NAPAČNE PREDSTAVE V NARAVOSLOVJU

Poučevanje naravoslovja temelji na razumevanju pojavov in klasificiranju različnih znanstvenih pojmov, ki so gradniki znanja. Naravoslovno učenje lahko na kratko opišemo kot epizode sprememb že oblikovanih konceptov, temu pa pravimo tudi epistemološke spremembe; spremembe v dojemanju osebnega in znanstvenega spoznanja (Naz in Nasreen, 2013). V učenju naravoslovja in biologije je pomembna vizualizacija, saj so proučevani pojmi pogosto del precej kompleksnih bioloških sistemov (Torkar in sod., 2019).

Danes je v ospredju predvsem aktiven način poučevanja naravoslovja, kjer si učenci – kot že rečeno – sami konstruirajo znanje. Pod aktivne metode dela se štejejo opazovanje, ročne aktivnosti, dialog in sodelovanje v diskusijah, samorefleksija glede znanja in učenja (Devetak, 2014).

Naravoslovno znanje pa ima med ljudmi vedno večjo težo, saj se veliko poudarjata ekološko znanje in poznavanje biodiverzitete. Zato je zaželeno, da posameznik prepozna, poimenuje in uvrsti določen organizem v ustrezno taksonomsko skupino (Allen, 2014).

Kot že rečeno, posameznikove ideje predstavljajo interpretacijo dogodkov in objektov v materialnem svetu, ki jih s pomočjo vida, sluha in opazovanja izoblikuje že v otroštvu. Tako pridejo učenci v šolo polni prepričanj in pričakovanj glede dogodkov, ki so jim bili priča v preteklosti. Na podlagi svojih izkušenj pa predvidevajo razvoj dogodkov v prihodnosti (Naz in Nasreen, 2013). Pa vendar se pri poučevanju naravoslovja pogosto zgodi, da učitelji poučujejo s prepričanjem, da so učenci nevedni posamezniki. Če se kot učitelji ne seznanimo z učenčevimi obstoječimi idejami, lahko predhodno oblikovana prepričanja in predstave med učenjem novih konceptov delujejo zaviralno (Ausubel, 1980 v Naz in Nasreen, 2013).

Veliko raziskav je bilo narejenih na temo poučevanja naravoslovnih tem, kjer se je izkazalo, da imajo učenci več napačnih predstav glede klasifikacije oziroma razvrščanja živih bitij (Keleş, Çepni, Aydin in Haşiloǧlu 2011), in sicer zaradi neupoštevanja sprejetih taksonomskih skupin (Allen, 2014).

Sistematika in taksonomija sta namreč osrednjega pomena v sklopu biološke znanosti. Danes se uporablja sistem klasificiranja, ki ga je razvil švedski biolog Karl von Linnaeus. Temelji na evolucijski povezanosti in morfoloških podobnostih osebkov. Ti so urejeni v širše nadrejene skupine in oblikujejo hierarhični sistem klasifikacije (Yen, Yao in Mintzes, 2007).

Vsak organizem ima dvojno poimenovanje, ki predstavlja najnižjo oziroma najožjo skupino, ki ji osebek pripada (rod in vrsta). Glede na pripadajočo skupino lahko organizme uvrščamo v višje in širše skupine, ki temeljijo na domnevni sorodnosti z drugimi organizmi (Yen, Yao in Mintzes, 2007).

Klasifikacija živih bitij je v tesni povezavi z drugimi biološkimi ter ekološkimi temami, zato je zelo poudarjena (Çardak, 2002; Türkmen in sod., 2005; Driver in sod., 1994; Chen in Ku, 1998; Chen in Ku, 1999; Aytaç, 2004 v Keleş, Çepni, Aydin in Haşiloǧlu 2011). Da bi učenci lahko razumeli bolj zapletene biološke pojme, je potrebno dobro biološko znanje glede živih organizmov (Lin in Hu, 2003; Yen, Yao in Mintzes, 2007). Konstruktivistična teorija namreč govori o tem, da je učenje nadrejenih pojmov uspešno le ob integraciji podrejenih pojmov (Yen, Yao in Mintzes, 2007). To potrjujejo številne raziskave, ki so pokazale, da so imeli učenci težave in so napačno razumeli številne koncepte, kot so genetika, evolucija, celica, ekologija, fotosinteza, razvoj rastlin in ljudi (Flores, 2003; Gelbart in Yarden, 2006; Saka in sod., 2006 v Ozcan, Yildirim, Ozgur, 2012).

