glucosa en determinadas

células �que no son necesariamente las que requieren más glucosa�-.

La respuesta de los estudiantes demuestra que ellos buscan entre las opciones a elegir

alguna que se asocie a procesos bioquímicos metabólicos o de expresión génica; sin embargo,

no consideran que también entre tales mecanismos se encuentren los de transporte a través de

membrana. La explicación de esta concepción errónea podría estar asociada sencillamente a

que en las clases observadas no se hizo referencia a los efectos de la insulina en relación al

30 El porcentaje mucho mayor en el año 2007 pudo haberse debido a la redacción de la pregunta 3. El cambio en esta redacción tuvo intención de ajustar las posibles respuestas a una discusión sobre la afinidad de los respectivos GLUT �tal como fue señalado en la nota al pie de la sección Pregunta B-3 del capítulo 8�. Sin embargo, las respuestas parecen indicar que los estudiantes interpretaran la pregunta en el sentido de qué tipo de células �acumulan� más glucosa. 31 Ver nota 11, página 34.


392

incremento del número de transportadores de glucosa en la membrana de las células

musculares y adipocitos. En el cuadernillo Metabolismo de Hidratos de Carbono II, utilizado por

los estudiantes, se presenta el tema insulina cuando se enseña la diabetes mellitus, como se

detalla en el Capítulo 5C, por lo cual se establecen relaciones de índole metabólica más que

celular. Esta opción es, en realidad, una confirmación de la evidencia empírica 1 que se

muestra en la Tabla 10.4.4.c, sobre el MFCHGSang, porque estaría reforzando la concepción

de que la insulina actúa de acuerdo a la demanda de glucosa de los tejidos �que más la

necesitan�.

Respecto de las respuestas que son evidencias empíricas sobre desconocimientos

explícitos, por respuestas �no sé�, se encuentran mencionadas tres, en la segunda sección de

la Tabla 10.4.3.a.

La evidencia empírica 8 se refiere a un 43% del total de los estudiantes (38 del grupo

Rneg y 16 del grupo Rarg) que rente a la pregunta 3 de las ER respondió que no saber cómo y

por donde se incorpora la glucosa al organismo. A su vez un 15% (19 de 195) manifestó

desconocer mecanismos específicos de captación de glucosa (ver Tablas 8.2.c y 8.2.g).

La evidencia empírica 9 se refiere a un 14% de los estudiantes que manifestaron frente

a la Pregunta. 4 de ER (grupos Rneg y Rarg) desconocer acerca de procesos de distribución

de la glucosa en el organismo (Tablas 8.2.d y 8.2.h).

Finalmente, la evidencia empírica 10 se refiere a un 43% del total de estudiantes que

manifestaron desconocer mecanismos de captación diferencia de glucosa, como respuestas a

la Pregunta 3 del Cuestionario A32 (ver Tabla 8.6.d), grupo constituido por un 14% (22 de 156

est.) que respondieron �no sé� a toda la pregunta, más un 29% (45 de 156 est.) que expresó no

saber, bajo la afirmación de que las neuronas tienen o no tiene prioridad de captación,

respectivamente.

10.4.4 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de Química Biológica (QB, FCEN)

Nos preguntamos cuáles de todos los resultados obtenidos en la población de QB

(FCEN) en relación a sus respuestas a las EC, ER y a los Cuestionarios A y B correspondían a

evidencias empíricas sobre errores conceptuales, conocimientos parciales o desconocimiento

relacionados con los tres modelos científicos delineados ad hoc. A continuación presentaremos

y comentaremos tres tablas (10.4.4.a; 10.4.4.b y 10.4.4.c) con agrupamientos de resultados

como evidencias empíricas de talles fallas en el aprendizaje de dichos modelos, señalando su

ubicación en el capítulo 9 y su importancia relativa, en función del porcentaje de estudiantes

que las expresaron.

32 Ningún estudiante eligió la opción �no sé� frente a esta Pregunta 3 del Cuestionario B.


393



3.2) no comprendieron el MFCCHet. Es decir, negar la posibilidad planteada en el PMR puede

considerarse como equivalente a afirmar que los carbonos que se ingieren en el alimento no

pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera. Consideramos a esta afirmación como

la evidencia empírica 1 de fallas en la comprensión del modelo MFCCHet. Esta afirmación fue

sostenida por el 10% de la población indagada (Tabla 10.4.4.a, evidencia empírica 1), que

constituyeron el grupo Rneg. La segunda evidencia empírica se refiere al 3% de los estudiantes

Rarg que durante la resolución al PMR expresaron que �los carbonos de la glucosa ingerida

serían eliminados a la atmósfera sólo mediante la actividad bacteriana� (Tabla 10.4.1.a,

evidencia empírica 2) (ver Figura 9.1).


Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B (capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6). En conjunto, un 8% de

los estudiantes no consideró que el CO2 exhalado pueda provenir de moléculas presentes en

los alimentos (Tabla 10.4.4.a, evidencia empírica 3), (Tablas 9.6.k y 9.6.l, opción (a): �el CO2

que se elimina al exhalar el aire es el mismo que ingresó al inhalar�. Este porcentaje no puede

sumarse a los anteriores pues los instrumentos se tomaron a poblaciones no necesariamente

idénticas. La cifra significativa de estudiantes que presentaron obstáculos frente a la

construcción correcta de este modelo puede considerarse como entre 8 y 13%.

Por otra parte, otras evidencias empíricas sobre fallas en la comprensión de este

modelo provienen de las contestaciones explícitas �No sé�, como se muestra en la segunda

parte de la Tabla 10.4.4.a. Estas evidencias son: el 2% de estudiantes que frente a la Pregunta

2 de las ER (grupo Rneg, Tabla 9.2.c) manifestaron no saber de dónde proviene la glucosa

utilizada en la respiración celular, respuesta que fue confirmada por un 3% de estudiantes que

manifestaron lo mismo por escrito en la Pregunta 1 del Cuestionario A (Ver Tabla 9.6.a y Tabla

9.6.b); y el 2% que manifestaron no saber de dónde provienen las moléculas de CO2 que se

eliminan al exhalar el aire, al responder la opción (f) de la Pregunta 4 de los Cuestionarios A y

B (ver Tablas 9.6.k y 9.6.l).

Los contenidos necesarios para comprender este modelo científico fueron presentados

en las clases (capítulo 5D) y están presentes en diferentes capítulos de la bibliografía de la

asignatura (por ejemplo, Stryer y cols., 2003).


394

Tabla 10.4.4.a Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Química Biológica (FCEN, UBA) en relación al �modelo fisiológico del ciclo del carbono en los heterótrofos� (10.1). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER, Cuestionarios A y B. Los dos cuestionarios fueron respondidos por 171 estudiantes en total (116 del Cuestionario A y 55 del Cuestionario B). Las EC como las ER por 123 estudiantes. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado.




PMR de EC (grupo Rneg), (Tabla 9.1.a)

10% (12 de 123 est.)

2.- Los carbonos de la glucosa ingerida serían eliminados a la atmósfera sólo mediante la actividad bacteriana.

PMR, EC (grupo Rarg) (Fig. 9.1, sección 9.1)

3% (4 de 123 est.)

3.-Considerar que el CO2 exhalado es el mismo que el inhalado.

Preg 4, Cuestionarios A y B, opción a) (Tablas 9.6.k y 9.6.l).

8% (9 de 171 est.)



4- Manifiestan no saber de dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular.

Preg. 2, ER (grupo Rneg) (Tabla 9.2.c)

2% (2 de 123 est.)

Preg. 1, Cuestionario A, (Tabla 9.6.a y Tabla 9.6.b)

3% (2 de 116 est.)

5.- Manifiestan no saber de dónde provienen las moléculas de CO2 que se eliminan al exhalar el aire.

Preg 4, Cuestionarios A y B, opción (f)

(Tablas 9.6.k y 9.6.l) 2% (4 de 171 est.)


Las evidencias empíricas que dan cuenta de errores en el aprendizaje del MFDMet se

resumen en la Tabla 10.4.4.b. La primera de ellas mostró que un 9% de los estudiantes durante

la Pregunta 2 de la ER (grupos Rneg y Rarg, ver Tabla 9.2.c) señaló que el �origen� glucosa

que se utiliza en la respiración celular es la glucólisis. Este tipo de error fue confirmado por un

9% del total de estudiantes (16 de 171) frente a la Pregunta 1 de los Cuestionarios A y B,

según la siguiente discriminación: un 10% de estudiantes (11 de 116) frente a la Pregunta 1 del

Cuestionario A (Tablas 9.6.a y 9.6.b); y un 9% (5 de 55 estudiantes) frente a la Pregunta 1 del

Cuestionario B (Tablas 9.6.c y 9.6.d).

Si analizamos esta concepción a la luz de los contenidos presentados en las clases

teóricas, consideramos oportuno destacar que en QB, al igual que en las asignaturas

precedentes descriptas en esta Tesis, la glucólisis fue la primera vía metabólica que se enseñó

dentro del MHC (Capítulo 5D). Durante las clases se mencionó que la glucólisis es el proceso

de oxidación de la glucosa hasta la formación de piruvato y que puede darse tanto en un medio

aeróbico como anaeróbico. Además, se hizo especial hincapié, en que los estudiantes supieran

calcular el rendimiento energético en la glucólisis a partir de �una molécula de glucosa�.


395

El hecho de que, en general, el MHC se presente a partir de la entrada de la glucosa en

la glucólisis podría generar en muchos estudiantes la impronta de que este proceso es el punto

de partida de cualquier otro proceso metabólico relacionado con los carbohidratos.

Dentro de los resultados provenientes de la Tabla 9.6.d, llamó la atención la respuesta

de cuatro químicos que afirmaron que no es necesario tener presente los momentos

nutricionales por los que atraviesa un organismo porque �la respiración celular es más lenta

durante la noche�. Este argumento no encuentra fundamento en las clases teóricas ni en los

libros de texto recomendados. De manera que no se hallan elementos que puedan sustentar el

tipo de modelo biológico que subyace a las respuestas de estos estudiantes, por consiguiente,

inferimos que corresponderían a modelos cognitivos heurísticos (Talanquer, 2006).

La segunda evidencia empírica que muestra obstáculos en el aprendizaje del MFDMet

es la encontrada también, en dos tipos de respuestas. Por un lado, un 16% del total de

estudiantes entrevistados incluyó la afirmación que señala que la glucosa que se involucra en

la respiración celular siempre proviene vía glucógeno/glucogenólisis, según lo expresado por

18 estudiantes (de 111 del grupo Rarg) durante la resolución de PMR (ver sección 9.1, Figura

9.1). Por otro lado, este tipo de respuesta fue confirmada por un 33% de los estudiantes, en las

respuestas de 40 estudiantes (de 123) a la Pregunta 2 de las ER (ver Tabla 9.2.c)33.

Al revisar los registros de las descripciones de las clases observadas, notamos que,

durante la explicación teórica de glucogenogénesis (Capítulo 5D), el docente aclaró que este

proceso podía ocurrir tanto en hígado como en músculo y presentó a la clase el ejemplo de la

degradación del glucógeno como consecuencia de la contracción muscular. Bajo este contexto

biológico el docente dijo, �siempre se degrada glucógeno liberando glucosa para la obtención

de energía en la respiración celular�. También remarcó que �cuando se duerme se degrada

glucógeno, cuando se corre mucho también, e incluso con actividades que demandan mucho

esfuerzo�. A la luz de estas observaciones podemos suponer que estos estudiantes

reconstruyeron su respuesta dando un contexto de generalidad a estos ejemplos específicos

presentados por el docente. De esta forma, los estudiantes habrían considerado que siempre la

glucosa debe pasar por la formación de glucógeno, como paso previo, antes de ser utilizada.

La tercera evidencia empírica se refiere a un 20% de estudiantes que señalaron que la

glucosa que se involucra en la respiración celular, siempre proviene de la vía gluconeogénesis

(ver Tabla 9.2.c), se trata de 24 estudiantes que respondieron de esta forma a la Pregunta 2 de

las ER.

No se desprende de las observaciones de clase que esta concepción errónea hubiera

podido surgir a partir de una reconstrucción errónea de algún ejemplo impartido. El docente

presentó la gluconeogénesis haciendo hincapié en cada reacción química; posteriormente,

33 Estos porcentajes no pueden sumarse pues provienen de una misma muestra de individuos en la que se analizó por separado la EC y ER. Lo que resulta evidente es que como mínimo un 16% y como máximo un 33% de estudiantes han manifestado esta afirmación.


396

relacionó este proceso con la insulina y el glucagón, analizando resumidamente los distintos

momentos nutricionales por los que puede atravesar un organismo y los efectos de estas

hormonas, indicando en qué condiciones fisiológicas se produce la gluconeogénesis. Dado que

estos contenidos fueron explicados detalladamente, destacando su contexto biológico, sólo

podemos inferir que estos estudiantes realizaron una jerarquización idiosincrásica del proceso

de gluconeogénesis, dándole un grado de generalidad descontextualizada que no se

desprende de las explicaciones de clases.

Del análisis del texto Bioquímica (Stryer y cols., 2003), uno de los libros más

consultados por los estudiantes en esta asignatura, se desprende que se deben recorrer cuatro

capítulos para comprender la relación entre el proceso de alimentación, los estadios

nutricionales, y las vías metabólicas que involucran a los hidratos de carbono: capítulo 16,

�Glicólisis y gluconeogénesis�; capítulo 17, �El ciclo del ácido cítrico�; capítulo 21, �Metabolismo

del glucógeno�, y capítulo 30, �Integración del metabolismo�. Así, en el capítulo 16 del

mencionado texto, se presentan la glucólisis y la glucogenogénesis describiendo los dos

procesos y los momentos metabólicos en que ambos tienen lugar. Sin embargo, no se hace

referencia al origen de los carbohidratos, o las fuentes alternativas de glucosa que utilizan las

células. El origen de esta molécula recién será planteado en el capítulo 20, �El ciclo de Calvin y

la vía de las pentosas fosfato�.

Es decir que las rutas metabólicas que involucran a la glucosa, se presentan sin hacer

mención explícita a sus interrelaciones, hasta tanto no se llega al capítulo de integración

metabólica. Esta situación podría justificar la fragmentación en el aprendizaje de los

estudiantes que respondieron sólo gluconeogénesis o glucogenólisis como origen de la

glucosa. Resulta interesante destacar que en la edición siguiente de este libro de texto (Berg y

cols, 2007) en el capítulo 16 �Glicólisis y gluconeogénesis� se ha agregado una breve

descripción acerca de todo el recorrido de los glúcidos desde que son ingeridos en la dieta,

haciendo referencia a las enzimas digestivas involucradas en la hidrólisis de los disacáridos y

polisacáridos. El lector debería pasar al capítulo 17 (�Ciclo del Ácido Cítrico�), para continuar

estudiando el camino de los átomos de carbono que provienen de la glucosa hasta formar CO2.

Además debería leer el capítulo 21 (�Metabolismo del glucógeno�) para incorporar las vías de

almacenamiento (glucogenogénesis) y posterior aprovechamiento (glucogenólisis) de la

glucosa. Finalmente, con la lectura del capítulo 30 (Integración del metabolismo) tendría una

visión integradora de todos estos procesos y sus relaciones fisiológicas. Estos temas, están

tratados de forma similar en las dos ediciones a las que se hizo mención34.

La evidencia empírica 4 de la Tabla 10.4.4.b se refiere a que los estudiantes sólo

reconocen una de las posibles fuentes de glucosa, sin tener presente el momento nutricional

del organismo (fueron estudiantes que contestaron solamente una alternativa, ya sea la dieta 34 Cabe recordar que las EC, ER y Cuestionarios fueron tomadas a los estudiantes después del parcial donde se indagó el tema de Integración Metabólica (Ver sección 5.4)


397

solamente, glucogenólisis, gluconeogénesis, e incluso se tuvo en cuenta también cuando

optaron por contestar glucólisis). Las respuestas que muestran este aprendizaje parcial acerca

del MHC provienen de diferentes instrumentos con los que se indagó a los estudiantes. Por un

lado, durante la Pregunta 2 de las ER, un total de 109 estudiantes contestó nombrando sólo

uno de los siguientes orígenes para la glucosa involucrada en la respiración celular:

glucogenogénesis/glucogenólisis, ingesta, gluconeogénesis o glucólisis. Estas respuestas

constituyen un 89% de la muestra total (123 est.). Este resultado, no discrimina si la respuesta

es correcta, o no; simplemente registra el hecho de manifestar un solo origen para la glucosa

que se cataboliza.

La triangulación de resultados mediante la toma de cuestionarios fue importante para

validar los números registrados en las EC y ER. Al indagar nuevamente este contenido en las

Preguntas 1 de los Cuestionarios A y B, en los dos cuatrimestres consecutivos, respectivos; los

resultados que se muestran en las Tablas 9.6.a y 9.6.b; 9.6.c y 9.6.d, respectivamente,

indicaron que un 17% (20 estudiantes de 116) contestó sólo �ingesta�, y 3 estudiantes que

respondieron la Pregunta 1 del Cuestionario A y 5 estudiantes que respondieron la Pregunta 1

del Cuestionario B contestaron �glucólisis e intermediarios del ciclo de Krebs� como único

origen de la glucosa, según se observa en las Tablas 9.6.a, 9.6.b, 9.6.c y 9.6.d,

respectivamente. Como puede observarse a partir de estos resultados en las respuestas a las

ER hubo un porcentaje muy alto de estudiantes que sostuvieron una sola alternativa como

posible proveniencia de la glucosa. Este resultado podría ser consecuencia de que frente a una

respuesta oral (como fueron las ER), los estudiantes no expresaron todo lo que sabían, sino

que pudieron haber priorizado contestar rápidamente expresando al menos una posible

proveniencia de la glucosa aunque conocieran otras, estrategia característica de un mecanismo

heurístico de razonamiento. De esta manera, al encontrar alguna de las respuestas posibles no

se esforzaron en pensar otra. Por tal motivo, las respuestas a los cuestionarios

semiestructurados son las que consideramos significativas. Estas respuestas arrojan un valor

del 16% (28 de 171 estudiantes en total).

La evidencia empírica 5 es la que da cuenta de los estudiantes que consideraron que

los momentos nutricionales no tienen influencia en el origen de la glucosa que se involucra en

respiración celular. Los datos provienen de las contestaciones �NO� frente a la Pregunta 1 del

Cuestionario B (Tabla 9.6.c y 9.6.d). Esta evidencia fue mostrada por un 16% de los

estudiantes (9 de 55).

En las clases teóricas (Capítulo 5D) hubo una especialmente destinada a la integración

de los procesos bioquímicos en relación al estado nutricional de un organismo. En ella, se hizo

especial hincapié en enseñar que la activación o no de determinadas rutas metabólicas está

asociada a las condiciones fisiológicas. También se hizo referencia a los períodos de ayuno y


398

saciedad, presentando los efectos de la insulina y el glucagón sobre la glucólisis, la

glucogenogénesis, la glucogenólisis y la gluconeogénesis.

La sexta evidencia empírica da cuenta de un mínimo de dos estudiantes que respondió

eligiendo la opción f) y g) de la pregunta 5 del cuestionario A (Cuadro 3.5 Capítulo 3). La

mayoría de los estudiantes manifestó un conocimiento esencialmente correcto, tal como se ha

comentado en el capítulo 9, Tablas 9.6.m y 9.6.n.

La evidencia empírica 7 se refiere a fallas en un 49% de los estudiantes (82 de 16735)

sobre el mecanismo hipoglucemiante de la insulina36. En este caso, interesó diferenciar para el

análisis los 78 estudiantes de 167 que corresponden al 47% de las respuestas a la Pregunta 2

de los Cuestionarios A y B (Tablas 9.6.e y 9.6.f), que eligieron la opción (a) referida a que �la

insulina regula la concentración de glucosa en sangre (es hipoglucemiante) debido

principalmente a que estimula exclusivamente las reacciones que utilizan glucosa dentro de las

células, por ejemplo, síntesis de glucógeno�. Asimismo, un 2% (4 de 167 estudiantes que eligió

la opción (c) que señalaba que �la insulina estimula la trascripción de genes relacionados con la

síntesis de ácidos grasos y de glucógeno�, lo que demostraría una falla también en la noción de

tiempos requeridos para procesos como la transcripción, en relación a la manera rápida

mediante la cual la insulina baja la glucemia proveniente, por ejemplo, de la ingesta.

Esta evidencia empírica 7 implica que los estudiantes pensaron la acción de la insulina

solamente a nivel metabólico. Descartaron así la respuesta correcta que refería a que la

insulina incrementa el transporte de glucosa a través de membrana (en células musculares y en

adipocitos). Por otra parte, la respuesta que prioriza la insulina como estímulo para la

transcripción de genes relacionados con síntesis de ácidos grasos y glucógeno pondría énfasis

en los efectos anabólicos de la insulina (como la síntesis de glucógeno), pero los vincula

incorrectamente con la síntesis de ácidos grasos, en lugar de la síntesis de triacilgliceroles (que

tampoco ocurre a nivel de la transcripción). Es decir, relacionaron la insulina con mecanismos

de regulación génica en los casos en que ejerce regulación a nivel de las enzimas de ciertas

rutas metabólicas.

En las clases observadas no se hizo referencia a los efectos que la insulina tiene a nivel

de la membrana celular (aumento de los GLUT4 en membrana), o de la expresión génica

(estimulación de transcripción del gen de la glucoquinasa). De manera que los estudiantes que

seleccionaron las opciones incorrectas rearmaron su respuesta relacionando la información

proporcionada en las clases teniendo en cuenta el efecto hipoglucemiante de la insulina a nivel

metabólico

El material bibliográfico (Stryer y cols., 2003), que presenta el tema insulina en el

capítulo de regulación metabólica, tiene otro capítulo dedicado al efecto de esta hormona y del

glucagón. En este último plantea la relación con los transportadores de glucosa de músculo y 35 Cuatro de los 171 estudiantes no respondieron esta pregunta del Cuestionario. 36 Ver nota 11, pág. 34.


399

adipocito, además de los efectos de esta hormona en el metabolismo. Esto hace inferir que los

estudiantes buscaron y seleccionaron entre las opciones de la Pregunta 2, alguna que se

asocie a procesos metabólicos o de expresión génica, ya que en las clases se hizo hincapié en

esos mecanismos de acción de la hormona.

Finalmente, la evidencia empírica 8 es la que proviene de la consideración del 74% de

estudiantes que realizan una restricción errónea o una generalización, acerca de moléculas

que pueden ser catabolizadas mediante la respiración celular. Esta evidencia proviene de las

respuestas a la Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B (Tablas 9.6.k y 9.6.l), donde la opción (b)

fue elegida por el 10% de los estudiantes (33 de 171) (�las moléculas de CO2 que se eliminan

al exhalar aire sólo son el producto de la respiración aeróbica de la glucosa�); y la opción (d)

fue elegida por el 55% de estudiantes (94 de 171) (�las moléculas de CO2 que se eliminan al

exhalar aire provienen de la oxidación química de cualquier molécula orgánica�).

Otras evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje del MFDMet surgieron de las

propias respuestas de estudiantes que manifestaron �No sé� (ver segunda parte de la Tabla

10.4.4.b), ante determinadas preguntas tales como:

El 5% de los estudiantes que respondieron la Pregunta 1 del Cuestionario B (Tablas

9.6.c y 9.6.d) manifestaron no saber si los momentos nutricionales influyen en el origen de la

glucosa. El 2% de estudiantes que afirmó no saber los efectos de la insulina frente a la

Pregunta 2 de los Cuestionarios A y B (Tablas 9.6.e y 9.6.f).


400

Tabla 10.4.4.b Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Química Biológica en relación al �modelo fisiológico de la disponibilidad de metabolitos� (10.2). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER, Cuestionarios A y B. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado, con valores normalizados: Cuestionario A: 116; Cuestionario B: 55; EC y ER por 123 estudiantes; Grupo Rarg 111.



1- La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis.

Preg. 2 de ER (grupos Rneg y Rarg) (Tabla 9.2.c)

9% (11 de 123 est.)

Preg 1, Cuestionario A, (Tabla 9.6.a y 9.6.b) Preg 1, Cuestionario B, (Tabla 9.6.c y 9.6.d)

9%� total según:

10% (11 de 116 est. A-1) 9% (5 de 55 est B-1)

2- La glucosa que se involucra en la respiración celular, siempre proviene vía glucógeno/glucogenólisis.

PMR de EC (Figura 9.1, Sección 9.1)

16% (18 de 111 est.)

Preg. 2, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tabla 9.2.c)

33% (40 de 123 est.)

3- La glucosa que se involucra en la respiración celular, siempre proviene vía gluconeogénesis.

Preg. 2, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tabla 9.2.c)

20% (24 de 123 est.)

4- Sólo se reconoce una de las posibles fuentes de glucosa, sin tener presente el momento nutricional del organismo.

Preg 2 de ER (Tabla 9.2.c) Preg.1, Cuestionario A (Tablas 9.6.a y 9.6.b) Preg 1, Cuestionario B (Tablas 9.6.c y 9.6.d)

89% (109 de 123 est. en ER)

16%� (28 de 171 est.),

según: 17 % (20 de 116 est.)

3 % (3de 116 est.) 9% (5 de 55 est. B-1)

5.- Considera que los momentos nutricionales no tienen influencia en el origen de la glucosa que se involucra en respiración celular

Cuestionario B, Preg 1. (Tablas 9.6.c y 9.6.d)

16% (9 de 55 est.)


Preg. 5, Cuestionarios A y B opciones (f) y (g). (Tabla 9.6.m y 9.6.n)

1% (2 de 171 est.)

7.- No considera el mecanismo hipoglucemiante de la insulina a nivel celular.

Preg. 2, Cuestionarios A y B Opciones (a) y (c) (Tablas 9.6.e y 9.6.f)

49% (82 de 167 est.)* Incluye:

a) 47% (78 de 167 est.) c) 2% (4 de 167 est.)

8.- Generalización o restricción en moléculas que pueden ser catabolizadas mediante la respiración celular

Preg 4 Cuestionarios A y B (Tabla 9.6.k y 9.6.l) opciones

(b), (c) y (d)

74% del total incluye:

(b) 19% (33 de 171 est) (c) 0% (d) 55% (94de 171 est.)




Preg. 1, Cuestionario B (Tablas 9.6.c y 9.6.d)

5% (3 de 55 est.)

10.-Efecto de la insulina a nivel metabólico.

Cuestionarios A y B, Preg. 2. (Tablas 9.6.e y 9.6.f)

2% (3 de 167 est.)*

� Cifra significativa, *Cuatro de los 171 estudiantes no respondieron esta pregunta del Cuestionario.


401


Los contenidos impartidos en la asignatura permiten a los estudiantes construir el

modelo biológico que proponemos analizar a continuación y que describimos en la sección 10.3

de este capítulo. Los estudiantes de QB igual que los de BN, cuentan con más información que

los de la Biología del CBC o los de IBMC. Los conceptos biológicos de KM y Vmax y los distintos

mecanismos de transporte a través de membrana, para los estudiantes de la Licenciatura en

Ciencias Biológicas, se estudian en la Biología del CBC, y se vuelven a tratar en IBMC

enseñados en contextos específicos o caracterizando a enzimas.

Las relaciones entre la alimentación, la captación de glucosa y el concepto de

homeostasis deben ser conocidos puesto que otorgan parte del contexto biológico

interpretativo de los procesos metabólicos básicos presentados en esta asignatura QB.

La primera evidencia empírica sobre obstáculos de aprendizaje en el MFCHGSang

provino de 7 estudiantes (6% de 123) que expresaron durante la resolución del PMR en la EC

que �la glucosa se distribuye hacia donde más se necesita� (Tabla 10.4.4.c). Luego, durante las

ER a estos mismos estudiantes, volvió a aparecer esta respuesta en un 45% de los registros a

la Pregunta 4 (55 de 123 estudiantes totales) (Tabla 9.2.h).

Si bien, no podemos afirmar rotundamente cuál es el sentido que los estudiantes le

otorgaron a sus respuestas, esta afirmación evidencia que le confirieron intencionalidad al

proceso asociado a la distribución de glucosa en el organismo. Ningún estudiante de los que

presentaron esta concepción hizo referencia a la concentración homogénea de glucosa en el

plasma sanguíneo �más allá del valor de glucemia�, y que a partir de esta concentración, se

efectuaría su incorporación diferencial en las células de cada tejido de acuerdo a las afinidades

de los correspondientes transportadores específicos de tejido.

La cifra significativa para la evidencia empírica corresponde a un 45% de la

población total.

A partir de los registros de las observaciones de clases, podemos decir que si bien no

se presentaron de forma específica las diversas afinidades de transportadores de glucosa en

las distintas células, se hizo alusión a ello durante las explicaciones.

En el texto de bioquímica recomendado (Stryer, 2003) se detallan en el Capítulo 16

(Glucólisis y Gluconeogénesis) las diferentes isoformas de los transportadores con sus

correspondientes KM, comparando los valores de éstos con los de la glucemia normal. De esta

forma, al comparar ambos valores el lector puede justificar la incorporación específica de tejido

para este monosacárido. Es decir que los estudiantes tienen acceso a los datos necesarios;

pero, o bien no han leído el texto, o evidentemente, no logran establecer las relaciones y

consecuencias que se desprenden de tales datos. Posiblemente una idea finalista construida

previamente �a lo largo de sus historias de aprendizaje� les impediría preguntarse cómo cada


402

tejido capta glucosa diferencialmente. La respuesta de intencionalidad funciona como un

heurístico que resuelve y justifica la �importancia� de la captación en función de los

requerimientos metabólicos de los tejidos. Si bien estos requerimientos son ciertos, las

diferencias no pueden explicarse atribuyéndole �intenciones concientes� a moléculas y

células37.

Tabla 10.4.4.c Evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje en estudiantes de Química Biológica (FCEN, UBA) en relación al modelo fisiológico de la captación y homeostasis de la glucosa en sangre (10.3). Las evidencias empíricas surgen de las respuestas a EC, ER y Cuestionarios A y B. El porcentaje de respuestas se refiere a totales por instrumento utilizado: Cuestionarios A y B respondidos por 171 estudiantes (116 y 55, respectivamente); EC y ER respondidas por 123 estudiantes.

Concepciones erróneas Fuente de evidencia




6 % (7 de 123 est.)

Preg. 4, ER (Tabla 9.2.h)

45% (55 de 123 est.)

2.- Los hepatocitos captan más glucosa que las neuronas para formar reserva y luego distribuirla a la zona cerebral.

Preg. 3, Cuestionario A (Tabla 9.6.g y 9.6.h)

22% (26 de 116 est.)

Preg. 3, Cuestionarios B (Tablas 9.6.i y 9.6.j)

36% (20 de 55 est.)

3.- Los hepatocitos captan más glucosa, porque las neuronas usan cuerpos cetónicos.

Preg. 3, Cuestionarios A (Tabla 9.6.g y 9.6.h)

6% (7 de 116 est.)

4.- Las neuronas captan más glucosa debido a un mecanismo adaptativo.

Preg. 3, Cuestionario A (Tabla 9.6.g y 9.6.h)

23% (27 de 116 est.)

Preg.3, Cuestionarios B (Tablas 9.6.i y 9.6.j)

29% (16 de 55 est.)

5.- La insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente en los tejidos que requieren energía.

Preg. 2, Cuestionarios A y B Opción (b) (Tabla 9.6.e y 9.6.f)

39% (65 de 167 est.)*



6.- Cómo pasa la glucosa a la sangre (o desconocen mecanismos específicos desde intestino o desde hígado)

Preg. 3, ER: (Tabla 9.2.e)

72% (89 de 123 est.)

7.- Cómo se distribuye la glucosa en el organismo.

Preg. 4, ER Tabla 9.2.h)

16% (20 de 123 est.)

8.- Captación diferencial de glucosa por los distintos tipos celulares o sus mecanismos

Preg. 3, Cuestionarios A y B (Tablas 9.6.g; 9.6.h; 9.6.i y 9.6.j)

20% (34 de 171 est)

* Cuatro estudiantes no contestaron esta pregunta.

La evidencia empírica 2 (Tabla 10.4.4.c) provine de la Pregunta 3 de los Cuestionarios A

y B en el que indagamos acerca de qué tipos celulares presentan �prioridad� en la

37 Durante el discurso áulico, en los momentos en que no se hace referencia explícita a este tema, es común utilizar expresiones como la mencionada, u otras relacionadas, tales como �las neuronas toman glucosa porque...�; etc. Esta situación se ha registrado en diversas oportunidades en los docentes de todas las asignaturas analizadas. Los estudiantes, que no operan con el modelo del experto, transformarían dicha expresión en una concepción literal de �intencionalidad�, errónea.


403

incorporación de glucosa. El argumento esencial que sustenta la respuesta a esta pregunta gira

en torno a los parámetros físico-químicos de las proteínas involucradas en la captación de

glucosa y en la retención intracelular de la misma. Por consiguiente, esperábamos, en principio,

respuestas que mencionaran distintas afinidades de proteínas transportadoras de glucosa en

diferentes tejidos. Para una justificación más completa, que considerara otros detalles

bioquímicos, se debería esperar que se hiciera referencia a los GLUT y las isoformas de las

hexoquinasas. Esto se debe a que las isoformas de ambas proteínas �GLUTs y

hexoquinasas� son específicas de tejido, y la captación diferencial de glucosa estriba en

diferencias de los parámetros físico-químicos como KM y Vmax de estas moléculas.

Las respuestas obtenidas a la Pregunta 3 de los Cuestionarios semiestructurados A y B

(Capítulo 3, cuadros 3.5 y 3.6) (ver Tablas 9.6.g, 9.6.h, 9.6.i y 9.6.j) mostraron que un 22% para

el Cuestionario A (26 de 116 est) y un 36% para el cuestionario B (20 de 55 est.) señalaron que

los hepatocitos captan más glucosa que las neuronas para formar reserva y luego distribuirla a

la zona cerebral (Tabla 10.4.4.c, evidencia empírica 2).

La evidencia empírica 3 proviene de otra de las respuestas a la Pregunta 3 del

Cuestionario A (Tablas 9.6.g, 9.6.h) que mostró a un 6% de los estudiantes (7 de 116)

respondiendo que los hepatocitos captan más glucosa porque las neuronas usan cuerpos

cetónicos. Esta tercera evidencia empírica, no apareció en las respuestas a la Pregunta 3 del

Cuenstionario B (Tablas 9.6.i y 9.6.j).

Parte de la información utilizada en la construcción de la respuesta es correcta; por

ejemplo, las neuronas usan cuerpos cetónicos, pero en condiciones de ayuno prolongado; y los

hepatocitos forman reservas, pero sólo en valores absolutos se puede decir que captan más

glucosa que las neuronas. No obstante, la situación planteada en el problema, pretendía

indagar otros aspectos, como los descritos en el párrafo precedente. Estas justificaciones

evidencian un modelo interpretativo erróneo que podría ser consecuencia de la generalización

incorrecta de situaciones específicas. A veces, estas brechas cognitivas se hicieron explícitas

cuando los estudiantes fueron conscientes de ellas e indicaron que no sabían responder. Otras

veces, en cambio, los estudiantes responden con información incorrecta.

