MANUAL PARA CONSTRUCTORES DE PREGUNTAS
PRUEBA INTERMEDIA DE CIENCIAS BÁSICAS EN INGENIERÍA AREA DE BIOLOGIA Septiembre de 20061
E
ste manual presenta los elementos básicos a tener en cuenta para la construcción de preguntas de la prueba intermedia de ciencias básicas en ingeniería, presenta los siguientes puntos: 1. Competencias; 2. Dominios conceptuales; 3. Estructura de prueba; 4. Formato de preguntas; 5. Indicaciones para construir las preguntas; 6. Ejemplos de preguntas. 1. Competencias Genéricas
E
l marco general que se plantea asume tres competencias genéricas como objeto de evaluación, las cuales a su vez se expresan en las competencias específicas propias de cada área.
Capacidad de abstracción, análisis y síntesis La abstracción es entendida como el proceso mental mediante el cual se determinan características comunes a diferentes objetos o las relaciones existentes entre ellos, la materialización de esa característica o relaciones mediante ideas y la posibilidad de trabajar con las ideas independientemente de los objetos que están representados por ellas. La abstracción implica descubrir patrones que ordenan diferentes aspectos de la realidad, ordenar e interpretar el caos de datos, crear ecuaciones, modelos, analogías y metáforas, así como la creatividad para presentar estructuras generales de conocimiento. En cualquier proceso de abstracción está implícito el análisis y la síntesis. El análisis consistente en dividir el todo en tantas partes como se pueda, hasta llegar a los elementos más simples. Este proceso de análisis es el que permite la identificación de variables, constantes, parámetros, sus interrelaciones y la identificación de la teoría que se puede aplicar para resolver un problema. La capacidad de análisis está relacionada con todo aquello que nos permite extraer conclusiones y predicciones a partir de la información que se tiene, es decir que el análisis nos permite comprender mejor la situación y proyectar un plan para su solución. La síntesis es la construcción de un todo a partir de los distintos elementos que implica evidenciar la capacidad de pensar la realidad en compartimentos separados. La construcción se puede realizar uniendo las partes, fusionándolas u organizándolas de diversas maneras a la luz de teorías específicas. La síntesis es la que nos permite entregar resultados precisos en situaciones concretas o de diversas abstracciones en un solo cuerpo coherente o establecer proyectos viables para resolver situaciones de la vida real. 1
Elaborado por Ps. Olga Rosalba Rodríguez a partir del marco conceptual elaborado por las profesoras Carmen Piña y Luz Pardo.
1
En ninguna de las ciencias básicas se considera que la abstracción, el análisis y la síntesis se puedan evaluar de manera independiente. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica La aplicación de los conocimientos en la práctica es una competencia más exigente que la anterior porque no solo se necesita el conocimiento, sino hacer transferencia del mismo a diversas situaciones. La transferencia del conocimiento o de la habilidad adquirida se define como la utilización del conocimiento adquirido a una situación, para realizar una tarea que no es un cálculo directo o aplicación algorítmica de teorías preestablecidas. En el campo de la Biología implica relacionar los saberes con las condiciones del entorno, encontrar las causas científicas o explicaciones disciplinares para fenómenos observados en la realidad cotidiana o de desempeño laboral y enfocar los conocimientos como soluciones a los diversos componentes de un problema de la realidad. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Un problema es una situación que debe ser resuelta y quién la intenta resolver no conoce el camino de la solución, pero desea resolverla. Este tipo de problema es lo que se conoce como un problema abierto y es muy complicado de evaluar en una prueba como la que se está planeando. Dado lo anterior, para esta prueba se define un problema como una situación en la que el estudiante posiblemente conoce el camino a seguir, teniendo que construir todos los sistemas de representación que necesite para poder dar solución a dicha situación En el caso de biología se aludiría a las relaciones entre variables independientes, dependientes e intervinientes que permitan la planificación de alternativas de solución con criterios bioéticos y de efecto ambiental positivo o de mínimo riesgo. Concretamente la diferencia entre aplicar los conocimientos en la práctica e identificar, plantear y resolver problemas depende de la cantidad y calidad de la información que se le de en el enunciado del problema. En ambos casos debe hacerse transferencia de conocimiento, en el primer caso se le da más información de forma tal que se le sugiere directamente qué camino seguir para resolver la situación y en el segundo no. 2. Dominios Conceptuales Características de los Seres Vivos. Este dominio hace referencia al origen de la vida y la explicación acerca de la biodiversidad inagotable de los seres vivos. Incluye: Características diferenciales de los seres vivos. Relaciones de estructura y función en cada nivel de organización biológica: Biomoléculas, células, tejidos, órganos, sistemas, organismos Genética y sus derivaciones: la ingeniería genética (biotecnología). Cómo se transmite y se conserva o muta la información de las características internas y externas de cada organismo. Campo de estudio: la genética y sus derivaciones: la ingeniería genética (biotecnología). Hacen parte de este dominio: Mecanismos reproductivos y de herencia.
