DIPLOMSKO DELO

(1)

BIOTEHNIŠKA FAKULTETA

FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA

RAZUMEVANJE MITOZE V OSNOVNI ŠOLI V SLOVENIJI

DIPLOMSKO DELO

Mentor: Kandidatka:

doc. dr. Jelka Strgar Kristina Pust Badovinac

Ljubljana, junij 2012

(2)

Diplomsko delo je zaključek univerzitetnega študija na Pedagoški fakulteti, smer biologija in kemija. Opravljeno je bilo na Katedri za metodiko biološkega izobraževanja Oddelka za biologijo Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani.

Komisija za dodiplomski študij Oddelka za biologijo je za mentorico diplomskega dela imenovala doc. dr. Jelko Strgar.

Komisija za oceno in zagovor:

Predsednica: prof. dr. Alenka Gaberščik

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo Recenzent: doc. dr. Jerneja Ambrožič Avguštin

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo Mentorica: doc. dr. Jelka Strgar

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo

Datum zagovora:

Podpisana se strinjam z objavo svoje naloge v polnem tekstu na spletni strani Digitalne knjižnice Biotehniške fakultete. Izjavljam, da je naloga, ki sem jo oddala v elektronski obliki, identična tiskani verziji.

Diplomsko delo je rezultat lastnega dela.

Kristina Pust Badovinac

(3)

I

KLJUČNA DOKUMENTACIJASKA INFORMACIJA

ŠD Dn

DK 575:576.353(043.2)=163.6

KG mitoza, genetika, celica, geni, DNA, kromosomi, osnovna šola AV PUST BADOVINAC, Kristina

SA STRGAR, Jelka (mentor)

KZ SI- 1000 Ljubljana, Večna pot 111

ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biologijo

LI 2012

IN RAZUMEVANJE MITOZE V OSNOVNI ŠOLI V SLOVENIJI TD Diplomsko delo (univerzitetni študij)

OP VII

IJ sl

JI sl/en

AI Naša raziskava je pokazala, da je pri osnovnošolcih v Sloveniji razumevanje mitoze in genetike šibko. Učenci sicer dobro poznajo osnovno zgradbo celice, ki so se jo učili v šoli, slabše pa poznajo njen pomen v živem bitju. Večina jih ne ve, da so vsa živa bitja zgrajena iz celic in da pri vseh poteka celična delitev ter da tudi spolne celice nastanejo z delitvijo. Vedo pa, da vsa živa bitja dedujejo lastnosti. Iz različnih medijev so slišali za izraze, kot so geni, DNA in kromosomi, ne poznajo pa razlik med njimi in mehanizmov njihovega delovanja. Gene pogosto enačijo z lastnostmi. Ne vedo, da je vsaka telesna celica nosilka kompletne dedne informacije.

Metoda razvrščanja slik faz mitoze, ki smo jo povzeli po delu Biology Inquiries (Schields, 2006), se je izkazala kot uspešen način učenja mitoze, saj se je znanje o mitozi in vseh izbranih področij genetike po naši učni uri bistveno izboljšalo. Štiri tedne po izvedeni učni uri je test pokazal rahel upad znanja, ki pa je bilo še vedno zelo dobro. Na ta način smo dokazali, da je znanje, ki so ga učenci usvojili s to metodo, trajnejše, saj temelji na razumevanju.

(4)

II

KEYWORDS DOCUMENTATION

DN Dn

DC 575:576.353(043.2)=163.6

CX mitosis, genetics, cell, genes, DNA, chromosomes, middle school AU PUST BADOVINAC, Kristina

AA STRGAR, Jelka (mentor)

PP SI- 1000 Ljubljana, Večna pot 111

PB University of Ljubljana, Biotechnical faculty, Department of Biology

PY 2012

TI UNDERSTANDING MITOSIS IN MIDDLE SCHOOL IN SLOVENIA DT Graduation Thesis (University studies)

NO VII

LA sl

AL sl/en

AB The results of our research have shown that Slovenian middle school students have a weak understanding of mitosis and genetics. They have a solid knowledge of the basic cell structure which they have learned at school, but the meaning of cells within living organisms is poorly understood. Most of them don’t know that all living beings are made of cells. Moreover, they don’t know that division of cells takes place in all of them and that this is how gametes are created as well. They do know, however, that living beings inherit certain characteristics. They have heard of expressions such as genes, DNA and chromosomes through various media, but they can’t tell the difference between them or understand the mechanisms through which they function. Genes are frequently equated with characteristics. Students are unaware of the fact that each body cell carries complete hereditary information.

The method of classifying images of mitosis phases which we have summarised from the Biology Inquiries (Schields, 2006) proved to be a successful way of learning about mitosis, as the knowledge on

(5)

III

this subject matter, along with all chosen fields of genetics, improved significantly after our lesson. Four weeks after the lesson was carried out, a test showed a slight decrease of knowledge but the results were still very good. We have thus proven that the knowledge gained by the students through the method of classifying images of mitosis phases was longer lasting, as it was based on understanding.

(6)

IV

Kazalo

1 UVOD ... 1

1.1OPREDELITEVPODROČJAINOPISPROBLEMA ... 1

1.2NAMEN,CILJIINHIPOTEZE NALOGE ... 2

1.2.1 Namen: ... 2

1.2.2 Cilji: ... 2

1.2.3 Hipoteze: ... 2

2 TEORETIČNI DEL ... 3

2.1MITOZA ... 3

2.2GENI,DNKINKROMOSOMI ... 5

2.3ZGODOVINAOSNOVNOŠOLSKEGAPOUČEVANJAGENETIKEVSLOVENIJI ... 6

2.4TEŽAVEPRIPOUČEVANJUINRAZUMEVANJUGENETIKEVTUJINITERPREDLOGIZA IZBOLJŠANJEPOUČEVANJA ... 8

2.5UČNANAČRTAZAPOUKNARAVOSLOVJAINBIOLOGIJEVOSNOVNIŠOLI,POTRJENA LETA2011 ... 14

3 MATERIALI IN METODE ... 19

3.1TEST ZNANJA – PRED UČNO URO (PREDTEST) ... 19

3.2TEST ZNANJA – OB KONCU UČNE URE (POTEST) TER ŠTIRI TEDNE PO IZVEDENI UČNI URI ... 19

3.3RAZVRŠČANJE SLIK FAZ MITOZE ... 19

3.4UČENCI ... 19

3.5POTEK RAZISKAVE ... 20

4 REZULTATI IN RAZPRAVA ... 21

4.1RAZVRŠČANJESLIKFAZMITOZE ... 21

Slika 1 ... 21

Slika 2 ... 22

Slika 3 ... 23

Slika 4 ... 23

Slika 5 ... 24

Slika 6 ... 25

Slika 7 ... 26

Slika 8 ... 26

Slika 9 ... 27

Slika 10 ... 28

Slika 11 ... 29

Slika 12 ... 30

Slika 13 ... 31

Slika 14 ... 31

Slika 15 ... 32

4.1.1 PRIMERJAVA PRAVILNIH REZULTATOV RAZVRŠČANJA SLIK FAZ MITOZE MED PREDTESTOM, POTESTOM IN TESTOM PO ŠTIRIH TEDNIH ... 33