Allen (2014) je ugotovil, da se med vsemi starostnimi skupinami pojavlja podoben način razvrščanja organizmov. Učenci si sprva ogledajo najbolj izstopajoče značilnosti določene živali, nato pa na podlagi teh značilnosti razvrščajo živali v skupine.

Kattmann (2001) pa je prišla do sklepa, da učenci pogosto klasificirajo na podlagi kategorij in kriterijev, ki so jim na voljo v danem trenutku. To predpostavko so potrdili še drugi raziskovalci, ki so dodali, da je klasificiranje bolj podobno tematskemu kot pa klasičnemu klasificiranju (Smiley in Brown, 1979). Poleg tega učenci kot kriterije pri razvrščanju živali uporabljajo predvsem življenjsko okolje živali, način premikanja in število nog (Kattmann, 2001). Tudi Yen, Yao in Mintzes (2007) so se strinjali, da se učenci pri razvrščanju najbolj opirajo na zunanjo morfologijo živali, življenjsko okolje in način premikanja (Cinici, 2013).

Tako je Braund (1991) ugotovil, da so učenci pajka nepravilno klasificirali med žuželke, in sicer zaradi velikega števila nog. Pri tem se niso ozirali na dejansko število nog in njihovo razporeditev na telesu (Fairbanks, 2011).

Učenčevo poznavanje živali in odnos se spreminjata s starostjo (Kellert, 1985; Prokop, Kubiatko in Frančovičová, 2008 v Torkar in sod., 2019). To je opisal Kellert (1985) in izpostavil tri glavne stopnje glede učenčevega dojemanja živali. V starosti med šestim in devetim letom starosti učenci čutijo do živali čustveno skrb in empatijo. Med desetim in trinajstim letom starosti učenci pridobijo veliko količino znanja glede živali in se zanje zanimajo. Med trinajstim in šestnajstim letom starosti pa učenci začnejo izražati etično skrb glede živali ter hvaležnost za njihov obstoj v naravi (Torkar in sod., 2019). V tem obdobju je tako večja možnost za oblikovanje pravilnejših predstav glede živali, tudi tistih manj priljubljenih.

Strauss (1981) pa je opisal mentalni razvoj otrok in pojav napačnih predstav v obliki črke U.

Pri treh letih učenci začnejo oblikovati miselne sheme prototipov živalskih vrst, ki nastanejo z opazovanjem fizičnih karakteristik. Pri treh do petih letih učenci začnejo raziskovati abstraktnejše živalske karakteristike, kot sta na primer način premikanja in življenjski prostor.

Tu se pogosto zgodi, da učenci generalizirajo v preveliki meri in tako so kriteriji za uvrstitev živali v določeno živalsko skupino preveč splošni. Med petim in enajstim letom starosti se napačne predstave pojavljajo v največji meri. Učenci se močno zanašajo na kombinacijo predhodno oblikovanih idej in abstraktnih značilnosti. Od enajstega do šestnajstega leta pa začnejo učenci abstraktne značilnosti zavračati in zopet klasificirajo na podlagi primerjave organizmov z arhetipskimi vrstami. Kljub izboljšanju znanja po šestnajstem letu pa se nekatere napačne predstave ohranijo tudi v odrasli dobi posameznika (Allen 2014).

Do podobnih ugotovitev je prišel tudi Allen (2014). Mlajši učenci se pri klasificiranju osredotočajo predvsem na zunanje opazne značilnosti živali in uvrstijo podobne primerke v isto skupino. Večji poudarek dajo anatomskim značilnostim živali, razlogi so konkretnejši. Ker še ne poznajo abstraktnejših značilnosti živali, imajo tudi manj možnosti za generalizacijo.

