Main Article Content

Manuel Rodas Llanos
IES Extremadura Montijo 06480 (Badajoz)
Spain
https://orcid.org/0000-0003-4023-9967
Alberto Muñoz Muñoz
Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentales, Sociales y Matemáticas. Facultad de Educación. Universidad Complutense de Madrid. 28040 Madrid.
Spain
https://orcid.org/0000-0002-1152-7444
Javier Cubero Juánez
Dpto. Didáctica de Ciencias Experimentales y Matemáticas- Facultad de Educación y Psicología. 06006. Badajoz
Spain
https://orcid.org/0000-0003-1658-1041
Vol. 10 No. 1 (2026), Research in science education

DOI:

https://doi.org/10.17979/arec.2026.10.1.11398
Submitted: 2024-11-16 Published: 2026-03-03
Copyright How to Cite

Abstract

This article reports on the implementation of the Aquaroca teaching project in a high school classroom with the aim of improving student learning about metabolism through the construction and use of an aquaponic system. The research methodology was based on a comparative, quasi-experimental, cross-sectional design. The aim of the study was to assess and compare student learning of the concepts of cellular respiration and fermentation using a traditional teaching methodology and the Aquaroca project. Both groups of students were taught by the same teacher and received the same theoretical content. The data were analysed using a mixed methodology. The results confirm the initial working hypothesis that students in the Aquaroca group would show more significant learning outcomes than those in the control group, and support the project’s extension as a teaching and learning approach to other complex metabolic concepts.

Article Details

References

Banet, E., y Núñez, E. (1990). Esquemas conceptuales de los alumnos sobre la respiración. Enseñanza de Las Ciencias, 8(2), 105–110.

Berg, J. M., Tymoczko, J. L., y Stryer, L. (2008). Bioquímica. (Sexta Edic). Reverté S.A.

Bradforth, S. E., Miller, E. R., Dichtel, W. R., Leibovich, A. K., Feig, A. L., Martin, J. D., Bjorkman, K. S., Schultz, Z. D., y Smith, T. L. (2015). University learning: Improve undergraduate science education. Nature, 523, 282–284. DOI: https://doi.org/10.1038/523282a

Caamaño, A. (2007). Los trabajos prácticos en ciencias. In M. P. Jiménez Aleixandre (Ed.), Enseñar Ciencias. Barcelona: Grao.

Çakir, Ö. S., Geban, Ö., y Yürük, N. (2002). Effectiveness of conceptual change text-oriented instruction on students’ understanding of cellular respiration concepts. Biochemistry and Molecular Biology Education, 30(4), 239–243. DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.2002.494030040095

Charrier, M., Cañal, P., y Rodrigo, M. (2006). Las concepciones de los estudiantes sobre la fotosíntesis y la respiración: una revisión sobre la investigación didáctica en el campo de la enseñanza y el aprendizaje de la nutrición de las plantas. Enseñanza de las Ciencias, 24(3), 401–410.

Creswell, J. W. (2015). A Concise Introduction to Mixed Methods Research (SAGE Publications, Ed.).

Cubero, J., Sánchez, S., Vallejo, J. R., Luengo, L., Calderón, M., y Bermejo, M. L. (2018). Aprendizaje cooperativo para la formación universitaria en alfabetización en salud. Revista de la Fundación Educación Médica, 21(2), 97–100.

Decreto 109/2022, de 22 de agosto, por el que se establecen la ordenación y el currículo del Bachillerato para la Comunidad Autónoma de Extremadura. DOE 164, 25 de agosto 2022.

Duda, H. J., Wahyuni, F. R. E., y Setyawan, A. E. (2020). Misconception of the biology education students on the concepts of fermentation. Journal of Physics: Conference Series, 1521, 42006. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1521/4/042006

Edwards, M., Gil, D., Vilches, A., y Praia, J. (2004). La atención a la situación del mundo en la educación científica. Enseñanza de las Ciencias, 22(1), 47–64.

