Idei mixte ale elevilor despre mecanismele de slăbire umană CBE - Educația în științe ale vieții

* Adresă corespondență către: Kamali N. Sripathi (

elevilor

CREATE pentru Institutul STEM, Universitatea de Stat din Michigan, East Lansing, MI 48824

Departamentul de biologie, Universitatea din Massachusetts Amherst, Amherst, MA 01003

Proiectul Dragonfly și Departamentul de Biologie, Universitatea Miami, Oxford, OH 45056

Departamentul de Științe Fizice, Universitatea Tech Arkansas, Russellville, AR 72801

CREATE pentru Institutul STEM, Universitatea de Stat din Michigan, East Lansing, MI 48824

Departamentul de Microbiologie și Genetică Moleculară, Universitatea de Stat din Michigan, East Lansing, MI 48824

Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Michigan State University, East Lansing, MI 48824

Abstract

INTRODUCERE

Educația biologică se află într-o transformare în întreaga gamă de educație K-16. Consiliul Național de Cercetare (NRC, 2012) a subliniat necesitatea ca studenții să devină consumatori critici ai informațiilor științifice care le pătrund în viață, indiferent dacă urmează o carieră STEM (știință, tehnologie, inginerie și matematică). NRC a dezvoltat astfel linii directoare pentru o educație eficientă STEM K-12 (NRC, 2012), cu scopul de a ajuta studenții să devină gânditori științifici critici. Asociația Americană pentru Avansarea Științei (AAAS, 2011) a lansat o cerere similară special pentru educația universitară în biologie, denumită în continuare Viziune și schimbare, citând natura din ce în ce mai interdisciplinară a cercetării în toate domeniile biologice și necesitatea de a încorpora practicile științifice în programele de biologie. Ambele rapoarte definesc „idei de bază disciplinare” (NRC, 2012) sau „concepte de bază” (AAAS, 2011) pe care elevii ar trebui să le poată înțelege și să le aplice în situații noi pentru a fi consumatori științifici pricepuți. Ca atare, aceste idei de bază nu sunt doar esențiale pentru așteptările de învățare pentru a fi consumatori științifici, ci pot fi prezente și ca așteptări ale societăților de practicieni pentru dezvoltarea următoarei generații de profesioniști în zona respectivă a fiecărei societăți (Yoho și colab., 2018).

Cu toate acestea, elevii au dificultăți semnificative în înțelegerea acestor căi biologice, probabil din cauza naturii extrem de interconectate a acestor procese. Exemplele de confuzie ale elevilor includ dificultăți între procesele scalare, trasarea materiei pe scări și faze și lipsa de atenție asupra atomilor atunci când se compară reactanții și produsele. Multe studii au raportat separat tendințele studenților de a confunda respirația celulară și fiziologică (Bell, 1985; Anderson și colab., 1990; Conducător auto și colab., 1994). În plus, Hartley și colegii (2011) au descoperit că studenții s-au luptat să raționeze cu privire la procesele biologice la scări. Autorii au observat că studenții s-au concentrat pe explicarea fenomenelor la un nivel macroscopic, mai degrabă decât pe descrierea proceselor moleculare de bază. Hartley și colegii săi au teorizat în continuare că acest lucru se poate datora faptului că studenții sunt mai confortabili raționând la nivel macroscopic sau pentru că elevii nu știu că fenomenele la scară mai mare pot fi explicate prin procese la scări mai mici (Hartley și colab., 2011). Mohan și colegii săi (2009) au identificat, de asemenea, „raționamentul despre sisteme și procese la scări multiple” (p. 678) ca o caracteristică cheie a explicațiilor științifice cu care se luptă studenții.