Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Estudio didáctico epistemológico sobre la enseñanza y el aprendizaje de aspectos redox de la respiración celular |
| Título alternativo: | An epistemological and didactical study on the teaching and learning about redox aspects of cell respiration |
| Autor: | Pérgola, Martín Sebastián |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Didáctica de las Ciencias Naturales y la Matemática
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| Publicación en la Web: | 2022-07-05 |
| Fecha de defensa: | 2021-12-21 |
| Fecha en portada: | 2021 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |
| Director: | Galagovsky, Lydia Raquel |
| Consejero: | Wolansky, Marcelo Javier |
| Jurado: | Calvo, Juan Carlos; Odetti, Héctor Santiago; Porro, Silvia |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ENSEÑANZA; APRENDIZAJE; RESPIRACION CELULAR; ANALOGIAS; CADENA DE TRASNSPORTE DE ELECTRONES; DIDACTICA DE LA QUIMICA; OBSTACULOS EPISTEMOLOGICOS DE APRENDIZAJETEACHING; LEARNING; CELLULAR RESPIRATION; ANALOGIES; ELECTRON TRANSPORT CHAIN; DIDACTICS OF CHEMISTRY; LEARNING EPISTEMOLOGICAL OBSTACLES |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7053_Pergola |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7053_Pergola.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7053_Pergola |
| Ubicación: | Dep.QUI 007053 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Pérgola, Martín Sebastián. (2021). Estudio didáctico epistemológico sobre la enseñanza y el aprendizaje de aspectos redox de la respiración celular. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7053_Pergola |
Resumen:
La presente tesis doctoral constituye una investigación respecto de la enseñanza y el aprendizaje de temas de Química Biológica insertos en la respiración celular de eucariotas. Para llevar adelante el presente estudio se implementaron métodos de investigación tanto cuantitativos como cualitativos. Se trabajó, principalmente, con trespoblaciones de estudiantes: una de nivel secundario y dos de nivel universitario, del Ciclo Básico Común (primer año universitario) y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, ambas de la UBA. Los marcos teóricos utilizados han provenido de la Didáctica de las Ciencias, en tanto contexto multidisciplinario que engloba visiones epistemológicas, históricas y sobre la comunicación entre expertos y novatos. Los modelos, las argumentaciones, los lenguajes, y la evolución de los conocimientos científicos han sido premisas para el análisis de discursos explicativos –de textos de enseñanza– sobre la analogía entre respiración química y reacción global de la respiración celular, y sobre la cadena de transporte de electrones en mitocondrias. Asimismo, los marcos teóricos han sostenido el diseño de dispositivos de indagación originales, que fueron aplicados para relevar eficiencias en el aprendizaje de estudiantes de primer y cuarto año universitarios sobre dichos contenidos. En la Parte A de la Tesis se presenta el diseño de una propuesta original de enseñanza de química en contexto sobre el concepto de combustión química. Su aplicación en población de estudiantes de nivel secundario muestra resultados muy satisfactorios, al mismo tiempo que revela obstáculos implícitos subyacentes en los docentes frente a desafíos de metodologías innovadoras de enseñanza. En la Parte B se realiza, por un lado, un análisis histórico-epistemológico de la analogía entre respiración celular y combustión de la glucosa; y, por otro lado, el uso de dicha analogía en clases y libros de texto de nivel universitario. Finalmente, se indaga sobre el impacto de la aplicación de dicha analogía en la enseñanza, encontrándose obstáculos epistemológicos de aprendizaje, particularmente en los estudiantes del primer año universitario. En la Parte C de la tesis se presenta un análisis histórico-epistemológico sobre aspectos redox de la respiración celular en mitocondrias desde el siglo XVIII hasta la actualidad, con particular énfasis en el análisis del modelo de Cadena de Transporte de Electrones, sus componentes estructurales y la participación de cofactores. Asimismo, se indaga sobre el impacto de la enseñanza universitaria de estos temas, encontrándose nuevos y reiterados obstáculos epistemológicos de aprendizaje, particularmente en estudiantes del primer año universitario. En la Parte D de la tesis se presenta una propuesta de enseñanza para poner en evidencia el transporte de electrones en la respiración celular, mediante experimentos que simulan un mecanismo de respiración aeróbica para bacterias anaeróbicas (que no poseen mitocondrias), en dispositivos conocidos como Celdas de Combustibles Microbianas Sedimentarias. Esta tesis realiza aportes histórico-epistemológico-didácticos originales en dos dimensiones, una vinculada con las visiones integradas para la enseñanza de aspectos redox de la respiración celular, y la otra sobre el diseño de instrumentos. Si bien estos instrumentos son utilizados en el presente contexto para la indagación sobre aprendizajes de las respectivas temáticas, podrán ser utilizados también como dispositivos de enseñanza, por su posible potencia didáctica para suscitar reflexiones metacongintivas y ayudar a los estudiantes a superar obstáculos conceptuales durante sus respectivos procesos de aprendizaje.
