MSc. Leonardo Alberto Barrios Fernández. Profesor Auxiliar. Universidad de Ciencias Pedagógicas “Enrique José Varona”. La Habana, Cuba.

Correo electrónico: leonardoalbertobf@ucpejv.rimed.cu

Dr.C. Bertha María de la Cruz Capote. Profesora Titular. Profesora Consultante. Universidad de Ciencias Pedagógicas “Enrique José Varona”. La Habana, Cuba.

Correo electrónico: bertamcc@ucpejv.rimed.cu

Recibido septiembre de 2009   Aceptado diciembre  de 2009

Introducción

Por todos es conocida la expresión: respira, pronunciada por médicos, familiares, amigos, o escrita en diversas publicaciones, incluidas las docentes, para referirse a la entrada del aire al interior del organismo o al intercambio de gases que ocurre en alguna estructura de los organismos, como es el caso de los pulmones, por solo citar una. También es cierto que existen otras definiciones al respecto, por lo que cabe preguntarse: ¿cuál es la definición del concepto de respiración que se debe enseñar en la Educación General?

El proceso de formación del sistema de conceptos en cada asignatura constituye un objetivo importante de la escuela, que se cumple en la medida en que los maestros y los profesores conozcan las definiciones más actualizadas de los principales conceptos y apliquen, en la práctica de su labor, la forma correcta de su dirección.

Las ciencias, entre ellas las biológicas, están constituidas por determinado sistema de conceptos, que se van enriqueciendo por la actividad científica de los hombres; ello trae como consecuencia su continuo movimiento. Esto, por ejemplo, ha sucedido con el concepto de respiración que, para el filósofo de la Antigüedad Aristóteles (384-322 a.n.e), servía para ventilar el cuerpo, cuestión que perduró por un largo período de tiempo debido al pobre desarrollo de las ciencias y, en la actualidad, se define,  como un proceso generativo de adenosín trifosfato (ATP), en el cual un compuesto inorgánico, como el oxígeno, sirve como último aceptor de electrones. También se observan otras definiciones sobre el tema en distintas publicaciones científicas.

La práctica pedagógica ha demostrado que una buena parte de los alumnos, maestros y profesores de la Educación General no conocen o no han asimilado conscientemente la definición más actualizada del concepto de respiración y es muy corriente identificarla como intercambio de gases. Para abundar sobre esta problemática, nos proponemos dar respuesta a las siguientes interrogantes y ofrecer algunas valoraciones que inciten a la reflexión sobre el tema en cuestión:

¿Cómo es tratado el concepto de respiración por la literatura científica?

¿Qué definición adopta nuestro Sistema Nacional de Educación?

¿Cómo es tratado este concepto en los diferentes materiales docentes con los cuales interactúan alumnos, maestros y profesores de la Educación General?

¿Por qué existe diversidad de criterios respecto a este concepto entre alumnos, maestros y profesores e, incluso, entre universitarios?

¿Qué podemos hacer para lograr una asimilación correcta del concepto de respiración en la escuela?

Desarrollo

La respiración en la literatura científica

En la Enciclopedia Ilustrada de la Lengua Española aparecen las definiciones siguientes:

- Respiración. “Del latín respiratio onis.” “Acción y efecto de respirar. Aire que se respira. Entrada y salida libre del aire en un aparato u otro lugar cerrado”.1

- Respiración fisiológica. “Reacción oxidativa que resulta del complemento del oxígeno con los principios químicos de los tejidos. Realizándose por la penetración del aire en el aparato broncopulmonar y la subsiguiente oxigenación de la sangre”.2

- Respiración en plantas. “Consiste principalmente en un cambio de gases que va acompañado de una combustión”.3

Por su parte, Lenhninger A L; Nelson D L y Cox M N4 consideran a la respiración como un proceso celular de obtención de energía (ATP).

En el análisis de las definiciones que aparecen en la Enciclopedia Ilustrada de la Lengua Española acerca del proceso respiratorio, se destaca la existencia de varias acepciones, que van desde las utilizadas en el lenguaje cotidiano (entrada del aire al interior del organismo o intercambio de gases), hasta la inclusión de términos empleados por la comunidad científica actual, como los de combustión y oxidación.

