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LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LA FOTOSINTESIS Y RESPIRACION EN
PLANTAS A PARTIR DE RESOLUCION DE PROBLEMAS Y TRABAJOS PRÁCTICOS DE
LABORATORIO


Lic. Héctor Alexander Afanador Castañeda1

                                            RESUMEN

La unidad didáctica se rediseñó a partir de los componentes análisis científico, análisis didáctico,
selección de objetivos, estrategia didáctica y estrategias de evaluación. Este documento se centró en
la secuencia de actividades como eje articulador de los anteriores componentes, con sus respectivas
fases para evidenciar las evoluciones de aprendizaje de los contenidos. Por último se presenta la
unidad didáctica consolidada y los instrumentos: evaluación sumativa y NOS.


Diseño de la unidad didáctica y las actividades en función de los problemas


La unidad didáctica tuvo en cuenta qué se va enseñar y cómo se va enseñar con la intención
de mejorar el aprendizaje del estudiante. Para ello fue necesario realizar descripciones e
interpretaciones del estudio longitudinal y focal para identificar las concepciones alternativas
sobre la fotosíntesis y la respiración en plantas de los estudiantes (estas concepciones se
agrupan a partir de relaciones como fotosíntesis y la respiración, nutriente – alimento y
energía y materia) que responden a planteamientos en la historia de la ciencia (teoría del
humus, fotosíntesis y respiración en plantas responden al intercambio gaseoso, fotosíntesis y
la respiración un solo proceso en las plantas) como aspecto fundamental y eje orientador
para la construcción de los problemas escolares cualitativos y trabajos prácticos de
laboratorio.


La unidad didáctica requirió de la inclusión de una actividad inicial para indagar o identificar
las concepciones alternativas u obstáculos históricos de la ciencia en los estudiantes de la
intervención con el fin de realizar ajustes pertinentes y se genere una verdadera dinámica en
la enseñanza y aprendizaje de la fotosíntesis y respiración en plantas. Luego de la revisión se

1
 Maestría en Didáctica de las Ciencias de la Universidad Autónoma de Colombia. Correo electrónico
haacster@gmail.com
generó la secuencia de actividades teniendo en cuenta la estrategia seleccionada a partir de
la sugerencia de Sanmartí (2002)2, de lo simple a lo complejo y de lo abstracto a lo concreto:


a. Actividad exploratoria en principio buscó conocer las explicaciones cotidianas, además
motivó al estudiante al desarrollo de la actividad escolar de ciencia para la construcción de
explicaciones de ciencia. En esta parte de la unidad, de forma implícita se planteó el primer
acercamiento histórico para el estudio de la ciencia, importancia del microscopio para el
reconocimiento de tejidos y células de las plantas y consolidación del reino vegetal. El criterio
evaluado fue reconocimiento de conceptos y características propias de las plantas asociados
a la fotosíntesis.


b. Actividad introducción de nuevo puntos de vista, en este caso, el objetivo central fue
fortalecer en el estudiante la formulación de explicaciones descriptivas, causales y
funcionales sobre la fotosíntesis. De forma explícita se planteó el siguiente obstáculo histórico
“la fotosíntesis y respiración son un solo proceso”, se recurre a la explicación descriptiva
Saussure, explicación causal de Blackman y las explicaciones causales y funcionales de Hill,
Calvin y Liebig para comprender el proceso de la fotosíntesis (se espera que abandone las
teorías del Humus e intercambio gaseoso). El criterio que se estableció identificación de las
sustancias que necesita la planta para el proceso de fotosíntesis y reconocimiento de la
influencia de la luz en el proceso de la fotosíntesis.


c. Actividad de síntesis tuvo como propósito organizar las explicaciones y relacionar las
explicaciones de fotosíntesis y respiración como dos procesos interdependientes. Se recurrió
a las explicaciones históricas Priestley y Lavoisier para contraponerlas en Corenwinder a
partir de un mismo evento, el obstáculo recae “en el papel que juega el oxígeno”, además a
las explicaciones de Krebs y Mitchell (se esperó la separación de la respiración en plantas de
la fotosíntesis). El criterio de esta actividad fue diferenciación de los procesos de respiración y
fotosíntesis en las plantas.


d. La actividad de generalización permitió evidenciar y garantizar la construcción de
explicaciones para transferirlas a otro contexto. Se recurrió a la representación de un


2
    Sanmartí (2002). Didáctica de las ciencias en la educación secundaria obligatoria. Editorial Síntesis S. A.,
Madrid.
ecosistema (se espera la relación de las explicaciones de fotosíntesis y respiración) y a la
construcción de un acuario. El criterio evaluado fue conceptualización de la respiración y la
fotosíntesis en plantas.


Frente a la secuencia de actividades de resolución de problemas y trabajos prácticos cada
una de ellas se encuentra dividida en tres fases: la fase introductoria a explicaciones
históricas y conocimientos previos, fase de experimentación y fase de modelización y
comunicación. Con el propósito de observar y evaluar los procedimientos que el estudiante
requiere para elaborar sus explicaciones.


En la fase introductoria a explicaciones históricas y conocimientos previos, las actividades
problémicas con enunciados no declaratorios tuvieron como propósito relacionar las
concepciones del estudiante (involucra el conocimiento cotidiano) con el conocimiento
científico. Estas actividades fueron fundamentales para incorporar, adquirir el lenguaje
científico, preparar y activar la disposición para aprender y construir y formular explicaciones
descriptivas a partir de un referente histórico. Además desarrollar los procedimientos de
búsqueda y selección de información y comprensión de explicaciones científicas sobre
fotosíntesis y respiración.

La fase experimental conformada por los problemas escolares experimentales (problemas
cualitativos) planteados desde un referente histórico fueron la experiencia directa y eje
fundamental para general el desequilibrio y el cambio conceptual o propiciar la ruptura del
obstáculo histórico. La adquisición de procedimientos propios de la actividad de ciencia
escolar estableció el nivel de abertura, la elaboración de explicaciones causales y
generalizaciones, y la percepción o visión sobre la Naturaleza de la Ciencia. Entonces estas
actividades de problemas experimentales con tendencia cualitativa apoyaron a las
explicaciones de la fase introductoria y material prima para la fase de comunicación.


La fase de comunicación tuvo como propósito socializar las construcciones explicativas del
estudiante donde se evidenció el cambio conceptual o cambio histórico, la evolución de las
explicaciones, además facilitó que el estudiante integrara o comprendiera las explicaciones
científicas que son abstractas, por naturaleza, o formulara sus propias generalidades de
manera autónoma. Esta fase incluyó la comunicación oral y la comunicación escrita.
La comunicación oral utilizó la exposición de modelos para la formulación de explicaciones
argumentativas y la exposición de generalizaciones a partir de carteleras como cierre de la
actividad, el trabajo operativo de los estudiantes fue individual y con sus construcciones
participan en lo grupal, mesa de trabajo rotativa. Mientras la comunicación escrita utilizó el
informe de laboratorio como instrumento de evaluación en los cambios de los contenidos. Es
importante señalar en el rediseño del informe de laboratorio que se tuvo en cuenta los
enfoques del modelo pedagógico de Gowin (1981), modelo didáctico basado en la enseñanza
de las ciencias de Chamizo (2009) y modelo de registro de cambio conceptual a partir de
hipótesis de García A. (2010). Pues el estudio focal piloto de informe de laboratorio no
permitió evidenciar los cambios conceptuales, ni la relación de la historia de la fotosíntesis y
respiración de las plantas con la naturaleza sobre la ciencia y la construcción de gráficas (ver
instrumento3).

La inclusión del contenido actitudinal en la unidad didáctica se realizó a partir del estudio
longitudinal, los indicadores seleccionados dependieron de la variación de la tendencia. En el
caso de actitudes hacia la ciencia fueron seleccionadas las categorías ciencia escolar y
disciplina de estudio, mientras la selección de las actitudes de aprendizaje hacia la Biología
tuvo en cuenta todas las categorías: autonomía, resolución de problemas, actividades y
trabajo en equipo.


El contenido procedimental fue contemplado en la unidad didáctica a partir de la construcción
de categorías e indicadores exclusivamente para el grado séptimo, su aprendizaje está
dispuesto en cada una de las fases y la adquisición del mismo depende de la acción en la
actividad. Además se considera que el uso de problemas escolares cualitativos y el trabajo
práctico de laboratorio deben tener en cuenta el desarrollo histórico de la fotosíntesis y
respiración, además inciden favorablemente en los contenidos y contribuyen a la
comprensión sobre la Naturaleza de la Ciencia. Entonces el desarrollo de las actividades
permite al estudiante adquirir una concepción sobre la Naturaleza de la Ciencia de forma
implícita,   cambio conceptual de forma gradual,                   adquisición de procedimientos y



3
  García A. (2010). Seminario de prácticas innovadoras de la UAC. Chamizo, J. (2009). Historia Experimental de
la Química. Tecné, Episteme y Didaxis: TED. 4° Congreso Internacional sobre Formación de Profesores de
Ciencias, n° Extraordinario. Gowin (1981). Educating. Ithaca, Nueva York: Cornell University Press. Trad. cast.,
1985. Hacia una teoría de la educación. Argentina: Ediciones Aragón.
predisposición positiva hacia la ciencia y actitudes de aprendizaje hacia la Biología, que
deben ser verificadas.




                                    UNIDAD DIDÁCTICA
FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN EN PLANTAS UN ACERCAMIENTO A LA HISTORIA DE
                                         LA CIENCIA
                  ¿Por qué las plantas producen C02 solo en la noche?




Introducción

Toda verdad requiere su comprobación como verdad universal y como verdad particular. La
idea de la verdad, como un hilo de oro, circunscribe, ciñe y sustenta toda una provincia de la
cultura. Como toda ciencia y toda parte de cada ciencia no es sino la creencia de que se
posee una serie de verdades, la inexistencia de la verdad convertiría la actividad científica en
un ejercicio sin sentido y ficticio (Ortega y Gasset, 1979). Entonces la ciencia puede
caracterizarse como conocimiento racional, exacto y verificable, y su práctica ha alcanzado
una reconstrucción conceptual del mundo que es cada vez más amplia (James, T.), gracias a
la necesidad de darle explicación y solución a diferentes problemas. Pero es el hombre que
ha convertido a la ciencia en principal fuerza productiva, en factor decisivo de poder, en
generador básico de ideología, en columna vertebral de la civilización tecnológica, en
elemento cuyas realizaciones materiales impregnan y ordenan toda nuestra vida
sometiéndola a la lógica implacable de sus contradictorios efectos, y como resultado de
semejante actividad propiciada por el hombre la ciencia ha perdido su carácter de neutralidad
(Díaz, E.).

