Introducción

Las investigaciones en enseñanza de las ciencias han sugerido que las dificultades en el aprendizaje de conceptos científicos pueden superarse si, además de identificar las ideas previas que el estudiantado posee sobre un concepto en particular, se verifica el progreso o no, en el entendimiento que logra después de la mediación docente para tal fin. Asimismo, que estas propuestas en el campo de la didáctica de las ciencias hagan posible a través de construir nuevas estrategias que aporten a la enseñanza significativa de estos conceptos básicos (^{Aguilera-Morales y Perales-Palacios, 2016}; ^{Athitaya, Wiphada, y Lester, 2019}; ^{González-Jara, Cueto y Serna, 2015}; ^{Pineda y Afanador, 2015}).

Es aquí donde los mapas conceptuales utilizados intencionalmente por docentes pueden evidenciar, como señalan Sellman, Liefländer y Bogner (2015), ideas que ya han construido sus estudiantes, también los progresos en el entendimiento conceptual y, por consiguiente, en el aprendizaje significativo de un concepto (^{Gardner, Lohr, Bartos y Reid, 2019}; ^{Kemer, 2020}; ^{Ceylan, y Atabek, 2018}), o utilizarse incluso como estrategias de adquisición de conocimiento (^{Olivo, 2017}).

Esta investigación da cuenta de cómo los mapas conceptuales evidencian las ideas previas y el incremento del entendimiento conceptual que lograron trece estudiantes de quinto grado C de la Institución Educativa Juan Domínguez Romero de Caracolí, Malambo- Colombia (IETAC), sobre el concepto célula, después de la mediación docente de Ciencias Naturales a través de estrategias de enseñanza socio-constructivistas.

Respecto a la enseñanza de conceptos científicos, ^{Glagiardi (1986}) señala que todos los conceptos en ciencias requieren de un aprendizaje previo, todos son difíciles, pero todos son necesarios. Así, es posible referenciar numerosas investigaciones encaminadas a identificar los conceptos que se le dificultan a la población estudiantil, así como sus ideas previas sobre dichos conceptos (^{Campanero y Otero, 2000}; ^{Gökçe 2018}; ^{Gok Colak y Tuğgluk, 2017}; ^{Sánchez-Castaño, Castaño-Mejía y Tamayo-Alzate, 2015}). Es comprensible, pues, según lo afirman ^{Pineda y Afanador (2015}), “la mayoría de los contenidos en ciencias son secuenciales y para su adecuado aprendizaje es necesario contar con unos conceptos previos bien estructurados” (p.42). Particularmente, entre los conceptos más difíciles de entender, los autores citados anteriormente destacan la célula, la célula como contenedora de material hereditario, la mitosis y la meiosis

Por consiguiente, esta investigación pretendió responder las preguntas:

¿Cómo pueden los mapas conceptuales dar cuenta de las ideas previas de estudiantes de básica primaria de la IETAC?

¿En qué medida los mapas conceptuales pueden ser herramientas que permitan describir el progreso en el entendimiento conceptual logrado por el grupo de estudiantes de quinto grado de primaria sobre el concepto célula? Y finalmente,

¿puede establecerse relación entre el progreso en el entendimiento conceptual logrado por el estudiantado y el número de relaciones conceptuales que establecen?

En coherencia con los interrogantes orientadores de la investigación, se plantearon los siguientes objetivos:

Determinar la efectividad de los mapas conceptuales para verificar el nivel de entendimiento conceptual sobre el concepto célula logrado por el estudiantado.

Describir, a partir de los mapas conceptuales, las ideas previas y el entendimiento conceptual logrado por el grupo de estudiantes de quinto grado de la IETAC relacionados con el concepto célula.

Determinar si existe relación entre el entendimiento conceptual logrado por el estudiantado y las relaciones conceptuales que establecen en sus mapas.

Reflexionar sobre las posibles recomendaciones que surjan a partir de los hallazgos de la investigación al profesorado de Ciencias Naturales del municipio de Malambo, orientadas a mejorar su quehacer pedagógico, formación didáctica y la enseñanza de conceptos científicos.

