RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 1
A METÁFORA DA COMUNICAÇÃO NA COMPREENSÃO DO CONCEITO DE
INFORMAÇÃO GENÉTICA: UMA INVESTIGAÇÃO DA FORMAÇÃO INICIAL DE
PROFESSORES DE CIÊNCIAS E BIOLOGIA
LA METÁFORA DE COMUNICACIÓN EN LA COMPRENSIÓN DEL CONCEPTO DE
INFORMACIÓN GENÉTICA: UNA INVESTIGACIÓN DE FORMACIÓN INICIAL DE
PROFESORES DE CIENCIAS Y BIOLOGÍA
THE METAPHOR OF COMMUNICATION IN GENETIC INFORMATION
CONCEPTUAL COMPREHENSION: AN INVESTIGATION IN INITIAL SCIENCE
AND BIOLOGY TEACHER EDUCATION
Matheus GANIKO-DUTRA1
e-mail: matheus.ganiko@unesp.br
Beatriz CESCHIM2
e-mail: beatriz.ceschim@unesp.br
Ana Maria de Andrade CALDEIRA3
e-mail: ana.caldeira@unesp.br
Como referenciar este artigo:
GANIKO-DUTRA, M.; CESCHIM, B.; CALDEIRA, A. M. A. A
metáfora da comunicação na compreensão do conceito de
informação genética: Uma investigação da formação inicial de
professores de Ciências e Biologia. Revista Ibero-Americana de
Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-
ISSN: 1982-5587. DOI:
https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375
| Submetido em: 14/06/2023
| Revisões requeridas em: 22/08/2023
| Aprovado em: 18/09/2023
| Publicado em: 17/10/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Executivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru – SP – Brasil. Doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em
Educação para a Ciência.
2
Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), Ilhéus – BA – Brasil. Docente na Área de Ensino de Biologia do
Departamento de Ciências Biológicas. Doutorado em Educação para Ciência (UNESP).
3
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru – SP – Brasil. Docente no Programa de Pós-Graduação em
Educação para a Ciência. Doutorado em Educação (UNESP). Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq -
Nível 1C.
A metáfora da comunicação na compreensão do conceito de informação genética: Uma investigação da formação inicial de professores de
Ciências e Biologia
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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RESUMO: O conceito de informação genética é de relevância para a compreensão de
problemas socioambientais, como organismos geneticamente modificados e terapia gênica.
Levando em consideração a possibilidade de esse conceito causar distorções conceituais por
metáfora na aprendizagem, objetivamos descrever quais são as concepções de informação
genética de professores de Biologia em formação e como suas compreensões foram
modificadas ao longo de reflexões científicas e filosóficas. Coletamos dados por meio de
questionários, entrevistas em grupo e representações individuais. Identificamos que professores
em formação compreendiam a informação genética em termos metafóricos, avançaram para
uma rejeição completa da metáfora e atingiram um ponto de equilíbrio no encerramento,
exibindo compreensões compatíveis com o conceito científico proposto, apesar de exibirem
uma combinação de perfis conceituais. Propusemos critérios linguísticos para utilizar a
metáfora no ensino e para identificar o uso denotativo do termo. Oferecemos um quadro de
assertivas para diagnóstico de concepções e indicamos implicações didáticas.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino de Biologia. Ensino de Genética. Informação. Metáfora.
Linguagem.
RESUMEN: El concepto de información genética es importante para el discernimiento de
problemas socioambientales, como los organismos genéticamente modificados y la terapia
génica. Habiendo en cuenta la posibilidad de que este concepto provoque deformes
conceptuales por metáfora en el aprendizaje, nos proponemos describir cuáles son las
concepciones de la información genética de los profesores de Biología en formación y cómo se
han modificado sus conocimientos a lo largo de las reflexiones científicas y filosóficas. Los
datos se coleccionaron a través de cuestionarios, entrevistas grupales y representaciones
individuales. Identificamos que los docentes en formación entendían la información genética
en términos metafóricos, avanzaban hacia un rechazo total de la metáfora y lograban un punto
de equilibrio al final, exhibiendo comprensiones compatibles con el concepto científico
propuesto, a pesar de exhibir una combinación de perfiles conceptuales. Propusimos criterios
lingüísticos para el uso de la metáfora en la enseñanza e identificar el uso denotativo del
término. Ofrecemos un marco de aserciones para el diagnóstico de las concepciones e
indicamos implicaciones didácticas.
PALABRAS CLAVE: Enseñanza de Biología. Enseñanza de Genética. Información. Metáfora.
Lenguaje.
ABSTRACT: In the present context of technological sophistication, Science Education might
train citizens to be able to participate in individual and collective decision making. The concept
of genetic information is relevant for the comprehension of socioenvironmental problems, such
as genetic modified organisms and genic therapy, for example. Considering the possibility of
this concept to provoke misconceptions by metaphor in learning, we aimed describing which
are the conceptions of genetic information from Biology teachers in training and how these
conceptions changed through scientific and philosophical conversation sessions. We collected
data using questionnaires, group interviews and individual representations. We identified that
teachers in training comprehended genetic information in metaphorical terms, moved forward
to a complete rejection of the metaphor and reached a balancing point in the end, exhibiting
comprehensions compatible with the proposed scientific concept, although some showed a
combination of different conceptual profiles.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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KEYWORDS: Biology Teaching. Science Teaching. Information. Metaphor. Language.
Introdução
A Educação relacionada à Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA) tem por
objetivo aperfeiçoar o letramento científico. Nesse sentido, ela orienta os conteúdos e
procedimentos curriculares para possibilitar a aprendizagem de tópicos que contribuam para a
tomada de melhores decisões frente à natureza e aos problemas socioambientais (RICARDO,
2007; SANTOS; MORTIMER, 2000; SASSERON; CARVALHO, 2011). Nessa abordagem,
os problemas socioambientais são os contextos de aprendizagem, enquanto os conceitos
científicos e tecnológicos constituem os saberes de referência (SANTOS; MORTIMER, 2000).
Um dos temas mais importantes da Biologia é o Ensino de Genética, uma área que
contribui para posicionar os estudantes acerca de questões como: organismos geneticamente
modificados, vacinas de DNA e RNA, terapia gênica, edição de genes e a própria teoria
evolutiva. Dentre os conceitos necessários para a interpretação destes cenários de tomada de
decisão está o conceito de informação genética. Apesar da relevância atestada pela ampla
ocorrência do termo nos materiais didáticos, observa-se a falta de consenso acerca de sua
definição no debate filosófico e científico (GANIKO-DUTRA, 2021). Nesse mesmo momento,
indicamos a possibilidade de este termo causar distorções conceituais devido a ele ser,
possivelmente, de natureza conotativa. Para evitar distorções conceituais e, portanto, assegurar
que os estudantes tenham acesso a termos mais precisos, propomos uma investigação sobre as
concepções de professores de Biologia acerca do termo informação genética.
Assim, tendo em vista que o conceito de informação é um saber de referência para a
compreensão e enfrentamento dos problemas socioambientais anteriormente citados, este
trabalho tem como objetivo inicial diagnosticar as concepções prévias de informação genética
correntemente disseminadas por graduandos dos cursos de licenciatura em Ciências Biológicas.
Uma segunda abordagem mostrou como as compreensões desses licenciandos acerca do tema
foram se tornando mais precisas ao longo das atividades propostas, no sentido de clarificar o
conceito sob os pontos de vista científico e filosófico. Finalmente, propomos uma reflexão
quanto à relação pensamento-linguagem de natureza metafórica e às distorções conceituais
indesejáveis que elas aportaram.
A metáfora da comunicação na compreensão do conceito de informação genética: Uma investigação da formação inicial de professores de
Ciências e Biologia
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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O conceito de informação genética
A palavra informação é um dos princípios fundamentais da Biologia, sendo um
importante conceito estruturante para esta ciência. De acordo com Scheiner (2010), ele pode
ser sintetizado no enunciado: “a vida requer um sistema para armazenar, usar e transmitir
informação”. Neste contexto, a expressão mais evidente da presença da palavra informação nos
fenômenos biológicos se dá nos âmbitos da Genética e da Biologia Molecular.
Apesar da evidente importância, esse conceito vem sendo amplamente discutido a partir
de diversos pontos de vista epistemológicos, porém, sem consenso aparente. Sem o objetivo de
aprofundar a discussão neste momento, indicamos parte da diversidade de abordagens existente
para interpretação do conceito: (I) informação causal (GODFREY-SMITH, 2008; SHANNON,
1948); (II) informação semântica (GODFREY-SMITH, 2008; MAYNARD SMITH, 2000;
SHEA, 2007; 2011; STEGMANN, 2004); (III) informação reificada (WILLIAMS, 1992); (IV)
informação transmissiva (BERGSTROM; ROSVALL, 2011; GODFREY-SMITH, 2011;
MACLAURIN, 2011; STEGMANN, 2014); (V) informação evolutiva (KOONIN, 2016); (VI)
informação fictícia (LEVY, 2011); e (VII) jogos de sinalização (PLANER, 2014).
No âmbito da Genética identificamos, pelo menos, as quatro seguintes acepções
relativas ao termo informação, o que caracteriza uma polissemia (GANIKO-DUTRA, 2021).
Trata-se das referências: (1) a dados moleculares, como estrutura e medidas quantitativas; (2)
aos ácidos nucleicos; (3) a sinais provenientes do ambiente que interagem com os ácidos
nucleicos; e (4) à prática científica. Como o termo também pode derivar para uma possível
metáfora (GANIKO-DUTRA, 2021), ele será utilizado no sentido: (a) de um processo que
estabelece relação de correspondência entre dois objetos; e (b) do objeto informado.
A maior parte dos autores concebem o termo informação genética a partir de uma
relação pensamento-linguagem denotativa, mas alguns, como Levy (2011) e Maturana e Varela
(2001), o consideram como uma metáfora. Levy (2011) propõe até sua eliminação na Biologia
devido à falta de plausibilidade semântica para designar funções evolutivas, permanecendo
válido somente para explicações proximais. Apesar de se postular a dimensão evolutiva da
informação, quando se questiona acerca de seus efeitos nos organismos, as explicações,
frequentemente, são fisiológicas (idem). Sua crítica ainda chama a atenção para o caráter
intencional do termo, e até para o tom das explicações em que ele ocorre, frequentemente
acompanhado de aspas.
Maturana e Varela (2001, p. 218) afirmam que não existe “informação transmitida” em
Biologia, indicando que essa interpretação é concebida a partir da metáfora de que a
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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comunicação é um tubo: “a comunicação é algo que se produz num ponto, é levado por um
conduto (ou tubo) e entregue em outro extremo, o receptor” (sic!). Segundo Levy (2011), as
características das descrições informacionais são: a direcionalidade, uma vez que há um emissor
que envia um fator intermediário para um receptor; a correspondência entre partes distintas de
dois sistemas; e a agência dos emissores e receptores em detrimento da passividade do sinal
(informação).
Apesar da importância das metáforas para a compreensão dos fenômenos moleculares
que ocorrem nas células, argumenta-se que o uso delas requer cuidado para não incorrer em
visões metafísicas que reificam a informação, bem como em visões genecentristas (LEVY,
2011). Além disso, Maturana e Varela (2001) rejeitam o uso dessa metáfora, que indicaria que
a interação seria determinada pelo emissor e não pela dinâmica estrutural do sistema de
acoplamento. Na metáfora, o receptor seria concebido como uma entidade passiva que apenas
recebe a informação enviada pelo emissor. Entretanto, os autores defendem que os efeitos no
receptor estão relacionados com as suas características estruturais, ou seja, de como a
informação percebida reverbera no fluxo de matéria e energia autopoiética que o constitui.
Relação pensamento-linguagem e distorções conceituais no Ensino de Biologia
No âmbito da linguagem, que também estrutura nossa visão do mundo (EVANS;
GREEN, 2006; VYGOTSKY, 2000), a metáfora ocorre quando entendemos um conceito em
termos de outro (LAKOFF; JOHNSON, 2003). Podemos dizer que existe um domínio X,
familiar e já conhecido, e um domínio Y, a ser conhecido. Como X e Y possuem aspectos
compatíveis, podemos entender Y em termos de X. Nesse sentido, é possível afirmar que a
metáfora coloca em evidência aspectos compatíveis entre os domínios, porém, oculta aspectos
incompatíveis (LAKOFF; JOHNSON, 2003).
As metáforas têm origem em nossa experiência, como a noção de espaço e das ações
físicas. A nossa cultura corrente admite, por exemplo, que o tempo se organiza segundo uma
dimensão espacial, com o futuro orientado “para frente” e o passado, “para trás”. Para além
dessas questões pontuais, as metáforas estruturam nossa percepção da realidade (LAKOFF;
JOHNSON, 2003).
No que diz respeito à metáfora no âmbito do Ensino de Biologia, Wandersee, Fisher e
Moody (2000) apresentaram um esquema acerca da apreensão de conceitos em Biologia. Entre
as fontes de informação estão: a percepção do mundo vivo; a sociedade e a cultura; e as
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Ciências e Biologia
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aprendizagens formais e informais, que também incluem as metáforas. De acordo com eles, os
meios que os estudantes dispõem para aprender são: a aquisição do conhecimento; a
organização e reflexão; e o uso do conhecimento. Essas etapas são retroalimentadas, e a
compreensão resultante pode influenciar a forma como se percebe a realidade.
