Representational Trajectories in the Understanding of Mendelian Genetics

Abstract

Understanding genetics is one of the most significant learning difficulties faced by students. To improve teaching genetics and the students' representational competence within the classroom have been proposed using multiple representations. This study presents an analysis of representational levels used by high school students learning Mendelian genetics and determining the construction trajectories of these representations. An assessment instrument was used to analyse the representational levels of 186 students with three different teaching strategies. The levels were used to analyse and classify students' answers, written texts, and drawings and diagrams. The result shows that learning Mendelian genetics is a gradual process in which students appeal to various levels of representations that can determine different trajectories and demonstrate progress on comprehension. We identify five trajectories, ranging from responses that rely on descriptions of observable traits to responses from students who could integrate processes or use models.

Modelos Parciales Posibles De La Herencia Genética en Estudiantes De Bachillerato

“…Un claro ejemplo es la meiosis, pues se ha encontrado que la mayoría de los estudiantes no vincula este proceso con la formación de gametos ni con los mecanismos de herencia, como dominancia y recesividad (Ibáñez & Martínez-Aznar, 2005;Lewis, Leach, & Wood-Robinson, 2000a;Stewart, 1982), por lo que, en forma mecánica y carente de significado, utilizan representaciones simbólicas como los cuadros de Punnett. De igual manera, son constantes los problemas de los estudiantes para transitar entre los niveles explicativos que el tema demanda (Flores-Camacho, Calderón-Canales, García-Rivera, Gallegos-Cázares & Báez-Islas, 2021;Estébanez, 2014;Legarralde, Gallarreta, Vilches, & Menconi, 2014;Venville & Donovan, 2005), pues utilizan al ADN como sinónimo de cromosoma, gen o alelo (Mills-Shaw, Van Horne, Zhang, & Boughman, 2008), además de que la mayoría no identifica la estructura y ubicación de esas entidades en las células (Caballero, 2008;Iñiguez, 2005;Lewis et al, 2000a;Lewis & Wood-Robinson, 2000). Otros de los problemas frecuentes es que no establecen relaciones entre el código genético, la síntesis de proteínas y la expresión génica (Duncan & Reiser, 2007;Duncan, Rogat, & Yarder, 2009;Marbach-Ad, Rotbain, & Stavy, 2008;Rotbain, Marbach-Ad, & Stavy, 2006), por lo que generan modelos explicativos a nivel macroscópico aun cuando se trata de procesos moleculares, situación que tiene relación con la concepción generalizada de que los genes "son los rasgos" o "portan los rasgos" (Thörne, Gericke, & Hagberg, 2013), sin que los vinculen dentro de sus modelos con los procesos o mecanismos genéticos (Southard, Wincw, Meddleton & Bolger, 2016).…”

“…Por ello, en las últimas décadas, algunas investigaciones se han enfocado en analizar los problemas conceptuales y representacionales de los estudiantes. Algunos de los enfoques de esas investigaciones son los de cambio conceptual, procesos de transformación representacional, de aprendizaje progresivo y de la formación de modelos, que buscan determinar los procesos cognitivoconceptuales de los alumnos (Flores-Camacho et al, 2021;Amin, Smith, & Wiser, 2014;Prain & Tytler, 2012;Sigüenza, 2000), para comprender cómo es que estructuran sus explicaciones.…”