Consideramos una evidencia empírica 4 como aquella en la que los estudiantes

respondieron a esta Pregunta 3 de los Cuestionarios A y B que son las neuronas el tipo de

célula que captan prioritariamente glucosa, mencionando un �mecanismo adaptativo� que se

correspondería a una expresión muy poco precisa �una respuesta que no es incorrecta pero

tampoco muestra conocimientos específicos--. Así respondieron un 23% (27 de 116 est.) y un

29% (16 de 55 est) de cada cuestionario (Ver Tablas 9.6.g, 9.6.h, 9.6.i, 9.6.j).

La cifra significativa para este conjunto de respuestas erróneas o imprecisas

acerca de la prioridad en la distribución de glucosa por tejido corresponde a un

promedio de 23% de la población.


404

Considerando los registros de las observaciones de clases (Capítulo 5D), cabe aclarar

que los mecanismos de transporte de glucosa fueron enseñados muy sucintamente en la clase

introductoria de célula dictada especialmente para los estudiantes de química. Por otra parte,

en las clases de MHC se hizo una breve mención a los GLUT y se indicó la existencia de las

isoformas de la hexoquinasa, sus parámetros y características de regulación, y su localización

tisular. Sin embargo, no se hizo hincapié en las consecuencias fisiológicas de esta información.

Como se señaló en el párrafo anterior, en uno de los principales textos recomendados

en la bibliografía (Stryer y cols., 2003), en el primer capítulo relacionado con el MHC (Capítulo

16, �Glicólisis y gluconeogénesis�) se presentan y describen los parámetros de los GLUTs y su

ubicación tisular. También, en otra sección de ese capítulo, de hace una comparación entre la

hexoquinasa cerebral y su isoforma hepática, la glucoquinasa, y se establece claramente el

papel fisiológico de cada una de ellas.

La evidencia empírica 5 (Tabla 10.4.4.c) que muestra concepciones erróneas respecto

del MFCHGSang38 es la que proviene de la elección de la opción (b) de la Pregunta 2 de los

Cuestionarios A y B, que expresaba que �la insulina induce una entrada diferencial de glucosa

únicamente a los tejidos que requieren energía� (ver capítulo 3, Cuadros 3.5 y 3.6). Esta opción

fue elegida por un 39% del total de estudiantes (65 de 167) (Tablas 9.6.e y 9.6.f).

Esta opción es, en realidad, una confirmación de la evidencia empírica 1 que se muestra

en la Tabla 10.4.4.c, sobre el MFCHGSang, porque estaría reforzando la concepción de que la

insulina actúa de acuerdo a la demanda de glucosa de los tejidos �que más la necesitan�.

En las clases observadas no se hizo referencia a los efectos que la insulina tiene a nivel

membrana celular (aumento de GLUT4 en la membrana). De manera que los estudiantes que

seleccionaron esta opción incorrecta construyeron su respuesta asociando la información

proporcionada en las clases al efecto hipoglucemiante de la insulina a nivel metabólico.

Las respuestas a esta Pregunta 2 de los estudiantes, analizadas en conjunto para el

MFDMet y MDCHGSang (Tabla 10.4.4.b, evidencia empírica 7), nos muestran como cifra

significativa un 90% de estudiantes que no conocen la acción hipoglucemiante de

insulina a nivel celular, vinculada al transporte a través de membrana.

La segunda parte de la Tabla 10.4.4.c muestra las evidencias empíricas provenientes de

respuestas explícitas �no se�. Éstas se corresponden con la evidencia empírica 6, que reúne a

los estudiantes que dicen desconocer genéricamente cómo pasa la glucosa a la sangre, o los

mecanismos específicos desde intestino o desde hígado. Estas expresiones se registraron en

un 72% (89 de 123 est.) durante las respuestas a la Pregunta 3 de las ER (ver Tabla 9.2.e).

Cabe aclarar que el tema transporte a través de membrana no es un contenido dentro del

programa de esta materia. Se explica brevemente sólo en clases introductorias a estudiantes

de química que no han visto en otras materias contenidos relacionados a células y estructuras

38 Ver nota 11, pág. 34


405

celulares (Capítulo 5D). Los estudiantes de Biología, en cambio, han estudiado el tema de

transporte a través de membrana en, por lo menos, dos materias previas (Biología del CBC e

IBMC). En el libro de consulta que utilizaron estos estudiantes de QB (Stryer y cols., 2003), en

el Capítulo 13, se describen los mecanismos de transporte a través de membrana pero no se

hace referencia a su especificidad de tejido. Por ejemplo, se explica que en el intestino la

glucosa se transporta desde el lumen hacia las células mediante difusión facilitada sodio

dependiente y desde éstas, pasa a la sangre por difusión facilitada. Estos procesos describen

los mecanismos de absorción a nivel intestinal. Por otra parte, en el mismo texto, en el capítulo

30 de integración metabólica, se menciona que la glucosa es absorbida por el intestino.

Podemos suponer que estos estudiantes no tuvieron la inquietud de buscar la información en la

bibliografía, pese a que el tema se relaciona con el MHC.

La evidencia empírica 7 correspondiente a la respuesta �no sé� referida a la distribución

de la glucosa en el organismo una vez que ingresa a sangre fue expresada frente a la Pregunta

4 de las ER (Tabla 9.2.h) por un 16% de los estudiantes (20 de 123) (Tabla 10.4.4.c).

La evidencia empírica 8 se correspondió con un 20% de estudiantes (35 de 171) que

respondieron �no sé� frente a la Pregunta 3 de los Cuestionarios A y B (Tablas 9.6.g; 9.6.h; 9.6.i

y 9.6.j), referidas a cómo ocurre la captación de glucosa según los diferentes tejidos. Están

incluidos en este grupo, aquellos estudiantes que reconocieron a las neuronas como células

que captan prioritariamente glucosa, pero expresaron desconocer el mecanismo.

10.5 PRINCIPALES FALLAS COMUNES A TODAS LAS ASIGNATURAS EN EL APRENDIZAJE DE LOS MFCCHet, MFDMet y MFCHGSang

En esta sección rescatamos las evidencias empíricas que consideramos los principales

indicadores que señalarían fallas en el aprendizaje de cada modelo ad hoc, y aquellas

evidencias provenientes de respuestas �no sé�, que denotarían autoconciencia por parte de los

estudiantes sobre conocimientos faltantes para responder al PMR y/o a las preguntas de las

ER o de los Cuestionarios. Esta selección de evidencias empíricas con sus respectivos

porcentajes relevados en cada asignatura, se presentan en la Tabla 10.5.

Para el MODELO FISIOLÓGICO DEL CICLO DEL CARBONO EN LOS

HETERÓTROFOS (MFCCHet), consideramos que la principal evidencia de falla en el

aprendizaje proviene de aquellos estudiantes que manifestaron no encontrar relación entre los

carbonos del alimento y los eliminados en la respiración. La mayor falta de conocimientos

declarada se refiere al origen de la glucosa utilizada en la respiración celular.

De la comparación entre asignaturas puede decirse que excepto para QB, una mayoría

muy importante de estudiantes no ha construido los conceptos básicos del MFCCHet que como

se ha señalado en cada comentario de este modelo en el capítulo 10 (secciones 10.4.1.a;

10.4.2.a; 10.4.3.a y 10.4.4.a), deberían haberse construido en la escolaridad secundaria. Cabe


406

señalar que si bien un 66-67% de los estudiantes del CBC respondieron erróneamente,

también un 59% expresó ser consciente de no saber responder.

Asimismo, un 71% de estudiantes de IBMC no respondieron correctamente a este

modelo, y coincidentemente, otro 71% manifestó explícitamente desconocer de dónde proviene

la glucosa utilizada en la respiración celular, y, por lo tanto, mostraron consciencia sobre sus

falencias de conocimiento.

En cambio, sólo un 11 a 31% de los estudiantes de BN tuvieron consciencia sobre sus

faltas de conocimiento al respecto y entre un 31 y 34% respondió erróneamente.

Tabla 10.5 Fallas en la construcción de MFCCHet, MFDMet y MFCHGSang, por asignatura.Modelo Evidencias de obstáculos de aprendizaje CBC IBMC BN QB

MFCCHet

Principal falla por afirmar que: No hay relación entre los carbonos del alimento y los eliminados en la respiración

66-67% (Tabla 10.4.1.a)

71-78% (Tabla 10.4.2.a)

31-34% (Tabla 10.4.3.a)

8-13% (Tabla 10.4.4.a)

Autoconciencia sobre falta de conocimientos en: De dónde proviene la glucosa utilizada en la respiración celular

59% (Tabla 10.4.1.a)

71% (Tabla 10.4.2.a)

11-31% (Tabla 10.4.3.a)

2-3% (Tabla 10.4.4.a)

MFDMet

Principal falla por afirmar que: Los momentos nutricionales por los que atraviesa un organismo no tienen influencia en el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular.

66% (Tabla 10.4.1.b)

77% (Tabla 10.4.2.b)

64% (Tabla 10.4.3.b)

16% (Tabla 10.4.4.b)

Autoconciencia sobre falta de conocimientos en: Influencia de la dieta, o fuentes alternativas de glucosa, ó destinos de los carbonos de glucosa

12-17% (Tabla 10.4.1.b)

71% (Tabla 10.4.2.b)

20% (Tabla 10.4.3.b)

5% (Tabla 10.4.4.b)

MFCHGSang

Principal falla por afirmar �sin argumentar-- que: La glucosa se distribuye hacia donde más se necesita

17-38% (Tabla 10.4.1.c)

61% (Tabla 10.4.2.b)

29% (Tabla 10.4.3.c)

45% (Tabla 10.4.4.b)

Autoconciencia sobre falta de conocimientos en: Cómo y/o dónde pasa la glucosa a sangre, ó como se distribuye, ó cómo es captada por diferentes tejidos

54-72% (Tabla 10.4.1.c)

28-88% (Tabla 10.4.2.c)

43% (Tabla 10.4.3.c)

16-72% (Tabla 10.4.4.c)

Para el MODELO FISIOLÓGICO DE LA DISPONIBILIDAD DE METABOLITOS

(MFDMet) consideramos que la principal evidencia de falla en el aprendizaje proviene de

aquellos estudiantes que manifestaron que los momentos nutricionales por los que atraviesa un

organismo no tienen influencia en el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular;

y que la mayor falta de conocimientos declarada se refiere a no saber acerca de la influencia

de la dieta o de fuentes alternativas en el metabolismo de glucosa, ó sobre los destinos de los

carbonos de glucosa.

De la comparación entre asignaturas puede decirse que, excepto para QB, una mayoría

muy importante de estudiantes no ha construido los conceptos básicos del MFDMet.

Evidentemente, la construcción de un modelo mental donde se comprenda en detalle la

complejidad de las vías metabólicas y sus interrelaciones puede considerarse imprescindible

para las asignaturas BN y QB. Sin embargo, la idea-concepto sobre la interconversión de

especies químicas del alimento en otras que son específicamente requeridas por los

organismos que las ingieren, así como la toma de conciencia sobre cómo los mecanismos

evolutivos permiten a los organismos dar eficiencia a sus equilibrios catabólicos y anabólicos, a

partir del desarmado-rearmado de moléculas y de la biodisponibilidades de metabolitos para

vías alternativas, deberían constituir un núcleo de los aprendizajes básicos de las primeras


407

asignaturas universitarias. Incluso, podría esperarse que tales aprendizajes fueran medulares

para la enseñanza preuniversitaria, dentro del concepto de contar con ciudadanos

alfabetizados científicamente (Fourez, 1992).

El alto porcentaje de fallas frente a este modelo fue discutido por separado para cada

asignatura (secciones 10.4.1.b; 10.4.2.b; 10.4.3.b y 10.4.4.b), sin embargo, es importante aquí

resaltar el alto porcentaje correspondiente a un 71% de los estudiantes de IBMC, que

manifestó no tener conocimientos suficientes para responder a entrevistas y a cuestionarios.

Este dato es interesante porque indicaría una alta capacidad de reflexión de estos estudiantes

para darse cuenta de qué contenidos no saben y, por lo tanto, tomar conciencia sobre las

preguntas que nunca se hicieron al respecto. En CBC y BN, en cambio, no sucede lo mismo.

Hay una marcada diferencia en cuanto a los que realmente son conscientes de desconocer el

tema (representados por 12 y 17% en CBC y 20% en BN) y los que presentan una concepción

errónea (66% en CBC y 64% en BN).

Para el MODELO FISIOLÓGICO DE LA CAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS DE LA

GLUCOSA EN SANGRE (MFCHGSang) consideramos que la principal evidencia de falla en el

aprendizaje proviene de aquellos estudiantes que afirmaron �sin argumentar� que la glucosa

se distribuye hacia donde más se necesita; y que la mayor falta de conocimientos declarada se

refiere a no saber acerca de cómo y/o por dónde pasa la glucosa a sangre, cómo se distribuye,

ó cómo es captada por diferentes tejidos.

El alto porcentaje de fallas frente a este modelo fue discutido por separado para cada

asignatura (secciones 10.4.1.c; 10.4.2.c; 10.4.3.c y 10.4.4.c), sin embargo, es importante aquí

reforzar con el siguiente comentario.

Si bien los conceptos de diferentes tipos de transporte, KM y Vmax se enseñan en CBC, el

tratamiento es general y asociado al tema enzimas, los detalles de proteínas transportadoras

de glucosa, no se presentan. Ello explicaría los altos porcentajes de fallas de los estudiantes en

esta asignatura y de IBMC. En BN, en cambio, se explican con detalle los conceptos

necesarios para construir el aprendizaje de este modelo, aplicados al MHC (ver Capítulo 5C),

por lo tanto, pueden considerarse muy altos los porcentajes de fallas en el aprendizaje de este

modelo en relación a la enseñanza. Esta situación estaría revelando, que la simple

presentación de información no garantiza que los estudiantes novatos reconstruyan modelos

mentales complejos como el MFCHGsang (Galagovsky y cols. 2010). Es decir, la construcción

de un modelo mental como éste, que involucra interrelaciones conceptuales múltiples y una

visión totalizadora y simultánea de enfoques, requiere de un esfuerzo cognitivo mucho mayor

que la simple comprensión fragmentada de porciones de información.


408

10.6 CONSIDERACIONES FINALES

Los resultados encontrados muestran claramente que los objetivos de enseñanza

pueden haberse cumplido en cada asignatura, pero los objetivos de aprendizaje de los

estudiantes �referidos a este contenido de MHC, y sobre la muestra de población voluntaria

que participó de la indagación� no se han cumplido adecuadamente. Sin ánimo de hacer

extensiva esta situación a lo que pasaría en toda la población de estudiantes o en todos los

cuatrimestres o años en que se dictan estas asignaturas, creemos que hay evidencias

empíricas interesantes para ser analizadas más allá de la simple conclusión de �lo que no

aprendieron los estudiantes�. Estas reflexiones se presentan como conclusiones en los

capítulos 11 y 12.

Las evidencias empíricas resumidas en este capítulo y agrupadas en torno de tres

modelos teóricos ad hoc, serán sustento de los dos próximos capítulos de conclusiones, en los

que se reflexionará sobre los obstáculos epistémicos subyacentes a estos datos. Cabe aclarar

aquí una importante cuestión metodológica que fortalece dicha reflexión: la calidad de los

instrumentos de investigación cualitativa empleados; es decir, la pertinencia de haber utilizado

el PMR en el marco de las Entrevistas Concurrentes, y haber inmediatamente continuado con

las Entrevistas Recurrentes (capítulo 3, Cuadros 3.2 y 3.3), con cada estudiante.

Los datos provenientes del análisis de las redes semánticas (Figuras 6.1; 7.1; 8.1 y 9.1)

y del análisis de cada una de las respuestas a las preguntas de las Entrevistas Recurrentes

han mostrado prácticamente todas las categorías de evidencias empíricas erróneas resumidas

en las tablas de este capítulo 10. Estas respuestas han podido ser confirmadas por algunas de

las respuestas a los cuestionarios semiestructurados. La pregunta que intentamos responder

es ¿por qué resultan tan confiables los datos provenientes de las EC y ER?

Si bien, nuestra investigación no intentaba profundizar en especializaciones de áreas

como la psicología cognitiva, las neurociencias o las teorías de comunicación, el análisis que

se practicó sobre las respuestas obtenidas a las EC y ER se apoyó en el Modelo de

Procesamiento de la Información (MPI) y en la Teoría Matemática de la Comunicación (TMC).

Nos interesó analizar matemáticamente la entropía informacional proveniente de las redes

semánticas poblacionales (sección 4.4, capítulo 4), y analizar los resultados provenientes de

categorizar las respuestas a las ER, según las palabras utilizadas como punto de partida

(definidas como anzuelos del MPI) de los caminos resolutivos del PMR (sección 4.2.2). Sendos

tipos de análisis se presentaron en las secciones 6.4 y 6.5 (para las asignaturas del CBC); 7.4

y 7.5 (para IBMC); 8.4 y 8.5 (para BN) y 9.4 y 9.5 (para QB). De ellos surgieron como evidentes

ciertas tendencias y regularidades en todas las asignaturas relevadas, a saber:

a) Los estudiantes que partieron del anzuelo C-CO2 tuvieron mayor cantidad de

respuestas correctas frente al PMR, y lo respondieron con menor cantidad de pasos


409

(eliminando rápidamente la incertidumbre), pero luego fueron siempre los que

presentaron una mayor falta de conocimientos.

b) Los estudiantes que organizaron sus respuestas partiendo de los anzuelos PIZZA (para

el caso del CBC y QB) o ALMIDÓN (para el caso de IBMC y BN) respondieron el PMR

en mayor cantidad de pasos, presentando en general valores más elevados de

entropías parciales por camino; y mostraron una mayor proporción de respuestas

correctas o parcialmente correctas en las ER.

Si bien estos resultados podrían haber marcado ciertas tendencias, lo cierto es que al

obtener valores bajos del coeficiente de dispersión (utilizando la TMC, según lo descripto en las

secciones 6.5; 7.5; 8.5; 9.5), corroboramos matemáticamente que en ninguna de las

asignaturas los estudiantes tenían una organización mental predeterminada de la información a

utilizar para resolver el problema del Cuadro 3.2. Y este hecho se confirmó con el análisis

posterior, registrado sobre las respuestas a las ER.

Es decir, el PMR resultó, verdaderamente, un �problema abierto�. Este hecho

metodológico resulta fundamental para tener confianza en los resultados obtenidos durante las

EC y ER. La importancia de esta conclusión se pone en evidencia por dos cuestiones:

a) Por un lado, porque ha permitido revelar cómo la interrelación entre los procesos de

enseñanza y de aprendizaje se reflejó en una consistente continuidad de complejidad

creciente para las redes semánticas poblacionales, desde las asignaturas del CBC,

pasando por IBMC y BN, hasta llegar a QB (ver figuras 6.1; 7.1; 8.1 y 9.1,

respectivamente), totalmente coherente con la cantidad y profundidad de los contenidos

enseñados.

b) Por otro lado, cabría postular la invalidez de una situación hipotética en la cual los

estudiantes hubieran sido entrenados en responder �adecuadamente� al PMR. Esta

situación hubiera conducido a tendencias muy marcadas en el tipo de caminos

resolutivos con los que habrían respondido los estudiantes, apareciendo como una

conducta resolutiva propia de expertos.39

En resumen, cabe realzar la diferencia en el compromiso actitudinal y metodológico

entre un docente y un investigador en enseñanza y aprendizaje: el primero quiere que sus

estudiantes �aprendan y aprueben los exámenes�, y el entrenamiento puede ser parte de sus

objetivos; por el contrario, el investigador tiene que idear instrumentos que aborden los

supuestos aprendizajes de los estudiantes desde ángulos inéditos, que permeen las

estructuras cognitivas �entrenadas en responder adecuadamente�, y libere razonamientos

rápidos �heurísticos� que evidencien asociaciones cognitivas idiosincrásicas.

39 Si este hubiera sido el caso la discriminación entre un verdadero aprendizaje experto o un �entrenamiento� en responder a un problema dado, aún podría haberse investigado, mediante el uso de mayor número y diverso tipo de preguntas en las entrevistas recurrentes.


410

La elección y aplicación de los instrumentos de indagación utilizados en este trabajo de

investigación han mostrado su pertinencia para alcanzar el objetivo planteado en esta Tesis

sobre la detección de obstáculos epistémicos durante la enseñanza y aprendizaje del tema

MHC.

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411

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Sección V:

Conclusiones

Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.

415

CAPÍTULO 11

CONCLUSIONES SOBRE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE APRENDIZAJE 11.1 INTRODUCCIÓN

Durante el trabajo de campo de esta Tesis Doctoral se recogieron gran cantidad de

datos empíricos provenientes de las Entrevistas Concurrentes y Recurrentes, así como de la

toma de Cuestionarios semiestructurados, sobre poblaciones voluntarias de estudiantes, de las

asignaturas universitarias Biología y BIBC (CBC), IBMC (FCEN), BN (FMed) y QB (FCEN).

Estos datos se organizaron presentándolos en un capítulo por asignatura (capítulos 6, 7, 8 y 9,

respectivamente).

El análisis comparativo global de dichos resultados demandó una reflexión que

permitiera organizar las evidencias empíricas que indicaban obstáculos de aprendizaje dentro

de marcos epistemológicos más abarcadores. Nuestra preocupación por delinear tres modelos

teóricos ad hoc sobre el MHC pretendía recobrar las evidencias empíricas encontradas, sobre

fallas en el aprendizaje para dar interpretaciones sobre sus características y posibles orígenes,

superando el hecho sencillo de presentar como conclusiones del trabajo sólo simples

descripciones de resultados. Este análisis comparativo global, por modelo y por asignatura, se

presentó en el capítulo 10.

Para el presente capítulo de conclusiones, estimamos imprescindible tomar los puntos

sobresalientes de las evidencias empíricas relevadas en el capítulo 10, especialmente en la

Tabla comparativa 10.5, y reflexionar sobre sus posibles relaciones para su agrupamiento en

diferentes tipos de �obstáculos epistémicos de aprendizaje�.

Estas deliberaciones demandaron un complejo entramado de ida y vuelta entre

resultados empíricos y teoría, propio de una metodología cualitativa de investigación, con las

limitaciones de saber que:

i. Las evidencias empíricas deben considerarse como �fotos� del conocimiento declarativo

de las poblaciones objeto de la indagación. Es decir, los porcentajes de evidencias

empíricas podrían cambiar de un cuatrimestre a otro, o de un año a otro; conforme

cambian las poblaciones de estudiantes. Por lo tanto, creemos que las evidencias

empíricas deberían valorarse mucho por el contenido que revelan �en cuanto a

obstáculos de aprendizaje�, pero los porcentajes obtenidos para cada evidencia deberán

entenderse como el reflejo de una situación particular, y no considerarse como cifras

absolutamente reproducibles.

ii. El delineamiento de los tres modelos fisiológicos teóricos ad hoc (DEL CICLO DEL

CARBONO EN LOS HETERÓTROFOS; DE LA DISPONIBILIDAD DE METABOLITOS, y

DE LA CAPTACIÓN Y HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA EN SANGRE, secciones 10.1,


416

10.2 y 10.3, respectivamente) se ha hecho a sabiendas de que los tres modelos se

solapan parcialmente en sus contenidos. Sin embargo, parece razonable concebirlos por

separado, en tanto y en cuanto provienen de preguntas diferentes que se han planteado a

lo largo de la historia de la ciencia y sus resoluciones también requirieron investigaciones

por metodologías diferentes.

iii. Las discriminaciones en obstáculos epistémicos de aprendizaje y asociados a la

enseñanza que se presentarán en los capítulos 11 y 12 son propuestas interpretativas de

las evidencias empíricas encontradas. Se tratará de categorías teóricas originales que

no son conclusiones rígidas, cerradas e inapelables, sino que pretenden abrir una

plataforma de discusión sobre las complejas situaciones de enseñanza-aprendizaje de

temas científicos. En este sentido, los obstáculos que describiremos tienen sólidas bases

en el contenido disciplinar sobre MHC, y, a su vez, brindarían proyecciones conceptuales

factibles de ser aplicadas más allá de dicho contenido.

Los datos provenientes del capítulo 10 son la base empírica necesaria para la reflexión

epistemológica que conduzca a las conclusiones. Sin investigación que aporte datos, y sin

investigación que pueda reflexionar sobre esos datos, las conclusiones tradicionales que se

hacen y publican se basan en el porcentaje de estudiantes que aprueban �o no� las

asignaturas en cada ciclo lectivo, la calidad de estas notas, el simple relevamiento de errores, o

propuestas de acciones didácticas sólo evaluadas por la motivación que despiertan (tal como

se presentó en el capítulo 1 sección 1.2).

Las derivaciones que se desprenden �naturalmente� sobre errores de los estudiantes,

son �los estudiantes que aprobaron, es porque estudiaron; y, los que no estudiaron fueron los

que no aprobaron o tuvieron errores�. Pero desde el panorama de la presente investigación, en

la que se han observado 26 clases en total (con distintas cargas horarias), y se han analizado 3

libros y 2 cuadernillos de apoyatura bibliográfica, la percepción nos indica que al menos:

i. Muchos temas se enseñaron, y, sin embargo, no fueron correctamente aprendidos,

ii. Muchos temas se repitieron a lo largo de las asignaturas y, sin embargo, no fueron

correctamente aprendidos;

iii. Muchos errores detectados a nivel del CBC se arrastraron en asignaturas subsiguientes.

Esta percepción cualitativamente importante �que no fue cruzada con correlaciones

referidas a datos de aprobación proveniente de los exámenes tomados formalmente en cada

ciclo lectivo� habilitaría en esta Tesis Doctoral para realizar un análisis más especulativo y

teórico, con el fin de hacer aportes originales que permitan conceptualizar esta dicotomía

encontrada entre �lo que se enseña y lo que se aprende�. A continuación, por lo tanto,

presentaremos conclusiones referidas a posibles obstáculos epistémicos de aprendizaje y

obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza, que no pretenden pontificar verdades


417

(Cárcova, 2010), sino constituir un escenario sobre la cual docentes e investigadores podamos

reflexionar.

11.2 ANÁLISIS DE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE APRENDIZAJE

Como se señaló en el capítulo 2, sección 2.1.2, el concepto de obstáculo de aprendizaje

en el contexto educativo, es polisémico. En el presente capítulo, luego del relevamiento

pormenorizado sobre evidencias empíricas que mostraron fallas en los aprendizajes de los

estudiantes para el MHC en todas las asignaturas investigadas (capítulos 6, 7, 8 y 9) y de

agruparlas por modelo teórico organizado ad hoc (capítulo 10), cabe hacer reflexiones teóricas

sobre aspectos comunes subyacentes a los errores encontrados. Estas reflexiones teóricas

derivan en la conceptualización de categorías de obstáculos de aprendizaje que, si bien se

localizan sobre contenidos específicos del MHC, mostrarían características y regularidades que

podrían ser consideradas sobre otros contenidos, en futuras investigaciones.

¿Qué es un obstáculo epistemológico? Para Bachelard (1991, págs 16-19) �la noción de

obstáculo epistemológico puede ser estudiada en el desarrollo histórico del pensamiento

científico y en la práctica de la educación�; y agrega �[...] El historiador de la ciencia debe tomar

los hechos como ideas, insertándolas en un sistema de pensamientos. Un hecho mal

interpretado por una época, sigue siendo un hecho para el historiador. Según el epistemólogo,

es un obstáculo, un contrapensamiento.� En un párrafo siguiente Bachelard señala que �[...] en

la educación, la noción de obstáculo pedagógico es igualmente desconocida. Frecuentemente

me ha chocado el hecho de que los profesores de ciencias, aún más que los otros, si cabe, no

comprendan que no se comprenda�; y, refiriéndose al caso de la asignatura Física, agrega �[...]

los profesores de ciencias se imaginan que el espíritu comienza como una lección, que siempre

puede rehacerse una cultura perezosa repitiendo una clase, que puede hacerse comprender

una demostración repitiéndola punto por punto. No han reflexionado sobre el hecho de que el

adolescente llega al curso de Física con conocimientos empíricos ya construidos; no se trata

pues de adquirir una cultura experimental, sino de cambiar una cultura experimental, de

derribar los obstáculos amontonados por la vida cotidiana.�

Esta perspectiva resulta útil para despegarse de los resultados provenientes de la base

empírica del presente trabajo de investigación y tratar de conceptualizar cuáles podrían haber

sido los obstáculos epistémicos generales y específicos que encaucen a dichas evidencias

empíricas de fallas en el aprendizaje.

Nuestra propuesta es considerar que las evidencias empíricas sobre errores en el

aprendizaje muestran información existente en la MLP de estudiantes que fue seleccionada y

organizada en respuestas mediante razonamientos de tipo heurísticos. Ahora bien, no todos

estos heurísticos tienen similares jerarquías, y ellos se debe a que presentan distintas


418

consecuencias para ulteriores aprendizajes. Por tal motivo, nuestra propuesta es discriminar en

los siguientes obstáculos epistémicos.

1- Obstáculo epistémico de tipo “Brecha”: consiste en la falta de modelos mentales que

funcionen como estructuras de conocimiento previamente formadas, tales que resulten

organizadoras de los nuevos contenidos a ser aprendidos. Frente a una pregunta, la existencia

de este tipo de obstáculos, lleva a quienes los poseen �y no son conscientes de ello� a

responder por heurísticos que generalmente los conducen a respuestas erróneas por negación

de relaciones conceptuales. También el sujeto que toma conciencia de su brecha cognitiva,

podría responder con un �no sé�; es decir, en su búsqueda cognitivo-reflexiva, el sujeto se da

cuenta que le falta un modelo mental que le permita operar para encontrar una respuesta.

2- Obstáculo epistémico de tipo “Puente�: consiste en la existencia de modelos mentales

erróneos. Podríamos decir que el obstáculo epistémico tipo �puente� podría provenir de un

obstáculo tipo �brecha� que fue allanado, superado, evitado, de una manera idiosincrásica. Los

sujetos que tienen obstáculos de tipo puente no son conscientes de ello, y por mecanismos

heurísticos generan explicaciones o respuestas erróneas. Para que un sujeto tome conciencia

sobre la existencia en su mente de este tipo de obstáculos, tiene que cuestionarse sobre la

estructura de sus conocimientos y sobre el modelo mental que tiene y que está utilizando para

responder. Esta situación es mucho más compleja para tomar conciencia sobre ella, que la que

requiere reconocer una �brecha� cognitiva, pues el modelo mental erróneo es funcional; es

decir, le permite al sujeto encontrar fácilmente, en su MLP, elementos para organizar

respuestas.

3- Obstáculos epistémicos por heurísticos: responden a búsquedas cognitivas rápidas, que

encuentran u organizan respuestas erróneas o parcialmente correctas. Dado que los

heurísticos son mecanismos de respuesta generales que se reflejan en la representación

declarativa de los sujetos40 (capítulo 2, sección 2.2.2.1), también son aplicables a los

obstáculos de tipo �brecha� y de tipo �puente�. Sin embargo, esta clasificación separada en

nuestro análisis, significaría que habría respuestas erróneas o parcialmente correctas que

supondrían mecanismos de detección-selección de recuerdos para la organización de

respuestas, que no provendrían necesariamente por faltas de modelos mentales o por

�modelos mentales� erróneos existentes en MLP.

Ninguno de los tres tipos de obstáculos impide a los estudiantes responder, ya que los

heurísticos (ver sección 2.1.b) son habilidades cognitivas que, por mecanismos rápidos de

40 El conocimiento declarativo es un indicador de mecanismos, estrategias de búsqueda y asociaciones cognitivas.


419

razonamiento, recuperan información �correcta o no� guardada en la MLP y con la cual los

estudiantes arman sus respuestas. Conociendo algunos de estos mecanismos heurísticos, y

analizando las evidencias empíricas encontradas, podrían reconocerse obstáculos epistémicos

en respuestas que manifestaron aprendizajes fragmentados, parciales, no integrados, con

jerarquizaciones erróneas, etc. A continuación se realizará este análisis, pero cabe remarcar

que la categorización en tipos de obstáculos la aplicaremos a evidencias surgidas a nivel

poblacional. Esta situación es muy diferente a la de pretender precisar qué tipo de obstáculo

epistémico presentó cada estudiante, ya que ese estudio debería considerarse a partir de

seguimientos del aprendizaje individual (estudio de casos), que quedan fuera del alcance de la

presente Tesis Doctoral.

11.2.1 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos de tipo �Brecha�

Este tipo de obstáculos, consistente en la falta de modelos mentales organizadores del

contenido a ser aprendido, se hace particularmente evidente en el alto porcentaje de

estudiantes de cada materia que negó la posibilidad planteada en el PMR. Es decir, como

hemos señalado en la sección 11.1, estos estudiantes no tenían, ni construyeron en sus

mentes el Modelo Fisiológico del Ciclo del Carbono en Heterótrofos41.

Para reflexionar sobre este punto, resulta útil retomar resultados de investigaciones

nacionales e internacionales que han señalado la gran cantidad de ideas erróneas construidas

por los estudiantes de secundaria, y hasta de primeras asignaturas universitarias sobre

sistemas digestivo y circulatorio, sobre la relación entre alimentación y nutrición celular, y sobre

los procesos de respiración pulmonar y respiración celular (Ver sección 1.2, Capítulo 1) (Banet

y Núñez, 1992; 1996; Banet y cols. 1999; Núñez y Banet, 2001; Banet, 2001; Olivera y cols.,

2003; Luz y cols., 2008; Ferreiro y Occelli, 2008; Reigosa, 2003).

Si bien los estudios sobre fallas en estos aprendizajes se han realizado

fundamentalmente en el extranjero y en pequeñas muestras poblacionales, los resultados de

respuestas erróneas encontradas en los estudiantes de las asignaturas de Biología del CBC,

IBMC y BN bien podrían ser una muestra representativa de cómo los contenidos sobre el MHC

en las primeras asignaturas universitarias no encuentran en las mentes de los estudiantes una

base conceptual previa donde insertarse apropiadamente.

Evidentemente, si los estudiantes no construyen durante la secundaria los conceptos

anatómicos y fisiológicos que relacionan la nutrición y la respiración humanas, tampoco habrán

comprendido la conexión conceptual entre autótrofos, heterótrofos y los procesos de óxido-

reducción en los cuales debe entenderse al CO2 como compuesto carbonado oxidado; a la

41 Cabe recordar que la pertinencia del PMR como instrumento de investigación sobre aprendizaje se discutió en la sección 10.6


420

glucosa como compuesto carbonado reducido, y al oxígeno como molécula aceptora de

electrones o como comburente, en la fotosíntesis y en respiración celular, respectivamente.

Estas fallas significarían, por un lado, un claro fracaso de la enseñanza secundaria, a

pesar de la reiteración de estos contenidos en numerosos años desde la escolaridad primaria;

y, por otro lado, la suposición sobre la existencia de esa base conceptual aprendida por los

estudiantes �suposición implícita, no chequeada�- por parte del diseño curricular de las

primeras asignaturas universitarias.

En la presente investigación, se reconocen siete evidencias empíricas relacionadas con

obstáculos epistémicos tipo �brecha�; y se las presenta en la Tabla 11.2.1. Las primeras tres

evidencias señalan la no construcción del modelo mental sobre el MFCCHet detectadas.