Referente teórico

Desde la perspectiva teórica del aprendizaje significativo ^{Ausubel, Novak y Hanesian (1983}), proponen los mapas conceptuales como herramientas para ayudar al aprendizaje de teorías científicas como recurso para la enseñanza y para la comunicación del conocimiento científico (^{Jaimes y García, 2013}). Para ^{Rivadulla-López, García-Barros y Martínez-Losada (2016}), “son diagramas o representaciones gráficas que indican relaciones entre conceptos, o entre palabras que usamos para representar conceptos” (p. 1248).

Igualmente, ^{Zvacek, Restivo y Chouzal (2013}) definen los mapas conceptuales así: “son representaciones visuales de cómo organizamos el conocimiento para nosotros y cómo unimos las ideas en una red de nodos y enlaces” (p. 6). En el caso de ^{Arellano y Santoyo (2009}), los conciben como una imagen visual que permite extraer información, anotar y memorizar detalles con facilidad.

De esta manera, los diversos autores convergen en señalar que, a través de los mapas conceptuales, se pretende representar relaciones significativas entre conceptos en forma de preposiciones o unidades semánticas y que estos conceptos son fáciles de aprender (^{López, Shavelson, Nandagopal, Szu y Penn, 2014}; ^{Tokcan, 2017}; ^{Wei y Yue, 2017}). Por ejemplo, para ^{Buitrago y Chiappe (2019}), el mapeo conceptual hace visible el aprendizaje en la medida que el estudiantado pueda hacer explícito un dominio conceptual, es decir, el entendimiento de un concepto y para ^{Nawani, Von Kotzebue, Rixius, Graml, y Neuhaus (2018}), permiten dar cuenta de la estructura cognitiva del grupo de estudiantes sobre un tema dado.

Sin embargo, hay que señalar que, si bien los mapas conceptuales son empleados en la actualidad en formas y campos diferentes el propósito principal para el que fueron diseñados, según señalan ^{Cañas y Novak (2006}), continúa siendo el mismo, es decir, permitir a una o más personas representar explícitamente su entendimiento sobre un campo del conocimiento y en este sentido, los fundamentos teóricos de los mapas conceptuales no han cambiado. Por tanto, es comprensible por qué el uso de los mapas conceptuales está extendido en todos los niveles educativos (^{Branwell-Lalor y Rainfordb, 2014}; ^{Cantinotti, Désormeaux-Moreau, y Balbinotti, 2017}; ^{Campbell, 2016}; ^{Ibáñez y Arribas, 2012}; ^{Kinchin, 2010}; ²⁰¹⁴, ^{Wei y Yue, 2016}; 2017).

Ahora bien, ^{Cañas y Novak (2006}), con el fin de verificar cambios específicos en los conceptos de ciencias que se les enseñaban a niños y niñas, revisaron a profundidad tanto los principios de aprendizaje ausbeliano como las ideas constructivistas epistemológicas que subyacen a su trabajo, entre las cuales resaltan:

(1). El universo consiste de objetos y eventos, y la energía se intercambia durante los eventos.

(2). Los conceptos son construidos por los humanos y son regularidades percibidas como patrones en eventos de objetos o registros de eventos u objetos, designada con una etiqueta, usualmente una palabra. (3). Dos o más conceptos pueden ser enlazados con palabras apropiadas para formar una declaración significativa o proposición. (4). Los conceptos y las preposiciones son los bloques de construcción del conocimiento en todos los campos (p. 2).

Entre los fundamentos clave, relacionados con el aprendizaje, que sustentan los mapas conceptuales, se pueden citar seis principios básicos: primero, el aprendizaje significativo es necesario para lograr el progreso en el entendimiento conceptual. En segundo lugar, el nuevo aprendizaje se debe construir a partir de conceptos o ideas previas ya existentes en el estudiante. Tercero, quien aprende debe ser motivado para que elija aprender significativamente. De lo contrario, se tratará de un aprendizaje superficial. En cuarto lugar, disponer de ayudas apropiadas para aprender conceptos abstractos, lo cual exige instrucción didáctica apropiada. En quinto lugar, el aprendizaje se considera idiosincrático. Y por último, un aprendizaje significativo y de alta calidad demanda la construcción de estructuras cognitivas que se integran eficazmente para facilitar el nuevo aprendizaje y se disponen para la solución de problemas (^{Cañas y Novak, 2006}; ^{Hacıoğlu, Yamak, y Kavak, 2016}; ^{Roig y Araya, 2013}).

