La modelización reflexiva de la inmunidad y las vacunas en la enseñanza secundaria obligatoria

Abstract

La inmunología constituye un ámbito de especial relevancia para la educación científica de la ciudadanía, tanto por su complejidad conceptual como por su impacto social. Sin embargo, su enseñanza en la educación secundaria obligatoria presenta dificultades relacionadas con la fragmentación de los contenidos, la escasa implicación del alumnado en prácticas de modelización y el tratamiento limitado de las dimensiones sociocientíficas vinculadas a la vacunación. En este contexto, la presente tesis doctoral tiene como objetivo diseñar, implementar y analizar una propuesta didáctica basada en la modelización de la inmunidad y las vacunas en 3.º de Educación Secundaria Obligatoria. La investigación se enmarca en la investigación basada en diseño y se articula en tres estudios complementarios: un estudio preliminar de carácter exploratorio, un estudio de diseño e implementación y un estudio retrospectivo. En la fase preliminar se analiza el tratamiento de la inmunidad y las vacunas en la enseñanza habitual en la educación secundaria y los antecedentes en las investigaciones didácticas. A partir de este análisis se define un modelo escolar de inmunidad y vacunas de referencia, organizado en variables de progreso coherentes con el desarrollo cognitivo del alumnado. En la fase de diseño e implementación se desarrolla una secuencia de enseñanza-aprendizaje basada en la modelización, orientada por tres principios de diseño: aprendizaje basado en la modelización, integración de cuestiones sociocientíficas y andamiaje docente. La secuencia se implementó en contextos reales de aula a cargo de dos profesoras de Biología y Geología ajenas al equipo investigador, lo que permite analizar su viabilidad y transferibilidad. El estudio retrospectivo analiza la evolución de los modelos del alumnado sobre la inmunidad y las vacunas, así como los procesos de modelización puestos en marcha durante la secuencia. Los resultados muestran un progreso general en las variables del modelo escolar. Asimismo, se observa un avance en la comprensión de la naturaleza de los modelos científicos, si bien limitado a las dimensiones trabajadas explícitamente, lo que señala líneas de mejora para futuras intervenciones. En conjunto, la tesis aporta evidencias sobre el potencial de la modelización reflexiva para la enseñanza de la inmunidad y las vacunas en la educación secundaria obligatoria, así como principios y herramientas de diseño transferibles a otros contextos educativos.

Immunology is a particularly relevant field for the scientific education of citizens, both because of its conceptual complexity and its social impact. However, teaching immunology in compulsory secondary education faces challenges related to fragmented content, limited student engagement in modelling activities, and insufficient attention to the socio-scientific dimensions of vaccination. In this context, the present doctoral thesis aims to design, implement, and evaluate a modelling-based teaching– learning sequence on immunity and vaccines for 9th-grade students (3rd year of Compulsory Secondary Education). The research is framed within design-based research and is structured around three complementary studies: a preliminary exploratory study, a design and implementation study, and a retrospective study. In the preliminary phase, the treatment of immunity and vaccines in conventional secondary education and prior research in science education are analysed. Based on this analysis, a school model of immunity and vaccines is defined as a reference, organized into progress variables aligned with students’ cognitive development. In the design and implementation phase, a modelling-based teaching–learning sequence is developed, guided by three design principles: modelling-based learning, integration of socio-scientific issues, and teacher scaffolding. The sequence was implemented in real classroom contexts by two Biology and Geology teachers who were external to the research team, allowing an assessment of its feasibility and transferability. The retrospective study examines the evolution of students’ understanding of the immunity and vaccines model, as well as the modelling processes activated during the sequence. The results indicate overall progress in the school model variables. Furthermore, gains in understanding the nature of scientific models were observed, although limited to the dimensions explicitly addressed, highlighting areas for improvement in future interventions. Overall, the thesis provides evidence of the potential of reflective modelling for teaching immunity and vaccines in compulsory secondary education and identifies design principles and tools that can be transferred to other educational contexts.