Dichas evidencias empíricas son afirmaciones tales como: �Los carbonos que se

ingieren en el alimento no pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera�, �No hay

relación entre los carbonos que se ingieren en el alimento y el eliminado por exhalación durante

la respiración�, �El CO2 exhalado es el mismo que fue inhalado� (provenientes de las Tablas

10.4.1.a; 10.4.2.a; 10.4.3.a y 10.4.4.a del capítulo 10). La primera y la segunda evidencia

empírica son particularmente importantes en estudiantes del CBC y es una falla que se arrastra

en los estudiantes de IBMC. Así mismo, sólo es parcialmente superada por los estudiantes de

BN (ver porcentajes Tabla 11.2.1). La evidencia empírica proveniente del no conocimiento

sobre la influencia de los estados nutricionales en el origen de la glucosa que se involucra en la

respiración celular (Tabla 11.2.1, evidencia 4), muestra un obstáculo epistémico tipo �Brecha�

que subyace a dos de los modelos ad hoc: el MFCCHet y el MFDMet. Esta brecha de

conocimientos es particularmente alta en estudiantes de CBC, IBMC y BN.

Otro obstáculo epistémico tipo �Brecha� fue la no construcción del MFCHGSang y tiene

como evidencias empíricas otros dos tipos de afirmaciones acerca de que �las neuronas no

tienen prioridad en captar glucosa�, o que sí la tienen, pero en ambos casos se invocan motivos

erróneos. Los errores se manifestaron notablemente en BN, a pesar de que los temas fueron

enseñados42 (Tabla 11.2.1, evidencias empíricas 5 y 6).

Finalmente, otro obstáculo epistémico tipo �brecha� fue la no construcción de un modelo

completo de acción hipoglucemiante de la insulina, que incluya su acción a nivel celular, lo cual

implica fallas en la construcción de MFDMet y MFCHGSang. Estos temas no fueron enseñados

en QB, pero sí en BN (ver evidencia empírica 7. tabla 11.2.1).

Resultan nuevamente útiles las palabras de Bachelard (1991, pág. 16.) sobre la

evolución de los conceptos científicos en la historia de la civilización:

Y dígase lo que se quiera, en la vida científica los problemas no se plantean por sí mismos. Es precisamente este sentido del problema, el que sindica el verdadero espíritu científico. Para un espíritu científico todo conocimiento es una respuesta a una pregunta. Si no hubo pregunta, no puede haber conocimiento científico. Nada es espontáneo. Nada está dado. Todo se construye. Un obstáculo epistemológico se incrusta en el conocimiento no formulado.

42 Ver capítulo 12, sección 12.2.2.3


421

Podríamos suponer que cada modelo teórico ad hoc apareció en la historia de los

conocimientos científicos como una serie de preguntas que los científicos quisieron

desentrañar. Para el MFCCHet: ¿De dónde toman las plantas sus nutrientes? ¿Por qué el

alimento es necesario para los animales? ¿Cómo se transforman los alimentos para nutrir a las

células? ¿De dónde obtienen los animales la energía necesaria para sus funcionamientos,

crecimiento y reproducción? ¿Por qué respiramos?

Para el MFDMet: ¿Cómo forma nuestro cuerpo su materia y energía a partir de los que

ingiere? ¿Es lo mismo ingerir un solo tipo de alimento que un solo tipo de nutriente? ¿Cómo

�sabe� el organismo cuándo construir/degradar/reutilizar moléculas? ¿Y si no se come, qué

pasa? ¿Por qué respiramos?

Para el MFDHGSang: ¿Cómo llega la glucosa desde el alimento a las células? ¿Cómo

se aseguran las células una provisión adecuada de glucosa? ¿Por qué es necesario mantener

la homeostasis de glucosa?

Capítu

lo 11 � Con

clusion

es sobre obstáculos epistém

icos de aprendizaje.

42

2

Tabla 11.2.1. Evidencias empíricas sobre existencia de obstáculos epistémicos de aprendizaje tipo �Brecha�. Comparación de porcentajes de respuestas por asignatura.

Evidencia empírica

PORCENTAJE (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)

CBC IBMC BN QB

1- (Falla en MFCCHet) Los carbonos que se ingieren en el alimento no pueden aparecer en ningún momento en la atmósfera.

66 % (Tabla 10.4.1.a)

78% (Tabla 10.4.2.a)

34% (Tabla 10.4.3.a)

10%(Tabla 10.4.4.a)

2- (Fallas en MFCCHet y MFDMet) No hay relación entre los carbonos que se ingieren en el alimento y el eliminado por exhalación durante la respiración.

67% (Tabla 10.4.1.a)

71% (Tabla 10.4.2.a)

No apareció No apareció

3- (Falla en MFCCHet) El CO2 exhalado es el mismo que fue inhalado

No preguntado/No enseñado


2%(Tabla 10.4.3.a)

8%(Tabla 10.4.4.a)

4- (Fallas en MFCCHet y MFDMet) Los momentos nutricionales por los que atraviesa un organismo no tienen influencia en el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular

66%(Tablas 10.4.1.b)

77%(Tabla 10.4.2.b)

64%(Tabla 10.4.3.b)

16%(Tabla 10.4.4.b)

5- (Falla en MFDCGSang) Las neuronas no tienen prioridad en captar glucosa, invocando un motivo erróneo



23%(Tabla 10.4.3.c)

6%(Tabla 10.4.4.c)

6- (Falla en MFDCGSang) Las neuronas tienen prioridad en captar glucosa, invocando un motivo erróneo.



28%(Tabla 10.4.3.c)

23-29%(Tabla 10.4.4.c)

7- (Fallas en MFDMet y MFDCGSang) No considera el mecanismo hipoglucemiante de insulina a nivel celular.



48%(Tabla 10.4.3.b)/

enseñado

49%(Tabla 10.4.4.b)No enseñado


423

Extendiendo la idea de Bachelard sobre las preguntas que se hace la ciencia, y

pensando en las preguntas que supondría la construcción de los MFCCHet, MFDMet y

MFCDGSang, entendemos que el obstáculo epistémico tipo �brecha� está relacionado a la no

construcción de modelos mentales, debido a que desde la enseñanza no se retomaron estas

preguntas La no construcción de estos modelos, a partir de la no existencia de las preguntas

apropiadas, condenaría a los estudiantes universitarios a no tener una estructura conceptual

previamente adquirida, que debiera haber guiado y orientado la inclusión de nueva información

durante los aprendizajes del MHC (ver sección 2.1.1.1). Cabe imaginar el choque de culturas

educativas que resulta cuando los docentes universitarios esperan que los estudiantes

aprendan con sentido y significación apropiados la información detallada sobre procesos como

glucólisis y respiración celular (que se imparten ya desde el CBC) cuando, en realidad, los

estudiantes no cuentan con la estructura previa de conocimientos ni se formulan las preguntas

adecuadas.

Esta situación estaría indicando una necesaria reflexión sobre el por qué de los diseños

curriculares de, al menos, los contenidos de las asignaturas del CBC. Desde lo investigado en

esta Tesis, sería conveniente que en una primera asignatura universitaria de Biología pudiera

asegurarse una recuperación conceptual al menos del MFCCHet. Debería lograrse el

aprendizaje de contenidos de anatomía y fisiología integrados en el modelo sistémico

MFCCHet, para que resultara un andamiaje apropiado para los aprendizajes de los nuevos

temas universitarios.

Como se verá en el capítulo 12, una revisión histórica sobre la construcción de los

modelos ad hoc permitiría redimensionar las estrategias de enseñanza.

11.2.2 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos de tipo �Puente�

Este tipo de obstáculos aparece cuando existe previamente, o se construye durante el

aprendizaje, algún modelo mental que resulta funcional, pero que es científicamente erróneo.

Todo sujeto humano durante sus aprendizajes �cotidianos o científicos� tiende a construir

modelos mentales operativos, que le permitan dar coherencia y consistencia a la información

que recibe.43 Este procedimiento cognitivo habitual también se aplica en situaciones de

aprendizaje escolarizado.

La percepción individual sobre el propio uso permanente de modelos mentales

operativos es prácticamente inexistente, mientras ese modelo funcione para resolver tareas de

43 El simple hecho de hacer una llamada por teléfono público en otro país, o utilizar un teléfono celular de otra marca, nos enfrenta a reconocer que hemos modelizado dichos funcionamientos, de tal manera que nuestra mente, por analogía, traslada ese modelo operativo para resolver la nueva situación planteada. En este ejemplo sencillo el sujeto puede ser conciente de que su mente trabaja con modelos mentales operativos.


424

nuestra vida cotidiana44. Lo mismo ocurriría para nuestros modelos mentales operativos

aprendidos en la escuela, que utilizamos para el procesamiento de nueva información y para

responder a preguntas escolares. Así, nuestra mente �sin ser concientes de ello� está llena

de conocimientos que son modelos operativos funcionales, que son las fuentes de

conocimiento personal e idiosincrásico a donde abrevan heurísticos para encontrar respuestas

a situaciones problema. Como hemos sugerido, se diferencian de los obstáculos tipo �brecha�

por la existencia de modelos mentales erróneos que actúan interfiriendo en la construcción de

nuevos aprendizajes correctos.

Estos obstáculos epistémicos de tipo �puente� serían modelos idiosincrásicos; sin

embargo, si una proporción importante de estudiantes los exhibieran, debería poder

encontrarse alguna causa, posiblemente derivada de conocimientos de la vida cotidiana o del

aprendizaje escolar previo. En la Tabla 11.2.2 se presentan los datos provenientes de este tipo

de obstáculos, donde se ponen en evidencia que los sujetos, mediante heurísticos, operaron

sobre modelos erróneos contenidos sus MLP (ver capítulo 2, sección 2.1.1.a), y armaron

respuestas erróneas.

Durante las entrevistas y cuestionarios de nuestra investigación nos hemos encontrado

impensadamente con respuestas insólitas desde el punto de vista científico. Necesariamente,

ahora las categorizamos como provenientes de heurísticos que se nutrieron en modelos

mentales funcionales erróneos, ya que dichos modelos funcionaron como �puentes� sobre los

cuales las respuestas pudieron organizarse. Es decir, esos �puentes cognitivos� �modelos

operativos erróneos� evitaron que los sujetos tomaran conciencia de alguna �brecha en sus

conocimientos�.

La primera evidencia empírica, se refiere a una gran cantidad de estudiantes del CBC,

IBMC y BN que afirmaron que �los carbonos del alimento sólo pueden ser eliminados mediante

la actividad bacteriana sobre los desechos de la materia orgánica producto del proceso

digestivo/ por las heces como metano�. Resulta evidente que estos estudiantes construyeron

un modelo sobre la digestión humana muy errado. Creemos que, tal vez, la construcción de

este modelo mental provenga de dos temas muy trabajados en la escuela secundaria como es

la formación de biogas (metano), a partir de descomposición de materia orgánica; y, de la

información sobre la contribución de metano como gas invernadero, proveniente del desecho

gaseoso de los procesos digestivos del ganado. (Schultz, 1996; Sánchez y cols., 2001; INTA,

Manual de Producción de biogas).

La evidencia empírica 2 (Tabla 11.2.2), �la glucosa que se utiliza en la respiración

celular la sintetizan nuestras células�, expresada sólo por un 3% de estudiantes del CBC (Tabla

10.4.1.a) estaría de acuerdo con una alternativa que suple la falla de contar con el MFCCHet.

44 Por ejemplo, numerosas investigaciones sobre ideas previas erróneas muestran que la gente, independientemente de su grado de escolaridad, cree mayoritariamente que en verano hace calor porque la Tierra está más cerca del Sol. Este modelo operativo funcionará en sus mentes mientras no se genere un conflicto cognitivo que lo cuestione.


425

Si bien parece similar a la evidencia empírica 3 (Tabla 11.2.2), �la glucosa involucrada en la

respiración celular siempre viene de glucógeno/glucogenólisis�, ésta fue detectada en un 16%

de los estudiantes de BN (Tabla 10.4.3.b) y en un 45% de los estudiantes de QB (Tabla

10.4.4.c), y, estimamos debe ser de naturaleza diferente. En estos casos, el modelo que podría

estar operando en la mente de estos estudiantes consistiría en creer que es condición sine qua

non que toda la glucosa entrante al sistema circulatorio por vena porta, fuera polimerizada a

glucógeno, previamente a su distribución y utilización en la respiración celular.

La cuarta evidencia empírica, �la glucosa no se incorpora al organismo porque se

produce en las células a partir del alimento�, también aparentemente similar a las anteriores,

sólo apreció en un 14% de los estudiantes de BN (Tabla 10.4.3.b). Quizás, estos estudiantes

hayan respondido realizando una reconstrucción errónea del proceso de gluconeogénesis que

se les enseña en las clases.

Asimismo, la quinta evidencia empírica, �la glucosa que se utiliza en la respiración ya

forma parte de nuestras células�, esgrimida por un 16% de los estudiantes de CBC (Tabla

10.4.1.b) y un 18% de los estudiantes de IBMC (Tabla 10.4.2.b), daría cuenta de un modelo

mental subyacente por el cual la glucosa no necesita ser incorporada por alimentos ni ser

sintetizada. Resulta llamativo este modelo operativo funcional, que mostraría que muchos

estudiantes no han comprendido el MFDMet, y que tampoco se han cuestionado acerca de la

relación entre nutrición y fuente de glucosa de las células (MFCCHet).

Las evidencias empíricas 2, 3, 4 y 5 (Tabla 11.2.2) estarían expresando un modelo

mental según el cual siempre es endógeno el origen de la glucosa que se involucra en la

respiración celular. Dado que los temas involucrados en los dos obstáculos epistémicos fueron

enseñados, decidir si el obstáculo epistémico es de tipo �puente� o, simplemente, si

respondería a un mecanismo heurístico debería haberse indagado con preguntas adicionales.

Sin embargo, su ubicación dentro de obstáculo tipo �puente� pretende remarcar la importancia

de asegurar su superación desde la enseñanza.

La sexta evidencia empírica, �la glucosa se distribuye hacia donde más se necesita�, y

las dos subisguientes, están relacionadas a un modelo mental que supone intencionalidad a los

procesos metabólicos o a las moléculas. Esta evidencia fue sostenida por un gran porcentaje

de estudiantes en todas las asignaturas estudiadas (Tablas 10.4.1.c; 10.4.2.c; 10.4.3.c; y

10.4.4.c), lo que significa que el modelo antropomórfico subyacente está muy generalizado y es

difícil de ser superado. Más allá de cuestiones de lenguaje que pudieran estar ocultando

conocimientos correctos, lo cierto es que el pensamiento analógico es un pensamiento

fundamental de todo sujeto humano (Gentner y cols., 2001) y, particularmente, muy utilizado

por los científicos en sus razonamientos y explicaciones coloquiales (Dunbar, 2000). En este

caso, se trataría de una analogía antropomórfica, en el sentido de otorgar propiedades

humanas a entidades químicas o biológicas como por ejemplo a la glucosa. Las evidencias

empíricas subsiguientes de la Tabla 11.2.2, referidas a que �una vez en sangre, la glucosa se


426

dirige primero hacia las neuronas�, y a �los hepatocitos captan más glucosa para formar

reservas�, serían situaciones modeladas en forma similar a la anterior. Estas evidencias fueron

sostenidas por un 28% y un 17% de los estudiantes de BN (Tabla 10.4.3.c); y por un 22-36%

de los estudiantes de QB (Tabla 10.4.4.c), respectivamente.

Una confirmación de esta tendencia a realizar analogías construyendo modelos

mentales en los que entidades abstractas tienen �intenciones antropomórficas�, es la

proveniente de la evidencia empírica 9 que afirma que �la insulina induce la entrada diferencial

de glucosa únicamente en los tejidos que requieren energía�, que fue esgrimida por el 15% de

los estudiantes de BN (Tabla 10.4.3.c) y por el 9% de los estudiantes de QB (Tabla 10.4.4.c).

La tendencia a la antropomorfización es un razonamiento tan general que, incluso, ha

sido categorizada como un heurístico genérico (ver antropomorfismo, en el Cuadro 2.1 del

capítulo 2). Sin embargo, hemos categorizado estas evidencias mencionadas como obstáculos

de tipo �puente�, porque desde nuestro punto de vista, estos pensamientos subyacentes, en

forma de modelo operativo, facilitan respuestas sin llegar a que los estudiantes de estas

materias avanzadas o especializadas se planteen conflictos cognitivos sobre el MFCDMet.

La evidencia empírica 10 que afirma que �los hepatocitos captan más glucosa por tener

receptores de insulina�, responde a la construcción de un modelo mental erróneo, que

efectivamente puede impedir aprendizajes correctos respecto de las múltiples vías de acción

reguladora de glucemia por las que actúa la insulina. Es decir, los individuos que hubieran

construido este modelo mental, podrían tener muchas dificultades para comprender el

MFCDGSang.

Capítu

lo 11 � C

onclu

siones sobre obstácu

los epistémicos de apren

dizaje.

42

7

Tabla 11.2.2 evidencias empíricas de obstáculos epistémicos de tipo �Puente�: Comparación de porcentajes por asignatura.

Evidencia empírica


CBC IBMC BN QB

1- Los carbonos del alimento sólo pueden ser eliminados mediante la actividad bacteriana sobre los desechos de la materia orgánica producto del proceso digestivo/ por las heces como metano.

26%(Tabla 10.4.1.a)

24%(Tabla 10.4.2.a)

31% (Tabla 10.4.3.a)

3% (Tabla 10.4.4.a)

2- La glucosa que se utiliza en la respiración celular la sintetizan nuestras células

3% (Tabla 10.4.1.b) No apareció No apareció No apareció

3- La glucosa involucrada en la respiración celular siempre viene de glucógeno/glucogenolsis

No apareció/No enseñado

No apareció/No enseñado

16%*(Tabla 10.4.3.b)

33%* (Tabla 10.4.4.b)

4- La glucosa no se incorpora al organismo porque se produce en las células a partir del alimento

No apareció No apareció14%*

(Tabla 10.4.3.b)No apareció

5- La glucosa que se utiliza en la respiración ya forma parte de nuestras células

16% (Tabla 10.4.1.b)

18% (Tabla 10.4.2.b)

No apareció No apareció

6- La glucosa se distribuye hacia donde más se necesita

28%(Tabla 10.4.1.c)

61%(Tabla 10.4.2.c)

29% (Tabla 10.4.3.c)

45%(Tabla 10.4.4.c)

7- Una vez en sangre, la glucosa se dirige primero hacia las neuronas

No evaluado No evaluado28%

(Tabla 10.4.3.c)No apareció

8- Los hepatocitos captan más glucosa para formar reservas


(Tabla 10.4.3.c)22-36%

(Tabla 10.4.4.c)

9- La insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente en los tejidos que requieren energía


(Tabla 10.4.3.c)9%

(Tabla 10.4.4.c)

10- Los hepatocitos captan más glucosa por tener receptores de insulina



46%(Tabla 10.4.3.c)

No apareció

11- Las moléculas de CO2 que se exhalan al aire provienen de la oxidación de cualquier molécula orgánica

No evaluado No evaluado55%*

(Tabla 10.4.3.b)55%*

(Tabla 10.4.4.b)

* Dado que los temas fueron enseñados, decidir si el obstáculo epistémico es de tipo �puente� o simplemente, respondería a un mecanismo heurístico debería haberse indagado con preguntas adicionales. Sin embargo, su ubicación dentro de obstáculo tipo �puente� pretende remarcar la importancia de asegurar su superación desde la enseñanza


428

Finalmente, la evidencia empírica 11, �las moléculas de CO2 que se exhalan al aire

provienen de la oxidación de cualquier molécula orgánica�, esgrimida por el 55% de los

estudiantes de BN y de QB (Tablas 10.4.3.b y 10.4.4.b, respectivamente), da cuenta de la

construcción de un modelo en el cual se aplican a todo tipo de moléculas orgánicas los

procesos oxidativos enseñados (sobre glucosa y eventualmente sobre ácidos grasos),

desconociendo la limitación de esos procesos catabólicos y la significación de tales

limitaciones. Cabría admitir, sin embargo, que estas respuestas pudieron haber provenido de

algún heurístico (y no de un modelo mental), en el que simplemente se hubieran generalizado

erróneamente los procesos oxidativos aprendidos para glucosa, ácidos grasos y/o

aminoácidos. Otra posibilidad pudo haber sido una lectura superficial de la Pregunta 4, opción

(d) de los Cuestionarios A y B, sin detenerse en el significado del adjetivo �cualquier� aplicado a

�molécula orgánica� (ver Cuadros 3.4 y 3.4, capítulo 3), dado que estos temas fueron

enseñados. Decidir si el obstáculo epistémico es de tipo �puente� o simplemente, respondería a

un mecanismo heurístico debería haberse indagado con preguntas adicionales.

11.2.3 Evidencias sobre existencia de obstáculos epistémicos por heurísticos

Durante la presente investigación, encontramos cuatro evidencias empíricas de errores

en el aprendizaje que se muestran en la Tabla 11.2.3, sobre las que no tenemos certeza de

que provengan de obstáculos epistémicos tipo �brecha� o tipo �puente�. Por tanto, las

clasificamos como provenientes de heurísticos habituales (ver Cuadro 2.1, Capítulo 2).

Talanquer (2006, 2010) ha propuesto que los razonamientos de tipo heurístico son fuentes de

restricción en el pensamiento de los estudiantes de ciencia y que conocerlos nos permitiría

entender mejor el origen de algunas dificultades conceptuales y procedimentales que ellos

afrontan en nuestras clases.

Los heurísticos son restricciones cognitivas que guían, pero también limitan el

aprendizaje, la resolución de problemas, la generación de explicaciones o la construcción de

inferencias y predicciones. Los heurísticos serían tanto restricciones dominio-general como

dominio-específico, implícito y explícito, que actuarían en forma complementaria o competitiva.

Los heurísticos permiten construir inferencias razonables sobre el comportamiento del mundo

bajo condiciones inciertas; esto es, en condiciones en las que el tiempo y los conocimientos

disponibles son limitados (Gigerenzer y Selten, 2001). Es decir, como señala Müller (1991)

�cuando la búsqueda de respuestas no apela a conocimientos totalmente memorísticos, los

estudiantes responden mediante heurísticos�, y �todo sujeto responde completando el

entendimiento con información que debió haber sido�.

Como hemos señalado en la sección 2.1.b, en esta Tesis Doctoral parece importante

realizar reflexiones conceptualizadoras y no sólo descriptivas de los resultados erróneos

encontrados en las respuestas de los estudiantes de las diferentes asignaturas. Siguiendo el


429

camino iniciado por Talanquer con estudiantes universitarios de Química (Talanquer 2006,

2008, 2009, 2010; Stains y Talanquer, 2007, 2008), nos interesó explorar las reglas heurísticas

�suposiciones implícitas� utilizadas por los estudiantes de las cuatro asignaturas, frente al

estudio del MHC.

El análisis de las evidencias empíricas de las Tablas del capítulo 10, que no

clasificamos aún bajo el carácter de obstáculos epistémicos tipo �brecha� o tipo �puente�,

quedarían comprendidas en esta nueva categoría y son las presentadas en la Tabla 11.2.3.

La evidencia empírica correspondiente a la afirmación de entre un 6 a 17% de los

estudiantes de todas las asignaturas que expresaron que �la glucosa que se utiliza en

respiración celular proviene de la glucólisis� (Tablas 10.4.1.b; 10.4.2.b; 10.4.3.b y 10.4.4.b),

respondería a heurísticos de disponibilidad45, de desatender la tasa base46, de

representatividad47, de memoria selectiva48 y de esquema causal49. Básicamente, estos

heurísticos podrían tener origen en el hecho de la importancia que se le da a este proceso

catabólico durante la enseñanza (ver más detalles en el capítulo 12), debido a:

• su reiteración, el grado de detalle y la trascendencia explicativa (en extensión

en el tiempo de clases y por presencia de problemas adicionales en

cuestionarios o para resolución en las clases),

• la necesidad de estudiarlo pues generalmente �algo de glucólisis� es evaluado

en los exámenes formales,

• el hecho de que con la enseñanza de este proceso se ligan numerosas

explicaciones de relaciones causa-efecto, y,

• el hecho singular del �nombre similar� (glucólisis / glucosa).

Tal vez, estas circunstancias lleven a los estudiantes a cometer el error de contestar con

el nombre del proceso catabólico, cuando se les preguntó sobre posibles orígenes de la

glucosa involucrada en la respiración celular (Pregunta 2 de las ER).

La evidencia empírica correspondiente a �conocimientos parciales sobre los destinos

metabólicos de los carbonos de la glucosa�, encontrada fundamentalmente en estudiantes de

45 Este heurístico señala que recuerdos sobresalientes ordenan las normativas de razonamiento. 46 Este heurístico se refiere a razonamientos por los cuales se concede importancia a los hechos en función de cuántas veces �aparecen en el entendimiento del sujeto�, y no en relación al porcentaje real en que ocurren. Un ejemplo típico de este heurístico es el caso del temor a los accidentes aéreos, por el recuerdo de ese tipo de noticias catastróficas, en lugar de la consideración de la proporción de aviones siniestrados en relación a los vuelos sin accidentes. 47 Este heurístico señala que se tiene la tendencia de clasificar a objetos en base a similitudes superficiales. En este caso sería la similitud de los nombres �glucosa� y �glucólisis�. 48 Este heurístico revela una tendencia a recordar solamente hechos que refuerzan nuestros supuestos. 49 Este heurístico señala la tendencia a categorizar eventos basándose en relaciones causales. En este caso, la relación causal sería una asociación entre glucosa y glucólisis.


430

CBC e IBMC (Tabla 11.2.3), podría deberse al heurístico de homogeneidad50. Es decir, durante

el aprendizaje del tema MHC los estudiantes habrían dado a ciertos procesos metabólicos una

jerarquía destacada frente a otros, haciendo inferencias de generalidad incorrectas. Este hecho

se observa particularmente en las respuestas de los estudiantes del CBC e IBMC a la

Preguntas 3 del Cuestionario 1 (Tablas 6.6.c y 7.6.c), asignaturas donde la glucólisis y la

respiración celular fueron los únicos procesos catabólicos enseñados.

La evidencia empírica 3 (Tabla 11.2.3) correspondiente a �sólo se reconoce una de las

fuentes de glucosa involucrada en el proceso de respiración celular�, registrada en un 20% y

16% de los estudiantes que respondieron a la Pregunta 2 de las ER, en BN y QB,

respectivamente provendría también de un heurístico de homogeneidad.51 Los estudiantes de

BN desplegaron una variedad de respuestas (ver Tablas 8.2.f y 8.6.a), mientras que en QB los

estudiantes respondieron jerarquizando llamativamente el proceso de gluconeogénesis (Tabla

9.2.2a) (el proceso de gluconeogénesis no fue enseñando en CBC ni en IBMC). Una breve

explicación del contexto de enseñanza (presentado en el capítulo 10, sección 10.4.4.b,

evidencia empírica 3) podría dar cuenta de la jerarquización inadecuada de este proceso

metabólico por los estudiantes de QB. Otra alternativa podría haber sido señalar a este 20% de

estudiantes de QB como respondientes desde un obstáculo epistémico del tipo �puente�, como

el señalado para la primera evidencia empírica (�La glucosa que se utiliza en la respiración

celular la sintetizan nuestras células�) de la Tabla 11.2.2. Sin embargo, dado lo avanzado de

estos estudiantes en la carrera de Biología o Química, parece altamente improbable que sus

fallas en el aprendizaje provinieran de un modelo subyacente en el cual sólo se considerara la

vía anabólica endógena como fuente de glucosa. Decidir entre sendos tipos de obstáculos

debería haber surgido de profundizar en la entrevista el análisis de los conocimientos de esos

estudiantes, hecho que no fue realizado en la presente investigación52.

También respondería a heurísticos de disponibilidad, de desatender la tasa base, de

representatividad, de memoria selectiva, de esquema causal y de homogeneidad la evidencia

empírica 4 proveniente de la afirmación �las moléculas de CO2 que se exhalan al aire provienen

sólo de la respiración aeróbica de la glucosa�. En esta respuesta, los estudiantes de BN y QB

que seleccionaron la opción (b) de la Pregunta 4 de los Cuestionarios A y B (ver evidencia

50 Este heurístico muestra una tendencia a exagerar conclusiones sobre grandes poblaciones, basadas en pequeñas muestras. 51 Talanquer (2010) ha denominado Una-Razón-Basta a este heurístico. Según este autor, se trataría de un atajo de razonamiento que ayuda a la gente a seleccionar entre varias opciones en función del primer indicador identificado; esto los conduciría a elegir una alternativa sobre otras (Todd y Gigerenzer, 2000). Este heurístico, reduce el número de indicadores y alternativas que hay que considerar al tomar una decisión. Esta estrategia se utiliza comúnmente en combinación con reglas simples para decidir cuándo parar la búsqueda de indicadores y cómo tomar la decisión final. 52 Decidir si un obstáculo es brecha o puente, o precisar el tipo de heurístico utilizado demandaría una investigación centrada en cada sujeto (pues los procesos cognitivos son idiosincrásicos e individuales); el presente trabajo reúne información poblacional.

Capítu

lo 11 � C

onclu

siones sobre obstácu

los epistémicos de apren

dizaje.

43

1

Tabla 11.2.3 Evidencias empíricas de obstáculos epistémicos por heurísticos. Comparación de porcentajes por asignatura

Evidencia empírica


CBC IBMC BN QB

1- La glucosa que se utiliza en respiración celular proviene de la glucólisis

6 % (Tabla 10.4.1.b)

8% (Tabla 10.4.2.b)

11-17%(Tabla 10.4.3.b)

9%(Tabla 10.4.4.b)

2- Conocimientos parciales sobre los destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa

36%* (Tabla 10.4.1.b)

29%* (Tabla 10.4.2.b)

2% (Tabla 10.4.3.b)

1%(Tabla 10.4.4.b)

3- Sólo reconoce una de las fuentes de glucosa involucrada en el proceso de respiración celular



24-30%§

(Tabla 10.4.3.b)16%§

(Tabla 10.4.4.b)

4- Las moléculas de CO2 que se exhalan al aire provienen sólo de la respiración aeróbica de glucosa



25%§

(tabla 10.4.3.b)19%§

(Tabla 10.4.4.b)

*Dado que los temas no fueron enseñados, el obstáculo podría ser de tipo �brecha�. Distinguir esta clasificación hubiera demandado indagaciones adicionales. § Dado que los temas fueron enseñados, decidir si el obstáculo epistémico es de tipo simplemente heurístico, o de tipo �puente� debería haberse indagado con preguntas adicionales.


432

empírica 8 en las Tablas 10.4.3.b y 10.4.4.b, respectivamente), habrían jerarquizado la relación

�glucólisis-respiración celular�, frente a las otras opciones de selección múltiple de dicha

pregunta 4. Esta elección, si bien no es la correcta, podría también haberse debido a una

lectura rápida y superficial de las opciones (sin percepción de la significación del término

�sólo�). Decidir si la respuesta habría provenido de un heurístico o de una lectura incorrecta de

la pregunta debería haberse profundizado mediante subsiguientes análisis de los

conocimientos de esos estudiantes, hechos que no fueron realizados en la presente

investigación a nivel poblacional.

11.3 CONSIDERACIONES FINALES

La clasificación que hemos organizado para categorizar las respuestas erróneas o de

desconocimiento explícito de los estudiantes en tres tipos de obstáculos epistémicos, es una

propuesta original de este trabajo de Tesis Doctoral. Esta categorización va más allá de la

simple enumeración de errores y también va más allá de la detección de heurísticos habituales

(Annisimov, 2004; Talanquer 2006. 2008 y 2010), ya que interrelaciona errores, heurísticos y

contenidos específicos del MHC.

Los docentes de ciencia de todos los niveles deberíamos reconocer tanto la necesidad

de que los estudiantes experimenten, analicen y reflexionen sobre diferentes formas de

modelar, explicar y argumentar en ciencias, como la importancia de explorar y caracterizar las

suposiciones implícitas y los heurísticos que guían su razonamiento en diferentes contextos

temáticos (Talanquer, 2010). De esta forma, nuevas herramientas didácticas podían surgir para

favorecer la habilidad de los estudiantes para interceder metacognitivamente en sus propios

razonamientos (Klaczynski, 2004) y, así, atenuar o modular la influencia de pensamientos

heurísticos con derivaciones erróneas sobre contenidos de ciencia específicos.

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Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.

435

CAPÍTULO 12

OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS ASOCIADOS A LA ENSEÑANZA

12.1 INTRODUCCIÓN

Se desprende de los capítulos 10 y 11 que las dificultades que llevaron a los estudiantes

a tener fallas de aprendizaje no podrían atribuirse solamente a la idea de que �no estudiaron lo

suficiente�. Una investigación como la llevada en esta Tesis Doctoral, amerita un análisis sobre

los posibles factores que pudieran haber propiciado �o, al menos no evitado� la aparición de

algunos de los obstáculos epistémicos de aprendizaje.

Una visión de conjunto sobre las enseñanzas impartidas en las cuatro asignaturas

analizadas revela diferentes niveles de profundidad en los contenidos dictados, temas que no

fueron enseñados y otros que se reiteraron en las sucesivas asignaturas. Si bien, esto puede

apreciarse parcialmente con la lectura de los respectivos programas (ver Anexo), fueron

necesarias reconstrucciones más analíticas sobre la complejidad que presenta el contenido

seleccionado (tal como presentamos en el capítulo 4 mediante la confección de Redes

Conceptuales Generales y una discriminación en Enfoques Químico, Bioquímico y Fisiológico),

y sobre modalidades específicas de enseñanza por asignatura, como se ilustró en el capítulo 5

(mediante las Redes Conceptuales Específicas).

A esta altura de la investigación, entonces, nos preguntamos qué conceptos y

relaciones de las RCG �y con qué enfoques� deberían haber sido utilizados para construir

los modelos teóricos MFCCHet, MFDMet y MFCHGSang, de modo de revertir, las evidencias

empíricas sobre las fallas en los aprendizajes de tales modelos.

Para realizar este nuevo análisis confeccionamos para cada modelo tablas

comparativas 12.1, 12.2 y 12.3, a partir de detectar y listar qué nodos y relaciones �y sus

respectivos enfoques� pertenecientes a las RCGs (capítulo 4) serían necesarios para la

comprensión profunda de cada modelo teórico. Con este listado se confeccionó la primera

columna de dichas tablas. Luego, en las columnas siguientes se marcaron con cruces cuáles

de dichos nodos y relaciones habían sido enseñados por asignatura (según descripciones del

capítulo 5). En la sección 12.1.1se relata, a manera de ejemplo, el procedimiento general

seguido para considerar cómo revertir las evidencias empíricas erróneas reveladas en el

capítulo 10. En dichas tablas se señalan con sombreado en verde aquellos nodos y relaciones

que no se enseñaron en ninguna asignatura y con sombreado en color amarillo los que fueron

enseñados en todas ellas.

Del análisis de estas tablas surgió la conclusión que bajo la categoría de obstáculos

epistémicos asociados a la enseñanza debíamos conceptualizar dos subcategorías distintas:


436

obstáculos epistémicos de tipo curricular y obstáculos epistémicos de tipo

comunicacional, estos últimos se discutirán en la sección 12.4.