Nosso grupo de pesquisa vem investigando a forma como o uso de termos conotativos
pode originar distorções conceituais no Ensino de Biologia. Embora as analogias e metáforas
constituam um recurso didático relativamente comum para compreender as características mais
fundamentais da natureza, elas trazem, também, algum grau de deformação conceitual
associado. Portanto, a transferência de aspectos incompatíveis entre dois domínios associados
por uma metáfora configura a distorção conceitual por metáfora (CESCHIM; GANIKO-
DUTRA; CALDEIRA, 2020).
Nesse sentido, ao refletirmos acerca do uso da metáfora no ensino (GLYNN, 2007), é
possível explicá-lo por meio de outra metáfora. O uso delas no ensino é como um andaime. Tal
qual esse instrumento é utilizado para construir um edifício e removido após a obra, a metáfora
pode ser utilizada para ensinar, mas precisa ser removida assim que a aprendizagem é
diagnosticada, a fim de evitar a transferência dos aspectos incompatíveis de um domínio a outro.
Um molde discursivo para utilizar metáfora em sala de aula poderia ser: “assim como X
[descrever o aspecto compatível do conceito familiar], Y também [reforçar aspecto compatível
do conceito a ser ensinado]. Entretanto, apesar de X [descrever aspecto incompatível do
conceito familiar que não pode ser transferido para o conceito a ser ensinado], o mesmo
fenômeno não ocorre para Y”.
Metodologia
Esta investigação, de caráter qualitativo (PATTON, 2002), foi conduzida dentro do
paradigma da visão-lógica de pesquisa interpretativa propugnada por Taylor (2014).
Os dados foram coletados por meio de questionários e roteiros de entrevistas aplicados
a estudantes de graduação do curso de Ciências Biológicas de uma universidade estadual do
estado de São Paulo, dos períodos integral e noturno. Nesse sentido, foram realizados quinze
encontros entre junho de 2022 e janeiro de 2023, com amostra intencional, com o intuito de
diagnosticar como evoluiu a abordagem dos graduandos sobre temas ligados à Genética
Molecular. A investigação foi realizada em acordo com as diretrizes éticas do Conselho
Nacional de Saúde mediante aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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Ao longo dos encontros, foram realizadas entrevistas em grupo gravadas segundo os
movimentos discursivos propostos por Windschitl, Thompson e Braaten (2018). Aplicamos
também um questionário inicial e um questionário final cujas respostas foram entregues por
escrito.
Segundo os objetivos, as reuniões foram divididas em três momentos: (1) a etapa inicial
(três encontros), quando problematizamos a questão epistemológica e entregamos o
questionário inicial, (2) o desenvolvimento (nove encontros), quando foi proposta a leitura de
Buckland (1991)
4
e foram coletadas as respostas do questionário inicial e (3) o encerramento
(três encontros), momento em que os participantes também responderam ao questionário final
e explicitaram suas próprias representações sobre o tema.
O questionário inicial foi dividido em duas seções, para que as perguntas da segunda
seção não influenciassem nas respostas da primeira. A primeira seção apresentava o seguinte
comando:
Os ácidos nucleicos (DNA e RNA) são moléculas essenciais para a manutenção da homeostase do
organismo, para a manutenção da espécie ao longo do tempo, e estão envolvidos em diversos processos
moleculares da célula. Explique a função e funcionamento dos ácidos nucleicos nos organismos vivos.
Como esperado, a partir de nossas hipóteses iniciais, de que houvesse uma profusão no
uso da palavra informação nas respostas (como “transmissão da informação genética”), o tema
suscitou um desdobramento, na segunda seção. Nesta perspectiva, a palavra informação pode
ser entendida como uma unidade de comunicação. Quando informamos, estamos informando
alguém sobre algo. Por isso, a segunda seção do formulário apresentou as seguintes questões:
• Quem estaria comunicando, isto é, quem seria o emissor?
• A quem estaria comunicando, isto é, quem seria o receptor da mensagem? e
• O que estaria sendo comunicado, isto é, qual é a natureza dessa informação; sobre o que ela versaria?
Entre as atividades realizadas no conjunto dos encontros que chamamos de
desenvolvimento, podemos citar: discussões epistemológicas, leituras de artigos
5
, elaboração de
representações individuais, análise das respostas coletadas no questionário inicial e análise da
transcrição do segundo encontro.
4
Esta leitura contribuiu para um mapeamento inicial da discussão acerca da informação presente na área de
Ciências da Informação e de Ciências da Natureza.
5
Barbieri (2019); Buckland (1991); e Capurro e Hjorland (2007).
A metáfora da comunicação na compreensão do conceito de informação genética: Uma investigação da formação inicial de professores de
Ciências e Biologia
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Na etapa de encerramento foi proposta uma definição prévia da palavra informação para
reflexão sobre a pertinência de seu uso em Biologia (GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2022).
Esta proposta não foi apresentada como consenso científico aos estudantes, mas, sim, com
caráter de “ciência viva”, ou seja, como uma questão que ainda se encontra em debate na
comunidade científica. Também foi proposto o estudo de um caso de mimese observado na
planta Boquila trifoliata
6
e, por fim, foi aplicado o questionário final cujos resultados foram
interpretados de acordo com a escala Likert. Dentre as assertivas presentes nesse instrumento,
selecionamos aquelas relacionadas à metáfora (quadro 1).
Quadro 1 – Assertivas para coleta de dados no questionário final. As respostas foram
estruturadas segundo a escala Likert, com quatro opções mediante justificativa em caso de
discordância (concordo plenamente, concordo parcialmente, discordo parcialmente e discordo
totalmente)
Teriam os estudantes compreendido que...
Possível distorção
conceitual
as reações bioquímicas dos seres vivos não enviam
informação? Seres vivos sintetizam moléculas,
emitem padrões de energia e ondas que,
eventualmente, percebidos por outros organismos?
Teriam eles consciência de que esse processo não é
direcionado ou intencional, mas estabelecido
somente por contingências evolutivas?
Sob o ponto de vista
evolutivo, existiria um
emissor de informações
genéticas.
Sob o ponto de vista
fisiológico, existiria um
emissor das informações
genéticas.
são os próprios seres vivos ou suas células que
interagem com a matéria e energia ao redor,
estabelecendo correspondências internas ou
externas, de natureza material ou energética?
Ocasionalmente, tais elementos foram produzidos
por outros organismos, ou são a continuidade deles.
Sob o ponto de vista
evolutivo, existiria um
receptor da informação
genética.
a correspondência dos códons em aminoácidos é
uma emergência metabólica da célula?
Sob o ponto de vista
fisiológico, existiria um
receptor da informação
genética.
as sequências dos ácidos nucleicos não representam
coisa alguma, mas são apenas moléculas? Os
sofisticados padrões e processos nos quais eles estão
envolvidos são produtos complexos que resultaram
da evolução biológica.
Moléculas carregariam um
significado.
a comunicação entre seres vivos é uma emergência
evolutiva não intencional que surge a partir de
interações contingentes?
Existiria intencionalidade
nos processos de
comunicação entre
organismos vivos.
6
Esta planta é capaz de mimetizar as folhas de outras plantas próximas de onde ela cresce. A proposta da discussão
seria interpretar a mimese a partir do conceito de informação.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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os padrões de resposta para as informações do
ambiente ocorrem por interações químicas, físicas
ou biológicas não intencionais e desprovidos de
cognição?
Existiria uma interpretação
cognitiva nos fenômenos
biológicos.
Fonte: elaborado pelos autores
Os dados foram selecionados a partir da transcrição dos trechos mais representativos
dos encontros, quando os participantes discutiam explicitamente o conceito de informação.
Nesta etapa, os dados foram anonimizados.
Em seguida, empreendemos uma análise temática com inferências realizadas a partir da
síntese criativa dos autores (PATTON, 2002). Nesse sentido, identificamos três categorias de
acepções por parte dos estudantes: i) distorções conceituais de natureza relação pensamento-
linguagem (CESCHIM; GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2020); ii) distorções conceituais de
natureza epistemológica (ibidem); e iii) compreensão compatível com o conceito científico. No
presente artigo, analisaremos a categoria i, que diz respeito à metáfora. Utilizamos indicadores
para delimitar unidades de sentido e realizamos a categorização das concepções. Os indicadores
foram emissor, receptor, enviar, receber, transmitir, passar e interpretar.
Resultados e discussão
Descreveremos as concepções dos estudantes (E), identificadas na análise temática para
a categoria metáfora, em cada um dos três momentos: etapa inicial, desenvolvimento e
encerramento.
Para responder à primeira pergunta do questionário inicial, cinco dos seis respondentes
utilizaram a palavra informação, e todos utilizaram palavras indicativas de distorção conceitual.
O estudante E2 respondeu o seguinte:
• A função dos ácidos nucleicos está relacionada ao armazenamento e transferência de informações dos
organismos, são eles o código mestre (“a receita de bolo”) de cada indivíduo.
Aí podemos identificar a palavra transferência como um indicador de distorção
conceitual por metáfora. Entretanto, os mesmos estudantes que exibiram indicadores de
distorção, forneceram explicações compatíveis com o conceito científico:
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O funcionamento consiste em promover, por meio das suas informações, a síntese de proteínas que
atuam na manutenção da vida. (E2)
Além disso, todos os estudantes indicaram emissores e receptores para a informação
genética, o que, por si, consiste em indicadores de distorção conceitual por metáfora. O emissor
foi apontado como o organismo (E1), o material genético (E2 e E5), qualquer lugar em que
esteja a informação (E3), a célula-mãe (E4), e o núcleo celular (E7). O receptor foi apontado
como sendo o próprio organismo (E1, E2), o meio que a informação genética influenciou (E3),
as células-filhas (E4), as células (E5) e o RNA (E7). Levy (2011) considera a metáfora da
informação genética como um processo de comunicação flexível, o que pode explicar os
apontamentos de diferentes emissores e receptores, segundo os diferentes contextos e pontos
de vista.
Ao longo das discussões dos encontros iniciais, os estudantes exibiram falas
estruturadas com base em metáforas, como nos seguintes enunciados.
• É que a informação, na minha opinião, depende de quem está emitindo e de quem está recebendo. (E2);
• Fazendo uma analogia com propagação de som, tem que existir um meio para essa propagação, então a
informação não seria o meio, ela seria o som. Ela seria o que é propagado. (E1); e
• Quero pensar na informação de uma célula tentando mandar alguma coisa para outra. Ela tem um
objetivo e aí o receptor, na subjetividade dele, vai receber de formas diferentes. (E2).
Nesta última, a palavra objetivo deixa explícita uma conotação de intencionalidade.
Nas representações individuais, E2 representou a informação genética como um fator
intermediário entre emissor e receptor (ilustração).
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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Figura 1 – Representação do conceito de informação genética produzido pelo estudante E2
Fonte: Elaborado por E2. Acervo dos autores
Em determinados momentos, foi possível identificar respostas cujos conceitos oscilaram
entre a conotação e a denotação, como as transcritas a seguir.
• Tem o fato que pode ser um objeto, um acontecimento; tem a informação que é o meio; e tem você
assimilando isso, que é o receptor. Então, o fato ou o objeto, não é a mesma coisa que o processo de
transmissão dele. (E1)
• Se não tem uma interação com um outro organismo, não é uma informação, só é. (E4)
Neste diálogo, é possível observar a substituição da palavra emissor por objeto,
indicando uma possível transição da metáfora para a denotação.
Ao longo do desenvolvimento, foi possível notar conflitos linguísticos dos estudantes
ao buscar por outras palavras alternativas à metáfora. Esse foi o caso, por exemplo, do estudante
E6 quando questionado acerca da definição de informação genética:
• Determinação de característica passível de transmissão dá a entender que eu estou me referindo à
característica, mas eu quero me referir ao fator de determinação, então eu acho que eu trocaria por
“determinante passível de transmissão”.
Ainda nesta etapa, foi possível observar um aumento no uso de termos científicos, por
exemplo, nas seguintes falas:
• Acho que seria a sequência de bases nitrogenadas combinada em aminoácidos. (E1);
• Correspondência. (E6);
• Então a expressão é a transcrição, a partir do DNA e do RNA. (E6)
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Além de optar por termos mais precisos, os estudantes demostraram uma tendência por
rejeitar a palavra informação. Quando solicitados a descrever a estrutura e o funcionamento dos
ácidos nucleicos, a mesma tarefa solicitada no primeiro encontro, nenhum deles utilizou o termo
informação genética em suas representações individuais. Anteriormente, cinco de seis
participantes haviam usado essa expressão. E2, por exemplo, que na etapa inicial havia
respondido com base em uma metáfora, apresentou a seguinte definição:
O funcionamento do material genético, contido no núcleo, se dá por meio dos processos de transcrição e
tradução dos pares de bases que formam a fita em unidades de proteínas, que posteriormente (em conjunto) poderão
atuar na fisiologia e morfologia do organismo como um todo.
Consideramos essa mudança como um sinal do “medo da metáfora”, como descrito por
Lakoff e Johnson (2003).
Em alguns momentos, a rejeição dos termos relacionados à informação fez com que os
estudantes a utilizassem como sinônimo de “material genético”, negligenciando o significado
de correspondência, intrínseca a esse princípio fundamental da Biologia. Neste sentido, foi
possível observar falas como:
• O DNA é a informação genética. (E1);
• A gente encontra informação genética como sinônimo de material genético, ou qualquer coisa
herdável. (E6);
• A ideia seria substituir por termos como sinônimo de conjunto de genes, então utilizar termos como
genótipo, tradução e transcrição. (E3).