Posledično pri nekaterih živalskih vrstah odgovarjajo bolje kot starejši učenci. Poleg tega je razumevanje taksonomije mlajšim učencem izredno težko, saj se težko osredotočijo na podrejene in nadrejene razrede hkrati. Starejši učenci pa se osredotočajo na abstraktnejše značilnosti posamezne živali, ki so taksonomsko nepravilne, in jih pogosto prekomerno generalizirajo. S tem naredijo več napak v razvrščanju (Allen, 2014).

Tudi Çepni (2005) je v svoji raziskavi ugotovil, da imajo učenci napačne predstave zaradi napak v generalizaciji. Osebne koncepte si namreč oblikujejo prek neizkušenih mnenj in dnevnih življenjskih izzivov (Yağbasan in Gülçiçek, 2003 v Keleş, Çepni, Aydin in Haşiloǧlu 2011).

Izsledki raziskave avtorjev Yen, Yao in Mintzes (2007) pa so pokazali, da se največ napačnih predstav med učenci nanaša na vretenčarje in nevretenčarje ter dvoživke in plazilce. Jeguljo in kačo je veliko število učencev uvrstilo med nevretenčarje, saj naj bi bile to živali brez okončin in z mehkim telesom. Želvo, raka, pingvina in tjulnja so večinoma uvrstili med dvoživke, predvsem zaradi življenja v vodi in na kopnem. Deževnika, pijavko in polža pa so uvrstili med plazilce, in sicer zaradi zmožnosti plazenja in življenja na kopnem. Da bi posameznik uspešno klasificiral živali, se ne sme opirati na prototipske vrste in naučene primere. Živali morajo vsebovati vse karakteristike določenega razreda, in ne le nekaterih (Allen, 2014).

Več avtorjev je navedlo (Chen in Ku, 1998; Chuang in Su, 1999; Tekkaya in sod., 2000;

Dikmenli in sod., 2002; Sivrikaya, 2005; Kubiatko in Prokop, 2007; Prokop in sod., 2007) še pojav napačnih predstav glede ptic. Tudi v njihovih raziskavah je opisano prekomerno generaliziranje. Učenci, ki že od otroštva opazujejo letenje ptic in so pogosto izpostavljeni temu dejstvu, hitro naredijo napako in določijo zmožnost letenja kot glavni selekcijski dejavnik (Keleş, Çepni, Aydin in Haşiloǧlu 2011).

To se je jasno pokazalo v raziskavi, ki so jo opravili Çepni in sod. (2005). Letenje naj bi bilo po mnenju (mlajših) učencev osnovna značilnost ptic, saj so med ptice uvrstili netopirja in metulja, pingvina pa ne, čeprav je med pticami veliko takih, ki ne morejo leteti ter imajo druge skupne značilnosti s pticami. Do podobnih ugotovitev so prišli tudi Chen in Ku (1998), Dikmenli in sod., (2002), Sivrikaya (2005) (Keleş, Çepni, Aydin in Haşiloǧlu 2011).

Več napačnih predstav se pojavlja tudi med žuželkami. Allen (2014) je v svoji raziskavi ugotovil, da so učenci, mlajši od štirih let, v skupino živali lažje vključili žuželke – ki niso arhetipska žival, kot pa starejši učenci. Razlog naj bi bil v tem, da mlajši učenci še ne poznajo vseh kulturno sprejetih arhetipskih predstavnikov in niso še v tako veliki meri izpostavljeni formalnemu in tudi neformalnemu učenju. Prav tako njihovo razumevanje jezika še ni tako zelo razvito. To so podprli Bartoszeck, Rocha da Silva in Tunnicliffe (2011) v svoji raziskavi, kjer so prišli do sklepa, da žuželke vzbudijo zanimanje v mlajših učencih. Zato so nanje tudi pozorni v vsakdanjem življenju in si pridobijo znanje glede njihove zunanje strukture in življenjskega okolja (Cinici, 2013). Barrow (2002) pa je ugotovil, da so žuželke manj priljubljene med učenci zato, ker so le-ti bolj orientirani na škodljive učinke živali kot pa na koristne. Posledično ne poznajo dobro njihovih razvojnih stadijev in imajo več napačnih predstav. Ko so učenci dobili nalogo da narišejo poljubno žuželko, je namreč večina risala le odraslo obliko živali, vrisali pa so tudi notranji skelet. To je opisal že Shepardson (1996).