En un mapa conceptual los conceptos se pueden organizar jerárquicamente, de esta manera los conceptos de mayor generalidad ocuparán los espacios superiores y los más específicos debajo de estos, mostrando en este caso una estructura bidimensional (^{Aguilar, 2006}; ^{Araujo, Bueno, Almeida y Borsato, 2007}). Igualmente, es posible categorizar los mapas conceptuales según su forma, de hecho a partir de las contribuciones de autores como ^{Byme y Grace, 2010}; ^{López et al. 2014}; y ^{Rivadulla-López et al., 2016}, es posible clasificarlos en tres grandes categorías:

Es importante acotar, desde la teoría del aprendizaje significativo (^{Cañas y Novak 2006}; ^{Moreira 2012}), significados idiosincráticos, de manera que los mapas conceptuales, diseñados por docentes y estudiantes, reflejen tales significados. Por consiguiente, estos mapas sea que se usen como recursos didácticos o para evaluación tendrán siempre su carácter idiosincrático (^{Pérez y Gutierrez. 2018}).

En este orden de ideas, afirma ^{Moreira (2012}): “Lo que el alumno presenta es su mapa y lo más importante no es si ese mapa esta correcto o no, sino si da evidencias de que el alumno está aprendiendo significativamente el contenido” (p.7). Hecha la observación anterior, el papel del docente es lograr que el estudiantado internalice los significados que son aceptados en el contexto de la materia de enseñanza y que son compartidos por la comunidad científica (^{Bergan-Roller, Galt, Heliker y Dauer, 2020}).

Así, adoptar los mapas conceptuales en el aula, como lo proponen ^{Cañas y Novak (2006}), exige concebirlos como un medio para construir conocimiento. Igualmente, permite comprender lo que el estudiantado piensa sobre un contenido particular, así como de brindar oportunidades para que establezcan relaciones importantes entre los conceptos abordados en las sesiones de aprendizaje (^{Campbell, 2016}). Todo lo anterior demanda que el colectivo de docentes sea conocedor y hábil mapeador de conceptos, que sea capaz de comprender y aplicar los términos operacionales para construir un mapa y para discernir los significados idiosincráticos que le posibiliten comprender las estructuras cognitivas del estudiante que lo diseñó, y en caso de que sea necesario, proporcionar retroalimentación para jalonar hacia un mejor entendimiento conceptual (^{Subramaniam y Esprívalo, 2015}).

Materiales y métodos

Resultados

La fase caracterizada por la aplicación de procedimientos cuantitativos se implementó para poder apuntar hacia el primer objetivo planteado y poder responder al interrogante numero dos sobre la efectividad de los mapas conceptuales y dar cuenta del entendimiento del concepto célula. Se determinó mediante la prueba de Shapiro Wilk, con un nivel de significación de .05 la normalidad de las variables 𝑡 1 y 𝑡 2 , así como la diferencia entre estas, obteniendo que (p˂.05). Por consiguiente, se deduce que tanto t1, t2, así como la diferencia entre estas medidas no tiene distribución normal. En la Tabla 3, se aprecian los resultados estadísticos mencionados anteriormente.

En consecuencia, para establecer la significancia estadística entre la variación de las medidas tomadas en 𝑡 1 y en 𝑡 2 , se utilizó la prueba no paramétrica de rangos Wilconxon para medidas relacionadas. Se planteó el problema mediante las hipótesis:

El resultado que se puede apreciar en la Tabla 3 indica que la hipótesis alterna 𝐻 1 es válida y determina que sí existe diferencia significativa entre las medias de la realización de los mapas conceptuales del 𝑡 1 y 𝑡 2 (z=-3.197, p˂.05). Asimismo, el análisis de los estadísticos descriptivos muestra que las medias del 𝑡 1 son menores que el 𝑡 2 , esto puede visualizarse en la Tabla 4. Lo anterior significa que los mapas conceptuales evidencian un incremento del entendimiento del concepto célula por parte de los estudiantes después de la instrucción. En la tabla 4 y 5 es posible apreciar los resultados de análisis de los estadísticos descritos anteriormente.

