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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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Cita tipo APA:
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.
Cita tipo Chicago:
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.
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
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A la memoria de mi padre, Vito Garófalo
A mi querido esposo, Pablo, a mi madre Edith
A mis queridos hijos, Lucas y Santiago.
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
8.3.1 Entrevista Concurrente ................................................................................. 275 8.3.2 Entrevista Recurrente ................................................................................... 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
9.3.1 Entrevista Concurrente ................................................................................. 318 9.3.2 Entrevista Recurrente ................................................................................... 319
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
10.4.3.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1) ................................................................................................. 379 10.4.3.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2) ................................................................................................... 381 10.4.3.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3) ........................................................................................... 388
10.4.4 Evidencias empíricas sobre fallas en el aprendizaje detectados en respuestas de los estudiantes de Química Biológica (QB, FCEN) ....................... 392
10.4.4.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1) ................................................................................................. 393 10.4.4.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2) ................................................................................................... 394 10.4.4.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3) ........................................................................................... 401
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.
Capítulo 1 - Introducción
21
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
Capítulo 1 - Introducción
22
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.
Capítulo 1 - Introducción
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.
Capítulo 1 - Introducción
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.
Capítulo 1 - Introducción
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.
Capítulo 1 - Introducción
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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)
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
30
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
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
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
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
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
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).
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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).
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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,
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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).
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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,
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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.
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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
Capítulo 2 � Marcos teóricos
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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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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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).
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
(cuatrimestral) 1 3 horas
Ofrecer conceptos modernos de Biología Molecular y Celular. Despertar interés.
FCEN / QB
(cuatrimestral) 6 3 horas
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Número de estudiantes involucrados
E. Concurrentes E. Recurrentes
57 40
Cuestionarios semiestructurados
65 41
Bioquímica de la Nutrición (Anual)
X X
Número de estudiantes involucrados
E. ConcurrentesE. Recurrentes
73 53
Cuestionarios semiestructurados
156 39
Química Biológica (Cuatrimestral)
X X
Número de estudiantes involucrados
E. ConcurrentesE. Recurrentes
56 67
Cuestionarios semiestructurados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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?
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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�.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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.
Capítulo 3 � Fuentes de información empírica e instrumentos utilizados
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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).
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
os para la sistematización
y representación
de la inform
ación an
alizada
10
6
CÉLULAS
INTESTINALES
Y
TÜBULOS RENALES
ERITROCITOS
CÉLULAS MUSCULARES
NEURONAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
CONTRALUMINAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
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
hacen posible la entrada de glucosa a
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
tos utilizados para la sistem
atización y represen
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
os para la sistematización
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
transfiere fosfato a ADP y da
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
tos utilizados para la sistem
atización y represen
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
os para la sistematización
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
tos utilizados para la sistem
atización y represen
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
os para la sistematización
y representación
de la inform
ación an
alizada
11
2
Red Conceptual General 5 (RCG-5): Respiración y respiración celular
RESPIRACIÓN CELULAR
ANAERÓBICA
Células
RESPIRACIÓN CELULAR
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
tos utilizados para la sistem
atización y represen
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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:
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
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.
Respuesta del Estudiante Nº 13:
�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.
Reconstrucción del camino resolutivo:
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.
Respuesta del Estudiante Nº 57:
�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�.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
118
Reconstrucción del camino resolutivo:
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.
Respuesta del Estudiante Nº 2:
�El CO2 proviene de la respiración celular y se elimina a la atmósfera�Pero la verdad�¡ni
idea cómo sale!�
Reconstrucción del camino resolutivo:
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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119
Madrid: Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Educación, Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Campbell, N. A. y Reece, J.B. (2007). Biología. (trad. S. Cwi y cols.) (7ª ed.). Buenos Aires: Médica Panamericana. Capra, F. (1998). La trama de la vida. Barcelona: Anagrama. Champe, P. C., Harvey, R. A., Ferrier, D. R. (2004), Bioquímica. (4ª ed.). Barcelona: Wolters Kluwer Health. Curtis, H. y Sue Barnes N. (2000). Biología. (6ª ed.). Buenos Aires: Médica Panamericana. Devlin, T.M. (1999), Bioquímica. (trad. M. Dabán y cols.) (3ª ed.) Barcelona: Reverté Ericsson, K. A. y Simon, H.A. (1999) Protocol Analysis: Verbal Reports as Data, Cambridge: MIT Press. Galagovsky, L. (1996). Redes Conceptuales. Aprendizaje, comunicación y Memoria. Lugar Editorial: Argentina. Galagovsky, L., Di Giacomo, M. A.; Castelo, V. (2009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de fuerzas intermoleculares. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 8(1), 1-22 Galagovsky, L. y Bekerman, D. (2009). La Química y sus lenguajes: un aporte para interpretar errores de los estudiantes. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, Vigo, España 8(3) 952-975. Glasser, B.G. (1978). Theoretical Sensitivity: Advances in the Methodology of Grounded Theory. Mill Valley, CA: The Sociology Press Hart, J.Jr., & Kraut, M.A. (2007). Neural hybrid model of semantic object memory (version 1.1). En: J. Hart, Jr., M.A. Kraut (eds.), Neural Basis of Semantic Memory (pp. 331-359). Cambridge, UK: Cambridge University Press. Kintsch, W. (1974). The representation of meaning in memory. Hillsdale, NJ: Erbaum. Kintsch, W. (1988). The use of knowledge in discourse processing: A construction integration model. Psychological Review, 95. 163-182. Koolman J. y Röhm K.H. (2004). Bioquímica, Texto y Atlas. (trad. L. Facorro) (3ª ed.). Buenos Aires: Médica Panamericana. Margalef, R. (1981). Perspectivas de la teoría ecológica. Barcelona: Blume. Mayr, E. (2001). Una larga controversia: Darwin y el darwinismo. (trad. S. Casado de Otaola), Barcelona: Crítica. McMahon, J., A., Phillips, D., L., Robinson, J., V., Schimpf, D., J. (1978). Levels of biological organization: an organism-centered approach. BioScience. 28:700�704 Menegaz, A. y Mengascini, A. (2005). El concepto de niveles de organización de los seres vivos en contextos de enseñanza, Enseñanza de las Ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas, Número extra, 1: 1-5.