12.1.1 Ejemplo de procedimiento general para la construcción de las tablas comparativas 12.1; 12.2 y 12.3.

Para superar la evidencia empírica 1 de las Tablas 10.4.1.a (CBC), 10.4.2.a (IBMC),

10.4.3.a (BN) y 10.4.4.a (QB) relacionadas al MFCCHet, en la que los estudiantes afirmaron

que �los carbonos que se ingieren en el alimento no pueden aparecer en ningún momento en la

atmósfera�, se necesitan utilizar ciertos nodos y relaciones de las RCG-1 y RCG-5 (capítulo 4).

Cada evidencia empírica relacionada con el MFCCHet fue analizada en forma similar, y se

encontró que para revertir las fallas sobre este modelo se requerirían comprender -como

mínimo- los siguientes nodos y relaciones de las RCG-1 y RCG-5 (ver capítulo 4):

RCG-1:

Nodos: ALIMENTACIÓN; ALIMENTO, PERSONAS, BOCA, CÉLULAS, NUTRIENTES,

GLUCOSA, DIGESTIÓN QUÍMICA, ABSORCIÓN, INTESTINO DELGADO, CO2.

Relaciones: PERSONAS requieren de una adecuada ALIMENTACIÓN; PERSONAS para su

vida y crecimiento requieren ALIMENTOS; PROTEÍNAS, LÍPIDOS e HIDRATOS DE

CARBONO son componentes de los ALIMENTOS; CÉLULAS para su vida y crecimiento

requieren NUTRIENTES; AMINOÁCIDOS y GLUCOSA son ejemplos de NUTRIENTES;

Localización y características de los procesos de INGESTIÓN, DIGESTIÓN QUÍMICA,

ABSORCIÓN.

RCG-5:

Nodos: GLUCÓLISIS, PIRUVATO, CICLO DE KREBS, RESPIRACIÓN CELULAR, CO2

INTRACELULAR, CO2 EN SANGRE, SISTEMA CIRCULATORIO, SISTEMA RESPIRATORIO,

PULMONES, RESPIRACIÓN, CO2 DEL AIRE, AIRE.

Relaciones: O2 (del aire) y CO2 (del aire) están disueltos en el medio gaseoso del AIRE;

GLUCÓLISIS proceso por el cual por cada mol de glucosa se obtienen dos moles de

PIRUVATO NADH y ATP; PIRUVATO en condiciones aeróbicas se oxida completamente (a

CO2) en MITOCONDRIA; CICLO DE KREBS en matriz mitocondrial genera como productos

CO2 (intracelular) + NADH + FADH2 + GTP; CÉLULAS oxidan moléculas orgánicas mediante

RESPIRACIÓN CELULAR; HEMATOSIS proceso de intercambio de CO2 y O2, que ocurre en

ALVÉOLOS PULMONARES Y CAPILARES SANGUÍNEOS ALVEOLARES; AIRE entra y sale

de ALVÉOLOS PULMONARES; AIRE presente en pulmones se inhala o exhala por

RESPIRACIÓN.

Con estos nodos y relaciones podrían organizarse explicaciones sobre el MFCCHet con

distintas profundidades conceptuales correctas, según el requerimiento de cada nivel de


437

enseñanza. De esta manera, utilizando los nodos, relaciones y enfoques correspondientes (ver

capítulo 4) se generó la columna de la izquierda de la Tabla 12.1. Las restantes columnas

provienen de marcar aquellos nodos y relaciones que fueron enseñados en cada asignatura.

Este procedimiento, fue aplicado para representar una forma de superar las evidencias

empíricas de fallas en el MFDMet y en el MFCHGSang. Con esa idea constituyeron las Tablas

12.2 y 12.3, respectivamente.

12.2 OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE TIPO CURRICULAR

Con el procedimiento señalado en 12.1.1se construyeron las Tabla 12.1 (para el

MFCCHet); 12.2 (para el MFDMet); y 12.3 (para el MFCHGSang). De estas tablas surgen

fundamentalmente dos cuestiones curriculares: una referida a los contenidos que no se

explicaron en ninguna de las asignaturas indagadas, y otro referido a aquellos contenidos que

fueron reiterados en la totalidad de dichas asignaturas. Esta situación y sus posibles

consecuencias sobre los obstáculos epistémicos de aprendizaje descriptos en el capítulo 11, se

discuten a continuación, para cada modelo.

12.2.1 Obstáculos epistémicos de tipo curricular para la enseñanza del MFCCHet

La Tabla 12.1 muestra los conceptos y relaciones extraídos de las RCGs-1 y 5 referidas

a la relación entre la alimentación y la glucosa utilizada en la respiración celular, y a la relación

entre respiración y respiración celular, respectivamente. En ella se marcan con sombreado

verde aquellos nodos y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura y con

sombreado color amarillo los que fueron enseñados en todas ellas. Se observa que:

a) En ninguna de las materias analizadas se hizo mención de los temas de la RCG-1

relacionados con la egestión del alimento no digerido, ni con la actividad bacteriana intestinal.

Esta situación contribuiría a la formación del obstáculo epistémico de aprendizaje de

tipo �puente� proveniente de la primera evidencia empírica señalada en la Tabla 11.2.2. La

afirmación de los estudiantes acerca de que �los carbonos del alimento sólo pueden ser

eliminados mediante la actividad bacteriana sobre los desechos de la materia orgánica

producto del proceso digestivo por las heces como metano�. Esta evidencia manifestaría que

los estudiantes traen un modelo previo muy arraigado en sus MLP que interferiría con

aprendizajes correctos para el MFCCHet. Dicho modelo, podría provenir de una reiterada

enseñanza en escuela primaria y media acerca de la formación de gas metano desde dos

puntos de vista: como biogas generado a partir de descomposición de materia orgánica (en

temas de energías alternativas), y como gas proveniente de la digestión de organismos


438

superiores terrestres (ciclo del carbono), gas que se lo menciona por su aporte al efecto

invernadero, y, por lo tanto, al riesgo de calentamiento global del planeta.

Si durante la enseñanza en la universidad estos temas no son retomados y/o

reconceptualizados, bien podrían permanecer como un modelo mental funcional accesible,

frente a heurísticos de búsqueda en la MLP, a la hora de organizar una respuesta.

b) Otro bloque de contenidos que no se tratan en las asignaturas es el correspondiente

a las relaciones entre el mecanismo de respiración a nivel pulmonar y la respiración celular, con

sus características particulares asociadas al lugar de formación, transporte e intercambio de las

especies químicas CO2 y O2, particularmente descriptos en la RCG-5. Esta situación explicaría

el origen de dos obstáculos epistémicos de tipo �brecha�, cuando los estudiantes afirman que

�no hay relación entre los carbonos que se ingieren en el alimento y el eliminado por exhalación

durante la respiración�, y �el CO2 exhalado es el mismo que fue inhalado� (Tabla 11.2.1).

Este obstáculo epistémico tipo �brecha� en el conocimiento de los estudiantes, no sería

superado por la presencia de otros modelos explicativos funcionales de tipo �puente� �como

en el caso previo�. Si bien, durante esta investigación no se evaluó específicamente acerca

de estos contenidos de respiración pulmonar vs. respiración celular, la existencia de este

obstáculo tipo �brecha� se habría manifestado cuando se registraron inconsistencias en las

respuestas a las entrevistas recurrentes de estudiantes de CBC, IBMC y BN al indagar sobre la

relación entre glucosa y CO2 de la respiración (ver cuadros 6.2, 7.2 y 8.1 de capítulos 6, 7 y 8

respectivamente). En esas circunstancias los estudiantes hacían referencia a que �lo que se

respira es el O2�; es decir, evidenciaban no haber comprendido la participación de la glucosa

como fuente de carbonos involucrada en la respiración celular.

c) En todas las asignaturas se enseñaron los contenidos asociados a glucólisis, ciclo de

Krebs, cadena respiratoria y fosforilación oxidativa; según se ha marcado en con color amarillo

en la Tabla 12.1.

Los datos de la Tabla 12.1 mostrarían una acentuada connotación hacia contenidos

bioquímicos desde las primeras materias universitarias y, al mismo tiempo, se comprobaría con

los resultados obtenidos que los estudiantes carecen de modelos fisiológicos que les permitan

situar dichos eventos bioquímicos en un contexto biológico. Ello daría cuenta de grandes

dificultades en los estudiantes para realizar un procesamiento apropiado de la información

presentada. Esta situación sería de difícil recuperación por los propios estudiantes, aún con

consultas bibliográficas (ver análisis de material bibliográfico para al MFCCHet, sección

10.4.1a; 10.4.2a; 10.4.3a; 10.4.4a); y los obstáculos tipo brecha seguirían, de esta forma,

presentes en las subsiguientes asignaturas, como se mostró en la Tabla 10.5. El no

aprendizaje de contenidos referentes a nutrición humana en escolaridades previas a la

universitaria ha sido ampliamente revelado en investigaciones en España y en Latinoamérica

(Banet, 2001; Daza y Rosales, 2010).


439

Una reflexión histórica de la evolución del conocimiento científico por la que se debió

atravesar para llegar al MFCCHet, permitiría considerar alternativas curriculares diferentes a las

actuales:

Capítu

lo 12 � Obstácu

los epistémicos asociad

os a la enseñ

anza.

44

0

Tabla 12.1. Conceptos, relaciones y enfoques de las RCGs necesarias para la comprensión del MFCCHet. El sombreado verde indica aquellos nodos y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura y el sombreado en color amarillo los que fueron enseñados en todas. EQ: enfoque químico, EB: enfoque bioquímico y EF: enfoque fisiológico.

CBC IBMC BN QB

RCG1-1 nodos: Personas (EF); Células (EB); Glucosa (EQ). X X X X

Digestión química (EF). X X

Alimentación (EF), Alimento (EF); Boca (EF); Nutrientes (EB). X X

Absorción (EF); Intestino delgado (EF). X

Egestión (EF); Material no digerido (EF); Bacterias intestinales (EB); Intestino grueso (EF); CO2, CH4, H2 (EQ).

RCG1-1 relaciones: PERSONAS sus órganos y tejidos están formados por CÉLULAS (EF). X X X X

PERSONAS para su vida y crecimiento requieren ALIMENTOS (EF); PERSONAS requieren de una adecuada ALIMENTACIÓN (EF); CÉLULAS para su vida y crecimiento requieren NUTRIENTES (EF); PROTEÍNAS, LÍPIDOS E HIDRATOS DE CARBONO son componentes de los ALIMENTOS (EF); AMINOÁCIDOS y GLUCOSA son ejemplos de NUTRIENTES (EB)

X X

Localización de y características de los procesos de INGESTIÓN, DIGESTIÓN QUÍMICA, ABSORCIÓN (EF). X

MATERIAL NO DIGERIDO algunos son sustratos de la acción de BACTERIAS INTESTINALES (EB).

RCG-5 nodos: Piruvato (EQ); Glucosa (EQ); Glucólisis (EB); Respiración celular (EB); Respiración celular aeróbica (EB); Células (EB); Ciclo de Krebs (EB); CO2 intracelular (EB).

X X X X

CO2 en sangre (EB). X

CO2 del aire (EQ); Aire (EQ); Sistema respiratorio (EF); Sistema circulatorio (EF); Pulmones (EF); Respiración (EF); Sangre (EF); Respiración (EF); Alvéolos Pulmonares (EF); Hematosis (EF); Capilares sanguíneos (EF); Persona (EF).

RCG-5 relaciones: CÉLULAS oxidan moléculas orgánicas mediante RESPIRACIÓN CELULAR (EB); CICLO DE KREBS en matriz mitocondrial genera como productos CO2 (intracelular), NADH, FADH2 y GTP (EB); PIRUVATO en condiciones aeróbicas se oxida completamente (a CO2) en MITOCONDRIA (EB); GLUCÓLISIS algunos autores la presentan como parte de RESPIRACIÓN CELULAR (EB); GLUCOSA en citosol su degradación oxidativa parcial a piruvato se denomina GLUCÓLISIS (EB)

X X X X

GLUCÓLISIS proceso por el cual por cada mol de glucosa se obtienen dos moles de PIRUVATO NADH y dos moles de ATP (EB) X X X X

O2 (del aire) y CO2 (del aire) están disueltos en el medio gaseoso del AIRE (EQ); HEMATOSIS proceso de intercambio de CO2 y O2, que ocurre en ALVÉOLOS PULMONARES Y CAPILARES SANGUÍNEOS ALVEOLARES (EF); AIRE presente en pulmones se inhala o exhala por RESPIRACIÓN (EF); O2 (en la célula) por difusión sale de las células y entra a eritrocitos para constituir el O2 (de la sangre) (EF); AIRE entra y sale de ALVÉOLOS PULMONARES (EF); CO2 (intracelular)atraviesa membranas celulares por difusión simple y constituye el CO2 (en sangre) (EB); CO2 (en sangre) la mayor parte se hidrata por anhidrasa carbónica y se disocia a bicarbonato y protón, una pequeña parte se disuelve en plasma como tal y otra se combina reversiblemente con la hemoglobina de los eritrocitos de la SANGRE (EB); HEMATOSIS proceso de intercambio de CO2 y O2, que ocurre enALVÉOLOS PULMONARES Y CAPILARES SANGUÍNEOS ALVEOLARES (EF); PULMONES son partes de SISTEMA RESPIRATORIO; (EF); CAPILARES SANGUÍNEOS son parte de SISTEMA CIRCULATORIO (EF); Reversibilidad de la unión hemoglobina con O2 y con CO2 (EQ); Disociación del CO2 en agua (EQ); Acción catalizadora de la anhidrasa carbónica EQ).


441

12.2.1.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFCCHet

Entender el ciclo del carbono involucrando autótrofos y heterótrofos (capítulo 10.1)

requiere, como mínimo comprender que:

a) Las plantas necesitan de agua, nutrientes, minerales del suelo y energía solar para

construir la materia orgánica a partir del CO2 atmosférico.

b) Que la materia orgánica de las plantas se forma reduciendo al CO2 atmosférico.

c) Que los azúcares, como la glucosa (de fórmula general C6H12O6) son el producto final

de la forma reducida de los carbonos que se incorporaron inicialmente en su forma oxidada

como CO253.

d) Que el proceso de combustión química es una oxidación violenta de compuestos

reducidos, llamados combustibles, que se oxidan. La oxidación por combustión química (no

biológica) de la glucosa se representa con la fórmula general

C6H12O6 + 6 O2 ‡ 6 CO2 + 6 H2O

e) Que en los organismos, la combustión (oxidación) de materia orgánica reducida (por

ejemplo, glucosa), es el proceso denominado respiración celular, que se realiza en etapas y de

modo controlado, de forma tal que la energía liberada quede retenida en la formación de

enlaces químicos de moléculas transportadoras de energía dentro de la célula (ATP). Una

ecuación para la combustión total de glucosa mediante los procesos de glucólisis y respiración

celular aeróbica sería:

C6H12O6 + 6 O2 ‡ 6 CO2 + 6 H2O + 36 / 38 ATP54

f) Que el dióxido de carbono, producto de la respiración se transporta por sangre y se

intercambia con el O2 durante el proceso de hematosis en las estructuras respiratorias.

A continuación se presentará un breve resumen de los hechos históricos más

importantes respecto de estas cuestiones, para tener una idea de la dimensión temporal que

demandó la construcción del conocimiento actual sobre los procesos que involucran la

captación y eliminación de CO2 por fotosíntesis y respiración celular, respectivamente; así

como para poner en evidencia de qué forma las experimentaciones han sostenido las ideas de

cada momento, erradas, o no (Galagovsky, 2010).

i- J B. van Helmot (1577-1644) se preguntaba de dónde obtienen las plantas la materia que

genera su aumento de tamaño. Ideó un experimento en el que pesó una planta y luego la

53 En el ciclo de Calvin, en el estroma del cloroplasto, se obtienen como ganancia 2 moléculas de gliceraldehído-3-P por cada 6 moléculas de CO2, que son convertidas en diferentes hexosas. 54 Actualmente (Stryer, 2007) se consideran 30 ó 32 ATP por molécula de glucosa según el tipo celular y la lanzadera utilizada.


442

plantó en una maceta que tenía una determinada cantidad pesada de suelo. Por un período de

cinco años fue agregando a la maceta agua de lluvia y destilada. Al cabo de esos cinco años

volvió a pesar la planta y notó que su aumento de peso no era proporcional a la disminución del

peso de suelo observado. Van Helmont concluyó erróneamente que el aumento de peso de la

planta era debido al agua. Sin embargo, mediante otros experimentos van Helmont propuso la

existencia de gases discretos e identificó los compuestos químicos que hoy llamamos dióxido

de carbono y nitrógeno. Fue el primer científico que diferenció entre los conceptos de gas y aire

(Hudson, 1992)55. A su vez, entre 1779 y 1796 Ingenhousz demostró que la luz es

indispensable para la producción de oxígeno por las plantas verdes. También observó que las

plantas consumen dióxido de carbono. En 1804, de Saussure hizo el primer balance de la

estequiometría de los intercambios gaseosos de la fotosíntesis y en 1862 Sachs comprobó que

el almidón es un producto de la fotosíntesis (Lehninger, 1978).

ii- J. Priestley (1733-1804) realizó investigaciones en el campo de la química que tuvieron

inmediatas aplicaciones en el ámbito de la biología, en particular en lo que se refiere a los

procesos de respiración de los animales y de la nutrición de las plantas. En el marco de la

teoría del flogisto los experimentos de Priestley entre 1770 y 1774 pusieron de manifiesto que

combustión y respiración producían el mismo efecto que denominó �flogistizar� el aire; y

comprobó que las plantas contribuían a �deflogistizarlo�. También Priestley propuso que la

respiración consistía en un intercambio de flogisto entre el aire y la sangre.

iii- A. Lavoisier (1743-1794) había demostrado que durante la respiración de un animal, el

oxígeno se convierte en �aire fijo� (denominación del actual CO2). Sospechaba que un animal

es capaz de mantener la temperatura de su cuerpo por encima de la de su entorno, por la

liberación de calor mediante un proceso similar a la combustión del carbón vegetal. Para

corroborar su hipótesis Lavoisier y Laplace, entre 1772 y 1784 �aún dentro de la concepción

del calórico como fluido�, diseñaron aparatos y realizaron unos experimentos que sentaron las

bases de la calorimetría. Construyeron un calorímetro en el cual pusieron durante 10 horas un

cobayo, y encontraron que durante este tiempo se había derretido determinada cantidad de

hielo, pero la temperatura del animal no había variado. Paso siguiente, calcularon cuánto aire

fijo (CO2) había producido el cobayo durante esas 10 horas; paralelamente, midieron cuánto

aire fijo era producido por diferentes cantidades medidas de carbón vegetal durante la

combustión. Estos experimentos los llevaron a concluir que �la respiración es una especie de

combustión, muy lenta, pero básicamente similar a la combustión del carbón vegetal�. Ellos

creyeron que el calor aparecía como resultado de la liberación calórica del oxígeno al que

55 La consideración de que el aire era una sustancia simple constituía un obstáculo importante para comprender la naturaleza de los intercambios gaseosos en pulmones.


443

llamaban �aire deflogisticado�, cuando se combinaba con el carbono proveniente tanto del

alimento como del carbón vegetal.

Antes de morir, Lavoisier resumió sus experimentos sobre respiración con seres

humanos y determinó que el consumo de oxígeno aumentaba durante la digestión, frente a

bajas temperaturas exteriores y durante el ejercicio físico (Hudson, 1993). Estas ideas sentaron

las bases para los estudios de las funciones energéticas de los alimentos y descartaron las

teorías que desde Galeno (siglo II d de C) sostenían que el corazón era el productor del calor

interno en los seres humanos, y que la respiración pulmonar cumplía la función de refrigerar la

sangre (Hudson, 1993; Banet Hernández, 2001).

De esta forma, Lavoisier y Priestley describieron los procesos fundamentales que

constituyen el ciclo del carbono. La naturaleza química de los procesos de óxido�reducción

debió esperar hasta el descubrimiento del electrón �más de un siglo después� para poder

ser racionalizados.

12.2.2 Obstáculos epistémicos curriculares para la enseñanza del MFDMet

La revisión de contenidos necesarios para superar las evidencias empíricas de errores

referidos a la comprensión del MFDMet se analizó de manera similar a lo señalado en la

sección 12.1.a. Para la construcción de la Tabla 12.2 se seleccionaron los nodos y relaciones

conceptuales y se revisaron los nodos y relacines enseñados en cada asignatura según las

RCEs (Cap.5) necesarios para comprender este modelo. Siguiendo el mismo código anterior se

sombrearon con verde aquellos contenidos que no se enseñaron en las asignaturas, y con

amarillo los que fueron enseñados en todas ellas. El análisis de la Tabla 12.2 conlleva a las

siguientes observaciones:

a) Los contenidos que se reiteran en todas las asignaturas están relacionados con los

procesos de glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria, respiración celular aeróbica,

metabolitos principales de dichas vías. Estos conceptos requieren para su enseñanza detalles

de nivel bioquímico. Los nodos de la RCG-1 relacionados a la alimentación (aminoácidos,

glucosa, nutrientes en general) se presentan como partes de clasificaciones de

macromoléculas, y no vinculados a la disponibilidad de metabolitos para las diferentes vías

simultáneas catabólicas o anabólicas. Particularmente, en BN y QB las relaciones entre

alimentación, y disponibilidad de glucosa se enseñan asociadas a la acción de insulina-

glucagón; es decir, el nivel fisiológico deriva del contexto de enseñanza de la acción de estas

hormonas.

Desde esta situación en la que los procesos metabólicos señalados ocupan un lugar

curricular de preeminencia podrían entenderse razones por las cuales gran proporción de los

estudiantes respondieron mediante heurísticos (Tabla 11.2.3) que:


444

-�La glucosa que se utiliza en la respiración celular proviene de la glucólisis�;

-�Las moléculas de CO2 que se exhalan al aire provienen sólo de la respiración aeróbica

de la glucosa�

Asimismo, este refuerzo permanente del proceso de respiración celular aeróbica, podría

haber conducido a los estudiantes a generalizar este proceso; y por lo tanto, podría ser un

origen del obstáculo epistémico tipo �puente� por el cual los estudiantes respondieron �Las

moléculas de CO2 que se exhalan al aire provienen de la oxidación de cualquier molécula

orgánica� (Tabla 11.2.2).

b) Particularmente, se observa en la Tabla 12.2 que en las dos Biologías del CBC y en

IBMC, no se menciona ni presenta la existencia de otras vías metabólicas asociadas al MHC,

tales como la glucogenogénesis, glucogenólisis, gluconeogénesis. Esta situación limitaría la

construcción de modelos mentales fisiológicos que dieran cuenta de la convergencia y

divergencia de vías metabólicas, con una interacción de aprovechamiento de metabolitos que

resultan comunes a dichas vías.

c) Un aspecto que llama la atención en esta Tabla 12.2 es que los conceptos y

relaciones necesarios para la comprensión del MFDMet se dan en BN, incluso en mayor

medida que en QB; sin embargo, en BN, los errores asociados a la construcción de este

modelo fueron del orden de los encontrados en CBC e IBMC (ver Tabla 10.5). La evidencia

más relevante fue reflejada en las respuestas de un 64% de los estudiantes de BN que

señalaron que �los momentos nutricionales por los que atraviesa un organismo no tienen

influencia en el origen de la glucosa que se utiliza en la respiración celular�. Esta situación

revela, claramente, que la presentación de información no deviene automáticamente en

aprendizaje.

Ante estos resultados cabe reflexionar, por un lado, sobre cómo la falta de contextos

fisiológicos impide la correcta interpretación y significación de los procesos bioquímicos

enseñados. Es decir, desde modelos teóricos acerca del propio proceso de aprendizaje, se

previene sobre que la falta de conceptos sostén impiden una construcción significativa y

sustentable de los aprendizajes (Galagovsky, 2004a y b); en estos casos, pareciera que lo que

falta en los estudiantes son conceptos sostén relacionados a una visión fisiológica de los

procesos. Es decir, la enseñanza de contenidos sobre modelos bioquímicos, no integrados a

marcos fisiológicos y, por lo tanto, a preguntas que permitan contextualizarlos, forzaría a los

estudiantes a aprendizajes memorísticos y aislados. Evidentemente, los estudiantes aprenden

a estudiar de esta forma y, por ello, aprueban los exámenes; las fallas se hacen evidentes

frente a investigaciones educativas, y no necesariamente en situaciones de responder a las

preguntas de los exámenes tradicionales.

Los contextos de enseñanza vienen configurados por el tipo de preguntas que el

docente hace a los estudiantes y que previamente se hizo, al preparar la selección y


445

ordenamiento de los contenidos a enseñar. Es decir, el preguntar ¿qué es la glucólisis, o la

respiración celular, o cuánta energía se obtiene a partir de dichos procesos por moléculas

orgánicas específicas?, no es el mismo nivel de conflicto cognitivo que preguntarse ¿de qué

manera un organismo mantiene vivas sus células?, o ¿cómo la Naturaleza logra que las células

tengan un reaprovisionamiento constante de metabolitos para afrontar el gasto de energía

necesario que les permite cumplir con sus funciones vitales?, etc.

Los docentes deberíamos reflexionar sobre cuáles son las preguntas importantes que

responden a modelos epistemológicos abarcadores, que son los que habilitan a la

interpretación de otros submodelos más específicos. Es decir la selección de contenidos a ser

enseñados no necesariamente debería responder indefectiblemente a la secuencia organizada

desde la bibliografía existente. La organización de un libro de texto tiene una lógica que no

debería ser ciegamente trasladada a la secuencia de clases.56

56 No hay razones epistemológicas que fuercen a aceptar la secuencia de los libros como propicia para la enseñanza en clase. Por el contrario, se sugieren como diferentes la �lógica interna de la disciplina� y la �logica psicológica del aprendizaje� (Ruiz Ortega, 2007).

Capítu

lo 12 � Obstácu


os a la enseñ

anza.

44

6

Tabla 12.2 Conceptos, relaciones y enfoques de las RCGs necesarias para la comprensión del MFDMet. El sombreado verde indica aquellos nodos y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura y el sombreado en color amarillo los que fueron enseñados en todas. EQ: enfoque químico, EB: enfoque bioquímico y EF: enfoque fisiológico.

CBC IBMC BN QB

RCG-1 Nodos: ALIMENTACIÓN (EF), AMINOÁCIDOS (EQ), GLUCOSA (EQ), NUTRIENTES(EQ), PERSONAS (EF), CÉLULAS (EB). X X X XDIGESTIÓN QUÍMICA (EF), ESTÓMAGO (EF), INTESTINO DELGADO (EF). XRCG-1 Relaciones: AMINOÁCIDOS Y GLUCOSA son ejemplos de NUTRIENTES (EB); PERSONAS para su vida y crecimiento requierenALIMENTOS (EF); CÉLULAS para su vida y crecimiento requieren NUTRIENTES (EF).

X X X X

INTESTINO DELGADO sectordonde se produce el proceso de absorción de nutrientes mediante MECANISMOS DE TRANSPORTE (EF). X X

RCG-2 Nodos: GLUCEMIA NORMAL(EB), GLUCOSA (EQ); HIPERGLUCEMIA(EB), INSULINA (EB). X XRCG-2 Relaciones: GLUCOSA su concentración homogénea en sangre con ayuno de 12 h es la GLUCEMIA NORMAL (GN) (5 mM) (EQ) INSULINA por múltiples mecanismos disminuye la HIPERGLUCEMIA (EB).

X X

RCG-3 Nodos: GLUCOSA (EQ), GLUCOSA 6- FOSFATO(EQ), INSULINA (EB), PIRUVATO, GLUCÓLISIS (EB). X X X X

GLUCONEOGÉNESIS (EB), GLUCOGENOLISIS (EB), GLUCOGENOGÉNESIS (EB). X X

RCG-3 Relaciones: GLUCOSA proceso parcial de degradación oxidativa se denomina GLUCÓLISIS (EB). X X X X

GLUCOSA en hígado y músculo puede polimerizar y almacenarse como GLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOSINTASA cataliza la formaciónde GLUCÓENO (EB), GLUCOGENO FOSFORILASA degrada al GLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOLISIS proceso de degradación delGLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOGÉNESIS proceso de formación del GLUCÓGENO (EB), GLUCONEOGÉNESIS se produce enHEPATOCITOS (EF), GLUCONEOGENESIS proceso que en mitocondrias, citosol y retículo liso, a partir de aminoácidos, láctico y glicerolproduce GLUCOSA (EB), GLUCOSA a través de numerosospasos de la vía glucolítica rinde dosmoléculasde PIRUVATO (EB).

X X

GLUCOQUINASA cataliza en hígado y páncreas la transformación entre GLUCOSA Y GLUCOSA-6-FOSFATO(EB).GLUCOQUINASA sólo se activa con altas concentraciones intracelulares de glucosa en HEPATOCITOS Y CÉLULAS β DEL PÁNCREAS(EF).

X

RCG-4 Nodos: HIPOGLUCEMIA (EB), HIPERGLUCEMIA (EB), SÍNTESIS DE PROTEÍNAS (EB), RESPIRACÓN CELULAR AERÓBICA(EB), GLUCÓLISIS (EB).

X X X X

VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (EB) INSULINA (EB), RECEPTORES DE INSULINA (EB), INGESTA DE H de C. (EF), VENAPORTA (EF), HÍGADO (EF), GLUCONEOGÉNESIS (EB), GLUCOGENOLISIS (EB), SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS (EB), SÍNTESIS DETRIGLICÉRIDOS (EB), VÍA DE LAS PENTOSAS (EB).

X X

RCG-4 Relaciones HIPOGLUCEMIA se produce cuando disminuye el VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM) (EF),HIPERGLUCEMIA se produce cuando aumenta el VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM) (EF), VENA PORTA conduce a laglucosa absorbida en intestino hacia el HÍGADO (EF), HÍGADO regula la concentración de glucosa que se distribuye homogéneamentehacia el resto de las CÉLULAS DEL CUERPO (EF), INGESTA DE HIDRATOS DE CARBONO- eleva - VALOR NORMAL DE GLUCOSA ENSANGRE (5mM) (EF), GLUCÓLISIS se produce en todas las CÉLULAS DEL CUERPO (EB), VÍA DE LAS PENTOSAS, SÍNTESIS DETRIGLICÉRIDOS Y SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS se producen en ADIPOCITOS Y HEPATOCITOS (EB), GLUCOGENOGÉNESIS seproduce en CÉLULAS MUSCULARES Y HEPATOCITOS (EB); GLUCOGENOLISIS se produce en hepatocitos y CÉLULAS MUSCULARES(EB); GLUCONEOGÉNESIS se produce en HEPATOCITOS Y CÉLULAS RENALES (EB), GLUCÓLISIS se produce en todas las CÉLULASDEL CUERPO (EB); INGESTA DE HIDRATO DE CARBONO eleva transitoriamente la concentración de glucosa en VENA PORTA (EF).

X X

RESPIRACÓN CELULAR AERÓBICA Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS excepto en eritrocitos se producen en todas las CÉLULAS DEL CUERPO (EB).RCG-5 Nodos: GLUCOSA (EQ), ATP(EQ), NADH(EQ) , PIRUVATO(EQ) , LACTATO(EQ), FADH(EQ), GTP(EQ), ACETIL CoA(EQ), GLUCÓLISIS(EB) RESPIRACIÓN CELULAR ANAERÓBICA (EB), AERÓBICA (EB), CICLO DE KREBS (EB).

X X X X

RCG-5 Relaciones: GLUCOSA en citosol su degradación oxidación parcial a piruvato se denomina GLUCÓLISIS (EB), PIRUVATO en condiciones aeróbicas se oxida completamente a CO2 en MITOCONDRIAS (EB), MATRIZ MITOCONDRIAL en ella el piruvato se oxida descarboxilándose y se genera CO2, NADH ACETIL CoA (EB), ACETIL CoA aporta dos carbonos que se oxidan en el CICLO DE KREBS (EB); CÉLULAS oxidan moléculas orgánicas mediante RESPIRACIÓN CELULAR (EB).

X X X X


447

12.2.2.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFDMet

Entender el modelo fisiológico de disponibilidad de metabolitos requiere, como mínimo,

comprender que:

a) Los organismos poseen un sistema de vías metabólicas de síntesis y degradación de

moléculas que pueden ocurrir simultáneamente.

b) Los metabolitos que participan de numerosas vías metabólicas son moléculas

orgánicas pequeñas (pocos átomos de carbono, tales como piruvato, lactato, glicerol, Acetil-

CoA, etc.) que proveen de carbonos para la construcción de esqueletos de otras moléculas; y

moléculas transportadoras de energía (como ATP) o de alto poder reductor (como NADH,

FADH2).

c) La glucólisis y respiración celular se producen en todas las células de los distintos

tejidos (a excepción de la respiración aeróbica en los eritrocitos) y son reacciones catabólicas

de oxidación de moléculas: la glucólisis parte de glucosa y llega a priuvato; éste se

descarboxila y el acetilCoA formado es la molécula insumo de la respiración celular aeróbica, al

ingresar dentro de las mitocondrias al ciclo de Krebs.

d) Las células deben contar con un reaprovisionamiento constante de metabolitos; para

ello se producen activaciones o regulaciones de una u otra vía metabólica, dependiendo de las

condiciones fisiológicas por las que atraviesa el organismo. Las vías metabólicas son reguladas

por enzimas específicas que responden a modificaciones del medio intracelular.

e) Dentro de cada organismo, en sus reacciones químicas se produce conservación de

la masa; es decir; los alimentos, transformados en nutrientes cumplen funciones de aporte de

masa y de energía. El organismo, además, es un sistema abierto que regula el ingreso y

egreso de masa, con una precision específica sobre el tipo de nutrientes, líquidos, sales etc. y

mantiene un equilibrio biológico.

A continuación se presentará una breve reseña de los hechos históricos más


demandó la construcción de los procesos metabólicos, y, particularmente, de aquéllos

involucrados en la respiración celular y la glucólisis.

a) Investigaciones iniciales

Lavoisier (1743-1794) concluyó que en los pulmones se producía el fenómeno de

combustión y que el calor producido pasaba a la sangre y, a través de ella, a todo el

organismo. El cuestionamiento a sus postulados se basaba en la pregunta sobre cómo podría

producirse lentamente una combustión, sin emisión de luz y sin destruir tejidos. La resolución a

esta importante cuestión vino dada hacia fines del siglo XVIII por algunas investigaciones que


448

pusieron de manifiesto la existencia de sustancias que en cantidades pequeñas aceleraban los

procesos de transformación de sustancias complejas en otras más sencillas (propiedad que

Berzelius denominó catálisis) sin presentar alteraciones en estos procesos (las actualmente

denominadas enzimas) (Banet, 2001). Por otra parte, durante el siglo XIX se avanzó en la

investigación y comprensión del proceso de fermentación producido por las levaduras.

Estos avances permitieron dilucidar que los procesos metabólicos son prácticamente

similares en todos los seres vivos y que las reacciones celulares se producirían por etapas,

fenómeno apuntado por Dumas en 1840 al afirmar que la combustión puede entenderse en

etapas y por Hoppe-Seyler, quien en 1864 señaló que �en el protoplasma, las síntesis y las

catálisis se desarrollan siguiendo un serie de etapas intermedias� (Banet, 2001).

