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Valdez, Jorge Gustavo1,2; Mendez, Mónica Eliana1. 1 . Escuela Normal Superior T-004 “Gral. Toribio de Luzuriaga”. Echeverría y 9 de Julio (5560) Tunuyán, Mendoza. valdezjg@ymail.com 2 . EEA La Consulta INTA. CC 8 (5567) La Consulta, Mendoza.

Título del trabajo: Utilizando la enseñanza por indagación para abordar contenidos de Genética. Resumen Se presenta en este trabajo la revisión de algunos de los experimentos realizados por el monje agustino Gregor Mendel que le sirvieron para sentar las bases de la genética. Entre estos experimentos se realizan cruzamientos, directos y recíprocos entre cultivares de arvejas con caracteres contrastantes, flores violetas y flores blancas; semillas lisas y rugosas y semillas amarillas y verdes. Los alumnos de una cohorte realizan cruzamientos que son evaluados por los alumnos de la cohorte siguiente. Se plantean preguntas investigables, algunas de las cuales pueden ser evaluadas en la misma temporada. La metodología abordada es la de enseñanza por indagación, considerada en los NAPs a nivel nacional e implementada en los estándares norteamericanos y europeos. Abstract Inquired based learning applied to genetics contents. Some of the more interesting experiments created by Gregor Mendel, the man who set the basis of the Genetics, are reviewed in this paper. Direct and reciprocal crosses between plants with purple or white flowers; round or smooth seeds and yellow or green seeds are among performed experiments. As the growing season of Pisum sativum spam further the school time, student of each year carry the crosses that will be examined the next year; at the same time, they analyze the crosses performed the previous year. Inquiry questions, some of which can be answer on the same season, are asked. The methodology used is denominated inquiry based learning, considered on governmental Argentinean plans, as well as in United States and European curriculum. Introducción Uno de los principales objetivos de la educación de ciencias es ayudar a los estudiantes a aprender a razonar científicamente. La principal forma de facilitar el aprendizaje es alentando a los estudiantes en actividades de indagación tal como lo es la realización de experimentos (Chinn & Malhotra 2002). Sin embargo, cuando un experimento está planteado sólo desde el interés del docente, o corresponde a una actividad que no se realiza para contestar una pregunta, ni nace de la curiosidad y no se usa para poner a prueba una hipótesis, no tiene demasiado valor. Se lo puede llegar a catalogar como una ______________________________________________________________________________________________ Como citar este trabajo: Valdez, JG; Mendez, ME. 2009. Utilizando la enseñanza por indagación para abordar contenidos de Genética. Congreso Nacional de Enseñanza de la Matemática y de las Ciencias Naturales. 12 y 13 de noviembre de 2009. Centro de Congreso y Exposiciones San Rafael, Mendoza. IES del Atuel 9-011. DES-DGE. Mendoza. 9 pp. Trabajo expuesto en la sala Chañares CCyE San Rafael. Jueves 12 de noviembre 2009, 16:30 hs.


demostración, realizada para “mostrar” algo (Gellon 2008). En este contexto, el contacto con el fenómeno no basta para aprender ciencias, por eso resulta valioso, enseñar además una serie de competencias relacionadas con los modos de conocer de la ciencia: observar, describir, comparar, clasificar, formular preguntas investigables. La indagación escolar involucra realizar observaciones, proponer preguntas, examinar libros y otras fuentes de información, planear investigaciones, rever lo que se sabía en función de nueva evidencia experimental, usar herramientas para interpretar datos, proponer respuestas, explicaciones y comunicar resultados. Por otro lado, demostrar en genética que un carácter se transmitió a la descendencia, es particularmente difícil, sobre todo con los modelos a los que se puede recurrir: moscas drosófilas o arvejas. Las experiencias demoran varias semanas o meses, se presentan muchos problemas en el camino, y se concluye el trabajo con un informe que las más de las veces son derivados de los pocos alumnos que entendieron lo que se estaba planteando. Además, no es una demostración en sí misma, sino una inferencia a partir de las proporciones de determinados fenotipos observados en la descendencia, cuya única explicación lógica posible es que los genes se comportaran como se había previsto. La enseñanza por indagación es un modelo didáctico que parte de la idea que la ciencia tiene dos dimensiones, la ciencia como producto y la ciencia como proceso (Furman 2008b). Ambas son inseparables y por lo tanto deben ser enseñadas como un todo. En la práctica esto implica que el aprendizaje de conceptos esté enmarcado en situaciones de enseñanza en las que los alumnos puedan desarrollar competencias relacionadas con los modos de conocer de la ciencia, a partir de la exploración sistemática de fenómenos naturales. Con este objetivo se propone a los alumnos de segundo año del Profesorado de Biología del IES T-004 Gral. Toribio de Luzuriaga de Tunuyán, Mendoza, rever algunas de las experiencias sobre herencia realizadas por Gregor Mendel (1822-1884). Mendel utilizó a la arveja como organismo modelo y su contribución fue inferir que las características heredadas son llevadas en unidades discretas que se distribuyen y combinan de a pares en cada generación. La experiencia trasciende los límites y objetivos del espacio curricular Genética, abarca conceptos de Biología Vegetal (biología floral y fecundación), Ecología General (relación de plantas en el ambiente) y Bioestadística (análisis de datos), entre otros conceptos. Se presenta a principio de año un calendario de trabajo a los alumnos que incluye: 1. Caracterización de las semillas a sembrar. (lisas o rugosas, amarillas o verdes, y de cubierta gris con pintitas violetas (que presentarán flores violetas) o de cubierta blanca (flores blancas) durante el mes de Abril y coincidente con el inicio de actividades. 2. Preparación de canteros, identificación a campo y siembra de estas semillas. Mes de Abril. 3. Evaluación de los datos referentes a las semillas obtenidas por los alumnos de la cohorte anterior (Mes de Mayo) 4. Visita a los canteros para evaluar el desarrollo vegetativo (Julio - Agosto) 5. Trabajo a campo realizando cruzamientos (directos y recíprocos), cruzamientos pruebas y autopolinizaciones (Octubre) 6. Cosecha y acondicionamiento de las semillas (Noviembre-Diciembre) De esta manera, los alumnos trabajan durante todo el año en distintas fases de un trabajo planificado, observando y evaluando la F1 y la F2, en la misma temporada.