Capítulo 4 � Instrumentos utilizados para la sistematización y representación de la información analizada
120
Purves W.K, Sadava D, Orians G.H., Heller HC. (2003). Vida, La Ciencia de la Biología. (trad. S. Fernández Castello) (6ª ed.) Buenos Aires: Médica Panamericana. Sadava, D., Heller, C., Orians, G., Purves W. K., Hillis, D. (2009). Vida, La Ciencia de la Biología. (trad. S. Fernández Castello) (8ª ed.) Buenos Aires: Médica Panamericana. Shannon, C.E. y Weaver, W. (1948) The Mathematical Theory of Communication. Illinois: University of Illinois Press. Shulman, L. S. (1978) Knowledge and Teaching. Foundations of the New Reform. Harvard Educational Review, 57(1). Sigman, M y Cecci G.A. (2005). Global organization of the Wordnet lexicon. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99 (3) 142-247. Stryer, L., Berg, J. M., Tymoczko, J. L., (2003). Bioquímica. (trad. Macarulla J. M.) (5ta. Ed.) Barcelona: Reverté. Watts, D.J.y Strogatz, S.H. (1998). Collective dynamic of small world networks. Nature, 393, 440-442.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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).
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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).
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
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
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 Específica 1- CBC (RCE-1-CBC): 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 5 � Observacion
es de clases.
1
37
CÉLULAS
INTESTINALES
Y
TÜBULOS RENALES
ERITROCITOS
CÉLULAS MUSCULARES
NEURONAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
CONTRALUMINAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
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
hacen posible la entrada de glucosa a
hacen posible la entrada de glucosa a
INSULINA
GLUT 2KT= 15-20mMCÉLULAS B
PANCREÁTICAS
HEPATOCITOS
GLUCOSA
Red Conceptual Específica 2-CBC (RCE-2-CBC) 2 : Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares
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.
Afinidad
Proteínas GLUT de membrana:(TRANSPORTADORES
de GLUCOSA)
Capítu
lo 5 � Observacion
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
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 isomeriza a
transfiere fosfato a ADP y da
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 de
sólo se activa con altas
concentraciones intracelulares de
glucosa en
Capítu
lo 5 � Observacion
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
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
RESPIRACION CELULAR AEROBICA
SÍNTESIS DEPROTEÍNAS
VÍA DE LAS PENTOSAS
SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS
SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
GLUCOGENOGÉNESIS
estimula losprocesos
metabólicos de
Receptores deInsulina (demembrana)
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 5 � Observacion
es de clases.
1
43
oxidan moléculas orgánicas mediante
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
en condiciones aeróbicas, se oxida completamente (a CO2) en
es el aceptor final de electrones y protones de la
ocur
ren e
n
en ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera
aporta 2 carbonos que se oxidarán en el
en matriz mitocondrial, genera como productos
con electrones y protones generados en la cadena respiratoria forma
genera
genera un gradiente electroquímico (energía) aprovechado en
son parte de
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
Red Conceptual Específica 5 - CBC (RCE-5-CBC): Respiración y respiración celular
RESPIRACIÓN CELULAR
ANAERÓBICA
Células
RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOSA
piruvato
lactato
ATP
NADH
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)
CADENA RESPIRATORIA
CICLO de KREBS
CO2(intracelular)
MATRIZ MITOCONDRIAL Acetil-CoA
NADH
FADH2
GTP
H2O
ATP
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
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
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
IBMC-FCEN, según dichas categorías y subcategorías.
5.4.1 CATEGORÍA 1: Contenidos
5.4.1.1 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 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,
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.).
5.4.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié
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).
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
151
5.4.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza
5.4.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición
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)
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
5.4.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase
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 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
5.4.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares
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
lo 5 � Observacion
es de clases.
1
55
Células
GLUCOSA
HIDRATOS DECARBONO
ALMIDÓN
MALTOTRIOSAS;MALTOSAS;DEXTRINAS
AMINOÁCIDOS
ALIMENTACIÓN
ALIMENTOS
LÍPIDOSPROTEÍNAS
PROTEASAS
LIPASAS
BOCA
ESTÓMAGO
PANCREAS
INTESTINODELGADO
INTESTINOGRUESO
MATERIAL NO DIGERIDO
Personas
NUTRIENTES
-amilasasalival
-amilasapancreática
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
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 Específica 1- IBMC (RCE-1-IBMC): 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 5 � Observacion
es de clases.
1
57
CÉLULAS
INTESTINALES
Y
TÜBULOS RENALES
ERITROCITOS
CÉLULAS MUSCULARES
NEURONAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
CONTRALUMINAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
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
hacen posible la entrada de glucosa a
hacen posible la entrada de glucosa a
INSULINA
GLUT 2KT= 15-20mMCÉLULAS B
PANCREÁTICAS
HEPATOCITOS
GLUCOSA
Red Conceptual Específica 2-IBMC- (RCE-2-IBMC): 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 5 � Observacion
es de clases.
