HERENCIA Y GENÉTICA: CONCEPCIONES Y CONOCIMIENTOS DE LOS ALUMNOS (1ª FASE)

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1 HERENCIA Y GENÉTICA: CONCEPCIONES Y CONOCIMIENTOS DE LOS ALUMNOS (1ª FASE) Abril, A. M. Departamento de Didáctica de las Ciencias (Experimentales, Matemáticas y Sociales). Campus Las Lagunillas. Universidad de Jaén. Muela, F. J. Colegio Marcelo Spínola. Carretera de Jabalcuz, s/n. Jaén. Quijano, R. Departamento de Didáctica de las Ciencias (Experimentales, Matemáticas y Sociales). Campus Las Lagunillas. Universidad de Jaén. INTRODUCCIÓN En su día nos planteamos qué es lo que realmente saben los alumnos de Educación Secundaria Obligatoria sobre genética o herencia. Esta elección, dentro del amplio espectro que nos ofrece la biología, se debe a la actualidad y repercusión social de problemas relacionados con estos temas, tales como la clonación, el descubrimiento del genoma humano o la posibilidad de terminar con las enfermedades de origen genético. Nuestro estudio constituye por sí solo un punto de acercamiento a esta serie de contenidos que, por otra parte, todo el mundo habla pero no se conocen con exactitud. La transmisión socio-cultural hace que también se obtengan creencias falsas. En Revistas de divulgación científica españolas se ha trabajado este tema: Bugallo (1995), Gené (1991), Jiménez Aleixandre (1996), Barberá (1994), entre otros; pero sobre todo en revistas internacionales como en Journal of Biological Education, no hay número donde no se trate el tema. La introducción de la temática en la E.S.O. pone de manifiesto la escasez de contenidos y la falta de conocimiento acerca de los fundamentos básicos que se han de enseñar. La bibliografía aporta secuenciaciones, listas de conceptos, se realizan propuestas para comprender la genética. Pero, en general, es difícil comprender el texto que acompaña a las ilustraciones en los manuales que emplean los alumnos en la E.S.O., así como los razonamientos empleados en la propuesta y elaboración de problemas de genética. En gran parte de esta bibliografía no existe una clara relación entre el conocimiento popular con el científico, que es lo que podría ayudar al alumno/a a conectar sus concepciones con los nuevos contenidos.

2 El trabajo que exponemos se divide en dos etapas, una inicial -la actual- en la que se presenta una serie de errores conceptuales que suelen estar presentes en el proceso de enseñanza en los niveles de Educación Secundaria Obligatoria y se señalan las dimensiones que se estudiarán en un cuestionario; éste pertenece a la segunda fase, que pasará por el proceso de validación y fiabilidad estadística que requiere este tipo de estudio. FUNDAMENTACIÓN El estudio de la Herencia Biológica es un punto central en el segundo ciclo de la Enseñanza Secundaria Obligatoria, y en concreto en el segundo año del ciclo (4º de ESO). En general, es en este curso cuando se profundiza en el estudio de temas como la división celular (mitosis y meiosis), árboles genealógicos, herencia mendeliana, etc. Estos temas son importantes en la formación del alumno/a, tanto a nivel científico como a nivel personal. El conocimiento profundo de la Herencia Biológica ayudará al alumno/a a reconocer y valorar las aportaciones de la Ciencia para mejora de las condiciones de existencia de los seres humanos, a apreciar la importancia de la formación científica, a utilizar actitudes propias del pensamiento científico adoptando una actitud crítica ante los problemas que se le planteen, a valorar el conocimiento científico como un proceso de construcción que depende de las necesidades de la sociedad en la que se vive y del momento histórico, y que está sometido constantemente a revisión. Hay autores que aseguran que los estudiantes que desarrollen un correcto entendimiento de los conceptos y procesos genéticos estarán mejor capacitados para entender la realidad de los medios y estarán más preparados para participar en decisiones importantes (Gator, 1992). Por esto, y otras muchas razones, la comprensión y la asimilación del tema de Herencia Biológica es tan importante en el currículo de la ESO. Pero, aunque la importancia que tiene este tema en el currículo ha quedado patente, también hay que reconocer que plantea dificultades a la hora de llevarlo a las aulas. Existe la idea generalizada entre el profesorado de biología de que uno de los temas de mayor dificultad en el marco del proceso de enseñanza-aprendizaje es la Herencia, aunque todos coinciden en la necesidad de incluir estos contenidos en el 2º ciclo de ESO.