Se percibe que los y las estudiantes con puntajes bajos en los mapas exhibieron una tendencia a desarrollar relaciones conceptuales generales y en un solo nivel de jerarquía. En contraste, los mapas de estudiantes con puntajes altos, evidenciaron que aunque establecen relaciones generales, tienden a desarrollar distintos niveles de jerarquía entre conceptos. Por lo menos tres o cuatro de ellos, establecen relaciones y distinciones entre conceptos generales y otros específicos, de forma más adecuada que los estudiantes con puntajes bajos.

Para corroborar tal hecho se realizó un análisis de correlación de Spearman 𝑟 𝑠 , entre la variable 𝑡 2 , y la variable relaciones complejas desarrolladas por los estudiantes en este segundo mapa. Esto dado, que se trata de datos que presentaron comportamiento no paramétrico, y puesto que se trató, como ya se ha dicho, de una muestra poco potente desde el punto de vista estadístico. Se planteó el problema estadísticamente para este caso así:

Los resultados ponen de manifiesto que existe una asociación significativa entre el entendimiento conceptual logrado en el 𝑡 2 y el número de relaciones complejas que se establecen en dicho momento (r =.807, n =13, p =.001). Por consiguiente, se puede verificar que existe una relación entre el desarrollo del entendimiento conceptual logrado por los estudiantes después de la instrucción y el número de relaciones conceptuales establecidas por estos en sus mapas desarrollados después de dicha intervención (Tabla 6).

Hallazgos desde lo cualitativo

A continuación se exponen los hallazgos obtenidos a partir del microanálisis efectuado línea por línea a los textos aportados por el grupo de estudiantes mediante la entrevista en profundidad (^{Coffey y Atkisson, 2003}; ^{Creswell, 2012}). Al hacer lectura de los comentarios de los estudiantes se percibe que aquellos que obtuvieron altos puntajes en el 𝑡 2 desarrollaron mayor número de relaciones complejas, en contraste con los estudiantes que obtuvieron bajos puntajes.

4.1.1. Organización jerárquica

En general, los estudiantes con puntuaciones bajas en los mapas, en el tiempo 2, presentan un entendimiento insuficiente del concepto, por cuanto no han logrado distinguir las relaciones entre célula y sus orgánulos, o entre la célula y los seres vivos. En cambio, los estudiantes con puntuaciones altas han logrado establecer relaciones entre la célula y otros conceptos, tales como procariotas y eucariotas, unicelulares y pluricelulares, autótrofos y heterótrofos, bacterias, plantas, entre otros. Y aunque las relaciones que establecen son simples, se perciben las jerarquías que establecen entre estos.

Para ilustrar, una estudiante con puntaje alto agrega:

“la célula es un microorganismo que tiene núcleo, citoplasma y membrana y la célula es necesaria para todos los seres vivos, porque todos los seres vivos tienen célula… la célula puede ser animal y vegetal y son diferentes” (ES53)

En este caso, se observa cómo establece jerarquía entre el concepto célula y el de los orgánulos celulares o las partes esenciales de toda célula, esto se visualiza en los dos niveles que muestra en su mapa.

4.1.2. Diferenciación Progresiva

Se evidencia diferenciación progresiva en el entendimiento conceptual logrado por el grupo participante en el 𝑡 2 en contraste con el 𝑡 1 , al verificar asimilación de los significados de conceptos como: unicelular y pluricelular, eucariota y procariota, entre otros. Asimismo, reconocimiento de nuevas relaciones conceptuales al relacionar estos conceptos nuevos con el concepto célula. Igualmente, en la subcategoría reorganización de las estructuras cognitivas se evidencia cómo una parte del grupo de estudiantes empiezan a concebir que las células tienen características comunes y diferentes según la clase de ser vivo que se considere. Para ejemplificar tal proceso, observe el siguiente texto: “la célula de las plantas tienen clorofila por eso es verde y hace su propio alimento, y la animal no” (ES54).