1
59
se desfosforila a
se fosforila a
proceso parcial de degradación oxidativa de
se isomeriza a
se fosforila a
se escinde en
se isomeriza a se fosforila y oxida a
transfiere fosfato a ADP y da
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
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
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
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
cataliza 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 de
sólo se activa con altas
concentraciones intracelulares de
glucosa en
Capítu
lo 5 � Observacion
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
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
GLUCÓLISIS
RESPIRACIÓNCELULAR AERÓBICA
SÍNTESIS DEPROTEÍNAS
VÍA DE LAS PENTOSAS
SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS
SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
GLUCOGENOGÉNESIS
estimula losprocesos
metabólicos de
Receptores deInsulina (demembrana)
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 5 � Observacion
es de clases.
1
63
oxidan moléculas orgánicas mediante
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
en condiciones aeróbicas, se oxida completamente (a CO2) en
es el aceptor final de electrones y protones de la
en ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera
aporta 2 carbonos que se oxidarán en el
en matriz mitocondrial, genera como productos
con electrones y protones generados en la cadena respiratoria forma
genera
genera un gradiente electroquímico (energía) aprovechado en
son parte de
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
Red Conceptual Específica 5 - IBMC (RCE-5-IBMC): Respiración y respiración celular
RESPIRACIÓN CELULAR
ANAERÓBICA
Células
RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOSA
piruvato
lactato
ATP
NADH
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)
CADENA RESPIRATORIA
ocur
ren
en
CICLO de KREBS
CO2(intracelular)
MATRIZ MITOCONDRIAL Acetil-CoA
NADH
FADH2
GTP
H2O
ATP
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
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
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
Bioquímica de la Nutrición (Facultad de Medicina, UBA), según dichas categorías y
subcategorías.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
167
5.6.1 CATEGORÍA 1: Contenidos
5.6.1.1 Subcategoría 1.a: Contenidos expuestos por el docente
El análisis de los contenidos pertenecientes a esta categoría se llevó a cabo
comparando la información 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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
5.6.1.2 Subcategoría 1.b: Contenidos sobre los cuales el docente hace hincapié
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
5.6.2 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza
5.6.2.1 Subcategoría 2.a: Formas de exposición
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
5.6.2.3 Subcategoría 2.c: Formas de interacción del docente con la clase
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 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes
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?�;
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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?�
5.6.3.2 Subcategoría 3.b: Preguntas y comentarios entre pares
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
lo 5 � Observacion
es de clases.
1
77
formado por cadenas de
uniones α (1→4) y puntos
de ramificación por unión α (1→ 6) entre
son oligómeros
de
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
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
se absorben en el
enzima que comienza
con la degradación del
ejemplo de polisacárido es el
ejemplo de monosacárido es la
para su vida y crecimiento requiere
contiene
se activan en
presencia de
Células
GLUCOSA
HIDRATOS DECARBONO
ALMIDÓN
MALTOTRIOSAS;MALTOSAS;DEXTRINAS
AMINOÁCIDOS
ALIMENTACIÓN
ALIMENTOS
LÍPIDOSPROTEÍNAS
PROTEASAS
LIPASAS
BOCA
ESTÓMAGO
PANCREAS
INTESTINODELGADO
INTESTINOGRUESO
MATERIAL NO DIGERIDO
Personas
NUTRIENTES
-amilasa salival
-amilasapancreática
DIGESTIÓN QUÍMICA
ABSORCIÓN
EGESTIÓN
INGESTIÓN
ACIDO. CLORHIDRICO
BACTERIAS
INTESTINALES
CO2, CH4, H2
DISACARIDASAS
OLIGOSACARIDASAS
MECANISMOS deTRANSPORTE
son compuestos que no fueron
degradados ni absorbidos en
se dirige al
Red Conceptual Específica 1- BN (RCE-1-BN):De Alimentos a glucosa como nutrientes de las células
se eliminan por
se encuentran asociadas
a las paredes del
son
ejemplos
de
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
1
79
hacen posible la entrada de glucosa a
hacen posible la entrada de glucosa a
hacen posible la entrada de glucosa a
su concentración homogénea en sangre con
ayuno de 12 horas es la
involucra
son polarizadas y enellas se diferencia
presente en
transportadores de membrana que hacen posible la entrada de glucosa a
involucra
el sentido del transporte de glucosa lo determina la relación entre
es la presente en
liberan
�detectan� glucosa cuando hay
regulan por metabolismo de sus propias enzimas la
por múltiples mecanismos disminuye la
desencadena el aumento del número de
es un parámetro fisicoquímico que
permite caracterizar
Intervienen en el metabolismo de
caracterizadas por sus parámetros fisicoquímicos de
contribuyen en mantener la
Glucemia Normal(GN) (5mM)
HIPERGLUCEMIA
Afinidad
luz de túbulos renales
CÉLULAS
INTESTINALES
Y
TÜBULOS RENALES
ERITROCITOS
CÉLULAS MUSCULARES
NEURONAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
CONTRALUMINAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
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
INSULINA
GLUT 2KT= 15-20mMCÉLULAS B
PANCREÁTICAS
HEPATOCITOS
GLUCOSA
Red Conceptual Específica 2-BN-(RCE-2-BN) :Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares
su valor define la afinidad por la glucosa de las
Concentración Intracelular de Glucosa
Na+
Concentración Extracelular de Glucosasangre
luz intestinal
ENZIMAS REGULADORAS
Vmáx.