4.1.2 STATISTIČNA POMEMBNOST RAZLIK PRI RAZVRŠČANJU SLIK FAZ MITOZE ... 34

4.2TESTZNANJAOIZBRANIHGENETSKIHVSEBINAH ... 37

1. Katera živa bitja so zgrajena iz celic? ... 37

2. Ali so vse celice v človeškem telesu enake? ... 38

3. Ali veš, kaj je mitoza? Če veš, napiši. ... 39

4. Ali morda veš, kje poteka mitoza? Če veš, napiši. ... 40

5. Ali morda veš, kdaj poteka mitoza? Če veš, napiši. ... 41

6. Ali morda veš, zakaj je potrebna mitoza? Če veš, napiši. ... 42

7. Nariši celico in označi njene dele. ... 43

8. Kaj je celica? ... 44

9. Katere razlike med rastlinsko in živalsko celico poznaš? ... 44

10. Kakšen je pomen celice v živem bitju? ... 45

11. Celice se množijo. Nariši, kako si to predstavljaš. ... 46

12. Kaj so spolne celice? ... 47

13. Kako nastanejo spolne celice? ... 48

(7)

V

14. Kaj je DNK? Opiši ali nariši. ... 48

15. Ali vsa živa bitja dedujejo lastnosti?... 49

16. Kaj je kromosom? ... 50

17. Kaj je gen? ... 51

18. Pri katerih živih bitjih poteka celična delitev? ... 52

19. Kako si predstavljaš, da se prenašajo lastnosti s staršev na potomce? ... 53

20. Kje v celici se nahaja genetska informacija? ... 54

21. Kako to, da se ljudje med seboj razlikujemo po videzu in drugih lastnostih? ... 54

22. V katerih celicah v tvojem telesu se nahajajo geni? ... 55

23. Iz česa so zgrajeni kromosomi? ... 56

24. Kje se nahajajo kromosomi v človeški celici? ... 56

25. Katera od celic vsebuje genetsko informacijo za barvo oči pri nekem živem bitju? ... 57

26. Kaj pomeni izraz »genetski kod«? ... 58

27. Kaj odloča o tem, ali se bo rodila deklica ali deček? ... 59

28. Ali imate zdaj ali pa ste imeli v preteklosti doma živali? ... 60

29. Ali je mogoče, da ima črna mačka mladiče tigraste barve? Pojasni. ... 60

30. Parila sta se pes in mačka. Katera trditev je pravilna? ... 61

31. Čemu se celice v tvojem telesu delijo? ... 62

32. Če si raniš kožo, tako da krvavi, se po nekaj tednih zaraste. Zapiši, kako si predstavljaš zaraščanje rane? ... 62

33. Kako se strinjaš z naslednjimi trditvami v zvezi z biologijo? Označi. ... 63

34. Kako se strinjaš z naslednjima trditvama v zvezi s to raziskavo? ... 64

a) Vprašanja v tem vprašalniku so bila razumljiva. ... 64

b) Všeč mi je bilo sodelovati v tej raziskavi. ... 65

4.2.1 STATISTIČNA POMEMBNOST RAZLIK MED ODGOVORI NA TESTU ZNANJA ... 67

5 ZAKLJUČEK ... 73

6 LITERATURA IN VIRI ... 77 PRILOGE ... I PRILOGA 1:TEST ZNANJA – PRED UČNO URO (PREDTEST) ... I PRILOGA 2:TEST ZNANJA – OB KONCU UČNE URE (POTEST) IN ŠTIRI TEDNE PO IZVEDENI UČNI URI ... V PRILOGA 3:UČNI LIST - RAZVRŠČANJE SLIK FAZ MITOZE (SCHIELDS,2006) ... VII PRILOGA 4:PRIPRAVA UČNE URE ... VIII

(8)

1

1 UVOD

1.1 OPREDELITEV PODROČJA IN OPIS PROBLEMA

Genetika velja za eno najbolj abstraktnih in posledično najtežjih področij v biologiji. Mehanizmi v genetiki so težko razumljivi, ker je teme, kot je ugotovil Mbajiorgu s sodelavci (Castro, 2009), težko predstaviti brez posebnih inštrumentov. Lewis and Kattmann (Castro, 2009) ugotavljata, da je pri pojasnjevanju, kako se lastnosti prenašajo iz ene generacije v naslednjo, uporaba besed geni, DNA in kromosomi med seboj pogosto pomešana. Učenci razumejo, na kakšen način geni sodelujejo pri prenašanju lastnosti, vendar njihovo razumevanje ni v skladu z biološko teorijo, menijo na primer, da se geni v celoti prenašajo s staršev in določajo enake lastnosti potomcev. Venville in sodelavci (Castro, 2009) ugotavljajo, da znanje o dedovanju in DNA izhaja iz nečesa, kar raziskovalci imenujejo »nižji kulturni viri«. Ti viri so filmi, stripi, televizija in računalniške igrice, ki obravnavajo znanstveno fantastične vsebine.

Današnji mediji ne razlikujejo med geni in DNA, temveč besedi med seboj zamenjujejo v različnih situacijah, z mehanizmi njihovega delovanja pa se v zgodbi praviloma ne ukvarjajo. Na predstave otrok o genetiki vplivajo tudi predstave ljudi, med katerimi živijo, le-te pa so pogosto napačne.

Rezultati raziskav tudi kažejo, da imajo učenci težave pri učenju faz bioloških procesov. Kot učitelji moramo zato razmisliti, kako poučevati te procese in kako pomagati učencem, da bodo bolje razumeli njihove posamezne faze in njihovo logiko. Eden takih bioloških procesov je mitoza, ki se večini učencev zdi zahtevna, zato se jo najpogosteje učijo na pamet in je ne povezujejo s preostalimi biološkimi vsebinami, ki jih poznajo.

(9)

2

1.2 NAMEN, CILJI IN HIPOTEZE NALOGE

1.2.1 Namen:

Namen naloge je, da preverimo predznanje učencev o izbranih genetskih vsebinah, analiziramo njihove odgovore in iz tega razberemo, v kakšni meri učenci razumejo genetiko. Samo če učitelji poznajo predznanje in predstave učencev, lahko učencem pomagajo do pravih, z znanostjo usklajenih predstav.

Problema poučevanja genetike v osnovni šoli v Sloveniji ni še nihče podrobneje raziskal. Poleg tega se v šolskem letu 2011/2012 uvaja novi učni načrt za 8.

razred, v šolskem letu 2012/2013 pa za 9. razred osnovne šole, ki po daljšem obdobju ponovno uvaja genetiko v osnovno šolo.

1.2.2 Cilji:

Ugotoviti želimo, kakšne predstave imajo osnovnošolci o izbranih vsebinah s področja genetike, nato pa želimo preveriti, ali je metoda razvrščanje slik faz mitoze, ki smo ga povzeli po delu Biology Inquiries (Shields, 2006), uspešen način učenja procesa mitoze.

1.2.3 Hipoteze:

Postavili smo naslednje delovne hipoteze:

 Odgovori učencev 8. in 9. razreda osnovne šole na izbrana vprašanja v zvezi s celico in genetiko ne kažejo zadovoljivega znanja.

 Metoda razvrščanja slik faz mitoze je uspešen način učenja mitoze.

Pokazatelj uspešnosti bo zmožnost učencev, da pravilno razvrstijo slike faz mitoze, pa tudi napredek v znanju, ki ga bodo pokazali odgovori na vprašanja v testu znanja.