Desde que adequadamente utilizada em salas de aulas, consideramos a metáfora um
importante recurso para o Ensino da Biologia, como proposto, entre outros, por Ceschim,
Ganiko-Dutra e Caldeira (2020) e Glynn (2007). Portanto, não é desejável que os estudantes
adquiram aversão pela metáfora, mas, ao contrário, propomos que a partir de um
aprofundamento epistemológico do conhecimento biológico, eles sejam capazes de desenvolver
um conhecimento pedagógico do conteúdo (SHULMAN, 1986) suficiente para determinar os
limites do uso da metáfora no ensino. Para isso, é importante que sejam capazes de distinguir
os termos: comunicação como tubo, informação genética e material genético.
Em um dos encontros, o grupo de estudantes chegou a se aproximar de um consenso de
que o termo informação genética poderia ser reduzido, sem risco de perder significado, para
material genético. Entretanto, a informação genética não pode ser tomada como sinônimo de
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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DNA e RNA. A informação consiste na relação triádica entre dois objetos e a correspondência
entre eles. Uma intervenção do pesquisador ao questioná-los “Qual é a função do DNA?” fez
com que reelaborassem suas concepções e atingissem a ideia de correspondência.
No encerramento, foi possível observar que os estudantes passaram a ser mais
criteriosos para utilizar os termos informacionais, associados à ideia de correspondência,
conforme indicado pelas seguintes falas:
• Eu fiquei pensando que a informação está diretamente ligada à correspondência. (E3);
• Se você coloca a mão em alguma coisa quente, tem a correspondência entre a coisa quente e o impulso
que ela gera, e tem a informação que vai correr só no sistema nervoso, que é a informação do estímulo
e a ação que você tem que fazer, que no caso é o arco reflexo. Eu tenho a impressão que nesse caso, a
gente tem duas informações, porque são duas correspondências, né? Tem a correspondência entre o
objeto que gera o estímulo, e o estímulo e a ação consecutiva. (E1).
As evidências indicam que os encontros permitiram que os estudantes passassem pelos
três estágios de compreensão conceitual da Biologia: aquisição de conhecimento (etapa inicial
e experiências de aprendizagem externas ao contexto desta pesquisa, vivenciadas no curso),
organização e reflexão (debates mediados pelo pesquisador e metacognição) e aplicação do
conhecimento (interpretação de fenômenos e concepções prévias) (WANDERSEE; FISHER;
MOODY, 2000).
Apesar de identificar um “ponto de equilíbrio” no uso do termo informação genética ─
que está entre a metáfora, que representa um exagero ao atribuir à informação aspectos
incompatíveis; e entre a redução, que remove a correspondência como uma importante essência
do conceito ─, os estudantes também exibiram concepções mistas, em que manifestavam, ao
mesmo tempo, concepções compatíveis com o conceito científico e metafóricas, como ficou
claro na fala de E4.
• Eu fiquei pensando que quando eu olhei para a árvore, eu estava recebendo aquela informação e aí eu
pensei em algum outro animal vendo-a como obstáculo. Ele é o receptor porque ele está interagindo
e está recebendo essa informação, mas também está percebendo por que tem a correspondência
formulando essa informação, processando, né?
Ao mesmo tempo em que há indicadores como os termos correspondência e
interagindo, podemos identificar cicatrizes de um pensamento metafórico, como indicado pelas
palavras recebendo e receptor.
As respostas do questionário final com as respectivas quantificações das assertivas
encontram-se no gráfico a seguir.
A metáfora da comunicação na compreensão do conceito de informação genética: Uma investigação da formação inicial de professores de
Ciências e Biologia
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Gráfico 1 – Respostas ao questionário final, indicando a quantidade de assertivas
assinaladas em cada opção da escala Likert. O eixo x corresponde à quantidade respondentes
e o eixo y corresponde às assertivas indicadas no quadro 1
Fonte: Elaborado pelos autores
As assertivas que descreviam informação em termos metafóricos, utilizando palavras
como emissão e receptor, foram as que mais contribuíram para a distorção conceitual por
metáfora (A, B, C e D). Os estudantes foram capazes de identificar a inconsistência teleológica
nas assertivas F e G, indicando a ausência de concepções que remetessem explicitamente à
intencionalidade.
Tais resultados nos sugerem uma das seguintes hipóteses: i) existem perfis conceituais
(MORTIMER; SCOTT; EL-HANI, 2011) relacionados ao conceito de informação genética,
sendo eles o perfil que estrutura a interpretação dos fenômenos pela metáfora e o perfil que
interpreta a partir da correspondência; ou ii) os estudantes não vivenciaram experiências de
aprendizagem suficientes para progredirem da conotação para a denotação. Nesse sentido, seria
importante que esta investigação tivesse continuidade a fim de verificar se é possível que os
estudantes atinjam um nível de aprendizagem no qual apenas forneçam evidências de
aprendizagem com indicadores do conceito científico.
Carvalho, El-Hani e Nunes-Neto (2020) sugerem uma reorganização do currículo de
Biologia para o Ensino Médio que priorize os conceitos estruturantes dessa ciência. Uma vez
que os conceitos estruturantes trazem mais benefícios cognitivos do que a simples
0123456
H
G
F
E
D
C
B
A
Respostas das assertivas do questionário final
Distorção conceitual
Distorção conceitual parcial
Parcialmente compatível com o conceito científico
Compatível com o conhecimento científico
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM e Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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memorização, concordamos com a proposta, desde que alinhada aos objetivos da Educação
CTSA. De fato, a aquisição de conceitos estruturantes permite uma reorganização cognitiva que
integra os conhecimentos prévios dos estudantes, oferecendo uma nova interpretação, mais
abrangente e menos fragmentada.
Nesse sentido, o ensino de informação como um princípio fundamental da Biologia é
potencialmente integrador, uma vez que permitirá aos estudantes apalpar uma nova
interpretação dos fenômenos abordados no estudo das ciências da vida. A partir do esquema
proposto por Ganiko-Dutra, Ceschim e Caldeira (a ser publicado), por meio do ensino do
conceito de informação, é possível integrar conhecimentos de diversos níveis de organização
(molecular, organísmico e populacional) em diversos recortes de tempo (fisiológico,
ontogenético e evolutivo).
Considerações finais
A partir da compreensão da informação como princípio fundamental da Biologia, do
mapeamento das distorções conceituais por metáfora mobilizadas para a compreensão
conceitual, e levando em consideração o potencial integrador desse conceito, elencamos alguns
desdobramentos didáticos.
Os movimentos discursivos estratégicos e planejados consistem em um valioso recurso
para proporcionar experiências de aprendizagem para que os estudantes tenham oportunidade
de confrontar e refletir sobre concepções metafóricas e reconstruam suas próprias
compreensões. Neste sentido, a sistematização proposta por Windschitl, Thompson e Braaten
(2018) é de grande contribuição para o repertório do professor de Biologia.
Embora o uso de metáforas possa gerar distorções conceituais, seu valor como recurso
didático não deve ser descartado. Desde que o professor possua conhecimento pedagógico do
conteúdo, é possível que a metáfora contribua para aprendizagem do conceito de informação
ao explicitar a noção de correspondência. Entretanto, uma vez que o professor diagnostique a
sedimentação da aprendizagem, é preciso também explicitar os aspectos incompatíveis da
metáfora, por exemplo, a intencionalidade.
Uma importante etapa para a aprendizagem é diferenciar: material genético, informação
e comunicação. É possível que os estudantes misturem estes três conceitos, que são
incompatíveis. Nesse sentido, é pertinente que o professor faça a distinção entre eles. Com isso,
queremos dizer que ensinar sobre a estrutura e funcionalidade dos ácidos nucleicos não é
A metáfora da comunicação na compreensão do conceito de informação genética: Uma investigação da formação inicial de professores de
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suficiente para a aprendizagem do conceito de informação. Entretanto, é por meio do ensino
dos conceitos científicos específicos da Biologia que se podem ser ensinados os conceitos
estruturantes (CARVALHO; EL-HANI; NUNES-NETO, 2020). Assim, ao ensinar a estrutura
e o funcionamento dos ácidos nucleicos, os professores podem ensinar também o conceito de
informação.
No que diz respeito à estrutura curricular de cursos de formação inicial em Ciências
Biológicas, consideramos que o conceito de informação pode estar presente em diferentes
momentos: 1) na disciplina de Filosofia da Biologia, aprofundando a discussão e oferecendo
um espaço de integração de conceitos; 2) em disciplinas específicas de Genética, Biologia
Molecular, Fisiologia Celular, Evolução, Etologia, entre outros. Em cursos de licenciatura, este
conceito ainda pode ser explorado em disciplinas de prática de ensino, como uma possibilidade
de os professores organizarem aulas utilizando informação como um saber de referência para
o enfrentamento de problemas socioambientais; como também ser um eixo integrador que
organiza os conteúdos de Biologia no Ensino Básico.
Nesta pesquisa, buscamos oferecer critérios para o ensino de Genética apontando
palavras indesejadas, por se tratarem de um uso metafórico da linguagem; critérios para
identificar um uso denotativo da palavra informação como sinônimo de correspondência,
oferecendo um quadro de assertivas para diagnóstico de concepções; e indicando implicações
didáticas. Esperamos que estes registros contribuam com o Ensino de Genética e com a
formação cidadã para participação nas tomadas de decisão relacionadas a problemas
socioambientais que envolvam questões científicas e tecnológicas.
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CRediT Author Statement
Reconhecimentos: Agradecemos aos participantes do Grupo de Pesquisa em
Epistemologia da Biologia (GPEB), aos avaliadores do periódico e às professoras da banca
de qualificação do primeiro autor, pelas considerações que contribuíram para o
aprimoramento do trabalho.
Financiamento: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de
Financiamento 001; o Grupo de Pesquisa em Epistemologia da Biologia (GPEB) recebe
financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq).
Conflitos de interesse: Não.
Aprovação ética: O trabalho envolve coleta de dados com seres humanos e passou por
aprovação em Comitê de Ética e Pesquisa pela Plataforma Brasil. CAAE:
58230422.0.0000.5398. Número do parecer: 5.500.604.
Disponibilidade de dados e material: Os dados estarão parcialmente disponibilizados em
Repositório Institucional.
Contribuições dos autores: O primeiro autor contribuiu com a concepção do trabalho,
coleta de dados, análise de dados e redação do manuscrito; a segunda autora contribuiu com
a concepção do trabalho, redação e revisões críticas; a terceira autora foi a orientadora do
trabalho.
Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.
Revisão, formatação, normalização e tradução.
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 1
LA METÁFORA DE COMUNICACIÓN EN LA COMPRENSIÓN DEL CONCEPTO
DE INFORMACIÓN GENÉTICA: UNA INVESTIGACIÓN DE FORMACIÓN
INICIAL DE PROFESORES DE CIENCIAS Y BIOLOGÍA
A METÁFORA DA COMUNICAÇÃO NA COMPREENSÃO DO CONCEITO DE
INFORMAÇÃO GENÉTICA: UMA INVESTIGAÇÃO DA FORMAÇÃO INICIAL DE
PROFESSORES DE CIÊNCIAS E BIOLOGIA
THE METAPHOR OF COMMUNICATION IN GENETIC INFORMATION
CONCEPTUAL COMPREHENSION: AN INVESTIGATION IN INITIAL SCIENCE
AND BIOLOGY TEACHER EDUCATION
Matheus GANIKO-DUTRA1
e-mail: matheus.ganiko@unesp.br
Beatriz CESCHIM2
e-mail: beatriz.ceschim@unesp.br
Ana Maria de Andrade CALDEIRA3
e-mail: ana.caldeira@unesp.br
Cómo hacer referencia a este artículo:
GANIKO-DUTRA, M.; CESCHIM, B.; CALDEIRA, A. M. A. La
metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de
información genética: Una investigación sobre la formación inicial
de profesores de Ciencias y Biología. Revista Ibero-Americana de
Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-
ISSN: 1982-5587. DOI:
https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375
| Presentado el: 14/06/2023
| Revisiones requeridas en: 22/08/2023
| Aprobado el: 18/09/2023
| Publicado en: 17/10/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Ejecutivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidad Estatal Paulista (UNESP), Bauru – SP – Brasil. Doctorado por el Programa de Posgrado en
Educación para la Ciencia.
2
Universidad Estatal de Santa Cruz (UESC), Ilhéus – BA – Brasil. Profesora del Área de Docencia de Biología
del Departamento de Ciencias Biológicas. Doctorado en Educación para la Ciencia (UNESP).
3
Universidad Estatal Paulista (UNESP), Bauru – SP – Brasil. Docente del Programa de Posgrado en Educación
para la Ciencia. Doctorado en Educación (UNESP). Beca de Productividad en Investigación del CNPq - Nivel 1C.
La metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de información genética: Una investigación sobre la formación inicial de
profesores de Ciencias y Biología
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 2
RESUMEN: El concepto de información genética es importante para el discernimiento de
problemas socioambientales, como los organismos genéticamente modificados y la terapia génica.
Habiendo en cuenta la posibilidad de que este concepto provoque deformes conceptuales por
metáfora en el aprendizaje, nos proponemos describir cuáles son las concepciones de la información
genética de los profesores de Biología en formación y cómo se han modificado sus conocimientos
a lo largo de las reflexiones científicas y filosóficas. Los datos se coleccionaron a través de
cuestionarios, entrevistas grupales y representaciones individuales. Identificamos que los docentes
en formación entendían la información genética en términos metafóricos, avanzaban hacia un
rechazo total de la metáfora y lograban un punto de equilibrio al final, exhibiendo comprensiones
compatibles con el concepto científico propuesto, a pesar de exhibir una combinación de perfiles
conceptuales. Propusimos criterios lingüísticos para el uso de la metáfora en la enseñanza e
identificar el uso denotativo del término. Ofrecemos un marco de aserciones para el diagnóstico de
las concepciones e indicamos implicaciones didácticas.