La ciencia es una práctica histórico-social, por lo tanto, cambiante según sus condiciones
histórico-sociales (Díaz, E), y no está excepta de este principio las ciencias de la biológicas,
ya que a lo largo de la historia de la Biología, ha sido motivo de controversia. Es importante
reflexionar críticamente sobre las distintas explicaciones que se han dado y los obstáculos
que han debido superarse para construir determinadas teorías o conceptos (Jiménez Ma.),
entonces las actividades de ciencias no deben caer en la especificidad o transferencia directa
de los contenidos de Biología desde la lógica disciplinar a su enseñanza. Es por esto que se
plantea la siguiente unidad didáctica en el contenido de fotosíntesis y respiración de las
plantas con el propósito de promover la razonabilidad y el proceso evolutivo mismo de las
explicaciones históricas reflejadas en las explicaciones de los estudiantes.

Objetivos de enseñanza

Comprender explicaciones descriptivas, causales y funcionales en los procesos de
fotosíntesis y respiración a partir de la historia de la ciencia.

Desarrollar problemas escolares cualitativos y trabajos prácticos de laboratorio relacionados
con la historia de la ciencia sobre la fotosíntesis y respiración.

Promover actitudes positivas hacia la ciencia (como disciplina de estudio y ciencia escolar) y
actitudes de aprendizaje hacia la Biología a partir de las actividades.

Objetivos de aprendizaje

Desarrollar explicaciones científicas a partir de sus conocimientos cotidianos sobre la
fotosíntesis y respiración en plantas.

Relacionar el lenguaje científico con la práctica experimental sobre el contenido de
fotosíntesis y respiración en plantas.

Adquirir actitudes de responsabilidad, trabajo en equipo, desarrollo cognitivo, iniciativa y
creatividad frente a la resolución de problemas y trabajos prácticos de laboratorio.

Estrategia

Se emplea situaciones problémicas y trabajos prácticos de laboratorio para desarrollar los
contenidos relacionados con la fotosíntesis y respiración de las plantas.
Contenidos

       Contenido conceptual                  Actitudes de aprendizaje hacia la                   Actitudes hacia la ciencia.
                                                         Biología
       Reconocimiento de estructuras               Le gusta trabajar en un problema               Gracias a la ciencia habrá
celulares y químicas que participan en el   difícil.                                        mejores      oportunidades    para     las
proceso de la fotosíntesis y la                     Realiza con agrado las tareas y        generaciones futuras.
respiración.                                las      presenta     en     los     tiempos            Los beneficios de la ciencia son
       Reconocimiento de conceptos y       establecidos.                                   mayores que los efectos perjudiciales
características propias de las plantas              Encuentra nuevas cosas en              que podría tener.
asociados a la fotosíntesis.                Biología para estudiar sin ayuda.                       La ciencia escolar me gusta más
       Identificación de las sustancias            Tiende a considerar un asunto          que la mayoría de las otras asignaturas.
que necesita la planta para el proceso      desde diversos puntos de vista.                         Me gustaría llegar a ser un
de fotosíntesis y los diferencia de los             Hace cosas por sí mismo sin            científico.
nutrientes.                                 depender de los demás cuando estudia.                   No hay nada mejor que trabajar
       Diferenciación de los procesos              Cuando tiene que resolver un           en ciencia.
de respiración y fotosíntesis en las        problema hace un plan.                                  La ciencia que he aprendido en
plantas.                                            Dedica tiempo a la organización        la escuela es interesante.
                                            de        ideas       para       articularlas           Aprender     sobre   fenómenos
                                            coherentemente y expresarlas.                   científicos ha aumentado mi curiosidad
                                                    Tiene buena disposición para la        sobre las cosas que todavía no se
                                            construcción y presentación de informes         pueden explicar.
                                            de laboratorio.                                         Aprender sobre la ciencia ha
                                                    El trabajo en el aula es constante     aumentado mi aprecio por la naturaleza.
                                            y enriquece al grupo o equipo de                        La ciencia nos enseña a
                                            trabajo.                                        prepararnos para el futuro.
Contenido procedimental

       Construcción de        Planificación, diseño y       Análisis e interpretación de    Comunicación y utilización
        explicaciones       realización de secuencia de           la información.             de un amplio rango de
                             pasos para desarrollar la                                          lenguaje técnico y
                              actividad experimental                                                científico.

                             Formula o interpreta el
 Busca y selecciona                                         Identifica condiciones que     Evalúa la calidad de la
                            problema que se ha de
información en fuentes.                                     influyen en los resultados de   información y escoge lo
                            investigar.
 Usa modelos para                                          un experimento.                 pertinente.
                             Formula respuestas
interpretar situaciones.                                     Registra observaciones y       Comunica oralmente y
                            tentativas que se han de
 Establece diferencias                                     resultados utilizando           por escrito el proceso de
                            comprobar.
entre descripción y                                         esquemas, gráficos y tablas.    indagación y los resultados
                             Rediseña o reformula
explicación.                                                 Establece relaciones          que obtuvo.
                            hipótesis nuevas basadas en
 Formula explicaciones                                     causales entre los datos
                            lenguaje científico.
posibles, con base en el                                    recopilados.
                             Explica o toma decisiones
conocimiento cotidiano y                                     Establece relaciones
                            sobre la técnica experimental
científico.                                                 entre la información
                            o hechos.
 Comprende explicaciones                                   recopilada en otras fuentes y
                             Supera sólo los
científicas y compara                                       los datos generados en los
                            obstáculos y dificultades.
modelos científicos.                                        experimentos.
                             Coopera con los
                            compañeros.
Actividades

La ciencia es un conocimiento abierto, en continua transformación o cambio y evolución.
Y debe ser valorada como un producto del intelecto y del trabajo humano a lo largo de la
historia, sometida al ensayo y error cuyos logros obtenidos se someterán a sustituciones
nuevas. La comprensión de la fotosíntesis y la respiración de las plantas están inmersas y
pertenecen a estas ideas, como evidencia son los registros históricos en el estudio de las
plantas que se remonta a la antigua Grecia (371 – 286 antes de cristo) con Aristóteles y
su discípulo (estudiante) Teofrasto quien escribe un tratado de diez libros donde clasifican
a las plantas según reproducción, distribución, su hábito de crecimiento y aplicaciones.
Estas explicaciones se basaron en la descripción donde la observación sobre los objetos
era fundamental, justamente en esta época nacen las primeras explicaciones referentes a
la fotosíntesis y la respiración de las plantas.

Las explicaciones del 300 A.C. cambian o son abandonas en la edad media por
explicaciones religiosas, luego en el siglo XVI y XVII con la incorporación de un método
experimental las ideas religiosas son desmentidas o desmitificadas sobre las plantas,
además se retoman las explicaciones anteriores a la edad media como referentes de
estudio, estos hechos impulsa a formar grupos científicos en cargados de validar las
explicaciones.

Las explicaciones de la fotosíntesis y la respiración de las plantas fueron sometidas no
solo a validaciones en estos dos siglos, también fueron fuente primaria para incorporar
nuevas técnicas experimentales y teorías de otras ciencias, en los siglos XVIII, XIX y XX,
que pretendieron contribuir sobre la profundización y comprensión de dichos fenómenos a
partir de explicaciones teóricas producto del raciocinio propio de la mente.

     Actividades iniciales.

Criterio: Identificación e indagación de las concepciones alternativas sobre fotosíntesis y
respiración en plantas.

Comentario: De acuerdo con la historia sobre el estudio de la fotosíntesis y respiración en las
plantas han sido considerados como procesos antagónicos o como un solo proceso. La
interpretación de las respuestas permitirá ubicar la explicación del estudiante en un evento histórico
e identificar el conflicto conceptual entre intercambio gaseoso y obtención de energía.
Actividad 1: las plantas al igual que los demás seres vivos realizan las mismas
funciones como circulación, reproducción, excreción, etc. Pero se requere
identificar las sustancias que inician la respiración en las plantas (encierre o
marque las sustancias), luego describa la secuencia del proceso de la
respiración.

Actividad 2. La historia registra la importancia de las plantas para el planeta y el desarrollo de la
vida. A continuación se presenta una explicación sobre el problema por qué no se deben arrancar
las hojas de las plantas.




Ayuda a Juanito a comprender la explicación del profesor pues es probable que él tenga las misma
confusión de presentaron Hales y Bonnet. Selecciona alguna de estas opciones (Transporte,
Circulación, Respiración, Fotosíntesis, Transpiración) para explicar cuál es la función de las plantas
a la que se refiere el maestro.
                                                         Tomado de: Leymonié, Sáenz. S., (2009).
                                                         En http://www.oei.es/decada /180275s.pdf.

Actividad 3: Cloez en el siglo XIX requería presentar una gráfica a la comunidad científica que
represente la producción de glucosa. Para esto diseñó cuatro posibilidades.




Indicar la gráfica que debió presentar a la comunidad científica y por qué cree que esa gráfica
representa la producción de alimento.

Actividad 4: Se necesita la formulación completa de un hecho biológico.
Recurrir al uso de la imagen para completar la siguiente frase: Las
plantas utilizan la energía para elaborar su alimento a partir de las
siguientes sustancias _____________ muy comunes en la naturaleza.
El (o los) _________ entra a la planta por_____________ es probable
que al mismo tiempo el (o los) ___________ entra por __________. Y
son fuentes necesarias para obtener el producto final ____________.
La explicación de este proceso es consolidado gracias a los estudios
de Hill, Scarisbrick y Calvin.
 Actividades de exploración

Criterio: Reconocimiento de conceptos y características propias de las plantas asociados a la
fotosíntesis.

Actividad 5: Las plantas se originaron entre los primeros seres vivos de la Tierra (descienden de los
eucariotas autótrofos aparecidos en el Precámbrico). Este reino está conformado por algas
pluricelulares, helechos, musgos, hepáticas y plantas superiores, y su diversificación fue al final del
Paleozoico, desde ese tiempo las plantas han demostrado el papel que juegan en los ecosistemas.
A continuación señalar las transformaciones actuales que hacen las plantas al ambiente.

Actividad 6: Las plantas han incidido en las transformaciones del ambiente a través de la
fotosíntesis. Explicar el proceso de la fotosíntesis y la importancia para el resto de los seres vivos.

