Interpretación de pruebas y uso del conocimiento. Diseño de experimentos con enzimas en secundaria

Resumen

En esta tesis se analiza cómo los estudiantes interpretan pruebas empíricas y usan su conocimiento mientras realizan experimentos con enzimas. Para ello, hemos estudiado las competencias científicas de argumentación, indagación y modelización de los estudiantes durante la resolución del problema, dando respuesta a los siguientes objetivos de investigación: 1) Caracterizar la calidad del proceso de argumentación que siguen los estudiantes mientras resuelven el problema planteado, 2) Caracterizar la calidad del proceso de indagación que siguen los estudiantes mientras resuelven el problema planteado y, 3) Caracterizar el proceso de modelización que siguen los estudiantes para generar una explicación al problema planteado. El estudio se lleva a cabo en aulas de 4º de ESO de un instituto de Galicia, en las que el alumnado realiza actividades prácticas de biología, en concreto sobre actividad enzimática, en dos sesiones, en las que el alumnado trabaja en pequeño grupo. Para la toma de datos las sesiones fueron grabadas en audio y vídeo, que posteriormente fueron transcritas, utilizando pseudónimos para respetar el anonimato de los estudiantes, de la profesora y del centro. Para el análisis de los datos se utilizan diferentes métodos según el objetivo: a) el proceso de argumentación, mediante esquemas de argumentación de Toulmin (1958) y líneas argumentativas, basadas en las líneas de razonamiento propuestas por Kelly, Regev y Prothero (2007); b) el proceso de indagación, empleando el esquema de las etapas de investigación según el proyecto APU (1984), y c) el proceso de modelización, siguiendo el diagrama de modelo de modelización (MMD) elaborado por Justi y Gilbert (2002). Los resultados indican: a) En el proceso de argumentación se ha detectado que la mayoría de las justificaciones incluyen pruebas apropiadas, lo que implica que son capaces de utilizar el conocimiento necesario para interpretar los datos de forma correcta y llegar a una conclusión. Asimismo, comprobamos que hay un predominio del uso de pruebas de tipo teórico frente al uso de pruebas de tipo empírico. En general, los estudiantes se conforman con lo expuesto por otro estudiante sin mostrar la necesidad de reforzar que sus argumentos son los adecuados para dar respuesta al problema. De modo que la argumentación, como proceso de persuasión, no juega un papel esencial en la resolución del problema. Generalmente, cada grupo sigue dos líneas argumentativas para dar respuesta al problema, que corresponden a las dos hipótesis rivales: se acabó el enzima o se acabó el sustrato. b) En el proceso de indagación, observamos que la mayoría de los grupos estudiados realizan el proceso de indagación completo, esto es, transcurre por todas las etapas de investigación durante la realización de la actividad. Detectamos que una gran parte de las hipótesis formuladas son pertinentes para resolver el problema. Asimismo, la mayoría de los grupos son capaces de planificar experimentos, unos más sofisticados que otros, que les permiten contrastar sus hipótesis, adquiriendo una alta calidad en el proceso de indagación. c) En el proceso de modelización hemos encontrado que son capaces de elaborar modelos para explicar la interacción enzima-sustrato. A lo largo de este proceso, se aprecia una modificación en el conocimiento de la interacción enzima-sustrato, porque al elaborar sus modelos, comprueban experimentalmente si con ellos pueden explicar la interacción enzima-sustrato, afianzando, modificando o rechazando el modelo. Consideramos que la participación de los estudiantes en actividades que promuevan estas destrezas contribuye a construir su propio conocimiento científico. En el proceso de construcción y uso de modelos, la argumentación sirve como herramienta para evaluar los modelos, generando diferentes explicaciones más o menos complejas. Durante el proceso de indagación deben acordar, mediante la argumentación, si sus diseños experimentales permiten contrastar las hipótesis que formulan y así, determinar cuál de ellos permite comprobar la validez de su modelo. Palabras clave: Argumentación, indagación, modelización, interacción enzima-sustrato, trabajo en grupo.