También en este otro comentario, es posible verificar cómo el aprendiz diferencia varios conceptos asociados con el concepto central estudiado, es decir, la célula. Igual de significativa es la capacidad del aprendiz para ilustrar lo que relaciona o asocia

La célula es la parte más pequeña que tiene un ser vivo y se divide en dos partes: procariota o eucariota. Procariota cuando no tienen núcleo, y eucariota cuando tienen núcleo. Ejemplo de células procariotas las bacterias y de eucariotas los seres vivos, los humanos (ES511).

De la misma forma, se verifica diferenciación progresiva y reorganización cognitiva en comentarios como: “La célula es la parte más pequeña de un ser vivo. Los seres vivos pueden ser pluricelulares, significa que tienen muchas células y unicelulares significa que tiene una célula” (ES59, comunicación personal, 4 de mayo, 2017). En contraste, una estudiante con puntajes bajos comenta: “La célula es núcleo, citoplasma, mitocondria, la célula es la bacteria… el núcleo es como una pared que mantiene a la célula” (ES57, comunicación personal, 4 de mayo, 2017).

Este comentario evidencia poca claridad respecto al concepto y poca diferenciación entre varios conceptos relacionados, tales como núcleo y orgánulos, así como bacterias.

4.1.3. Reconciliación integradora

Entre las características y, a su vez, subcategorías relacionadas con la reconciliación integradora que caracterizan el entendimiento conceptual de los participantes se encontraron: relaciones no apropiadas entre conceptos como: relaciones memorísticas y relaciones significativas. En cuanto a las relaciones memorísticas, es posible rastrear comentarios como: “la célula es núcleo, citoplasma, mitocondria. La célula es eh… este unas bacterias” (ES57, comunicación personal, 4 de mayo, 2017). En este caso, la estudiante no ha internalizado o conceptualizado significativamente el concepto célula. Por tanto, no lo diferencia, no es capaz de describir las relaciones de este con otros conceptos como bacterias o procariotas o eucariotas, y se limita simplemente a una definición memorística que ha escrito en su mapa.

El no desarrollar una adecuada diferenciación del concepto impide establecer reconciliaciones entre las estructuras o ideas previas que tenía de la célula y las que se requieren o son deseadas para poder lograr el entendimiento conceptual adecuado. En contraste, una estudiante con alta puntuación en sus mapas evidencia que ha establecido relaciones entre los conceptos nuevos, como eucariota, procariota y la célula, al señalar: “la célula se divide en eucariota y procariota. Eucariota significa que tienen núcleo y procariota significa que no tienen núcleo” (ES510). Destacar que estas últimas relaciones significativas fueron menos desarrolladas por colectivo estudiantil y estuvieron presentes solo en los mapas conceptuales que obtuvieron los puntajes más altos es interesante.

Es posible verificar el progreso de la reconciliación integradora al comparar las relaciones establecidas por un mismo participante al considerar los mapas desarrollados sobre el concepto célula para los dos tiempos. En el caso de los estudiantes con puntajes altos, se observó, tal como se comprobó con el análisis correlacional, la tendencia a desarrollar nuevo tipo de relaciones, es decir, asociar conceptos que ya forman parte de su estructura cognitiva con el concepto célula, lo cual se hace evidente en el mayor número de relaciones apropiadas y jerarquías establecidas en su mapa del t2 en contraste con el t1.

A modo de ilustración, los siguientes mapas conceptuales de un grupo de estudiantes que logró altos o bajos puntajes en los mapas, son evidencia de progresos o dificultades en el entendimiento conceptual según sea el caso. En la Figura 1 y posteriormente, en Figura 2, se visualizan, respectivamente, los mapas desarrollados por un estudiante con puntuación alta, y se contrastan durante el t1 y t2.

