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Numerosas investigaciones en didáctica de la biología muestran que el aprendizaje de la teoría de la evolución biológica es muy complejo. En el presente artículo exponemos los fundamentos teóricos de una propuesta didáctica basada en la modelización y en la metacognición sobre los obstáculos epistemológicos en relación con el aprendizaje de este contenido. Esta propuesta está orientada a que los1 estudiantes construyan un modelo de evolución por selección natural y de especiación alopátrica, a la vez que reflexionan sobre las estrategias de aprendizaje utilizadas en dicho proceso y sobre los obstáculos epistemológicos que dificultan este trabajo. Además de desarrollar los fundamentos de la propuesta didáctica, ofrecemos algunos ejemplos concretos de actividades.