(10)

3

2 TEORETIČNI DEL

2.1 MITOZA

Mitoza je del procesa delitve somatskih celic oziroma delitev jedra somatskih celic. Ker dobimo ob koncu celične delitve iz ene materinske celice dve popolnoma enaki hčerinski celici, se mora dedna informacija v materinski celici natančno podvojiti in nato razporediti v obe novi celici (vsaka hčerinska celica mora dobiti vse informacije). Delitev celice je osnova razmnoževanja organizmov.

Slika 1: Celični cikel.

Vir: http://gaskinsanatomy.wikispaces.com/Cell+Cycle+diagram

Celični cikel je sestavljen iz dveh temeljnih faz. Prva temeljna faza je interfaza, obdobje med celičnimi delitvami, v katerem celica raste in se razvija ter pripravi na delitev. V obdobju interfaze potekajo sinteza DNA, RNA in proteinov ter številne druge biokemijske reakcije, potrebne za nemoteno delovanje celice.

Interfaza vključuje mnoge kontrolne procese, ki uravnavajo celični cikel z

(11)

4

omogočanjem ali zaustavljanjem celične delitve. Sestavljena je iz treh podfaz G1, S in G2:

- Faza G1 je prva faza rasti celice.

- Faza S je faza podvajanja DNA.

- Faza G2 je druga faza rasti celice, med katero poteka sinteza beljakovin, potrebnih za proces mitoze.

Druga temeljna faza je faza M (mitotic phase), obdobje aktivne celične delitve.

Faza M vključuje mitozo, ki je proces delitve jedra, in citokinezo ali delitev citoplazme.

Mitoza poteka v petih fazah: profaza, prometafaza, metafaza, anafaza in telofaza.

1. Profaza: Kromosomi kondenzirajo, zato postanejo vidni pod svetlobnim mikroskopom. Ker so se kromosomi podvojili v fazi S, je vsak izmed njih sestavljen iz dveh kromatid, ki sta povezani v centromeri. Oblikuje se delitveno vreteno, ki sodeluje pri organizaciji kromosomov.

2. Prometafaza: Začne se razpad jedrne membrane. Mikrotubuli vstopijo v območje jedra, njihovi konci se pritrdijo na kromosome tako, da so mikrotubuli z nasprotnih polov celice vezani na kinetohor sestrskih kromatid. Na ta način je dvokromatidni kromosom povezan z obema centrosomoma.

3. Metafaza: Kromosomi se poravnajo v ekvatorialni ravnini med dvema centrosomoma. Centrosomi so v središču polov. Skupaj z mikrotubuli se širijo navzven in se povezujejo z nasprotnim polom.

4. Anafaza: Sestrski kromatidi se ločita in potujeta proti nasprotnima poloma celice. Mikrotubuli, ki povezujejo kromosome s poloma, so sestavljeni iz proteinskih podenot (tubulinov). Gibanje kromosomov se konča z razgradnjo tubulinske molekule na obeh kinetohorjih in niti delitvenega vretena se pretrgajo. Posebni proteini – molekulski motorji – razstavijo tubulinsko molekulo iz vretena in potegnejo kromosome proti poloma.

(12)

5

5. Telofaza: Kromosomi prispejo na pola. Okrog vsakega kompleta kromosomov se oblikuje jedrna membrana. Znotraj celice nastaneta dve ločeni jedri. Kromosomi se odvijejo in podaljšajo.

Končani mitozi sledi citokineza (delitev citoplazme), v nekaterih celicah pa citokineza poteka že istočasno s telofazo (Pierce, 2012).

2.2 GENI, DNK IN KROMOSOMI

Gen je osnovna materialna enota dedovanja ali nosilec dedne lastnosti. Na molekularni ravni je gen del molekule DNA (deoksiribonukleinske kisline), ki se prepiše v mRNA. Geni so navodila za delovanje živih bitij in se nahajajo v vseh celicah. Največkrat en gen določa eno beljakovino.

Večina dednega materiala v celici se v obliki kromosomov nahaja v jedru celice.

Kromosom je sestavljen iz številnih proteinov in ene same linearne molekule DNA. Geni so posamezni odseki molekule DNA in vse celice v organizmu vsebujejo isti nabor genov.

Slika 2: Kromosomi so sestavljeni iz genov. (Vir:

http://www.eurogentest.org/patient/leaflet/slovene/chromosome_translocations.

xhtml)

Vsa diploidna živa bitja imajo parno število kromosomov. Genetski material je v vsaki telesni celici podvojen, ker en komplet kromosomov podedujemo od

(13)

6

vsakega od staršev, torej od njih podedujemo določene lastnosti. Določeno lastnost lahko določa različno število genov (alelov). Na lastnosti, ki jih določa več genov, ima vpliv okolje.

2.3 ZGODOVINA OSNOVNOŠOLSKEGA POUČEVANJA GENETIKE V SLOVENIJI

V Sloveniji so bile vsebine iz genetike v osnovno šolo prvič uvedene z učnim načrtom leta 1984 (Program življenja in dela osnovne šole).

V tem učnem načrtu se prvič srečamo z genetiko pri spoznavanju narave v 4.

razredu. V 5. poglavju je navedeno:

»5.4. Organizem se razvije po združitvi dveh spolnih celic: jajčeca, ki je delež samice in semenčice, ki je delež samca.« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 46).

V 5. razredu so v 5. poglavju: Razmnoževanje (3 ure) opredeljene vsebine:

»5.1. Vegetativno razmnoževanje rastlin.

5.2. Spolno razmnoževanje rastlin: cvet – zgradba in naloge cvetnih delov.

Spolne celice … Oploditev , nastanek semena in plodu. Tudi živali in človek se razmnožujejo spolno.« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 51).

Zgradba celic je bila v učnem načrtu za 7. razred osemletke v poglavju 2

»Zgradba našega telesa:

2.1. Rastlinska, živalska in človeška celica. Delitev celice.

Vaja: Mikroskopiranje celic in delitve celic.« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 61).

Pod pojasnilom je opredeljeno: »Zgradbo človeške celice učenci primerjajo z zgradbo rastlinske in živalske celice in pri tem spoznajo enotnost in raznolikost organizmov.« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 61).

V 8. razredu je v 1. poglavju: Enotnost in raznolikost narave pod pojasnilom navedeno …«Prikažemo kemijsko enotnost nežive in žive narave in enotnost v

(14)

7

celični zgradbi organizmov …« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 65).

Vse navedeno je pokazatelj, da pri pouku ni bilo poudarkov na povezavi med zgradbo celice, njeno delitvijo razmnoževanjem in funkcijo organskih sistemov.

V 8. razredu takratne osemletke so v poglavju 3 (Vzroki in pota razvoja) navedene naslednje vsebine:

»3.1. Splošna spremenljivost živih bitij.

Vaja: Primerjava velikosti fižolovih semen.

3.2. Modifikacija. Modifikacije pri človeku.

Vaja: Deli istega gomolja v različnih vrstah tal in drugih življenjskih razmerah.

3.3. Kromosomi in geni

3.4. Dednost: pravila prenašanja lastnosti od staršev na potomce.

3.5. Dednost pri človeku. Dednost in okolje.

Vaja: Sposobnost zvijanja jezika.

