细胞生物学在小学教学

文摘

细胞生物学的基本概念对于科学素养至关重要。然而,由于细胞理论和细胞功能的许多方面是相当抽象,学生遇到困难理解他们。在这项研究中,我们调查是否多样化的教学资源,如使用副本列文虎克的显微镜,可视化的细胞使用光学显微镜、建设三维细胞模型,和阅读一本漫画书的细胞可以减轻细胞生物学教学时遇到的困难到8年级的小学生。结果表明这些教学活动提高学生学习能力具体对细胞生物学概念,如生物的构成、增长和愈合。同时,观察技能的发展,,例如,细胞大小的概念。然而,没有观察到显著提高学生的学习能力对抽象的话题,比如亚细胞细胞器的结构和功能。这些结果表明,许多学生在这个年龄还没有得出皮亚杰的具体运算阶段,表明所需的概念抽象主题的重要学习需要更加彻底地设计项目的过程中引入小学学生细胞生物学。

1。介绍

细胞生物学的理论是一个统一的概念在所有领域。认为所有生命形成的一个或多个细胞,所有新开发从先前存在的完全改变了人类理解生活世界,其宪法,其功能。虽然细胞于1665年首次被罗伯特胡克,理解细胞生物的形态和功能单位花了200年。细胞学说只是由西奥多·雪旺开发在1840年和1855年之间,马提亚Schleiden,罗伯特·雷马克和Rudolf Virchow1]。此外,知识分子和细胞生物学的非凡的增长在过去的十年中已经取得了一个基本的理解细胞生物学科学素养的基础。中央细胞生物学的概念使我们能够有效地管理信息和做出更好的决定在我们的日常生活健康,疾病预防和治疗,营养和生殖。这些概念也允许更广泛的对世界的理解和生态的生命形式和他们的角色之间的关系。

考虑到这些基本的生物概念的重要性,细胞生物学教学在小学是一个必要的任务,但也是一个巨大的挑战。学生在小学和高中教室经验难以理解关于细胞的基本知识。即使学生已经完成了强制性的教育水平,得到他们的知识仍是断断续续的,整合的水平细胞和生物体(2- - - - - -4]。细胞生物学是抽象的概念,涉及微观结构,创建一个障碍的过程中有效的学习。例如,使用他们的感官,学生不能直接感知的代谢、生化、生物物理过程。这些抽象的主题通常是教授的讲座课程,要求学生记住信息为目的的考试。在许多情况下,具体陈述性知识令人满意通常在学校评估过程。然而,困难时出现的学生被要求解释细胞过程之间的函数关系和更复杂的多细胞生物的功能5,6]。如果问题要求学生把概念或将它们应用于新的情况下,学生们通常不执行。

惊人的分子和细胞生物学的发展在过去的十年中导致了危机的“教”在学校(5]。内容覆盖带来的大量的解决方案的预期小学的一些话题。因此,小学的课程现在充满了概念,以前在高中。例如,在细胞生物学中,亚细胞结构和生理细胞过程中描述分子生物学方法目前在小学教(5]。然而,适用在这个阶段的教育,这些深刻的抽象内容需要适当翻译语言的学生。在他的经典研究认知发展,皮亚杰表明小学生近似11 - 12岁以下尚未发育良好的抽象思维能力。在这个阶段,皮亚杰称之为“认知发展的具体运算阶段”(7),教学活动需要关注具体的命题。在细胞生物学,使用三维细胞模型提供了一个很好的例子的这样一个具体的学习活动。同样,在实验室活动,使用显微镜观察细胞和组织可以让青年学生科学具体的方法。然而,一些作者体现批评质疑皮亚杰理论的存在阶段。其他人声称皮亚杰理论低估孩子的能力8]。根据这些批评,孩子们可以使用不同的途径来发展他们的技能,达到他们在你自己的时间。作为结果,一些教育家,挪用材料/活动,甚至可以学习抽象概念,对于所有的人,在每个时代9]。

在设计小学学生的学习活动,学生的积极参与,将有趣的时刻与学习过程的可能性也被认为是重要的(10]。故事、漫画、游戏和戏剧可以用来创建课程,学生积极参与。许多研究传统类相比,基于“lecture-then-test”和非传统的模型类,使用创新的方法,鼓励学生积极参与;这些研究表明,非传统类结构为科学教育更有效。此外,其他研究显示这种类型的类的积极作用在细胞生物学的教学11- - - - - -13]。