Actividad 7: El avance tecnológico más significativo para la Biología fue la construcción del
microscopio en el siglo XVII. Describir los aportes del microscopio en el estudio de la fotosíntesis y
la respiración en las plantas.

Actividad 8: Las hojas de las plantas en el bosque presentan diferentes tonalidades del color verde
(del más oscuro al más claro) que inciden la fotosíntesis. Indagar y realizar un experimento que
permita resolver el siguiente problema qué partes o sustancias usan las plantas pequeñas que
están a la sombra o cubiertas por otras plantas más grandes para captar la luz y hacer la
fotosíntesis. Es importante que exprese la idea que persigue el problema planteado

Actividad 9: Es importante proponer o plantear dos respuestas tentativas a la situación problémica
recurriendo a los conocimientos propios.

Actividad 10: Indagar sobre los tejidos de las plantas y los organelos que intervienen en la
fotosíntesis (escribe de forma concreta lo leído). Actividad 11: Escribir correctamente la respuesta
del problema planteado.

Actividad 12: Proponer un experimento para el laboratorio que describa o compruebe cuáles son
las partes externas e internas que utilizan las plantas para la fotosíntesis.

                                                               ¡Al laboratorio para demostrar!
Actividad opcional: Considerar si se requiere de los siguientes materiales para el diseño del
experimento que describa las estructuras de las plantas que participan en la fotosíntesis.
Materiales: dos hojas anchas, cartulina negra, clips, microscopio, láminas, laminillas y bisturí.
Describir el procedimiento al utilizar estos materiales.

Actividad 13: Proceder al registro de datos para comparar e interpretar los datos.

Actividad 14: Elaborar un informe del trabajo realizado donde se pueda distinguir cada una de las
etapas y se identifique la respuesta del problema.

  Actividad 15: Representar los cloroplastos y las mitocondrias a través de un modelo que
identifiquen las partes de cada organelo y la función de los organelos.
 Actividades de introducción de nuevos puntos de vista

Criterios: Identificación de las sustancias que necesita la planta para el proceso de fotosíntesis y
reconocimiento de la influencia de la luz en el proceso de la fotosíntesis.

Actividad 16: El desarrollo en el tiempo de los conocimientos científicos sobre la fotosíntesis han
tenido impacto dentro de sociedad. A continuación aparecen dos teorías que están relacionadas a
las plantas. Explique los enunciados:

       El medico Ingeshousz en 1778 plantea que las plantas “vician” el aire tanto en la luz como
            en la oscuridad, al igual que los animales

       El químico Senebier en 1784 plantea que las plantas tienen la capacidad regenerar o
            purificar el aire pero depende de la presencia de ciertos componentes del aire.

Actividad 17: Comparar las anteriores explicaciones de los científicos con las explicaciones
(definiciones) que aportan los libros y determine que explicación está relacionada con la
fotosíntesis y la respiración.

Actividad 18: Las plantas se diferencian de los animales porque al interior de las células hay
cloroplastos que contienen clorofila. Describir la importancia de la clorofila en las plantas.

Actividad 19: Muchas veces las explicaciones de los científicos pueden aportar a nuevas
explicaciones más acertadas o contribuir para consolidar explicaciones. Indicar la relación que hay
entre las explicaciones (o planteamientos teóricos) hechas por Mayer y Cloez con las explicaciones
de Mohl y Sachs a finales del siglo XIX sobre la fotosíntesis.

Actividad 20: Las explicaciones de Mayer, Cloez, Mohl y Sachs contribuyeron a las explicaciones
de Blackman pero las bases de estas explicaciones nacen de las investigaciones de Saussure.

Se requiere que usted se convierta en un excelente rastreador de información para explicar el
PROCESO DE LA FOTOSÍNTESIS, la única información que poseemos, por fuentes no muy
seguras, es que Saussure en 1804 relacionó el dióxido de carbono con la fotosíntesis y Blackman
en 1905 relacionó la luz y la temperatura en la fotosíntesis. La única evidencia que se encontró fue
el siguiente diagrama en un cuaderno científico:



                                                          Se debe aclarar que no está el
                                                          planteamiento del problema, tan
                                                          poco se encontró las instrucciones
                                                          del montaje ni mucho menos el
                                                          listado de materiales de laboratorio.
                                                          La tarea que usted debe resolver es
                                                          dejar la evidencia necesaria para que
                                                          otros lean sobre la fotosíntesis en
                                                          plantas.
   Explicar la teoría de cada uno de los científicos según la información encontrada.

                  Saussure en 1804                                 Blackman en 1905


       Describir detalladamente la imagen de la evidencia histórica (el montaje o dispositivo
        experimental).

       Hallar el propósito del dispositivo experimental.

                                                                      ¡Al laboratorio para explicar!

Actividad 21: Plantear la situación problémica para el dispositivo experimental que aparece como
evidencia y qué usted va explicar.


Actividad 22: Sugerir dos respuestas tentativas a la situación problémica que luego serán
demostradas.

Actividad 23: Indagar cómo ocurre la fotosíntesis en las plantas y cómo los factores (luz,
temperatura, oxígeno, dióxido de carbono y agua) influyen en la fotosíntesis.

Actividad 24: Describir los hechos o sucesos que ocurren al inicio del experimento.

Actividad 25: Establecer nuevas condiciones al modificar la (s) variable (s) del dispositivo
experimental (la evidencia). Y representar la información en gráficas

Actividad 26: Contrastar las respuestas sugeridas con los datos y sucesos o hechos obtenidos (dar
respuesta a la pregunta inicial planteada).

Actividad 27: Relacionar las descripciones del experimento con las explicaciones de 1930 sobre la
fotólisis por Hill y Scarisbrick y las explicaciones de 1949 sobre el proceso de fijación de CO2 o
ruta del carbono por Calvin y Bassham.

Actividad 28: Liebig en 1890 asegura que las plantas fabrican su propio alimento pero describe la
importancia de los nutrientes para las plantas. Entonces diferenciar nutriente de alimento, luego
explicar por qué los fertilizantes o el suelo no son el alimento de las plantas

     Actividad de síntesis

Criterio: Diferenciación de los procesos de respiración y fotosíntesis en las plantas

Actividad 29: Sugerir una respuesta alternativa a cada uno de los dispositivos experimentales.
Luego revisar la explicación de los científicos y por último proponer una explicación teórica en los
dispositivos.
Respuesta alternativa:

                                                                     Explicación de Priestley


                                      ¿Qué le pasa a la planta
                                        durante 24 horas?




  Respuesta alternativa:

                                                                     Explicación de Lavoisier


                                         ¿Qué le pasa al ave
                                         después de 2 horas?




Actividad 30: Proponer una explicación para el siguiente dispositivo teniendo en cuenta las
explicaciones de Priestley y Lavoisier.

                                                                     Explicación:




                                          ¿Qué sucesos
                                        ocurren durante una
                                               hora?




Actividad 31: Al tomar una maceta (recién regada) con una planta, envolvemos el tallo y las hojas
con una bolsa plástica transparente y la ponemos al sol, al cabo de unas horas observamos que el
plástico se ha empañado y en el interior se han formado pequeñas gotas de agua.

      Indagar sobre el papel que desempeña los estomas en la fotosíntesis y la respiración de
       las plantas.
      Identificar cómo se afecta la fotosíntesis y la respiración cuando la planta pierde agua.

Actividad 32: Es posible que Corenwinder 1890, revisó las explicaciones de Priestley y Lavoisier
para demostrar el intercambio gaseoso en la respiración de las plantas pero él no pudo determinar
qué papel juega el oxígeno. Indagar por qué las plantas requieren oxígeno y completar la
explicación de Corenwinder.
Recrear los sucesos a través del trabajo práctico de laboratorio

Actividad 33: Diseñar solo un experimento que recree el consumo de oxígeno o la liberación de
dióxido de carbono por parte de la planta.

       Enumerar los materiales y registrar los pasos del montaje del experimento.

Actividad 34: Confrontar los hechos o sucesos obtenidos con la explicación de respiración.

Actividad 35: Describir los pasos de la glucolisis y la explicación de H. Krebs (1937) para identificar
la liberación de dióxido de carbono y la obtención de energía (moléculas de energía).

Actividad 36: Describir cómo se lleva a cabo la formación de agua en la cadena de electrones

     Actividad de generalización

Criterio: Conceptualización de la respiración en plantas y de la fotosíntesis

Actividad 37: Establecer la diferencia más relevante entre: intercambio gaseoso y respiración. E
intercambio gaseoso y fotosíntesis.

Actividad 38: Expresar las ideas sobre la formación y el papel que cumple el alimento (glucosa) en
la fotosíntesis y la respiración en plantas.

Actividad 39: Enunciar la contribución del científico Krebs en 1937 en el proceso de la respiración,
y la contribución de Calvin en la fotosíntesis

Actividad 40: A través de la imagen y la salida pedagógica al humedal Santamaría del Lago,
explicar la respiración y la fotosíntesis.




Actividad de apropiación 41: Pequeña investigación ¡Se requiere un acuario! Realice su propio
proyecto y presente el informe explicado el tema visto.
Temporalización

Las actividades problémicas están dirigidas para estudiantes de grado séptimo (11 – 15 años)
durante 15 horas de 55 minutos (tres horas semanales). Se pretende durante este tiempo que los
estudiantes aprendan sobre fotosíntesis y respiración en plantas, además adquieran habilidades y
actitudes positivas hacia la ciencia y de aprendizaje hacia la biología a través de la resolución de
problemas y trabajos prácticos de laboratorio.

Recursos

Se debe contar con un espacio para desarrollar la clase (aula), las actividades de experimentación
(laboratorio), los instrumentos y materiales de laboratorio. Además herramientas audiovisuales
(videos rediseñados, modificados y construidos sobre fotosíntesis fotoquímica, bioquímica,
respiración en plantas y fosforilación), información sobre el contenido en la historia y conceptos
disciplinares.

Evaluación

 El registro escrito de cada una de las actividades descritas anteriormente como proceso formativo.
La participación en las actividades como proceso dialógico y expresión de sus ideas. Cuestionario
de preguntas cerradas como evaluación sumativa y promoción del proceso. La autoevaluación en
actitudes y conceptos sobre el tema. Evaluación de las actividades a partir del informe de
                                                                                        4
laboratorio y aplicación del instrumento de concepción sobre la naturaleza de la ciencia (ver anexo
de instrumentos).