Proteínas GLUT de membrana:
(TRANSPORTADORESde GLUCOSA)
en relación a GN presentan un valor intermedio de
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
1
81
proceso de degradación del
Red Conceptual Específica 3 - BN (RCE-3-BN): 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
ProteínasGLUT de membrana:
(TRANSPORTADORESde 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
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
transfiere fosfato a ADP y da
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 de
se isomeriza a
sólo se activa con altas
concentraciones intracelulares de
glucosa en
Capítu
lo 5 � Observacion
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
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 LASPENTOSAS
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
VALOR NORMALDE GLUCOSA
en sangre (5mM)elevaINGESTA
de H. de C.
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 5 � Observacion
es de clases.
1
85
SistemaRespiratorio
Red Conceptual Específica 5-BN (RCE-5-BN): Respiración y respiración celular
RESPIRACIÓN CELULAR
ANAERÓBICA
Células
RESPIRACIÓN CELULAR
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
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
lo 5 � Observacion
es de clases.
1
89
5.8
DE
SC
RIP
CIÓ
N D
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ítulo
3, a
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asign
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uím
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ioló
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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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
190
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, según dichas
categorías y subcategorías.
5.8.1 CATEGORÍA 1: Contenidos
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 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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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 CATEGORÍA 2: Modalidades de la enseñanza
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
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.
Capítulo 5 � Observaciones de clases.
200
5.8.3 CATEGORÍA 3: Características de la población de estudiantes
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
lo 5 � Observacion
es de clases.
2
01
formado por cadenas de
uniones α (1→4) y puntos
de ramificación por unión α (1→ 6) entre
son oligómeros
deprovienen de la
degradación de
proteínas por
actividad de
ejemplo de polisacárido es el
ejemplo de monosacárido es la
para su vida y crecimiento requiere
Células
GLUCOSA
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
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
son compuestos que no fueron
degradados ni absorbidos en
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
se encuentran asociadas
a las paredes del
enzima que comienza
con la degradación del
contiene
son
ejemplos
de
se activan en
presencia de
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
2
03
involucra
liberan
�detectan� glucosa cuando hay
es un parámetro fisicoquímico que
permite caracterizar
Intervienen en el metabolismo de
caracterizadas por sus parámetros fisicoquímicos deAfinidad
HIPERGLUCEMIA
CÉLULAS
INTESTINALES
Y
TÜBULOS RENALES
ERITROCITOS
CÉLULAS MUSCULARES
NEURONAS
MEMBRANA PLASMÁTICA
CONTRALUMINAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
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
hacen posible la entrada de glucosa a
hacen posible la entrada de glucosa a
INSULINA
GLUT 2KT= 15-20mMCÉLULAS B
PANCREÁTICAS
HEPATOCITOS
GLUCOSA
Red Conceptual Específica 2-QB (RCE-2-QB): Absorción intestinal e incorporación diferencial de glucosa en distintos tipos celulares
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
su valor define la afinidad por la glucosa de las
son polarizadas y enellas se diferencia
ConcentraciónIntracelular de Glucosa
presente en
transportadores de membrana que hacen posible la entrada de glucosa a
Na+involucra
ConcentraciónExtracelular de Glucosa
el sentido del transporte de glucosa lo determina la relación entre
sangre
luz intestinal
luz de túbulos renales
es la presente en
regulan por metabolismo de sus propias enzimas la
por múltiples mecanismos disminuye la
desencadena el aumento del número de
ENZIMAS REGULADORAS
contribuyen en mantener laVmáx.
Proteínas GLUT de membrana:
(TRANSPORTADORESde GLUCOSA)
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
2
05
cataliza el último paso irreversible de en hígado y
músculo puede polimerizar y almacenarse
comocataliza la formación de
induce actividad de
GLQ, FFQ-1, FFQ-2, PQ y
GS en
inhibe enzimas
específicas de
degrada al
proceso parcial de degradación oxidativa de
proceso de degradación del
transfiere fosfato a ADP y da
se fosforila a
se escinde en
se isomeriza a se fosforila y oxida a
transfiere fosfato a ADP y da
se isomeriza a
se fosforila a
se desfosforila acataliza transformaciones entre
cataliza transformación entre
se isomeriza a
Red Conceptual Específica 3 - QB (RCE-3-QB): 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
CÉLULAS
RENALES
GLUCOGENOGÉNESIS
GLUCOGENO
Proteínas GLUT de membrana:
(TRANSPORTADORES
de GLUCOSA)
no puede salir de las células pues no es
sustrato de
Glucógeno fosforilasa
GLUCOGENOLISIS
presente en
CÉLULAS βDEL PÁNCREAS
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
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 membranasgenerando la entrada de ión
Calcio, lo que produce la liberación de
sólo se activa con altas
concentraciones intracelulares de
glucosa en
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
2
07
excepto en eritrocitos, se producen en todas las
se produce cuando disminuye el
estimula losprocesos
metabólicos de
se encuentran en
unidos a su ligando desencadenan procesos de
eleva
eleva transitoriamente la concentración de glucosa en
conduce a la glucosa absorbida en intestino
hacia el
regula las fluctuaciones de concentración de glucosa, la cual se
distribuye homogéneamente en la sangre y es de allí captada por las
se producen en todas las
Inhibe en adipocitos la
producidos en hepatocitos proveen glucosas al torrente sanguíneo y contrarrestan la
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 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
TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
CÉLULAS B PANCREÁTICAS
(GLUT2/ glucoquinasa)
ADIPOCITOS(GLUT4)HEPATOCITOS
(GLUT2/ glucoquinasa
CÉLULASMUSCULARES
(GLUT4/ hexoquinasa)
HIPERGLUCEMIA
HIPOGLUCEMIA
GLUT 4
GLUCÓLISIS
RESPIRACIÓNCELULAR AERÓBICA
SÍNTESIS DEPROTEÍNAS
VÍA DE LAS PENTOSAS
SÍNTESIS DE TRIGLICÉRIDOS
SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
GLUCOGENOGÉNESIS
Receptores de Insulina (de membrana)
al aumentar su número permiten la incorporación de más cantidad de glucosa en
VALOR NORMALDE GLUCOSA
en sangre (5mM)
INGESTA deH. de C.