Farina, J. (2013). Conceptos previos sobre respiración y función biológica del oxígeno en estudiantes ingresantes a la carrera de Psicología. Revista de Educación en Biología, 16, 31–40.

García, A., Martínez, B., Blanco, A., Quesada, A., Suárez, F., Alonso, F. J., y Medina, M. (2021). A problem/case-based learning approach as useful tool for studying glycogen metabolism and its regulation. Biochemistry and Molecular Biology Education, 49. DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.21449

Garófalo, S. J., Alonso, M., y Galagovsky, L. (2014). Nueva propuesta teórica sobre obstáculos epistemológicos de aprendizaje. El caso del metabolismo de los carbohidratos. Enseñanza de las Ciencias, 32(3), 155–171. DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.1042

Güneş, M. H. (2011). Modelling about energy transformation in living organism. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 15, 1183–1187. DOI: https://doi.org/10.1016/J.SBSPRO.2011.03.260

Harmon, T. (2003). NFT aquaponic systems: a closer look. Aquaponics Journal, 31, 8–11.

Hart, E. R., Webb, J. B., y Danylchuk, A. J. (2013). Implementation of aquaponics in education: An assessment of challenges and solutions. Science Education International, 24(4), 460–480.

Hartley, L. M., Wilke, B. J., Schramm, J. W., D’Avanzo, C., y Anderson, C. W. (2011). College Students’ Understanding of the Carbon Cycle: Contrasting Principle-based and Informal Reasoning. BioScience, 61(1), 65–75. DOI: https://doi.org/10.1525/BIO.2011.61.1.12

Ho Chan, K. K., West, J., y Keung Ng, R. C. (2021). Using Yeast Fermentation as a Context for Meaningful Learning of Procedural Understanding. The American Biology Teacher, 83(1), 26–32. DOI: https://doi.org/10.1525/ABT.2021.83.1.26

Jiménez, A. (2013). Acuaponía: Herramienta educativa para el aprendizaje transversal de las ciencias. Ciencia y Desarrollo, 16(2), 83–90. DOI: https://doi.org/10.21503/CienciayDesarrollo.2013.v16i2.07

Lederman, N. G., Lederman, J. S., y Antink, A. (2013). Nature of Science and Scientific Inquiry as Contexts for the Learning of Science and Achievement of Scientific Literacy. International Journal of Education in Mathematics, 1(3), 138–147.

Lobillo, J. R., Fernández, V. M., Carmona, E., y Candón, F. J. L. (2014). Manejo básico y resultados preliminares de crecimiento y supervivencia de tencas (Tinca tinca L.) y lechugas (Lactuca sativa L.) en un prototipo acuapónico. ITEA, 110(2), 142–159. DOI: https://doi.org/10.12706/itea.2014.009

Lune, H., y Berg, B. L. (2017). Qualitative Research Methods for the Social Sciences (Ninth Edit). Pearson Education Limited.

Magnarelli, G., Quintana, M. M., García, L., Villagrán, E., Cabrera, L., y Ruiz, L. (2009). El trabajo en pequeños grupos facilita la enseñanza-aprendizaje de Bioquímica. Revista Brasileira de Educação Médica, 33(3), 374–381. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-55022009000300008

Martínez, C., García, B., Gallegos, L., y López, S. (2014). Transformación de las ideas sobre catabolismo de estudiantes de Bachillerato, después de participar en la aplicación de una secuencia didáctica diseñada para el proyecto Laboratorios de Ciencias del Bachillerato UNAM. Revista de Educación En Biología, 17(1), 25–37.

