Jugar y aprender biología celular: una experiencia con el videojuego Kokori Maricel Occelli1, Priscila Ariadna Biber2, Pedro A. Willging3 y Nora Valeiras4 [email protected] Departamento de Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. 3Departamento de Matemática. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad Nacional de La Pampa. 1y3 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas - CONICET

1,2 y 4

Resumen— La biología celular resulta un área de conocimiento estructurante de la biología y se encuentra caracteriza por su nivel de abstracción y complejidad. En este sentido, diversas investigaciones reseñan las dificultades que esta temática presenta para su comprensión por parte de los estudiantes, y muchas de ellas se encuentran vinculadas a la utilización de recursos que promueven visiones distorsionadas y estáticas de la célula. Una manera de superar estas dificultades puede provenir de la integración de herramientas tecnológicas como lo son los videojuegos educativos y en particular para la biología celular se encuentra Kokori de distribución libre. En este trabajo presentamos la evaluación de una experiencia didáctica que integró a este recurso con la metodología del estudio de caso. A partir de los resultados obtenidos encontramos que las actividades propuestas con el videojuego promovieron aprendizajes vinculados al metabolismo celular y colocó a los estudiantes en un rol activo y epistémico. En el cuerpo del escrito se presentan las discusiones teóricas y didácticas que se derivan de estos resultados. Palabras clave: TIC, metabolismo celular.

videojuegos,

biología

celular,

INTRODUCCIÓN El estudio de la célula es clave para el aprendizaje de la biología y está caracterizado por su complejidad y alto nivel de abstracción. En particular, para los procesos del metabolismo celular se han desarrollado diversos estudios que registran las ideas de los estudiantes, las cuales en muchos casos se asocian a ideas erróneas. Por ejemplo, los estudiantes transfieren para el nivel celular, las mismas explicaciones que corresponden al proceso de respiración que tiene lugar a nivel sistémico en el ser humano. A su vez, en relación a la energía se registra que los estudiantes la conciben como una entidad con sustancia y por esta razón, creen que el agua u otros compuestos proporcionan directamente la energía o se transforman en ella (Flores et al., 2003). Desde el sistema formal de enseñanza se utilizan diversos recursos y estrategias para ayudar a

conceptualizar a la célula y sus funciones. Sin embargo, muchas veces son dichos recursos lo cuales se convierten en obstáculos epistemológicos ya que en general se transmite un único patrón de célula plana, redondeada y estática (Rodríguez Palmero, 2003). A su vez, los procesos metabólicos se presentan usualmente asociados a pictografías, diagramas de flujo, gráficos y ecuaciones que requieren habilidades de decodificación de la información y que muchas veces no son trabajadas en las clases de ciencia en la escuela (Treagust y Tsui, 2013) Una manera de superar estas dificultades ha sido a través de la utilización de animaciones de los procesos celulares. Al respecto O’Day (2008) resume diversos resultados de investigaciones que muestran cómo estos recursos pueden ayudar a promover aprendizajes significativos en procesos dinámicos. Las animaciones pueden presentarse con diverso grado de interactividad, desde aquellas en las cuales solo se propone la observación del proceso simulado hasta aquellas en las que el usuario se constituye en el protagonista. Una manera aún más interactiva de presentar las animaciones es a través de videojuegos educativos. Al respecto, Gros (2008) indica que la utilización de videojuegos brinda la posibilidad de que el alumno “tome parte activa del juego, resuelva problemas para poder seguir jugando, tome decisiones con consecuencias inmediatas y considere que incluso los errores tienen un papel importante ya que superarlos permitirá seguir avanzando”. Para el estudio de la biología celular se destaca el videojuego Kokori 1 , el cual es un juego educativo de estrategia cuya interfaz se encuentra en idioma español y su distribución es gratuita. En este trabajo proponemos evaluar la utilización del videojuego Kokori para la enseñanza del metabolismo celular en la escuela secundaria.