Vena PORTA HÍGADO
CÉLULAS DELCUERPO
CËLULAS DEL CEREBRO
ERITROCITOS
CÉLULAS INTESTINALES
presentan captura de glucosa independiente de la acción de
capturan glucosa cuando hay
CÉLULAS RENALES(GLUT 2)
Capítu
lo 5 � Observacion
es de clases.
2
09
oxidan moléculas orgánicas mediante
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
en condiciones aeróbicas, se oxida completamente (a CO2) en
es el aceptor final de electrones y protones de la
ocur
ren
en
en ella el piruvato se oxida decarboxilándose y se genera
aporta 2 carbonos que se oxidarán en el
en matriz mitocondrial, genera como productos
genera
genera un gradiente electroquímico (energía) aprovechado en
son parte de
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
Red Conceptual Específica 5 - QB (RCE-5-QB): Respiración y respiración celular
RESPIRACIÓN CELULAR
ANAERÓBICA
Células
RESPIRACIÓN CELULAR
GLUCOSA
piruvato
lactato
ATP
NADH
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)
CADENA RESPIRATORIA
CICLO de KREBS
CO2(intracelular)
MATRIZ MITOCONDRIAL Acetil-CoA
NADH
FADH2
GTP
H2O
con electrones y protones generados en la cadena respiratoria forma
ATP
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
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
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
14-Eliminación de CO2 a la atmósfera (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)
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)
14-Eliminación de CO2 a la atmósfera (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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
85% (103 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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
Respuesta“No sé”
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
No consideran al organismo
Sí, consideran al organismo
44% (27estudiantes de 61)
(Todos los que partieron del anzuelo C-CO2 y
8 de ALMIDÓN)
56% (34 estudiantes de 61)
(Todos los que partieron de PIZZA y 3 de ALMIDÓN)
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de
respiración celular?
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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
luego al resto de los tejidos?
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)
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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.
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 nodo ALIMIDÓN y ninguno lo hizo del anzuelo PIZZA.
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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�
Discriminado por anzuelo
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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.
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 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)
Respuesta �No se�
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)
Respuesta �No se�
89% (17 est de 19)
63% (7est. de11)
32% (10est. de 31)
Estos datos serán analizados en la sección 6.4
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?
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.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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�.
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de
respiración celular?
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.
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
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.
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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%
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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�.
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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)
Porcentaje de elección (número de estudiantes)
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)
Capítulo 6 � Resultados y Discusión. Biología y Biología e Introducción a la Biología Celular.
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).
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). 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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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).
7.2. ANÁLISIS DE LAS ENTREVISTAS RECURRENTES (ER)
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.
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?
2-Producto del Ciclo de Krebs de RC(14)
3-Eliminación de CO2a la atmósfera (14)
4-Almidón (7)
13-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
12-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (2)
5-Amilasas (5) 6-Glucosa (5)8-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (5)
9-Eliminación de CO2 a la atmósfera (5)
10-Glucosa (2)
7-Distribución según necesidades (5)
11-Distribución según necesidades (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)
13-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
12-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (2)
5-Amilasas (5) 6-Glucosa (5)8-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (5)
9-Eliminación de CO2 a la atmósfera (5)
10-Glucosa (2)
7-Distribución según necesidades (5)
11-Distribución según necesidades (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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
236
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?
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%)
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?
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?
Rneg 78% (76 est. de
97)
No consideran al organismo
Sí, consideran al organismo
20% (15 estudiantes de 76)
80 % (61 estudiantes de 76)
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de
respiración celular?
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
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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?
Rneg 78% (76 est. de
97)
Respuesta �No sé�
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)
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
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.
Tabla 7.2.c. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=76) 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 78% (76 est. de
97)
Respuesta“No sé”
Responden correctamente
89% (68 est. de 76) �Por el intestino, pero no sé
cómo� 11% (8 est. de 76)
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
238
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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
Tabla 7.2.d. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=76) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
Rneg 78% (76 est. de
97)
Respuesta“No sé”
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).
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho de que se tratara de un organismo?
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
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Tabla 7.2.e. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=21) a la pregunta 1 de las ER. ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?
Rarg 22 %
(21 est. de
97)
No consideran al organismo
Sí, consideran al organismo
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)
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de
respiración celular?
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Tabla 7.2.f. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=21) a la pregunta 2 de las ER. ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?
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)
Discrimi-nado por anzuelo
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
241
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
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.
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
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.
Tabla 7.2.g. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=21) 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 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)
Discriminado por anzuelo
anzuelo C-CO2 anzuelo almidón
anzuelo C-CO2 anzuelo almidón
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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
Tabla 7.2.h. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=21) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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)
Discrimi-nado por anzuelo
anzuelo anzuelo C-CO2 anzuelo almidón
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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
respiración celular?
El docente respondió que la glucosa se obtiene por la alimentación, a diferencia de las plantas
que la obtienen a partir de la fotosíntesis.
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
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�.