Fuente Figura 1 Elaboración propia a partir de mapa conceptual diseñado por una estudiante, 2020. Mapa conceptual elaborado por un estudiante de quinto grado C de la IETAC (ES50t1), sobre el concepto célula en el t1 

En este primer ejemplo, en el mapa t1 de la estudiante ES5010, se evidencia que el mapa es del tipo árbol según lo señalado por ^{Rivadulla-López, et al. (2016}), o también llamado lineal según López et al. (2014), este mapa sigue la estructura de ubicar el concepto central en la parte superior y los conceptos relacionados debajo. Tal estructura es común a la mayoría de los mapas analizados para los dos tiempos. Sin embargo, en este mapa t1, se percibe que el estudiante tiene poco entendimiento conceptual sobre la célula, en este caso hay ausencia de definición de atributos del concepto, y vale resaltar que es una característica común a todos los mapas elaborados por los participantes en el primer momento.

Otra característica común en los mapas elaborados en el t1, es que el total de los estudiantes establecen una relación entre célula- membrana-núcleo-citoplasma. Sin embargo, como se corrobora mediante las entrevistas, se trata de una relación memorística, puesto que no eran capaces de relacionar las partes elementales de la célula con alguna de sus funciones. Asimismo, los conectores utilizados para establecer la relación no son muy apropiados. En la mayoría de los casos no se establecen relaciones con los seres vivos como tales, así se observa en la Figura 1, y es una tendencia generalizada en los mapas del grupo de estudiantes.

En el caso de la Figura 2, se muestra el mapa desarrollado por la misma estudiante de la Figura 1 después de la intervención docente. A primera vista se contrasta con su progreso conceptual mediante las relaciones significativas que establece con otros conceptos. Esto se manifiesta en los diferentes niveles de jerarquía que establece en su mapa del t2. Aunque, evidentemente, la estructura del mapa sigue siendo de árbol, con el concepto de célula central y en la parte superior, se pueden diferenciar cinco niveles de jerarquía establecidos, lo cual es posible porque ha establecido relaciones apropiadas entre el concepto célula y otros conceptos.

Fuente Figura 2 Elaboración propia a partir de mapa conceptual diseñado por una estudiante 2020. Mapa conceptual elaborado por estudiante de quinto C de la IETAC (ES50t2), sobre el concepto célula en el t1 

Igualmente, tanto en este como en la mayoría de los mapas desarrollados en el t2 por el estudiantado con un nivel de entendimiento adecuado y con puntajes altos, hay definición de atributos del concepto célula. En este caso, la definen como la parte más pequeña del ser vivo. De esta manera, se visualizan relaciones semánticas apropiadas y de alto nivel, manifestando con ello relaciones conceptuales apropiadas y un nivel de diferenciación progresiva mayor al del t1 considerado escaso.

En la Figura 3, se observa que entre los mapas desarrollados por el estudiante no hubo cambios significativos, esto al no establecer nuevas relaciones entre conceptos. Igualmente, persistieron relaciones no apropiadas o memorísticas, particularmente, ausencia de atribuciones de significado al concepto célula, y la definió como formada por núcleo-membrana-citoplasma, pero desconoce las relaciones entre estos orgánulos celulares esenciales.

Fuente Figura 3 Elaboración propia a partir de mapa conceptual diseñado por un estudiante 2020. Mapas desarrollados pre y post a la intervención docente por estudiante (ES506t1 y ES506t2), que tipifican poco entendimiento conceptual 

En consecuencia, las unidades de significado de estos mapas tienen un nivel bajo, y esta es una característica común a todos los mapas del estudiantado que exhibió dificultades en el entendimiento conceptual, manifestado con las bajas puntuaciones asignadas a los mapas conceptuales desarrollados por este grupo estudiantil.

En la Figura 4, se percibe, de igual manera, progresos entre los mapas conceptuales del t1 y t2 de la estudiante ES503, al establecer mayores niveles de jerarquización, nuevos conceptos, nuevas relaciones conceptuales y ejemplos en el t2, lo cual evidencia mayores niveles de diferenciación conceptual. Por ejemplo, en el mapa del t1, se establecen tres niveles de jerarquización 1) se inicia con el concepto célula, luego 2) clasificación de seres vivos según sean unicelulares o pluricelulares, 3) posteriormente, clases de células según sean procariotas o eucariotas, y 3) finalmente, partes fundamentales de la célula. En el mapa del t2, en contraste, se establecen cuatro niveles de jerarquía y se incluyen aparte de los ya enunciados, la ejemplificación tanto de seres procariotas como eucariotas