2
Ecología y Medio Ambiente. Poblaciones, ecosistemas, biosfera, mecanismos de eficiencia y equilibrio biológico intraespecie e interespecies. gestión los recursos biológicos de manera sostenible y ambientalmente limpia. Campos de estudio: biotipos, interacciones en los sistemas ecológicos, ambiente planetario y biosfera sistemas de descontaminación, biorremediación y recuperación criterios sobre impacto de las biotecnologías, 3. Estructura de prueba La combinación de las competencias y las competencias se concreta en la estructura de prueba que se relaciona a continuación. Dominios conceptuales
Competencias genéricas
Competencias específicas
1. Características de Capacidad de Capacidad de representar conceptual o los seres vivos. abstracción, gráficamente elementos y variables análisis, biológicas, con habilidad para describir sus Relaciones de estructura y interpretación y relaciones. función en cada nivel de síntesis organización biológica: Capacidad para identificar las variables Biomoléculas, células, Capacidad de biológicas de un proceso y entender las tejidos, órganos, sistemas, Aplicación de los relaciones entre ellas organismos. conocimientos en la práctica Capacidad para describir y definir el comportamiento de las variables biológicas a Capacidad para partir de representaciones gráficas. Identificar, plantear y Capacidad de analizar y sintetizar las resolver relaciones entre las variables biológicas para problemas entender los mecanismos biológicos en sus partes y en su totalidad. Capacidad para representar elementos, variables o procesos biológicos mediante gráficas Capacidad para comprender el funcionamiento de los sistemas biológicos a través del uso de ejemplos, analogías y metáforas.
3
2. Mecanismos reproductivos herencia.
y Capacidad de abstracción, análisis, Cómo se transmite y se interpretación y conserva o muta la síntesis información de las características internas y Capacidad de externas de cada Aplicación de los organismo. Campo de conocimientos en estudio: la genética y sus la práctica derivaciones: la ingeniería genética (biotecnología). Capacidad para Hacen parte de este Identificar, dominio: Mecanismos plantear y reproductivos y de resolver herencia, variabilidad problemas genética.
3. Ecología y Medio Ambiente. Capacidad de abstracción, Ciclos de elementos con análisis, roles biológicos interpretación y síntesis Cadenas tróficas Capacidad de Interacciones ecosistémicas Aplicación de los conocimientos en Mecanismos de eficiencia y la práctica equilibrio biológico intraespecie e Capacidad para interespecies. Identificar, plantear y Biodiversidad resolver problemas Sistemas de descontaminación
Capacidad de interactuar con comportamientos biológicos sin deteriorar su equilibrio ambiental o fisiológico. Capacidad de inferir sobre posibles resultados de aplicación del conocimiento sobre la interacción de los organismos con sus nichos ecológicos, entender los comportamientos biológicos y conjeturar sobre el efecto de las intervenciones humanas en ecosistemas específicos y en ecosistemas estratégicos Capacidad para identificar soluciones eficientes para medios biológicos, tales como la recuperación de equilibrios ambientales y de homeostasia de los seres vivos.
de
Capacidad para identificar las variables, elementos o factores implicados en un problema
Sistemas de recuperación
Capacidad para valorar y aplicar criterios en la resolución de problemas, en un marco
Sistemas biorremediación
4
de normalización parámetros fisiológicos
de
Criterios sobre impacto de las biotecnologías Parámetros de comportamiento y manejo de microorganismos Parámetros ecológicos para diseño de sistemas de gestión ambiental
bioético para el manejo de la biodiversidad. Capacidad para analizar las interacciones entre los elementos o variables implicadas en un problema para planificar intervenciones de mínimo impacto ecológico o acciones de biorremediación. Capacidad para interpretar, comprender y representar problemas de interacción organismos-medio ambiente-factores de cambio ecosistémico. Capacidad de Analizar e inferir los posibles resultados de la intervención en estos elementos o variables Capacidad de comparar alternativas de solución al problema, con valores agregados de recuperación o fortalecimiento de resiliencia para elementos fundamentales de los ecosistemas estratégicos.