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Anzuelo (frecuencia de utilización)
C-CO2 (14)
ALMIDÓN (7)
Respuesta correcta de EC (PMR)
100% (14 est. de 14)
100% (7 est. de 7)
Respuesta a la Pregunta 1 de ER
No consideran al organismo al pensar el PMR
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)
Respuesta �No se�
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)
Respuesta �No se�
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)
Respuesta �No se�
7% (1 est de 14)
0%
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Sumando las frecuencias de uso de cada nodo, se obtiene el valor de 82 como
frecuencia acumulada; al dividir este valor por el número total de nodos (13) se obtiene el valor
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%
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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
7.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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)*.
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
251
Opciones de la Pregunta 2
a) b) c) d) e) f) g)
Porcentaje de elección (número de estudiantes)
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)
Porcentaje de elección (número de estudiantes)
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
Capítulo 7 � Resultados y discusión. Introducción a la Biología Molecular y Celular.
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.
El análisis final de los obstáculos de aprendizaje encontrados en el cuestionario 1 se
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.
Las respuestas obtenidas en las EC fueron mayoritariamente orales y totalmente
espontáneas, según la metodología de �pensar en voz alta� (Capítulo 3, sección 3.3.1.2). 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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
CO2 a la atmósfera (27 estudiantes)
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
atmósfera (5 estudiantes)
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).
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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)
24-Eliminación de CO2 a la atmósfera (3)
20-Distribución según necesidades (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)
27-Proceso Digestivo (27)
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)
52-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (3)
43-Amilasa (5) 53-Circulación Sanguínea (5)
59-Glucogenogénesis / Glucogenólisis (5)
61-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (5)
44-Proceso Digestivo (2)
54-Circulación Sanguínea (2)
19-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
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.
36-Eliminación de CO2 a la atmósfera (4)
33-Eliminación de CO2 a la atmósfera (27)
55-Eliminación de CO2 a la atmósfera (5)
56-Eliminación de CO2 a la atmósfera (3)
51-Eliminación de CO2
a la atmósfera (2)
39-Eliminación de CO2 a la atmósfera (17)
48-Absorción de glucosa (5)
62-Eliminación de CO2 a la atmósfera (5)
60-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
9-Proceso Digestivo (3)
29-Desechos de materia orgánica (27)
45-Glucogenogénesis / Glucogenólisis (5)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
259
8.2. 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 (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.
Las preguntas de las ER fueron:
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho de 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?
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
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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?
Rneg 34% (43 est. de
126)
No consideran al organismo
Sí, consideran al organismo
12% (5 est.)
88 % (38 est.)
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de
respiración celular?
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?
Rneg 34% (43 est. de
126)
Respuesta�No sé�
Otras Respuestas�La glucosa proviene de la glucólisis�
72% (31 est.)
28% (12 est.)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
261
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
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.
Tabla 8.2.c. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=43) 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 34% (43 est. de
126)
Respuesta �No sé�
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Tabla 8.2.d. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rneg (n=43) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
Rneg 34% (43 est. de
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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).
Tabla 8.2.e. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=83) a la pregunta 1 de las ER. ¿Consideraste el hecho que se tratara de un organismo?
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Del 37% de estudiantes Rarg (31 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Análisis por anzuelo
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.
Del 20% de estudiantes Rarg (17 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
ALMIDÓN, 6 estudiantes sostuvieron que se incorporaba por un proceso de absorción intestinal
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
268
pero que desconocían el mecanismo, y los restantes 11 estudiantes respondieron
correctamente a esta pregunta.
Del 37% de estudiantes Rarg (31 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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.
Del 22% de los estudiantes Rarg (18 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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
Tabla 8.2.f. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=83) a la pregunta 2 de las ER. ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración celular?
Responden
“No sé”
8%
(7estudiantes)
Otras Respuestas:
92% (76 estudiantes)
“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
Tabla 8.2.g. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=83) 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?
Responden“No sé”
19%(16 est.)
Responden correctamenteOtras Respuestas
37% (31 estudiantes)
�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.)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Análisis por anzuelo
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.
Del 20% de estudiantes Rarg (17 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
272
Del 37% de estudiantes Rarg (31 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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).
Del 22% de los estudiantes Rarg (18 estudiantes de los 83) que partió del anzuelo
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:
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
Tabla 8.2.h. Porcentajes de respuestas dadas por los estudiantes Rarg (n=83) a la pregunta 4 de las ER. ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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.)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
8.3.1 Entrevista Concurrente
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.
8.3.2 Entrevista Recurrente
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
respiración celular?
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?
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)
Las posibilidades a partir de las cuales los estudiantes podrían haber comenzado a
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Anzuelo (frecuencia de utilización)
C-CO2 (17)
PERSONA (31)
ALMIDÓN (17)
PIZZA (18)
Respuesta correcta de EC (PMR)
100% (17 est. de 17)
0% 41%
(7 est. de 17) 39%
(7 est. de 18)
Respuesta a la Pregunta 1 de ER
No consideran al organismo al pensar el PMR
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)
Respuesta �No se�
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)
Respuesta �No se�
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)
Respuesta �No se�
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Sumando las frecuencias de uso de cada nodo, se obtiene el valor de 453 como
frecuencia acumulada; al dividir este valor por el número total de nodos (62) se obtiene el valor
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
284
Pregunta A-1: ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de
respiración celular?
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�.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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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(11
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(25
est.)
40%
(17
est.)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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�.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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?
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.)
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Respuestas de los docentes
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�.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.)
Respuestas de los docentes
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
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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 %
Capítulo 8 � Resultados y Discusión. Bioquímica de la Nutrición.