PALABRAS CLAVE: Enseñanza de Biología. Enseñanza de Genética. Información. Metáfora.
Lenguaje.
RESUMO: O conceito de informação genética é de relevância para a compreensão de problemas
socioambientais, como organismos geneticamente modificados e terapia gênica. Levando em
consideração a possibilidade de esse conceito causar distorções conceituais por metáfora na
aprendizagem, objetivamos descrever quais são as concepções de informação genética de
professores de Biologia em formação e como suas compreensões foram modificadas ao longo de
reflexões científicas e filosóficas. Coletamos dados por meio de questionários, entrevistas em grupo
e representações individuais. Identificamos que professores em formação compreendiam a
informação genética em termos metafóricos, avançaram para uma rejeição completa da metáfora
e atingiram um ponto de equilíbrio no encerramento, exibindo compreensões compatíveis com o
conceito científico proposto, apesar de exibirem uma combinação de perfis conceituais.
Propusemos critérios linguísticos para utilizar a metáfora no ensino e para identificar o uso
denotativo do termo. Oferecemos um quadro de assertivas para diagnóstico de concepções e
indicamos implicações didáticas.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino de Biologia. Ensino de Genética. Informação. Metáfora.
Linguagem.
ABSTRACT: In the present context of technological sophistication, Science Education might train
citizens to be able to participate in individual and collective decision making. The concept of genetic
information is relevant for the comprehension of socioenvironmental problems, such as genetic
modified organisms and genic therapy, for example. Considering the possibility of this concept to
provoke misconceptions by metaphor in learning, we aimed describing which are the conceptions
of genetic information from Biology teachers in training and how these conceptions changed
through scientific and philosophical conversation sessions. We collected data using questionnaires,
group interviews and individual representations. We identified that teachers in training
comprehended genetic information in metaphorical terms, moved forward to a complete rejection
of the metaphor and reached a balancing point in the end, exhibiting comprehensions compatible
with the proposed scientific concept, although some showed a combination of different conceptual
profiles.
KEYWORDS: Biology Teaching. Science Teaching. Information. Metaphor. Language.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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Introducción
La Educación relacionada con la Ciencia, la Tecnología, la Sociedad y el Medio
Ambiente (CTSA) tiene como objetivo mejorar la alfabetización científica. En este sentido,
orienta los contenidos y procedimientos curriculares para posibilitar el aprendizaje de temas
que contribuyan a una mejor toma de decisiones frente a la naturaleza y los problemas
socioambientales (RICARDO, 2007; SANTOS; MORTIMER, 2000; SASSERON;
CARVALHO, 2011). En este enfoque, los problemas socioambientales son los contextos de
aprendizaje, mientras que los conceptos científicos y tecnológicos constituyen el conocimiento
de referencia (SANTOS; MORTIMER, 2000).
Uno de los temas más importantes en Biología es la Enseñanza de la Genética, área que
contribuye a posicionar a los estudiantes en temas como: organismos genéticamente
modificados, vacunas de ADN y ARN, terapia génica, edición génica y la propia teoría
evolutiva. Entre los conceptos necesarios para la interpretación de estos escenarios de toma de
decisiones se encuentra el concepto de información genética. A pesar de la relevancia
atestiguada por la amplia presencia del término en los materiales didácticos, existe una falta de
consenso sobre su definición en el debate filosófico y científico (GANIKO-DUTRA, 2021). Al
mismo tiempo, indicamos la posibilidad de que este término provoque distorsiones
conceptuales debido a que posiblemente tenga carácter connotativo. Para evitar distorsiones
conceptuales y, por lo tanto, garantizar que los estudiantes tengan acceso a términos más
precisos, proponemos una investigación de las concepciones de los profesores de Biología sobre
el término información genética.
Así, considerando que el concepto de información es un conocimiento de referencia para
la comprensión y el enfrentamiento de las problemáticas socioambientales antes mencionadas,
el objetivo inicial de este trabajo es diagnosticar las concepciones previas de la información
genética difundido por estudiantes de pregrado en Ciencias Biológicas. Un segundo enfoque
mostró cómo la comprensión de estos estudiantes sobre el tema se hizo más precisa a lo largo
de las actividades propuestas, con el fin de clarificar el concepto desde el punto de vista
científico y filosófico. Finalmente, proponemos una reflexión sobre la relación pensamiento-
lenguaje de carácter metafórico y las indeseables distorsiones conceptuales que han aportado.
La metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de información genética: Una investigación sobre la formación inicial de
profesores de Ciencias y Biología
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El concepto de información genética
La palabra información es uno de los principios fundamentales de la Biología, siendo
un concepto estructurante importante para esta ciencia. Según Scheiner (2010), se puede
resumir en la afirmación: "la vida requiere de un sistema para almacenar, utilizar y transmitir
información". En este contexto, la expresión más evidente de la presencia de la palabra
información en los fenómenos biológicos se da en los campos de la Genética y la Biología
Molecular.
A pesar de su evidente importancia, este concepto ha sido ampliamente discutido desde
diversos puntos de vista epistemológicos, pero sin aparente consenso. Sin el objetivo de
profundizar en la discusión en este punto, señalamos parte de la diversidad de enfoques que
existen para interpretar el concepto: (I) la información causal (GODFREY-SMITH, 2008;
SHANNON, 1948); (II) información semántica (GODFREY-SMITH, 2008; MAYNARD
SMITH, 2000; SHEA, 2007; 2011; STEGMANN, 2004); (III) información cosificada
(WILLIAMS, 1992); (IV) información transmisiva (BERGSTROM; ROSVALL, 2011;
GODFREY-SMITH, 2011; MACLAURIN, 2011; STEGMANN, 2014); (V) información
evolutiva (KOONIN, 2016); (VI) información ficticia (LEVY, 2011); y (VII) juegos de
señalización (PLANER, 2014).
En el campo de la Genética, hemos identificado al menos las siguientes cuatro
acepciones del término información, que caracteriza a una polisemia (Ganiko-Dutra, 2021).
Estas son las referencias: (1) a datos moleculares, como la estructura y las mediciones
cuantitativas; (2) ácidos nucleicos; (3) señales del medio ambiente que interactúan con ácidos
nucleicos; y (4) la práctica científica. Como el término también puede derivar en una posible
metáfora (GANIKO-DUTRA, 2021), se utilizará en el sentido: (a) de un proceso que establece
una relación de correspondencia entre dos objetos; y b) la materia denunciada.
La mayoría de los autores conciben el término información genética a partir de una
relación pensamiento-lenguaje denotativo, pero algunos, como Levy (2011) y Maturana y
Varela (2001), lo consideran como una metáfora. Levy (2011) incluso propone su eliminación
en Biología debido a la falta de plausibilidad semántica para designar funciones evolutivas,
siendo válida solo para explicaciones próximas. A pesar de postular la dimensión evolutiva de
la información, cuando se cuestionan sus efectos sobre los organismos, las explicaciones suelen
ser fisiológicas (ídem). Su crítica también llama la atención sobre el carácter intencional del
término, e incluso sobre el tono de las explicaciones en las que aparece, a menudo acompañadas
de comillas.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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Maturana y Varela (2001, p. 218) afirman que no existe tal cosa como "información
transmitida" en Biología, indicando que esta interpretación se concibe a partir de la metáfora
de que la comunicación es un tubo: "la comunicación es algo que se produce en un punto, se
lleva a través de un conducto (o tubo) y se entrega en otro extremo, el receptor" (¡sic!). De
acuerdo con Levy (2011), las características de las descripciones informacionales son:
direccionalidad, ya que existe un emisor que envía un factor intermediario a un receptor; la
correspondencia entre las distintas partes de dos sistemas, y la agencia de los emisores y
receptores en detrimento de la pasividad de la señal (información).
A pesar de la importancia de las metáforas para comprender los fenómenos moleculares
que ocurren en las células, se argumenta que su uso requiere cuidado para no caer en visiones
metafísicas que cosifican la información, así como en visiones genecentristas (LEVY, 2011).
Además, Maturana y Varela (2001) rechazan el uso de esta metáfora, que indicaría que la
interacción estaría determinada por el emisor y no por la dinámica estructural del sistema de
acoplamiento. En la metáfora, el receptor sería concebido como una entidad pasiva que solo
recibe la información enviada por el emisor. Sin embargo, los autores argumentan que los
efectos sobre el receptor están relacionados con sus características estructurales, es decir, con
cómo la información percibida reverbera en el flujo de materia y energía autopoiética que la
constituye.
Relación pensamiento-lenguaje y distorsiones conceptuales en la Enseñanza de la Biología
En el ámbito del lenguaje, que también estructura nuestra visión del mundo (EVANS;
VERDE, 2006; VYGOTSKY, 2000), la metáfora ocurre cuando entendemos un concepto en
términos de otro (LAKOFF; JOHNSON, 2003). Podemos decir que hay un dominio X,
conocido y ya conocido, y un dominio Y, por conocer. Dado que X e Y tienen aspectos
compatibles, podemos entender Y en términos de X. En este sentido, podemos decir que la
metáfora evidencia aspectos compatibles entre los dominios, pero esconde aspectos
incompatibles (LAKOFF; JOHNSON, 2003).
Las metáforas se originan en nuestra experiencia, como la noción de espacio y las
acciones físicas. Nuestra cultura actual admite, por ejemplo, que el tiempo está organizado
según una dimensión espacial, con el futuro orientado "hacia adelante" y el pasado "hacia atrás".
Más allá de estas cuestiones específicas, las metáforas estructuran nuestra percepción de la
realidad (LAKOFF; JOHNSON, 2003).
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Con respecto a la metáfora en el contexto de la Enseñanza de la Biología, Wandersee,
Fisher y Moody (2000) presentaron un esquema sobre la aprehensión de conceptos en Biología.
Entre las fuentes de información se encuentran: la percepción del mundo vivo; sociedad y
cultura; y el aprendizaje formal e informal, que también incluye metáforas. Según ellos, los
medios con los que cuentan los estudiantes para aprender son: la adquisición de conocimientos;
organización y reflexión; y el uso del conocimiento. Estos pasos se retroalimentan, y la
comprensión resultante puede influir en la forma en que uno percibe la realidad.
Nuestro grupo de investigación ha estado investigando cómo el uso de términos
connotativos puede dar lugar a distorsiones conceptuales en la Enseñanza de la Biología.
Aunque las analogías y metáforas constituyen un recurso didáctico relativamente común para
comprender las características más fundamentales de la naturaleza, también traen consigo cierto
grado de deformación conceptual asociada. Por lo tanto, la transferencia de aspectos
incompatibles entre dos dominios asociados por una metáfora configura la distorsión
conceptual por metáfora (CESCHIM; GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2020).
En este sentido, cuando reflexionamos sobre el uso de la metáfora en la enseñanza
(GLYNN, 2007), es posible explicarlo a través de otra metáfora. Su uso en la enseñanza es
como un andamiaje. Del mismo modo que este instrumento se utiliza para construir un edificio
y se retira después de la obra, la metáfora puede utilizarse para la enseñanza, pero debe
eliminarse tan pronto como se diagnostique el aprendizaje, para evitar la transferencia de
aspectos incompatibles de un dominio a otro. Un modelo discursivo para usar la metáfora en el
aula podría ser: "así como X [describe el aspecto compatible del concepto familiar], Y también
[refuerza el aspecto compatible del concepto que se va a enseñar]. Sin embargo, aunque X
[describe un aspecto incompatible del concepto familiar que no puede transferirse al concepto
que se va a enseñar], no ocurre lo mismo con Y".
Metodología
Esta investigación cualitativa (PATTON, 2002) se llevó a cabo dentro del paradigma de
la visión lógica de la investigación interpretativa defendida por Taylor (2014).
Los datos fueron recolectados por medio de cuestionarios y guiones de entrevistas
aplicados a estudiantes de graduación del curso de Ciencias Biológicas de una universidad
estadual del estado de São Paulo, tanto a tiempo completo como nocturno. En este sentido, se
realizaron quince encuentros entre junio de 2022 y enero de 2023, con una muestra intencional,
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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con el fin de diagnosticar cómo evolucionó el abordaje de los estudiantes de pregrado en temas
relacionados con la Genética Molecular. La investigación se llevó a cabo de acuerdo con las
directrices éticas del Consejo Nacional de Salud, con la aprobación del Comité de Ética en
Investigación.
A lo largo de los encuentros, se realizaron entrevistas grupales y se registraron de
acuerdo con los movimientos discursivos propuestos por Windschitl, Thompson y Braaten
(2018). También se aplicó un cuestionario inicial y un cuestionario final cuyas respuestas se
entregaron por escrito.
De acuerdo con los objetivos, las reuniones se dividieron en tres momentos: (1) la etapa
inicial (tres reuniones), cuando problematizamos la cuestión epistemológica y entregamos el
cuestionario inicial, (2) el desarrollo (nueve reuniones), cuando se propuso la lectura de
Buckland (1991)
4
y se recogieron las respuestas al cuestionario inicial y (3) el cuestionario de
cierre (tres reuniones), momento en el que los participantes también respondieron el
cuestionario final y explicaron sus propias representaciones sobre el tema.
El cuestionario inicial se dividió en dos secciones para que las preguntas de la segunda
sección no influyeran en las respuestas de la primera. La primera sección presentaba el siguiente
comando:
Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son moléculas esenciales para el mantenimiento de la homeostasis
del organismo, para el mantenimiento de la especie a lo largo del tiempo, y están implicados en varios procesos
moleculares de la célula. Explicar la función y el funcionamiento de los ácidos nucleicos en los organismos vivos.