Fuente:  Figura 4 Elaboración propia a partir de mapas conceptuales diseñados por una estudiante, 2020. Mapas desarrollados pre y post a la intervención docente por estudiante (ES503t1 y ES503t2), que tipifican mayores niveles de jerarquización, diferenciación progresiva y entendimiento conceptual al contrastar los t1 y t2 

Análisis de hallazgos

Inicialmente, las pruebas estadísticas demostraron que el entendimiento conceptual de los estudiantes sobre la célula se vio incrementado en el tiempo 2, en contraste con el tiempo 1, lo cual corrobora que los mapas conceptuales son apropiados para verificar este constructo del aprendizaje significativo. En este orden de ideas, se confirman conclusiones de las investigaciones referenciadas inicialmente con respecto a la incidencia positiva del empleo de los mapas conceptuales en el aprendizaje de conceptos científicos (^{Campbell 2016}; ^{Cañas y Novak 2006}; ^{Figueroa, Utria y Colpas 2006}; ^{Hermosillo y González, 2012}; ^{Moreira, 2012}; Novak y Gowin, 2002; ^{Sellmann, et al. 2015})

Al usarse, antes de la mediación del docente, los mapas junto con las entrevistas en profundidad permitieron explorar las ideas previas y los errores conceptuales de los estudiantes con respecto al concepto célula. Como resultado de estos hallazgos se confirma, tal como lo anotan ^{Sellmann et al. (2015}), que los mapas conceptuales son herramientas útiles para revelar las concepciones que tienen los estudiantes al ingresar a un aula, pero también permitieron identificar las estructuras de pensamiento que desarrollaron a lo largo del tiempo de instrucción (^{Tripto, Zvi Assaraf y Amit, 2018}). En palabras de ^{Novak y Gowin (2002}), “los mapas conceptuales desarrollados por los participantes proporcionaron “un resumen esquemático de todo lo que se ha aprendido” (p.33).

En este sentido, las ideas previas de los estudiantes convergen, en su mayoría, con definir la célula en función de sus partes esenciales membrana- núcleo- citoplasma. Sin embargo, se trata de una relación memorística, puesto que no son capaces de describir, desde su nivel de escolaridad, la relaciones, por ejemplo, funcionales, que se establecen entre la célula y dichas partes. De allí que, se puede acotar que los mapas conceptuales pueden ser usados tanto para una evaluación diagnóstica, que devele las ideas previas de los estudiantes sobre un tópico particular (^{Pineda y Afanador, 2015}; Sellman et al. 2015), así como para verificar el incremento del entendimiento conceptual después de la mediación del docente.

En cuanto a la caracterización de entendimiento conceptual, se puede afirmar que se observó que el grupo de estudiantes cuyos mapas tenían puntuaciones bajas se relacionaron con alcanzar poco entendimiento del concepto célula, evidenciado en los mapas y en las entrevistas por su tendencia a desarrollar relaciones de significados o semánticas de bajo nivel, lo que indica, a su vez, relaciones conceptuales sin distinción clara entre conceptos generales y específicos.

Este grupo de estudiantes desarrollaron mapas en donde no se distinguen claramente niveles jerárquicos entre los conceptos abordados, lo cual es evidencia, según lo señala ^{Moreira (2012}), de que han logrado poca interacción entre sus ideas previas y las que se han desarrollado en la instrucción docente, es decir, el aprendizaje significativo del concepto célula no se ha verificado como exitosamente.

Igualmente, los niveles de diferenciación progresiva de este grupo de estudiantes se hacen explícitos en su poca asimilación de los significados de los conceptos, y, en consecuencia desarrollan un nivel bajo de relaciones conceptuales graficados en sus mapas. De modo similar, se evidencia la escaza reorganización de su estructura cognitiva. En efecto, por ejemplo, no distinguen entre el concepto de célula y orgánulos celulares, o confunden las funciones básicas de los componentes celulares esenciales.

En contraste, estudiantes con altas puntuaciones en sus mapas exhiben una organización jerárquica progresiva al comparar entre en t1 y t2, es decir, aunque establecieron relaciones generales, también desarrollaron relaciones de discriminación entre un concepto general y uno menos inclusivo, lo cual evidencia un nivel de progreso en el grado de entendimiento conceptual, hecho que va en la misma línea de resultados de investigaciones como las de ^{Figueroa et al. (2006}), y ^{Pineda y Afanador (2015}).