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www.kokori.cl Grupo Tekit, Universidad Santo Tomás Chile

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REFERENTES TEÓRICOS Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) constituyen herramientas a partir de las cuales es posible preguntarse, buscar respuestas, resolver problemas, analizar información, etc. Considerando estas posibilidades cognitivas, Borba y Penteado (2001) proponen entenderlas como reorganizadoras del pensamiento. En particular, las computadoras por un lado, ofrecen múltiples recursos directamente asociados a la producción y gestión del conocimiento. Por otra parte, estas mismas herramientas también son utilizadas por las personas para comunicarse o para su esparcimiento y diversión. Sin embargo, en general, la utilización de las TIC en la escuela, se presenta de manera disociada ya que si bien se aceptan aquellas aplicaciones creadas para la gestión del conocimiento, se asigna muy poco valor pedagógico y hasta se prohíben aquellas vinculadas a la diversión o la comunicación (de Freitas y Griffiths, 2008). Los videojuegos educativos son herramientas que justamente reconcilian estas dos funciones. Pensar a los videojuegos como recursos para la enseñanza y el aprendizaje supone un cambio metodológico y, en consecuencia, también demanda un cambio en el foco de aprendizaje. En cuanto a los docentes, requiere de profesionales capaces de plantear actividades con herramientas que no utilizan a diario, ni que aprendieron a utilizar en instancias de formación y que seguramente los alumnos saben manejar mejor que ellos (Gros, 2009). Asimismo, a diferencia de un juego que tiene lugar fuera de la escuela y que puede realizarse solo por el placer de jugar, si queremos utilizar los videojuegos con un objetivo educativo es necesario que hacer consciente al jugador de los aprendizajes que está adquiriendo a través del juego y es el docente quien posee el conocimiento para poder diseñar las actividades didácticas que den lugar a dichos procesos reflexivos. En cuanto a la estructura, los videojuegos educativos suelen presentarse desde la perspectiva de la simulación, combinado las características propias de un juego, es decir en el cual se siguen algunas reglas para lograr un objetivo, con las características de la simulación, en la cual se presenta un modelo de operación basado en un proceso (real o hipotético) que da lugar a la manipulación de variables (Gros, 2008). En particular, el diseño del videojuego Kokori, que proponemos analizar en este trabajo, responde a las características antes mencionadas. Así, se plantean a través de reglas específicas algunos desafíos para avanzar a partir de una historia ficcional, y a su vez, el contexto es la simulación del funcionamiento de una célula eucariota, con el correspondiente intercambio de materia y energía con el medio, los cuales componen las variables del modelo.

METODOLOGÍA Este trabajo se plantea desde una perspectiva que reconoce la complejidad de los procesos educativos, en los cuales se ponen en juego múltiples variables y es por ello que para su análisis desarrollamos un estudio de caso (Hammersley y Atkinson, 2007). Se realizó un diseño didáctico a través de una situación problemática modificada de Jara et al. (2012), la cual planteó a los estudiantes el desafío de explicar cuáles eran los procesos celulares que tenían lugar a partir de la picadura de una araña. Para llegar a la construcción de esta respuesta se propuso la utilización del videojuego Kokori a través de sus misiones. En la misión 1 los jugadores se entrenan con el juego, sus componentes y controles, y comienzan a visualizar el interior celular a partir de estructuras 3 D. La lógica del juego consiste en utilizar nano robots para desarrollar diferentes funciones y siempre existe el peligro de que un lisosoma elimine a estos robots por detectarlos como entidades extrañas a la célula. En la misión 2 se presenta una situación ficcional en la cual las células requieren estabilizar su nivel de energía y para ello el operador debe transportar glucosa a las mitocondrias. En la misión 3 se propone la eliminación de bacterias que invaden a la célula y para ello se requiere recolectar ATP. En la misión 4 algunas estructuras celulares se encuentran dañadas y se requiere el transporte de macromoléculas para su reconstrucción. La misión 5 no fue utilizada en este diseño didáctico ya que se centra en la infección de las células por partículas virales. Por último, la misión 6 recrea una situación de intoxicación celular y la destrucción de algunas estructuras y para ello el operador de modo similar a la misión 4 debe transportar macromoléculas para su reconstrucción. Luego de jugar cada una de las misiones, se propuso a los estudiantes la resolución de algunas actividades que buscaban promover una reflexión acerca de los contenidos de biología celular que constituyen los fundamentos de la simulación del juego. La experiencia se llevó a cabo en el Laboratorio de Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología (FCEFyN – UNC) y participaron 24 estudiantes de una escuela secundaria de la ciudad de Córdoba cuya edad promedio fue de 15 años. Durante la innovación se realizaron notas de campo, se tomaron registros fotográficos, se analizaron las producciones de los estudiantes y se grabaron los diálogos que tuvieron lugar durante todas las actividades. Al finalizar se suministró un cuestionario de metacognición el cual indagó la percepción de los estudiantes acerca de lo aprendido.