3 A lo largo del tiempo ha habido muchos investigadores interesados en analizar las causas que dificultan el aprendizaje de los contenidos de genética. Bugallo Rodríguez (1995), en su revisión bibliográfica sobre la Didáctica de la Genética, expone que ya a finales de la década de los setenta se publicó un estudio realizado por Deadman y Kelly (1978) donde se indicaba que la inapropiada comprensión de la probabilidad y la ausencia de un concepto simplificado de la herencia mendeliana eran algunos de los mayores obstáculos para el desarrollo de conceptos más elaborados. Desde entonces hasta la actualidad, muchos autores han intentado determinar los contenidos más difíciles de aprender o de explicar sobre Herencia y Genética, e incluso han propuesto posibles soluciones o alternativas didácticas (Johnstone y Mahmound, 1980; Finley y otros., 1982; Banet y Ayuso, 1995; Bahar y otros, 1999; Lewis y otros, 2000a; Lewis y otros, 2000b; Wood-Robinson y otros, 2000; Tsai y Huang, 2001). CONCEPTOS ERRÓNEOS DE LOS ALUMNOS EN HERENCIA Y GENÉTICA En los trabajos que hemos citado en el apartado anterior, se exponen las dificultades de aprendizaje dentro de un marco fundamentado en el conocimiento científico del contenido que es objeto de investigación. Estos estudios son muy útiles cuando el objetivo es determinar qué retuvo el alumno/a de la enseñanza de años anteriores sobre un determinado tema. Pero no hay que olvidar que los alumnos/as acceden a los estudios de Herencia y Genética con unas ideas que son fruto de su experiencia personal y social. Algunos autores (Shayer, 1974; Deadman y Kelly, 1978) proponen métodos de enseñanza que se basaran en un desarrollo curricular que tuviera en cuenta las ideas que los estudiantes traían a la escuela. Se han observado diferentes métodos para determinar qué conceptos erróneos poseen los alumnos/as que se han enfrentado por primera vez al estudio de temas sobre herencia y genética. Aunque, como decimos, los métodos de detección son diferentes, hay coincidencia sobre los conceptos detectados por nosotros y los trabajados en las publicaciones revisadas. Así pues, algunos de los conceptos que generalmente son más difíciles de asimilar por parte de los estudiantes son: - Todos los organismos vivos están formados por células (incluso las plantas). - Las células forman parte de todo el cuerpo.

4 - Todas las células llevan información genética. - Todas las células llevan cromosomas. - Todas las células llevan la MISMA información genética. No entienden que las células usen selectivamente la información genética que tienen dependiendo de la función que van a realizar. - Todos los cromosomas llevan información genética - Confunden mitosis y meiosis: no asimilan que la mitosis se lleva a cabo en células somáticas y la meiosis en células sexuales. - Cromosomas, genes y alelos: a menudo las palabras cromosomas y genes son tomadas como sinónimos, lo mismo que con las palabras genes y alelos. - No se le asigna un sitio físico al gen en el cromosoma; por tanto, cuando se habla de segregación de cromosomas no se relaciona con reparto de genes. - Cromosomas sexuales y células sexuales: estos términos muchas veces se confunden. Además consideran que en una célula sólo existen los cromosomas sexuales que son los que determinan el sexo del individuo. No reconocen la existencia de otros cromosomas diferentes a éstos. - Confunden los términos cromátida y cromosoma. - Información genética y código genético: en general entienden que estos dos términos significan lo mismo. - Carácter dominante: generalmente lo identifican con el fenotipo más abundante. - La variabilidad genética como el resultado de una división de tipo sexual. No ven que la variabilidad genética se produzca por la separación de los pares de cromosomas y por la recombinación. Existen dificultades con los problemas de combinatoria. - Los problemas de herencia no los relacionan con la transmisión de la información genética, y tampoco con meiosis. - Los problemas de herencia los pueden llegar a resolver, pero de manera mecánica. Tienen problemas para entender el concepto de probabilidad.