Según Giordán y colaboradores (1988) hacia 1870, Bert desarrolló estudios de

extraordinaria importancia que pusieron de manifiesto que los tejidos animales (músculo, riñón,

cerebro) son capaces de absorber oxígeno, así como otros nutrientes, y de desprender dióxido

de carbono. Asimismo, en 1872, Pfluger comprobó que los tejidos animales consumen oxígeno

en vez de hacerlo solamente la sangre y los pulmones. De manera que antes de terminar el

siglo XIX se admitió que el oxígeno y nutrientes son transportados por la sangre y que los

procesos de combustión, asociados a la respiración humana, también ocurrían en tejidos.

En la primera parte del siglo XIX, en 1838, Schleiden y Schwann enuncian la Teoría

Celular, estableciendo, así, que los tejidos están formados por células, que constituirían la

unidad básica de los organismos vivos, tanto plantas como animales. Posteriormente, a partir

de los estudios realizados con el microscopio óptico durante el siglo XIX y comienzos del XX, y

la puesta a punto de las técnicas de microscopía electrónica en la década de 1940, se logró

conocer, la compleja ultraestructura celular, así como localizar y describir los orgánulos

celulares en los que se desarrollan los distintos procesos metabólicos (Banet, 2001).

b) Comienzos y evolución del estudio del metabolismo

i- Aproximaciones experimentales

Las afirmaciones de Dumas y de Hoppe-Seyler sentaron las bases teóricas para

abordar el estudio de las reacciones que se producen en las células en etapas intermedias

(Banet, 2001). Este concepto, sumado a la utilización de trazadores, ha contribuido a un

espectacular desarrollo de la bioquímica. Así en 1905, Knoop dedujo la beta oxidación de los

ácidos grasos utilizando ácidos grasos a los que había agregado un grupo fenilo como

marcador que podía encontrar en la orina de los perros que utilizada en sus experimentos. En

1935, Schoemheimer y Rittenberg utilizaron por primera vez isótopos radiactivos como

trazadores para el estudio del metabolismo intermedio de glúcidos y lípidos (Lehninger, 1978),

una aproximación más moderna que la utilizada por Knoop. A estos estudios siguieron


449

numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX vinculados a

la utilización de la radiactividad para estudios del metabolismo, funcionamiento hormonal,

neurotrasmisores, etc., en el organismo (Roth y Poty, 1985). Es decir, recién desde la segunda

mitad del siglo XX aparecieron avances en relación a la interpretación de los procesos

metabólicos de disponibilidad de metabolitos en el organismo.

ii- Discriminación de las reacciones de las rutas metabólicas

Entre 1850 y1855, Bernard aisló glucógeno del hígado, mostrando que se convertía en

la glucosa sanguínea, y también descubrió el proceso de gluconeogénesis (Lehinger, 1978), sin

embargo, aún no se comprendían cómo estaban conformadas, relacionadas y reguladas las

reacciones químicas que constituían el metabolismo.

Un estudio clave en la comprensión de las rutas metabólicas lo constituyeron las

investigaciones sobre la fermentación y posteriormente sobre la glucólisis que comenzaron en

el siglo XIX. En 1860, Pasteur sostenía una "teoría vitalista" como explicación de los

mecanismo básicos de la fermentación, afirmando que sin células de levadura no se producía.

En este sentido, dedujo que los microorganismos eran la causa de ese proceso, en

contraposición a Berzelius y von Liebig que sostenían una teoría mecanicista para explicar la

fermentación. Pero, Büchner, en 1870 hizo un extracto de levadura, sin células y observó que

era capaz de transformar glucosa en CO2 y alcohol. Sostuvo que de la levadura había extraído

una sustancia capaz de fermentar, de esta manera demostró por primera vez que la

fermentación podía tener lugar fuera de las células vivas. Buchner llamó �in zimos� a esas

sustancias, de allí viene la palabra enzimas. Con sus investigaciones, refutó dogmas vitalistas y

abrió las puertas a la bioquímica moderna con el nacimiento de la enzimología. Finalmente en

1912, Neuberg propuso una ruta metabólica química para la fermentación.

Harden y Young, en 1905, determinaron que para que la fermentación tuviera lugar eran

necesarias una fracción celular de masa molecular elevada y termosensible (enzimas) y una

fracción citosólica de baja masa molecular (ATP, NAD+, y otros cofactores). Demostraron que la

fermentación alcohólica en los extractos de levadura necesitaba la presencia de fosfato y que

en ciertas condiciones se acumulaba un difosfato de hexosa en los extractos de fermentación.

Sin embargo, este compuesto era utilizado en bajo otras condiciones de fermentación, lo cual

sugirió que se trataba de un intermediario del proceso global de fermentación, posteriormente

identificado como fructosa-1,6-bifosfato (Palmer, 2001).

Otro conjunto de observaciones demostró que en presencia del inhibidor fluoruro, los

extractos de levadura en fermentación mostraban la acumulación de dos ésteres fosfóricos, el

3-fosfoglicerato y el 2-fosfoglicerato. Por otra parte, el inhibidor iodoacetato, producía la

acumulación de fructosa-1,6-bifosfato. Esto hizo posible el estudio de las reacciones

enzimáticas involucradas. La utilización de estos extractos de levaduras y también de células


450

musculares que catalizaban la glucólisis a lactato, sirvieron de punto de partida para realizar

investigaciones más intensas durante la década del 1930 (Palmer, 2001).

En 1929, Meyerhof descubrió la hexoquinasa, y en 1933, junto con Embden identifican

varios intermediarios de la glucólisis y de la fermentación. Embden postuló cómo la fructosa-

1,6-bifosfato se escindía y el modelo global de las etapas subsiguientes, y Otto Meyerhof, que

comprobó los rasgos principales de la hipótesis de Embden, estudió también la energética de la

glucólisis. Por tal motivo la secuencia de reacciones entre la glucosa y el piruvato se conoce

como la ruta de Embden-Meyerhof. Las etapas individuales de la glucólisis se terminaron de

conocer para 1940, aunque luego siguió la investigación intensiva en las enzimas de la vía.

Esta vía metabólica ha constituido el primer sistema enzimático principal que se haya aclarado.

Warburg, por su parte, entre 1937 y 1938 observó cómo la formación de ATP va

acoplada con la deshidrogenación del gliceralehído-3-fosfato, descubriendo la coenzima

nicotinamida adenina dinucleótico (NAD) (Palmer, 2001). Para esa misma época, los esposos

Cori comenzaron sus importantes estudios sobre la glucógeno fosforilasa y realizaron

importantísimos aportes a la comprensión del metabolismo de los hidratos de carbono

(Lehninger, 1978).

Hans Adolf Krebs (1937) determinó que un conjunto de reacciones conocidas estaban

relacionadas entre sí dentro de las células, nombrando a esa sucesión de reacciones Ciclo del

Ácido Cítrico, posteriormente llamado Ciclo de Krebs (Lehninger, 1978). En 1953, fue

reconocido con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología, premio compartido con F. A. Lipmann

por el descubrimiento de la Coenzima A.

En otra serie de investigaciones, en la década de 1940, Calvin inició sus estudios e

investigaciones sobre la fotosíntesis. Utilizando 14C detectó la secuencia de reacciones

químicas generadas por las plantas al transformar dióxido de carbono gaseoso y agua en

oxígeno e hidratos de carbono, lo que en la actualidad se conoce como ciclo de Calvin (Palmer,

2001).

La experiencia adquirida en el estudio de la glucólisis y ciclo de Krebs ofreció una nueva

visión y abrió nuevos caminos para el estudio de la enzimología y metabolismo intermediario.

Este lugar de preeminencia en la historia del descubrimiento de rutas metabólicas ha derivado

en que la glucólisis y el ciclo de Krebs hayan sido considerados como prototipo para el estudio

investigativo de otros sistemas multienzimáticos y de otras rutas metabólicas. Este hecho,

posiblemente, constituya el origen de la importancia que se da en libros de texto a la

presentación del tema de glucólisis y de ciclo de Krebs, como hitos emblemáticos de la

bioquímica.

Entre 1950 y 1965, se elucidaron las etapas principales de las síntesis y degradaciones

de aminoácidos, purinas, pirimidinas, ácidos grasos, glúcidos complejos y lípidos, y

compuestos terpenoides, a lo que contribuyen numerosos investigadores (Lehninger, 1978).


451

Podría decirse, entonces, que la construcción de los conceptos que condujeron a construir el

MFDMet, que implica la interconversión de especies y la articulación de vías metabólicas,

demandó, como mínimo 100 años de investigación.

12.2.3 Obstáculos epistémicos curriculares para la enseñanza del MFCHGSang

La Tabla 12.3 muestra los conceptos y relaciones extraídos de las RCGs que permitirían

la comprensión del MFCHGSang. El conocimiento de la captación diferencial de glucosa por

diferentes tejidos requiere del conocimiento de factores fisicoquímicos y bioquímicos que

desencadenan respuestas a nivel molecular y celular. Asimismo, un modelo referido al

conocimiento sobre la homeostasis de glucosa, requiere tener clara la diferenciación entre los

conceptos de concentración sanguínea de glucosa y concentración intracelular de glucosa, a

partir de lo que se desprende el concepto de gradiente de concentración.

Para la construcción de la Tabla 12.3, en un procedimiento análogo a los referidos en

las secciones 12.2.1 y 12.2.2., se revisaron las RCGs y se seleccionaron los nodos y relaciones

conceptuales específicos necesarios para comprender el MFCHGSang. Siguiendo el mismo

código anterior se sombrearon con verde aquellos contenidos que no se enseñaron en ninguna

de las asignaturas, y con amarillo los que fueron enseñados en todas ellas. El análisis de la

Tabla 12.3 conlleva a tres tipos de observaciones: por un lado, las derivadas de los conceptos

y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura (ver a continuación casos (a), (b) y

(c)); por otro lado, las derivadas de la reiteración en todas ellas (ver caso (d)); y, finalmente, de

las enseñanzas particulares, que sólo se enseñaron en BN (ver caso (e)):

a) Los conceptos y relaciones que no se hicieron explícitos en ninguna de las

asignaturas son los referidos a discriminar entre concentración extracelular e intracelular de

glucosa, y a partir de allí el concepto de gradiente de concentraciones. El hecho de no marcar

la diferencia que hay entre la concentración de glucosa en el medio interno y el externo celular

podría derivarse en que durante la enseñanza de las vías metabólicas del MHC (glucólisis,

respiración celular, glucogenogénesis, glucogenólisis) la simple referencia a �glucosa� como

punto de partida --o de llegada-- de las mismas generara que los estudiantes no percibieran

que dichas explicaciones suponen modelos metabólicos. Es decir, el experto sabe que la

�glucosa� es, en realidad, la �concentración de glucosa intracelular�; y que, por lo tanto, esa

concentración no puede fluctuar demasiado. Además el experto sabe que dicha concentración

de glucosa responde a factores homeostáticos, y también de captura y retención celular.

Teniendo en cuenta esta situación de enseñanza, los estudiantes podrían no tomar

conciencia sobre el funcionamiento armonioso de estas vías metabólicas para asegurar el

sumunistro adecuado de glucosa en todas las células. Esta cuestión podría derivar en la

generación de obstáculos epistémicos de tipo �puente� (ver Tabla 11.2.2) como, por ejemplo,


452

cuando los estudiantes responden que �La glucosa que se utiliza en la respiración celular, ya

forma parte de nuestras células�.

b) Otras relaciones conceptuales importantes que no se presentaron en las asignaturas

fueron, las relaciones entre KM y Vmax de las diferentes isoformas de las hexoquinasas y sus

respectivas influencias fisiológicas, ni los KM de los distintos tipos de GLUT característicos de

tipo de célula57.

Las situaciones referidas en los ítems a) y b) darían cuenta del alto porcentaje de

respuestas que denotaron autoconciencia de los estudiantes acerca de sus desconocimientos

sobre cómo y por qué es captada y retenida la glucosa de manera diferencial por los diferentes

tejidos (Tabla 10.5). A su vez, estas situaciones podrían haber generado obstáculos

epistémicos de tipo �puente� evidenciados en las respuestas; �La glucosa se distribuye hacia

donde más se necesita� (Tabla 11.2.2); u obstáculos epistémicos de tipo �brecha� evidenciado

en las respuestas �las neuronas no tienen prioridad en captar glucosa, o sí tienen prioridad,

pero se invocaba un motivo erróneo� por estudiantes de BN y QB (ver Tabla 11.2.1).

c) Finalmente, tampoco fue mencionado el hecho de que las células del cerebro,

eritrocitos, y células intestinales presentan captura de glucosa independiente de la acción de

insulina. Esta situación podría haber generado obstáculos epistémicos tipo �puente�

provenientes de las respuestas �Los hepatocitos captan más glucosa para formar reservas�; y

también a las respuestas �La insulina induce la entrada diferencial de glucosa únicamente en

los tejidos que requieren energía� (Tabla 11.2.2).

d) Los conceptos y relaciones que se enseñaron en todas las asignaturas se referían �

principalmente� al proceso de glucólisis, sus sustratos, enzimas, los conceptos de

hipoglucemia e hiperglucemia, y a las características generales del efecto hipoglucemiante de

la insulina. El hecho de haber señalado los conceptos de KM y Vmax (en amarillo en la Tabla

12.3, provenientes de nodos de la RCG-2) significa que, tal como se señaló en el capítulo 5,

han sido enseñados en el contexto del tema enzimas. Los errores de los estudiantes señalados

en los puntos (a) y (b) anteriores, dan cuenta de que a pesar de que los estudiantes debieron

haber tenido que estudiar estos temas, no logran luego aplicarlos al contexto del MHC para

interpretar captación diferencial de glucosa. Cabe remarcar, por lo tanto, que enseñar un tema,

no necesariamente se deriva en un aprendizaje del mismo; y que, las decisiones curriculares

sobre enseñanza de temas en contextos generales no asegura que los estudiantes puedan

luego transferirlos a contextos específicos58.

e) Una gran cantidad de conceptos y relaciones sólo se enseñaron en BN y no en el

resto de las asignaturas, tal como se observa en la Tabla 12.3; particularmente, los contenidos

relacionados con los diferentes GLUT, sus correspondientes KM y su influencia en la captación

57 Estos datos de Km de los GLUT fueron sólo presentados en BN y serán discutidos en el ítem (e). 58 La enseñanza de KM y Vmax se realizó dentro del contenido de �Enzimas�, y los ejemplos de algunas formas de transporte a nivel de membrana, dentro del contenido �Transporte�.


453

diferencial de glucosa por las células de los diferentes tejidos (analizados en el ítem b), y el

efecto hipoglucemiante de la insulina a nivel celular. Sin embargo, además de los errores

compartidos con las otras asignaturas, los estudiantes de BN mostraron, dos obstáculos

epistémicos tipo �puente� que no fueron detectados en otras asignaturas, tales como �una vez

en sangre la glucosa se dirige primero a las neuronas�, y �los hepatocitos captan más glucosa

por tener receptores de insulina� (ver tabla 11.2.2).

Estas situaciones remitirían al mismo tipo de análisis realizado para el para el ítem c) de

la sección 12.2.2 del MFDMet, en relación a la falta de conceptos sostén para un aprendizaje

sustentable (Galagovsky, 2004a, b).

Capítu

lo 12 � Obstácu


os a la enseñ

anza.

45

4

Tabla 12.3 (parte 1) Conceptos, relaciones y enfoques de las RCGs necesarias para la comprensión del MFCHGSang. El sombreado verde indica aquellos nodos y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura y el sombreado en color amarillo los que fueron enseñados en todas. EQ: enfoque químico, EB: enfoque bioquímico y EF: enfoque fisiológico.

CBC IBMC BN QB

RCG-1 Relación: INTESTINO DELGADO sector donde se produce el proceso de absorción de nutrientes mediante MECANISMOS DE TRANSPORTE (EF).

X X

RCG-2NODOS: KM, (EQ), Vmáx (EQ), AFINIDAD (EQ); ENZIMAS REGULADORAS (EF). X X X XLUZ INTESTINAL (EF),CÉLULAS INTESTINALES (EB). X X X

GLUCEMIA NORMAL(EB), HIPERGLUCEMIA(EB), CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE GLUCOSA(EQ), INSULINA (EB), CÉLULAS β DEL PÁNCREAS (EB), ADIPOCITOS (EB), CÉLULAS MUSCULARES (EB), TRANSPORTE FACILITADO(EB), HEPATOCITOS, NEURONAS, SANGRE (EF).

X X

GLUT 4 (EB); MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL (EB) , MEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMINAL (EB), SGLUT 1 (EB)GLUT 1 (EB), Valores de KM específicos de cada GLUT(EQ), GLUT 2 (EB), GLUT 3 (EB).

X

CONCENTRACIÓN EXTRACELULAR DE GLUCOSA (EQ) , CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE GLUCOSA (EQ).

RCG-2 Relaciones: GLUT2 el sentido del transporte de glucosa lo determina la relación entre CONCENTRACIÓN EXTRACELULARE INTRACELULAR DE GLUCOSA (EB).

KM es un parámetros físico-químico que mide AFINIDAD (EQ); INSULINA por múltiples mecanismos disminuye laHIPERGLUCEMIA (EF) .

X X X X

Conceptos de AFINIDAD y KM como medidas de interacción enzima-sustrato, transportador-sustrato, receptor-ligando (EB), KM esun parámetros físico-químico que mide AFINIDAD (EQ), INSULINA por múltiples mecanismos disminuye la HIPERGLUCEMIA (EF).

X X X

GLUT como TRANSPORTADORES DE GLUCOSA (EB),CÉLULAS β PANCREÁTICAS �detectan � glucosa cuando hayHIPERGLUCEMIA (EF), CÉLULAS β PANCREÁTICAS contiene vesículas secretoras de INSULINA (EB), INSULINA induce actividadde GLQ, FFQ-1, FFQ-2, PQ Y GS en HEPATOCITOS (EB), GLUCOQUINASA cataliza en hígado y páncreas la transformación entreGLUCOSA Y GLUCOSA 6P (EB), GLUCOSA su concentración homogénea en sangre con ayuno de 12 horas es la GLUCEMIANORMAL (GN) (5mM) (EQ).

X X

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO (EB). X XKM de GLUT 2 en relación a la glucemia Normal presenta un alto valor de KM (EQ), GLUT como TRANSPORTADORES DE GLUCOSA (EB), GLUCOQUINASA solo se activa con altas concentraciones de glucosa en CÉLULAS β PANCREÁTICAS (EB), ), GLUT 4 hacen posible la entrada de glucosa a ADIPOCITOS Y CÉLULAS MUSCULARES (EF), INSULINA desencadena el aumento en el número de GLUT 4 (EF).KM de GLUT 1 y GLUT 3 en relación a la glucemia Normal presenta un bajo valor de KM (EQ), GLUCOSA sustrato de las proteínasGLUT (EB), Ubicación de cada GLUT en diferentes tipos células (EB), Tipo de Glut y KM correspondiente en eritrocitos y neuronas(EF), Tipo de Glut y KM correspondiente en ADIPOCITOS y CÉLULAS MUSCULARES (EF), Tipo de GLUT y KM correspondiente enMEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMINAL, HEPATOCITOS Y CÉLULAS B PANCREÁTICAS (EF), MECANISMOS deTRANSPORTE de GLUCOSA diferenciados según, tipo de GLUT y tipo de CÉLULA (EF), CÉLULAS INTESTINALES realizanTRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO en MEMBRANA PLASMÁTICA LUMINAL y TRANSPORTE FACILITADO (GLUT 2) enMEMBRANA PLASMÁTICA CONTRALUMNIAL (EF), Relaciones entre HEPATOCITOS, CÉLULAS β PANCREÁTICAS,HIPERGLUCEMIA, INSULINA y GLUT 4 (EF).

X

RCG-3: NODOS: GLUCOSA (EQ), GLUCOSA 6- FOSFATO (EQ), HEXOQUINASA (EB), INSULINA (EB), GLUCOSA-6-FOSFATO(EQ)GLUCÓLISIS (EB)

X X X X

GLUCONEOGÉNESIS (EB), GLUCOGENOLISIS (EB), GLUCOGENOGÉNESIS (EB), HEPATOCITOS (EB), INSULINA (EB)CÉLULASβ PANCREÁTICAS (EB), GLUCOQUINASA (EB).

X X

Capítu

lo 12 � Obstácu

los epistémicos asociados a la en

señan

za.

4

55

Tabla 12.3 (parte 2) Conceptos, relaciones y enfoques de las RCGs necesarias para la comprensión del MFCHGSang. El sombreado verde indica aquellos nodos y relaciones que no se enseñaron en ninguna asignatura y el sombreado en color amarillo los que fueron enseñados en todas. EQ: enfoque químico, EB: enfoque bioquímico y EF: enfoque fisiológico.

CBC IBMC BN QBRCG-3 Relaciones: HEXOQUINASA se inhibe por altas concentraciones de GLUCOSA-6 FOSFATO (EB), GLUCOSA procesoparcial de degradación oxidativa se denomina GLUCÓLISIS (EB).

X X X X

GLUCOSA 6-FOSFATASA cataliza el últ imo paso irreversible de GLUCONEOGÉNESIS (EQ), INSULINA inhibe enzimasespecíficas de GLUCONEOGÉNESIS (EB), INSULINA induce actividad de GLQ,FFQ-1,FFQ-2,PQ y GS en HEPATOCITOS(EB), GLUCOSA en hígado y músculo puede polimerizar y almacenarse como GLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOSINTASAcataliza la formación de GLUCÓENO (EB), GLUCOGENO FOSFORILASA degrada al GLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOLISISproceso de degradación del GLUCÓGENO (EB), GLUCOGENOGÉNESIS proceso de formación del GLUCÓGENO (EB),GLUCONEOGÉNESIS se produce en HEPATOCITOS (EF), GLUCOSA-6-P su alta concentración activa la glucogenogénesis enHEPATOCITOS (EF), ATP y GLUCOSA-6-P inhiben la GLUCÓGENO FOSFORILASA (EF).

X X

GLUCOQUINASA cataliza en hígado y páncreas la transformación entre GLUCOSA Y GLUCOSA-6-FOSFATO(EB)GLUCOQUINASA sólo se activa con altas concentraciones intracelulares de glucosa en HEPATOCITOS Y CÉLULAS β DELPÁNCREAS (EF)

X

GLUCOSA-6-FOSFATO no puede salir de las células pues no es sustrato de PROTEÍNAS GLUT (EF); GLUCOQUINASA por suKM alto a concentraciones mayores que la glucemia normal capta (fosforila) GLUCOSA (EQ); HEXOQUINASA por su KM bajo aconcentraciones menores que la glucemia normal capta (fosforila) GLUCOSA (EQ); GLUCOQUINASA por su Vmáx alto producerápidamente GLUCOSA-6-P; QUINASA por su Vmáx bajo produce lentamente GLUCOSA-6-P.

RCG-4 Nodos:: HIPOGLUCEMIA (EB), HIPERGLUCEMIA (EB). X X X X

VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (EB) INSULINA (EB), RECEPTORS DE INSULINA (EB), CÉLULAS βPANCREÁTICAS (EB), INGESTA DE H de C. (EF), VENA PORTA (EF), HÍGADO (EF).

X X

GLUT4 (EB), HEPATOCITOS (GLUT2/glucoquinasa) (EF), CÉLULAS MUSCULARES (GLUT4/ hexoquinasa) (EF) ADIPOCITOS(GLUT4) (EF).

X

Rcg-4 Relaciones: INSULINA estimula los procesos metabólicos de GLUCONEOGÉNESIS (EB), SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS, VÍA DE LAS PENTOSAS, SÍNTESISI DE PROTEÍNAS, GLUCÓLISIS (EB), HIPOGLUCEMIA se produce cuando disminuye el VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM) (EF), HIPERGLUCEMIA se produce cuando aumenta elVALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM) (EF), VENA PORTA conduce a la glucosa absorbida en intestino hacia elHÍGADO (EF), HÍGADO regula la concentración de glucosa que se distribuye homogéneamente hacia el resto de las CÉLULAS DEL CUERPO (EF), Leyendas que informan acerca del efecto de la insulina en relación al tipo de células del organismo (EF), INGESTA DE HIDRATOS DE CARBONO- eleva - VALOR NORMAL DE GLUCOSA EN SANGRE (5mM) (EF), INSULINA es una hormona peptídica que se une a RECEPTORS DE INSULINA (EB), GLUCÓLISIS se produce en todas las CÉLULAS DEL CUERPO (EB); INGESTA DE HIDRATO DE CARBONO eleva transitoriamente la concentración de glucosa en VENA PORTA (EF).

X X

RECEPTORES DE INSULINA se encuentran en HEPATOCITOS (GLUT2/ glucoquinasa) (EB), CÉLULAS MUSCULARES(GLUT4/ hexoquinasa) (EB), ADIPOCITOS (GLUT4) (EB), CÉLULAS INTESTINALES presentan captura de glucosaindependiente de la acción de INSULINA (EB), CÉLULAS DEL CEREBRO presentan captura de glucosa independiente de laacción de INSULINA (EB), ERITROCITOS presentan captura de glucosa independiente de la acción de INSULINA (EB),INSULINA incrementa en músculo y adipocitos la cantidad de GLUT4 (EF), GLUT4 al aumentar su número permite laincorporación de más cantidad de glucosa en CÉLULAS MUSCULARES (GLUT4/ hexoquinasa) (EF).

X

CÉLULAS DEL CEREBRO (EB), ERITROCITOS (EB), CÉLULAS INTESTINALES presentan captura de glucosa independiente de la acción de INSULINA (EF).


456

12.2.3.1 Análisis histórico sobre los contenidos involucrados en el MFCHGSang

La comprensión del modelo fisiológico de captación y homeostasis de glucosa en

sangre requiere, como mínimo, comprender que:

a) En el intestino delgado se produce la absorción de glucosa proveniente de la

digestión mecánica y química de los alimentos. Un proceso posterior de

reabsorción de glucosa se produce en los túbulos renales59.

b) La distribución de glucosa en sangre siempre es homogénea. Luego de una

ingesta, esta concentración es transitoriamente más elevada en el sistema

porta. El hígado es considerado el órgano regulador de la glucemia.

c) La homeostasis de glucosa en sangre en regulada por la acción principal de

dos hormonas: la insulina y el glucagón.60

d) La glucosa es captada en forma diferencial por las células de los distintos

tejidos debido a que cada tipo tisular presenta un tipo GLUT característico,

que es lo que determina, en definitiva, la afinidad que pueda tener dicho tejido

por la glucosa.

e) La regulación y retención de glucosa por tejido dependerá del tipo de isoforma

de hexoquinasa que presente.

A continuación se presentará un breve resumen de los hechos históricos más


demandó su resolución desde la investigación científica.

i) Aproximaciones experimentales

Los estudios se han llevado a cabo mediante diferentes aproximaciones, conforme

avanzaban las técnicas disponibles, algunas sumamente simples e ingeniosas, que permitieron

profundizar el conocimiento y comprender las reacciones metabólicas y contextualizarlas en el

organismo vivo.

La más simple aproximación consistió en el uso de organismos intactos, alimentando a

un animal y analizando la composición química de su excreción. Por otra parte, esta

aproximación �in-out� fue fundamental al aplicarla a un organismo anormal, como por ejemplo a

individuos que presentaban �errores innatos del metabolismo� o, como hoy también se

denominan, defectos genéticos.61 Un importante aporte al conocimiento del metabolismo con

59 Este último punto no se aborda en esta Tesis Doctoral. 60 El efecto de glucagón no se aborda en esta Tesis doctoral. 61 Por ejemplo, Garrod describió en 1909 la alcaptonuria que producía la excreción del ácido homogentísico producto del metabolismo alterado de la tirosina, y que, en contacto con el aire, da un pigmento negro que oscurecía la orina. Asimismo, en 1934, Følling describió la fenilcetonuria al detectar la presencia de ácido fenilpirúvico en la orina.


457

esta estrategia provino del estudio de la diabetes. El paciente diabético que ingiere una dieta

basada en glúcidos excreta glucosa y si tiene una dieta basada en grasas excreta cuerpos

cetónicos. La relación del catabolismo de los aminoácidos y el metabolismo de los

carbohidratos y las grasas puede ser deducida dándole de ingerir a un paciente diabético

distintos aminoácidos.

La perfusión de órganos fue un escalón menos complicado que utilizar el animal

completo, seguido luego de los cortes de tejido, y los homogenatos, el fraccionamiento

subcelular y los cultivos de células.

Estos abordajes permitieron identificar los roles bioquímicos y fisiológicos de cada

órgano y tejido.

ii) Determinación de los aspectos bioquímicos de la fisiología del organismo

Bernard (1813-1878) acuñó el concepto de medio interno y puso de manifiesto que las

sustancias resultantes de las acciones químicas sobre los alimentos eran absorbidas en el

intestino. Asimismo sus trabajos lo llevaron a demostrar la existencia de una función en el

hígado, distinta de la de secreción de bilis, relacionada con procesos de nutrición,

particularmente en la posible formación de azúcares simples como la glucosa. Sostuvo que �el

hígado puede actuar como una fuente de azúcar para la sangre�. Este descubrimiento, que

llevó años de trabajo, condujo a cambios de concepción, y la superación de obstáculos

epistemológicos de la época asociados especialmente a la idea vitalista. Con su concepto de

�medio interno� quedaba legitimada la pretensión de hacer de la medicina una auténtica ciencia

a la vez que se salvaguardaba el estatuto ontológico de los seres vivos. Bernard partió de la

idea de que los organismos vivos se encuentran en constante interacción físico-química con el

medio que los rodea, y que dicha interacción está orientada a la autoconservación del

organismo. De esta manera como afirmó el mismo Bernard: �la ciencia deberá renunciar a dar

una respuesta a la vieja pregunta por el "qué" (qué es la vida), para limitarse a un "ver para

prever" (Bernard, 1859).

En 1922, Banting y MacLeod descubrieron la hormona insulina (Banting y cols., 1922)62

y en 1954, Frederick Sanger dilucidó la secuencia completa de la misma.

Sols García y Crane, en 1947, realizaron una de las investigaciones más sobresalientes

sobre la especificidad de sustrato de la hexoquinasa; fue el primer trabajo en el que se

describió un sitio regulador específico en una enzima (distinto de los de unión de los sustratos y

del cofactor) que era además sitio específico del producto de la reacción. Este trabajo sobre el

alosterismo de la hexoquinasa fue el punto de partida para otra investigación importante, la que

62 Se sostiene que N. Paulescui publicó 8 meses antes que los ganadores del Premio Nobel sus trabajos donde se detallaba el descubrimiento de la insulina, a la que denominó �pancreína�. Los resultados de estas investigaciones fueron primeramente publicadas en el Traité de Physiologie Médicale, tome 11: Phénoménes de nutrition, Ed. Cartea Romanesca, Bucarest, 1920. El hecho no fue reconocido hasta años después, el veredicto del Comité Nobel no pudo ser revisado.


458

demostraba la hipótesis de Koshland del �ajuste inducido� (la modificación de la conformación

de las enzimas al unirse a un sustrato o a un inhibidor). Otra aportación importante de Sols fue

el descubrimiento de la inhibición alostérica por ATP de la fosfofructoquinasa (Crombie, 1987).

Kasahara y Hinkle en 1977, descubrieron el primer transportador de glucosa aislado a

partir de membrana de eritrocitos humanos, dentro de un proyecto conjunto dirigido por

Mueckler y Lodish donde finalmente se dilucidó la secuencia de aminoácidos de este

transportador. Desde entonces, se han descubierto diferentes tipos de GLUT, constituyendo la

investigación de sus mecanismos un campo en desarrollo (Díaz Hernandez y Burgos Herrera,

2002; Bermúdez y cols., 2007).

12.3 CONSIDERACIONES FINALES SOBRE OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS CURRICULARES

Como se pudo observar a partir de la descripción de contenidos enseñados en las

clases de las asignaturas seleccionadas (Capítulo 5 y descripciones previas del capítulo 12)

hay una importante preeminencia hacia explicaciones de nivel molecular siendo escasos los

contenidos que dan cuenta de aspectos fisiológicos e históricos que faciliten el marco

interpretativo de los procesos específicos.

Se podría considerar que entre los docentes hay un marcado compromiso en presentar

y enseñar la información más completa y detallada posible. Sin embargo, temas como

transportadores de glucosa, ya descubiertos desde 1977, y su implicancia fisiológica no son tan

tenidos en cuenta a la hora de seleccionar el contenido a presentar. Ante esto cabría

preguntarse si, quizás, lo más �completo y detallado� dejaría de lado el aspecto fisiológico

integrado en modelos holísticos de pensamiento biológico. ¿Podría pensarse esto cómo un

nuevo heurístico que circula actualmente desde la enseñanza en las aulas de ciencias? Si así

fuera el prejuicio que subyace al mismo podría ser que �incorporar la mayor cantidad de

detalles es garantía de un aprendizaje exitoso�.

Por otra parte, ni en la mayoría de los libros utilizados en la bibliografía recomendada en

las asignaturas seleccionadas, ni en las clases, notamos una tendencia a enmarcar los temas

presentados con una construcción histórica que retome la evolución de las preguntas que se

hizo la comunidad científica, y las ingeniosas ideas y experioencias con las cuales se fueron

dilucidando, hasta la construcción de los actuales conocimientos. Obviamente la magnitud de

información �a enseñar� en el poco tiempo de una cursada es excusa para justificar la selección

de contenidos que hacemos los docentes. Sin embargo, desde la visión transversal que surge

en esta investigación, aparece claramente una baja eficiencia de aprendizajes en los

estudiantes, sobre todo en las primeras asignaturas universitarias y, por lo tanto, cabe sponer

que una mejor utilización de balance entre �tiempo � nivel de escolaridad � enseñanza y

aprendizajes� debería ser posible.


459

Surge entonces el interrogante acerca de cuáles son las preguntas que guían la

elección de contenidos a enseñar.

Una reflexión a partir de los distintos obstáculos que subyacen a las evidencias

empíricas halladas nos permiten adelantar que quizás una enseñanza basada en procesos de

argumentación en el que el docente dé cuenta de los modelos más abarcadores donde se

articularían los temas más específicos, quizás fuera una forma de pensar el recorte de

contenidos a realizar (Henao y Stipcich, 2008). Esta forma de organizar los contenidos quizás

permitiría hacer frente competentemente a las enormes cantidades de información que

caracterizan hoy el mundo. Es por esto que, varios currículos �American Association for the

Advancement of Science (1993); National Research Council (1996); Nuffield Curriculum Center

(2002); Qualifications and Curriculum Authority (2005)� enfatizan la necesidad de que en el

siglo XXI todos los estudiantes aprendan ciencias de una forma que les permita evaluar

críticamente cuestiones científicas y tecnológicas innovadoras.

La presentación en las clases de contenidos enmarcados dentro de modelos científicos

específicos articulados dentro de otros modelos que les otorguen sentido de por qué y para qué

estudiarlos ofrecería instancias que permitan al estudiante aprender ciencia y tecnología,

aprender sobre ciencia y tecnología, y hacer ciencia y tecnología. Es decir, modelos que les

permitan implicarse en procesos de investigación y resolución de problemas científicos. Se

alude aquí a la calidad de los docentes como intelectuales, calidad a la que le es inherente una

visión adecuada y contextualizada de las ciencias, su aprendizaje y su enseñanza (Henao y

Stipcich, 2008)63.