科学教育的另一个重要方面在于学生的已有知识的主题下的研究。奥苏贝尔的认知学习理论认为,学习过程中最重要的因素就是学生已经知道(14,15]。重要的学习,这是必要的,新概念意义与学生熟悉的概念。相比之下,非固定的抽象概念既存的概念可以记住但缺乏足够的意义。

在巴西,这个研究,没有最低课程清单在基础教育工作的主题。教育法律只提供一般要实现的目标。在实践中,在课堂中实现的课程提出的那些课本,分布式的政府公立学校。为细胞生物学教科书突出了亚细胞结构和教师倾向于优先考虑这些内容的类(4]。因为这些问题是非常抽象的,我们假设使用实践活动的观察细胞和建筑三维模型可以减轻学习这些抽象的主题相关的问题。

1.1。目标

一些作者认为说教的命题有趣和活性物是有效的在科学教育10- - - - - -13)和其他人,即使是抽象概念可以教孩子随着年龄的增长预测在皮亚杰的认知发展”的“具体运算阶段(7,8]。另一方面,奥苏贝尔预计,重要的学习发生的新概念需要与既存的(14,15]。生长和愈合是概念的学生。这些概念学习的促进者细胞学说的基本方面?

解决提到点我们设计本研究以下主要目标:(1)测试是否等具体活动的建设三维细胞模型,观察细胞在显微镜下,和/或参与和幽默融入学习过程有助于教学中抽象的主题,如细胞的亚细胞成分;(2)比较的学习主题,更接近现实的学生和那些更抽象,例如,比较如果细胞增殖和经济增长之间的关系或愈合比抽象的主题更容易学,细胞的亚细胞成分。

2。材料和方法

2.1。研究参与者

本研究进行三个8年级类在圣玛利亚的一所公立小学,RS,巴西。男女双方的共有65名学生,所有人都12到13岁的时候,被取样。

2.2。实验设计

(1)一个类,这称为控件类,收到“经典”指令对细胞生物学的课程和教科书的帮助。(2)第二类,这里叫做CB(漫画)类,是使用一个漫画书学习细胞生物学。故事在选定的CB地址方面发现的细胞和细胞过程,如生殖及其与经济增长的关系。亚细胞结构表现为人物漫画书中解释它们的功能细胞。我们写这个故事简单、直接的语言。这漫画书,名为“细胞”,可以找到(葡萄牙)在下列地址:http://w3.ufsm.br/ppgecqv/Producao/turma.pdf。(3)第三类,这叫博士(不同的参考资料)类,使用各种方法指示。其中包括(我)使用一个复制的列文虎克的显微镜来理解细胞发现的历史;(2)用光学显微镜观察细胞;(3)阅读上述漫画书;,(iv)构建一个三维的可食的细胞。

的过程中发现细胞的微观世界是强调通过使用复制列文虎克的显微镜检查洋葱细胞(16]。在使用复制品,学生们还被告知关于历史和细胞发现的重要性。接下来,学生观察洋葱细胞与现代光学显微镜。湿滑的山洋葱皮肤表皮细胞,与亚甲蓝染色,使用。可以比较这个经历看到相同类型的细胞使用列文虎克的显微镜副本。学生们被告知,每个微小细胞包含许多微小结构。亚细胞结构提出了使用前面提到的漫画书。最后,学生们创建了一个使用“糖果工具包可食的细胞。“这个工具包包含华夫饼干,糖果不同的形状,尺寸,和颜色,巧克力奶油,和一个塑料盘。使用漫画书中的信息,学生们做了一个细胞模型和被要求描述解释他们的结构和功能。 At the end of activity, the cells were “devoured.”

评估这些活动是否提高了细胞生物学的学习,学生完成预处理和期末测验;这些测试的结果随后被[相比17]。后续测试被执行两周后最后的教学活动。的问题在测试目标和被证明学生使用演示文稿;对于每一个问题,五个响应的学生被要求选择一个选项。学生他们选择的答案的纸张。四个测试问题的关注更广泛的方面细胞学说和属性更容易辨认的学生:增长,愈合,组成一个有机生命体。上的三个类的平均成绩和期末测验问题比较用方差分析(方差分析)。

这些问题如下。(1)当你减少你的手指吗?(2)你能识别两个细胞组成的食物吗?(3)为什么我们长大?(4)你能识别人类细胞形成的?