Abstract:
This PhD thesis presents an extensive analysis of the results obtained in a research regarding the teaching as well as the learning concepts of Biological Chemistry implied in the cellular respiration topic, in eukaryotes. To carry out the present study, both quantitative and qualitative research methods were implemented. We worked, mainly, with three populations: one of secondary school level and two of university level, from the Common Basic Cycle (first year of university) and from the Faculty of Exact and Natural Sciences, both from the UBA. Didactical, historical, and epistemological resources have been used as multidisciplinary theoretical frameworks to encompass visions of communication between experts and novices. Models, arguments, languages, and the evolution of scientific knowledge have been premises for the analysis of explanatory discourses on the analogy between chemical combustion and the global reaction of cellular respiration, and on the chain of electron transport in mitochondria. Likewise, those theoretical frameworks have also been used to support the design of original inquiry devices, which were applied to reveal learning efficiencies either in freshmen and fourth-year university students. In Part A of the Thesis, the design of an original interdisciplinary proposal for teaching the concept of chemical combustión is presented. Its application on a secondary-level students population shows very satisfactory results, at the same time that reveals implicit underlying obstacles for professors as challenges from innovative teaching methodologies. In Part B, a historical-epistemological analysis of the analogy between cellular respiration and glucose combustion and its use as a teaching device are carried out. Finally, freshmen students’ learning epistemological obstacles have been detected due to the application of this analogy during teaching processes. In Part C of the Thesis, a historical-epistemological analysis of redox aspects of cellular respiration in mitochondria from the 18th century to the present is presented, with particular emphasis on the analysis of the Electron Transport Chain model, its structural components, and the participation of cofactors. Likewise, the research about the impact of teaching with the analogy finds new epistemological obstacles, particularly in freshmen’s learnings. In Part D of the Thesis, a teaching proposal is presented to show the transport of electrons in prokaryotic cellular respiration, through an experimental device known as Sedimentary Microbial Fuel Cell that simulates an aerobic respiration mechanism for anaerobic bacteria (that do not have mitochondria). This PhD Thesis makes original historical-epistemological-didactic contributions in two dimensions, one related to the integrated visions about teaching redox aspects of cellular respiration, and the other to the design of original instruments. However these instruments are used in the present context to the inquiry about learning, they may also be used as teaching devices, due to their possible didactic power to elicit metacongintive reflections and help students to overcome conceptual obstacles during their respective learning processes.
Citación:
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Pérgola, Martín Sebastián. (2021). Estudio didáctico epistemológico sobre la enseñanza y el aprendizaje de aspectos redox de la respiración celular. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7053_Pergola
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Pérgola, Martín Sebastián. "Estudio didáctico epistemológico sobre la enseñanza y el aprendizaje de aspectos redox de la respiración celular". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2021.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7053_Pergola
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