4
  Adúriz – Bravo (2001). Tesis doctoral titulada: Integración de la epistemología en la formación del
profesorado de ciencias. Universidad Autónoma de Barcelona. En http://tdx.cat/handle/10803/4695
Informe holístico de laboratorio

        3. ANTECEDENTES HISTÓRICOS                        1. SITUACIÓN PROBLEMA                               13. JUICIOS DE VALOR

                                                                                                   Se escriben los gustos, preferencias o
    Se explican las teorías de investigadores o     Situación que se quiere investigar o           creencias de la actividad resuelta o
    científicos en épocas pasadas                   solucionar. Para redactarlo utilice Por qué    porcentajes     en      responsabilidad,
                                                    o Cómo                                         participación

   4. LENGUAJE CIENTÍFICO O CONCEPTOS                    2. RESPUESTAS INTUITIVAS                            11. ANÁLISIS DE DATOS

                                                   Son respuestas inmediatas al problema a          Se establece la relación de causa – efecto
  Este es el área donde se escribe la teoría,
                                                   partir del conocimiento cotidiano. Se            entre las variables en función del problema.
  principios, leyes, definiciones, conceptos,
                                                   plantean con la intención de cambio en los       Es importante tener en cuenta el lenguaje
  fórmulas, etc. Debe ser de forma resumida,
                                                   contenidos                                       científico para escribir los argumentos para
  clara, concreta, coherente y pertinente al
  problema. Puede realizarse un esquema                                                             cada gráfica.
                                                        12. SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
  conceptual, organigrama o mapa conceptual
  como síntesis de la información o glosario,
                                                     Construcción de teoría de ciencia                             10. GRÁFICAS
  además si interviene variables indirectas o un
  segundo concepto, se requerirá definirlos en       escolar en función del problema y los
  esta área.                                         argumentos. La generalización debe              Se identifican las variables (dependiente e
  El lenguaje científico permite redactar la         estar cargada de teoría.                        independiente) para la construcción de
  hipótesis teórica, los hechos, análisis de                                                         gráficas cualitativas o cuantitativas. Puede
  datos y la solución del problema                                                                   ser en barras o lineales (tortas solo para
                                                        7. HECHOS O PROCEDIMIENTOS                   porcentajes)

             5. HIPÓTESIS TEÓRICA                            TÉCNICA HISTÓRICA                         9. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
                                                   Se describe el modelo histórico que esta
                                                   relacionado con el problema y contribuye a
   Se plantea la respuesta del problema a partir
                                                   solucionar el problema.                           La síntesis de los registros que se expresa
   de la teoría contemporánea.
                                                                                                     en tablas u observaciones secuenciales.
                                                                  SECUENCIAS
       6. APLICACIONES COTIDIANAS Y                Se escribe lo que se va a realizar teniendo
             TECNO-CIENTÍFICAS                     en cuenta la intensión, los pasos a realizar
                                                   de forma concreta.
                                                                                                  8. FUENTES DE ERRORES EXPERIMENTALES
   Como se la teoría y los modelos se aplican                 OBJETOS O MONTAJE
   en la sociedad actual, citan ejemplos o se       Se escribe los materiales y dibujos que se      Hace referencia a la variabilidad ocasionada
   explica alguno de ellos.                        utilizaron en la experimentación se pueden       por imprevistos y a la variabilidad por fallas
                                                   colocar una imagen.                              en la conducción del experimento o práctica.
EVALUACIÓN DE FOTOSÍNTESIS

Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos y el
medio físico donde se relacionan, suelen formar una serie de cadenas que muestran la
interdependencia de los organismos dentro del sistema. Una forma de representar las relaciones
tróficas son las pirámides donde muestran la relación de transformaciones de la energía y materia en
un espacio y tiempo determinado.

1. Según lo anterior, la gráfica que representa correctamente las transformaciones de energía y
materia en un ecosistema es




La explicación más adecuada para la relación de los seres vivos en un ecosistema frente a     las
transformaciones de energía y materia.
                                                   c) Los seres consumidores requieren        de
a) Los productores transforman la materia            dióxido de carbono para transfórmala     en
  en energía lumínica para almacenarla en            alimento
  alimento.                                        d) Los seres autótrofos transforman         la
b) Los heterótrofos transforman la energía           energía lumínica para almacenarla        en
  en materia                                         alimento.

En los ecosistemas existen dos grandes              d) Todos los tres seres vivos fabrican su
grupos de organismos los seres autótrofos y         propio alimento.
seres heterótrofos, esta clasificación está
dada por la forma en que los organismos se          El uso de los suelos para la producción de
alimentan. Frente a este tema un estudiante         alimentos provoca una disminución de
ha estudiado tres seres vivos: un girasol,          nutrientes para las plantas. Una forma de
planta acuática y un mosquito terrestre.            proteger los suelos para conservar sus
Luego de la revisión teórica y de las               nutrientes consiste en rotar cultivos, esta
explicaciones de los datos el estudiante            afirmación conlleva a plantear que
llego a la conclusión que:
                                                    a)    las plantas se alimentan del suelo
a) Los girasoles se alimentan del suelo y las         agotando los nutrientes.
plantas acuáticas se alimentan del agua.            b) los nutrientes son el alimento de las
b) El mosquito requiere buscar alimento al            plantas, por eso, las plantas deben
igual que el girasol de lo contrario se               consumir fertilizantes.
mueren.                                             c) las plantas requieren elementos químicos
c) Las plantas no requieren del suelo para            o sales minerales para transformarlos en
alimentarse.                                          otros productos diferentes al alimento.
d) el conjunto de nutrientes son procesados           plantas. La energía almacenada en los
 en el suelo para ser el alimento de las              frijoles proviene de
 plantas.
                                                      a) la luz solar
Los frijoles almacenan energía, lo que hace           b) el calor del suelo
posible que a partir de ellos germinen                c) la humedad del aire
                                                      d) la temperatura del ambiente

                                                    Según la escena (izquierda), el estudiante
                                                   debe comprender que la planta se asemeja a:
                                                   a) una despensa de alimento.
                                                   b) un pulmón.
                                                   c) un filtro.
                                                   d) un amortiguador.


  Tenga en cuenta el siguiente registro de observaciones de la cebolla para resolver las preguntas

              Imagen                  Hojas                 Tallo                 Raíz

                              Color        verdes Color blanquecino       Color blanquecino
                              oscuras.            Forma        bulbo      Forma medianas
                              Forma tubulares.    grueso                  Tamaño normal
                              Tamaño largas       Tamaño normal




La gráfica que representa correctamente los datos en relación con la tasa de fotosíntesis es




La teoría científica determina que los datos encontrados en la cebolla responden a que:

a) la fotosíntesis se realiza en las células que tienen cloroplastos.
b) la fotosíntesis se realiza en todas las partes de la planta.
c) la fotosíntesis únicamente se realiza en hojas verdes.
d) la fotosíntesis se realiza donde se encuentra los pigmentos fotosintetizadores activados.
Las plantas acuáticas se encuentran                  a) menor cantidad de sales minerales.
comúnmente en las partes menos profundas             b) menor disponibilidad de oxígeno.
de los lagos o lagunas, principalmente,              c) mayor cantidad de dióxido de carbono.
porque, en relación con las partes más               d) mayor cantidad de luz.
profundas, allí hay

     Tenga en cuenta la siguiente representación (imagen) para resolver las siguientes preguntas




La explicación de la fase de la fotoquímica (imagen) expresada por Hill se resume en el siguiente
esquema:




Calvin complemento la explicación de Hill a partir del argumento de transformación de la energía y
la materia entonces la representación de esta explicación es:




En el proceso de la fotosíntesis, las plantas        a) Suelo y agua.
terrestres utilizan la energía para elaborar su      b) Agua y dióxido de carbono.
alimento a partir de dos sustancias muy              c) Agua y energía lumínica.
comunes en la naturaleza. ¿Cuáles son                d) Dióxido de carbono y oxígeno.
estas sustancias?
Tenga en cuenta el siguiente cuadro para resolver las siguientes preguntas del 14 al 17

         La historia ha sido una construcción y
         contribución de explicaciones científicas,
         Blackman en 1905, quien estudio la
         tasa de fotosíntesis de las plantas
         modificando la intensidad lumínica,
         luego amplió su investigación a los
         efectos de combinar la luz y la
         temperatura sobre la fotosíntesis,
         además y de forma indirecta la relación
         del contenido del aire.

El planteamiento que responde al dispositivo          Al variar la distancia de la luz y colocar la
experimental.                                         fuente lumínica más cerca de la planta B. Se
                                                      espera que el rendimiento fotosintético en:
a) La planta A realiza la fotosíntesis hasta          a) la planta B sea alto con la liberación de
que se acabe el oxígeno.                              oxígeno.
b) La planta B realiza la fotosíntesis porque         b) la planta A sea alto con poca liberación de
contienen agua y le llega luz.                        oxígeno.
c) la planta A y B realizan la fotosíntesis           c) la planta A sea bajo con poca liberación
porque les llega luz.                                 de oxígeno.
d) La planta B no realiza la fotosíntesis.            d) la planta A y B sea bajo con liberación de
                                                      oxígeno.

Al variar la temperatura del recipiente A de 10 °C a 20 °C que contiene la planta de elodea (alga
pluricelular), entonces el comportamiento de la gráfica correspondería




18. El rendimiento para la producción de alimento está dado por la cantidad de dióxido de carbono
que pueda asimilar las plantas entonces la gráfica que representa esta afirmación es
5
         Instrumento para establecer las concepción sobre la naturaleza de la ciencia (NOS)

Objetivo: identificar las concepciones sobre la naturaleza de la ciencia en los estudiantes de séptimo a
partir de la aplicación de la estrategia didáctica basada en resolución de problemas y trabajos prácticos
de laboratorio y validación de la unidad didáctica.

A. Escriba la concepción de ciencia y científico que usted posee después del proceso de aprendizaje
de ciencia escolar que usted realizó sobre el tema de fotosíntesis y respiración en las plantas.