Esto significaría una enseñanza propulsora de argumentaciones en las que los

procesos bioquímicos específicos del área fueran presentados en un marco fisiológico

interpretativo que iría de la mano con la propia construcción histórica del conocimiento

científico.

Hay investigaciones que muestran que desde el nivel de escuela media sería importante

retomar cuestiones históricas que enmarquen el contenido a enseñar, particularmente en

contenidos referentes a la nutrición, donde se han registrado múltiples falencias (Banet, 2001;

Ocelli, 2008). Sabemos que una contextualización histórico-social de los modelos y teorías,

permitiría presentar el conocimiento científico como un producto perfectible y provisorio,

favoreciendo por lo tanto al desarrollo de una actitud crítica y creativa en los estudiantes

(Pastorino, 1998, Ferreiro y Occelli, 2008). Sin embargo, si esta mirada no se lleva a cabo en la

escuela secundaria �por numerosas razones que exceden el marco interpretativo de esta 63 Realizar este tipo de reflexiones requiere ariticulación entre docentes del equipo de enseñante, y, la optimizacióin del tiempo requiere también articulación entre los equipos docentes de los diferentes niveles universitarios y con niveles preuniversitarios. Lamentablemente, el nivel secundario pretende enseñar conceptos que se �necesitan� en el primer año universitario-visión propedéutica-, en el primer año universitario se enseña lo que �se necesita� en años superiores; y así; se produce una reiteración de contenidos, y no una reconsideración epistemológica sobre la posiblidad cognitiva de los estudiantes para procesar la informacón que se les presenta (Galagovsky, 2007).


460

Tesis�, cabe aún preguntarse si las primeras asignaturas universitarias deberían ser ciegas

ante este hecho, y postular una enseñanza organizada para destinatarios con conocimientos

muy lejanos a los supuestos.

Tal como se dijo en el capítulo 11, errores o desconocimientos de los estudiantes

pueden deberse a problemas cognitivos naturales así como también a la propia complejidad del

contenido. Los resultados presentados en las Tablas 10.5; 11.2.1; 11.2.2 y 11.2.3 mostraron

distintos obstáculos presentes en los estudiantes, de manera que quedarse contentos con un

�se enseña bien�, y suponer que los estudiantes no aprendieron sólo porque no estudiaron,

sería una forma de caer en uno de los prejuicios que subyacen al heurístico que Anissimov

(2004) denomina atribuciones egocéntricas (ver Cuadro 2.1).

La actividad docente no está exenta de operar con heurísticos, que �conscientemente,

o no� interfieren en nuestra toma de decisiones, y nos conducen hacia una u otra forma de

enseñar. Algunos de estos heurísticos subyacentes a posibles tomas de decisiones sobre qué

y cómo enseñar, podrían ser los de: �explicabilidad�64, �ilusión de certeza�65, �perjuicio de

ratificación�66, �efecto de conjunción�67, �falacia de planeamiento�68. Básicamente, estos

heurísticos podrían afectar el proceso de enseñanza por:

• el hecho de considerar que una forma correcta y planificada de enseñar con

pasión por el contenido enseñado conduce seguramente a la comprensión

cabal del mismo en los estudiantes;

• el hecho de que, sin darnos cuenta, el mismo deseo de lograr una adecuada

comprensión nos conduzca a considerar que se haya logrado;

• creer que la manera con que los libros presentan y organizan los contenidos es

la mejor manera de enseñarlos, cuando en realidad el libro no necesariamente

responde al mismo criterio con instancias presenciales o de laboratorio que

está organizada la asignatura;

• considerar que si le enseñamos un determinado tema, los estudiantes logran

transferir el mismo a otras circunstancias similares;

• ilusionarse con poder dar a los estudiantes la cantidad de contenidos que

creemos necesarios, en una continua carrera contra el tiempo.

¿Qué cambiar en la enseñanza? Para responder a esta pregunta sobre cómo debería

ser organizada una enseñanza acorde con las demandas cognitivas de los sujetos

64Este heurístico marca la tendencia a formar pensamientos basados en consideraciones sobre cómo explicar uno u otro tema. 65Este heurístico se refiere a ponderar el deseo con un 100% de certeza o confianza. 66Este heurístico señala que se tiene la tendencia a buscar hechos u opiniones de otros que den soporte a nuestras propias opiniones, creencias o hipótesis 67Este heurístico hace referencia a sobreestimación sistemática de probabilidades de conjunción. 68Este heurístico señala la tendencia a sobre optimismo referido a los tiempos de completar un proyecto.


461

aprehendientes, y manteniendo las expectativas de alta comprensión, los docentes deberíamos

poder salir de los cauces tradicionales de enseñar tal como se presenta en los libros de textos

(cuya lógica de escritura no necesariamente debería responder unívocamente a una lógica de

enseñanza idéntica para situaciones presenciales). La reflexión acerca de cambiar las formas

de enseñanza resultaría en un cambio de cultura; tal como señala Bachelard: �El hombre culto

es como un zurdo obligado a usar la mano derecha [...]. Hay que pensar contra el cerebro�.

12.4 OBSTÁCULOS EPISTÉMICOS DE TIPO COMUNICACIONAL

Como hemos señalado a lo largo de los capítulos 10, 11 y 12, muchas evidencias

empíricas revelaron errores de aprendizajes en los estudiantes, a pesar de que los contenidos

habían sido enseñados.

Hemos dicho que un aprendizaje sustentable debería lograrse cuando los estudiantes

engarzaran la nueva información que están aprendiendo con conceptos sostén pertenecientes

a sus conocimientos previos correctos, otorgando a la nueva información ubicación, jerarquía

conceptual y significaciones apropiadas (Galagovsky, 2004 a,b). La Figura 12.1 mostraría en

forma gráfica esta situación, marcando, a su vez, que los conceptos sostén deben estar

diferenciados del resto de la estructura cognitiva al hacerse explícita y consciente dicha

vinculación durante el aprendizaje sustentable.

Desde las reflexiones epistemológicas sobre la importancia de aprender modelos

científicos (ver capítulo 10), cabría detallar que dentro del modelo de aprendizaje sustentable,

los conceptos sostén serían una estructura compleja de andamiaje, que conformaría un marco

referencial de modelo mental, en el cual se pudiera incluir la nueva información de forma

significativa y correcta.

Estas consideraciones conllevan a la discusión no sólo sobre cómo debería manejarse

didácticamente la clase para asegurar la operatividad conciente de los conceptos sostén

correctos en las mentes de los estudiantes, sino sobre el desafío de pensar que no todos los

estudiantes tendrían dichos conceptos sostén previamente aprendidos �existentes y

accesibles en sus MLP�. Tal caso podría aplicarse para diferenciar la calidad de los

aprendizajes en BN y QB, tratándose BN de una signatura anual y con mucha más información

enseñada respecto de QB (ver Tablas 12.1, 12.2, 12.3 y 12.4); y, sin embargo, con una baja

calidad de los aprendizajes, con importantes evidencias de fallas en los conocimientos

adquiridos, como surge de la Tabla 10.5.


462

Figura 12.1. Representación gráfica esquemática de un proceso de aprendizaje sustentable.

Muchas veces los docentes confiamos en un esquema causal reduccionista, en el cual

se establece que �si enseñamos bien�, los estudiantes �aprenderán bien�, muy influenciados

por �al menos� tres tipos de heurísticos (ver Cuadro 2.1), tales como el de �explicabilidad69�,

de �efecto de conjunción�70 y el de la �falacia del planeamiento�71. Esta situación, sumada al

hecho de que durante los ciclos lectivos los docentes reforzamos desde la enseñanza

determinados aspectos de los contenidos que luego serán evaluados, conllevaría a suponer

que las investigaciones educativas podrían obviarse, �si se enseñara correctamente lo que hay

que enseñar�.

Desde el lugar de la investigación en enseñanza y aprendizaje, queremos señalar que

tal simplificación es imposible, por el propio hecho de que el aprendizaje es una reconstrucción

mental idiosincrásica, que ocurre dentro de la mente de los estudiantes. El docente es un

diseñador de estrategias didácticas y, junto con los libros, un presentador prioritario de la nueva

información (ver Figura 2.2, capítulo 2). Si se tiene en cuenta que �como se señaló en la

Figura 2.1�, el discurso explícito es la interfase mediadora entre la estructura de conocimiento

del experto (docente) y de los estudiantes novatos; si, además, se reconoce la complejidad del

discurso científico, a partir del uso de múltiples lenguajes específicos (Figura 2.3); y, si también

se acepta el carácter de cuello de botella de la MCP dentro del Modelo de Procesamiento de

Información de los seres humanos (sección 2.1.1.2), deberemos tomar conciencia sobre la

indefectible existencia de obstáculos epistémicos de comunicación.

Tener un modelo mental previo correcto habilita cognitivamente para incluir nueva

información dentro de ese modelo con jerarquías adecuadas. Los estudiantes novatos que no

69 Supondría considerar que al explicar un contenido, los estudiantes reconstruirán dicha explicación conceptualmente, sin dificultades y dándole el significado apropiado. 70 Que los estudiantes podrán por sí mismos relacionar contenidos aunque sean enseñados en contextos diversos (tal como enseñar tipos de GLUT bajo el tema �Transportes�, o parámetros físico-químicos como KM y Vmax en el contexto de �Enzimas�). 71 Los docentes somos �sobreoptimistas� respecto de que la cantidad de conceptos y relaciones enseñadas pueden ser aprendidas significativamente en los tiempos de cada curso lectivo.


463

tienen conocimientos previos que les permitan un procesamiento de la información similar a la

del experto, realizarían aprendizajes fragmentados, memorísticos, aislados; o, si disponen de

modelos mentales previos erróneos, podrán realizar reconstrucciones conceptuales

idiosincrásicas erróneas. Sendas situaciones se evidencian cuando responden a preguntas

mediante razonamientos rápidos, heurísticos y en situaciones de investigación, donde los

sujetos son voluntarios y el contexto social es claramente diferente del de las evaluaciones

tradicionales. Básicamente en el capítulo 11 se han categorizado este tipo de aprendizajes

erróneos mediante la discriminación de tres tipos de obstáculos epistémicos de aprendizaje.

Lo dicho previene sobre que no basta con que el discurso docente sea correcto para

que los estudiantes construyan en sus mentes los modelos científicos de la misma forma que

los han construido los expertos. Esta idea se resume en la Figura 12.2 (adaptada de

Galagovsky y cols, 2009), donde se muestra que el experto tiene en su estructura cognitiva

entramados de conceptos y relaciones que conforman un modelo mental completo y correcto

acerca de cada tema que enseña. Cuando el docente explica, esgrime un discurso y unas

argumentaciones que recrean en su mente los entramados de esos modelos mentales

expertos.

Si percibimos la clase como un sistema complejo de comunicación, en el cual un mismo

discurso (modelo científico explícito) proveniente de la mente de un experto (sea el docente o

los autores de los textos) debe ser procesado por numerosas mentes de jóvenes novatos,

aceptaremos que siempre hay una tensión entre la comprensión que tiene el experto �sobre el

tema en que es experto� y la que puede ir logrando el estudiante novato a partir del discurso

erudito. Cabe, entonces, preguntarse cómo opera la complejidad específica de cada temática

científica para aliviar o agravar dicha tensión. Desde este punto de vista, resulta esencial la

comprensión conceptual de los contenidos de quienes realizan la investigación educativa; tal

como es el caso de la presente Tesis Doctoral.

Efectivamente, en el marco del presente trabajo de investigación, hemos debido

considerar que referirse al �modelo científico explícito� (como en la Figura 12.2) es también una

simplificación, pues los modelos científicos son en realidad entramados de modelos (Adúriz

Bravo e Izquierdo, 2009). Por ello, durante el transcurso de la investigación, mientras

escribíamos los capítulos de resultados (capítulos 6, 7, 8 y 9) fuimos percibiendo una fractura

entre el discurso explícito de cada asignatura, los modelos mentales de los docentes expertos,

y los aprendizajes de los estudiantes, lo que nos llevó a re-escribir el capítulo 4 definiendo los

Enfoques Químico, Bioquímico y Fisiológico; y a preguntarnos qué modelos más abarcadores

�que los descriptos en las asignaturas� eran aquéllos que al no existir en las mentes de los

estudiantes los llevaban a aprender y/o a responder erróneamente. Así, armamos los tres

modelos ad hoc para poder reconceptualizar los errores de los estudiantes, en el capítulo 10.


464

Figura 12.2 Red conceptual sobre tensión entre modelos mentales expertos, modelos mentales de los novatos y modelos científicos explícitos (Galagovsky y cols., 2010).

Para dar consistencia a nuestra propuesta de obstáculos epistémicos de comunicación,

hemos cuantificado el porcentaje de tipos de enfoques (ver sección 4.2, capítulo 4) requeridos

para la comprensión mínima de cada modelo teniendo presente la reconstrucción correcta de

las evidencias empíricas halladas (MFCCHet; MFDMet, y MFCHGSang, secciones 10.1, 10.2 y

10.3, respectivamente), con los datos de porcentaje de cada enfoque en el discurso de cada

asignatura y, el porcentaje de cada enfoque en el discurso teórico (proveniente de Tablas 12.1,

12.2 y 12.3, respectivamente). Construimos con estos datos las Tablas 12.4, 12.5 y 12.6,

respectivamente. Recordando lo señalado en la sección 4.2, el punto principal que nos llevó a

considerar los diferentes enfoques estaba relacionado con la idea de que el enfoque químico

era descriptivo de especies o parámetros químicos, en enfoque bioquímico suponía una

interacción y el enfoque fisiológico dos o más interacciones (estos enfoques operan en la

mente de quién menciona los conceptos o las relaciones conceptuales).

El discurso explícito requerido para comprender el MFCCHet, (tomado de la RCG-1 y

RCG-5, como se señaló en la sección 12.1.a) mostró en la Tabla 12.1 requerir un importante

marco de conceptos y relaciones del enfoque fisiológico, tal como bien se refleja en los

números de la Tabla 12.4.


465

Tabla 12.4 Porcentaje de Enfoques Químico, Bioquímico y Fisiológico, calculados según explicitación de nodos y relaciones necesarias para la comprensión del MFCCHet. Comparación con los discursos explícitos de las asignaturas.

% de cada enfoque en el

discurso teórico

% en el discurso del

CBC

% en el discurso de

IBMC

% en el discurso de

BN

% en el discurso de

QB

EQ

19%

26% 26% 16% 15%

EB

29%

63% 58% 42% 50%

EF

52%

11% 16% 42% 35%

n° de conceptos y relaciones

totales

63 19 19 31 26

Sin embargo, se visualiza en dicha Tabla 12.4 que, independientemente de la cantidad

de conceptos y relaciones totales enseñados (los porcentajes están normalizados según los

datos de número total de nodos y relaciones que figuran en la última fila de la tabla 12.4), el

énfasis de los contenidos enseñados (discurso docente) estuvo siempre puesto en el enfoque

bioquímico; es decir, en conceptos y relaciones que establecían un solo tipo de interacción72.

Esto marca una tensión fuerte entre el modelo científico mental del docente experto �quien

seguramente maneja conceptualmente el tema que enseña desde una comprensión

multifocal� y la configuración excesivamente bioquímica del discurso. Cabe, entonces,

preguntarse ¿qué enfoques podrán reconstruir en sus mentes los estudiantes novatos, a partir

de este discurso? Esta situación se torna crítica en las asignaturas del CBC e IBMC, donde

entre un 58-63% respectivamente del discurso no apunta a conceptos o relaciones que

denoten dos o más interacciones; así, difícilmente los estudiantes recrearán en sus mentes

esas situaciones más complejas. Desde este análisis resultan previsibles �o, al menos

entendibles� los resultados sobre evidencias empíricas de fallas en la resolución al PMR y,

por lo tanto, en la reconstrucción mental del MFCCHet.

Podría resultar también interpretable el hecho de que, aunque en BN se presenta un

balance apropiado de enfoques �analizando siempre desde relaciones dentro del discurso

explícito de la enseñanza�, el hecho de carecer de marcos interpretativos previos originaría en

los estudiantes fallas en la posibilidad de procesamiento de tanta cantidad de información

enseñada73.

Las Tablas 12.5 y 12.6 referidas a los MFDMet y MFCHGSang también reflejan

adecuadamente que la interpretación experta de estos modelos supone un conocimiento

importante del enfoque bioquímico; seguido de un porcentaje importante del enfoque

fisiológico. Se observa en asignaturas como las del CBC e IBMC que, si bien el énfasis está

72 Por ejemplo, para el caso de la glucólisis y la respiración celular, se refiere a descripciones de pasos secuenciales de las reacciones involucradas. 73 Cabe recordar que el enfoque fisiológico incluye relaciones de fisiología celular.


466

puesto en el enfoque bioquímico, resulta llamativamente alto el porcentaje del enfoque químico.

Esto no significa que los docentes estén �enseñando más química�, sino que las explicaciones

tienden a centrarse en aspectos descriptivos de especies químicas, sin enmarcarlas en

interrelaciones múltiples. Nuevamente, el caso de BN aparece como paradigmático, pues su

discurso aparentaría una proporción adecuada de enfoques; sin embargo, los estudiantes

tampoco han aprendido estos modelos.

Tabla 12.5 Porcentaje de Enfoques Químico, Bioquímico y Fisiológico, calculados según explicitación de nodos y relaciones necesarias para la comprensión del MFCDMet. Comparación con los discursos explícitos de las asignaturas.

% de cada enfoque en el

discurso teórico


CBC

% en el discurso de

IBMC

% en el discurso de

BN

% en el discurso de

QB

EQ

18%

35% 36% 18% 20%

EB

59%

51% 53% 59% 62%

EF

23%

14% 11% 23% 19%


totales

83 37 36 82 76

Tabla 12.6 Porcentaje de Enfoques Químico, Bioquímico y Fisiológico, calculados según explicitación de nodos y relaciones necesarias para la comprensión del MFCHGSang. Comparación con los discursos explícitos de las asignaturas.

% de cada

enfoque en el discurso teórico


CBC

% en el discurso de

IBMC

% en el discurso de

BN

% en el discurso de

QB

EQ

15%

35% 41% 13% 15%

EB

55%

44% 47% 56% 58%

EF

30%

22% 12% 31% 27%


totales 119 23 17 109 71

Esta situación refleja exactamente el espíritu de los obstáculos epistémicos de

comunicación, que nos revela que el discurso científico no es directa o automáticamente

procesado en forma correcta por los estudiantes. Cabe preguntarse, entonces, qué estrategias

didácticas habría que implementar para mejorar esta capacidad de procesamiento de

información.


467

12.4.1 Consideraciones finales sobre obstáculos epistémicos de tipo comunicacional

Una reflexión sobre los obstáculos epistémicos de tipo comunicacional lleva a

preguntarse cuáles podrían ser los conceptos y relaciones fundamentales que necesitarían

comprender los estudiantes para reconstruir modelos adecuados de pensamiento sobre el

contenido del MHC, en cada etapa de sus estudios universitarios. Sin embargo, cualquier

propuesta didáctica inevitablemente supondrá la existencia de discursos, y seguramente

contemplará momentos en los que los docentes harán uso de explicaciones verbales, al frente

de las clases. Por lo tanto, este tipo de clases son y serán buena parte de la docencia

universitaria.

Sánchez y Leal (2001) han señalado que �el problema que debe ser resuelto en una

explicación verbal es cómo la mente del profesor y la de los alumnos (de cada alumno) pueden

entrar en contacto y avanzar juntas en la comprensión de un nuevo dominio de conocimientos�.

Estos autores describen retos que debe asumir un docente que pretende ser comprendido por

sus estudiantes, tales como el reto comunicativo �lograr que las mentes del emisor y del

receptor del mensaje sean mutuamente transparentes y accesibles�; el reto retórico �que

requiere ordenar grandes cantidades de información� y el reto regulatorio �que requiere

detectar si los estudiantes están comprendiendo, o cuáles son sus dificultades�. Estos autores

realizan sus recomendaciones a partir de haber investigado cientos de casos de clases

expositivas, y se derivan de reconocer regularidades y recursos que utilizan los docentes más

expertos, y que, justamente, no los usan los docentes más nóveles. Ellos sugieren, finalmente,

que �Nuestra pretensión no es definir un modo de desarrollar la explicación verbal, sino ayudar

a que podamos leer nuestra propia práctica�.

En forma análoga a lo referido por estos autores, el presente trabajo de investigación no

pretende decir cómo habría que enseñar MHC, sino hacer aportes originales que den soporte a

nuevas ideas acerca de la enseñanza de este trascendental tema.

REFERENCIAS Adúriz-Bravo, A; Izquierdo, M. (2009). Un modelo de modelo científico para la enseñanza de las ciencias naturales. Revista Electrónica de Investigación en Educación en Ciencias, 1: 40-49. Banet, E (2001). Los procesos de la nutrición humana. Madrid: Síntesis Educación. Banting, F. G., Best, C. H., Collip, J. B., MacLeod, J. J. R., and Noble, E. C.(1922). The Effect of Pancreatic Extract (Insulin) on normal rabbits, Amer. J. Physiol., 62,162-176. Bermúdez V, Bermúdez F, Arraiz N, Leal E, Linares S, Mengual E, Valdelamar L, Rodríguez M, Seyfi H, Amell A, Carrillo M, Silva C, Acosta A, Añez J, Andara C. (2007). Biología molecular de los transportadores de glucosa: Clasificación, estructura y distribución. Archivos Venezolanos de Farmacia y Terapéutica, 26 (2):76-86.


468

Bernard, C. (1859). Introducción al estudio de la medicina experimental. Barcelona: Fontanella, 1976. Crombie, A.C. (1987). Historia de la ciencia: De San Agustín a Galileo. Madrid: Alianza Universidad. Daza Rosales, S y Arrieta Vergara, J (2010). La nutrición en los vegetales: unidad didáctica para la enseñanza de la biología. En: M. Quintanilla Gatica, S. Daza Rosales, C. Merino Rubilar (eds.) Unidades Didácticas en Biología y en Educación Ambiental. Santiago: Pontificia Universidad Católica de Chile. Díaz Hernández D. P, Burgos Herrera L. C. (2002) ¿Cómo se transporta la glucosa a través de la membrana celular? Iatreia, 15 (3) pp 179-189. Ferreiro G. Y Occelli M. (2008) Análisis del abordaje de la respiración celular en textos escolares para el Ciclo Básico Unificado. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias 7. Galagovsky, Lydia R. (2007). Enseñar química vs. aprender química: una ecuación que no está balanceada. Revista Química Viva, 6, número especial, suplemento educativo, mayo. Consultado el 25 de febrero de 2008 en <www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar> Galagovsky L, Di Giacomo, M. A y Bekerman D. (2010). �Enseñanza de la química: lenguajes expertos como obstáculos de aprendizaje.� En: C. Merino, A. Adúriz-Bravo, M. Arellano, (eds.) Avances en didáctica de la química: modelos y lenguajes, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile (en prensa). Giordan, A.; Raichvarg,D.; Driuin,J. Gagliardi,R. Y Cannay,A. (1988). Conceptos de Biología 1. La respiración. Los microbios. El ecosistema. La neurona. Barcelona: Labor. Henao B.L. y Stipcich M. S. (2008). Educación en ciencias y argumentación: la perspectiva de Toulmin como posible respuesta a las demandas y desafíos contemporáneos para la enseñanza de las ciencias experimentales. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 7(1): 47-62. Hudson, J. (1992). The History of Chemistry. New York: Chapman. Hall. Izquierdo, M. y A. Aduriz-Bravo (2003). Epistemological foundations of school science. Science Education, 12: 27-43. Lehninger, A (1978). Bioquímica. (trad. F. Calvet Prats, J. Bozal Fes) (2ª ed.). Barcelona: Omega. Núñez F, Banet, E (1999). �Diseño, aplicación y evaluación del módulo Estudio de la Nutrición humana�. En: A. de Pro y E. Banet (coords.), Constructivismo y enseñanza de las Ciencias, planificación, desarrollo y evaluación de propuestas para la educación secundaria (pp 45-108). Murcia: DM. Palmer, G. (2001). Biosciences 302, Course notes. Houston: Rice University. Recuperado el 1 de septiembre de 2010 en <http://www.bioc.rice.edu/~graham/Bios302/> Pastorino, I. (1998). El abordaje histórico del conocimiento científico como propuesta didáctica. Actas de las IV Jornadas Nacionales de Enseñanza de la Biología, ADBIA. (pp. 286). Ruiz Ortega, F. J (2007). Modelos didácticos para la enseñanza de las ciencias naturales. Revista Latinoamericana de estudios educacionales, 3 (2): 41-60.


469

Sánchez, E. y Leal, F. (2001). �La explicación verbal: problemas y recursos". En: A. García-Valcárcel Muñoz-Repiso (coord.) Didáctica universitaria. Madrid: La Muralla.

Consideraciones finales.

471

CONSIDERACIONES FINALES

La investigación educativa llevada a cabo para esta Tesis Doctoral es la primera en la

Universidad de Buenos Aires que desarrolló un estudio transversal sobre problemas de

aprendizaje en el área de las Ciencias Naturales. El trabajo fue posible gracias a la

colaboración de tres Unidades Académicas (Ciclo Básico Común, Facultad de Medicina y

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales), y de los profesores responsables del dictado de

asignaturas que abrieron sus puertas al trabajo de investigación: el Lic. Jorge Baldoni y los

Dres. Kornblihtt, Lucentini, Pignataro y Calvo.

El objetivo fundamental del presente trabajo fue investigar obstáculos en el aprendizaje

del tema Metabolismo de Hidratos de Carbono en estudiantes de las asignaturas Biología y

Biología e Introducción a la Biología Celular (CBC, Sede Leónidas Anastasi), Introducción a la

Biología Molecular y Celular (FCEN), Bioquímica de la Nutrición (FMed) y Química Biológica

(FCEN). El origen del interés en esta investigación, se remonta a un trabajo previo de

investigación (Garófalo y cols., 2004), en el que se percibieron dificultades en estudiantes del

CBC para integrar contenidos sobre nutrición y metabolismo de hidratos de carbono.

El proceso de investigación demandó la observación de 90 horas de clases, la

realización de entrevistas a 528 estudiantes y a 13 docentes, la obtención de 684 respuestas a

cuestionarios escritos; sus respectivos procesamientos y posterior sistematización y análisis.

Así mismo, se efectuó la revisión de los tres libros de texto y tres cuadernillos, utilizados por los

estudiantes en las asignaturas seleccionadas.

Los desafíos que debimos superar provinieron, principalmente, de la no existencia de

antecedentes en literatura sobre trabajos previos de similar envergadura que aconsejaran

sobre instrumentos de indagación específicos para trabajar con metodologías cualitativas sobre

el tema elegido, o que orientaran sobre metodologías para sistematizar, analizar y presentar tal

volumen de información recogida como datos empíricos.

Esta situación nos condujo a diseñar nuevos instrumentos de indagación �tal como el

Problema de Múltiples Resoluciones, y el formato de las Entrevistas Concurrentes y

Recurrentes�; a recurrir a marcos teóricos tanto sobre el Sistema de Procesamiento de la

Información de los sujetos humanos como a la Teoría Matemática de la Comunicación, y

realizar con ellos innovadoras aplicaciones a datos provenientes de poblaciones de individuos.

También resultó innovadora la aplicación de instrumentos gráfico-semánticos como las Redes

Semánticas y las Redes Conceptuales, para representar en forma práctica, analítica y sintética,

gran cantidad de información proveniente de discursos orales poblacionales �respuestas de

los estudiantes al PMR�, o de discursos científicos explícitos, respectivamente. En los

capítulos 1, 2 y 3 se presentaron los objetivos, marcos teóricos y metodologías empleadas. El

capítulo 4 presenta el marco teórico de Redes Conceptuales y de Redes semánticas. Se


472

aplicaron las Redes Conceptuales Generales para describir el recorte del contenido teórico del

metabolismo de hidratos de carbono, tema seleccionado para esta Tesis. En el capítulo 5 se

describieron las asignaturas, observadas utilizando Redes Conceptuales Específicas.

Los resultados provenientes de las respuestas de los estudiantes se presentaron en los

capítulos 6, 7, 8 y 9, para cada asignatura analizada (del CBC, IBMC, BN y QB,

respectivamente). Estos resultados son informaciones útiles para que cada equipo docente

pueda analizar, discutir y emplear como insumos para la reflexión y para eventuales tomas de

decisiones.

Durante el proceso de análisis de las respuestas de los estudiantes, percibimos

tendencias de aprendizajes fallidos y fragmentados. Esto nos llevó a proponer los enfoques

químico, bioquímico y fisiológico como indicadores cualitativos que señalarían diferencias en el

pensamiento experto respecto del pensamiento de los estudiantes novatos. Esta propuesta de

enfoques, nos demandó rehacer el capítulo 4 �de presentación general del tema MHC�,

ajustando las Redes Conceptuales Generales a un análisis desde dichos enfoques. Esta

revisión desde la definición ad hoc de �enfoques� nos permitió, al final de la Tesis, analizar el

discurso erudito sobre MHC, según la perspectiva de la dicotomía entre el pensamiento experto

y el pensamiento del novato (Capítulo 12).

La perspectiva de este trabajo de investigación no consistía en �evaluar� el desempeño

de los estudiantes �ni comparar nuestros datos con los provenientes de las evaluaciones en

exámenes parciales y finales de cada asignatura�, ni discutir sobre la efectividad de

enseñanza en cada asignatura. Por el contrario, la amplia cantidad de datos empíricos

relevados, y su carácter transversal, nos desafió a elaborar discusiones y conclusiones de un

nivel de argumentación comprometido con el aporte de nuevos marcos teóricos, que llevaran a

efectuar consideraciones epistemológicas innovadoras sobre problemas de aprendizaje y de

enseñanza relacionados específicamente con el tema científico en estudio, pero también, que

permitieran alguna generalización. Es decir, el compromiso asumido desde el título mismo de

esta Tesis Doctoral, suponía que el análisis de los resultados obtenidos debía ir más allá de la

simple enumeración y cuantificación de las respuestas erróneas de los estudiantes frente a los

instrumentos de indagación aplicados.

Una vez plasmados en los capítulos 6, 7, 8 y 9 los errores encontrados en las

respuestas de los estudiantes, y, al reflexionar sobre las dificultades propias del contenido de

MHC, sobre los esfuerzos de los docentes para enseñarlo; y, paralelamante, sobre los avances

en el campo de la didáctica, la historia y la epistemología de las Ciencias Naturales, tomamos

conciencia sobre la importancia de definir modelos abarcadores sobre contenidos científicos

del MHC. Los docentes expertos poseerían tales modelos mentales, construidos tras años de

estudios de numerosos modelos científicos explícitos más específicos, cuya articulación haría

posible la construcción mental de esos modelos científicos abarcadores. Durante las clases y


473

en los libros de texto, se explicitan numerosos modelos científicos especializados en subtemas,

pero ello no aseguraría que los estudiantes novatos pudieran reconstruir en sus mentes esos

modelos científicos abarcadores, que constituirían un andamiaje conceptual estructurante de

los aprendizajes.

La propuesta de tres modelos teóricos, delineados ad hoc �modelos fisiológicos sobre

el �Ciclo del Carbono en Heterótrofos�, sobre la �Disponibilidad de Metabolitos� y sobre la

�Captación y Homeostasis de Glucosa en Sangre�� nos permitió la reinterpretación de los

errores de los estudiantes, convirtiéndolos en evidencias empíricas de obstáculos en la

construcción-aprendizaje de cada uno de dichos modelos. El capítulo 10 marcó el inicio de este

tipo de análisis reflexivo e innovador sobre los datos empíricos previos. La reorganización

conceptual por modelo fisiológico permitió finalmente plasmar la información empírica,

resumiendo transversalmente en la Tabla 10.5 un panorama general de las fallas en el

aprendizaje que daban cuenta de obstáculos en los estudiantes, a lo largo de las cuatro

asignaturas investigadas.

Dado que la mayoría de los contenidos necesarios para comprender los modelos

fisiológicos �ad hoc� habían sido explicados en las clases, o estaban precisados en los textos

de referencia, cabía preguntarse el por qué de tan fuertes evidencias encontradas sobre fallas

en el aprendizaje de los estudiantes, sobre todo los del CBC, IBMC y BN. Nuevamente, una

propuesta conceptualmente innovadora nos permitió reconocer, por un lado, que los modelos

ad hoc suponían una serie de preguntas, que no remitían a las preguntas específicas

tradicionales encontradas durante las enseñanzas del tema MHC; y, por otro, que se percibía

una necesaria discriminación en el concepto genérico y polisémico de �obstáculos de

aprendizaje�.

Estas reflexiones nos condujeron a plantear, en el inicio del capítulo 11, dos tipos de

obstáculos epistémicos: por un lado, aquéllos derivados de procesos de aprendizaje; y por otro,

a aquéllos provenientes de situaciones de enseñanza.

El análisis de tendencias subyacentes a las respuestas erróneas de los estudiantes,

más allá del modelo ad hoc y más allá de la asignatura indagada, nos llevó a describir, en el

capítulo 11, una discriminación adicional dentro los obstáculos epistémicos de aprendizaje: los

obstáculos de tipo �Brecha�, y de tipo �Puente�, y mantener una categoría de obstáculos �por

heurísticos� para agrupar aquellas evidencias empíricas sobre las que no resultaba sencillo �

por razones analizadas en dicho capítulo� categorizarlas bajo los otros dos tipos.

Asimismo, precisar los obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza, nos demandó

recuperar los formatos utilizados en los capítulos 4 y 5 para describir los contenidos teóricos

sobre MHC y los contenidos enseñados en cada asignatura, respectivamente. Se construyeron

las tablas las 12.1, 12.2; 12.3, a partir de los nodos, las relaciones y los enfoques (descriptos

en las Redes Conceptuales Generales del capítulo 4), y los enseñados en cada asignatura


474

correspondientes a las Redes Conceptuales Específicas (capítulo 5), necesarios para aprender

correctamente cada modelo ad hoc (capítulo 10). Este análisis nos reveló dos tipos de

obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza: los de tipo curricular y los de tipo

comunicacional.

El análisis realizado en el capítulo 12 señala cómo los llamados obstáculos epistémicos

de tipo curricular podrían generar escollos en el aprendizaje, al verificarse reiteraciones de

contenidos a lo largo de las materias, así como falta de marcos históricos, y de reflexiones

epistemológicas sobre los desarrollos científicos, que demandaron muchos años y el trabajo de

gran número de investigadores para arribar a las respuestas con las que es posible abordar

cada uno de los modelos ad hoc. Simultáneamente, un recuento de los enfoques químico,

bioquímico y fisiológico, asociados al pensamiento experto subyacente a los discursos

explícitos durante la enseñanza en cada asignatura plasmados en las Tablas 12.4, 12.5 y 12.6,

aportó evidencias para sostener la base empírica de nuestra propuesta sobre la existencia de

obstáculos epistémicos de tipo comunicacional.

Desde todas las perspectivas mencionadas, puede considerarse el presente trabajo de

Tesis Doctoral como un iniciador de posibles líneas de investigación en enseñanza-aprendizaje

de contenidos específicos.

