Biologie. Chemie. Zeměpis Odborný časopis pro učitele a didaktiky přírodních věd

Podpora koherence ve výuce biologie a přírodopisu: Úvod do využití Jo-Jo strategie v ČR

Markéta Machová, Marie-Christine Knippels

Ročník 30 (2021), číslo 2 s. 19–33 vyšlo online 30. 8. 2021 čeština

DOI https://doi.org/10.14712/25337556.2021.2.3

Stáhnout PDF (724 kB) Otevřít v prohlížeči
Náhled PDF

Abstrakt

Kurikulum přírodopisu a biologie současného základního a středního vzdělávání (ISCED 2 a 3) se skládá z témat jako genetika, evoluční biologie nebo ekologie, která jsou sice zásadní pro porozumění komplexních přírodních procesů, ale pro studenty jsou také složitá na hlubší pochopení. Jednou z příčin je, že děje popisované v rámci těchto témat (jako vývoj organismů, populační dynamika nebo proteosyntéza) pokrývají více úrovní biologické organizace. V učebnicích přírodopisu a biologie jsou stupně biologické organizace (molekuly, buňky, tkáně, organismy, populace atd.) charakterizovány a jejich znalost zakotvena i v RVP. V ČR se ale stejně jako v jiných evropských zemích setkáváme s tím, že učebnice ani kurikulum důrazně a jasně nevytvářejí vztahy mezi těmito stupni organizace a přírodními procesy v jejich rámci. Přírodní procesy typicky navíc nepokrývají jen jednu, ale více vzájemně interagujících úrovní biologické organizace. Důsledkem nejasnosti těchto vztahů je pak nízká koherence (propojenost) předkládaného učiva, která vyúsťuje v neschopnost studentů pochopit podstatu základních přírodních procesů, jako je princip vzniku dědičných znaků nebo dýchání. Během posledních dekád bylo vyvinuto mnoho strategií, jejichž cílem je napomoct právě k rozvoji koherentního chápání složitých víceúrovňových přírodních procesů. Jednou z nich je Jo-jo strategie, která studentům umožňuje explicitně definovat, propojit a orientovat se mezi stupni biologické organizace. Příspěvek diskutuje jak teoretickou rovinu problematiky koherence v přírodovědném vzdělávání, tak především možnosti efektivního využití uvedené strategie ve výuce tak, aby si studenti díky ní zvládli lépe osvojit pochopení i velmi abstraktních a složitých témat v rámci biologie a přírodopisu.

Klíčová slova

úrovně biologické organizace · koherence · výukové strategie · Jo-jo strategie · biologické vzdělání

Jak citovat

Machová, M., & Knippels, M.-C. (2021). Podpora koherence ve výuce biologie a přírodopisu: Úvod do využití Jo-Jo strategie v ČR. Biologie-Chemie-Zeměpis, 30(2), 19–33. https://doi.org/10.14712/25337556.2021.2.3

Literatura (31)