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Las respuestas fueron categorizadas a partir de las regularidades encontradas, realizando un proceso de descontextualización y recontextualización de los datos, es decir, comparando cada segmento con los otros asignados a la misma categoría (Hammersley y Atkinson, 2007) Luego en función de las categorías construidas y asignadas y se calcularon frecuencias en términos de porcentajes. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A partir de las notas de campo, los registros fotográficos y los audios grabados, se observó que los estudiantes comenzaron a explorar el juego sin dificultades. Si bien al comienzo en algunos casos se requirió la ayuda del docente, esta necesidad respondió a dificultades técnicas vinculadas a la instalación del juego y las características de las computadoras utilizadas. Por lo tanto, en general los alumnos lograron jugar sin que medie explicación por parte del docente acerca del funcionamiento del Software. A su vez, en aquellos casos que no sabían cómo continuar o llevar a cabo una operación en el juego lo resolvían entre ellos mismos. Este aspecto resulta muy interesante de destacar ya que como plantea Gros (2009) con frecuencia los docentes se muestran temerosos a incorporar este estilo de recursos por no saber ellos mismos cómo utilizarlos o por tener la certeza de que los estudiantes lo manejan mucho mejor. Sin embargo, los juegos se caracterizan por ser autoexplicativos es decir que no se requieren leer manuales sino que se aprende jugando, y cuando no se sabe cómo realizar una operación, usualmente los jóvenes acceden a foros de consulta donde algún jugador experimentado explica qué estrategias se pueden seguir.

Por lo tanto, para integrar un videojuego en una clase no se esperaría que el docente se convierta en un jugador experimentado, sino que sea el mismo juego el que se vaya tornando accesible a medida que se experimenta con él, y que aquellos que tienen mayor conocimiento de su manejo le enseñen a otros tal como lo harían en “foros de expertos”. Desde esta perspectiva, encontramos que la propuesta también brindó oportunidades para el aprendizaje mutuo y colocó a los estudiantes en un rol activo y epistémico. Para evaluar los aprendizajes curriculares promovidos, se analizaron las producciones escritas que realizaron los estudiantes luego de cumplir cada misión. A partir de ello, se observó que el 79% pudo identificar a la mitocondria como aquella organela en la cual se produce energía y un 46 % especificó que dicha energía es transportada en moléculas de ATP. A su vez, el 96% reconoció que este proceso requería de la molécula de oxígeno. Un aspecto que todos los estudiantes lograron identificar luego de realizar todas las misiones del juego, fue la función de los lisosomas como estructuras capaces de degradar macromoléculas y sustancias captadas desde el exterior. Asimismo, el 96 % indicó que los lípidos, las proteínas y los hidratos de carbono constituyen macromoléculas esenciales para las estructuras celulares. De este modo, a pesar de las dificultades de comprensión comúnmente registradas para los procesos metabólicos celulares (Treagust y Tsui, 2013), a través de las actividades de reflexión propuestas se dio lugar a que los estudiantes identificaran y comprendieran los conceptos de biología celular que sustentan el videojuego.

Gráfico 1: Aprendizajes reconocidos por los estudiantes luego de participar de la experiencia. a) Respuesta general sin especificar una organela en particular; b) Mitocondria; c) Retículo endoplasmático liso y rugoso; d) Lisosoma.

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Por otra parte, cuando se les preguntó a los estudiantes qué creían que habían aprendido se observó que un 78 % indicó que a partir de la experiencia aprendieron sobre cómo funcionan las organelas (Gráfico 1), y en particular especificaron funciones de las mitocondrias, los retículos endoplasmáticos lisos y rugosos y los lisosomas. A partir de estos resultados, se puede observar cómo una propuesta didáctica que integra un videojuego logra crear situaciones de aprendizaje de contenidos científicos específicos. Así, tal como plantea Gros (2008), el juego por sí solo no es el factor responsable del aprendizaje, sino que éste se facilita a través de un acompañamiento didáctico que promueve espacios de reflexión acerca de los contenidos biológicos de las situaciones simuladas y acerca del propio proceso de aprendizaje vivenciado.