Los aportes que se desprenden de esta investigación podrían ser útiles para la revisión

y toma de decisiones sobre la enseñanza específica del tema MHC en cada asignatura.

Asimismo, son aportes originales que podrán aplicarse a nuevos contextos de investigación

educativa:

• los instrumentos utilizados para la toma de datos empíricos, Problema de Múltiples

Resoluciones, Entrevistas Concurrentes y Recurrentes;

• los marcos teóricos e instrumentos derivados para de análisis de datos empíricos

provenientes de entrevistas concurrentes y recurrentes (análisis de caminos

resolutivos por anzuelo; Redes Semánticas Poblacionales; aplicación de la Teoría

Matemática de la Comunicación); y,

• los marcos teóricos para la representación condensada de gran cantidad de

información científica explícita (Redes Conceptuales Generales y Específicas; y

enfoques químico, bioquímico y fisiológico).

La propuesta derivada del presente trabajo en relación a la existencia de obstáculos

epistémicos de aprendizaje de tipo �Brecha� y de tipo �Puente�, constituye otro de los aportes

originales al campo de la investigación educativa que se deriven de esta Tesis Doctoral. Su

verificación sobre otras situaciones de enseñanza-aprendizaje mostrará, eventualmente, su

potencialidad.


475

Más allá del marco de los contenidos específicos del MHC, constitutivo del presente

trabajo, el postulado de la existencia de obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza

permitiría orientar a docentes sobre la búsqueda de aquellas preguntas pertinentes que podrían

constituir el nexo cognitivo entre las capacidades de aprendizaje de los estudiantes, el

desarrollo histórico y epistemológico de las disciplinas científicas, y la selección de contenidos

para las propuestas curriculares de enseñanza. Como se dijo en el capítulo 1 de esta Tesis,

existe una paradoja en el desarrollo de los conocimientos científicos de hoy. La información

acumulada es cada vez mayor y más especializada, principalmente en las áreas asociadas a la

bioquímica, la genética y la biología molecular y celular; pero, simultáneamente sucede que

cada vez es más complejo brindar a los estudiantes una información que integre los avances

en las especializaciones. Por lo tanto, los estudiantes verían limitada una mirada global de los

procesos. Una visión sistémica permitiría superar la transmisión y adquisición de hechos

inconexos.

Estos hechos nos llevan a reflexionar sobre el desafío que hoy representa la enseñanza

de la bioquímica, así como de la biología molecular y celular, al tener que ofrecer información

específica y actualizada en cada área, que al mismo tiempo permita generar visiones

globalizadas.

Durante el desarrollo de la Tesis Doctoral se realizaron las siguientes publicaciones:

PUBLICACIONES 1.- Adúriz Bravo, Agustín; Garófalo, Judith; Greco, Marcela y Galagovsky, Lydia. (2005). Modelo Didáctico Analógico. Marco Teórico y Ejemplos. Enseñanza de las Ciencias, Número Extra, Barcelona, España, 1-6. ISSN 0212-4521

2.- Garófalo, S.J., y Galagovsky, Lydia. (2005).�Modelizar en biología: una aplicación del modelo didáctico analógico�. Enseñanza de las Ciencias, Número extra, 1-6. ISSN 0212-4521.

3- Garófalo, S.J., y Galagovsky, Lydia. (2005). �Modelizar en biología: una estrategia didáctica para el aprendizaje de diversas anomalías en la expresión génica�. Enseñanza de las Ciencias, Número Extra 2005, España. ISSN 0212-4521 4- Garófalo, J., y Galagovsky L. (2005). �Aprendizaje sustentable de un tema de biología�. Enseñanza de las Ciencias, número extra. ISSN 0212-4521 5.- Monti-Hughes, A, Alonso M, Garófalo, S.J., Burgos, HI y Stella C. (2007). Teaching about Lactose Metabolism: a complex challenge faced with a simple kit. Biochemistry and Molecular Biology Education, 35 (5):359-363. ISSN 1470-8175. 6.- Garófalo, S.J., Alonso M. (2009). �Obstáculos del Aprendizaje de respiración celular asociada al metabolismo de Hidratos de Carbono en estudiantes de Nivel Universitario�. Enseñanza de las Ciencias, ISSN 0212-4521.


476

PRESENTACIONES Y TRABAJOS PUBLICADOS EN MEMORIAS DE CONGRESOS NACIONALES E INTERNACIONALES 1.- Alonso M, Stella C, Monti Hughes A, Garófalo S.J., and Galagovsky L. (2004). Biochemistry of nutrition: a challenge for teaching and learning. 18th International Conference on Chemical Education. Estambul, Turquía. 2- Garófalo, S.J.; Alonso, M.; Galagovsky,L (2004). Nutrición y metabolismo celular. Estudios sobre representaciones mentales involucradas en su enseñanza y aprendizaje. Actas de VI Jornadas Nacionales y I Congreso internacional de enseñanza de la Biología. Buenos Aires: Asociación de Docentes Investigadores de Biología en Argentina (ADBIA). ISBN 987-21701-3-4. 3- Monti-Hughes A., Alonso M.,Stella C.,Garófalo, S.J.,Bekerman D., Galagovsky L. (2005). Propuestas Didácticas para el aprendizaje experimental de la Nutrición y la Digestión Química�. Memorias III Encuentro de Investigadores en Didáctica de la Biología. Buenos Aires: Asociación de Docentes Investigadores de Biología en Argentina (ADBIA). ISBN 987-21701-3-4. 4- Alonso, M., Garófalo, S.J., Bekerman, D., Galagovsky L. y otros (2005). Propuesta didáctica para el aprendizaje de conceptos de genética y evolución con simulaciones en planilla de cálculo. Memorias III Encuentro de Investigadores en Didáctica de la Biología. Asociación de Docentes Investigadores de Biología en Argentina (ADBIA). ISBN 987-21701-3-4. 5- Garófalo, S.J.; Alonso, M; Galagovsky, L.(2005). Nutrición y Metabolismo Celular: Modelos representacionales y estrategias cognitivas que operan en docentes y estudiantes universitarios. Memorias III Encuentro de Investigadores en Didáctica de la Biología, Asociación de Docentes Investigadores de Biología en Argentina (ADBIA). ISBN 987-21701-3-4. 6- Alonso, M., Bekerman, M., Greco, M., Garófalo, S.J., Monti Hughes, A., Stella, C., Galagovsky, L. (2005). Química y Biología Celular: desarrollo, implementación y evaluación de estrategias de enseñanza y análisis de obstáculos de aprendizaje. Actas III Encuentro de investigadores en Didáctica de la Biología, Asociación de Docentes en Biología de la Argentina (ADBIA). ISBN 987-21701-3-4. 7- Garófalo, S.J., Alonso M., Gentile S., Galagovsky L. (2008). La entropía como parámetro de análisis de las respuestas de estudiantes universitarios a una situación problemática sobre el metabolismo de los Hidratos de Carbono. Actas VIII Jornadas Nacionales, III Congreso Internacional de Enseñanza de la Biología. Mar del Plata: Asociación de Docentes de Biología de la Argentina (ADBIA). ISBN: 978-987-21701-5-8 8- Garófalo, S.J., Alonso M., Galagovsky L. (2008). Análisis de una Situación Problemática relacionada con el Metabolismo de los Hidratos de Carbono desde la Teoría de Procesamiento de la Información. Actas VIII Jornadas Nacionales, III Congreso Internacional de Enseñanza de la Biología. Mar del Plata: Asociación de Docentes de Biología de la Argentina (ADBIA) ISBN: 978-987-21701-5-8. 9- Garófalo, S.J., Alonso M., Stella C.,Galagovsky L. (2008). Biochemistry students� misconceptions related to systemic integration of carbohidrate metabolism. XLIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación en Bioquímica y Biología Molecular (SAIB) Carlos Paz. Biocell Supplement, Vol. 32: 72. ISSN 1667-5746. 10- Alonso, M., Rendón, C., Álvarez, M., Yankilevich, M.L., Sánchez, M., Monti Hughes, A., Carballo, S., Garófalo S.J. (2008). Enseñando Biología en el CBC: un nuevo enfoque para un aprendizaje integrador y sustentable, Actas Primer encuentro sobre la Universidad de Buenos


477

Aires producción y trayectoria pedagógica. Buenos Aires: Universidad de Buenos Aires. ISBN: 978-950-29-1231-8 11- Garófalo S.J., Alonso M. (2009).Análisis de Obstáculos de Aprendizaje en Contenidos Referidos a Integración Metabólica de Hidratos de Carbono. Un estudio Transversal.Congreso Internacional de Pedagogía Universitaria, noviembre, Universidad de Buenos Aires. ISBN: 978-950-29-1230-1 12- Paczkowski M., Sánchez, M.,Garófalo,S.J, Alonso,M. (2010). Propuesta didáctica para el abordaje de la enseñanza del metabolismo en estudiantes de primer año de la Universidad. En: Bedoya Ana (ed). Actas 6ª Jornada Material Didáctico y Experiencias Innovadoras en Educación Superior. Buenos Aires: Universidad de Buenos Aires, Ciclo Básico Común. ISBN 978-950-29-1223-3. 13- Garófalo, S.J.; Alonso, Manuel; Galagovsky Lidia (2010). Enseñanza y Aprendizaje del Metabolismo en estudiantes de Biología de primer año de la Universidad: Tópicos a tener en cuenta como docentes. Actas IX Jornadas Nacionales y IV Congreso Internacional de Enseñanza de la Biología. San Miguel de Tucumán: Asociación de Docentes de Biología de la Argentina (ADBIA). 14- Garófalo, S.J.; Alonso, Manuel; Galagovsky Lydia (2010). Dificultades para la construcción de modelos biológicos relacionados al Metabolismo de los hidratos de carbono asociado a la respiración celular en estudiantes universitarios de Bioquímica. Actas IX Jornadas Nacionales y IV Congreso Internacional de Enseñanza de la Biología. San Miguel de Tucumán: Asociación de Docentes de Biología de la Argentina (ADBIA). PRESENTACIONES DE CONFERENCIAS Garófalo, S.J.; Dictado de la conferencia: �Metabolismo de Hidratos de Carbono: una investigación en curso sobre su enseñanza y su aprendizaje�. Expositora invitada en el marco de las actividades de Capacitación Docente organizadas por la Dirección de Educación Técnica, del Ministerio de Educación del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires, Escuela Técnica 32 �General José de San Martín�, Teodoro García 3899, Capital. 31 julio de 2008 Garófalo, S.J.; Dictado de la conferencia: ¿Cómo analizar redes semánticas provenientes de entrevistas concurrentes y recurrentes? El caso de aprendizaje del tema metabolismo de hidratos de carbono en estudiantes de niveles universitarios. En el marco del Seminario de Investigación: Lenguajes y su procesamiento Cognitivo, Centro de Formación e Investigación en Enseñanza de las Ciencias.-FCEN-UBA. 25 de Agosto 2007.

Anexo.

479

ANEXO

PROGRAMAS DE LAS ASIGNATURAS INVESTIGADAS

En esta sección se respetará el formato que presenta cada asignatura para su programa de estudio, seminario y /o protocolo de trabajo práctico.

PROGRAMA DE BIOLOGÍA

CBC-UBA

Contenidos Mínimos: 1. Biología Celular: El plan de organización de la materia viva. a) Niveles de organización en biología. b) Teoría celular. c) Técnicas empleadas en el estudio de la organización celular: - Análisis morfológico: Unidades de longitud y equivalencias. Microscopio de luz: Conceptos de límite de resolución y aumento. Distintos tipos de microscopio y sus aplicaciones. Microscopio electrónico. - Análisis de la composición química: técnicas histoquímicas y fraccionamiento celular. d) Células procarióticas y eucarióticas: similitudes y diferencias. La Escherichia coli como modelo de célula procariótica. e) Virus: sus componentes. f) Organización general de las células eucarióticas: forma y tamaño. Diversidad morfológica y distintos elementos constitutivos: compartimientos intracelulares, citoplasma y núcleo. Membrana plasmática, organoides e inclusiones, sistema de endomembranas. Células animales y vegetales. 2. Composición química de los seres vivos : a) Macromoléculas: proteínas, Acidos nucleicos, lípidos y azúcares. b) Otros componentes: agua, iones, aminoácidos, nucleótidos, etc. c) Acidos nucleicos: bases nitrogenadas, nucleósidos, nucleótidos. Polinucleótidos. Acido desoxirribonucleico: composición química y características estructurales: modelo de Watson y Crick. Acido ribonucleico: composición química y diferentes tipos. d) Proteínas: aminoácidos y unión peptídica. - Estructura primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria de las proteínas. - Proteínas estructurales y enzimáticas. - Enzimas: la regulación de su actividad. e) Azúcares: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Glucoproteínas. f) Lípidos: triglicéridos, fosfolípidos y colesterol. 3. La superficie celular, el sistema de endomembranas y el proceso de secreción celular: a) Membrana plasmática: composición química y estructura. b) Modelos moleculares de la membrana celular: el modelo del mosaico fluído de Singer. c) Las membranas como elementos delimitadores de compartimientos.

Anexo.

480

d) Permeabilidad celular: activa y pasiva. e) La superficie celular y los fenómenos de interrelación celular: reconocimiento celular, los receptores celulares, comunicación intercelular, funciones enzimáticas de la superficie celular. f) Diferenciaciones de la membrana plasmática. g) Aspectos dinámicos de la membrana: pinocitosis, tagocitosis y exocitosis. h) Sistema de endomembranas o sistema vacuolar: retículo endoplástico, características estructurales generales, sus diferentes porciones y aspectos funcionales. i) El complejo de Golgi: estructura y función. j) Integración del sistema de membranas: la secreción celular. k) Citoplasma fundamental y citoesqueleto: microtúbulos: organización molecular; cilios, flagelos y microfilamentos. 4. El sistema de endomembrana y digestión celular: a) La digestión celular y los lisosomas. - Características estructurales y bioquímicas: enzimas hidrolíticas. - Tipos de lisosomas: primarios y secundarios (vacuola digestiva, vacuola autofágica y cuerpo residual) - Ciclo lisosomal y patologías asociadas. b) Peroxisomas y glioxisomas: estructura, función y origen. 5. La transducción de energía: a) Mitocondrias: - Características morfológicas, tamaño, orientación, distribución y número. - Estructura: membranas externas e internas, matriz mitocondrial: características y funciones. - Aspectos funcionales de las mitocondrias: ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa y cadena respiratoria. - Biogénesis mitocondrial: ADN mitocondrial, su posible origen procariótico. b) Cloroplastos: - Características morfológicas, tamaño, distribución y número. - Estructura: membrana externa, tilacoides, estroma. - Aspectos funcionales: etapas dependientes y no dependientes de la luz. - Biogénesis de los cloroplastos: ADN, su posible origen procariótico. 6. El núcleo interfásico y el ciclo celular: a) Núcleo interfásico: - La envoltura nuclear: membrana nuclear, poros y complejo del poro. - Contenido nuclear: la cromatina. a.1. Composición química y organización estructural: nucleosomas, fibra fina y fibra gruesa. a.2. Los cromosomas: características estructurales y la teoría uninémica. a.3. Eu y heterocromatina: significación funcional. a.4. Nucleolo: ultraestructura, porciones granular y fibrilar. b) Ciclo celular: - Períodos del ciclo celular y eventos moleculares más importantes. c) Duplicación del ADN: - Características de la duplicación del ADN (semiconservadora, bidireccional discontinua y asincrónica). Enzimas participantes. - Enzimas que intervienen en la duplicación y papel del ARN. 7. Genética molecular: la transcripción. a) El dogma central de la biología molecular. b) Transcripción: características generales y procesamientos de los distintos tipos de ARN.

Anexo.

481

- Procesamiento del ARN mensajero: secuencias intercaladas. - Procesamiento del ARN ribosomal: organizador nucleolar, genes determinantes del ARN, papel del nucléolo. - Procesamiento del ARN de transferencia. c) Ribosomas: composición química, estructura y biogénesis. d) El código genético: concepto de codón y anticodón, universalidad del código genético. Efectos de las mutaciones sobre la síntesis proteica. 8. La síntesis protéica: a) Elementos celulares involucrados: diferentes ARN, ribosomas, enzimas. b) El ARNT y su papel en la traducción: fidelidad en la síntesis, los ARNT. c) Etapas de la síntesis proteica: iniciación, elongación y terminación. Factores intervinientes y requerimientos energéticos. d) Correlatos espaciales de la síntesis: proteínas de exportación, intracelulares y de membrana. Hipótesis del péptido señal. e) Regulación genética en eucariontes: ARN polimerasa, ADN repetitivo, proteínas histónicas y no histónicas. 9. La división celular: a) Mitosis y meiosis, Características generales de ambos procesos, descripción de sus fases, similitudes y diferencias, su significado biológico. 10. Herencia : a) Bases celulares y moleculares de la herencia. b) Genes, locus, alelos. c) Genes dominantes y recesivos: organismos homo y heterocigotas para un determinado carácter. d) Genotipo y fenotipo. e) Las leyes de Mendel: ley de la segregación y ley de la distribución. f) Ligamiento y recombinación. g) Mutaciones. h) Aberraciones cromosómicas: alteraciones en el número y en la estructura cromosómica. 10. Herencia: a) Bases celulares y moleculares de la herencia b) Genes, locus, alelos. c) Genes dominantes y recesivos: organismos homo y heterocigotas para un determinado carácter. d) Genotipo y fenotipo e) Las leyes de Mendel: ley de la segregación y ley de la distribución f) Ligamiento y recombinación g) Mutaciones h) Aberraciones cromosómicas: alteraciones en el número y en la estructura cromosómica.

Anexo.

482

PROGRAMA DE BIOLOGÍA E INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR CBC-UBA (http://www.cbc.uba.ar/dat/cbc/con-min.html#biocel)

CBC-UBA

Objetivos Generales.

Lograr que los estudiantes desarrollen una actitud positiva hacia la ciencia, como relevante actividad humana.

Que aprecien los conceptos fundamentales de la biología como producto de un proceso inacabado del conocimiento.

Que puedan estructurar el conocimiento de las ideas y conceptos principales de la biología, con prescindencia de detalles y particularidades.

Que aprecien la organización celular como ejemplo de organización individual y como parte organizativa de los individuos pluricelulares.

Que comprendan la organización celular como resultado de un proceso evolutivo.

Que puedan apreciar la estrecha interrelación entre la actividad científica, tecnológica y su impacto en la sociedad.

Que conozca y comprenda que la vida se organiza en distintos niveles estructurales; uno de ellos, la célula.

Que puedan acceder a los conocimientos previstos en los cursos superiores de las carreras, sin dificultades sustantivas.

CONTENIDOS

Unidad temática Nº 1 Introducción al estudio de la Biología.

Capítulo 1: Visión general de los fenómenos biológicos.

Aportes de la biología a las ciencias de la salud. La vida organizada en sus distintos niveles. Características de los seres vivos. La agrupación de los seres vivos en cinco reinos. La diversidad biológica como resultado del proceso evolutivo.

Capítulo 2: Organización general de la célula.

El microscopio: el descubrimiento y el estudio de la célula. Organización general de las células. Aspectos genéticos y bioquímicos básicos. Organización general de las células procariotas. Organización general de las células eucariotas. Compartamentalización. Virus. Viroides. Priones.

Capítulo 3: Organización molecular de la célula

Anexo.

483

Aplicación de los principios de organización de átomos, elementos y compuestos químicos a la comprensión de las biomoléculas. Naturaleza de las moléculas biológicas. Carbohidratos: Características generales. Monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Lípidos: características generales. Triglicéridos. Esteroides. Fosfolípidos. Proteínas: Características generales aminoácidos. Proteínas estructurales y proteínas enzimáticas. Acidos nucleicos: Características generales. Nucleótidos y nucleósidos.

Capítulo 4: Introducción al Metabolismo.

Bioenergética. Transformaciones de la energía en los organismos vivos. Consideraciones generales. Termodinámica de los sistemas vivientes. ATP como motor del trabajo celular. Reacciones exergónicas y endergónicas aplicadas a la síntesis e hidrólisis del ATP. Enzimas: catalizadores de los procesos metabólicos.

Unidad temática Nº2: Organización del citoplasma.

Capítulo 5: Estructura y función de las membranas celulares.

Organización molecular de las membranas. Modelos. Composición de las membranas; relaciones con las características, propiedades y funciones de la membrana celular. Fluidez, polaridad, dominios. Movimiento de sustancias a través de la membrana. Bioenergética del proceso.

Capítulo 6: Sistema de endomembranas. Peroxisomas.

Componentes: Retículo endoplásmico. Aparato de Golgi. Endosomas. Lisosomas. Vesículas de transporte. Formación, traslación y destino de las vesículas de transporte. Procedimientos para su estudio. Retículo endoplásmico: Procesos biosintéticos asociados a membranas. Distribución intracelular de proteínas desde el retículo endoplásmico. Aparato de Golgi. Ciclo Secretor. Exocitosis. Endosomas y endocitosis. Lisosomas. Digestión intracelular. Peroxisomas y glioxisomas.

Capítulo 7: Citosol Citoesqueleto y motilidad celular.

Citosol: Componentes y funciones. Ribosomas. Chaperonas y Proteasomas. Citoesqueleto. Procedimientos para su estudio. Componentes. Microtúbulos . Cilios y flagelos. Filamentos intermedios. Microfilamentos. Participación del citoesqueleto en distintos procesos celulares.

Capítulo 8: Interacciones entre las células y el medio.

Espacio extracelular. Matriz extracelular. Relaciones célula - célula y célula matriz. Paredes celulares. Comunicaciones entre las células y su ambiente. Características del sistema. Receptores citosólicos y localizados en la membrana plasmática. Proteínas G. Propagación de señales intracelulares. Importancia de los sistemas de señalización para conservar el estado de homeostasis. Señales que conducen a la muerte celular.

Capítulo 9: Mitocondrias y Respiración aeróbica.

Anexo.

484

Estructura y función de las mitocondrias. Glucólisis aeróbica y acoplamiento mitocondrial.

Capítulo 10: Cloroplastos y fotosíntesis.

Luz y pigmentos fotosintéticos. Estructura de los cloroplastos. Fotosíntesis. Fosforilación fotosintética. Importancia biológica de la fotosíntesis.

Unidad temática Nº 3 Organización del genoma.

Capítulo 11: Núcleo celular.

Organización general. Envoltura nuclear. Cromosomas. Nucléolo.

Capítulo 12: Naturaleza molecular del gen y del genoma.

Estructura y organización del genoma. Estabilidad del genoma. Flujo de información a través de la célula. Expresión génica. Transcripción. Procesamiento de los ARN. Transcripción en procariotas y eucariotas. Traducción de la información génica, (síntesis de proteínas). Ribosomas. Plegamientos de las proteínas. Chaperonas. Control de la expresión génica.

Unidad temática Nº 4 Reproducción y desarrollo.

Capítulo 13: División celular. Diferenciación celular.

Ciclo celular. Control. Duplicación y reparación del ADN. Mitosis. Segmentación en células animales y vegetales. Meiosis y recombinación génica. La meiosis y la gametogénesis. La meiosis como fuente de variabilidad génica. Relación entre los eventos que ocurren durante la meiosis y la fecundación con las leyes de Mendel. Diferenciación celular: Características generales. Interacciones nucleocitoplasmáticas.

Unidad temática Nº 5 Evolución.

Capítulo 14: Microevolución y macroevolución

Mecanismos de la evolución. Evidencias a nivel molecular. Teorías. Evolución de las poblaciones. Estructura génica. Especiación y macro evolución.

Modalidad de trabajo en el aula: De acuerdo a la naturaleza de los temas, puede ser, teórico práctico, resolución de problemas, explicación-exposición.

Modalidad de Evaluación: Escrito opción múltiple.

Bibliografía fundamental

Anexo.

485

• Curtis y Barnes (1992) Biología 5ª. Ed. Buenos Aires. Editorial Médica Panamericana. • Curtis - Barnes -Schnek y Flores (2006) Invitación a la Biología 6ª. Ed. Buenos Aires

Editorial Médica Panamericana. • De Robertis- Hib (1998) Fundamentos de Biología Celular y Molecular. 3ª. Ed. Buenos

Aires. El Ateneo • Smith y Wood ( 1997) Biología Celular. U.S.A. Addison Wesley Iberoamericana. • Solomon y col. (1998) biología de Villee. 4ª. Ed. Mexico. McGraw-Hill Interamericana. • Guías de estudio preparadas por los profesores del CBC y sus colaboradores.

Bibliografía ampliatoria

• Alberts y col. (1996) Biología Molecular de la Célula 3ª. Ed. Barcelona Omega. • Alberts y col. (2006) Introducción a la Biología Celular 2ª. Ed. Buenos Aires

Panamericana • Karp G. (1998) Biología Celular y Molecular 3ª. Ed. México. Mc. Graw Hill

Interamericana. • Lodish y col. (2004) Biología Celular y Molecular 5ª Ed. Buenos Aires. Panamericana

Bibliografía complementaria.

Será brindada especialmente para cada uno de los temas por los profesores.

Anexo.

486

PROGRAMA DE INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR - FCEN-UBA-

La materia tiene por objeto: -Dar una panorámica introductoria de los conceptos más modernos de las Biologías Molecular y Celular, incluyendo elementos de Ingeniería Genética y Biotecnología. -Despertar en los alumnos que recién se inicia en la carrera el interés y el apetito por la experimentación científica, a través del aprendizaje de un nuevo vocabulario específico, de la ejercitación de problemas, de la realización de experimentos (trabajos prácticos) y del análisis crítico de experimentos clásicos y recientes tomados de la literatura. -Priorizar el razonamiento sobre la información; el cuestionamiento fundamentado, sobre los dogmas; la discusión sobre la aceptación incondicional de la palabra del docente. -Integrar a docentes y estudiantes en la defensa activa de la Universidad pública, gratuita, científica y laica; comprometida con la realidad social en la que está inmersa. Entender a la ciencia como la búsqueda de la verdad transformadora en un contexto social y no como un mero instrumento de exaltación del prestigio personal. Programa Teórico 2007 ASIGNATURA: Introducción a la Biología Molecular y Celular CARRERA: Lic. en Ciencias Biológicas: Ciclo Introductorio CARÁCTER: Obligatorio DURACIÓN DE LA MATERIA: Un cuatrimestre HORAS DE CLASE: a) Teóricas: 9; b) Problemas y Seminarios: 4; c) Laboratorio: 4. TOTALES: 17 ASIGNATURAS CORRELATIVAS: Ninguna PROGRAMA TEÓRICO: 1. Panorama general de la estructura y función celulares. Moléculas y células. Niveles de organización. Células procariotas y eucariotas. Conceptos de evolución y mutación, valor adaptativo. Selección natural. Cómo se estudia la célula. Microscopía óptica. Microscopía electrónica de transmisión y de barrido. Fraccionamiento subcelular. Ultracentrifugación. Histoquímica. Inmunofluorescencia. Inmunohistoquímica. 2. Ácidos nucleicos. Estructura del DNA. Métodos para determinación de secuencia. Estructura del tRNA. RNA mensajero. RNAs ribosómicos. Actividad catalítica del RNA. Hibridación. Genes estructurales y reguladores. Estructura de los genes de eucariotas. Intrones y exones. Procesamiento (splicing) del RNA mensajero. Procesamiento diferencial. Acoplamiento entre transcripción y procesamiento de RNA. Degradación de RNA mensajero (NMD: nonsense mediated decay). 3. Replicación del DNA. Concepto de replicón. DNA polimerasas. Actividades de proofreading y nick translation. Helicasa, primasa, ligasa, topoisomerasa. Ciclo celular. Acortamiento de telómeros y telomerasa. Transcripción. Transcripción inversa. Monitoreo de errores de replicación y transcripción. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). 4. Proteínas. Estructura primaria, secundaria y terciaria. Métodos de purificación y determinación de secuencia. Cristalografía de rayos X. Estructura cuaternaria: subunidades,

Anexo.

487

dominios, interacciones (cooperatividad y alosterismo). Proteínas globulares y fibrosas. Proteínas enzimáticas y proteínas estructurales. Modificaciones regulatorias. Receptores, anticuerpos, hormonas. 5. Biosíntesis de proteínas. Ribosomas. Código genético. Supresores. Modificaciones post-traduccionales. Antibióticos y síntesis de proteínas. 6. La tecnología del DNA recombinante (ingeniería genética). Enzimas de restricción. Secuencias palindrómicas. Vectores. Clonado genómico y de cDNA. Concepto de sonda de DNA. Bancos de genes y de cDNA. Rastreo de bancos. Animales transgénicos. Anulación programada de genes por recombinación homóloga ("knock out"). Biotecnología. 7. Regulación de la actividad genética. Modelo procariótico: el operón lactosa. Elementos génicos de control: genes reguladores activos en cis y en trans. Interacciones DNA-proteínas. El operón triptofano. Regulación de la traducción por RNAs anti-sentido. Interferencia por RNA (RNAi). Micro RNAs. Elementos reguladores en células eucariotas: regiones pre-promotores, "enhancers" y "silencers". Factores de transcripción. 8. La membrana plasmática. La bicapa lipídica. Proteínas de membrana. Interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas. Métodos físicos para el estudio de la membrana. Criofractura y criograbado. El modelo de mosaico fluido. El uso de la electroforesis en geles de poliacrilamida para estudiar las proteínas de membrana. Transporte de macromoléculas. Exocitosis y endocitosis. Hoyos revestidos ("coated pits"). Fagocitosis. El tránsito vesicular de la célula. 9. La compartimentalización de las células eucariotas. El citosol. El retículo endoplasmático. Translocación de proteínas co- y post-traduccional. El aparato de Golgi. Lisosomas y peroxisomas. Organelos con doble membrana: el núcleo, la mitocondria y el cloroplasto. Metabolismo celular: glucólisis, fermentaciones, ciclo de Krebs. Respiración aerobia. El problema y la solución de la conversión de energía: mitocondrias y cloroplastos como maquinarias productoras de ATP. La cadena respiratoria. El cloroplasto y el proceso de fotosíntesis. El proceso quimiosmótico. Ácidos nucleicos en mitocondrias y cloroplastos. Hipótesis sobre el origen endosimbiótico de las organelos celulares. 10. El citoesqueleto. Movimiento ciliar. Aspectos generales de los microtúbulos y los microfilamentos como estructuras cuaternarias dinámicas. Proteínas con afinidad por la actina en células no musculares. Filamentos intermedios. Organización del citoesqueleto. Uniones celulares: estrechas, desmosomas, hemidesmosomas. La matriz extracelular: colágeno, fibronectina, laminina. 11. El núcleo celular. La organización del DNA en cromosomas. Histonas y proteínas no-histónicas. El nucléolo. La membrana nuclear. Organización de las secuencias del DNA: repetitivas y únicas. El ciclo celular. Mitosis. Control de la división celular. Meiosis. Reseña de la genética mendeliana: genotipo, fenotipo, homocigosis, heterocigosis, dominancia, co-dominancia, alelos múltiples. Leyes de Mendel y sus bases citológicas. Transferencia de material genético. 12. La célula vegetal. La importancia clave de la pared celular. Pared primaria y secundaria. Composición y estructura. Interacción y comunicación entre células vegetales: plasmodesmos. Organización interna: plástidos, vacuola, tonoplasto. Crecimiento, división y diferenciación de células vegetales. 13. El sistema inmunitario. Bases celulares de la inmunología. Funciones de los anticuerpos. Biología molecular de la respuesta inmune: estructura de las inmunoglobulinas. Clasificación de inmunoglobulinas. La generación de la diversidad de los anticuerpos. La selección clonal. Linfocitos T y B. Receptores de membrana. Linfocitos T y la inmunidad celular. El sistema de complemento.

Anexo.

488

14. Neuronas. Los canales activados por voltaje y el potencial de acción. Transmisión sináptica. Neurotransmisores. Desarrollo y conservación de la estructura neuronal. El desarrollo de las conexiones neuromusculares. Concepto de barrera hematoencefálica. Proteínas de transporte. Las bombas protónicas. Transporte de moléculas pequeñas. Transporte activo. Gradientes iónicos. ATPasas. Bombas aspirantes e impelentes. Canales iónicos. Ionóforos. 15. Cómo se comunican las células entre sí: las señales claves. Mediadores químicos locales, hormonas y neurotransmisores. Receptores: de membrana e intracelulares. Concepto de unión (binding) de ligando a receptor. Segundos mensajeros: el AMP cíclico y el calcio. Modo de acción de los segundos mensajeros. Genes cuyos productos regulan la respuesta celular a señales externas: oncogenes. BIBLIOGRAFÍA 1. Alberts et al. Molecular Biology of the Cell (4a edición, incluye CD interactivo). Garland Publishing, New York & London (2002). Consulta y compra: www.garlandscience.com/MBoC4/about/html 2. Alberts et al. Biología Molecular de la Célula, traducción al español de la 4a. edición en inglés. Editorial Omega, Barcelona (2004). En Bs. As. distribuye Cúspide. 3. Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Walter, P. Essentials in Cell Biology. An Introduction to the Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing, New York & London (2003). 4. Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Walter, P. Introducción a la Biología Celular. Traducción al español de la cita 3. Omega, Barcelona. 5. Stryer, L. Bioquímica. Editorial Reverte, Barcelona (traducción de la 4a. edición en inglés). 6. Lodish, H., Berk, A., Lawrence Zipurski, S., Matsudaira, P., Baltimore, D. y Darnell, J. E. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 2005 (traducción de la 5a edición en inglés) 7. Lewin, B. Genes VIII. John Wiley & Sons (2002). Relacionado con este importante texto y con experimentos claves en la biología molecular consultar el sitio www.ergito.com 8. Publicaciones periódicas: Scientific American o su edición en español, Investigación y Ciencia; La Recherche o su edición es español, Mundo Científico; Ciencia Hoy ( la revista de divulgación científica más seria de la Argentina); Exactamente (la revista de nuestra facultad). 9. Freeland Judson, H. The Eighth Day of Creation. Makers of the Revolution in Biology. Penguin Books, London (1995). 10. Purroy, J. La era del genoma. Salvat ciencia. Barcelona (2001). Se consigue en librerías Distal, Corrientes 913, Cap. Fed. BÚSQUEDAS BIBLIOGRÁFICAS Para buscar citas de trabajos originales publicados en revistas científicas en inglés mediante el uso de palabras presentes en sus títulos o resúmenes (abstracts) o el apellido de sus autores, se puede consultar la base de publicaciones más importante en ciencias biomédicas y biotecnología, llamada PubMed, a la siguiente dirección de internet: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/

Anexo.

489

PROGRAMA DE BIOQUÍMICA DE LA NUTRICIÓN

- FMED- UBA

ENCARGADO DE ENSEÑANZA:

Dr. MARCELO OSVALDO LUCENTINI (Docente Autorizado � Doctor en Medicina)

- Facultad de Medicina - U.B.A)

Objetivos de la Materia

- Destacar la importancia de la Bioquímica y su impacto sobre la Nutrición normal;

- Repasar las nociones básicas concernientes a las estructuras atómica y molecular de las distintas sustancias y sus uniones químicas, con el fin de obtener una mejor comprensión de la estructura de los distintos nutrientes y componentes celulares; - Proveer al educando los conocimientos necesarios para interpretar los distintos cambios metabólicos que ocurren en el organismo humano en diferentes situaciones, tanto fisiológicas como patológicas; - Propender a la enseñanza de la materia a través de aplicaciones biomédicas y la interpretación, desde el punto de vista molecular, de diferentes casos clínicos relacionados, especialmente, con enfermedades del metabolismo.