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.
El análisis final de los obstáculos de aprendizaje encontrados en el cuestionario 1 se
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
CO2 a la atmósfera (2 estudiantes)
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
atmósfera (2 estudiantes)
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
atmósfera (3 estudiantes)
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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)
11-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (8)
12-Distribución según necesidades (5)
8-Enzimas Digestivas (2)
7-Glucosa (8)
17-Seguimiento de CO2 en laboratorio (3)
14-Proceso digestivo(6)
15-Enzimas Digestivas (1)
16-Glucosa (2)
19-Glucosa (2)
18-Glucólisis / Ciclo de Krebs / Cadena Respiratoria (8)
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)
35-Respiración Celular (4)
33-Respiración Celular (5)
32-Circulación Sanguínea (2)
46-Respiración Celular (2)
39-Eliminación de CO2
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)
30-Respiración Celular (2)
37-Respiración Celular (1)
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.
40-Eliminación de CO2
a la atmósfera (6)47-Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
22-Eliminación de CO2
a la atmósfera (8)
42-Eliminación de CO2
a la atmósfera (5)
41-Distribución según necesidades (2)
34-Eliminación de CO2
a la atmósfera (12)13- Glucogenogénesis / Glucogenólisis (12)
36-Actividad bacteriana / Eliminación de CO2 a la atmósfera (2)
44-Eliminación de CO2
a la atmósfera (1)
45-Eliminación de CO2
a la atmósfera (2)38-Respiración Celular (2)
43-Eliminación de CO2
a la atmósfera (4)
56-Eliminación de CO2
a la atmósfera (3)55-Respiración Celular (3)50- Degradación Químicadel Almidón (3)
54-Respiración Celular (4)
61- Eliminación de CO2
a la atmósfera (19)
62-Eliminación de CO2
a la atmósfera (26)
68- No sabe cómo sale (5)
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
9.2. 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 (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.
Las preguntas de las ER fueron:
Pregunta 1: ¿Consideraste el hecho de que se tratara de un organismo?
Pregunta 2: ¿Sabés de dónde proviene la glucosa involucrada en el proceso de respiración
celular?
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
305
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?
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%).
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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).
Análisis por anzuelo
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
sanguíneo para dirigirse luego al resto de los tejidos?
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.)
-
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
312
Estas respuestas nuevamente reflejan desconocimiento del contexto biológico que
encuadra las reacciones bioquímicas estudiadas. Sólo 34 estudiantes (28%) de los 123
respondieron correctamente.
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
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.
Análisis por anzuelo
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%
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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:
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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?
Respuesta �No sé�
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
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
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.
Análisis por anzuelo
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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?
Respuesta �No sé�
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.
De estos resultados, emerge que siempre hubo mayor proporción de respuestas
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)
Respuesta �No se�
26% (12 est de 47)
0% 10%
(6 est. de 55)
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
9.3.1 Entrevista Concurrente
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
9.3.2 Entrevista Recurrente
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
respiración celular?
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�.
Pregunta 3: ¿Cómo y por dónde se incorpora la glucosa al tejido sanguíneo para
dirigirse luego al resto de los tejidos?
El docente respondió �La glucosa se absorbe a nivel intestinal, mediante cotransporte
con Na+, de allí pasará a sangre y a los distintos tejidos�.
Pregunta 4: ¿Qué sucede con la glucosa una vez en sangre?
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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)
Las posibilidades a partir de las cuales los estudiantes podrían haber comenzado a
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Sumando las frecuencias de uso de cada nodo, se obtiene el valor de 511 como
frecuencia acumulada; al dividir este valor por el número total de nodos (68) se obtiene el valor
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
9.6. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO SEMIESTRUCTURADO
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
327
Pregunta A-1: ¿Cuál/es es/son el/los orígenes de la glucosa utilizada en el proceso de
respiración celular?
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.)
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), 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.)
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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�.
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, 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 =
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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�.
Pregunta 2 (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3)
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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)).
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 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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Pregunta 3 (Capítulo 3, Sección 3.3.1.3)
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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?
Respuestas agrupadas
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.
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 pregunta se
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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�.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
El 37% (11 estudiantes de 30) sostuvo que �los hepatocitos captan más glucosa que las
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?
Respuestas agrupadas
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.)
RC: respuesta correcta, PC: respuesta parcialmente correcta, RI: respuesta incorrecta.
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).
El 36% (9 estudiantes de 25) sostuvo que �los hepatocitos captan más glucosa que las
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.
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, parcialmente correctas (cuando daban cuenta de respuestas incompletas) y
respuestas incorrectas. Las diferencias serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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?
Respuestas agrupadas
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.)
RC: respuesta correcta, PC: respuesta parcialmente correcta, RI: respuesta incorrecta.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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�.
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 pregunta se
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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)
Porcentaje de opción elegida por biólogos
5% (4 est)
24% (18 est)
0% 52% (39 est)
13% (10 est)
5% (4 est)
Porcentaje de opción elegida por químicos
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
opciones anteriores�.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
opciones anteriores�.
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 pregunta se
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)
Porcentaje de opción elegida por biólogos
7% (2 est.)
17% (5 est.)
0% 67% (20 est.)
10% (3 est.)
0%
Porcentaje de opción elegida por químicos
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
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 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
Porcentaje de opción elegida por biólogos
4% (3est)
7% (5est)
0% 16% (12est)
72% (54 est)
1% (1est)
0% 0%
Porcentaje de opción elegida por químicos
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
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
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 pregunta se
agruparon las respuestas en: respuestas correctas y respuestas parcialmente correctas. Las
diferencias entre biólogos y químicos serían consideradas significativas cuando p ≤ 0.05. En
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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
Porcentaje de opción elegida por biólogos
3% (1est)
20% (6est)
0% 60% (18est)
17% (5 est)
0% 0% 0%
Porcentaje de opción elegida por químicos
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.