5 PROPUESTA DE TRABAJO Con esta lista de conceptos en Herencia y Genética se ha querido resumir brevemente algunos de los errores que los alumnos/as manifiestan en el estudio de este tema. El trabajo que nosotros aquí comenzamos intentaría esclarecer si las concepciones y los esquemas espontáneos con los que los alumnos/as se enfrentan al estudio la Herencia y la Genética fomentan estos errores. Pretendemos plantear, en el diseño de un cuestionario, una delimitación del conocimiento cotidiano sobre estos temas, basado en estudios publicados recientemente por Marín y otros (2001a y b). En el trabajo intentamos diferenciar el conocimiento cotidiano del alumno/a que creemos interesante porque, a menudo, en su proceso de aprendizaje, el estudiante activa el conocimiento que ha adquirido espontáneamente en su interacción con el medio natural y social, sobre todo si el tema que intenta explicar el profesor es nuevo para él. Esto es lo que ocurre cuando nos enfrentamos a explicar por primera vez la herencia y la genética. En este caso el alumno/a activará alguno de sus esquemas espontáneos, aunque éstos no sean cercanos a lo enseñado. En su parte final, el cuestionario también incluiría una parte para delimitar el conocimiento científico, puesto que actualmente pensamos que es más enriquecedora una combinación efectiva de los dos marcos interpretativos, el fundamentado en un contexto teórico sobre el conocimiento del sujeto y el que considera como principal referente el contenido de enseñanza. El cuestionario así confeccionado contendría algunas tareas para delimitar el conocimiento espontáneo y otras para el académico, con las claves y enlaces necesarios para analizar los posibles solapamientos entre ambos tipos de conocimiento. Como un primer punto en la elaboración del cuestionario que delimite conocimiento cotidiano y conocimiento académico del alumno/a, proponemos la siguiente clasificación de las dimensiones que se tratarán: Tarea 1.- Qué se puede y qué no se puede heredar Tarea 2.- Parecidos físicos entre familiares de diferentes generaciones y diferente sexo Tarea 3.- Qué podrías decir sobre la herencia genética Tarea 4.- Tiene algo que ver la herencia con la célula? Tarea 5.- Leyes básicas que regulan la transmisión de la información genética.

6 De cada una de estas tareas se formularán las preguntas que formarán parte del cuestionario. Éste, en una segunda etapa del trabajo, se expondrá a alumnos/as de diferentes niveles académicos, y tras la categorización y análisis de las respuestas, se intentarán sacar las conclusiones pertinentes. BIBLIOGRAFÍA BAHAR, M., JOHNSTONE, A.H. y SUTCLIFFE, R.G. (1999). Investigation of students cognitive structure in elementary genetics through word association tests. Journal of Biological Education, Vol. 33, pp BANET, E. y AYUSO, E. (1995). Introducción a la genética de la enseñanza secundaria y bachillerato: 1. Contenidos de enseñanza y conocimientos de los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, Vol. 13, pp BARBERÁ, O. (1994). Historia del concepto de especie en biología. Enseñanza de las Ciencias, Vol. 12, pp BUGALLO RODRÍGUEZ, A. (1995). La didáctica de la genética: revisión bibliográfica. Enseñanza de las Ciencias, Vol. 13, pp DEADMAN, J.A. y KELLY, P.J. (1978). What do secondary schools boys understand about evolution and heredity before they are taught the topics?. Journal of Biological Education, Vol. 12, pp FINLEY, F., STEWART, J. y YARROCH, W. (1982). Teacher s perceptions of important and difficult science content: The report of a survey. Science Education, Vol. 66, pp GATOR, G.L. (1992). Teaching genetics in the high school classroom. Teaching genetics: Recommendations and research preceedings of a national conference, pp Cambridge: Smith M. U. y Simmons, P. E. GENÉ, A. (1991). Cambio conceptual y metodológico en la enseñanza y el aprendizaje de la evolución de los seres vivos. Un ejemplo concreto. Enseñanza de las Ciencias, Vol. 9, pp JIMÉNEZ ALEXAINDRE, M.P. (1996). La variabilidad en la descendencia: comparación de teorías explicativas. Alambique, Vol. 8. JOHNSTONE, A.H. y MAHMOUD, N.A. (1980). Isolating topics of high perceived difficulty in school biology. Journal of Biological Education, Vol. 14, pp

7 LEWIS, J., LEACH, J. y WOOD-ROBINSON, C. (2000a). All in the genes?- young people s understanding of the nature of genes. Journal of Biological Education, Vol. 34, pp LEWIS, J., LEACH, J. y WOOD-ROBINSON, C. (2000b). Chromosomes: the missing ling- young people s understanding of mitosis, meiosis, and fertilisation. Journal of Biological Education, Vol. 34, pp MARÍN, N., JIMÉNEZ GÓMEZ, E., SOLANO, I. y BENARROCH, A. (2001a). New Trends in Studies on Conceptions in Science. Advances in Psychology research, pp New York: F. Columbus, Nova. MARÍN, N., SOLANO, I. y JIMÉNEZ GÓMEZ, E. (2001b). Characteristics of the methodology used to describe students conceptions. International Journal of Science Education, Vol. 23, pp SHAYER, M. (1974). Conceptual demand in the O-level Nuffield Biology Course. School Science Review, Vol. 56, pp TSAI, C-C. y HUANG, C-M. (2001). Development of cognitive structures and information processing strategies of elementary school strudents learning about biological reproduction. Journal of Biological Education, Vol. 36, pp WOOD-ROBINSON, C. LEWIS, J. y LEACH, J. (2000). Young people s understanding of the nature of genetic information in thecells of an orgnism. Journal of Biological Education, Vol. 35, pp