     Concepción de ciencia                            Concepción de científico




B. Frente al proceso de aprendizaje de ciencia escolar que usted realizó durante todo el tema de
fotosíntesis y respiración de las plantas, seleccione solo una afirmación de la dicotomía teniendo en
cuenta las actividades científicas escolares que realizó durante el proyecto.

       a. Las teorías son invenciones de los            b. Las leyes científicas son regularidades de la
       científicos                                      naturaleza

       a. La verdad científica se define como           b. Las afirmaciones de un científico están
       una descripción exacta de la naturaleza.         influenciadas por la comunidad científica y por
                                                        investigaciones anteriores.

       a. El progreso científico consiste en            b. Las teorías son herramientas para describir
       descubrir teorías que se aproximen cada          y explicar los fenómenos del mundo.
       vez más a la verdad.

       a. Las teorías son validadas por su               b. Una teoría es una hipótesis que se ha
       conexión con otras teorías.                       confirmado.

       a. Existen diferentes metodologías                b. El diseño de una investigación científica
       científicas, que se adoptan de acuerdo a          debe ser planificado antes de comenzarla.
       las circunstancias.

       a. Es necesario usar un método para             b. Las leyes se validan por consenso de los
       descubrir y validar teorías.                    científicos.



       a. Un científico evalúa las afirmaciones         b. Las afirmaciones de un científico están
       de la ciencia exclusivamente a través de         influenciadas por la comunidad científica y por
       la evidencia.                                    investigaciones anteriores.

5
    Adúriz-Bravo (2003). Protocolo NOS
a. La ciencia ha evolucionado mediante la   b. La opinión acerca de qué es y qué no es
acumulación de teorías verdaderas.          científico cambia a lo largo del tiempo.

a. La ciencia es un conjunto de             b. El conocimiento científico es tentativo.
descubrimientos.

a. Dos teorías sucesivas sobre el mismo     b. El progreso científico consiste en descubrir
fenómeno son incomparables entre sí.        teorías que se aproximen cada vez más a la
                                            verdad