3.6. Mutacije in vzroki mutacij.« (Program življenja in dela osnovne šole, 1984, str. 66).

Temu učnemu načrtu je sledil učni načrt za devetletko, sprejet leta 1998 (Verčkovnik in sod.), v katerem pa so bile črtane praktično vse genetske vsebine. Vse, kar se da v tem učnem načrtu najti, so posamezne vsebine, ki so širše povezane z genetiko. Tako je na primer pri biologiji v 9. razredu pri učni temi: Celice, tkiva, organi navedeno naslednje:

»Cilji:

Učenci:

- Spoznajo mikroskopsko zgradbo celice

- Znajo povezati zgradbo celice z njeno funkcijo - Znajo skicirati celico

- Razlikujejo rastlinsko celico od živalske

- Spoznajo tipe delitve celic: celično delitev (mitozo) in redukcijsko delitev (mejozo)

(15)

8

Dejavnosti: opazovanje rastlinskih in živalskih celic pod mikroskopom Vsebine:

- Zgradba celice

- Razlika med živalsko in rastlinsko celico - Delitev celice

Pojmi: celica, celična membrana, celična stena, protoplazma, citoplazma, jedro in kromosomi, mejoza, mitoza, kloroplast in DNK, vakuola.« (Verčkovnik in sod., 1998, str. 20).

S šolskim letom 2011/2012 je bil uveden prenovljeni učni načrt za biologijo za 8.

razred (Vilhar in sod., 2011), v naslednjem pa mu bo sledila uvedba novega učnega načrta še v devetem razredu. S prenovljenim učnim načrtom se v slovensko osnovnošolsko izobraževanje vrača genetika, tokrat v povečanem vsebinskem in časovnem obsegu.

2.4 TEŽAVE PRI POUČEVANJU IN RAZUMEVANJU GENETIKE V TUJINI TER PREDLOGI ZA IZBOLJŠANJE POUČEVANJA

Medtem so se v tujini pojavili različni članki in strokovne razprave o razumevanju genetike in tudi samega procesa mitoze. Avtorji so zaskrbljeni zaradi napačnih predstav, ki jih imajo učenci o genetskih vsebinah tudi še potem, ko so pridobili znanje o genetiki na formalni ravni (Banet in Ayuso, 1999, Lewis, 2004). Skupno vsem raziskavam in razpravam je, da si prizadevajo odkriti vzrok takšnega nerazumevanja in ga z različnimi metodami poučevanja tudi odpraviti.

Raziskave v Španiji potrjujejo, da je znanje genetike šibko in nepopolno (Banet in Ayuso, 1999). Pri tradicionalnem načinu učenja (razlaga učiteljev in učenje s pomočjo učbenikov) tudi pravilni odgovori na zastavljena vprašanja ne pomenijo nujno, da dijaki snov zares razumejo. To so dokazali z zastavljanjem podvprašanj, ki so zahtevala utemeljitev odgovorov učencev. Raziskave so bile izvedene najprej pri skupini dijakov, starih od 15 do 16 let, preden so se le-ti v

(16)

9

šolah učili genetiko. Vprašanja so se nanašala na način prenosa dedne informacije. Učenci so imeli predhodno usvojeno le znanje o značilnostih živih organizmov in osnovno znanje o celici.

Da bi preverili vpliv tradicionalnega pouka v Španiji, so raziskavo izvedli še na dijakih starih 16 do 17 let, ki so v šoli že usvojili osnove genetike: Mendlove zakone dedovanja, dedovanje pri človeku in delitev celice.

Rezultati so pokazali, da se odgovori na vprašanja npr., ali so rastline ali določen nevretenčar živ organizem in ali imajo kromosome, niso bistveno razlikovali med dijaki, ki so genetiko že obravnavali in med tistimi, ki je še niso.

Dijaki tudi niso vedeli, kakšno dedno informacijo vsebujejo različne vrste že diferenciranih celic, pomešali pa so tudi pomen pojmov kromosom, gen in alel.

Banet in Ayuso (1999) sta mnenja, da napake dijakov lahko usmerjajo profesorje, na kaj naj bodo pri poučevanju pozorni. Kritična sta tudi do pristopa, da se poučevanje genetike začne z Mendlovimi zakoni dedovanja, ker mnogi dijaki takrat niti ne vedo, da so rastline sestavljene iz celic, da vsebujejo kromosome in gene ter se razmnožujejo tudi spolno. Cavallo (cit. v Banet in Ayuso, 1999) pravi da se učenje genetike v šolah le redko začne z mejozo, kot da z njo sploh ne bila povezana. Dedovanje lastnosti pri človeku je pomembno za uvod v genetiko, saj tako povečamo motivacijo dijakov. Razumevanje genetike zahteva tudi določeno stopnjo abstraktnega mišljenja. Watts in Jofili (cit. v Banet in Ayuso, 1999) sta mnenja, da bi pri poučevanju morali učitelji bolj upoštevati kakovost naučenega kot pa količino.

Študije v ZDA so pokazale, da se pojavlja nerazumevanje osnovnih konceptov genetike na različnih nivojih šolanja. Učenci pogosto menijo, da so DNA in kromosomi narejeni iz proteinov, ne ločijo kromosomov od kromatid in ne povezujejo alelov s kromatidami (Elrod, 2007). Učenci tudi menijo, da celice nosijo le genski material, ki ga potrebujejo za opravljanje svojih funkcij in da le gamete vsebujejo kromosome. Prav tako pagene enačijo z lastnostmi.

Elrodova (2007) poudarja pomen učenja pravilnega in natančnega izražanja, sicer učenci ne morejo sodelovati v razpravah ali usvajati bolj kompleksnega znanja o temi, za katero ne poznajo pravih strokovnih izrazov. Poznavanje terminologije in strukture sta ključnega pomena, da lahko učenci zgradijo višjo

(17)

10

raven razumevanja povezano s funkcijo določenih struktur. Pravi tudi, da če govorimo o zmotah, gre za globoko ukoreninjene ideje, ki jih je težko spremeniti, tudi ko imamo za to na voljo zelo prepričljive dokaze. Zato je zelo pomembno, da so takšne napačne predstave natančno identificirane. Vendar trdi, da takšnih napačnih predstav ni veliko. Več naj bi bilo nenatančnosti.

Izjave, kot je »gen je lastnost«, niso v celoti napačne, so pa nenatančne.

Študenti vedo, kakšna je funkcija genov, ne znajo pa pravilno oblikovati bolj kompleksnega odgovora (Elrod, 2007). Pri interpretacijah rezultatov vprašalnikov bi bilo potrebno upoštevati tudi korelacije med posameznimi odgovori, preden iz nekega napačnega odgovora zaključimo, da gre pri učencih zagotovo za nerazumevanje procesov (Elrod, 2007).

Raziskava o razumevanju koncepta gena je bila opravljena tudi pri nemških dijakih, starih od 15 do 19 let, in primerjana z raziskavo v Angliji. Izkazalo se je, da dijaki niso jasno razlikovali med genotipom in fenotipom, gen pa so enačili z lastnostjo. Lastnost, ki se pojavi v eni generaciji, je obstajala v vsaj eni prejšnjih generacij, le da je bila tam skrita. Tako priznavajo le prenos nespremenjenih lastnosti iz generacije v generacijo, kot gre npr. pri dedovanju materialnih dobrin (Lewis, 2004). Prav tako dijaki niso natančno vedeli za razlike med geni, kromosomi in DNA. Več kot polovica dijakov je menila, da celice različnih vrst istega osebka vsebujejo različno dedno informacijo, oziroma le tisto informacijo, ki jo potrebuje za opravljanje svoje funkcije (Lewis, 2004). Učencem bi morali pojasniti, da se geni vklopijo in izklopijo glede na potrebe celic. Tudi pri poznavanju procesa delitve celice je bilo mnogo nejasnosti.