Como era de esperar, a partir de nuestras hipótesis iniciales, que habría una profusión
en el uso de la palabra información en las respuestas (como "transmisión de información
genética"), el tema despertó un desarrollo en la segunda sección. Desde esta perspectiva, la
palabra información puede entenderse como una unidad de comunicación. Cuando informamos,
estamos informando a alguien sobre algo. Por lo tanto, en la segunda sección del formulario se
presentaban las siguientes preguntas:
• ¿Quién se estaría comunicando, es decir, quién sería el emisor?
• ¿A quién se estaría comunicando, es decir, quién sería el receptor del mensaje? y
• Lo que se comunicaría, es decir, cuál es la naturaleza de esa información; ¿De qué se trataría?
4
Esta lectura contribuyó a un mapeo inicial de la discusión sobre la información presente en el área de Ciencias
de la Información y Ciencias Naturales.
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Entre las actividades realizadas en el conjunto de encuentros que denominamos
desarrollo, podemos mencionar: discusiones epistemológicas, lecturas de artículos
5
,
elaboración de representaciones individuales, análisis de las respuestas recogidas en el
cuestionario inicial y análisis de la transcripción de la segunda reunión.
En la etapa de cierre, se propuso una definición previa de la palabra información para
la reflexión sobre la relevancia de su uso en Biología (GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2022).
Esta propuesta no fue presentada como un consenso científico a los estudiantes, sino más bien
como un carácter de "ciencia viva", es decir, como un tema que aún está en debate en la
comunidad científica. También se propuso el estudio de un caso de mímesis observada en la
planta Boquila trifoliata
6
y, finalmente, se aplicó el cuestionario final, cuyos resultados se
interpretaron según la escala Likert. Entre las afirmaciones presentes en este instrumento,
seleccionamos aquellas relacionadas con la metáfora (cuadro 1).
Cuadro 1 – Afirmaciones para la recogida de datos en el cuestionario final. Las respuestas se
estructuraron según la escala Likert, con cuatro opciones basadas en la justificación en caso
de desacuerdo (totalmente de acuerdo, parcialmente de acuerdo, parcialmente en desacuerdo y
totalmente en desacuerdo)
¿Habrían entendido los estudiantes que...
Posible distorsión
conceptual
¿Acaso las reacciones bioquímicas de los seres vivos
no envían información? ¿Los seres vivos sintetizan
moléculas, emiten patrones de energía y ondas que
eventualmente son percibidas por otros organismos?
¿Son conscientes de que este proceso no está
dirigido ni es intencionado, sino que se establece
sólo por contingencias evolutivas?
Desde un punto de vista
evolutivo, habría un emisor
de información genética.
Desde un punto de vista
fisiológico, habría un
emisor de información
genética.
¿Son los propios seres vivos o sus células los que
interactúan con la materia y la energía circundantes,
estableciendo correspondencias internas o externas,
de naturaleza material o energética?
Ocasionalmente, tales elementos han sido
producidos por otros organismos, o son una
continuación de ellos.
Desde un punto de vista
evolutivo, existiría un
receptor de información
genética.
¿Es la coincidencia de codones en los aminoácidos
una emergencia metabólica de la célula?
Desde un punto de vista
fisiológico, existiría un
receptor de información
genética.
5
Barbieri (2019); Buckland (1991); y Capurro y Hjorland (2007).
6
Esta planta es capaz de imitar las hojas de otras plantas cercanas a donde crece. El propósito de la discusión sería
interpretar la mímesis desde el concepto de información.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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¿Las secuencias de ácidos nucleicos no representan
nada, sino que son solo moléculas? Los sofisticados
patrones y procesos en los que están involucrados
son productos complejos que resultaron de la
evolución biológica.
Las moléculas tendrían un
significado.
¿Es la comunicación entre los seres vivos una
emergencia evolutiva involuntaria que surge de
interacciones contingentes?
Habría intencionalidad en
los procesos de
comunicación entre
organismos vivos.
¿Los patrones de respuesta a la información del
entorno se producen debido a interacciones
químicas, físicas o biológicas no intencionales y
desprovistas de cognición?
Habría una interpretación
cognitiva en los fenómenos
biológicos.
Fuente: Elaboración de los autores
Los datos fueron seleccionados a partir de la transcripción de los fragmentos más
representativos de las reuniones, cuando los participantes discutieron explícitamente el
concepto de información. En esta etapa, los datos fueron anonimizados.
El análisis se realizó mediante un análisis temático con inferencias realizadas a partir de
la síntesis creativa de los autores (PATTON, 2002). En este sentido, identificamos tres
categorías de significados por parte de los estudiantes: i) distorsiones conceptuales de la
naturaleza de la relación pensamiento-lenguaje (CESCHIM; GANIKO-DUTRA; CALDEIRA,
2020); ii) distorsiones conceptuales de carácter epistemológico (ibíd.); y iii) comprensión
compatible con el concepto científico. En este artículo, analizaremos la categoría i, que se
refiere a la metáfora. Se utilizaron indicadores para delimitar las unidades de significado y
categorizar las concepciones. Los indicadores fueron emisor, receptor, enviar, recibir,
transmitir , pasar e interpretar.
Resultados y discusión
Describiremos las concepciones de los estudiantes (E), identificadas en el análisis
temático para la categoría metáfora, en cada uno de los tres momentos: etapa inicial, desarrollo
y cierre.
Para responder a la primera pregunta del cuestionario inicial, cinco de los seis
encuestados utilizaron la palabra información, y todos ellos utilizaron palabras indicativas de
distorsión conceptual. El estudiante E2 respondió lo siguiente:
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• La función de los ácidos nucleicos está relacionada con el almacenamiento y transferencia de
información de los organismos, son el código maestro ("la receta del pastel") de cada individuo.
Aquí podemos identificar la palabra transferencia como un indicador de distorsión
conceptual por metáfora. Sin embargo, los mismos estudiantes que exhibieron indicadores de
distorsión proporcionaron explicaciones compatibles con el concepto científico:
Su funcionamiento consiste en promover, a través de su información, la síntesis de proteínas que actúan
en el mantenimiento de la vida. (E2)
Por lo demás, todos los estudiantes indicaron emisores y receptores de información
genética, lo que en sí mismo es un indicador de distorsión conceptual por metáfora. El emisor
se identificó como el organismo (E1), el material genético (E2 y E5), donde sea que se encuentre
la información (E3), la célula madre (E4) y el núcleo celular (E7). El receptor se identificó
como el propio organismo (E1, E2), el entorno en el que influyó la información genética (E3),
las células hijas (E4), las células (E5) y el ARN (E7). Levy (2011) considera la metáfora de la
información genética como un proceso de comunicación flexible, que puede explicar las notas
de diferentes emisores y receptores, de acuerdo con diferentes contextos y puntos de vista.
A lo largo de las discusiones de las reuniones iniciales, los estudiantes exhibieron
discursos estructurados basados en metáforas, como en las siguientes afirmaciones.
• Es solo que la información, en mi opinión, depende de quién la emite y quién la recibe. (E2);
• Para hacer una analogía con la propagación del sonido, tiene que haber un medio para esta propagación,
por lo que la información no sería el medio, sería el sonido. Sería lo que se propaga. (E1); y
• Quiero pensar en la información de una célula tratando de enviar algo a otra. Tiene un objetivo y entonces
el receptor, en su subjetividad, lo recibirá de diferentes maneras. (E2).
En esta última, la palabra término objetivo hace explícita una connotación de
intencionalidad.
En las representaciones individuales, E2 representó la información genética como un
factor intermediario entre emisor y receptor (ilustración).
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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Figura 1 – Representación del concepto de información genética producida por el estudiante
E2
Leyenda: Emisor, Código (Puente), Expresión de Código (Persona), Receptor/
Información es la expresión de un código generado por el emisor y recibido por el receptor.
Fuente: Elaboración propia con E2. Colección de autores
En determinados momentos, fue posible identificar respuestas cuyos conceptos
oscilaban entre connotación y denotación, como las que se transcriben a continuación.
• Está el hecho de que puede ser un objeto, un acontecimiento; tiene la información que es el medio; Y
ahí está el asimilando eso, que es el receptor. Por lo tanto, el hecho o el objeto no es lo mismo que el
proceso de transmitirlo. (E1)
• Si no tiene una interacción con otro organismo, no es información, es solo información. (E4)
En este diálogo, es posible observar la sustitución de la palabra emisor por objeto, lo
que indica una posible transición de la metáfora a la denotación.
A lo largo del desarrollo, fue posible observar los conflictos lingüísticos de los
estudiantes al buscar otras palabras alternativas a la metáfora. Este fue el caso, por ejemplo, del
estudiante E6 cuando se le preguntó sobre la definición de información genética:
• Determinativo del rasgo transmisible implica que me estoy refiriendo al rasgo, pero me refiero al
factor determinante, así que supongo que lo reemplazaría por "determinante transmisible".
También en esta etapa, fue posible observar un aumento en el uso de términos
científicos, por ejemplo, en las siguientes afirmaciones:
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• Creo que sería la secuencia de bases nitrogenadas combinadas en aminoácidos. (E1);
• Correspondencia. (E6);
• Así que la expresión es la transcripción, del ADN y del ARN. (E6)
Además de optar por términos más precisos, los estudiantes mostraron una tendencia a
rechazar la palabra información. Cuando se les pidió que describieran la estructura y el
funcionamiento de los ácidos nucleicos, la misma tarea solicitada en la primera reunión,
ninguno de ellos utilizó el término información genética en sus representaciones individuales.
Anteriormente, cinco de cada seis participantes habían utilizado esta expresión. E2, por
ejemplo, que en la etapa inicial había respondido a partir de una metáfora, presentó la siguiente
definición:
El funcionamiento del material genético, contenido en el núcleo, se produce a través de los procesos de
transcripción y traducción de los pares de bases que forman la hebra en unidades proteicas, que posteriormente (en
conjunto) pueden actuar sobre la fisiología y morfología del organismo en su conjunto.
Consideramos este cambio como un signo del "miedo a la metáfora" descrito por Lakoff
y Johnson (2003).
En ocasiones, el rechazo de los términos relacionados con la información llevó a los
estudiantes a utilizarlo como sinónimo de "material genético", descuidando el significado de
correspondencia, intrínseco a este principio fundamental de la Biología. En este sentido, se
pudo observar afirmaciones como:
• El ADN es información genética. (E1);
• Encontramos información genética como sinónimo de material genético, o cualquier cosa heredable.
(E6);
• La idea sería sustituirlos por términos como sinónimo de conjunto de genes, y luego utilizar términos
como genotipo, traducción y transcripción. (E3).
Siempre y cuando se utilice adecuadamente en las aulas, consideramos que la metáfora
es un recurso importante para la Enseñanza de la Biología, tal y como proponen, entre otros,
Ceschim, Ganiko-Dutra y Caldeira (2020) y Glynn (2007). Por lo tanto, no es deseable que los
estudiantes adquieran una aversión a la metáfora, sino que, por el contrario, proponemos que,
a partir de una profundización epistemológica del conocimiento biológico, sean capaces de
desarrollar un conocimiento pedagógico del contenido (SHULMAN, 1986) suficiente para
determinar los límites del uso de la metáfora en la enseñanza. Para ello, es importante que sean
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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capaces de distinguir los términos: comunicación como tubo, información genética y material
genético.
En una de las reuniones, el grupo de estudiantes se acercó a un consenso de que el
término información genética podría reducirse, sin riesgo de perder significado, al material
genético. Sin embargo, la información genética no puede tomarse como sinónimo de ADN y
ARN. La información consiste en la relación triádica entre dos objetos y la correspondencia
entre ellos. Una intervención del investigador cuando les preguntó "¿Cuál es la función del
ADN?" les hizo reelaborar sus concepciones y llegar a la idea de correspondencia.
Al final, se pudo observar que los estudiantes se volvieron más cuidadosos en el uso de
términos informativos, asociados a la idea de correspondencia, como lo indican los siguientes
enunciados:
• No dejaba de pensar que la información está directamente relacionada con la correspondencia. (E3);
• Si pones tu mano sobre algo caliente, tienes la correspondencia entre lo caliente y el impulso que genera,
y tienes la información que correrá solo en el sistema nervioso, que es la información del estímulo y la
acción que tienes que hacer, que en este caso es el arco reflejo. Tengo la impresión de que en este caso
tenemos dos datos, porque hay dos correspondencias, ¿no? Tiene la correspondencia entre el objeto que
genera el estímulo, y el estímulo y la acción posterior. (E1).
Las evidencias indican que los encuentros permitieron a los estudiantes pasar por las
tres etapas de la comprensión conceptual de la Biología: adquisición de conocimientos (etapa
inicial y experiencias de aprendizaje externas al contexto de esta investigación, vividas en el
curso), organización y reflexión (debates mediados por el investigador y metacognición) y
aplicación de conocimientos (interpretación de fenómenos y concepciones previas)
(WANDERSEE; FISHER; MOODY, 2000).
A pesar de identificar un "punto de equilibrio" en el uso del término información
genética -que se encuentra entre la metáfora, que representa una exageración en la atribución
de aspectos incompatibles a la información; y entre la reducción, que elimina la
correspondencia como esencia importante del concepto-, los estudiantes también exhibieron
concepciones mixtas, en las que manifestaron, al mismo tiempo, concepciones compatibles
con el concepto científico y metafórico, como quedó claro en el discurso de E4.