CONTENIDOS:

BOLILLA 1:

BIOQUÍMICA Y NUTRICION: Definición y objetivos de la Bioquímica; su relación con la Nutrición; la importancia del conocimiento de las estructuras químicas de nutrientes y su metabolismo para el entendimiento de la Nutrición normal.

BOLILLA 2:

QUÍMICA GENERAL: Concepto de átomo y molécula. Elementos químicos. Tabla Periódica: su interpretación. Funciones químicas. El carbono. Sus compuestos. Enlaces químicos covalentes y no covalentes. Características de los mismos. Estructura molecular. Isomería: concepto. Tipos: plana (de cadena, posición y funcional), geométrica y espacial (estereoisomería): isómeros ópticos y diasteroisómeros.

BOLILLA 3:

EL AGUA: composición hídrica del ser humano en las distintas etapas evolutivas de la vida; balance hídrico normal de 24 horas; estructura química del agua; propiedades físico-químicas; relación entre estructura química y propiedades solventes; puentes de hidrógeno: sus características bioquímicas e importancia biológica. Soluciones: definición; concepto de solvente y soluto; tipos de soluciones; formas más comunes de expresar la concentración de las soluciones; pH: definición; interpretación; importancia biológica de su determinación en los distintos fluidos biológicos. Ecuación de Henderson-Hasselbalch y su aplicación práctica. Soluciones amortiguadoras.

BOLILLA 4:

GLUCIDOS: definición; clasificación; funciones biológicas, especialmente nutricionales. Monosacáridos de importancia biológica: ribosa; glucosa; fructosa; manosa y galactosa. Series

Anexo.

490

D y L; formas furanósicas y piranósicas. Concepto de: epímero, enantiómero y anómero. Derivados de glúcidos: hexosaminas; desoxiazúcares y ácidos urónicos. Disacáridos de importancia biológica: maltosa; lactosa y sacarosa. Estructura química. Fuentes biológicas. Poder reductor. Glicanos: definición; homoglicanos: almidón, glucógeno y celulosa; héteroglicanos: próteoglicanos y glicoproteínas. Estructura química. Funciones. Relación estructura química-función. Ejemplos.

BOLILLA 5:

LÍPIDOS: definición; clasificación; funciones biológicas, especialmente nutricionales; ácidos grasos: estructura química; clasificación (saturados e insaturados: mono y poliinsaturados: serie W); propiedades físico-químicas; su participación en la composición de membranas biológicas. Estructura química; propiedades físico-químicas y relación estructura-función de: triacilglicéridos; fosfoglicéridos; esfingolípidos; glicoesfingolípidos; colesterol y terpenos.

BOLILLA 6:

AMINOACIDOS: Definición; clasificación; propiedades físico-químicas; funciones biológicas, especialmente nutricionales; Unión peptídica: tipo de unión y características (coplanaridad, hibridación de resonancia y configuración trans); Péptidos de importancia biológica.

PROTEINAS: definición; clasificación; funciones biológicas; proteínas de bajo y alto valor biológico; características físico-químicas; niveles de organización estructural; tipos y ejemplos.

BOLILLA 7:

NUCLEOPROTEINAS: Definición; nucleótidos y nucleósidos. Uniones químicas intervinientes. Propiedades físico-químicas e Importancia biológica de los nucleótidos. Ácidos nucleicos: tipos; estructura química; características físico-químicas de cada uno de ellos; funciones.

BOLILLA 8:

TERMODINÁMICA: energía: definición; tipos de energía; energía química; entalpía y entropía; delta G (variación de energía libre): su interpretación química.

BOLILLA 9:

ENZIMAS: definición; características generales; analogías y diferencias con catalizadores inorgánicos; clasificación; mecanismos de acción enzimática; actividad enzimática; factores que pueden modificarla; unidades de actividad enzimática (Unidad Internacional; Katal); regulación enzimática; alosterismo; inhibición competitiva y no competitiva; zimógenos; isoenzimas; ejemplos clínicos.

BOLILLA 10:

BIOMEMBRANAS: definición; composición química; funciones biológicas; propiedades físico-químicas. Receptores celulares. Concepto. Estructura química. Clasificación. Características generales. Mecanismos de acción. Ejemplos.

BOLILLA 11:

INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO: Concepto de metabolismo; anabolismo y catabolismo; vía anfibólica; Ciclo de Krebs. Cadena respiratoria.

Anexo.

491

BOLILLA 12:

METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS: digestión y absorción; metabolismo de la glucosa: glucólisis; vía de las pentosas fosfato; gluconeogénesis; glucógeno: síntesis y degradación. Descripción de cada vía metabólica, analizando localización tisular y celular; finalidad/es; reacciones químicas involucradas: enzimas; sustrato/s y productos; regulación y balance energético. Metabolismo de la fructosa y de la galactosa. Regulación de la glucemia en distintas situaciones metabólicas.

BOLILLA 13:

METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS: digestión y absorción de proteínas: enzimas intervinientes; principales péptidos reguladores; mecanismos de transdesaminación; destino final de grupos amino: formación de urea; metabolismo de aminoácidos en particular: aminoácidos esenciales y no esenciales. Biosíntesis proteica. Maduración. Regulación. Inhibidores. CASOS CLINICOS APLICADOS: CIRROSIS HEPÁTICA. ENCEFALOPATIA HEPÁTICA.

BOLILLA 14:

METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS: digestión y absorción; síntesis y degradación de los ácidos grasos; lipogénesis y lipólisis; cetogénesis y cetólisis: importancia metabólica de estos procesos; metabolismo de las lipoproteínas plasmáticas. Síntesis de hormonas esteroides: regulación a nivel tisular y celular; transporte; catabolismo; excreción. Interpretación diagnóstica. CASOS CLINICOS APLICADOS: SÍNDROMES DE CUSHING Y DE ADDISON.

BOLILLA 15:

METABOLISMO DE BASES NITROGENADAS: síntesis de �novo� y de recuperación de bases púricas y pirimídicas; regulación; catabolismo de bases púricas: síntesis de ácido úrico; regulación. CASO CLINICO APLICADO: EL PACIENTE CON GOTA.

BOLILLA 16:

INTEGRACIÓN METABÓLICA: El metabolismo en situaciones de ayuno, saciedad, estrés y ejercicio muscular.

BOLILLA 17:

METABOLISMO DE LOS MINERALES Y OLIGOELEMENTOS: Minerales: Calcio, Fósforo, Potasio, Sodio y Hierro. Funciones; Alimentos Fuentes; Complicaciones por Déficit o por Exceso; RDA; Importancia Biomédica. Oligoelementos: Zinc, Selenio, Yodo. Alimentos Fuentes; Funciones; Complicaciones por Déficit o por Exceso; RDA; Importancia Biomédica; Hormonas Tiroideas.

BOLILLA 18:

VITAMINAS LIPOSOLUBLES: Vitaminas A, D, E, K. Funciones; Alimentos Fuentes; Complicaciones por Déficit o por Exceso; RDA; Importancia Biomédica.

BOLILLA 19:

VITAMINAS HIDROSOLUBLES: Complejo B y Vitamina C. Funciones; Alimentos Fuentes; Complicaciones por Déficit o por Exceso; RDA; Importancia Biomédica.

Anexo.

492

BOLILLA 20:

HORMONAS ESTEROIDES Y ESTRÉS.

BOLILLA 21:

EMBARAZO Y CAMBIOS BIOQUÍMICOS.

BOLILLA 22:

BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.

BOLILLA 23:

BIOQUÍMICA DEL HEMO: síntesis y degradación. Regulación. Enfermedades relacionadas: porfirias, ictericias.

BOLILLA 24:

BIOQUÍMICA DE LA ORINA NORMAL: características físicas y químicas. Sedimento de orina.

6. BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA: 1. Bioquímica: Champe, Harvey, Ferrier. 3ra Edición. Editorial McGraw Hill, México; 2006. 2. Química biológica: Blanco, A. Octava Edición. Editorial �El Ateneo�. Buenos Aires, 2006. 3. Bioquímica de Harper: Murray, RK; Mayes, PA; Granner, DK; Rodwell VW. 16 ava. Edición. Editorial El Manual Moderno. México, 2004. 7. BIBLIOGRAFÍA OPCIONAL: CD 1, 2 y 3: Bioquímica de la Nutrición. Marcelo Lucentini. Lo esencial en metabolismo y nutrición. Sarah Benyon. Harcourt Brace. Londres.1998.

Anexo.

493

PROGRAMA DE QUÍMICA BIOLOGÍCA

-FCEN-UBA-

I. DEFINICIÓN Y OBJETO DE LA QUÍMICA BIOLÓGICA.

Relación con las otras ciencias. Métodos de estudio. Historia. Bibliografía.

II. NOCIONES SOBRE ESTRUCTURA CELULAR Y TISULAR.

La evolución de las células. Teoría celular. Métodos de estudio: fraccionamiento subcelular y microscopía (óptica y electrónica). Estructuras subcelulares. Membrana plasmática: estructura, funciones. Tipos de transporte a través de la membrana plasmática. Endocitosis y exocitosis. Organelas: Estructura y función. Retículo endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas, peroxisomas, sistema vacuolar. Tráfico vesicular. Conversión de energía: mitocondrias y cloroplastos. Sistema de citoesqueleto: microfilamentos y microtúbulos. Dinámica del citoesqueleto. Ribosomas: su papel en la síntesis proteica. Núcleo celular: estructura y función. Ciclo de división celular: mitosis y meiosis.

III. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES GENERALES DE LAS PROTEINAS.

Importancia del estudio de las proteínas: proyecto genoma versus proyecto proteoma. Papel de las proteínas en las diversas funciones celulares. Constituyentes básicos de una proteína: aminoácidos. Propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos. Configuración. Propiedades ópticas. Punto isoeléctrico. Niveles estructurales en la molécula proteica: estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Plegamiento proteico: papel de la molécula de agua en la entropía del plegamiento. Fuerzas que estabilizan las diversas estructuras. Desnaturalización y renaturalización proteica. Relación entre estructura y función: Métodos de estudio de la conformación proteica: cristalografía de rayos X, dicroísmo circular. Determinación automática de la secuencia proteica. Ejemplo de proteínas con diversas funciones: fibrilares versus globulares.

IV. PROTEINAS CON FUNCION CATALITICA.

Nociones generales sobre enzimas y su función en la célula. Diferencias entre reacciones catalizadas y no catalizadas. Clasificación de enzimas según la reacción catalizada. Holoenzimas y apoenzimas. Cofactores. Coenzimas. Grupo prostético. Definición de sitio activo: residuos de unión y residuos catalíticos. Característica del sitio activo: especificidad, regulación. Estudio funcional de las enzimas: cinética enzimática. Derivación de la expresión de velocidad, a partir de estado estacionario. Ecuación de Michaelis y Menten. Cálculo de parámetros cinéticos: velocidad inicial, velocidad inicial máxima, Km, efecto de la concentración de sustrato y de enzima sobre la velocidad inicial. Métodos lineales y no lineales para la determinación de Vm y Km (hiperbólico, Lineweaver-Burk, etc.). Regulación de la actividad enzimática: inhibidores reversibles e irreversibles. Mecanismo de acción enzimática: naturaleza del centro activo, tipos de catálisis. Enzimas regulables: alosterismo, teorías (Monod, Koshland).

V. VITMINAS Y COENZIMAS.

Concepto de vitamina. Descubrimiento de las mismas. Efectos de carencia y exceso de vitaminas. Clasificación en liposolubles e hidrosolubles. Componentes de cada tipo. El papel de las vitaminas hidrosolubles como coenzimas.

Anexo.

494

VI. METABOLISMO INTERMEDIO.

Concepto general de metabolismo intermedio. Cadenas metabólicas. Ubicación subcelular de los diversos metabolismos. Métodos de estudio. Esquema general de los tres metabolismos básicos: hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos. Anabolismo y catabolismo.

VII. ESTRUCTURA Y METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO.

Estructura general: monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Metabolismo degradativo de la glucosa: cadena glucolítica y ciclo de las pentosas. Cadena glucolítica: secuencia de las reacciones. Enzimas y coenzimas que intervienen. Significado biológico y universalidad de la cadena glucolítica. Formación de compuestos de alta energía y de compuestos metabólicos. Balance energético. Formación de ácido láctico en músculo y alcohol en levadura. Ciclo de las pentosa-fosfatos: secuencia de las reacciones. Formación de NADPH.

VIII. CAMINO OXIDATIVO DE LA GLUCOSA.

Concepto general de las oxidaciones biológicas y ciclos de oxidación. Localización de los sitemas de oxidación. Mitocondrias. Ciclo tricarboxílico (Krebs): secuencia de las reacciones. Coenzima A. Acido lipoico, pirofosfato de tiamina, NAL. El ciclo como unidad catabólica y �generadora� de energía. Función del ciclo en procesos biosintéticos. Ciclos anapleróticos.

IX. CADENA RESPIRATORIA.

Nociones sobre óxido-reducciones. Potenciales de óxido-reducción. Respiración a nivel celular. Importancia a nivel de organización. Membrana interna mitocondrial. Componentes. Cadena respiratoria. Inhibidores del transporte de electrones. Teoría quimiosmótica. Fosforilación oxidativa. Control respiratorio. Inhibidores de la síntesis de ATP y desacoplantes. Posibles utilizaciones del ATP.

X. FOTOSINTESIS

Potenciales de óxido-reducción, energía libre y su relación con las constantes de equilibrio. Utilización de la energía solar. Cadena fotosintética de transporte de electrones. Teoría quimiosmótica. Fosforilación cíclica y no cíclica. Asimilación fotosintética del CO2. Ciclo de Benson-Calvin. Modulación de las enzimas por la luz. Fotorrespiración. Ciclo de cuatro carbonos y metabolismo ácido de las crasuláceas. Asimilación del nitrógeno y del azufre. Nitrato y nitrito reductasas. Activación y asimilación del sulfato.

XI. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y SU RELACION CON OTRAS VIAS METABOLICAS.

Mecanismos generales de degradación de aminoácidos. Desaminación oxidativa y no oxidativa. Transaminación. Descarboxilación. Formación de aminas biógenas. Mecanismo de acción del fosfato de piridoxal. Metabolismo del fragmento C. Mutilación. Metionina activa. Transferencia de metilos. Papel del ácido tetrahidrofólico. Mecanismo de biosíntesis de aminoácidos. Aminoácidos esenciales y no esenciales. Destino de los aminoácidos. Destino del amoníaco. Arginina y ciclo de la urea. Destino del residuo no nitrogenado del aminoácido. Aminoácidos cetogénicos y glucogénicos. Aminoácidos como precursores de otras sustancias. Estructura y biosíntesis de hemoproteínas, porfirinas y clorofilas. Biosíntesis y degradación de los nucleótidos púricos y pirimidínicos. Biosíntesis y papel de poliaminas.

XII. LIPIDOS: METABOLISMO Y FUNCION.

Anexo.

495

Distintos tipos de lípidos. Propiedades. Función. Lípidos neutros y lípidos polares. Formación de micelas y bicapas. Membranas biológicas: composición. Modelos de su estructura. Degradación de grasas y fosfolípidos: acción de lipasas y fosfolipasas. Mecanismo general de la degradación de los ácidos grasos. Beta oxidación mitocondrial y peroxisomal. Localización y secuencia de las enzimas que intervienen. Activación y penetración de los ácidos grasos en el interior de las mitocondrias. Destino del acetil CoA. Aspecto energético de la oxidación de los ácidos grasos. Acidos grasos de cadena impar. Formación de cuerpos cetónicos. Factores que determinan la magnitud de la cetogénesis. Biosíntesis de lípidos: sistema mitocondrial y extramitocondrial para la síntesis de ácidos grasos. Proteína transportadora de grupos acilo. Complejo multienzimático. Acetil CoA carboxilasa. Papel de la biotina. Localización de enzimas que intervienen. Papel del NADPH y sistemas generadores. Transhidrogenación. Regulación de la síntesis de ácidos grasos. Sistemas de elongación de la cadena de ácidos grasos. Síntesis de ácidos grasos no saturados. Eicosanoides, prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. Mecanismo de síntesis de triglicéridos y de fosfolípidos. Inosito trisfosfato y diacilglicerol como segundos mensajeros. Inositol trisfosfato y liberación de Ca2+. Activación de la proteína quinasa C por el diacilglicerol y por ésteres de forbol. Síntesis de isoprenoides. Prenoles, poliprenoles. Dolicol fosfato. Esteroides. Transporte del colesterol y otros lípidos. Hipercolesterolemia y aterosclerosis. Regulación de la lipogénesis y la lipólisis.

XIII ESTRUCTURA Y METABOLISMO DE LOS ACIDOS NUCLEICOS.

Elucidación de la estructura de los ácidos nucleicos. Diferencias entre ADN y ARN. Propiedades. Duplicación del ADN en procariotes y eucariotes. ARN: diversos tipos y su biosíntesis. Mutaciones. Determinación de la secuencia: manual y automática. Temas de Biología Molecular y Biotecnología: enzimas de restricción, clonado, Northern, Southern y Western blotting, huellas digitales de ADN, PCR. Animales transgénicos y clonados.

XIV. BIOSINTESIS DE PROTEINAS.

El código genético y su elucidación. Etapas en la biosíntesis de proteínas: activación de los aminoácidos, iniciación, elongación y terminación. Diferencias entre procariotes y eucariotes. Modificaciones post-traduccionales de las proteínas. Proteínas de membrana y de exportación. Degradación de proteínas.

XV REGULACION METABOLICA. HORMONAS Y REGULACION HORMONAL.

Regulación de los niveles de enzimas. Inducción de enzimas. Sistemas de regulación de la expresión génica: operón, gen promotor, regulador e iniciador. Regulación hormonal: concepto de hormona y receptor. Mecanismos de acción de hormonas proteicas. Sistemas de segundos mensajeros. Mecanismos de acción de hormonas esteroides. Receptores citoplasmáticos y nucleares. Ejemplos de hormonas hipotalámicas e hipofisarias. Ejemplos de hormonas de insectos y vegetales.

BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA:

-Bioquímica. Thomas Devlin. 3ra. Edición. 2000. Editorial Reverté.

-Bioquímica. Lubert Stryer. 5ta. Edición. 2003. Editorial Reverté.

-Bioquímica. Albert Lehninger. 2da. Edición. 1995. Editorial Omega.

-Bioquímica. Montgomery. 6ta. Edición. Editorial Harcourt Brace.

-Bioquímica. Donald Voet y Judith Voet. 1992. Editorial Omega.

Anexo.

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-Bioquímica de Harper. Murray et al. 15ta. Edición. 2001. Editorial Atlante

-Principios de Bioquímica. Lehninger et al. 3ra. Edición. 2004. Editorial Omega.

-Química Biológica. Antonio Blanco. 7ma. Edición. 2000. Editorial El Ateneo Jenny SA.

Nota: Debido al avance en el campo de las ciencias biomédicas, todos los temas tratados en la asignatura se complementan con la explicación de correlaciones clínicas correspondientes. Además, todos los alumnos desarrollan casos clínicos como parte de su tarea práctica, al estilo de estudio por casos. En el desarrollo del tema de sistemas hormonales, se incluye a los neurotransmisores como moléculas con actividad biológica cuyo mecanismo de acción involucra la estimulación de sistemas receptores.

Anexo.

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TRABAJO PRÁCTICO RELACIONADO AL TEMA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR

-FCEN-UBA-

TRABAJO PRÁCTICO DE ACTIVIDAD ENZIMÁTICA DE LA g-AMILASA OBJETIVO Estudiar la actividad enzimática de la g-amilasa salival y caracterizar dicha actividad. INTRODUCCIÓN La g-amilasa es una enzima que degrada el almidón. El almidón, principal polisacárido de reserva de las plantas, está compuesto por dos tipos diferentes de moléculas: amilosa y amilopectina. Ambas tienen como monómero la glucosa (Glu). La amilosa está formada por largas cadenas de glucosa, donde el C1 de una glucosa está unido al C4 de la siguiente. Son cadenas lineales y se arrollan en forma helicoidal. La amilopectina está formada por cadenas de glucosa unidas en C1 con C4 (como la amilosa) pero con múltiples ramificaciones (uniones C1 con C6). La g-amilasa rompe uniones entre C1 y C4 de dos glucosas. Por lo tanto, usando almidón como sustrato, libera como productos dextrinas lineales y ramificadas. Las dextrinas son oligosacáridos compuestos, en este caso, por unas pocas unidades de glucosa. ¿Cómo se mide la actividad de una enzima? Dada una reacción: Sustrato / s � � Enzi� masPr oducto / s la actividad de la enzima puede evidenciarse ya sea detectando la aparición de producto o bien la desaparición del sustrato. Para esto pueden usarse tests colorimétricos, absorbancia de la luz de determinada longitud de onda, sustratos marcados radiactivamente, etc., según convenga en cada caso. En este TP, para medir la actividad de la g-amilasa, vamos a usar un conocido test colorimétrico que permite revelar la presencia de almidón en una solución. Por lo tanto, vamos a seguir la reacción detectando la desaparición del sustrato. El almidón en presencia de una solución de Iodo/IK presenta una coloración azulada debido a la interacción física entre el iodo y las moléculas de amilosa. Cuando la g-amilasa degrada el almidón, elimina la propiedad de la amilosa de interactuar con el iodo y por lo tanto de presentar coloración azulada. Caracterizar la actividad de una enzima implica conocer cuáles son las condiciones óptimas de funcionamiento (pH, termperatura, etc), cuál es la naturaleza química de la enzima, si puede ser activada o inhibida y cómo, etc. Observación de amiloplastos Cortar un cubo de papa, zapallo y zanahoria de 1 cm de lado con una hojita de afeitar. Teñir una cara con una gota de solución de I2/IK y hacer un corte lo más fino posible. Colocar el corte en un portaobjeto sobre una gota de agua destilada y observar al microscopio (100X) sin cubreobjeto. Observación de células de la mucosa bucal Pasar el palito de helado por la mucosa bucal. Depositar la muestra sobre un portaobjeto limpio. Colocarlo en las bandejas de plástico con los soportes para teñir, agregar una gota de metanol y dejar secar. Cubrir con 1 o 2 gotas de Giemsa 4 % y dejar 3 min. Descartar el exceso de colorante y lavar apenas con unas gotas de agua destilada. Observar al microscopio sin cubreobjeto (100X y 400X). CUESTIONARIO

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1. ¿Para qué se determina la dilución óptima y el tiempo de referencia? 2. ¿Qué efectos tienen y como afectan la actividad: a) el tratamiento de la saliva con proteinasa K, b) el calentamiento de la saliva a 100 °C, c) el pH ácido y alcalino, d) realizar la reacción enzimática a 0 °C, temp. ambiente, 37 °C o 70 °C y e) la concentración de Cl-. 3. ¿A qué pH y a que temperatura esperaría Ud. que la g-amilasa tuviera su actividad óptima? ¿Por qué? 4. ¿Qué experimento demuestra que la actividad de la g-amilasa se debe a la presencia de una proteína?

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GUÍA DE SEMINARIOS DE LA ASIGNATURA INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CELULAR- FCEN �UBA-

Se presenta sólo la parte de la guía correspondiente al tema investigado

CÉLULA II

METABOLISMO A) GUÍA DE ESTUDIO

1) Defina: a) energía; b) metabolismo; c) catabolismo; d) anabolismo; e) reacción endergónica; f) reacción exergónica; g)oxidación; h) reducción. 2) ¿En qué compartimentos celulares ocurren: a) glucólisis; b)ciclo de Krebs; c) cadena respiratoria; d) oxidación de los ácidosgrasos; e) fotosíntesis? 3) A) Dibuje un corte de una mitocondria típica vista al microscopio electrónico (haga un dibujo GRANDE). Señale y dé nombre a todas sus partes y compartimentos y ubique en su dibujo lo siguiente: a) protones (H+) acumulados por el bombeo de la cadena respiratoria; b) ATPasa (ATP sintetasa); c) isocitrato deshidrogenasa; d) oxidación de ácidos grasos; e) citocromo b; f)FADH2; g) síntesis de ATP; h) cardiolipina; i) conversión de piruvato en Acetil CoA; j) NADH + H+; k) ARN ribosomal. B) Dibuje un corte de un cloroplasto típico visto al microscopio electrónico; ubique en el dibujo las siguientes estructuras y dónde ocurren los siguientes procesos: a) membranas externa e interna; b) sacos tilacoides; c) grana; d) estromas; e)ribosomas; f) ADN cromosómico; g) ferredoxina; h) todas las enzimas del ciclo Benson-Calvin; i) ATPasa; j) fotosistemas y cadena de transporte electrónico; k) clorofila; l) sitios de bombeo de H+ al lumen tilacoidal; m) consumo de agua por la cadena de transporte de electrones, n) consumo de CO2, ATP y NADPH; ñ)conversión de NADP a NADPH, o) conversión de ADP a ATP. 4) Detalle los pasos de la glucólisis. ¿Cuál es la enzima clave en la regulación de la glucólisis? ¿Qué ventajas (valor adaptativo) presenta para la célula que esta enzima sea inhibida por ATP y citrato; y estimulada por AMP? 5) ¿Cuántos ATP y NADH + H+ se producen por cada molécula de glucosa en la glucólisis, en la fermentación láctica, en la fermentación alcohólica, y en la respiración aerobia? 6) ¿Cuál es la importancia de la aparición de la respiración aerobia en la evolución de la vida sobre la Tierra? Explique por qué la fotosíntesis tiene que haber sido una adquisición cronológicamente anterior a la respiración aerobia. 7) ¿Qué ocurre con el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la síntesis de ATP mitocondrial en presencia de cianuro? ¿Y en presencia de un desacoplante como el dinitrofenol? 8) Haga un esquema comparativo de la síntesis de ATP en la fosforilación oxidativa mitocondrial y de la fotofosforilación del cloroplasto de acuerdo con la hipótesis quimiosmótica. 9) Describa el experimento de Racker-Stockenius, que permitió confirmar la hipótesis quimiosmótica. 10) ¿Qué papel cumplen el O2 en la respiración aerobia y el H2O en la fotosíntesis? 11) ¿Cuáles son los productos primarios de la fotosíntesis, cómo se originan y para qué son utilizados?

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12) Señale V o F a) En las mitocondrias sólo se produce energía en la fosforilación oxidativa acoplada a la cadena respiratoria. b) La fermentación no aporta más energía a la célula que la glucólisis. c) La conversión de piruvato a Acetil CoA libera CO2 en el citoplasma. d) Los H+ se acumulan en el espacio entre las dos membranas mitocondriales. e) El NADH + H+ no es un producto primario de la fotosíntesis. f) Los productos primarios de la fotosíntesis son utilizados en el citoplasma de la célula vegetal para reducir CO2 en azúcares. g) El NADH + H+ producido en la glucólisis se acumula hasta que se agota el NAD+ (oxidado) y la glucólisis se frena. h) Todo desacoplante de la cadena respiratoria disipa el gradiente de protones frenando el ciclo de Krebs. i) En las células vegetales se produce ATP en el citoplasma, en las mitocondrias y en los cloroplastos. j) Los peroxisomas y las mitocondrias consumen O2, en tanto que los cloroplastos producen O2. k) La glicosilación de proteínas se produce en el RER por adición de monosacáridos de a uno sobre la proteína naciente. l) El emparejamiento (trimming) de los oligosacáridos unidos a proteínas comienza en el RER y culmina en el Golgi, donde se agregan nuevos azúcares. m) Los lisosomas, las mitocondrias y los cloroplastos presentan bombas de H+. n) Los lisosomas se forman en el Golgi como vesículas recubiertas de clatrina. ñ) Los peroxisomas son las únicas organelas celulares que realizan detoxificación. o) La similitud entre un citocromo y una clorofila radica en que ambos son grupos prostéticos de un mismo tipo de apoproteínas. p) El O2 liberado en la fotosíntesis proviene del H2O. ------------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------- B) PROBLEMAS 1) ¿Qué produce mayor cantidad de ATP en la respiración aerobia, una molécula de glucosa o una de un ácido graso de 16 carbonos,sabiendo que hasta la formación de Acetil-CoA la degradación de ácidos grasos no produce energía? Enumere (no los describa) los procesos involucrados en la producción de ATP a partir de Acetil- CoA y los compartimentos mitocondriales en donde ocurren. ------------------------------------------------------------------

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2) La entrada de la carnitina acetiltransferasa a los peroxisomas y a las mitocondrias, tal cual fue comentada en el problema 4 de la guía "Célula I", es inhibida por agentes desacoplantes (dinitrofenol). El agregado de ATP revierte la inhibición de la entrada a peroxisomas, pero no a mitocondrias. ¿Que le indica esto sobre la naturaleza de la energía necesaria para la translocación a cada uno de los dos destinos? ------------------------------------------------------------------ - 3) El factor de crecimiento epidermal (EGF) es una proteína que para cumplir su rol biológico, es decir, estimular el crecimiento de las células animales, se une desde afuera a un receptor específico situado en la membrana plasmática de las células blanco. Luego, el complejo EGF-receptor es internalizado por un proceso de endocitosis mediada por receptor y ambos, el EGF y su receptor, son degradados en el interior celular. Para estudiar este mecanismo se realizaron distintos pretratamientos a cultivos de células hepáticas humanas, luego se agregó EGF marcado radioactivamente y se determinó la cantidad del mismo unido a membrana y degradado en el interior celular al cabo de 45 minutos de incubación a 37°C. En la siguiente tabla se esquematizan los resultados. __________________________________________________________ pretratamiento* EGF unido EGF inter- EGF dea membrana** nalizado** gradado __________________________________________________________ 1) ninguno 1000 1000 sí 2) cianuro 1000 0 -- 3) tunicamicina 1000 1000 no (inhibe glicosilación) 4) tripsina 0 0 -- 5) cloroquina 1000 1000 no (inhibe lisosomas) 6) transfección de 1000 0 -- un clon conteniendo el cDNA de clatrina en posición invertida respecto de un promotor eucariótico __________________________________________________________ * Una vez pretratadas las células, los correspondientes reactivos fueron eliminados por lavado antes de ensayar la unión del EGF. ** en unidades arbitrarias. .) Explique el mecanismo de acción de cada pretratamiento, de qué manera y a qué nivel influye sobre la unión y la degradación del EGF. ------------------------------------------------------------------ 4) La siguiente figura muestra el aumento de la turbidez -que es directamente proporcional al número de bacterias presentes- de un cultivo de E. c o li a 37°C en diversas condiciones.

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a) Explique la diferencia de comportamiento presentada. b) ¿De qué otro modo puede Ud. medir el crecimiento de la población bacteriana? ------------------------------------------------------------------ . ------------------------------------------------------------------ 5) El tubo A contiene una preparación de tilacoides intactos a la cual se le agrega ferredoxina (purificada por separado). El tubo B contiene una preparación de mitocondrias intactas mientras que el tubo C contiene una preparación de liposomas que incluyen bacteriorrodopsina y ATPasa de mitocondrias de corazón bovino(igual que en el experimento de Racker y Stockenius). Todas las preparaciones membranosas se encuentran en una solución acuosa conteniendo Mg2+, el buffer apropiado, ADP y fosfato inorgánico.

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El dinitrofenol (DNP) es un desacoplante. 1. Explique los resultados en cada sistema. Para A, además grafique las curvas de O2 liberado versus tiempo para cada uno de los tratamientos indicados en la figura. 2. Qué resultados hubiera Ud. esperado en cada uno de los casos si: a) Las preparaciones membranosas hubieran sido tratadas previamente con tripsina. b) Las preparaciones membranosas hubieran sido tratadas previamente con detergentes. 6) El proceso de crecimiento y maduración del ovocito ocurre casi totalmente dentro del folículo ovárico. El ovocito se encuentra dentro de la cavidad interna del folículo (atrio) recubierto de una capa de células especializadas, el "cumulus". La maduración nuclear se detiene en la profase I de la meiosis hasta que las gonadotrofinas liberadas en el período preovulatorio provocan la reanudación de la meiosis. El ovocito puede experimentar espontáneamente este fenómeno en condiciones "in vitro". La respuesta meiótica en cultivo puede ser evaluada morfológicamente mediante la observación microscópica de la ruptura de la membrana nuclear, proceso conocido como ruptura de la vesícula germinal (GVB, germinal vesicle breakdown). La evolución de este fenómeno depende de las fuentes de energía disponibles. Con motivo de evaluar la fuente de energía utilizada por los ovocitos durante la maduración, se incubaron ovocitos desnudados (es decir, separados de las células del cumulus mediante una digestión con hialuronidasa). La figura 1 muestra las curvas obtenidas al graficar las respuestas observadas (% de GVB) a dosis crecientes de diferentes sustratos.

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Dato: El oxalacetato puede generar piruvato por una reacción enzimática independiente de su participación en el ciclo de Krebs. Por este motivo, en presencia de oxalacetato siempre hay piruvato suficiente como para generar la Acetil-CoA necesaria para el ciclo de Krebs. Preguntas: a) ¿Qué infiere de la falta de respuesta en presencia de glucosa o lactato? b) ¿Qué indican los resultados obtenidos en presencia de piruvato y oxalacetato? Ud. cuenta con dos inhibidores del ciclo de los ácidos tricarboxílicos: malonato y fluoroacetato. El malonato bloquea la acción de la succinato deshidrogenasa, mientras que el fluoroacetato inhibe la conversión de citrato en isocitrato. c) ¿Qué experimento realizaría para comprobar la hipótesis deducida de la Fig. 1? Grafique y explique los resultados que espera obtener. Con el objeto de averiguar el origen del piruvato utilizado como sustrato por los ovocitos desnudados, Dows y col. cultivaron ovocitos desnudados; complejos cumulus-ovocitos (tal cual son extraídos del ovario) y un co-cultivo de células del cumulus y ovocitos desnudados. Los cultivos fueron realizados en medio con glucosa en presencia y ausencia de un inhibidor de la glucólisis, el iodoacetato. La figura 2 muestra los %GVB obtenidos en cada

d) Postule un modelo sencillo de acuerdo a los resultados obtenidos. e) ¿Cómo comprobaría experimentalmente la conexión entre los tiposcelulares involucrados? ------------------------------------------------------------------

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7) La levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae) es un hongo unicelular que puede crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno (es aerobio facultativo). En ausencia del mismo produce CO2 y etanol. Se tienen dos cultivos de levaduras: A) En medio mínimo con glucosa en presencia de O2. B) En medio mínimo con glucosa en ausencia de O2. Para cada uno de estos cultivos explique: 1. ¿En qué compartimento de la célula y en qué pasos metabólicos: I) se sintetiza ATP? II) se sintetiza GTP? III) se reduce NAD+ a NADH + H+? IV) se oxida NADH + H+ a NAD+? NOTA: no es necesario que explique el detalle de la reacción química que ocurre. 2. Explique y justifique qué sucedería en los cultivos A y B para los ítems I a IV al agregar: a) un agente desacoplante como el dinitrofenol (DNP). b) un inhibidor del transporte de electrones como el cianuro.

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