Principios de la Vida Segunda Edición

Prefacio del libro

Desde que se publicó la Primera Edición de Principios de la Vida, el aumento de la investigación en educación biológica y la disponibilidad de recursos para los maestros continúan creando entusiasmo entre la comunidad docente. Justo cuando apareció la Primera Edición, la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias) publicó Vision and Change in Undergraduate Biology Education: A Call to Action. Este informe respaldaba la enseñanza de conceptos básicos y competencias básicas, y promovía la participación activa de los estudiantes en actividades de resolución de problemas. Cuando se publicó la Primera Edición de Principios de la Vida, ofreció un enfoque radicalmente nuevo para enseñar biología introductoria que se alinea con los objetivos planteados en el informe Visión y Cambio (ver a continuación). Principles of Life enfatiza el dominio de los conceptos principales de la biología a través del aprendizaje activo, la resolución de problemas en escenarios realistas y la comprensión en lugar de la memorización. Ahora otros autores de libros de texto están empezando a seguir nuestro ejemplo. Estamos orgullosos de que Principles of Life haya ayudado a marcar el comienzo de este cambio en la forma en que se enseñan los cursos de biología, y tenemos la intención de continuar desarrollando nuestro libro como el vehículo líder para este nuevo enfoque de la educación en biología. Liderando el Cambio en la Educación en Biología de Pregrado Nos encontramos en una encrucijada importante en la educación en biología, y muchos esfuerzos recientes han convergido para producir una oportunidad para un cambio duradero en la forma en que los instructores enseñan biología introductoria. La validez de nuestro enfoque en Principios de Vida está respaldada por numerosos informes y estudios publicados por agencias de educación y grupos de estudio nacionales desde el cambio de milenio. En particular, dos informes importantes han alentado este cambio: el informe Visión y Cambio mencionado anteriormente y BIO2010: Transformando la Educación de Pregrado para Futuros Biólogos de Investigación, patrocinado por los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto Médico Howard Hughes. Estos informes recomendaron centrarse en los conceptos y competencias centrales, enseñar a los estudiantes a través del aprendizaje activo en lugar de la memorización, y mejorar la integración de los enfoques estadísticos y computacionales. Casi al mismo tiempo, el College Board estaba rediseñando el curso de Biología de Colocación Avanzada con los mismos objetivos. En Principios de Vida, hemos utilizado nuestra experiencia como autores y educadores para implementar estas recomendaciones en un nuevo enfoque para enseñar biología introductoria. El informe Visión y Cambio (2011) identificó cinco «conceptos básicos para la alfabetización biológica» que deben integrarse en todo el currículo. Estos conceptos centrales se centran en torno a los temas de: • evolución • la relación entre estructura y función
• flujo, intercambio y almacenamiento de información • vías y transformaciones de energía y materia • sistemas biológicos En la Segunda Edición de Principles of Life, hemos trabajado para garantizar que estos cinco conceptos centrales se enfaticen y refuercen a lo largo del texto, los problemas, los enlaces a los medios y otras actividades. Para ayudar a los estudiantes a construir puentes entre diferentes partes del curso y áreas de conocimiento, hemos proporcionado enlaces a lo largo del libro. Usando estos Enlaces, los estudiantes pueden ver, por ejemplo, que la información que aprenden sobre biología molecular o celular está conectada con temas de evolución, diversidad, fisiología y ecología. Además de instar a centrarse en los conceptos básicos, el informe Visión y Cambio argumentó que los estudiantes necesitan cultivar ciertas competencias básicas para convertirse en científicos exitosos. Los estudiantes deben ser capaces de: * aplicar el proceso de la ciencia * utilizar el razonamiento cuantitativo * utilizar el modelado y la simulación • aprovechar la naturaleza interdisciplinaria de la ciencia • comunicarse y colaborar con otras disciplinas * comprender la relación entre la ciencia y la sociedad Se anima a los estudiantes a practicar estas competencias básicas a lo largo de la Segunda Edición de Principles of Life. Cada capítulo contiene ejercicios de Aplicar el Concepto, que brindan a los estudiantes la oportunidad de practicar el trabajo con datos. Estos problemas se relacionan con nuestro Sentido de los datos: Un Manual de estadísticas (Apéndice B), que ayuda a los estudiantes a comprender por qué y cómo los biólogos sacan conclusiones de los datos biológicos, y por lo tanto les ayuda a desarrollar habilidades de razonamiento cuantitativo. También