• No dejaba de pensar que cuando miraba el árbol, estaba recibiendo esa información y luego
pensaba en algún otro animal que lo veía como un obstáculo. Es el receptor porque está
interactuando y está recibiendo esa información, pero también está percibiendo por qué tiene la
correspondencia formulando esa información, procesándola, ¿verdad?
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Si bien existen indicadores como los términos que coinciden e interactúan, podemos
identificar cicatrices a partir de un pensamiento metafórico, como lo indican las palabras
reciben y receptor.
Las respuestas al cuestionario final con la respectiva cuantificación de las afirmaciones
se muestran en el siguiente gráfico.
Gráfico 1 – Respuestas al cuestionario final, indicando el número de afirmaciones
marcadas en cada opción de la escala Likert. El eje x corresponde al número de encuestados y
el eje y corresponde a las afirmaciones indicadas en la tabla 1
Leyenda: Distorsión conceptual / Distorsión conceptual Parcial/ Parcialmente
compatible con el concepto científico
Fuente: Elaboración propia
Los enunciados que describían la información en términos metafóricos, utilizando
palabras como emisión y receptor, fueron los que más contribuyeron a la distorsión conceptual
por metáfora (A, B, C y D). Los estudiantes fueron capaces de identificar la inconsistencia
teleológica en las afirmaciones F y G, indicando la ausencia de concepciones que se refieran
explícitamente a la intencionalidad.
Estos resultados sugieren una de las siguientes hipótesis: i) existen perfiles conceptuales
(MORTIMER; SCOTT; EL-HANI, 2011) relacionados con el concepto de información
genética, es decir, el perfil que estructura la interpretación de los fenómenos a través de la
metáfora y el perfil que interpreta a partir de la correspondencia; o ii) los estudiantes no tenían
suficiente experiencia de aprendizaje para progresar de una connotación a otra. En este sentido,
0123456
H
G
F
E
D
C
B
A
Respuestas a las afirmaciones del cuestionario final
Distorção conceitual
Distorção conceitual parcial
Parcialmente compatível com o conceito
científico
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sería importante que esta investigación continuara con el fin de verificar si es posible que los
estudiantes alcancen un nivel de aprendizaje en el que solo aporten evidencias de aprendizaje
con indicadores del concepto científico.
Carvalho, El-Hani y Nunes-Neto (2020) sugieren una reorganización del currículo de
Biología para la Educación Media que prioriza los conceptos estructurantes de esta ciencia.
Dado que estructurar conceptos aporta más beneficios cognitivos que la simple memorización,
estamos de acuerdo con la propuesta, siempre y cuando esté alineada con los objetivos de CTSA
Educación. De hecho, la adquisición de conceptos estructurantes permite una reorganización
cognitiva que integra los conocimientos previos de los estudiantes, ofreciendo una nueva
interpretación, más comprensiva y menos fragmentada.
En este sentido, la enseñanza de la información como principio fundamental de la
Biología es potencialmente integradora, ya que permitirá a los estudiantes sentir una nueva
interpretación de los fenómenos abordados en el estudio de las ciencias de la vida. Con base en
el esquema propuesto por Ganiko-Dutra, Ceschim y Caldeira (pendiente de publicación), a
través de la enseñanza del concepto de información, es posible integrar conocimientos de
diferentes niveles de organización (molecular, organísmico y poblacional) en diferentes marcos
temporales (fisiológico, ontogenético y evolutivo).
Consideraciones finales
A partir de la comprensión de la información como principio fundamental de la
Biología, a partir del mapeo de distorsiones conceptuales mediante la metáfora movilizada para
la comprensión conceptual, y teniendo en cuenta el potencial integrador de este concepto,
enumeramos algunos desarrollos didácticos.
Los movimientos discursivos estratégicos y planificados son un recurso valioso para
proporcionar experiencias de aprendizaje para que los estudiantes tengan la oportunidad de
confrontar y reflexionar sobre las concepciones metafóricas y reconstruir sus propias
comprensiones. En este sentido, la sistematización propuesta por Windschitl, Thompson y
Braaten (2018) es de gran aporte al repertorio del docente de Biología.
Aunque el uso de metáforas puede generar distorsiones conceptuales, no se debe
descartar su valor como recurso didáctico. Siempre y cuando el docente tenga conocimiento
pedagógico del contenido, es posible que la metáfora contribuya al aprendizaje del concepto de
información al explicitar la noción de correspondencia. Sin embargo, una vez que el profesor
La metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de información genética: Una investigación sobre la formación inicial de
profesores de Ciencias y Biología
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diagnostica la sedimentación del aprendizaje, también es necesario explicitar los aspectos
incompatibles de la metáfora, por ejemplo, la intencionalidad.
Una etapa importante en el aprendizaje es la diferenciación: el material genético, la
información y la comunicación. Es posible que los estudiantes mezclen estos tres conceptos,
que son incompatibles. En este sentido, es importante que el profesor distinga entre ellos. Con
esto queremos decir que enseñar sobre la estructura y funcionalidad de los ácidos nucleicos no
es suficiente para aprender el concepto de información. Sin embargo, es a través de la enseñanza
de conceptos científicos específicos de la Biología que se pueden enseñar conceptos
estructurantes (CARVALHO; EL-HANI; NUNES-NETO, 2020). Por lo tanto, al enseñar la
estructura y el funcionamiento de los ácidos nucleicos, los maestros también pueden enseñar el
concepto de información.
En cuanto a la estructura curricular de los cursos de formación inicial en Ciencias
Biológicas, consideramos que el concepto de información puede estar presente en diferentes
momentos: 1) en la disciplina de Filosofía de la Biología, profundizando la discusión y
ofreciendo un espacio para la integración de conceptos; 2) en disciplinas específicas de
Genética, Biología Molecular, Fisiología Celular, Evolución, Etología, entre otras. En los
cursos de graduación, este concepto aún puede ser explorado en las disciplinas de la práctica
docente, como una posibilidad para que los docentes organicen las clases utilizando la
información como conocimiento de referencia para el enfrentamiento de problemas
socioambientales; además de ser un eje integrador que organiza los contenidos de la Biología
en la Educación Básica.
En esta investigación, se buscó ofrecer criterios para la enseñanza de la Genética
señalando palabras no deseadas porque se trata de un uso metafórico del lenguaje; criterios para
identificar un uso denotativo de la palabra información como sinónimo de correspondencia;
ofrecer un marco de aserciones para el diagnóstico de las concepciones; e indicando
implicaciones didácticas. Esperamos que estos registros contribuyan a la enseñanza de la
Genética y a la formación de ciudadanos para la participación en la toma de decisiones
relacionadas con problemas socioambientales que involucran cuestiones científicas y
tecnológicas.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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La metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de información genética: Una investigación sobre la formación inicial de
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Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM y Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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La metáfora de la comunicación en la comprensión del concepto de información genética: Una investigación sobre la formación inicial de
profesores de Ciencias y Biología
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 20
CRediT Author Statement
Reconocimientos: Queremos agradecer a los participantes del Grupo de Investigación en
Epistemología de la Biología (GPEB), a los evaluadores de la revista y a los profesores del
comité de calificación de los primeros autores, por las consideraciones que contribuyeron a
la mejora del trabajo.
Financiación: El presente estudio fue realizado con el apoyo de la Coordinación de
Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior – Brasil (CAPES) – Código de
Financiamiento 001; el Grupo de Investigación en Epistemología de la Biología (GPEB)
recibe financiación del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq).
Conflictos de intereses: No.
Aprobación ética: El trabajo involucra la recolección de datos con seres humanos y fue
aprobado por el Comité de Ética e Investigación de Plataforma Brasil. CAAE:
58230422.0.0000.5398. Número de opinión: 5.500.604.
Disponibilidad de datos y material: Los datos estarán parcialmente disponibles en el
Repositorio Institucional.
Contribuciones de los autores: El primer autor contribuyó a la concepción del trabajo, la
recolección de datos, el análisis de datos y la redacción del manuscrito; el segundo autor
contribuyó a la concepción del trabajo, la redacción y las revisiones críticas; el tercer autor
fue el supervisor del trabajo.
Procesamiento y edición: Editora Iberoamericana de Educación - EIAE.
Corrección, formateo, normalización y traducción.
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 1
THE METAPHOR OF COMMUNICATION IN GENETIC INFORMATION
CONCEPTUAL COMPREHENSION: AN INVESTIGATION IN INITIAL SCIENCE
AND BIOLOGY TEACHER EDUCATION
A METÁFORA DA COMUNICAÇÃO NA COMPREENSÃO DO CONCEITO DE
INFORMAÇÃO GENÉTICA: UMA INVESTIGAÇÃO DA FORMAÇÃO INICIAL DE
PROFESSORES DE CIÊNCIAS E BIOLOGIA
LA METÁFORA DE COMUNICACIÓN EN LA COMPRENSIÓN DEL CONCEPTO DE
INFORMACIÓN GENÉTICA: UNA INVESTIGACIÓN DE FORMACIÓN INICIAL DE
PROFESORES DE CIENCIAS Y BIOLOGÍA
Matheus GANIKO-DUTRA1
e-mail:matheus.ganiko@unesp.br
Beatriz CESCHIM2
e-mail: beatriz.ceschim@unesp.br
Ana Maria de Andrade CALDEIRA3
e-mail: ana.caldeira@unesp.br
How to reference this article:
GANIKO-DUTRA, M.; CESCHIM, B.; CALDEIRA, A. M. A. The
metaphor of communication in genetic information conceptual
comprehension: An investigation in initial Science and Biology
teacher education. Revista Ibero-Americana de Estudos em
Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-
5587. DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375
| Submitted: 14/06/2023
| Revisions required: 22/08/2023
| Approved: 18/09/2023
| Published: 17/10/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Deputy Executive Editor:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
São Paulo State University (UNESP), Bauru – SP – Brazil. PhD from the Postgraduate Program in Science
Education.
2
State University of Santa Cruz (UESC), Ilhéus – BA – Brazil. Professor in the Biology Teaching Area of the
Department of Biological Sciences. PhD in Education for Science (UNESP).
3
São Paulo State University (UNESP), Bauru – SP – Brazil. Lecturer in the Postgraduate Program in Science
Education. PhD in Education (UNESP). CNPq Research Productivity Scholarship - Level 1C.
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 1
THE METAPHOR OF COMMUNICATION IN GENETIC INFORMATION
CONCEPTUAL COMPREHENSION: AN INVESTIGATION IN INITIAL SCIENCE
AND BIOLOGY TEACHER EDUCATION
A METÁFORA DA COMUNICAÇÃO NA COMPREENSÃO DO CONCEITO DE
INFORMAÇÃO GENÉTICA: UMA INVESTIGAÇÃO DA FORMAÇÃO INICIAL DE
PROFESSORES DE CIÊNCIAS E BIOLOGIA
LA METÁFORA DE COMUNICACIÓN EN LA COMPRENSIÓN DEL CONCEPTO DE
INFORMACIÓN GENÉTICA: UNA INVESTIGACIÓN DE FORMACIÓN INICIAL DE
PROFESORES DE CIENCIAS Y BIOLOGÍA
Matheus GANIKO-DUTRA1
e-mail:matheus.ganiko@unesp.br
Beatriz CESCHIM2
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metaphor of communication in genetic information conceptual
comprehension: An investigation in initial Science and Biology
teacher education. Revista Ibero-Americana de Estudos em
Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-
5587. DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375
| Submitted: 14/06/2023
| Revisions required: 22/08/2023
| Approved: 18/09/2023
| Published: 17/10/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Deputy Executive Editor:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
São Paulo State University (UNESP), Bauru – SP – Brazil. PhD from the Postgraduate Program in Science
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2
State University of Santa Cruz (UESC), Ilhéus – BA – Brazil. Professor in the Biology Teaching Area of the
Department of Biological Sciences. PhD in Education for Science (UNESP).
3
São Paulo State University (UNESP), Bauru – SP – Brazil. Lecturer in the Postgraduate Program in Science
Education. PhD in Education (UNESP). CNPq Research Productivity Scholarship - Level 1C.
The metaphor of communication in genetic information conceptual comprehension: An investigation in initial Science and Biology teacher
education
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 2
ABSTRACT: In the present context of technological sophistication, Science Education might train
citizens to be able to participate in individual and collective decision making. The concept of genetic
information is relevant for the comprehension of socioenvironmental problems, such as genetic
modified organisms and genic therapy, for example. Considering the possibility of this concept to
provoke misconceptions by metaphor in learning, we aimed describing which are the conceptions
of genetic information from Biology teachers in training and how these conceptions changed
through scientific and philosophical conversation sessions. We collected data using questionnaires,
group interviews and individual representations. We identified that teachers in training
comprehended genetic information in metaphorical terms, moved forward to a complete rejection
of the metaphor and reached a balancing point in the end, exhibiting comprehensions compatible
with the proposed scientific concept, although some showed a combination of different conceptual
profiles.
KEYWORDS: Biology Teaching. Science Teaching. Information. Metaphor. Language.
RESUMO: O conceito de informação genética é de relevância para a compreensão de problemas
socioambientais, como organismos geneticamente modificados e terapia gênica. Levando em
consideração a possibilidade de esse conceito causar distorções conceituais por metáfora na
aprendizagem, objetivamos descrever quais são as concepções de informação genética de
professores de Biologia em formação e como suas compreensões foram modificadas ao longo de
reflexões científicas e filosóficas. Coletamos dados por meio de questionários, entrevistas em grupo
e representações individuais. Identificamos que professores em formação compreendiam a
informação genética em termos metafóricos, avançaram para uma rejeição completa da metáfora
e atingiram um ponto de equilíbrio no encerramento, exibindo compreensões compatíveis com o
conceito científico proposto, apesar de exibirem uma combinação de perfis conceituais.