  1. AKÇAY, S. (2017). Prospective elementary science teachers’ understanding of photosynthesis and cellular respiration in the context of multiple biological levels as nested systems. Journal of Biological Education, 51(1), 52–65. https://doi.org/10.1080/00219266.2016.1170067
  2. BROOKS, D. S. (2019). A New Look at ‘Levels of Organization’ in Biology. Erkenntnis. https://doi.org/10.1007/s10670-019-00166-7
  3. DUNCAN, R. G., & REISER, B. J. (2007). Reasoning Across Ontologically Distinct Levels: Students’ Understandings of Molecular Genetics. Journal of Research in Science Teaching, 44(7), 938–959. https://doi.org/10.1002/tea.20186
  4. DÜSING, K., ASSHOFF, R., & HAMMANN, M. (2019). Students’ conceptions of the carbon cycle: identifying and interrelating components of the carbon cycle and tracing carbon atoms across the levels of biological organisation. Journal of Biological Education, 53(1), 110–125. https://doi.org/10.1080/00219266.2018.1447002
  5. GARDNER, A. L., BYBEE, R. W., ENSHAN, L., & TAYLOR, J. A. (2014). Analyzing The Coherence Of Science Curriculum Materials. Curriculum & Teaching Dialogue, 16(1/2), 65–86.
  6. GILISSEN, M. G. R., KNIPPELS, M. C. P. J., & VAN JOOLINGEN, W. R. (2020). Bringing systems thinking into the classroom. International Journal of Science Education, 1–28. https://doi.org/10.1080/09500693.2020.1755741
  7. HEJNOVÁ, E. (2011). Integrovaná výuka přírodovědných předmětů na základních školách v českých zemích – minulost a současnost. Scientia in Educatione, 2(2), 77–90. https://doi.org/10.14712/18047106.24
  8. HLAVÁČOVÁ, L. (2017). Systematický přístup prezentace učiva přírodopisu/biologie. Biologie. Chemie. Zeměpis, 26(3), 40–44. https://doi.org/10.14712/25337556.2017.3.6
  9. JANŠTOVÁ, V., & JÁČ, M. (2015). Teaching Molecular Biology at Grammar Schools: Analysis of the Current State and Potential of its Support. Scientia in Educatione, 6(1), 14–39. https://doi.org/10.14712/18047106.145
  10. JÖRDENS, J., ASSHOFF, R., KULLMANN, H., & HAMMANN, M. (2016). Providing vertical coherence in explanations and promoting reasoning across levels of biological organization when teaching evolution. International Journal of Science Education, 38(6), 960–992. https://doi.org/10.1080/09500693.2016.1174790
  11. KNIPPELS, M. C. P. J. (2002). Coping with the abstract and complex nature of genetics in biology education: The yo-yo learning and teaching strategy [Utrecht University]. https://dspace.library.uu.nl/handle/1874/219
  12. KNIPPELS, M. C. P. J., & WAARLO, A. J. (2018). Development, uptake, and wider applicability of the yo-yo strategy in biology education research: A reappraisal. Education Sciences, 8(3), 129. https://doi.org/10.3390/educsci8030129
  13. KNIPPELS, M. C. P. J., WAARLO, A. J., & BOERSMA, K. T. (2005). Design criteria for learning and teaching genetics. Journal of Biological Education, 39(3), 108–112. https://doi.org/10.1080/00219266.2005.9655976
  14. Kuhn, R. W. (1999). Biological organization——A new look at an old problem. BioScience, January, 51–57. https://doi.org/10.1525/bisi.1999.49.1.51
  15. Lewis, P. A. (2016). Systems, structural properties, and levels of organisation: The influence of Ludwig Von Bertalanffy on the work of FA Hayek. In L. Fiorito, S. Schealli, & C. E. Suprinyak (Eds.), Research in the History of Economic Thought and Methodology (Vol. 34A, pp. 125–159). Emerald. https://doi.org/10.1108/S0743-41542016000034A005
  16. MACHOVÁ, M. (2021). Genetika v učebnicích biologie a přírodopisu: historie a současnost. Scientia in Educatione, 11(2), 14–39. https://doi.org/10.14712/18047106.1729
  17. MALCOVÁ, K., & JANŠTOVÁ, V. (2018). Jak jsou hodnoceny jednotlivé obory biologie žáky 2. stupně ZŠ a nižšího gymnázia? Biologie Chemie Zeměpis, 27(1), 23–34. https://doi.org/10.14712/25337556.2018.1.3
  18. MANDÍKOVÁ, D., & TOMÁŠEK, V. (2017). Výsledky českých žáků v šetření TIMSS 2015. MATEMATIKA–FYZIKA–INFORMATIKA, 26(5), 349–361.
  19. NÚV. (2017). Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. MŠMT. https://www.msmt.cz/file/43792/
  20. RICCA, B. (2012). Beyond Teaching Methods: A Complexity Approach. Complicity: An International Journal of Complexity and Education, 9(2), 31–51. https://doi.org/10.29173/cmplct17985
  21. Rokos, L., & Holec, J. (2019). Podkladová studie: Vzdělávání o živé a neživé přírodě – přírodopis, biologie a geologie. NÚV. https://www.researchgate.net/profile/Lukas_Rokos2/publication/334805730_Podkladova_studie_k_revizi_ramcovych_vzdelavacich_programu_v_oblasti_vzdelavani_o_zive_a_nezive_prirode_Jak_budeme_ucit_prirodopis_biologii_a_geologii_v_pristich_letech/links/5d4195d7
  22. ROSEMAN, J. E., STERN, L., & KOPPAL, M. (2010). A method for analyzing the coherence of high school biology textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 47(1), 47–70. https://doi.org/10.1002/tea.20305
  23. SCHNEEWEISS, N., & GROPENGIESSER, H. (2019). Organising levels of organisation for biology education: A systematic review of literature. Education Sciences, 9(3), 207. https://doi.org/10.3390/educsci9030207
  24. ŠORGO, A., & ŠILING, R. (2017). Fragmented knowledge and missing connections between knowledge from different hierarchical organisational levels of reproduction among adolescents and young adults. Center for Educational Policy Studies Journal, 7(1), 69–91.
  25. STRAND, S., & BOES, K. E. (2019). Drawing a link between genetic inheritance and meiosis: A set of exercises for the undergraduate biology classroom. Journal of Microbiology & Biology Education, 20(2). https://doi.org/10.1128/jmbe.v20i2.1733
  26. UMMELS, M. H. J., KAMP, M. J. A., DE KROON, H., & BOERSMA, K. T. (2015). Promoting Conceptual Coherence Within Context-Based Biology Education. Science Education, 99(5), 958–985. https://doi.org/10.1002/sce.21179
  27. VÁGNEROVÁ, P., BENEDIKTOVÁ, L., & KOUT, J. (2018). Kritická místa ve výuce přírodopisu – jejich identifikace a příčiny. Arnica, 8(1), 56–62. https://dspace5.zcu.cz/bitstream/11025/33907/1/Arnika_2018_1-7_Vagnerova-Benediktova-Kout-web.pdf
  28. VERHOEFF, R. P., KNIPPELS, M. C. P. J., GILISSEN, M. G. R., & BOERSMA, K. T. (2018). The theoretical nature of systems thinking. Perspectives on systems thinking in biology education. Frontiers in Education, 3(40), 31–51. https://doi.org/10.3389/feduc.2018.00040
  29. VERHOEFF, R. P., WAARLO, A. J., & BOERSMA, K. T. (2008). Systems modelling and the development of coherent understanding of cell biology. International Journal of Science Education, 30(4), 543–568. https://doi.org/10.1080/09500690701237780
  30. VLČKOVÁ, J., KUBIATKO, M., & USAK, M. (2016). Czech high school students’ misconceptions about basic genetic concepts: Preliminary results. Journal of Baltic Science Education, 15(6), 738–745.
  31. WAHEED, T., & LUCAS, A. M. (1992). Understanding interrelated topics: photosynthesis at age 14 +. Journal of Biological Education, 26(3), 193–199. https://doi.org/10.1080/00219266.1992.9655272

Licence

Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ 4.0 Mezinárodní.