Osnovna predpostavka te študije je, da so vsakdanje predstave dijakov in njihovi alternativni okvirji točka, iz katere je mogoče znanstveno razumevanje razviti, ne le ovira, ki jo je treba odpraviti. Učenci morajo imeti možnost, da se zavedajo svojih napačnih predstav in jih premišljeno uskladijo z znanstvenimi razlagami (Lewis, 2004).

Ugotovitve kažejo, da dijaki ne razumejo razlike med geni kot kemičnim zaporedjem in njegovim učinkom, ki se izrazi kot lastnost. Slabo je tudi poznavanje razmerja med genetskimi procesi in biokemijo ter fiziologijo celotnega organizma (Lewis, 2004).

(18)

11

V študiji, ki povzema različne avtorje, so izpostavljene skupne ugotovitve, da so mnogi učenci prepričani, da se rastline sploh ne razmnožujejo spolno in da evolucija velja samo za živali. Variacije pri sesalcih, tudi pri človeku, učenci pripisujejo izključno dednosti, čeprav pogosto ne vedo za obstoj neke genetske entitete, ki se prenaša iz ene generacije v drugo. Kargbo in sodelavci (cit. v Wood-Robinson, 1994) pišejo, da so zlasti pri mlajših učencih, starih od 7 do 13 let, zasledili prepričanje, da delež dednega vpliva obeh staršev ni enak, saj so mnogi prepričani o močnejših dednih povezavah med starši in potomci istega spola (Wood-Robinson, 1994). Otroci verjamejo, da se pridobljene lastnosti dedujejo. Slabo so poznali genski inženiring, odnos do biotehnologije pa se razlikuje glede na organizme, za katere se uporablja. Bolj sprejemljiva se jim zdi uporaba za rastline in mikroorganizme, kot za sesalce (Wood-Robinson, 1994).

Venville in sodelavci (2004) so v Avstraliji raziskovali razumevanje genetike pri otrocih starih od 9 do 15 let, saj pravijo, da je v sodobnem svetu razumevanje osnovnih pojmov genetike ključnega pomena za učinkovito naravoslovno pismenost prihodnjih generacij. Za hitro širjenje znanja genetike in uporabo biotehnologije so potrebni dovolj izobraženi ljudje, ki znajo odločati o ekonomskih in etičnih vprašanjih te hitro rastoče znanosti, ki odpira nove možnosti zdravljenja nekaterih bolezni, prinaša pa tudi omejitve in lahko bistveno vpliva na naše okolje (Venville in sod., 2004). Avtor pogreša te teme v uradnem kurikulu. Otroci medtem dobivajo informacije iz filmov, stripov, televizije in računalniških igric. Nelkin in Lindee (Venville in sod., 2004) pravita, da je gen postal kulturna ikona in močan socialni simbol, saj v popularni kulturi predstavlja mnogo človeških značilnosti. DNA pa se predstavlja kot nekaj nesmrtnega, nekaj kar absolutno in v celoti kroji našo usodo.

Študija temelji na dveh perspektivah: ontološki, ki obravnava osnovno naravo sveta, zlasti dojemanje osnovne narave koncepta genetike pri otrocih, in na epistemološki, ki obravnava naravo znanja, predvsem gre za medsebojno povezanost znanja (Venville in sod., 2004). Wandersee in Fisher (cit. v Venville in sod., 2004) pojasnjujeta, da lahko učne prakse, ki se osredotočajo na podrobnosti, zabrišejo »celotno sliko« poznavanja biologije. Študenti se na primer pogosto učijo podrobnosti o genetskem zapisu, transkripciji in translaciji, vendar ne razumejo, da so to v molekularnem smislu mehanizmi, ki imajo vpliv

(19)

12

na fenotip (Venville in sod., 2004). Mintzes in Wandersee (cit. v Venville in sod., 2004) ugotavljata, da je za smiselno učenje potreben razvoj močnih hierarhičnih okvirnih konceptov, medtem ko je za učenje na pamet značilno naključje izoliranih informacij.

Večina učencev v raziskavi je poznala t. i. teorijo sorodstva, saj so razlikovali med vplivi okolja in gensko podedovanimi lastnostmi. To se ujema s študijo Salomona in sodelavcev (cit. v Venville in sod., 2004), v kateri so ugotovili, da so otroci od šestega leta dalje sposobni prepoznati to razliko. Devetletni otroci so že slišali za gene in DNA, niso pa vedeli, kje geni so in kakšna je njihova vloga, medtem ko starejši znajo pojasniti, da so geni in DNA odgovorni za prenos lastnosti s staršev na potomce, ne vedo pa, kako se to zgodi. V svojih predstavah pogosto enačijo gene in lastnosti. Še dijaki pogosto trdijo, da je primarna funkcija DNA identifikacija oseb ali pa da je pomembna v forenziki, predstavljajo si jo povsem abiotsko, kot nekakšno črtno kodo.

Le slaba tretjina otrok v vseh starostnih skupinah razlikuje živa bitja od nežive narave in pravilno opredeli, ali vsebujejo DNA ali gene. Več kot polovica jih meni, da rastline ne vsebujejo DNA. Zanimivo je, da so posamezni mlajši otroci mnenja, da imajo npr. računalniški programi ali avtomobili DNA, ker vsebujejo podatke. Kultura ima pomembno vlogo pri razumevanju dedovanja in lahko predstavlja ontološko oviro nadaljnjega razumevanja narave genetike (Venville in sod., 2004).

Če je v glavah študentov gen enak fizični lastnosti ali če slednji nimajo znanja o vpletenosti genov v biokemijsko proizvodnjo beljakovin, ne morejo razumeti hierarhije procesov, s katerimi lahko okolje vpliva na razvoj organizma. V skladu z epistemološko perspektivo avtor spodbuja učitelje, naj izrecno poudarijo povezave med živimi bitji in pojmi iz genetike. Prehod neformalnega nivoja znanja o sorodstvu zagotavlja koristen okvir za načrtovanje konceptualne spremembe v znanju.

Mbaijorgu (2007), ki je raziskoval predpostavke pri srednješolcih v Nigeriji, pravi, da se raziskovalci vse bolj zavedajo vpliva predpostavk učencev pri izgradnji znanstvenih konceptov. Pri tamkajšnjih ljudeh je še vedno močno prisotna vera v mistične sile, s katero pojasnjujejo tudi mnoge, z

(20)

13

znanstvenega vidika dobro raziskane vidike dedovanja, kot je npr. pojav gensko pogojenih bolezni.

Rezultati študije, ki sta jo opravila Wandersee in Fisher (cit. v Venville in sod., 2004) kažejo, da poudarek pri biologiji ne sme biti le pomnjenje nepovezanih informacij, pač pa razumevanje bioloških načel in teorije. Razumevanje genetike ni zgolj ontološko, da študenti razumejo osnovno naravo stvari, kot so geni in DNK, ampak tudi epistemološko, tako, da je znanje med seboj povezano in strukturirano v večjih konceptualnih okvirih. Poleg tega je ta raziskava pokazala na vpliv, ki ga ima popularna kultura o tem, kako otroci razumejo znanost, zlasti kako razumejo genetiko in biotehnologijo (cit. v Venville in sod., 2004).