Strommen (1995) pa je zapisal, da so učenci prvega razreda prepoznavali žuželke predvsem na podlagi njihovega življenjskega okolja (Cinici, 2013). Cinici (2013) je s svojo raziskavo potrdila, da učenci ne poznajo dobro življenjskega cikla žuželk. Poznajo le 3 stopnje razvoja metulja: gosenica (ličinka), buba in odrasla žival. Jajčeca niso šteli kot enega izmed razvojnih stadijev žuželk. Poudarila je tudi, da imajo učenci več napačnih predstav glede samih razvojnih stadijev metulja. Razlog naj bi bil v tem, da proces metamorfoze v sklopu osnovnošolskega izobraževanja ni dovolj poudarjen. Tako je napačna predstava glede metulja ta, da naj bi bil le-ta v gosenici, v procesu mele-tamorfoze pa začne pritiskati na zunanji skelet gosenice in se kasneje iz nje tudi izvije. Druga napačna predstava pa je, da je gosenica še nedorasla oblika metulja, tako kot je npr. dojenček pri človeku. Takšen antropomorfni način razvrščanja je ugotovil tudi Leach in sod. (1992). Učenci naj bi si razlagali izdelavo bube zato, ker gosenica potrebuje dom (Cinici, 2013).

V nadaljevanju je Cinici (2013) še poudarila, da učenci pogosto zamenjujejo gosenico z deževnikom. Prav tako učenci dojemajo metulja in gosenico metulja kot dve različni živalski vrsti. Gosenico so pogosto uvrščali med plazilce, ker se plazi, metulj pa lahko leti, kar je značilno za druge živalske vrste. Ta kriterija sta po mnenju učencev dovolj, da ju dojemajo kot 2 različni živalski vrsti. Gosenica je bila pogosto uvrščena med nevretenčarje, metulj pa med vretenčarje. Dejali so, da ima gosenica upogljivo telo, kar je značilno za nevretenčarje. Metulj pa ima krila in noge, kar je značilno za vretenčarje (Cinici, 2013).

Prokop, Kubiatko in Frančovičová (2008) so v svoji raziskavi ugotovili, da ob postavljanju več vprašanj glede določene živali učenci podajo kontradiktorne odgovore. To so ugotovili na

Menili so, da koti žive mladiče, tako kot sesalci. Prav tako je 75 % učencev menilo, da je telo pingvina prekrito z dlako ali pa imajo le nezaščiteno golo kožo. Ta raziskava je dobro prikazala, kako skrite so lahko napačne predstave. Za naučenimi definicijami se skrivajo globoko zakoreninjene ideje, ki jih z le enim vprašanjem ne moremo odkriti (Kubiatko in Prokop, 2007).

To sta potrdila tudi Kubiatko in Prokop (2007) v svoji raziskavi. Večina otrok je vedela, da kit spada med sesalce, hkrati pa niso bili popolnoma prepričani, ali mladiči kita pijejo mleko ali se prehranjujejo s planktonom.

Kattmann (2001) trdi, da učence zmede življenjsko okolje živali. Takšen primer je delfin, za katerega učenci vedo, da je sesalec, hkrati pa ne vedo, da diha s pljuči. Življenje v morju je učence zavedlo, da so ga primerjali z ribami. Te dihajo s škrgami in se hranijo s planktonom.

Razvidno je torej, da je življenjsko okolje precej pomemben kriterij učencev.

Kubiatko in sod. (2007) namigujejo, da učence lahko zmoti tudi semantična podobnost med nekaterimi sesalci in ribami.