4. Formato de preguntas
E
l formato de pregunta que se usa en la prueba se denomina: Pregunta dependiente de un contexto. En este formato se presenta un contexto y varias preguntas que se contestan a partir de la información presentada en el mismo.
La estructura de la pregunta es Contexto: representa la situación marco de las preguntas. El contexto incluye representaciones pictóricas como gráficas, tablas de datos, fotografías, esquemas, figuras, mapas o similares; conjunto de problemas, ensayos o textos a partir de los cuales se generan una o varias preguntas. Enunciado: frase en forma afirmativa que presenta la situación que debe ser respondida o resuelta. Opciones de respuesta: son las respuestas posibles al enunciado. Se consideran como respuestas incorrectas. Respuesta Correcta: la opción que se considera responde adecuadamente el enunciado. La siguiente pregunta tomada del ECAES de ingeniería de 2005-2006 ejemplifica el formato. CONTEXTO
5
Considere un tanque en forma de prisma recto de área A b en la base que tiene una salida redondeada y taponada de área A s cerca a la base. Este tanque contiene agua hasta una altura inicial H o medida desde el orificio de salida y se alimenta con un chorro de agua de área A o que ingresa al tanque con velocidad vo. Se asume que la densidad del agua y la aceleración g de la gravedad son constantes. La superficie del agua se estima libre de ondulaciones y a una distancia desde el orificio que no afecta el flujo por el orificio si llegara a retirarse el tapón. Cuando la altura de la superficie es h y se destapa el orificio la velocidad de salida del agua es 2 gh . Pregunta 1 ENUNCIADO La velocidad de ascenso del nivel de agua en el tanque es
OPCIONES DE RESPUESTA
Pregunta 2 ENUNCIADO Considere que desde el principio se retira el tapón del orificio. En estas circunstancias la expresión que permite calcular la velocidad de salida por el orificio, vs, con el paso del tiempo t es
a. v o
Ao Ab
b. v o
Ab Ao
a.
A 2 g H o vo o t Ab
vo
Ao As
b.
A A 2 g v o o 2 gH o s t Ab Ab
d. v o
As Ab
c.
2 g H o
2 2 g As A t vo o t 2 Ab Ab
d.
2 g H o
2 2 g Ab A t vo o t 2 As Ab
c.
OPCIONES DE RESPUESTA
RESPUESTA CORRECTA: a
RESPUESTA CORRECTA: c 5. Indicaciones para la construcción de preguntas
A
lgunas consideraciones que se deben tener en cuenta para la Construcción de las preguntas que conforman una prueba objetiva son:
En el enunciado y Contexto a. Garantizar que es claro, preciso y pertinente. b. Evitar hacer preguntas sobre aspecto muy general o muy específico, siempre garantizando que se indaga por un aspecto relevante.
6
c. Incluir solo la información que se considere necesaria para resolver las distintas preguntas. d. Presentar en el enunciado un solo problema o situación. En las opciones a. Redactar todas las opciones con la misma extensión, el mismo lenguaje y enfoque conceptual buscando que estas completen de forma coherente el enunciado planteado. b. No utilizar en las opciones las mismas palabras significativas que se utilizaron en el enunciado. c. No utilizar expresiones como ninguna de las anteriores, todas las anteriores, o más de una de las anteriores, así como el uso de determinantes tales como siempre y nunca. d. Ordenar las opciones de acuerdo al orden natural que poseen, como en el caso de fechas, o resultados numéricos; revisando que el orden que se plantea no presente alguna indicación o sugerencia de la respuesta correcta. e. Redactarlas de modo que sean posibles para quien no tiene ese nivel de competencia, para ello es necesario que tenga en cuenta las razones por las cuales podría ser seleccionado. De las preguntas en general a. Utilizar número para designar las preguntas y letras para designar las opciones. b. Evitar el uso de negación en el enunciado o en las opciones de respuesta. c. Utilizar un lenguaje claro y adecuado al nivel de los estudiantes que van a ser evaluados. d. Asegurarse de que la pregunta tiene respuesta. e. Evitar preguntar de opiniones, en caso de que se usen citar fuentes o textos de las que provienen. f. Buscar la independencia entre las preguntas, es decir que el planteamiento de una pregunta o su resolución no se convierta en ayuda para responder otra. g. Asegurarse de que las respuestas correctas en la prueba no sigue ningún patrón en particular, p.e. siempre considerar que la c es la respuesta adecuada. Es importante anotar que las opciones de respuesta se construyen a partir de distintas aproximaciones conceptuales a un mismo problema, en algunas ocasiones estos se pueden ver como resultado producto de una operación con información incompleta o una visión disciplinar no vigente.