Por ello en primer lugar, es posible verificar en los mapas desarrollados por este grupo de estudiantes, que establecen diferentes niveles de jerarquía. Por ejemplo, bajo el concepto célula subsumieron conceptos tales como unicelulares, pluricelulares, y, a su vez, bajo estos otros conceptos como bacterias, animales y plantas respectivamente. En otras palabras, su nivel de jerarquización conceptual es evidente.

En segundo lugar, en cuanto a la diferenciación progresiva, la tendencia en el estudiantado con altos puntajes en sus mapas, se inclina hacia reconocer nuevos conceptos, como procariota, eucariota, autótrofos, unicelular, o pluricelular, material genético. Es decir, han logrado una mayor especificidad de significados y conceptos, lo cual, según ^{Ausubel, Hanesian y Novak (1983}), indica que este grupo de estudiantes ha internalizado o aprendido de forma significativa el concepto abordado.

En tercer lugar, respecto a la reconciliación integradora, característica de un entendimiento conceptual significativo, y que en un mapa conceptual se representan mediante los entrecruzamientos, se percibió que el grupo de estudiantes con puntuaciones bajas no desarrolló este tipo de relaciones. En contraste, aquellos con puntuaciones altas desarrollaron mayor número de entrecruzamientos.

Adviértase que los entrecruzamientos no fueron muy comunes. Los hallazgos convergen con los de ^{Pineda y Afanador (2015}), quienes señalan que la mayoría de los estudiantes tienen dificultades en comprender las relaciones entre las estructuras celulares y sus funciones. Por ello, aquellos estudiantes con puntuaciones bajas en sus mapas, no efectuaron entrecruzamientos conceptuales a diferencia del grupo de estudiantes que establecieron nuevas relaciones. Tal es el caso, de un grupo de estudiantes que reconoció a la célula como contenedora del material genético. En la figura 3, se ejemplifica un contraste de los mapas desarrollados en los dos tiempos por un estudiante con dificultades en el entendimiento conceptual del concepto célula, y en consecuencia una baja puntuación.

Consideraciones finales

En este aparte se busca apuntar, finalmente, al cuarto objetivo planteado dentro de la investigación llevada a cabo. Como resultado de un proceso de reflexión por parte de la persona cognoscente y a partir de los resultados cualitativos y su posterior análisis se desarrollaron las siguientes consideraciones:

Los mapas conceptuales son construcciones de cada sujeto que representan el resultado de su cognición, de tal modo que plasman, mediante palabras o preposiciones, relaciones, correlaciones e interrelaciones, y jerarquías entre conceptos y procesos.

Como estrategias de aprendizaje los mapas conceptuales exigen de práctica y de una adecuada orientación acerca de su construcción. Solo de esta manera es posible su uso para apoyar los procesos de comprensión que desarrolla el estudiantado.

Los mapas conceptuales combinados con entrevistas a profundidad son efectivos para usarlos en la evaluación diagnóstica o en explorar las ideas previas de quienes aprenden. Por cuanto tienen un carácter idiosincrático, permiten develar no solo las concepciones o ideas previas del estudiantado con respecto al concepto estudiado, sino aproximarse a la estructuración cognitiva desarrollada por cada uno de ellos sobre este concepto.

Igualmente, se constata que los mapas conceptuales junto con entrevistas a profundidad permiten dar cuenta de las características del entendimiento conceptual logrado por un grupo estudiantil. Es decir, permiten al docente verificar si uno o una estudiante logró un cambio conceptual, o lo que es lo mismo desde la teoría ausbeliana, verificar si aprendió o no significativamente un concepto. Para ello, es necesario leer los mapas a la luz de las categorías emergidas de la teoría de aprendizaje significativo, tales como: jerarquización, diferenciación progresiva y reconciliación integradora.

Por esta razón, es importante que el profesorado particularmente de Ciencias, considere seriamente el uso intencional de los mapas como herramientas de exploración, consolidación y evaluación de aprendizajes.