hemos agregado más Tutoriales y Actividades Animadas en línea, que incluyen oportunidades para que los estudiantes utilicen módulos de modelado y simulación para reforzar aún más su comprensión de los conceptos. Al participar en estas actividades, los estudiantes también aprenden sobre la importancia de los conceptos y análisis biológicos para abordar los problemas y desafíos sociales. Los Principios de la Historia de la Vida Antes de nuestro lanzamiento de la Primera Edición de los Principios de la Vida, los libros de texto introductorios de biología para los estudiantes de ciencias presentaron resúmenes enciclopédicos del conocimiento biológico. Creemos que los estudiantes que pasan su tiempo memorizando diligentemente innumerables detalles y vasta terminología en realidad retienen menos de los conceptos que son la base para un mayor estudio en cursos avanzados. En Principios de la Vida, tomamos el enfoque opuesto: promovemos la comprensión sobre la memorización. Los detalles son importantes, pero ningún libro de texto de biología moderna puede comenzar a cubrir toda la información que los biólogos han aprendido hasta la fecha, y los estudiantes de hoy en día tienen muchas otras formas de acceder a los detalles según los necesiten. Para ayudarnos a crear esta nueva generación de libros de texto de biología, en 2009, nuestras editoriales Sinauer Associates y W. H. Freeman reunieron a un Consejo Asesor de 20 destacados educadores de biología e instructores de biología introductoria de toda América del Norte. Durante una reunión intensiva de los autores y el Consejo, las discusiones dinámicas condujeron a la solidificación de los conceptos centrales que creemos que son esenciales para la enseñanza introductoria de la biología. El libro tomó forma, y los miembros del Consejo Asesor revisaron los capítulos emergentes y proporcionaron una retroalimentación considerable en cada etapa del desarrollo del libro. El resultado fue un libro que mostró la estructura lógica de la investigación científica, incluidos los enfoques de modelado de laboratorio, campo y computadora. Principles of Life ayudó a los estudiantes a aplicar los conceptos que aprenden al brindarles la oportunidad de analizar datos originales en cada capítulo. De esta y muchas otras maneras, los Principios de la Vida incorporaron enfoques basados en la indagación que fomentan el aprendizaje activo. La Primera Edición de Principios de Vida fue ampliamente adoptada y bien recibida. Los adoptantes y revisores elogiaron el enfoque y nos alentaron a ampliar el esfuerzo para incluir aún más oportunidades de resolución de problemas para los estudiantes y más ejemplos de los experimentos que han formado la base de nuestro entendimiento. Para la Segunda Edición, todos los capítulos se sometieron a una amplia revisión entre ediciones por expertos en cada subdisciplina respectiva, y los capítulos se revisaron en consecuencia. Ahora proporcionamos más referencias a datos y análisis originales para que los estudiantes e instructores puedan explorar fácilmente los experimentos originales en mayor profundidad. Además, hemos ampliado las oportunidades para que los estudiantes apliquen lo que han aprendido utilizando datos y ejemplos reales, y hemos integrado y explicado mejor los conceptos de análisis estadístico de datos. Hemos incluido enlaces a videos en línea (los nuevos Clips Multimedia) que ayudan a los estudiantes a apreciar la relevancia de lo que han aprendido y a disfrutar de la emoción de la biología. ¿En qué Son Diferentes los Principios de la Vida? Cada capítulo de Principios de la Vida está organizado en una serie de Conceptos que son importantes para dominar la biología introductoria. Hemos elegido cuidadosamente estos conceptos a la luz de los comentarios de nuestros colegas, del Consejo Asesor y de los numerosos informes que examinan la biología introductoria. Los conceptos se desarrollan, pero no con el extenso detalle que se encuentra en la mayoría de los textos introductorios. Los Principios de la Vida están enfocados; no está destinado a ser enciclopédico. Los estudiantes aprenden mejor los conceptos cuando los aplican a problemas prácticos. Cada capítulo de Principios de la Vida contiene ejercicios, llamados Aplicar el Concepto, que presentan datos para que los estudiantes los analicen. Cada uno de estos ejercicios refuerza un concepto que es central en ese capítulo. Los estudiantes de ciencias necesitan comprender los métodos básicos para la presentación y el análisis de datos, por lo que muchos de estos problemas les preguntan a los estudiantes sobre la significación estadística de los resultados. Para ayudar a los estudiantes a comprender los problemas en la presentación e interpretación de los datos, hemos proporcionado una breve introducción al razonamiento detrás de las estadísticas biológicas en el Apéndice B.