McMurtry, M. R., Sanders, D. C., Patterson, R. P., y Nash, A. (1993). Yield of Tomato Irrigated with Recirculating Aquacultural Water. Journal of Production Agriculture, 6(3), 428–432. DOI: https://doi.org/10.2134/JPA1993.0428

Muñoz, V., Franco, A. J., y Blanco, Á. (2020). Integration of scientific practices into daily living contexts: a framework for the design of teaching-learning sequences. International Journal of Science Education, 42(15), 2574–2600. DOI: https://doi.org/10.1080/09500693.2020.1821932

Muñoz, V., Franco, A. J., y Blanco, Á. (2018). Modelos mentales de estudiantes de educación secundaria sobre la transformación de la leche en yogur. Revista Eureka Sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 15(2), 1–20. DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2018.v15.i2.2106

Pereira, V. C., y Ferreira, W. (2021). Interactive Metabolism, a simple and robust active learning tool that improves the biochemistry knowledge of undergraduate students. Advances in Physiology Education, 45, 353–364. DOI: https://doi.org/10.1152/advan.00042.2020

Pérgola, M., y Galagovsky, L. (2020). Estudio didáctico-epistemológico sobre la relación entre los modelos de respiración celular y de combustión. Revista de Educación En Biología, 23(1), 49–63. DOI: https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaadbia/article/view/28149

Rakocy, J. E., Bailey, D. S., Shultz, R. C., y Thoman, E. S. (2010). Update on tilapia and vegetable production in the UVI aquaponic system (pp. 1–15). University of the Virgin Islands. Recuperado de: https://www.researchgate.net/publication/237308635_Update_on_tilapia_and_vegetable_production_in_the_UVI_aquaponic_system

Real Decreto 243/2022 de 5 de abril, por el que se establecen la ordenación y las enseñanzas mínimas del Bachillerato. BOE núm. 82, de 06/04/2022.

Rodas, M. (2009). Ideas alternativas de alumnos de grado medio de la familia profesional de Industrias alimentarias sobre el concepto de Higiene. UEX.

Rodas, M., y Cubero, J. (2022). El diseño del artículo de investigación como generador de vocaciones científicas. Revista Electrónica Interuniversitaria de Formación Del Profesorado, 25(1), 61–77. DOI: https://doi.org/10.6018/REIFOP.502731

Russell, C. B., y Weaver, G. C. (2011). A comparative study of traditional, inquiry-based, and research-based laboratory curricula: Impacts on understanding of the nature of science. Chemistry Education Research and Practice, 12(1), 57–67. DOI: https://doi.org/10.1039/C1RP90008K

Salinas, I. S. (2020). ¿Cómo sobrevivir a la enseñanza del metabolismo celular en bachillerato? Revista Digital Universitaria, 21(2), 11. DOI: https://doi.org/10.22201/codeic.16076079e.2020.v21n2.a8

Scaglione, M., Cadoche, L., Cerutti, R., García, M., y Boscarol, B. M. (2019). La acuaponia como estrategia didáctica para la integración de conocimientos. El Cardo, 21(15), 53–73. Recuperado de: http://200.61.250.144/index.php/cardo/article/view/126

Shana, Z., y Abulibdeh, E. S. (2020). Science practical work and its impact on students’ science achievement. Journal of Technology and Science Education, 10(2), 199–215. DOI: https://doi.org/10.3926/JOTSE.888

Somerville, C., Cohen, M., Pantanella, E., Stankus, A., y Lovatelli, A. (2014). Small-scale aquaponic food production. Integrated fish and plant farming. En FAO (Ed.), FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper (Vol. 589).

Songer, C. J., y Mintzes, J. J. (1994). Understanding cellular respiration: An analysis of conceptual change in college biology. Journal of Research in Science Teaching, 31(6), 621–637. DOI: https://doi.org/10.1002/TEA.3660310605

Souza, F. N., Costa, A. P., y Moreira, A. (2011). Análise de Dados Qualitativos Suportada pelo Software WebQDA. VII Conferência Internacional de TIC Na Educação: Perspetivas de Inovação, 9.

van Mil, M. H. W., Boerwinkel, D. J., y Waarlo, A. J. (2013). Modelling Molecular Mechanisms: A Framework of Scientific Reasoning to Construct Molecular-Level Explanations for Cellular Behaviour. Science and Education, 22(1), 93–118. DOI: https://doi.org/10.1007/S11191-011-9379-7/FIGURES/7