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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).
Capítulo 9 � Resultados y discusión. Química Biológica.
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.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
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 respuestas de los estudiantes a:
* PMR de la EC (capítulo 3, Cuadro 3.2)
* 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)
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
respiración celular.
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.
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 respuestas de los estudiantes a:
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
359
* PMR de la EC (capítulo 3, Cuadro 3.2)
* 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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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%)
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencia empírica Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencia empírica Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.
Preg. 4, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 6.2.d y 6.2.h)
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
10.4.2.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. 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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
370
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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
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 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.)
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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).
10.4.2.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2)
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
respiración celular.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencia empírica Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.)]
4.- Conocimiento parcial sobre los posibles destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa.
Preg. 3, Cuestionario 1 opciones f), h) (Tabla 7.6.c)
29% (31 de 106 est.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
5.- Manifiestan no saber si los momentos nutricionales influyen en el origen de la glucosa.
Preg. 1 Cuestionario 1 (Tabla 7.6.a)
8% (8 de 106 est.)
6.- Manifiestan no saber los posibles destinos de los carbonos de la glucosa ingerida con la dieta.
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).
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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).
10.4.2.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3)
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencia empírica Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
1.- La glucosa se distribuye hacia donde más se necesita.
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)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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)
3.- Distribución de la glucosa en el organismo.
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,
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
379
10.4.3.a Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCCHet (10.1)
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.
Otras respuestas a considerar dentro de este MFCCHet son las provenientes de la
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
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 (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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
10.4.3.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2)
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.)
6.- Conocimiento parcial sobre los posibles destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa.
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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
9.- Manifiestan no saber si los momentos nutricionales influyen en el origen de la glucosa.
Preg. 1 Cuestionario B (Tabla 8.6.b)
3% (1 de 39 est.)
10.- Manifiestan no saber los posibles destinos de los carbonos de la glucosa ingerida con la dieta.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
10.4.3.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3)
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencias empíricas Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
1.- Una vez en sangre, la glucosa se distribuye hacia donde más se necesita.
PMR de EC (Sección 8.1)
2% (3 de 126 est.)
Preg. 4, ER (grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.d y 8.2.h)
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)
28% del total (35 de 126 est.) según:
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)
23% del total (35 de 156 est.) según:
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)
23% del total (45 de 195 est) según:
(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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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)
43% del total (54 de 126 est) según:
30% (38 est. Rneg) 13% (16 est. Rarg)
15% (19 est. Rarg desconocen
mecanismo específico)
9.- Distribución de la glucosa en el organismo.
Preg. 4 de ER: (Grupos Rneg y Rarg) (Tablas 8.2.d y 8.2.h)
14% del total (18 de 126 est) según:
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
393
10.4.4.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 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).
Otras respuestas a considerar dentro de este MFCCHet son las provenientes de la
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).
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencias empíricas 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 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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.)
10.4.4.b Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFDMet (10.2)
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�.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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)
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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).
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Evidencias empíricas Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.)
6.- Conocimiento parcial sobre los posibles destinos metabólicos de los carbonos de la glucosa.
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.)
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
9.- Manifiestan no saber si los momentos nutricionales influyen en el origen de la glucosa.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
401
10.4.4.c Análisis de evidencias empíricas de obstáculos de aprendizaje sobre el MFCHGSang (10.3)
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
1.- La glucosa se distribuye hacia donde más se necesita.
PMR de EC (Sección 9.1)
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.)*
Desconocimiento manifiesto Fuente de evidencia
empírica % (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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.
Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
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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Capítulo 10 � Análisis global de resultados.
411
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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,
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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.
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
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
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
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.
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
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.
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
48%(Tabla 10.4.3.b)/
enseñado
49%(Tabla 10.4.4.b)No enseñado
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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.
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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.
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
PORCENTAJE (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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
No evaluado No evaluado17%
(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
No evaluado No evaluado15%
(Tabla 10.4.3.c)9%
(Tabla 10.4.4.c)
10- Los hepatocitos captan más glucosa por tener receptores de insulina
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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.
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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
PORCENTAJE (nº de estudiantes/nº de estudiantes totales x 100)
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
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
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
No preguntado/No enseñado
No preguntado/No enseñado
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.
Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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Capítulo 11 � Conclusiones sobre obstáculos epistémicos de aprendizaje.
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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:
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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).
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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).
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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:
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
los epistémicos asociad
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
importantes respecto de estas cuestiones, para tener una idea de la dimensión temporal que
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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).
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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,
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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�.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
los epistémicos asociad
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).
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
importantes respecto de estas cuestiones, para tener una idea de la dimensión temporal que
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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).
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
% en el discurso del
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%
n° de conceptos y relaciones
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
% en el discurso del
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%
n° de conceptos y relaciones
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.
Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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.
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Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
468
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Capítulo 12 � Obstáculos epistémicos asociados a la enseñanza.
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
Consideraciones finales.
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
Consideraciones finales.
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
Consideraciones finales.
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.
Consideraciones finales.
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.
Consideraciones finales.
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
Consideraciones finales.
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.
496
-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
Anexo.
498
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?
Anexo.
499
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?
Anexo.
500
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. ------------------------------------------------------------------
Anexo.
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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.
Anexo.
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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.
Anexo.
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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.
Anexo.
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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.