Propusemos critérios linguísticos para utilizar a metáfora no ensino e para identificar o uso
denotativo do termo. Oferecemos um quadro de assertivas para diagnóstico de concepções e
indicamos implicações didáticas.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino de Biologia. Ensino de Genética. Informação. Metáfora.
Linguagem.
RESUMEN: El concepto de información genética es importante para el discernimiento de
problemas socioambientales, como los organismos genéticamente modificados y la terapia génica.
Habiendo en cuenta la posibilidad de que este concepto provoque deformes conceptuales por
metáfora en el aprendizaje, nos proponemos describir cuáles son las concepciones de la
información genética de los profesores de Biología en formación y cómo se han modificado sus
conocimientos a lo largo de las reflexiones científicas y filosóficas. Los datos se coleccionaron a
través de cuestionarios, entrevistas grupales y representaciones individuales. Identificamos que los
docentes en formación entendían la información genética en términos metafóricos, avanzaban
hacia un rechazo total de la metáfora y lograban un punto de equilibrio al final, exhibiendo
comprensiones compatibles con el concepto científico propuesto, a pesar de exhibir una
combinación de perfiles conceptuales. Propusimos criterios lingüísticos para el uso de la metáfora
en la enseñanza e identificar el uso denotativo del término. Ofrecemos un marco de aserciones para
el diagnóstico de las concepciones e indicamos implicaciones didácticas.
PALABRAS CLAVE: Enseñanza de Biología. Enseñanza de Genética. Información. Metáfora.
Lenguaje.
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM and Ana Maria de Andrade CALDEIRA
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023096, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 3
Introduction
Education related to Science, Technology, Society and Environment (CTSA) aims to
improve scientific literacy. In this sense, it guides curricular content and procedures to enable
the learning of topics that contribute to making better decisions regarding nature and socio-
environmental problems (RICARDO, 2007; SANTOS; MORTIMER, 2000; SASSERON;
CARVALHO, 2011). In this approach, socio-environmental problems are the learning contexts,
while scientific and technological concepts constitute the reference knowledge (SANTOS;
MORTIMER, 2000).
One of the most important topics in Biology is the Teaching of Genetics, an area that
helps to position students on issues such as: genetically modified organisms, DNA and RNA
vaccines, gene therapy, gene editing and evolutionary theory itself. Among the concepts
necessary for the interpretation of these decision-making scenarios is the concept of genetic
information. Despite the relevance attested by the wide occurrence of the term in teaching
materials, there is a lack of consensus regarding its definition in the philosophical and scientific
debate (GANIKO-DUTRA, 2021). At the same time, we indicated the possibility of this term
causing conceptual distortions due to it possibly being connotative in nature. To avoid
conceptual distortions and, therefore, ensure that students have access to more precise terms,
we propose an investigation into the conceptions of Biology teachers regarding the term genetic
information.
Thus, considering that the concept of information is a reference knowledge for
understanding and confronting the socio-environmental problems mentioned above, this work's
initial objective is to diagnose the previous conceptions of genetic information currently
disseminated by undergraduate students in Biological Sciences. A second approach showed
how these undergraduates' understanding of the topic became more precise throughout the
proposed activities, in order to clarify the concept from scientific and philosophical points of
view. Finally, we propose a reflection on the thought-language relationship of a metaphorical
nature and the undesirable conceptual distortions they bring.
The metaphor of communication in genetic information conceptual comprehension: An investigation in initial Science and Biology teacher
education
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The concept of genetic information
The word information is one of the fundamental principles of Biology, being an
important structuring concept for this science. According to Scheiner (2010), it can be
summarized in the statement: “life requires a system to store, use and transmit information”. In
this context, the most evident expression of the presence of the word information in biological
phenomena occurs in the areas of Genetics and Molecular Biology.
Despite its evident importance, this concept has been widely discussed from different
epistemological points of view, however, without apparent consensus. Without the aim of
deepening the discussion at this time, we indicate part of the diversity of approaches that exist
for interpreting the concept: (I) causal information (GODFREY-SMITH, 2008; SHANNON,
1948); (II) semantic information (GODFREY-SMITH, 2008; MAYNARD SMITH, 2000;
SHEA, 2007; 2011; STEGMANN, 2004); (III) reified information (WILLIAMS, 1992); (IV)
transmissive information (BERGSTROM; ROSVALL, 2011; GODFREY-SMITH, 2011;
MACLAURIN, 2011; STEGMANN, 2014); (V) evolutionary information (KOONIN, 2016);
(VI) fictitious information (LEVY, 2011); and (VII) signaling games (PLANER, 2014).
Within the scope of Genetics, we identify at least the following four meanings relating
to the term information, which characterizes polysemy (GANIKO-DUTRA, 2021). These are
references: (1) to molecular data, such as structure and quantitative measurements; (2) nucleic
acids; (3) signals from the environment that interact with nucleic acids; and (4) scientific
practice. As the term can also derive from a possible metaphor (GANIKO-DUTRA, 2021), it
will be used in the sense of: (a) a process that establishes a correspondence relationship between
two objects; and (b) the reported object.
Most authors conceive the term genetic information based on a thought-language
relationship, but some, such as Levy (2011) and Maturana and Varela (2001), consider it as a
metaphor. Levy (2011) even proposes its elimination in Biology due to the lack of semantic
plausibility to designate evolutionary functions, remaining valid only for proximal
explanations. Despite postulating the evolutionary dimension of information, when questioning
its effects on organisms, the explanations are often physiological (idem). His criticism also
draws attention to the intentional nature of the term, and even to the tone of the explanations in
which it occurs, often accompanied by quotation marks.
Maturana and Varela (2001, p. 218) state that there is no “transmitted information” in
Biology, indicating that this interpretation is conceived based on the metaphor that
communication is a tube: “communication is something that occurs at a point, it is taken through
Matheus GANIKO-DUTRA; Beatriz CESCHIM and Ana Maria de Andrade CALDEIRA
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a conduit (or tube) and delivered to another end, the receiver” (sic!). According to Levy (2011),
the characteristics of informational descriptions are: directionality, since there is a sender that
sends an intermediate factor to a receiver; the correspondence between distinct parts of two
systems; and the agency of transmitters and receivers to the detriment of the passivity of the
signal (information).
Despite the importance of metaphors for understanding the molecular phenomena that
occur in cells, it is argued that their use requires care so as not to fall into metaphysical views
that reify information, as well as gene-centric views (LEVY, 2011). Furthermore, Maturana and
Varela (2001) reject the use of this metaphor, which would indicate that the interaction would
be determined by the sender and not by the structural dynamics of the coupling system. In the
metaphor, the receiver would be conceived as a passive entity that only receives the information
sent by the sender. However, the authors argue that the effects on the receptor are related to its
structural characteristics, that is, how the perceived information reverberates in the flow of
matter and autopoietic energy that constitutes it.
Thought-language relationship and conceptual distortions in Biology Teaching
In the context of language, which also structures our view of the world (EVANS;
GREEN, 2006; VYGOTSKY, 2000), metaphor occurs when we understand one concept in
terms of another (LAKOFF; JOHNSON, 2003). We can say that there is a domain X, familiar
and already known, and a domain Y, to be known. As X and Y have compatible aspects, we
can understand Y in terms of X. In this sense, it is possible to affirm that the metaphor highlights
compatible aspects between the domains, but hides incompatible aspects (LAKOFF;
JOHNSON, 2003).
Metaphors originate from our experience, such as the notion of space and physical
actions. Our current culture admits, for example, that time is organized according to a spatial
dimension, with the future oriented “forward” and the past “backwards”. In addition to these
specific issues, metaphors structure our perception of reality (LAKOFF; JOHNSON, 2003).
With regard to metaphor in the context of Biology Teaching, Wandersee, Fisher and
Moody (2000) presented a scheme about the apprehension of concepts in Biology. Among the
sources of information are: the perception of the living world; society and culture; and formal
and informal learning, which also includes metaphors. According to them, the means that
students have to learn are: the acquisition of knowledge; organization and reflection; and the
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use of knowledge. These steps are fed back, and the resulting understanding can influence the
way reality is perceived.
Our research group has been investigating how the use of connotative terms can lead to
conceptual distortions in Biology Teaching. Although analogies and metaphors constitute a
relatively common teaching resource for understanding the most fundamental characteristics of
nature, they also bring some degree of associated conceptual deformation. Therefore, the
transfer of incompatible aspects between two domains associated by a metaphor configures
conceptual distortion by metaphor (CESCHIM; GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2020).
In this sense, when we reflect on the use of metaphor in teaching (GLYNN, 2007), it is
possible to explain it through another metaphor. Using them in teaching is like scaffolding. Just
as this instrument is used to construct a building and removed after the work, the metaphor can
be used to teach, but needs to be removed as soon as learning is diagnosed, in order to avoid
transferring incompatible aspects from one domain to another. A discursive template for using
metaphor in the classroom could be: “just as X [describes the compatible aspect of the familiar
concept], Y also [reinforces the compatible aspect of the concept to be taught]. However,
although X [describes an incompatible aspect of the familiar concept that cannot be transferred
to the concept to be taught], the same phenomenon does not occur for Y”.
Methodology
This investigation, of a qualitative nature (PATTON, 2002), was conducted within the
paradigm of the vision-logic of interpretative research advocated by Taylor (2014).
Data were collected through questionnaires and interview guides applied to
undergraduate students of the Biological Sciences course at a state university in the state of São
Paulo, both full-time and night-time. In this sense, fifteen meetings were held between June
2022 and January 2023, with an intentional sample, with the aim of diagnosing how the
undergraduate students' approach to topics related to Molecular Genetics evolved. The
investigation was carried out in accordance with the ethical guidelines of the National Health
Council with approval from the Research Ethics Committee.
During the meetings, recorded group interviews were carried out according to the
discursive movements proposed by Windschitl, Thompson and Braaten (2018). We also
administered an initial questionnaire and a final questionnaire, the answers to which were
submitted in writing.
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According to the objectives, the meetings were divided into three moments: (1) the
initial stage (three meetings), when we problematized the epistemological issue and delivered
the initial questionnaire, (2) the development (nine meetings), when it was proposed to read a
Buckland (1991)
4
and responses to the initial and (3) closing questionnaire (three meetings)
were collected, at which time participants also responded to the final questionnaire and
explained their own representations on the topic.
The initial questionnaire was divided into two sections, so that the questions in the
second section did not influence the answers in the first. The first section featured the following
command:
Nucleic acids (DNA and RNA) are essential molecules for maintaining the organism's homeostasis, for
the maintenance of the species over time, and are involved in several molecular processes in the cell. Explain the
function and functioning of nucleic acids in living organisms.
As expected, based on our initial hypotheses, that there would be a profusion of the use
of the word information in the answers (such as “transmission of genetic information”), the
topic gave rise to a development in the second section. From this perspective, the word
information can be understood as a unit of communication. When we inform, we are informing
someone about something. Therefore, the second section of the form presented the following
questions:
• Who would be communicating, that is, who would be the sender?
• Who would be communicating to, that is, who would be the receiver of the message? It is
• What would be being communicated, that is, what is the nature of this information; What would it be
about?
Among the activities carried out in the set of meetings that we call development, we can
mention: epistemological discussions, reading of articles
5
, elaboration of individual
representations, analysis of the responses collected in the initial questionnaire and analysis of
the transcript of the second meeting.
In the closing stage, a prior definition of the word information was proposed to reflect
on the relevance of its use in Biology (GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2022). This proposal
was not presented as a scientific consensus to the students, but rather as a “living science”, that
is, as an issue that is still under debate in the scientific community. It was also proposed to study
4
This reading contributed to an initial mapping of the discussion about the information present in the area of
Information Sciences and Natural Sciences.
5
Barbieri (2019); Buckland (1991); and Capurro and Hjorland (2007).
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a case of mimesis observed in the Boquila plant trifoliata
6
and, finally, the final questionnaire
was applied, the results of which were interpreted according to the Likert scale. Among the
statements present in this instrument, we selected those related to metaphor (table 1).
Table 1 – Assertions for data collection in the final questionnaire. The answers were
structured according to the Likert scale, with four options based on justification in case of
disagreement (completely agree, partially agree, partially disagree and completely disagree)
Would the students have understood that...
Possible conceptual
distortion
Don't the biochemical reactions of living beings
send information? Do living beings synthesize
molecules, emit patterns of energy and waves that
are eventually perceived by other organisms? Would
they be aware that this process is not directed or
intentional, but established only by evolutionary
contingencies?
From an evolutionary point
of view, there would be a
transmitter of genetic
information.
From a physiological point
of view, there would be a
transmitter of genetic
information.
Are the living beings themselves or their cells that
interact with the surrounding matter and energy,
establishing internal or external correspondences, of
a material or energetic nature? Occasionally, such
elements were produced by other organisms, or are
their continuation.
From an evolutionary point
of view, there would be a
receptor for genetic
information.
Is codon matching in amino acids a metabolic
emergency of the cell?
From a physiological point
of view, there would be a
receptor for genetic
information.
Nucleic acid sequences do not represent anything,
but are just molecules? The sophisticated patterns
and processes in which they are involved are
complex products that have resulted from biological
evolution.
Molecules would carry
meaning.
Is communication between living beings an
unintentional evolutionary emergence that arises
from contingent interactions?