Aunque este Apéndice no pretende reemplazar una introducción más formal a las estadísticas, creemos que el pensamiento estadístico es una habilidad importante que debe desarrollarse en todos los cursos introductorios de ciencias. Hemos mantenido los problemas y ejemplos sencillos para enfatizar los conceptos de análisis estadístico en lugar de los detalles de cualquier prueba estadística en particular. Algunos de los ejercicios de Aplicar el Concepto son lo suficientemente simples como para que se puedan presentar, analizar y discutir en clase; otros son más adecuados para las tareas. Nuestras cifras de investigación permiten a los estudiantes ver cómo sabemos lo que sabemos. Estas cifras presentan Hipótesis, Método, Resultados y Conclusión. La mayoría de estas cifras de investigación ahora incluyen una sección titulada Analizar los datos, en la que hemos extraído un subconjunto de datos del experimento publicado. Se les pide a los estudiantes que analicen estos datos y que establezcan conexiones entre observaciones, análisis, hipótesis y conclusiones. Al igual que con los problemas de Aplicar el Concepto, se les pide a los estudiantes que apliquen enfoques estadísticos básicos para comprender los resultados y sacar conclusiones.

También hemos proporcionado referencias originales y amplios recursos en línea para cada figura de investigación. Los recursos en línea están disponibles en LaunchPad, la nueva plataforma en línea de Principles of Life. Estos recursos incluyen discusiones ampliadas de la investigación original, enlaces a las publicaciones originales, y discusiones y enlaces para cualquier investigación de seguimiento que se haya publicado. Cada capítulo comienza con una aplicación de un concepto importante: una historia que ilustra y proporciona una motivación para comprender el contenido del capítulo, y proporciona un contexto social, médico, científico o histórico para el material. Cada una de estas viñetas termina con una pregunta abierta que los estudiantes pueden tener en cuenta mientras leen y estudian el resto del capítulo. Volvemos a esta pregunta inicial al final del capítulo para mostrar cómo la información presentada a lo largo del capítulo ilumina la pregunta y ayuda a proporcionar una respuesta. Al reflexionar sobre estas preguntas mientras leen y estudian, los estudiantes pueden comenzar a pensar como científicos. Al final de cada discusión conceptual, proporcionamos puntos de control diseñados para ayudar a los estudiantes a autoevaluar su comprensión del material. Estos puntos de control abarcan los niveles incrementales de la Taxonomía de Dominios Cognitivos de Bloom: conocimiento factual, comprensión, aplicación, análisis, síntesis y evaluación. Otro elemento importante para el éxito de los estudiantes es el refuerzo y la aplicación de conceptos a través de Tutoriales Animados en línea, Actividades y Clips Multimedia. Cada capítulo contiene códigos de acceso instantáneo (en forma de URL directa y de Respuesta Rápida, o código QR, un código de barras que los estudiantes pueden escanear con un teléfono inteligente o tableta) que les permiten acceder rápidamente a estos recursos en línea mientras leen. Para muchos conceptos, los estudiantes pueden realizar sus propias simulaciones, explorar un concepto en mayor profundidad y comprender conceptos a través del descubrimiento activo. Utilizando los Clips Multimedia, también pueden ver videos que ayudan a explicar conceptos o a presentar a los estudiantes las maravillas de la diversidad biológica. Los estudiantes necesitan aprender sobre algunas de las principales Herramientas de investigación que se utilizan en biología, incluidos los principales métodos de laboratorio, computacionales y de campo. Nuestras figuras de Herramientas de investigación explican estas herramientas y proporcionan un contexto sobre cómo son utilizadas por los biólogos. Nuestro programa de arte para Principios de la Vida continúa construyendo sobre nuestro éxito de la Vida: La Ciencia de la Biología. Fuimos pioneros en el uso de subtítulos en globo para ayudar a los estudiantes a comprender e interpretar los procesos biológicos ilustrados en figuras sin ir y venir repetidamente entre una figura, su leyenda y el texto. Estas guías ayudan a los estudiantes a conectar puntos críticos de figuras con los conceptos que se desarrollan en el texto. Medios de comunicación y suplementos La Segunda Edición de Principles of Life presenta una colección ampliada de recursos en línea para apoyar y reforzar el material cubierto en el libro de texto. En un esfuerzo por vincular más estrechamente el libro impreso con los recursos en línea, encontrará referencias con códigos QR (instant access) y direcciones web directas para todos los nuevos Clips Multimedia, Tutoriales Animados, Actividades y Resúmenes interactivos a lo largo del libro. Estos permiten a los estudiantes conectarse instantáneamente a estos recursos desde cualquier dispositivo (computadora, teléfono inteligente o tableta) mientras leen el libro. La nueva plataforma