Pumarola A, Rodríguez A y otros plantean que la respiración “puede ser definida como un proceso que comporta la combustión de un sustrato con la liberación de electrones e hidrógenos, capaces de reducir un aceptor final. Cuando el aceptor final es el oxígeno, el proceso es denominado respiración aerobia, y cuando es otro distinto al oxígeno, el proceso es denominado respiración anaerobia”.5

Guyton A C plantea que la respiración comprende: ventilación pulmonar, que significa entrada y salida del aire entre la atmósfera y los pulmones, la difusión de oxígeno y dióxido de carbono entre los alvéolos y sangre, el transporte de gases en la sangre y líquidos corporales a las células y viceversa y la regulación de la ventilación.6

Para Schmidt-Nielsen K, Portilla N7 y otros, Barber A M y Pons F8, en la respiración se distinguen: la respiración externa, por la que se intercambian los gases entre el organismo y el exterior a través de superficies respiratorias, la respiración interna o celular, con los procesos de consumo de oxígeno, la producción de dióxido de carbono, el transporte de gases entre la superficie respiratoria y los tejidos.

Schmidt-Nielsen K planteó que “la captación de oxígeno y liberación de dióxido de carbono se denomina respiración, una palabra que se aplica tanto al organismo en su conjunto, como al proceso que se da en las células”.9

Los autores señalados anteriormente definen a la respiración desde el punto de vista de su especialidad. Los fisiólogos contemplan el intercambio de gases dentro de la definición, no así los bioquímicos y los especialistas en Biología Celular; sin embargo, otros autores incluyen en la definición procesos relacionados con el intercambio de gases que ocurre a nivel de organismo y procesos celulares, como la degradación de compuestos orgánicos, y la obtención de energía.

Tratamiento del concepto de respiración en los diferentes materiales docentes

Para el análisis de los materiales docentes: programas, libros de textos y orientaciones metodológicas, consideramos como punto de partida el documento Modelo teórico de la disciplina Biología en la Educación General Politécnica y Laboral, en el cual aparecen las ideas rectoras que están en correspondencia con los ejes de programación y con los conceptos más generales de la Biología. Dentro del sistema de conceptos correspondientes a cada idea rectora, se determinan, en primer lugar, los conceptos principales y, luego, los secundarios y antecedentes. Aparece, como concepto principal, el de respiración y, como secundario, el intercambio de gases.

Programas

En los programas que anteceden al preuniversitario el concepto de respiración queda incluido dentro de las características de los seres vivos o de sus funciones. Es muy escasa la referencia a la respiración aerobia.

Orientaciones metodológicas

En el análisis que se hace en las orientaciones metodológicas de los conceptos esenciales, que deben formarse o desarrollarse, se incluye el concepto de respiración en todos los grados de la Educación General.

En relación con las orientaciones metodológicas de la asignatura El mundo en que vivimos se utiliza generalmente el intercambio de gases para referirse a la respiración, así como en Ciencias Naturales de quinto grado.

En el segundo grado se tratan los movimientos de inspiración y espiración como respiración.

En el tercero y cuarto grados se explica la respiración como la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono.

En el quinto grado no se incluye este concepto entre los fundamentales del grado, pero se sigue tratando como entrada de oxígeno y salida de dióxido de carbono.

En sexto grado se define, por primera vez, el concepto de respiración aerobia, como una función que realizan los seres vivos, en presencia de oxígeno, mediante la cual obtienen la energía a partir de la transformación de compuestos orgánicos, esto ocurre en las mitocondrias. Sin embargo, en las orientaciones metodológicas de este grado se orienta a los maestros “…que se lleve con claridad el concepto de respiración, como un proceso en el cual se realiza el intercambio de gases, donde se toma el oxígeno del medio ambiente y se expulsa el dióxido de carbono y las transformaciones de las sustancias alimenticias con la intervención del oxígeno, donde se libera la energía necesaria en el funcionamiento del organismo, en este caso de las plantas”.10

Si se compara esta definición con la que aparece en el libro de texto, se aprecia que no hay uniformidad entre ambas definiciones, debido a que en las orientaciones metodológicas se incluye el intercambio de gases, el cual constituye un concepto secundario y no un elemento esencial del concepto de respiración. Esto puede influir negativamente en la asimilación correcta del concepto de respiración por parte de los alumnos.

En las orientaciones metodológicas de séptimo grado se retoma el concepto de respiración aerobia, iniciado en el sexto grado.

En el octavo grado, se dan orientaciones de cómo iniciar este concepto a partir de los antecedentes de primaria; como, por ejemplo, muchos animales respiran por pulmones, otros por branquias u otras estructuras especializadas en esta función. Se plantea tratar el intercambio de gases y no se precisan orientaciones a los profesores de cómo tratar este concepto de respiración aerobia.