Pomemben dejavnik, ki ga ne smemo izpustiti, je tudi vpliv kulturnega okolja. Napačne predstave se lahko pojavijo zaradi mitov in zgodb, ki se prenašajo znotraj različnih kultur.

Kubiatko in Prokop (2007) sta izpostavila primer netopirja, kjer so učenci zapisali, da se prehranjuje le s krvjo (Kubiatko in Prokop, 2007).

Med slovenskimi učenci se je prav tako pojavila napačna predstava glede sove in navadnega čuka (Athene noctua). Učenci so napačno predvidevali, da je sova ženski primerek navadnega čuka. Izvor leži v poznani otroški pesmi, ki govori o poroki le-teh (Torkar in sod., 2019).

Napačne predstave zaradi kulturnega ozadja je opisal tudi Tema (1989). Učenci iz Bocvane so pravilno razvrstili vse živalske vrste – tipične in tudi ostale, razen človeka. Razlog je v antropocentričnem razumevanju sveta, ki ima izvor v krščanski veri ter v tradicionalni afriški kulturi, ki loči človeka od živali (Allen, 2014).

Antropocentričen način razmišljanja sta pri učencih opazila tudi Chen in Ku (1998). Živali so namreč ves čas primerjali s človekom, kar je bil glavni kriterij za razvrščanje (Kubiatko in Prokop, 2007). Tunnicliffe (2011) je prav tako ugotovila, da so učenci izražali svoje mentalne modele glede golobov na način, da so izhajali iz svojih osebnih fizičnih karakteristik (Torkar in sod., 2019).

Velik vpliv na poznavanje in odnos do živali naj bi igrala tudi evolucija. Strah pred živalmi, kot so na primer kače, se po mnenju psihologov prenaša genetsko. Naši predniki so se v času njihovega življenja morali braniti pred večjimi predatorji. Posledično so se po principu naravne selekcije ohranili primernejši posamezniki – torej tisti, ki so lahko hitreje zaznali nevarnost in zbežali (Öhman in Mineka, 2001 v Tomažič, 2011). Ko nas je neke živali strah, je tudi manj možnosti, da se bomo o njej nekaj naučili oz. zapomnili.

Več študij je bilo narejenih tudi glede vpliva spola na interes za učenje o živalih. Lindemann - Matthies (2005) je tako ugotovil, da so fantom bolj všeč divje in eksotične živali, dekletom pa domače živali in hišni ljubljenčki. Kellert in Berry (1987) pa sta ugotovila, da dekleta čutijo več empatije do živali kot fantje. Hkrati so imele tudi bolj negativen odnos in so izrazile več strahu do določenih živali kot fantje. To so predvsem živali, ki so nevarne, ali v ljudeh vzbujajo različna negativna čustva. Bjerke in Østdahl (2004) pa sta ugotovila, da bi se več fantov raje učilo o manj priljubljenih živalih kot pa dekleta (Kubiatko, 2012).

Učenci prejmejo med odraščanjem veliko informacij o različnih živalih tudi preko knjig, filmov in dokumentarnih filmov, risank in animiranih filmov. V risankah in animiranih filmih imajo živali pogosto človeške lastnosti, živalske vrste pa so razdeljene na »dobre« in »slabe«.

Tudi odnosi med njimi so v nasprotju z naravnimi. V filmih in dokumentarnih filmih pa so večinoma poudarjene tiste živalske vrste, ki so privlačne za gledalce ali služijo določenemu komercialnemu namenu. Tako se v komercialne namene uporabljajo predvsem karizmatične vrste sesalcev, kot so tiger, lev, volk ipd. Prav te živali se uporabljajo tudi za ozaveščanje in politično podporo glede ohranjanja ogroženih živalskih vrst (Clucas et al., 2008; Ray, 2005 v Genovart, Tavecchia, Enseñat in Laiolo, 2013). S priljubljenimi živalmi se vzdržuje pozornost darovalcev in se spodbuja sočutje med ljudmi. Priljubljene in karizmatične živalske vrste se uporabljajo tudi v procesu poučevanja, saj je na takšen način lažje ohraniti pozornost učečih se (Clucas et al., 2008; Ray, 2005 v Genovart, Tavecchia, Enseñat in Laiolo, 2013).