en línea LaunchPad integra todos los recursos para estudiantes, recursos para instructores, el libro electrónico completo y todas las herramientas de evaluación en una interfaz optimizada que agrupa el contenido esencial en unidades de aprendizaje fácilmente asignables. LaunchPad cuenta con una gama de herramientas de evaluación que incluyen el nuevo motor de pruebas adaptativas de LearningCurve y pruebas sumativas prediseñadas para cada capítulo. Para apoyar la preparación de cursos, las sesiones en el aula y los programas de evaluación, hay una amplia gama de recursos para instructores disponibles, que incluyen múltiples versiones de todas las figuras de libros de texto, una gran cantidad de recursos de PowerPoint, múltiples bancos de preguntas de evaluación, una gran colección de videos y ejercicios de aprendizaje activo en clase. Para obtener una lista completa de todos los medios y suplementos disponibles para Principios de Vida, consulte «Medios y Suplementos para acompañar Principios de Vida» que sigue este Prefacio. Además, consulte la portada interior para obtener una lista completa de los recursos multimedia para estudiantes a los que se hace referencia en el texto. Contribuciones especiales Muchas personas contribuyeron a la creación de la Segunda Edición de Principios de Vida (ver más abajo). Sin embargo, dos personas merecen una mención especial por sus contribuciones. Susan D. Hill hizo un trabajo magistral al escribir el Capítulo 38 sobre el Desarrollo Animal. Nickolas Waser trabajó extensamente con Mary Price en la sección de Ecología (Parte 7), y estuvo íntimamente involucrado en las discusiones de la planificación y ejecución del libro. Muchas Personas a las que agradecer Además de los muchos biólogos enumerados en la página siguiente que proporcionaron revisiones formales, cada uno de nosotros se benefició enormemente de los contactos personales con colegas que nos ayudaron a resolver problemas e hicieron sugerencias críticas para nuevo material. Se trata de: Walter Arnold, Universidad de Medicina Veterinaria (Viena);
Harry Greene, Universidad de Cornell; Will Petry, Universidad de California, Irvine; David Sleboda, Universidad Brown; Thomas Ruf, Universidad de Medicina Veterinaria (Viena); Andrew Zanella, The Claremont Colleges; Edward McCabe, Universidad de Colorado y la Fundación March of Dimes; y Frank Price, Universidad de Utica. Nuestro editor y editor, Andy Sinauer, abrazó la necesidad de cambio en los libros de texto introductorios de biología y ha ayudado a hacer realidad nuestra visión. Bill Purves, Gordon Orian y Craig Heller, nuestros coautores de ediciones anteriores de Life: The Science of Biology y/o Principles of Life, fueron fundamentales para articular los conceptos desarrollados en esta Segunda Edición de Principles of Life, y muchos aspectos de este libro se remontan a sus contribuciones críticas.

Para esta nueva Edición, Sinauer Associates reunió a un talentoso dúo, Laura Green y Danna Niedzwiecki, que coordinaron el equipo editorial y realizaron gran parte de la edición de desarrollo. Annie Reid y Carol Pritchard-Martínez trabajaron para asegurar que el nivel y la terminología fueran apropiados para los estudiantes principiantes de pregrado. Jane Murfett también contribuyó a la edición de desarrollo. Laura y Danna trabajaron en estrecha colaboración con una editora de primera categoría, Liz Pierson. Carol Wigg fue la editora principal de producción en ediciones anteriores de Principles of Life y Life: La Ciencia de la Biología y su marca perduran. Elizabeth Morales, nuestra artista, volvió a trabajar con cada uno de nosotros para crear arte lineal efectivo y hermoso. También revisó muchas cifras para hacerlas más efectivas para las personas con formas comunes de daltonismo. David McIntyre aceptó de nuevo el reto de encontrar nuevas, incluso mejores fotografías. La diseñadora Joan Gemme le dio un aspecto fresco al libro e hizo un buen trabajo al reunir todos los elementos del libro en páginas claras y atractivas. Chris Small coordinó la producción e impuso sus exigentes estándares para mantener la consistencia de la miríada de componentes. Johannah Walkowicz organizó y encargó las numerosas revisiones académicas de expertos. Jason Dirks coordinó el equipo que creó la amplia gama de medios y suplementos en línea. Dean Scudder, Director de Ventas y Marketing, y Azelie Fortier, Editora de Adquisiciones de Biología, participaron en todas las etapas del desarrollo del libro.

En W. H. Freeman, seguimos beneficiándonos de las aportaciones a largo plazo de la editorial de Biología Susan Winslow. John Britch, Director de Marketing, en colaboración con los Especialistas Regionales, los Gerentes de Ventas Regionales y el equipo de Desarrollo de Mercado, coordinó todas las etapas para informar a la fuerza de ventas calificada de Freeman de la historia de nuestro libro. También queremos agradecer a Freeman media group por su experiencia en la producción de LaunchPad. David M. Hillis David Sadava Richard W. Hill Mary C. Precio