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Unidad didáctica

  • 1. LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LA FOTOSINTESIS Y RESPIRACION EN PLANTAS A PARTIR DE RESOLUCION DE PROBLEMAS Y TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO Lic. Héctor Alexander Afanador Castañeda1 RESUMEN La unidad didáctica se rediseñó a partir de los componentes análisis científico, análisis didáctico, selección de objetivos, estrategia didáctica y estrategias de evaluación. Este documento se centró en la secuencia de actividades como eje articulador de los anteriores componentes, con sus respectivas fases para evidenciar las evoluciones de aprendizaje de los contenidos. Por último se presenta la unidad didáctica consolidada y los instrumentos: evaluación sumativa y NOS. Diseño de la unidad didáctica y las actividades en función de los problemas La unidad didáctica tuvo en cuenta qué se va enseñar y cómo se va enseñar con la intención de mejorar el aprendizaje del estudiante. Para ello fue necesario realizar descripciones e interpretaciones del estudio longitudinal y focal para identificar las concepciones alternativas sobre la fotosíntesis y la respiración en plantas de los estudiantes (estas concepciones se agrupan a partir de relaciones como fotosíntesis y la respiración, nutriente – alimento y energía y materia) que responden a planteamientos en la historia de la ciencia (teoría del humus, fotosíntesis y respiración en plantas responden al intercambio gaseoso, fotosíntesis y la respiración un solo proceso en las plantas) como aspecto fundamental y eje orientador para la construcción de los problemas escolares cualitativos y trabajos prácticos de laboratorio. La unidad didáctica requirió de la inclusión de una actividad inicial para indagar o identificar las concepciones alternativas u obstáculos históricos de la ciencia en los estudiantes de la intervención con el fin de realizar ajustes pertinentes y se genere una verdadera dinámica en la enseñanza y aprendizaje de la fotosíntesis y respiración en plantas. Luego de la revisión se 1 Maestría en Didáctica de las Ciencias de la Universidad Autónoma de Colombia. Correo electrónico haacster@gmail.com
  • 2. generó la secuencia de actividades teniendo en cuenta la estrategia seleccionada a partir de la sugerencia de Sanmartí (2002)2, de lo simple a lo complejo y de lo abstracto a lo concreto: a. Actividad exploratoria en principio buscó conocer las explicaciones cotidianas, además motivó al estudiante al desarrollo de la actividad escolar de ciencia para la construcción de explicaciones de ciencia. En esta parte de la unidad, de forma implícita se planteó el primer acercamiento histórico para el estudio de la ciencia, importancia del microscopio para el reconocimiento de tejidos y células de las plantas y consolidación del reino vegetal. El criterio evaluado fue reconocimiento de conceptos y características propias de las plantas asociados a la fotosíntesis. b. Actividad introducción de nuevo puntos de vista, en este caso, el objetivo central fue fortalecer en el estudiante la formulación de explicaciones descriptivas, causales y funcionales sobre la fotosíntesis. De forma explícita se planteó el siguiente obstáculo histórico “la fotosíntesis y respiración son un solo proceso”, se recurre a la explicación descriptiva Saussure, explicación causal de Blackman y las explicaciones causales y funcionales de Hill, Calvin y Liebig para comprender el proceso de la fotosíntesis (se espera que abandone las teorías del Humus e intercambio gaseoso). El criterio que se estableció identificación de las sustancias que necesita la planta para el proceso de fotosíntesis y reconocimiento de la influencia de la luz en el proceso de la fotosíntesis. c. Actividad de síntesis tuvo como propósito organizar las explicaciones y relacionar las explicaciones de fotosíntesis y respiración como dos procesos interdependientes. Se recurrió a las explicaciones históricas Priestley y Lavoisier para contraponerlas en Corenwinder a partir de un mismo evento, el obstáculo recae “en el papel que juega el oxígeno”, además a las explicaciones de Krebs y Mitchell (se esperó la separación de la respiración en plantas de la fotosíntesis). El criterio de esta actividad fue diferenciación de los procesos de respiración y fotosíntesis en las plantas. d. La actividad de generalización permitió evidenciar y garantizar la construcción de explicaciones para transferirlas a otro contexto. Se recurrió a la representación de un 2 Sanmartí (2002). Didáctica de las ciencias en la educación secundaria obligatoria. Editorial Síntesis S. A., Madrid.
  • 3. ecosistema (se espera la relación de las explicaciones de fotosíntesis y respiración) y a la construcción de un acuario. El criterio evaluado fue conceptualización de la respiración y la fotosíntesis en plantas. Frente a la secuencia de actividades de resolución de problemas y trabajos prácticos cada una de ellas se encuentra dividida en tres fases: la fase introductoria a explicaciones históricas y conocimientos previos, fase de experimentación y fase de modelización y comunicación. Con el propósito de observar y evaluar los procedimientos que el estudiante requiere para elaborar sus explicaciones. En la fase introductoria a explicaciones históricas y conocimientos previos, las actividades problémicas con enunciados no declaratorios tuvieron como propósito relacionar las concepciones del estudiante (involucra el conocimiento cotidiano) con el conocimiento científico. Estas actividades fueron fundamentales para incorporar, adquirir el lenguaje científico, preparar y activar la disposición para aprender y construir y formular explicaciones descriptivas a partir de un referente histórico. Además desarrollar los procedimientos de búsqueda y selección de información y comprensión de explicaciones científicas sobre fotosíntesis y respiración. La fase experimental conformada por los problemas escolares experimentales (problemas cualitativos) planteados desde un referente histórico fueron la experiencia directa y eje fundamental para general el desequilibrio y el cambio conceptual o propiciar la ruptura del obstáculo histórico. La adquisición de procedimientos propios de la actividad de ciencia escolar estableció el nivel de abertura, la elaboración de explicaciones causales y generalizaciones, y la percepción o visión sobre la Naturaleza de la Ciencia. Entonces estas actividades de problemas experimentales con tendencia cualitativa apoyaron a las explicaciones de la fase introductoria y material prima para la fase de comunicación. La fase de comunicación tuvo como propósito socializar las construcciones explicativas del estudiante donde se evidenció el cambio conceptual o cambio histórico, la evolución de las explicaciones, además facilitó que el estudiante integrara o comprendiera las explicaciones científicas que son abstractas, por naturaleza, o formulara sus propias generalidades de manera autónoma. Esta fase incluyó la comunicación oral y la comunicación escrita.
  • 4. La comunicación oral utilizó la exposición de modelos para la formulación de explicaciones argumentativas y la exposición de generalizaciones a partir de carteleras como cierre de la actividad, el trabajo operativo de los estudiantes fue individual y con sus construcciones participan en lo grupal, mesa de trabajo rotativa. Mientras la comunicación escrita utilizó el informe de laboratorio como instrumento de evaluación en los cambios de los contenidos. Es importante señalar en el rediseño del informe de laboratorio que se tuvo en cuenta los enfoques del modelo pedagógico de Gowin (1981), modelo didáctico basado en la enseñanza de las ciencias de Chamizo (2009) y modelo de registro de cambio conceptual a partir de hipótesis de García A. (2010). Pues el estudio focal piloto de informe de laboratorio no permitió evidenciar los cambios conceptuales, ni la relación de la historia de la fotosíntesis y respiración de las plantas con la naturaleza sobre la ciencia y la construcción de gráficas (ver instrumento3). La inclusión del contenido actitudinal en la unidad didáctica se realizó a partir del estudio longitudinal, los indicadores seleccionados dependieron de la variación de la tendencia. En el caso de actitudes hacia la ciencia fueron seleccionadas las categorías ciencia escolar y disciplina de estudio, mientras la selección de las actitudes de aprendizaje hacia la Biología tuvo en cuenta todas las categorías: autonomía, resolución de problemas, actividades y trabajo en equipo. El contenido procedimental fue contemplado en la unidad didáctica a partir de la construcción de categorías e indicadores exclusivamente para el grado séptimo, su aprendizaje está dispuesto en cada una de las fases y la adquisición del mismo depende de la acción en la actividad. Además se considera que el uso de problemas escolares cualitativos y el trabajo práctico de laboratorio deben tener en cuenta el desarrollo histórico de la fotosíntesis y respiración, además inciden favorablemente en los contenidos y contribuyen a la comprensión sobre la Naturaleza de la Ciencia. Entonces el desarrollo de las actividades permite al estudiante adquirir una concepción sobre la Naturaleza de la Ciencia de forma implícita, cambio conceptual de forma gradual, adquisición de procedimientos y 3 García A. (2010). Seminario de prácticas innovadoras de la UAC. Chamizo, J. (2009). Historia Experimental de la Química. Tecné, Episteme y Didaxis: TED. 4° Congreso Internacional sobre Formación de Profesores de Ciencias, n° Extraordinario. Gowin (1981). Educating. Ithaca, Nueva York: Cornell University Press. Trad. cast., 1985. Hacia una teoría de la educación. Argentina: Ediciones Aragón.
  • 5. predisposición positiva hacia la ciencia y actitudes de aprendizaje hacia la Biología, que deben ser verificadas. UNIDAD DIDÁCTICA FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN EN PLANTAS UN ACERCAMIENTO A LA HISTORIA DE LA CIENCIA ¿Por qué las plantas producen C02 solo en la noche? Introducción Toda verdad requiere su comprobación como verdad universal y como verdad particular. La idea de la verdad, como un hilo de oro, circunscribe, ciñe y sustenta toda una provincia de la cultura. Como toda ciencia y toda parte de cada ciencia no es sino la creencia de que se posee una serie de verdades, la inexistencia de la verdad convertiría la actividad científica en un ejercicio sin sentido y ficticio (Ortega y Gasset, 1979). Entonces la ciencia puede caracterizarse como conocimiento racional, exacto y verificable, y su práctica ha alcanzado una reconstrucción conceptual del mundo que es cada vez más amplia (James, T.), gracias a la necesidad de darle explicación y solución a diferentes problemas. Pero es el hombre que ha convertido a la ciencia en principal fuerza productiva, en factor decisivo de poder, en generador básico de ideología, en columna vertebral de la civilización tecnológica, en elemento cuyas realizaciones materiales impregnan y ordenan toda nuestra vida sometiéndola a la lógica implacable de sus contradictorios efectos, y como resultado de semejante actividad propiciada por el hombre la ciencia ha perdido su carácter de neutralidad (Díaz, E.). La ciencia es una práctica histórico-social, por lo tanto, cambiante según sus condiciones histórico-sociales (Díaz, E), y no está excepta de este principio las ciencias de la biológicas, ya que a lo largo de la historia de la Biología, ha sido motivo de controversia. Es importante reflexionar críticamente sobre las distintas explicaciones que se han dado y los obstáculos que han debido superarse para construir determinadas teorías o conceptos (Jiménez Ma.),
  • 6. entonces las actividades de ciencias no deben caer en la especificidad o transferencia directa de los contenidos de Biología desde la lógica disciplinar a su enseñanza. Es por esto que se plantea la siguiente unidad didáctica en el contenido de fotosíntesis y respiración de las plantas con el propósito de promover la razonabilidad y el proceso evolutivo mismo de las explicaciones históricas reflejadas en las explicaciones de los estudiantes. Objetivos de enseñanza Comprender explicaciones descriptivas, causales y funcionales en los procesos de fotosíntesis y respiración a partir de la historia de la ciencia. Desarrollar problemas escolares cualitativos y trabajos prácticos de laboratorio relacionados con la historia de la ciencia sobre la fotosíntesis y respiración. Promover actitudes positivas hacia la ciencia (como disciplina de estudio y ciencia escolar) y actitudes de aprendizaje hacia la Biología a partir de las actividades. Objetivos de aprendizaje Desarrollar explicaciones científicas a partir de sus conocimientos cotidianos sobre la fotosíntesis y respiración en plantas. Relacionar el lenguaje científico con la práctica experimental sobre el contenido de fotosíntesis y respiración en plantas. Adquirir actitudes de responsabilidad, trabajo en equipo, desarrollo cognitivo, iniciativa y creatividad frente a la resolución de problemas y trabajos prácticos de laboratorio. Estrategia Se emplea situaciones problémicas y trabajos prácticos de laboratorio para desarrollar los contenidos relacionados con la fotosíntesis y respiración de las plantas.
  • 7. Contenidos Contenido conceptual Actitudes de aprendizaje hacia la Actitudes hacia la ciencia. Biología  Reconocimiento de estructuras  Le gusta trabajar en un problema  Gracias a la ciencia habrá celulares y químicas que participan en el difícil. mejores oportunidades para las proceso de la fotosíntesis y la  Realiza con agrado las tareas y generaciones futuras. respiración. las presenta en los tiempos  Los beneficios de la ciencia son  Reconocimiento de conceptos y establecidos. mayores que los efectos perjudiciales características propias de las plantas  Encuentra nuevas cosas en que podría tener. asociados a la fotosíntesis. Biología para estudiar sin ayuda.  La ciencia escolar me gusta más  Identificación de las sustancias  Tiende a considerar un asunto que la mayoría de las otras asignaturas. que necesita la planta para el proceso desde diversos puntos de vista.  Me gustaría llegar a ser un de fotosíntesis y los diferencia de los  Hace cosas por sí mismo sin científico. nutrientes. depender de los demás cuando estudia.  No hay nada mejor que trabajar  Diferenciación de los procesos  Cuando tiene que resolver un en ciencia. de respiración y fotosíntesis en las problema hace un plan.  La ciencia que he aprendido en plantas.  Dedica tiempo a la organización la escuela es interesante. de ideas para articularlas  Aprender sobre fenómenos coherentemente y expresarlas. científicos ha aumentado mi curiosidad  Tiene buena disposición para la sobre las cosas que todavía no se construcción y presentación de informes pueden explicar. de laboratorio.  Aprender sobre la ciencia ha  El trabajo en el aula es constante aumentado mi aprecio por la naturaleza. y enriquece al grupo o equipo de  La ciencia nos enseña a trabajo. prepararnos para el futuro.