Al referirse a los diferentes grupos de animales, en las orientaciones metodológicas, en algunos casos, no se menciona la respiración aerobia, pero sí el intercambio de gases.

En las orientaciones metodológicas de noveno grado se plantea vincular los procesos de entrada y salida del aire en los pulmones con la respiración, pero el énfasis está dirigido a las características estructurales y funcionales del sistema respiratorio del hombre.

Libros de texto

De primero a quinto grado se enfatiza en el intercambio de gases. En quinto grado se hace referencia a la respiración como proceso de obtención de energía y como intercambio de gases.

En sexto, séptimo y octavo grados se trata la respiración aerobia; sin embargo, en el último se plantea que los animales poseen generalmente estructuras especializadas en la respiración, al ocurrir en ellas el intercambio de gases.

En noveno grado se aborda la respiración aerobia, relacionándola con los procesos de ventilación, intercambio y transporte de gases.

Después del análisis realizado a los programas, las orientaciones metodológicas y los libros de texto, se aprecia también que no existe uniformidad de criterio al abordar el concepto de respiración en los diferentes materiales docentes.

¿Por qué existen dificultades con la asimilación del concepto de respiración?

A nuestro juicio, existen diferentes causas por las cuales una buena parte de los alumnos no asimilan correctamente el concepto de respiración; entre ellas, tenemos las siguientes:

• Existe diversidad de definiciones en la literatura científica, sustentadas por cada especialidad en particular.
• No existe uniformidad al tratar este tema en los diferentes materiales docentes que se consultan por parte de alumnos y profesores: unas veces se hace referencia a intercambio de gases y, en otras, a respiración aerobia.
• No se tienen en cuenta las llamadas ideas previas, esquemas mentales o ideas intuitivas. Para Cubero R,11 los conocimientos previos de los alumnos son un elemento primordial; quien aprende, construye sobre su experiencia y conocimientos anteriores el nuevo conjunto de ideas que se dispone a asimilar; es decir, cuando el nuevo conocimiento interactúa con los esquemas existentes.

Este razonamiento es de gran valor en el proceso de enseñanza-aprendizaje, porque los alumnos construyen representaciones del mundo que le rodea, por lo que no pueden ser tratados como tábulas rasas, como conciencias vacías de contenido y que, por tanto, en una relación de diálogo se hallan en condiciones de intercambiar ideas, de discutir y de mostrar sus concepciones particulares, sobre aquello que el profesor presenta y busca enseñarles.

• No se utilizan estrategias de aprendizaje que tengan en cuenta una correcta formación de los conceptos.

¿Qué podemos hacer para contribuir a resolver este problema?

Consideramos que debe realizarse un análisis de este problema por las autoridades educacionales pertinentes y replantearse cuál debe ser el tratamiento a seguir para el concepto de respiración en cada nivel o grado de la educación general, particularmente en el de educación primaria y secundaria básica, teniendo en cuenta el nivel de desarrollo alcanzado por las ciencias y los contenidos de cada programa.

Hacer las adecuaciones necesarias en los materiales docentes (libros de texto y orientaciones metodológicas), para que no existan divergencias sobre el tema.

Utilizar estrategias que posibiliten el tratamiento de las ideas previas de los alumnos. Al respecto Ausubel D P planteó “...averígüese qué saben los alumnos y enséñese en consecuencia”.12

Lo que se aprende en cualquier actividad docente depende de las ideas previas que tienen los alumnos y no solamente lo que se les dice o lo que leen; el que aprende tiene sus “esquemas” o maneras de pensar al enfrentarse a una situación determinada, por lo que es importante tenerlo en cuenta para que se produzca una interacción entre los esquemas mentales, que tiene el que aprende, y las nuevas situaciones planteadas. Esto puede producir un conflicto cognitivo y llegar así al cambio conceptual.

Un aspecto de gran interés y objeto de investigación por diferentes especialistas es la forma en que pueden utilizarse las ideas previas de los alumnos para conducir al cambio conceptual; para ello, existen diferentes alternativas.

Una alternativa ampliamente difundida consiste en ignorar las ideas previas de los alumnos, basando la enseñanza únicamente en la propia estructura de la materia y en la transmisión verbal del conocimiento. Si, al explicar un contenido, por ejemplo, la fotosíntesis, la quimiosíntesis o la respiración, se presenta de un modo organizado en términos de relaciones entre conceptos científicos, esto permitirá que los alumnos se apropien de esta estructura conceptual de manera formal.  Existen situaciones inherentes a dicha alternativa; las más comunes son: la separación del  conocimiento escolar del conocimiento científico, que solamente se utiliza para responder problemas escolares o exámenes y que un pequeño grupo de alumnos elige no participar en el aprendizaje, debido a que los conocimientos enseñados son tan diferentes, que no ven valor para tomar el estudio en serio.