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Preguntas investigables El objetivo de toda investigación científica, es dar respuesta a una o más preguntas que se desean responder. Enseñar a formular preguntas implica que se pueda identificar y compartir con los estudiantes las que están involucradas en los temas que se enseñan. En la enseñanza de las ciencias existe un tipo de preguntas denominadas preguntas investigables. Estas son aquellas que se pueden intentar responder empíricamente, mediante un experimento o a partir de observaciones. Cabe aclarar en este punto, que parte de la tarea del docente será enseñar a los alumnos a reconocer que tipo de preguntas son investigables y cuales no. Las preguntas investigables se caracterizan por basarse en objetos, organismos, eventos del mundo natural; por poder ser investigadas a través de experimentos u observaciones. ¿Qué resultaría del cruzamiento de una planta de arveja con flores violetas con otra de la misma especie pero con flores blancas? ¿Cómo seria fenotípicamente la primera generación filial (F1) de este cruzamiento? ¿Cómo se podría saber si las plantas de arveja con flores violetas, son heterocigotas u homocigotas para dicho carácter? Hipótesis Cada pregunta investigable lleva implícita una o más hipótesis y formas de ponerlas a prueba. Una hipótesis es una explicación tentativa o probable de un fenómeno a explicar. Dicha explicación se basa en los conocimientos previos acerca de dicho fenómeno, nuestra imaginación, nuestro sentido común y debe permitir que de ella se deriven predicciones que puedan ser puestas a prueba. A menudo los docentes cometen el error de pedir a los alumnos que formulen hipótesis “de la nada”. Y esto hace que el ejercicio de hipotetizar se transforme en adivinar sin fundamento. En este sentido es importante poder discernir sobre que información es indispensable brindar a los alumnos y cual pueden encontrar por si mismos. En nuestro caso normalmente vamos al campo luego que el tema fue presentado y trabajado en el aula. Los alumnos al llegar al campo ya han, inclusive, resuelto problemas de genética con datos obtenidos de los libros. Pero una cosa es presentarle una figura de una flor violeta, y otra distinta mostrarle la flor! Lo mismo que explicar como se hace un cruzamiento entre dos plantas con caracteres diferentes y hacerlo. Las hipótesis formuladas por los estudiantes se pusieron a prueba al momento de diseñar los experimentos. Experimentos realizados El trabajo se comenzó en el año 2007, realizándose cruzamientos en las instalaciones del INTA la Consulta. En la temporada 2008 se pudo observar la presencia de flores violetas (carácter dominante) en plantas híbridas provenientes de cruzamientos blancas x violetas, confirmando la ley de la uniformidad o ley 0 de Mendel (Figura 1). La determinación del estado de madurez adecuado para llevar adelante la castración se presenta en la figura 2. En esa misma temporada se hicieron cruzamientos prueba entre flores de estas plantas híbridas y flores blancas, observándose en la temporada 2009 una proporción 1:1 coincidente con la esperada según Mendel. En el año 2008, cuando estas plantas florecieron, se pudieron observar únicamente plantas de flores violetas en la descendencia. Sin embargo, al formarse las semillas se advirtieron semillas con pintitas violetas y semillas sin pintitas (Figura 3). Dado que habían aparecido semillas con pintitas, hipotetizamos que las mismas estaban relacionadas con el color de la flor, y que deberían observarse plantas con flores violetas