En relación a cómo la experiencia les ayudó a avanzar en su conocimiento sobre los procesos metabólicos celulares y su relación con la obtención de energía, se les preguntó a los estudiantes cómo sentían que era su suficiencia conceptual antes de la experiencia y luego de ella. A partir de los datos aportados por los estudiantes encontramos que antes de la experiencia ninguno de ellos expresó sentirse capaz de explicar el tema, y más bien el 83 % comentó que “Tenían una idea sobre cómo se obtiene energía en la célula”. Por otra parte, luego de la experiencia el 44 % expresó que “Entendía cómo se obtiene energía en la célula y podría explicarlo” y el 48% siguió percibiendo que tenían una idea al respecto (Gráfico 2). Estos resultados indican claramente que los estudiantes percibieron que a partir de la propuesta se promovió en ellos un avance en el conocimiento.

Gráfico 2: Percepción de conocimiento sobre cómo obtiene energía la célula antes y después de participar de la experiencia. Otro aspecto que resulta interesante de considerar es que varios estudiantes revalorizaron la oportunidad de acercarse a contenidos de biología a partir del juego como se ejemplifica a partir de los siguientes comentarios: “Me sirvieron mucho las imágenes del juego (video) porque de una forma más práctica y visual pude entender conceptos que en clases no podía comprenderlos.” “Es una mejor forma de aprender, más didáctica, mediante un juego que en el aula y es más fácil retener información”

para los estudiantes una oportunidad de acortar la brecha entre las prácticas culturales de vinculación con el conocimiento desarrolladas en la vida cotidiana y el sistema de aprendizaje formal que propone la escuela. Asimismo, al analizar de manera global la dinámica del aula, se observó un corrimiento del lugar del docente. En este sentido, la propuesta logró que el docente no se presente como “aquel que tiene todo el saber” sino como un creador de nuevas prácticas para la construcción de conocimiento aún cuando éstas impliquen la integración de recursos que no necesariamente maneja con éxito, pero que sí sabe cómo colocarlos como mediadores del proceso de aprendizaje.

Por lo tanto, la propuesta de vincular contenidos curriculares a través de un videojuego también significó

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CONCLUSIONES En este trabajo presentamos la evaluación de una innovación educativa que integró al videojuego Kokori en la enseñanza del metabolismo celular en la escuela secundaria. A partir del análisis realizado, encontramos que: - El diseño facilitó procesos de aprendizaje reflexivos, permitió la comprensión de las funciones de los componentes celulares y de los principales procesos metabólicos. - El lugar del docente fue el de un guía que diseñó recorridos para la construcción de saberes. - La integración del videojuego colocó a los estudiantes en un lugar activo y epistémico, ya que promovió la enseñanza y el aprendizaje mutuo. - Los estudiantes integraron sus prácticas sociales de vinculación con el conocimiento usualmente asociadas al exterior de la escuela con los proceso de aprendizaje formales, lo cual también constituyó una manera de acercar la escuela a las demandas sociales actuales. En síntesis, consideramos que el amplio desarrollo de videojuegos educativos podría constituirse en una oportunidad para generar nuevos espacios de aprendizaje y de vinculación con el conocimiento científico más acordes a los intereses de los jóvenes y a las exigencias sociales del momento. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Borba, M. y Penteado, M. (2001). Reorganizacão do pensamento e colectivo pensante. En: Borba, M., Penteado, M. (eds.). Informática e Educaçao Matemática. Belo Horizonte: Autêntica Editora.

de Freitas, S. y Griffiths, M.(2008). The convergence of gaming practices with other media forms: what potential for learning? A review of the literature. Learning, Media and Technology, 33 (1), 11-20 Flores, F.; Tovar, M.E. y Gallegos, L. 2003. Representation of the cell and its processes in high school students: An integrated view. International Journal of Science Education, 25(2), 269-286 Gros, B. (2008). Videojuegos y aprendizaje. España: Grao. Gros, B. (2009). Certezas e interrogantes acerca del uso de los videojuegos para el aprendizaje. Comunicación, 7(1), 251-264. Hammersley, M. y Atkinson, P. 2007. Etnography. Principles in practices. (3a. Ed.) New York: Taylor & Francis. Jara, N.; Rubio, N. y Camacho González, J. (2012). Unidad didáctica sobre la estructura de la célula eucarionte animal, desde el modelo cognitivo de ciencia. Revista de Educación en Biología 15 (1), 4352 Rodríguez Palmero, M.L. (2003). La célula vista por el alumnado. Ciência & Educação, 9(2), 229-246. O´Day, D. (2008). Using Animations To Teach Biology: Past & Future Research on the Attributes that Underlie Pedagogically Sound Animations. The American Biology Teacher, 70 (5), 274-278 Treagust, D.F. y Tsui, C-Y. (2013). Multiple Representations in Biological Education. Nueva York: Springer.

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