7
6. Ejemplos de preguntas Pregunta 1 El siguiente esquema ilustra una célula animal en la cual se muestran algunas estructuras celulares: (1) nucléolo (2) núcleo (3) ribosomas (4) vesícula (5) retículo endoplásmico rugoso (REr) (6) aparato de Golgi (7) cito esqueleto (8) retículo endoplásmico liso (REl) (9) mitocondrias (10) vacuola (11) citoplasma (12) lisosoma (13) centríolos
La secreción de una hormona de naturaleza proteica implica eventos de flujo de información y síntesis de moléculas con iteraciones en la siguiente secuencia: A. 1 – 2 - 3 - 4 – exterior B. 2 – 1 – 5 -6 – exterior C 1 – 2 - 3 - 10 – exterior D. 1 – 2 – 5 -6 – exterior La respuesta correcta es B. ya que la información esta almacenada en el núcleo, se transcribe al mRNA en el nucleolo, la síntesis de la hormona o su precursor se realiza en el retículo endoplásmico rugoso, pasa al sistema de Golgi y se exporta como vesículas que se fusionan con la membrana plasmática. Esta pregunta permite evaluar la capacidad de abstracción interpretación y síntesis, puesto que debe interpretar la relación existente entre los diferentes organoides desde el punto de vista funcional y diseñar una ruta para el flujo de información y materia desde el interior al exterior de la célula.
8
Pregunta 2 El color rojo en las flores de una planta es dominante sobre el color blanco. Las más apreciadas en el mercado son las flores rojas. Para hacer un cultivo extensivo por polinización artificial es necesario conocer el genotipo de las plantas dadoras del polen, la cuales deben ser homocigotas dominantes. Para determinar si una planta es apta como dadora del polen es necesario hacer unos cruces experimentales polinizando una planta A. Homocigota de flores rojas. Si todas las semillas producen plantas con flores rojas, la utilizara para otros cruces. B. Heterocigota de flores rojas Si todas las semillas producen plantas con flores rojas, la utilizara para otros cruces. C. Con flores rojas sin importar el genotipo Si todas las semillas producen plantas con flores rojas, la utilizara para otros cruces. D. Con flores blancas. Si las semillas producen plantas con flores blancas, la descarta para otros cruces. La respuesta correcta es D puesto que de llegarse a producir plantas de flores blancas, el genotipo del dador sería heterocigoto y no serviría para la finalidad propuesta. Esta pregunta evalúa la competencia en la capacidad de identificar plantear y resolver problemas puesto que requiere que identifique el problema, la determinación del genotipo mediante cruces genéticos y plantee una solución al mismo y sea capaz de predecir los resultados. Pregunta 3 Una solución buffer, tampón o amortiguadora, es aquella capaz de mantener el pH constante ante pequeñas adiciones de ácidos o bases. Su comportamiento se rige por la ecuación de Henderson Hasselbalch:
pH pK a log
base conjugada ácido
Uno de los sistemas mas importantes de amortiguación del pH sanguíneo es bicarbonato / ácido carbónico. El pH de la sangre es 7,4 y el pK del ácido carbónico es 6,1. Si el par ácido carbónico bicarbonato fuese el único amortiguador de la sangre, al duplicarse la concentración de bicarbonato sin modificar la de ácido carbónico, el pH de la sangre: A. disminuiría en 2 unidades B. disminuiría en ( Log 2 ) unidades C. aumentaría en ( Log 2 ) unidades D. aumentaría en 2 unidades. La respuesta correcta es C, ya que el bicarbonato es la base conjugada del par. Esta pregunta evalúa la capacidad para identificar y resolver problemas numéricos asociados con necesidades biológicas
9