  • 8. Contenido procedimental Construcción de Planificación, diseño y Análisis e interpretación de Comunicación y utilización explicaciones realización de secuencia de la información. de un amplio rango de pasos para desarrollar la lenguaje técnico y actividad experimental científico.  Formula o interpreta el  Busca y selecciona  Identifica condiciones que  Evalúa la calidad de la problema que se ha de información en fuentes. influyen en los resultados de información y escoge lo investigar.  Usa modelos para un experimento. pertinente.  Formula respuestas interpretar situaciones.  Registra observaciones y  Comunica oralmente y tentativas que se han de  Establece diferencias resultados utilizando por escrito el proceso de comprobar. entre descripción y esquemas, gráficos y tablas. indagación y los resultados  Rediseña o reformula explicación.  Establece relaciones que obtuvo. hipótesis nuevas basadas en  Formula explicaciones causales entre los datos lenguaje científico. posibles, con base en el recopilados.  Explica o toma decisiones conocimiento cotidiano y  Establece relaciones sobre la técnica experimental científico. entre la información o hechos.  Comprende explicaciones recopilada en otras fuentes y  Supera sólo los científicas y compara los datos generados en los obstáculos y dificultades. modelos científicos. experimentos.  Coopera con los compañeros.
  • 9. Actividades La ciencia es un conocimiento abierto, en continua transformación o cambio y evolución. Y debe ser valorada como un producto del intelecto y del trabajo humano a lo largo de la historia, sometida al ensayo y error cuyos logros obtenidos se someterán a sustituciones nuevas. La comprensión de la fotosíntesis y la respiración de las plantas están inmersas y pertenecen a estas ideas, como evidencia son los registros históricos en el estudio de las plantas que se remonta a la antigua Grecia (371 – 286 antes de cristo) con Aristóteles y su discípulo (estudiante) Teofrasto quien escribe un tratado de diez libros donde clasifican a las plantas según reproducción, distribución, su hábito de crecimiento y aplicaciones. Estas explicaciones se basaron en la descripción donde la observación sobre los objetos era fundamental, justamente en esta época nacen las primeras explicaciones referentes a la fotosíntesis y la respiración de las plantas. Las explicaciones del 300 A.C. cambian o son abandonas en la edad media por explicaciones religiosas, luego en el siglo XVI y XVII con la incorporación de un método experimental las ideas religiosas son desmentidas o desmitificadas sobre las plantas, además se retoman las explicaciones anteriores a la edad media como referentes de estudio, estos hechos impulsa a formar grupos científicos en cargados de validar las explicaciones. Las explicaciones de la fotosíntesis y la respiración de las plantas fueron sometidas no solo a validaciones en estos dos siglos, también fueron fuente primaria para incorporar nuevas técnicas experimentales y teorías de otras ciencias, en los siglos XVIII, XIX y XX, que pretendieron contribuir sobre la profundización y comprensión de dichos fenómenos a partir de explicaciones teóricas producto del raciocinio propio de la mente.  Actividades iniciales. Criterio: Identificación e indagación de las concepciones alternativas sobre fotosíntesis y respiración en plantas. Comentario: De acuerdo con la historia sobre el estudio de la fotosíntesis y respiración en las plantas han sido considerados como procesos antagónicos o como un solo proceso. La interpretación de las respuestas permitirá ubicar la explicación del estudiante en un evento histórico e identificar el conflicto conceptual entre intercambio gaseoso y obtención de energía.
  • 10. Actividad 1: las plantas al igual que los demás seres vivos realizan las mismas funciones como circulación, reproducción, excreción, etc. Pero se requere identificar las sustancias que inician la respiración en las plantas (encierre o marque las sustancias), luego describa la secuencia del proceso de la respiración. Actividad 2. La historia registra la importancia de las plantas para el planeta y el desarrollo de la vida. A continuación se presenta una explicación sobre el problema por qué no se deben arrancar las hojas de las plantas. Ayuda a Juanito a comprender la explicación del profesor pues es probable que él tenga las misma confusión de presentaron Hales y Bonnet. Selecciona alguna de estas opciones (Transporte, Circulación, Respiración, Fotosíntesis, Transpiración) para explicar cuál es la función de las plantas a la que se refiere el maestro. Tomado de: Leymonié, Sáenz. S., (2009). En http://www.oei.es/decada /180275s.pdf. Actividad 3: Cloez en el siglo XIX requería presentar una gráfica a la comunidad científica que represente la producción de glucosa. Para esto diseñó cuatro posibilidades. Indicar la gráfica que debió presentar a la comunidad científica y por qué cree que esa gráfica representa la producción de alimento. Actividad 4: Se necesita la formulación completa de un hecho biológico. Recurrir al uso de la imagen para completar la siguiente frase: Las plantas utilizan la energía para elaborar su alimento a partir de las siguientes sustancias _____________ muy comunes en la naturaleza. El (o los) _________ entra a la planta por_____________ es probable que al mismo tiempo el (o los) ___________ entra por __________. Y son fuentes necesarias para obtener el producto final ____________. La explicación de este proceso es consolidado gracias a los estudios de Hill, Scarisbrick y Calvin.
  • 11.  Actividades de exploración Criterio: Reconocimiento de conceptos y características propias de las plantas asociados a la fotosíntesis. Actividad 5: Las plantas se originaron entre los primeros seres vivos de la Tierra (descienden de los eucariotas autótrofos aparecidos en el Precámbrico). Este reino está conformado por algas pluricelulares, helechos, musgos, hepáticas y plantas superiores, y su diversificación fue al final del Paleozoico, desde ese tiempo las plantas han demostrado el papel que juegan en los ecosistemas. A continuación señalar las transformaciones actuales que hacen las plantas al ambiente. Actividad 6: Las plantas han incidido en las transformaciones del ambiente a través de la fotosíntesis. Explicar el proceso de la fotosíntesis y la importancia para el resto de los seres vivos. Actividad 7: El avance tecnológico más significativo para la Biología fue la construcción del microscopio en el siglo XVII. Describir los aportes del microscopio en el estudio de la fotosíntesis y la respiración en las plantas. Actividad 8: Las hojas de las plantas en el bosque presentan diferentes tonalidades del color verde (del más oscuro al más claro) que inciden la fotosíntesis. Indagar y realizar un experimento que permita resolver el siguiente problema qué partes o sustancias usan las plantas pequeñas que están a la sombra o cubiertas por otras plantas más grandes para captar la luz y hacer la fotosíntesis. Es importante que exprese la idea que persigue el problema planteado Actividad 9: Es importante proponer o plantear dos respuestas tentativas a la situación problémica recurriendo a los conocimientos propios. Actividad 10: Indagar sobre los tejidos de las plantas y los organelos que intervienen en la fotosíntesis (escribe de forma concreta lo leído). Actividad 11: Escribir correctamente la respuesta del problema planteado. Actividad 12: Proponer un experimento para el laboratorio que describa o compruebe cuáles son las partes externas e internas que utilizan las plantas para la fotosíntesis. ¡Al laboratorio para demostrar! Actividad opcional: Considerar si se requiere de los siguientes materiales para el diseño del experimento que describa las estructuras de las plantas que participan en la fotosíntesis. Materiales: dos hojas anchas, cartulina negra, clips, microscopio, láminas, laminillas y bisturí. Describir el procedimiento al utilizar estos materiales. Actividad 13: Proceder al registro de datos para comparar e interpretar los datos. Actividad 14: Elaborar un informe del trabajo realizado donde se pueda distinguir cada una de las etapas y se identifique la respuesta del problema. Actividad 15: Representar los cloroplastos y las mitocondrias a través de un modelo que identifiquen las partes de cada organelo y la función de los organelos.
  • 12.  Actividades de introducción de nuevos puntos de vista Criterios: Identificación de las sustancias que necesita la planta para el proceso de fotosíntesis y reconocimiento de la influencia de la luz en el proceso de la fotosíntesis. Actividad 16: El desarrollo en el tiempo de los conocimientos científicos sobre la fotosíntesis han tenido impacto dentro de sociedad. A continuación aparecen dos teorías que están relacionadas a las plantas. Explique los enunciados:  El medico Ingeshousz en 1778 plantea que las plantas “vician” el aire tanto en la luz como en la oscuridad, al igual que los animales  El químico Senebier en 1784 plantea que las plantas tienen la capacidad regenerar o purificar el aire pero depende de la presencia de ciertos componentes del aire. Actividad 17: Comparar las anteriores explicaciones de los científicos con las explicaciones (definiciones) que aportan los libros y determine que explicación está relacionada con la fotosíntesis y la respiración. Actividad 18: Las plantas se diferencian de los animales porque al interior de las células hay cloroplastos que contienen clorofila. Describir la importancia de la clorofila en las plantas. Actividad 19: Muchas veces las explicaciones de los científicos pueden aportar a nuevas explicaciones más acertadas o contribuir para consolidar explicaciones. Indicar la relación que hay entre las explicaciones (o planteamientos teóricos) hechas por Mayer y Cloez con las explicaciones de Mohl y Sachs a finales del siglo XIX sobre la fotosíntesis. Actividad 20: Las explicaciones de Mayer, Cloez, Mohl y Sachs contribuyeron a las explicaciones de Blackman pero las bases de estas explicaciones nacen de las investigaciones de Saussure. Se requiere que usted se convierta en un excelente rastreador de información para explicar el PROCESO DE LA FOTOSÍNTESIS, la única información que poseemos, por fuentes no muy seguras, es que Saussure en 1804 relacionó el dióxido de carbono con la fotosíntesis y Blackman en 1905 relacionó la luz y la temperatura en la fotosíntesis. La única evidencia que se encontró fue el siguiente diagrama en un cuaderno científico: Se debe aclarar que no está el planteamiento del problema, tan poco se encontró las instrucciones del montaje ni mucho menos el listado de materiales de laboratorio. La tarea que usted debe resolver es dejar la evidencia necesaria para que otros lean sobre la fotosíntesis en plantas.
  • 13. Explicar la teoría de cada uno de los científicos según la información encontrada. Saussure en 1804 Blackman en 1905  Describir detalladamente la imagen de la evidencia histórica (el montaje o dispositivo experimental).  Hallar el propósito del dispositivo experimental. ¡Al laboratorio para explicar! Actividad 21: Plantear la situación problémica para el dispositivo experimental que aparece como evidencia y qué usted va explicar. Actividad 22: Sugerir dos respuestas tentativas a la situación problémica que luego serán demostradas. Actividad 23: Indagar cómo ocurre la fotosíntesis en las plantas y cómo los factores (luz, temperatura, oxígeno, dióxido de carbono y agua) influyen en la fotosíntesis. Actividad 24: Describir los hechos o sucesos que ocurren al inicio del experimento. Actividad 25: Establecer nuevas condiciones al modificar la (s) variable (s) del dispositivo experimental (la evidencia). Y representar la información en gráficas Actividad 26: Contrastar las respuestas sugeridas con los datos y sucesos o hechos obtenidos (dar respuesta a la pregunta inicial planteada). Actividad 27: Relacionar las descripciones del experimento con las explicaciones de 1930 sobre la fotólisis por Hill y Scarisbrick y las explicaciones de 1949 sobre el proceso de fijación de CO2 o ruta del carbono por Calvin y Bassham. Actividad 28: Liebig en 1890 asegura que las plantas fabrican su propio alimento pero describe la importancia de los nutrientes para las plantas. Entonces diferenciar nutriente de alimento, luego explicar por qué los fertilizantes o el suelo no son el alimento de las plantas  Actividad de síntesis Criterio: Diferenciación de los procesos de respiración y fotosíntesis en las plantas Actividad 29: Sugerir una respuesta alternativa a cada uno de los dispositivos experimentales. Luego revisar la explicación de los científicos y por último proponer una explicación teórica en los dispositivos.
  • 14. Respuesta alternativa: Explicación de Priestley ¿Qué le pasa a la planta durante 24 horas? Respuesta alternativa: Explicación de Lavoisier ¿Qué le pasa al ave después de 2 horas? Actividad 30: Proponer una explicación para el siguiente dispositivo teniendo en cuenta las explicaciones de Priestley y Lavoisier. Explicación: ¿Qué sucesos ocurren durante una hora? Actividad 31: Al tomar una maceta (recién regada) con una planta, envolvemos el tallo y las hojas con una bolsa plástica transparente y la ponemos al sol, al cabo de unas horas observamos que el plástico se ha empañado y en el interior se han formado pequeñas gotas de agua.  Indagar sobre el papel que desempeña los estomas en la fotosíntesis y la respiración de las plantas.  Identificar cómo se afecta la fotosíntesis y la respiración cuando la planta pierde agua. Actividad 32: Es posible que Corenwinder 1890, revisó las explicaciones de Priestley y Lavoisier para demostrar el intercambio gaseoso en la respiración de las plantas pero él no pudo determinar qué papel juega el oxígeno. Indagar por qué las plantas requieren oxígeno y completar la explicación de Corenwinder.
