Dificultades de aprendizaje del concepto “respiración celular”.

Dificultades de aprendizaje

Según la revisión de antecedentes realizada (García Zaforas, 1991; Quesada Núñez, 2011, Monguí Ávila, 2014) se logró evidenciar un cuerpo común de dificultades en relación al proceso de enseñanza-aprendizaje del concepto “respiración celular”. Éstas dificultades se presentan tanto en el aspecto macroscópico como microscópico y se pueden englobar en dos núcleos temáticos. El primer núcleo involucra la obtención de energía y la integración de la respiración en un proceso multisistémico, el segundo núcleo está vinculado a la relación animal-planta y la diferenciación que erróneamente se hace de sus respectivos procesos respiratorios.

Desglosando el primer núcleo se encuentra la interpretación errónea del proceso respiratorio como un intercambio gaseoso. De esta manera se constituye la respiración como una obtención de oxígeno y una salida de dióxido de carbono. Esta simplificación del proceso respiratorio está relacionado con otras dos dificultades: Se aísla el proceso respiratorio del conjunto sistémico que, finalmente, producirá energía, proceso que tampoco se relaciona con la respiración. En el segundo núcleo de ideas se vislumbra como diferente el proceso respiratorio desempeñado por animales y vegetales, sobre todo en estos últimos hay una variedad de ideas alternativas que van desde la ausencia total de respiración en plantas hasta la sustitución de ésta por la fotosíntesis. En articulación con el proceso de obtención de energía, no es claro el papel de las mitocondrias, y en plantas se asume en algunas casos una carencia de éstas. El papel de los cloroplastos en plantas tampoco es del todo claro.

Análisis conceptual

Al visualizar la respiración como un proceso aislado, en el cual tomarían parte únicamente aquellas partes que entran en contacto con el aire (Monguí Ávila, 2014), se desvincula éste del proceso mediante el cual se obtiene energía. Al reducir la respiración a un proceso de intercambio gaseoso con el ambiente (García Zaforas, 1991; Quesada Núñez, 2011; Tamayo et al., 2008), se ignora el engranaje de sistemas que participan para producir energía y se ignoran los aspectos macroscópicos y microscópicos del concepto de la respiración, así como la función del oxígeno (Tamayo, 2001).

A través de un proceso que va desde lo macro hasta lo micro, el oxígeno entra en el cuerpo por medio de la inhalación, llegando a los pulmones y posteriormente a los alvéolos. Es en el alvéolo donde, a través de los muchos capilares, se realiza el proceso de intercambio gaseoso y el oxígeno entra en la sangre, siendo capturado por la hemoglobina, que lo transporta. En muchos casos se asume que el proceso de respiración termina en esta etapa, ignorando el papel del sistema circulatorio y digestivo. Los nutrientes obtenidos por medio de la alimentación son transformados por el sistema digestivo con procesos físicos y químicos a través de varias rutas metabólicas. Tanto los nutrientes como el oxígeno son transportados hasta las células. Una vez en la membrana mitocondrial se obtiene ATP por medio de la fosforilación oxidativa y la cadena de transporte de electrones.

Se pasa desde un proceso macro, donde el protagonista es el aparato respiratorio, hasta uno micro con la obtención de ATP y la respiración celular toman un papel central. La materia prima para la obtención de energía se obtiene a través de un trabajo mancomunado de diversos sistemas (respiratorio, digestivo y circulatorio) y finalmente es transformada a nivel celular en energía útil (ATP) para ser usada en otros procesos metabólicos. Los conceptos relacionados con éste núcleo serían: Sistemas digestivo, respiratorio y circulatorio, vías metabólicas (glucólisis, ciclo de Krebs), mitocondria, fosforilación oxidativa y cadena de transporte de electrones electrones.

En cuanto al segundo núcleo temático, se cree que animales y plantas realizan la respiración de diferente manera. Por lo que el papel de la mitocondria en las plantas es interpretado de una manera errónea o se cree que no existe, siendo en la mitocondria (y su membrana) donde ocurre la fosforilación oxidativa, una parte crucial en el proceso respiratorio. La fotosíntesis es confundida en plantas con el proceso respiratorio, por lo que el papel de los cloroplastos tampoco es claro, adjudicándose a estos roles de la mitocondria. Los cloroplastos no producen energía, su papel es convertir materia inorgánica en orgánica por medio de la fotosíntesis, el producto de esto (carbohidratos) se transforma en energía por medio del mismo proceso que ocurre en animales, en la mitocondria. Los temas relacionados aquí serían: Mitocondria, cloroplasto y fotosíntesis.

Las causas son en varios casos comunes. El uso de recursos anacrónicos impide una visión global del proceso de respiración. Un ejemplo es el de esto son los libros de texto. Cuando un enseñante basa su clase en el libro de texto en muchos casos segmenta los temas, por lo que un proceso que depende de varios sistemas y procesos se ve altamente perjudicado. Una educación antropocéntrica (también fomentada por los recursos anacrónicos) permite extrapolar en ocasiones los conceptos a organismos relacionados con el hombre como mamíferos y en menor medida otros vertebrados, pero con las plantas no sucede lo mismo. El uso del lenguaje vernáculo fomenta confusiones (Pasmanik & Cerón, 2005) como sustituir la respiración en plantas por la fotosíntesis.

Problemática educativa

Con base en la revisión de antecedentes se ha logrado encontrar dos núcleos de dificultades en la enseñanza-aprendizaje del concepto de respiración. Dada su naturaleza particular, el uso de recursos tradicionales no logra abarcar el concepto de una forma integrada en todos sus aspectos y tiende a dividirlo, perdiendo así gran parte de su significado y creando confusiones. Una manera de contrarrestar esto puede ser el uso de las TICs en la enseñanza de la respiración. La necesidad de un aprendizaje

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