Skupina raziskovalcev iz San Francisca se je ukvarjala s problematiko povezanosti razumevanja dveh glavnih funkcij DNK: določanja lastnosti organizma in prenosa dedne informacije iz ene generacije v drugo (Roseman in sod., 2006). V svojem projektu so raziskovali uporabo pojmovnih mrež, ki so jih študentje uporabljali za povezovanje pojmov, ki izhajajo iz obeh glavnih funkcij DNA. Tak način prikaza povezovanja pojmov in možna nenehna nadgradnja znanja sta se izkazala za zelo uporabna na različnih nivojih šolanja. Med ustaljenimi vzorci poučevanja se je podajanje znanja v projektu razlokovalo v dveh značilnostih: v tem, da so učenci spoznavali proteine pred DNA ter DNA pred geni in kromosomi (Roseman in sod., 2006). Take mreže je možno nenehno nadgrajevati, uporabne pa so tudi zaradi možnosti povezovanja posameznih pojmov iz različnih nivojev genetike: od molekularnega pa vse do genetike posameznega organizma ali celotne populacije.

Za korektno poučevanje genetike potrebujemo dovolj kompetentne učitelje.

Raziskave v Turčiji (Dikmenli, 2010) kažejo tudi na določen primanjkljaj znanja o mitozi in mejozi pri študentih, bodočih učiteljih biologije. Polovica študentov je naredila vsaj manjše napake pri risanju zaporedja procesa mitoze in mejoze (Dikmenli, 2010).

Učiteljeva naloga je, da pomaga ustvariti celostno sliko o genih, DNK in dedovanju na mikro, makro in simbolni ravni in s tem pripomore k odpravljanju napačnega razumevanja. Učenci razumejo, na kakšen način geni sodelujejo pri prenašanju lastnosti, vendar njihovo razumevanje ni v skladu z biološko teorijo,

(21)

14

menijo na primer, da se geni prenašajo s staršev kot celota in identično določajo lastnosti.

Vse povzeto je za učitelje pri nas pomembno zlasti zato, ker so genetske vsebine v novem učnem načrtu za osnovne šole precej obširne (vse vsebine v povezavi z genetiko so citirane v naslednjem podpoglavju). Vse navedeno lahko služi za premislek, kako se bodo učitelji lotili poučevanja teh vsebin.

2.5 UČNA NAČRTA ZA POUK NARAVOSLOVJA IN BIOLOGIJE V OSNOVNI ŠOLI, POTRJENA LETA 2011

NARAVOSLOVJE Poglavje Celica:

6. razred

»Učenci:

- razumejo, da so organizmi zgrajeni iz celic in da imajo celice notranjo zgradbo, - spoznajo, da so celice zelo majhne in da so mnogi večcelični organizmi

(tudi človek) zgrajeni iz tisočev milijard celic,

- spoznajo osnovno zgradbo celice (rastlinske, živalske) …« (Skvarč in sod., 2011, str. 12).

7. razred

»Učenci:

- spoznajo podobnosti in razlike med rastlinsko, živalsko, glivno in bakterijsko celico (jedro, celična stena, mitohondrij, kloroplast, celična membrana) in razumejo, da posamezni deli celice (celični organeli) opravljajo različne naloge (delitev nalog znotraj celice),

- spoznajo, da v rastlinskih, živalskih in glivnih celicah poteka celično dihanje (v mitohondrijih); samo v rastlinski celicah pa poteka fotosinteza (v kloroplastih) …« (Skvarč in sod., 2011, str. 12).

(22)

15

Poglavje Razmnoževanje, rast in razvoj rastlin:

6. razred

»Učenci:

… - razumejo, da sta rast in razvoj rastline povezana z nastajanjem novih celic (celična delitev), njihovo rastjo in diferenciacijo …« (Skvarč in sod., 2011, str.

15).

7. razred

»Učenci:

- razumejo osnovne značilnosti nespolnega in spolnega razmnoževanja živali ter prednosti spolnega razmnoževanja živali,

- spoznajo na konkretnem primeru nespolno razmnoževanje pri enoceličarjih …

- razumejo, da sta rast in razvoj živali povezana z nastajanjem novih celic (celična delitev), njihovo rastjo in diferenciacijo …« (Skvarč in sod., 2011, str. 15).

BIOLOGIJA

1. 1 »Operativni cilji in vsebina 8. razreda C Celica in dedovanje

C1 Vsi organizmi so zgrajeni iz celic. Število celic v organizmu sega od ene celice do več tisoč milijard celic. Celice imajo zapleteno notranjo zgradbo, ki jo lahko opazujemo z mikroskopom.

Učenci:

1 spoznajo in uporabijo raziskovalne metode za preučevanje celic (npr.

mikroskopiranje)

2 prepoznajo, opišejo, skicirajo in označijo pod svetlobnim mikroskopom razvidne dele celice,

3 primerjajo zgradbo in delovanje celice človeka s celicami drugih živali, rastlin, gliv in bakterij,

(23)

16

4 razumejo vlogo celičnih organelov (jedro, membrana, kloroplast, mitohondrij) in primerjajo njihovo delovanje v različnih tkivih in različnih organizmih,

5 razumejo, da imajo celice vseh organizmov enotno osnovno zgradbo in delovanje,

6 razumejo, da celice izmenjujejo snovi z okoljem skozi celično membrano, 7 razumejo, da celice gliv, rastlin in živali v jedru vsebujejo molekule DNA, ki so nosilci dedne informacije (genov),

8 razumejo, da je dedna informacija zapisana z zaporedjem osnovnih enot – nukleotidov (model verižice)

9 razumejo, da je način zapisa dedne informacije enak pri vseh organizmih, 10 spoznajo, da so vse telesne celice večceličnega organizma (tudi človeka) praviloma genetsko enake in vsebujejo dedne informacije očeta in matere, 11 spoznajo, da se razvoj večceličnega organizma začne iz ene oplojene jajčne celice,

12 spoznajo, da se število celic povečuje s celično delitvijo (mitozo), pri kateri iz ene celice nastaneta dve celici z enakim dednim materialom (kopijama DNA), in da celična delitev prispeva k rasti tkiv in organizma,

13 razumejo, da celična delitev steče po obdobju rasti celice, v katerem se DNA v jedru podvoji in se podvoji tudi število nekaterih organelov (mitohondrijev in kloroplastov),

14 razložijo, da se med mitozo podvojena DNA razdeli med dve hčerinski celici, tako da vsaka hčerinska celica prejme enako kopijo DNA.

D11 Razmnoževanje je značilnost vseh organizmov. Ker noben osebek ne živi večno, je razmnoževanje temelj za nadaljevanje vsake vrste.

Učenci:

1 razumejo, da se človek razmnožuje samo spolno in da ima spolno razmnoževanje dve vlogi: prenos dednih informacij na potomstvo in nastanek novih kombinacij dednih informacij,

5 razumejo, zakaj je v nastajanje spolnih celic vključena mejoza (to povežejo s količino dedne snovi in nastankom novih kombinacij dedne informacije) (Vilhar in sod., 2011, str. 13).

(24)

17

»3.2 Operativni cilji in vsebine 9. razreda H Dedovanje.