另一组四个问题被要求在后续测试。这些问题集中在亚细胞结构、形式、功能。和之前的问题一样,五个回答选项提供。这些问题被要求只在期末测验,先前进行的初步试验显示,很少8年级学生有先验知识的亚细胞的化合物。三组的平均得分比较使用以及。这些问题如下。(1)图中哪些项目代表线粒体和高尔基体?(2)溶酶体的功能是什么?(3)结构由箭头表示做什么(内质网)?(4)结构或结构对细胞功能是最重要的?

CB和博士课程,一个开放式的问题被问及学生的认知活动进行的。

3所示。结果与讨论

这三个类都有了明显的改善在回答测验后的第一组的问题,有关一般细胞生物学的各个方面和所链接到的生物现象,学生们每天的经验(例如,增长、结疤和宪法的食物)(图1)。课程前,40 - 50%的学生能够正确回答问题。尽管所有教学策略导致改善这些分数,多样化的教学资源的使用,以及使用单独的漫画书,导致更大的改进,通过“古典”指令。而控制班期末测验得分约65%,CB和博士类得分大约80%。

这些结果表明,(1)细胞和经济增长之间的关系,(2)细胞分裂和愈合很容易被学生掌握。一样可以推断细胞构成的生物。皮亚杰认为,学生在青春期早期,包括研究研究,尚未充分发展抽象思维的能力相反,这些学生更容易学习他们可以具体地观察。然而,学生之前已经学会了分辨生活和无生命的人,和他们所了解的生长和愈合。奥苏贝尔(15]表明,概念的存在在学生的头脑,可以与新概念允许重要的学习。

没有观察到显著差异在CB和博士课程。的话题集中在这些问题在CB治疗,虽然很快,看来是够教这些课程。较弱的性能控制类的观察表明,细胞之间的关系和生物生长和愈合等现象,班上没有充分覆盖。

质疑亚细胞成分的细胞和它们的功能,没有博士的学生之间的差异观察,CB和控制类(图2)。即使是那些学生创建一个三维细胞模型并没有显示改善学习亚细胞的细胞器。平均而言,学生在后续测试中得分约40 - 45%的所有类问题相关的亚细胞的化合物。这些得分较低的一个可能的解释是,亚细胞成分的主题包括“看不见,”抽象结构。如前所述,学生在青春期早期尚未开发的抽象思维的能力(7]。

有可能是其他策略可以使小学生更有效地了解细胞的细胞器。例如,学习效果可能会增加如果使用多样化的教学资源在指令的指令周期,而不是选择时期。也有可能作业可能会导致增加期末测验的成绩。然而,我们的研究表明,即使使用教学资源多样化的学习抽象主题的亚细胞的细胞器非常低在这个阶段的教育。除了是一个非常抽象的主题,学生可能不了解必要的概念与这些新的和为他们提供意义(15]。

学生的反应的问题表明,他们不认为看漫画书是愉快的活动。否则,学生描述了活动执行类博士非常激励和乐趣。博士类的活动是如此受欢迎,学生们在CB和控制类随后要求研究人员他们自己能否参与显微镜和可食的细胞活动。针对学生的要求,这些活动进行后续测试后的CB和控制类。然而,尽管这些活动在学生中流行,他们并不能证明像预期的那样有效教学的学生对细胞的细胞器。

4所示。结论

(我)8年级小学学生轻松地学习这些主题密切相关的细胞生物学的日常现实,包括细胞分裂和生长,或愈合,和生物的组成,根据皮亚杰的理论和预测,同时,奥苏贝尔理论。(2)积极参与学生的教学活动,如显微镜的使用,建立三维细胞,或阅读漫画书的手机主题,提高学生的学习能力对这些具体概念。(3)即使使用多样化的教学资源,抽象的概念,比如亚细胞细胞器的结构和功能,是很难在小学教书,皮亚杰理论所预测的。(iv)幽默的活动可以极大地激励学生但不一定提高学习抽象的话题。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(CNPq)和Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量比(斗篷/忠告Nacional de Educacao e Ciencia)助学金和奖学金。

引用

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