There would be
intentionality in the
communication processes
between living organisms.
Do response patterns to environmental information
occur through unintentional chemical, physical or
biological interactions devoid of cognition?
There would be a cognitive
interpretation in biological
phenomena.
Source: Prepared by the authors
6
This plant is capable of mimicking the leaves of other plants close to where it grows. The purpose of the discussion
would be to interpret mimesis based on the concept of information.
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The data were selected from the transcription of the most representative excerpts from
the meetings, when participants explicitly discussed the concept of information. At this stage,
the data was anonymized.
We then undertook a thematic analysis with inferences made based on the authors'
creative synthesis (PATTON, 2002). In this sense, we identified three categories of meanings
on the part of students: i) conceptual distortions of a thought-language relationship nature
(CESCHIM; GANIKO-DUTRA; CALDEIRA, 2020); ii) conceptual distortions of an
epistemological nature (ibidem); and iii) understanding compatible with the scientific concept.
In this article, we will analyze category i, which concerns metaphor. We use indicators to
delimit units of meaning and categorize conceptions. The indicators were sender, receiver,
send, receive, transmit, pass and interpret.
Results and discussion
We will describe the students' conceptions (E), identified in the thematic analysis for
the metaphor category, in each of the three moments: initial stage, development and closure.
To answer the first question of the initial questionnaire, five of the six respondents used
the word information, and all used words indicative of conceptual distortion. Student E2
responded as follows:
• The function of nucleic acids is related to the storage and transfer of information from organisms, they
are the master code (“the cake recipe”) of each individual.
There we can identify the word transfer as an indicator of conceptual distortion by
metaphor. However, the same students who exhibited indicators of distortion provided
explanations compatible with the scientific concept:
Its operation consists of promoting, through its information, the synthesis of proteins that act in the
maintenance of life. (E2)
Furthermore, all students indicated senders and receivers for genetic information, which,
in itself, consists of indicators of conceptual distortion by metaphor. The sender was identified
as the organism (E1), the genetic material (E2 and E5), wherever the information is (E3), the
mother cell (E4), and the cell nucleus (E7). The receptor was identified as being the organism
itself (E1, E2), the environment that the genetic information influenced (E3), the daughter cells
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(E4), the cells (E5) and the RNA (E7). Levy (2011) considers the metaphor of genetic
information as a flexible communication process, which can explain the notes of different
senders and receivers, according to different contexts and points of view.
Throughout the discussions in the initial meetings, the students spoke structured based
on metaphors, as in the following statements.
• The information, in my opinion, depends on who is issuing it and who is receiving it. (E2);
• Making an analogy with sound propagation, there must be a medium for this propagation, so information
would not be the medium, it would be the sound. It would be what is propagated. (E1); It is
• I want to think about the information from one cell trying to send something to another. It has an
objective and then the receiver, in his subjectivity, will receive it in different ways. (E2).
In the latter, the word objective leaves an explicit connotation of intentionality.
In individual representations, E2 represented genetic information as an intermediate
factor between sender and receiver (illustration).
Figure 1 – Representation of the concept of genetic information produced by student E2
Legend: Emitter, Code (Bridge), Code Expression (Person), Receiver/
Information is the expression of a code generated by the emitter and received by the receiver.
Source: Prepared by E2. Authors' collection
At certain moments, it was possible to identify responses whose concepts oscillated
between connotation and denotation, such as those transcribed below.
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• There is the fact that it can be an object, an event; there is information that is the means; and there is
you assimilating this, who is the receiver. So, the fact or object is not the same thing as the process of
transmitting it. (E1)
• If it doesn't have an interaction with another organism, it's not information, it just is. (E4)
In this dialogue, it is possible to observe the replacement of the word emitter by object,
indicating a possible transition from metaphor to denotation.
Throughout the development, it was possible to notice students' linguistic conflicts when
searching for other alternative words to the metaphor. This was the case, for example, of student
E6 when asked about the definition of genetic information:
• Determination of transmittable characteristic implies that I am referring to the characteristic, but I
want to refer to the determining factor, so I think I would change it to “transferable determinant”.
Still at this stage, it was possible to observe an increase in the use of scientific terms,
for example, in the following statements:
• I think it would be the sequence of nitrogenous bases combined into amino acids. (E1);
• Correspondence. (E6);
• So expression is transcription, from DNA and RNA. (E6)
In addition to opting for more precise terms, students showed a tendency to reject the
word information. When asked to describe the structure and functioning of nucleic acids, the
same task requested in the first meeting, none of them used the term genetic information in their
individual representations. Previously, five out of six participants had used this expression. E2,
for example, who in the initial stage had responded based on a metaphor, presented the
following definition:
The functioning of the genetic material, contained in the nucleus, occurs through the processes of
transcription and translation of the base pairs that form the strand into protein units, which later (together) may act
on the physiology and morphology of the organism as a whole.
We consider this change as a sign of the “fear of metaphor”, as described by Lakoff and
Johnson (2003).
At times, the rejection of terms related to information led students to use it as a synonym
for “genetic material”, neglecting the meaning of correspondence, intrinsic to this fundamental
principle of Biology. In this sense, it was possible to observe statements such as:
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• DNA is genetic information. (E1);
• We find genetic information as a synonym for genetic material, or anything inheritable. (E6);
• The idea would be to replace terms synonymous with set of genes, then use terms such as genotype,
translation and transcription. (E3).
As long as it is properly used in classrooms, we consider the metaphor to be an important
resource for Biology Teaching, as proposed, among others, by Ceschim, Ganiko-Dutra and
Caldeira (2020) and Glynn (2007). Therefore, it is not desirable for students to acquire an
aversion to metaphor, but, on the contrary, we propose that from an epistemological deepening
of biological knowledge, they are able to develop pedagogical knowledge of the content
(SHULMAN, 1986) sufficient to determine the limits the use of metaphor in teaching. To do
this, it is important that they are able to distinguish the terms: communication as a tube, genetic
information and genetic material.
In one of the meetings, the group of students came close to a consensus that the term
genetic information could be reduced, without risk of losing meaning, to genetic material.
However, genetic information cannot be taken as synonymous with DNA and RNA.
Information consists of the triadic relationship between two objects and the correspondence
between them. An intervention by the researcher when asking them “What is the function of
DNA?” made them rework their conceptions and reach the idea of correspondence.
At the end, it was possible to observe that the students began to be more careful when
using informational terms, associated with the idea of correspondence, as indicated by the
following statements:
• I was thinking that the information is directly linked to the correspondence. (E3);
• If you put your hand on something hot, there is a correspondence between the hot thing and the impulse
it generates, and there is the information that will only run in the nervous system, which is the
information about the stimulus and the action you have to do, which in this case is the reflex arc. I have
the impression that in this case, we have two pieces of information, because there are two
correspondences, right? There is a correspondence between the object that generates the stimulus, and
the stimulus and the consecutive action. (E1).
The evidence indicates that the meetings allowed students to go through the three stages
of conceptual understanding of Biology: knowledge acquisition (initial stage and learning
experiences external to the context of this research, experienced in the course), organization
and reflection (debates mediated by the researcher and metacognition) and application of
knowledge (interpretation of phenomena and previous conceptions) (WANDERSEE; FISHER;
MOODY, 2000).
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Despite identifying a “balance point” in the use of the term genetic information ─ which
is between the metaphor, which represents an exaggeration in attributing incompatible aspects
to the information; and between the reduction, which removes correspondence as an important
essence of the concept ─, the students also exhibited mixed conceptions, in which they
expressed, at the same time, conceptions compatible with the scientific concept and
metaphorical, as was clear in E4's speech.
• I kept thinking that when I looked at the tree, I was receiving that information and then I thought of
some other animal seeing it as an obstacle. He is the receiver because he is interacting and receiving
this information, but he is also perceiving why there is correspondence formulating this information,
processing it, right?
At the same time that there are indicators such as the terms correspondence and
interacting, we can identify scars of metaphorical thinking, as indicated by the words receiving
and receiver.
The answers to the final questionnaire with the respective quantifications of the
statements can be found in the following graph.
Graph 1 – Responses to the final questionnaire, indicating the number of statements
marked in each option on the Likert scale. The x-axis corresponds to the number of
respondents and the y-axis corresponds to the statements indicated in table 1
Legend: Conceptual Distortion / Partial Conceptual Distortion / Partially
Compatible with Scientific Concept
Source: Prepared by the authors
0 1 2 3 4 5 6
H
G
F
E
D
C
B
A
Answers to the statements in the final questionnaire
Distorção conceitual
Distorção conceitual parcial
Parcialmente compatível com o conceito
científico
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The statements that described information in metaphorical terms, using words such as
emission and receiver, were those that most contributed to the conceptual distortion by
metaphor (A, B, C and D). The students were able to identify the teleological inconsistency in
statements F and G, indicating the absence of conceptions that explicitly refer to intentionality.
Such results suggest one of the following hypotheses: i) there are conceptual profiles
(MORTIMER; SCOTT; EL-HANI, 2011) related to the concept of genetic information, being
the profile that structures the interpretation of phenomena through metaphor and the profile that
interprets the from correspondence; or ii) students did not have enough learning experiences to
progress from connotation to denotation. In this sense, it would be important for this
investigation to continue in order to verify whether it is possible for students to reach a level of
learning in which they only provide evidence of learning with indicators of the scientific
concept.
Carvalho, El-Hani and Nunes-Neto (2020) suggest a reorganization of the Biology
curriculum for High School that prioritizes the structuring concepts of this science. Since
structuring concepts bring more cognitive benefits than simple memorization, we agree with
the proposal, as long as it is aligned with the objectives of CTSA Education. In fact, the
acquisition of structuring concepts allows for a cognitive reorganization that integrates students'
prior knowledge, offering a new, more comprehensive and less fragmented interpretation.
In this sense, teaching information as a fundamental principle of Biology is potentially
integrative, as it will allow students to grasp a new interpretation of the phenomena covered in
the study of life sciences. Based on the scheme proposed by Ganiko-Dutra, Ceschim and
Caldeira (to be published), through teaching the concept of information, it is possible to
integrate knowledge from different levels of organization (molecular, organismic and
population) in different time frames (physiological, ontogenetic and evolutionary).
Final remarks
Based on the understanding of information as a fundamental principle of Biology, the
mapping of conceptual distortions by metaphor mobilized for conceptual understanding, and
taking into account the integrative potential of this concept, we list some didactic developments.
Strategic and planned discursive movements are a valuable resource for providing
learning experiences so that students have the opportunity to confront and reflect on
metaphorical conceptions and reconstruct their own understandings. In this sense, the
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systematization proposed by Windschitl, Thompson and Braaten (2018) is a great contribution
to the Biology teacher's repertoire.
Although the use of metaphors can generate conceptual distortions, their value as a
teaching resource should not be discarded. As long as the teacher has pedagogical knowledge
of the content, it is possible that the metaphor contributes to learning the concept of information
by explaining the notion of correspondence. However, once the teacher diagnoses the
sedimentation of learning, it is also necessary to make explicit the incompatible aspects of the
metaphor, for example, intentionality.
An important step in learning is to differentiate: genetic material, information and
communication. It is possible for students to mix these three concepts, which are incompatible.
In this sense, it is pertinent for the teacher to distinguish between them. By this, we mean that
teaching about the structure and functionality of nucleic acids is not enough to learn the concept
of information. However, it is through the teaching of scientific concepts specific to Biology
that structuring concepts can be taught (CARVALHO; EL-HANI; NUNES-NETO, 2020).
Thus, by teaching the structure and functioning of nucleic acids, teachers can also teach the
concept of information.
With regard to the curricular structure of initial training courses in Biological Sciences,
we consider that the concept of information can be present at different times: 1) in the
Philosophy of Biology discipline, deepening the discussion and offering a space for integrating
concepts; 2) in specific subjects of Genetics, Molecular Biology, Cellular Physiology,
Evolution, Ethology, among others. In undergraduate courses, this concept can still be explored
in teaching practice subjects, as a possibility for teachers to organize classes using information
as a reference knowledge to face socio-environmental problems; as well as being an integrative
axis that organizes Biology content in Basic Education.
In this research, we seek to offer criteria for teaching Genetics by pointing out unwanted
words, as they are a metaphorical use of language; criteria to identify a denotative use of the
word information as a synonym for correspondence, offering a framework of assertions for
diagnosing conceptions; and indicating didactic implications. We hope that these records will
contribute to Genetics Teaching and citizen training to participate in decision-making related
to socio-environmental problems involving scientific and technological issues.
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.18375 19
CRediT Author Statement
Acknowledgments: We would like to thank the participants of the Biology Epistemology
Research Group (GPEB), the journal evaluators and the professors on the first author's
qualification committee, for the considerations that contributed to the improvement of the
work.
Funding: This work was carried out with the support of the Coordination for the
Improvement of Higher Education Personnel – Brazil (CAPES) – Financing Code 001; the
Biology Epistemology Research Group (GPEB) receives funding from the National Council
for Scientific and Technological Development (CNPq).
Conflicts of interest: No.
Ethical approval: The work involves data collection with human beings and was approved
by the Ethics and Research Committee by Plataforma Brasil. CAAE:
58230422.0.0000.5398. Opinion number: 5,500,604.
Availability of data and material: The data will be partially available in the Institutional
Repository.
Author contributions: The first author contributed to the conception of the work, data
collection, data analysis and writing of the manuscript; the second author contributed to the
conception of the work, writing and critical reviews; the third author was the work
supervisor.
Processing and editing: Editora Ibero-Americana de Educação.
Proofreading, formatting, standardization, and translation.