Tako je Bell (1981) v svoji raziskavi ugotovil, da imajo ljudje vseh starosti ter različnih izobraževalnih okvirjev podoben način razmišljanja glede razumevanja pojma »žival«, ki pa je precej ozkogleden. Pojem žival povezujejo s hišnimi ljubljenčki ter domačimi živalmi in živalmi v živalskih vrtovih. Še več, pod pojmom žival razumejo predvsem večje sesalce, ki imajo štiri noge, dlako in se oglašajo na značilen in splošno poznan način (Yen, Yao in Mintzes, 2007). Takšnim živalskim vrstam pravimo arhetipske oziroma tipične. Trowbridge in Mintzes (1985) sta pri starejših učencih ugotovila, da vse njihove predstave o živalih temeljijo prav na teh vrstah. Ugotovila sta še, da učenci neznane živali uvrščajo v sistem na podlagi primerjanja le-teh s tipičnimi predstavniki, kar lahko privede do pojava več napačnih predstav. Tako so učenci vseh starosti uvrstili potočnega raka med vretenčarje, in sicer zaradi trdnega hitinastega oklepa. Ta naj bi jih spominjal na hrbtenico, ki si jo učenci predstavljajo kot trdno in rigidno strukturo (Fairbanks, 2011).

Primer vpliva naravoslovnih dokumentarnih filmov na oblikovanje napačnih predstav učencev je ugotovil že Braund (1991) ter Yen in sod. (2007) na primeru pingvina. Učenci so ga uvrščali med sesalce, saj naj bi se mladiči prehranjevali z materinim mlekom (Yen in sod., 2007). V resnici se pingvinji mladiči skrijejo pod peruti matere z namenom občutka varnosti. Učenci so si to početje razlagali kot hranjenje, poznano pri sesalcih (Braund, 1991 v Allen, 2014). Da so učenci pingvina uvrstili med sesalce, je bilo ugotovljeno v več raziskavah (Kellert, 1985, Trowbridge in Mintzes, 1985).

Napačne predstave lahko nastanejo tudi iz lingvističnih razlogov. V angleško govorečih državah sta tako na primer meduza in morska zvezda napačno uvrščeni med ribe, saj v svojem imenu vsebujeta besedo »fish« (» jellyfish, starfish«). Enako je pri dvoživkah (»amphibious«).

Npr. amfibijsko vozilo je takšno, ki se lahko vozi tako po vodi kot tudi po kopnem. To pa je lahko povod za napačne predstave učencev, ki v to skupino uvrščajo vse organizme z mešanim življenjskim okoljem (Allen, 2014).

Če kot učitelji ne bomo upoštevali predhodnih predstav učencev, bodo le-ti težko obšli težave, s katerimi se srečujejo glede razumevanja in uporabe biološkega razvrščanja. Te težave ne nastanejo le zaradi pomanjkljive generalizacije ali pomanjkljivega logičnega razmišljanja.

Nastanejo zaradi konflikta, ki nastane med upoštevanjem bioloških kriterijev in osnovnih kriterijev. Na podlagi tega je lažje razumeti, zakaj učenci uvrstijo kite in delfine med ribe, hkrati pa znajo prepoznati njihove značilnosti sesalcev (Allen, 2010).

Hershey (1995) je poudaril, da se napačne predstave lahko pojavljajo tudi zaradi prevelikega poenostavljanja naravoslovnih pojmov ter posploševanja in uporabe nepravilnih izrazov (Batelli in Dolenc Orbanić, 2011). Sewell (2002) je namreč ugotovil, da so nekatere napačne predstave učiteljev identične napačnim predstavam učencev (Fairbanks, 2011), same ideje in znanje učencev pa so močno odvisni od načina poučevanja, ki ga ima učitelj (Fitzgerald, Hacking in Dawson, 2010 v Subayani, 2016).