H1 Lastnosti organizmov določajo beljakovine, zgradba beljakovin pa je zapisana v genih

Učenci:

1 ponovijo zgradbo celice in razumejo, da je v vsaki celici (celičnem jedru) organizma dedni zapis za njegove lastnosti,

2 razumejo, da je v kromosomu vsa genetska informacija shranjena v molekuli DNA, beljakovine pa pomagajo podpirati zgradbo in delovanje kromosoma (opomba: kromosomi so kompleksi DNA in beljakovin),

3 razumejo, da je gen odsek molekule DNA,

4 na podlagi opazovanja celic z obarvanimi kromosomi spoznajo, da v fazi med delitvami kromosomska DNA ni tesno zvita, zato pri opazovanju z mikroskopom ne vidimo posameznih kromosomov, med celično delitvijo pa se kromosomska DNA tesno zvije (zato pri opazovanju z mikroskopom lahko vidimo posamezne kromosome),

5 spoznajo, da je genetska informacija organizirana v ločene enote – kromosome,

6 razumejo pomen odkritja zgradbe DNA… za razvoj sodobne biologije…

7 razumejo pomen natančnega podvojevanja DNA za prenašanje nespremenjenega genetskega zapisa iz celice v celico in iz roda v rod (spoznajo, da se med mitozo podvojena kromosomska DNA razdeli med hčerinski celici, tako da vsaka hčerinska celica prejme enako število kromosomov istega tipa, torej enak genski zapis; pri diploidnem organizmu sta dva kromosoma istega tipa v vsaki hčerinski celici),

8 spoznajo, da pri spolnem razmnoževanju nastajajo potomci, ki podedujejo po pol genov od vsakega od staršev in da se pri tem kombinira genetski material (diploidno število kromosomov) iz dveh različnih celic, od katerih vsaka izvira od enega izmed staršev,

9 spoznajo, da pri oploditvi ženska in moška spolna celica prispevata po en komplet kromosomov, tako da nastane spojek z dvema kompletoma kromosomov,

(25)

18

10 razumejo pomen mejoze pri nastajanju spolnih celic (prepolovitev števila kromosomov, nove kombinacije genov na kromosomih),

11 spoznajo, da lahko dedno lastnost določa eden ali več genov in da lahko en gen vpliva na več kot eno lastnost organizma,

12 vedo, da zbiru vseh osebkovih genov rečemo genotip, zbiru lastnosti, ki jih ti geni določajo (zgradba, podoba in delovanje osebka), pa fenotip,

13 spoznajo, da rastlinske in živalske celice vsebujejo več tisoč različnih genov, da imajo običajno po dve kopiji vsakega gena (dva alela) in da sta lahko alela enaka ali različna,

14 razumejo, da so posamezni geni na točno določenem mestu na kromosomu, 15 spoznajo, da so nekateri aleli dominantni, kar pomeni da pri določanju fenotipa njihov vpliv prevlada nad vplivom drugih (recesivnih alelov)

16 spoznajo, da so dedne lastnosti osebka odvisne od tega, katere alele osebek podeduje od vsakega od staršev in kako ti aleli delujejo skupaj,

17 razumejo osnovna načela prenašanja lastnosti od staršev na potomce (homozigotnost, heterozigotnost, dominantnost, recesivnost, križanci, vmesni znaki idr.),

18 razumejo, da tudi okolje vpliva na izražanje v genih zapisanih lastnosti organizmov (zato se lahko isti genotip v različnih okoliščinah izrazi kot različen fenotip),

19 razumejo prednosti in slabosti spolnega in nespolnega razmnoževanja v povezavi s stabilnimi oziroma nestabilnimi okoljskimi razmerami,

20 spoznajo, da pri človeku nekatere dedne lastnosti določa samo en gen (npr.

priraslost ali nepriraslost ušesnih mečic), večino lastnosti pa določa več genov (npr. barva las in oči), zato te lastnosti nimajo preprostih vzorcev dedovanja, 21 na podlagi primerov iz literature razumejo načine dedovanja pri človeku (npr.

barvna slepota, hemofilija) in znajo izdelati rodovnik,

22 spoznajo primere uporabe kromosomskih analiz v medicini (npr. prenatalna diagnostika, downov sindrom).« (Vilhar in sod., 2011, str. 16).

»I Biotehnologija

Obravnava postopke in uporabo genske tehnologije v komercialne namene.«

(Vilhar in sod., 2011, str. 16).

(26)

19

3 MATERIALI IN METODE

3.1 Test znanja – pred učno uro (predtest)

Opis: Vprašalnik je vseboval 40 vprašanj izbirnega in odprtega tipa, s katerimi smo preverili, kakšne predstave imajo osnovnošolci o izbranih genetskih vsebinah. Vseboval je tudi vprašanja, pri katerih so učenci s pomočjo petstopenjske Likertove lestvice (od 1 – popolnoma se strinjam do 5 – sploh se ne strinjam) ocenili svoje strinjanje z danimi trditvami (priloga 1).

3.2 Test znanja – ob koncu učne ure (potest) ter štiri tedne po izvedeni učni uri

Opis: Vprašalnik je vseboval izbor desetih vprašanj iz predtesta, s katerimi smo želeli preveriti, v kakšni meri je učna ura vplivala na razumevanje različnih genetskih vsebin. Vseboval je še vprašanja, pri katerih so učenci s pomočjo petstopenjske Likertove lestvice lestvice (od 1 – popolnoma se strinjam do 5 – sploh se ne strinjam) ocenili svoje strinjanje z danimi trditvami (priloga 2).

3.3 Razvrščanje slik faz mitoze

Opis: Metodo smo povzeli po pripravi, ki je bila predstavljena v delu Biology Inquiries (Schields, 2006) in je zasnovana na razvrščanju petnajstih slik faz mitoze. Učenci v naši raziskavi so slike razvrščali trikrat, in sicer na začetku učne ure (predtest) brez vsakršnega predznanja o mitozi, nato so razvrščanje ponovili še ob koncu izvedene učne ure (potest) in štiri tedne po izvedeni učni uri. Z zadnjim testom smo preverili, kako trajno je znanje, ki so ga učenci usvojili z uporabljeno metodo (priloga 3).

3.4 Učenci

Raziskavo smo izvedli na učencih 8. in 9. razreda Osnovne šole Brinje Grosuplje. V raziskavi so sodelovali 104 učenci. Od tega je bilo 46 učencev (44,2 %) osmega razreda in 58 učencev (55,8 %) devetega razreda. Glede na spol je v raziskavi sodelovalo 50 fantov (48,1 %) in 54 (51,9 %) deklet.

(27)

20

3.5 Potek raziskave

Raziskava je potekala v naslednjih korakih:

 Z učenci smo najprej opravili predtestiranje njihovega znanja o celici in genetiki. Z dodatnim testom smo preverili tudi, v kolikšni meri poznajo potek mitoze.

 Nato je sledila učna ura, pri kateri so učenci z metodo dela z učnimi listi, ki smo jo povzeli po delu Biology Inquiries (Shields, 2006), spoznavali potek mitoze in njen pomen.

 Sledilo je ponovno preverjanje znanja učencev s krajšim testom znanja ob koncu učne ure (potest), da smo ugotovili, ali je bila metoda dela uspešna.