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provenientes de esas semillas. Las semillas se sembraron en abril de 2009. Las sembradas en la parcela 2513 sólo produjeron plantas de flores blancas y las sembradas en la parcela 2515 produjeron, como se había planteado, plantas con flores violetas. Los cruzamientos realizados entre flores de plantas productoras de semillas verdes y rugosas (cultivar Onward) y flores de plantas productoras de semillas amarillas y lisas (cultivar Cuarentona) mostraron resultados no compatibles con el principio de Transmisión Independiente (2da Ley de Mendel). Sin embargo, el carácter liso/rugoso se comportó de acuerdo a lo esperado (Figura 4). Reajustes en el trabajo se han programado para seleccionar por autofecundación semillas que expresen fuertemente el carácter amarillo/verde, que es donde se produjeron las mayores diferencias entre lo esperado y lo observado. Consideraciones finales El modelo de enseñanza por indagación se basa en la integración de las dos dimensiones propuestas de la ciencia: la de producto y la de proceso (Furman 2008a). Muchos países han adoptado a este como el modelo didáctico para el área de ciencias naturales. Los estándares para la educación en ciencias de Estados Unidos (National Research Council 2001) la definen de la siguiente manera: 1 La indagación escolar es una actividad multifacética que involucra realizar observaciones, proponer preguntas, examinar libros y otras fuentes de información para ver qué se conoce, planear investigaciones, rever lo que se sabía en función de nueva evidencia experimental, usar herramientas para recolectar, analizar e interpretar datos, proponer respuestas, explicaciones y predicciones, y comunicar los resultados. La indagación requiere la identificación de suposiciones, el uso del pensamiento crítico y lógico y la consideración de explicaciones alternativas. En Europa, la tendencia sugerida por los informes de la Unión Europea (Rocard 2006, Osborne & Dillon 2008) y por los resultados de la investigación en didáctica de las ciencias (Chinn & Malhotra 2002, Gil Quílez & De la Gándara 2005) es que para poder obtener ciudadanos formados científicamente para el siglo XXI es necesario llevar a cabo una enseñanza por indagación. En Argentina, los Núcleos de Aprendizajes Prioritarios (NAPs) especifican diferentes situaciones de enseñanza enmarcadas en el modelo por indagación donde se favorecen las que promueven la curiosidad, el hábito de hacerse preguntas y anticipar respuestas, realizar exploraciones sistemáticas guiadas por los docentes sobre los seres vivos y el ambiente. En estas interacciones entre docentes y alumnos se debe hacer mención a los detalles observados, formularse comparaciones entre dos o más objetos, presentarse explicaciones propias sobre un fenómeno, etc. para que se contribuya a la resolución de problemas cotidianos significativos que sirvan además para lograr una progresiva autonomía en el plano personal y social. El modelo por indagación parece ser un buen candidato a la hora de sentar las bases del pensamiento científico en los alumnos, porque se enfoca en la enseñanza integrada de conceptos y de competencias científicas. Rever parte de los experimentos de Mendel podría colaborar con estas intencionalidades.

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Tomado de Furman, M. 2008a. Ciencias Naturales en la Escuela Primaria: Colocando las Piedras Fundamentales del Pensamiento Científico. IV Foro Latinoamericano de Educación: Fundación Santillana. 21 pag.

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Figuras Figura 1

Planta con flores violetas perteneciente al banco de germoplasma hortĂ­cola de la EEA La Consulta INTA. De flores pertenecientes a este tipo de planta se extrajo polen para fecundar flores blancas.

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Figura 2

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A) Estado adecuado de madurez del bot贸n floral para llevar adelante la castraci贸n; B) Flor a la que se le extrajeron los p茅talos. C) Flor emasculada.

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Figura 3

Semillas con pintitas violetas y semillas sin pintitas, obtenidas de autopolinizaci贸n cruzamiento blanca x violeta.

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Figura 4

Aspecto de semillas verdes lisas y verdes rugosas obtenidas por autofecundaci贸n de la F1 de un cruzamiento verde lisa x verde rugosa. Se observan 17 semillas lisas y 7 rugosas - una proporci贸n 2,42:1), sin diferencias estad铆sticas con las postuladas por Mendel

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Referencias bibliográficas Chinn, C. A., and B. A. Malhotra. 2002. Epistemologically authentic inquiry in schools: A theoretical framework for evaluating inquiry tasks. Science Education, 86: 175-218. Furman, M. 2008a. Ciencias Naturales en la Escuela Primaria: Colocando las Piedras Fundamentales del Pensamiento Científico. IV Foro Latinoamericano de Educación: Fundación Santillana. 21 pag. Furman, M. 2008b. Clase 13: Investigando se aprende. El desarrollo del pensamiento científico a través de indagaciones guiadas. Diplomatura en Enseñanza de las Ciencias. Flacso, Cohorte 2008. Gellon, G. 2008. La visión de un científico en el aula. Revista 12ntes: 13-14. Gil Quílez, M. J., and M. De la Gándara. 2005. Evolución de la didáctica de la Biología: ¿es posible una teoría de síntesis? Aspectos didácticos de Ciencias naturales (Biología), 171: 11-28. National Research Council. 2001. Science Education Standards. Osborne, J., and J. Dillon. 2008. Science Education in Europe: Critical Reflections. A Report to the Nuffield Foundation. King’s College London. Rocard, M. 2006. Informe sobre la enseñanza científica en Europa. www.ec.europa.eu/research/sciencesociety.

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Utilizando la Enseñanza por Indagación para abordar contenidos de genética  

Revisión de experimentos de Mendel con arvejas (Pisum sativum)

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