Otra alternativa supone que las ideas previas de los alumnos son un punto de partida necesario y que se debería diseñar la instrucción para permitir que estas ideas se desarrollen y cambien. Es característico de estos planteamientos la inclusión de oportunidades para que los alumnos hagan explícitas sus ideas para la clarificación e intercambio de ideas, experiencia que pone en cuestionamiento las nociones que tienen los alumnos (situaciones de conflicto), para la introducción de nuevas ideas o para la reestructuración de estas por el profesor y  para utilizar los conceptos en situaciones variadas.

El rasgo más característico de esta última alternativa es el énfasis que se pone en que los alumnos estén conscientes de su propio aprendizaje y amplíen su razonamiento cotidiano, para que pueda ser utilizado en un rango más amplio de situaciones.

En el plano conceptual, se quiere lograr que los alumnos construyan una concepción del mundo que esté en correspondencia con la de los científicos, para lo cual se necesita una dirección del profesor, a fin de lograr el cambio conceptual.

El cambio conceptual no es la simple sustitución de un concepto equivocado por otro, sino que el proceso de sustitución involucra relaciones entre preconceptos, de modo que son todos los que entran en crisis y no un concepto aislado. La condición esencial del cambio conceptual es la insatisfacción que debe producirse en el alumno al no poder dar solución, con sus ideas previas, a los problemas planteados en las situaciones de aprendizaje. Para que se produzca el cambio conceptual, los alumnos deben tomar conciencia de la necesidad del cambio, lo cual se da cuando comprueban que sus esquemas conceptuales previos no solucionan los problemas que se les presentan, lo que genera el conflicto cognitivo, por lo que se deben elaborar estrategias didácticas que busquen el cambio conceptual.

Conclusiones

La definición del concepto de respiración es una cuestión polémica y, a veces, contradictoria debido a diferentes factores, como la diversidad de criterios en la literatura científica y docente utilizada por alumnos y profesores, la influencia de diversos factores que propician el surgimiento de las ideas previas, las cuales en su mayoría no se corresponden con los conocimientos científicos, que muchas veces no se tienen en cuenta por maestros y profesores, y la utilización de alternativas pedagógicas no adecuadas para la formación de conceptos. Por tal razón, esta problemática debe ser objeto de atención por las autoridades educacionales, maestros y profesores, para contribuir a su solución.

Referencias

1ENCICLOPEDIA ILUSTRADA de la Lengua Española. T. L. Barcelona, España: Editores Hijos de J. Esnasa; 1989. p. 1281.

2ENCICLOPEDIA ILUSTRADA de la Lengua Española. T. L. Barcelona, España: Editores Hijos de J. Esnasa; 1989. p. 1281.

3ENCICLOPEDIA ILUSTRADA de la Lengua Española. T. L. Barcelona, España: Editores Hijos de J. Esnasa; 1989. p. 1284.

4LEHNINGER A L, Nelson D, COX M. Principles of Biochemistry. New York, Worth Publishers; 1993.

5PUMAROLA A, RODRÍGUEZ A. Microbiología y Parasitología médica. Barcelona, España: Ediciones Científicas y Técnicas; 1987. p. 725.

6GUYTON A C. Tratado de Fisiología. Octava Edición. Madrid, España: Editorial Interamericana; 1992.

7SCHMIDT-NIELSEN K. Fisiología animal. Barcelona, España: Adiciones Omega S. A.;1986.

8BABER A M, PONS F. Funciones vegetativas. Madrid, España: Editorial Síntesis; 1991.

9SCHMIDT-NIELSEN K. Fisiología animal. Barcelona, España: Omega S. A.; 1991.

10MARTÍN V, ET AL. Orientaciones metodológicas. Sexto grado. La Habana, Cuba: Editorial Pueblo y Educación; 1990. p. 344.

11CUBERO R. ¿Cómo trabajar con las ideas de los alumnos? Sevilla, España: Editorial Díada S. L.; 1993.

12AUSUBEL D P, NOVAK J D, HANESIAN H. Psicología educativa. México, Editorial Trillas; 1990. p. 24.

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