  • 15. Recrear los sucesos a través del trabajo práctico de laboratorio Actividad 33: Diseñar solo un experimento que recree el consumo de oxígeno o la liberación de dióxido de carbono por parte de la planta.  Enumerar los materiales y registrar los pasos del montaje del experimento. Actividad 34: Confrontar los hechos o sucesos obtenidos con la explicación de respiración. Actividad 35: Describir los pasos de la glucolisis y la explicación de H. Krebs (1937) para identificar la liberación de dióxido de carbono y la obtención de energía (moléculas de energía). Actividad 36: Describir cómo se lleva a cabo la formación de agua en la cadena de electrones  Actividad de generalización Criterio: Conceptualización de la respiración en plantas y de la fotosíntesis Actividad 37: Establecer la diferencia más relevante entre: intercambio gaseoso y respiración. E intercambio gaseoso y fotosíntesis. Actividad 38: Expresar las ideas sobre la formación y el papel que cumple el alimento (glucosa) en la fotosíntesis y la respiración en plantas. Actividad 39: Enunciar la contribución del científico Krebs en 1937 en el proceso de la respiración, y la contribución de Calvin en la fotosíntesis Actividad 40: A través de la imagen y la salida pedagógica al humedal Santamaría del Lago, explicar la respiración y la fotosíntesis. Actividad de apropiación 41: Pequeña investigación ¡Se requiere un acuario! Realice su propio proyecto y presente el informe explicado el tema visto.
  • 16. Temporalización Las actividades problémicas están dirigidas para estudiantes de grado séptimo (11 – 15 años) durante 15 horas de 55 minutos (tres horas semanales). Se pretende durante este tiempo que los estudiantes aprendan sobre fotosíntesis y respiración en plantas, además adquieran habilidades y actitudes positivas hacia la ciencia y de aprendizaje hacia la biología a través de la resolución de problemas y trabajos prácticos de laboratorio. Recursos Se debe contar con un espacio para desarrollar la clase (aula), las actividades de experimentación (laboratorio), los instrumentos y materiales de laboratorio. Además herramientas audiovisuales (videos rediseñados, modificados y construidos sobre fotosíntesis fotoquímica, bioquímica, respiración en plantas y fosforilación), información sobre el contenido en la historia y conceptos disciplinares. Evaluación El registro escrito de cada una de las actividades descritas anteriormente como proceso formativo. La participación en las actividades como proceso dialógico y expresión de sus ideas. Cuestionario de preguntas cerradas como evaluación sumativa y promoción del proceso. La autoevaluación en actitudes y conceptos sobre el tema. Evaluación de las actividades a partir del informe de 4 laboratorio y aplicación del instrumento de concepción sobre la naturaleza de la ciencia (ver anexo de instrumentos). 4 Adúriz – Bravo (2001). Tesis doctoral titulada: Integración de la epistemología en la formación del profesorado de ciencias. Universidad Autónoma de Barcelona. En http://tdx.cat/handle/10803/4695
  • 17. Informe holístico de laboratorio 3. ANTECEDENTES HISTÓRICOS 1. SITUACIÓN PROBLEMA 13. JUICIOS DE VALOR Se escriben los gustos, preferencias o Se explican las teorías de investigadores o Situación que se quiere investigar o creencias de la actividad resuelta o científicos en épocas pasadas solucionar. Para redactarlo utilice Por qué porcentajes en responsabilidad, o Cómo participación 4. LENGUAJE CIENTÍFICO O CONCEPTOS 2. RESPUESTAS INTUITIVAS 11. ANÁLISIS DE DATOS Son respuestas inmediatas al problema a Se establece la relación de causa – efecto Este es el área donde se escribe la teoría, partir del conocimiento cotidiano. Se entre las variables en función del problema. principios, leyes, definiciones, conceptos, plantean con la intención de cambio en los Es importante tener en cuenta el lenguaje fórmulas, etc. Debe ser de forma resumida, contenidos científico para escribir los argumentos para clara, concreta, coherente y pertinente al problema. Puede realizarse un esquema cada gráfica. 12. SOLUCIÓN DEL PROBLEMA conceptual, organigrama o mapa conceptual como síntesis de la información o glosario, Construcción de teoría de ciencia 10. GRÁFICAS además si interviene variables indirectas o un segundo concepto, se requerirá definirlos en escolar en función del problema y los esta área. argumentos. La generalización debe Se identifican las variables (dependiente e El lenguaje científico permite redactar la estar cargada de teoría. independiente) para la construcción de hipótesis teórica, los hechos, análisis de gráficas cualitativas o cuantitativas. Puede datos y la solución del problema ser en barras o lineales (tortas solo para 7. HECHOS O PROCEDIMIENTOS porcentajes) 5. HIPÓTESIS TEÓRICA TÉCNICA HISTÓRICA 9. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Se describe el modelo histórico que esta relacionado con el problema y contribuye a Se plantea la respuesta del problema a partir solucionar el problema. La síntesis de los registros que se expresa de la teoría contemporánea. en tablas u observaciones secuenciales. SECUENCIAS 6. APLICACIONES COTIDIANAS Y Se escribe lo que se va a realizar teniendo TECNO-CIENTÍFICAS en cuenta la intensión, los pasos a realizar de forma concreta. 8. FUENTES DE ERRORES EXPERIMENTALES Como se la teoría y los modelos se aplican OBJETOS O MONTAJE en la sociedad actual, citan ejemplos o se Se escribe los materiales y dibujos que se Hace referencia a la variabilidad ocasionada explica alguno de ellos. utilizaron en la experimentación se pueden por imprevistos y a la variabilidad por fallas colocar una imagen. en la conducción del experimento o práctica.
  • 18. EVALUACIÓN DE FOTOSÍNTESIS Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos y el medio físico donde se relacionan, suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema. Una forma de representar las relaciones tróficas son las pirámides donde muestran la relación de transformaciones de la energía y materia en un espacio y tiempo determinado. 1. Según lo anterior, la gráfica que representa correctamente las transformaciones de energía y materia en un ecosistema es La explicación más adecuada para la relación de los seres vivos en un ecosistema frente a las transformaciones de energía y materia. c) Los seres consumidores requieren de a) Los productores transforman la materia dióxido de carbono para transfórmala en en energía lumínica para almacenarla en alimento alimento. d) Los seres autótrofos transforman la b) Los heterótrofos transforman la energía energía lumínica para almacenarla en en materia alimento. En los ecosistemas existen dos grandes d) Todos los tres seres vivos fabrican su grupos de organismos los seres autótrofos y propio alimento. seres heterótrofos, esta clasificación está dada por la forma en que los organismos se El uso de los suelos para la producción de alimentan. Frente a este tema un estudiante alimentos provoca una disminución de ha estudiado tres seres vivos: un girasol, nutrientes para las plantas. Una forma de planta acuática y un mosquito terrestre. proteger los suelos para conservar sus Luego de la revisión teórica y de las nutrientes consiste en rotar cultivos, esta explicaciones de los datos el estudiante afirmación conlleva a plantear que llego a la conclusión que: a) las plantas se alimentan del suelo a) Los girasoles se alimentan del suelo y las agotando los nutrientes. plantas acuáticas se alimentan del agua. b) los nutrientes son el alimento de las b) El mosquito requiere buscar alimento al plantas, por eso, las plantas deben igual que el girasol de lo contrario se consumir fertilizantes. mueren. c) las plantas requieren elementos químicos c) Las plantas no requieren del suelo para o sales minerales para transformarlos en alimentarse. otros productos diferentes al alimento.
  • 19. d) el conjunto de nutrientes son procesados plantas. La energía almacenada en los en el suelo para ser el alimento de las frijoles proviene de plantas. a) la luz solar Los frijoles almacenan energía, lo que hace b) el calor del suelo posible que a partir de ellos germinen c) la humedad del aire d) la temperatura del ambiente Según la escena (izquierda), el estudiante debe comprender que la planta se asemeja a: a) una despensa de alimento. b) un pulmón. c) un filtro. d) un amortiguador. Tenga en cuenta el siguiente registro de observaciones de la cebolla para resolver las preguntas Imagen Hojas Tallo Raíz Color verdes Color blanquecino Color blanquecino oscuras. Forma bulbo Forma medianas Forma tubulares. grueso Tamaño normal Tamaño largas Tamaño normal La gráfica que representa correctamente los datos en relación con la tasa de fotosíntesis es La teoría científica determina que los datos encontrados en la cebolla responden a que: a) la fotosíntesis se realiza en las células que tienen cloroplastos. b) la fotosíntesis se realiza en todas las partes de la planta. c) la fotosíntesis únicamente se realiza en hojas verdes. d) la fotosíntesis se realiza donde se encuentra los pigmentos fotosintetizadores activados.
  • 20. Las plantas acuáticas se encuentran a) menor cantidad de sales minerales. comúnmente en las partes menos profundas b) menor disponibilidad de oxígeno. de los lagos o lagunas, principalmente, c) mayor cantidad de dióxido de carbono. porque, en relación con las partes más d) mayor cantidad de luz. profundas, allí hay Tenga en cuenta la siguiente representación (imagen) para resolver las siguientes preguntas La explicación de la fase de la fotoquímica (imagen) expresada por Hill se resume en el siguiente esquema: Calvin complemento la explicación de Hill a partir del argumento de transformación de la energía y la materia entonces la representación de esta explicación es: En el proceso de la fotosíntesis, las plantas a) Suelo y agua. terrestres utilizan la energía para elaborar su b) Agua y dióxido de carbono. alimento a partir de dos sustancias muy c) Agua y energía lumínica. comunes en la naturaleza. ¿Cuáles son d) Dióxido de carbono y oxígeno. estas sustancias?
  • 21. Tenga en cuenta el siguiente cuadro para resolver las siguientes preguntas del 14 al 17 La historia ha sido una construcción y contribución de explicaciones científicas, Blackman en 1905, quien estudio la tasa de fotosíntesis de las plantas modificando la intensidad lumínica, luego amplió su investigación a los efectos de combinar la luz y la temperatura sobre la fotosíntesis, además y de forma indirecta la relación del contenido del aire. El planteamiento que responde al dispositivo Al variar la distancia de la luz y colocar la experimental. fuente lumínica más cerca de la planta B. Se espera que el rendimiento fotosintético en: a) La planta A realiza la fotosíntesis hasta a) la planta B sea alto con la liberación de que se acabe el oxígeno. oxígeno. b) La planta B realiza la fotosíntesis porque b) la planta A sea alto con poca liberación de contienen agua y le llega luz. oxígeno. c) la planta A y B realizan la fotosíntesis c) la planta A sea bajo con poca liberación porque les llega luz. de oxígeno. d) La planta B no realiza la fotosíntesis. d) la planta A y B sea bajo con liberación de oxígeno. Al variar la temperatura del recipiente A de 10 °C a 20 °C que contiene la planta de elodea (alga pluricelular), entonces el comportamiento de la gráfica correspondería 18. El rendimiento para la producción de alimento está dado por la cantidad de dióxido de carbono que pueda asimilar las plantas entonces la gráfica que representa esta afirmación es
  • 22. 5 Instrumento para establecer las concepción sobre la naturaleza de la ciencia (NOS) Objetivo: identificar las concepciones sobre la naturaleza de la ciencia en los estudiantes de séptimo a partir de la aplicación de la estrategia didáctica basada en resolución de problemas y trabajos prácticos de laboratorio y validación de la unidad didáctica. A. Escriba la concepción de ciencia y científico que usted posee después del proceso de aprendizaje de ciencia escolar que usted realizó sobre el tema de fotosíntesis y respiración en las plantas. Concepción de ciencia Concepción de científico B. Frente al proceso de aprendizaje de ciencia escolar que usted realizó durante todo el tema de fotosíntesis y respiración de las plantas, seleccione solo una afirmación de la dicotomía teniendo en cuenta las actividades científicas escolares que realizó durante el proyecto. a. Las teorías son invenciones de los b. Las leyes científicas son regularidades de la científicos naturaleza a. La verdad científica se define como b. Las afirmaciones de un científico están una descripción exacta de la naturaleza. influenciadas por la comunidad científica y por investigaciones anteriores. a. El progreso científico consiste en b. Las teorías son herramientas para describir descubrir teorías que se aproximen cada y explicar los fenómenos del mundo. vez más a la verdad. a. Las teorías son validadas por su b. Una teoría es una hipótesis que se ha conexión con otras teorías. confirmado. a. Existen diferentes metodologías b. El diseño de una investigación científica científicas, que se adoptan de acuerdo a debe ser planificado antes de comenzarla. las circunstancias. a. Es necesario usar un método para b. Las leyes se validan por consenso de los descubrir y validar teorías. científicos. a. Un científico evalúa las afirmaciones b. Las afirmaciones de un científico están de la ciencia exclusivamente a través de influenciadas por la comunidad científica y por la evidencia. investigaciones anteriores. 5 Adúriz-Bravo (2003). Protocolo NOS
  • 23. a. La ciencia ha evolucionado mediante la b. La opinión acerca de qué es y qué no es acumulación de teorías verdaderas. científico cambia a lo largo del tiempo. a. La ciencia es un conjunto de b. El conocimiento científico es tentativo. descubrimientos. a. Dos teorías sucesivas sobre el mismo b. El progreso científico consiste en descubrir fenómeno son incomparables entre sí. teorías que se aproximen cada vez más a la verdad