 Štiri tedne po izvedeni učni uri so učenci še enkrat reševali krajši test znanja, s katerim smo preverili, kako trajno je njihovo pridobljeno znanje.

 Rezultate smo statistično obdelali in interpretirali. Statistično pomembnost razlik pri razvrščanju slik faz mitoze na začetku in na koncu učne ure ter po štirih tednih smo ugotavljali z Wilcoxonovim preizkusom predznačnih rangov. Statistično pomembnost razlik med odgovori na testu znanja na začetku in na koncu učne ure ter po štirih tednih smo prav tako ugotavljali z Wilcoxonovim preizkusom predznačnih rangov.

Statistično pomembnost razlik med odgovori na testu znanja glede na spol in glede na razred smo ugotavljali z Mann-Whitneyevim preizkusom.

Tudi statistično pomembnost razlik pri razvrščanju slik faz mitoze glede na spol in glede na razred smo ugotavljali z Mann-Whitneyevim preizkusom.

 V literaturi smo poiskali, s kakšnimi težavami se srečujejo drugod pri poučevanju genetike in kako jih rešujejo. Poleg tega smo v diskusiji pri vprašanjih, kjer je to mogoče, dodali primerjavo, kako so posamezne vsebine opredeljene v učnem načrtu za osnovne šole, ki je bil potrjen leta 2011 (Vilhar in sod.).

(28)

21

4 REZULTATI IN RAZPRAVA

4.1 RAZVRŠČANJE SLIK FAZ MITOZE

Slika 1

Graf 1: Prikaz rezultatov razvrščanja slik faz mitoze za sliko 1.

V predtestu razvrščanja slik faz mitoze po Schieldsovi metodi je sliko 1 pravilno, na mesto 1, razvrstilo 79,6 % učencev (graf 1).

V potestu so sliko 1 vsi učenci (100 %) razvrstili pravilno.

V testu, izvedenem po štirih tednih, je to sliko pravilno razvrstilo 97,9 % učencev.

Sliko 1 je že pred učno uro največ učencev razvrstilo pravilno. Razviden pa je napredek znanja od predtesta do potesta (za 20 %) in rahel padec znanja v testu po štirih tednih (za 2 %), kar je značilno za razporejanje vseh slik.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 2 3 4 14 15

delež odgovorov (%)

zaporedno mesto slike

predtest potest

test po 4 tednih

(29)

22 Slika 2

V predtestu je sliko 2 pravilno, na mesto 8, razvrstilo 27,5 % učencev (graf 2).

Pri tej sliki je treba izpostavili še 16,7 % učencev, ki so sliko razvrstili na mesto 7, in 5,9 % učencev, ki so jo razvrstili na mesto 9. Obe izbrani številki verjetno kažeta na manjše napake v razvrščanju in ne pomenita nujno nerazumevanja principa procesa.

V potestu je sliko 2 pravilno na mesto 8 razvrstilo 89,4 % učencev, kar pomeni bistven napredek v znanju.

V testu po štirih tednih je 76 % učencev sliko 2 razvrstilo pravilno, iz česar vidimo upad znanja, oziroma pozabljanje. 7,3 % učencev je sliko razvrstilo na mesto 7 in 5,2 % na mesto 9, ki sta najbližje pravilni rešitvi.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14 15

predtest potest

test po 4 tednih

(30)

23 Slika 3

V predtestu je sliko 3 pravilno razvrstilo 36,3 % učencev, na mesto 3, in 9,8 % na mesto 2, ki je najbližje pravilni rešitvi (graf 3).

V potestu je 98,1 % učencev sliko 3 razvrstilo pravilno.

V testu po štirih tednih je 81,3 % učencev sliko 3 razvrstilo popolnoma pravilno na mesto 3, 5,2 % pa na mesto 2 in 2,1 % na mesto 4.

Tudi to sliko so učenci najbolje razvrstili v potestu, sledi pa mu zadnji test.

Slika 4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 2 3 4 5 6 8 9 12 13 15

predtest potest

test po 4 tednih

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

predtest potest

test po 4 tednih

(31)

24

Pri predtestu je 30,7 % učencev sliko 4 pravilno razvrstilo na mesto 9, blizu pravilne rešitve je bilo 10,9 % učencev, ki so jo razvrstili na mesto 8, in 2,2 % na mesto 10 (graf 4).

V potestu je 92,3 % učencev razvrstilo sliko 4 pravilno, 3,8 % na mesto 8 in 1 % na mesto 10.

V testu po štirih tednih je sliko razvrstilo 72,9 % učencev pravilno, 6,3 % pa na mesto 8.

Slika 5

V predtestu je 31,1 % učencev sliko 5 razvrstilo pravilno na mesto 4, 7,8 % na mesto 3 in 3,9 % na mesto 5 (graf 5).

V potestu je 94,2 % učencev sliko razvrstilo na mesto 4, 2,9 % na mesto 5 in 1,9 % na mesto 3.

V testu po štirih tednih je sliko 78,1 % učencev razvrstilo popolnoma pravilno, 7,3 % pa na mesto 3.

Sliko so učenci najbolje razvrstili v potestu, najslabše pa v predtestu.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

predtest potest

test po 4 tednih

(32)

25 Slika 6

V predtestu je 24,5 % učencev sliko 6 razvrstilo pravilno, na mesto 5, 12,7 % na mesto 4 in 6,9 % na mesto 6 (graf 6).

V potestu je sliko 94,2 % učencev razvrstilo na mesto 5, 3,8 % pa na mesto 4.

V testu po štirih tednih je sliko 81,3 % učencev razvrstilo na mesto 5, 4,2 % na mesto 4 in 2,1 % na mesto 6.

Največ pravilnih rašitev slike 6 je bilo v potestu, sledi zadnji test, ko zaznamo padec znanja, najslabše so sliko učenci razvrstili v predtestu.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14

predtest potest

test po 4 tednih

(33)

26 Slika 7

Sliko 7 je v predtestu 21,4 % učencev razvrstilo pravilno, na mesto 6, 18,4 % na mesto 5 in 3,9 % na 7 (graf 7).

V potestu je 98,1 % učencev sliko razvrstilo pravilno, kar pomeni bistven napredek v znanju.

V testu po štirih tednih je 76 % učencev sliko razvrstilo pravilno in 6,3 % na mesto 5.

Slika 8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

4 5 6 7 8 9 10 12 13 14

predtest potest

test po 4 tednih

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 2 3 6 7 8 9 10 11 14 15

predtest potest

test po 4 tednih

(34)

27

V predtestu je 23,8 % učencev razvrstilo sliko 8 pravilno, na mesto 2, 17,8 % na mesto 3 in 9,9 % na 1 (graf 8).

V potestu so sliko 8 skoraj vsi učenci, oziroma 96,2 % razvrstili pravilno, na mesto 2, kar potrjuje, da so učenci znatno pridobili na znanju.

V testu po štirih tednih je 85,4 % učencev izbralo mesto 2 in 5,2 % mesto 3, ki je blizu pravi rešitvi.

Slika 9

V predtestu je sliko 9 razvrstilo pravilno 21,6 % učencev, na mesto 7, 13,7 % jo je razvrstilo na mesto 8, in 8,8 % na mesto 6 (graf 9). Tukaj moramo omeniti, da je visok odstotek (enak kot pri pravilnem odgovoru) učencev sliko razvrstilo na mesto 9.

V potestu je 92,3 % učencev sliko razvrstilo na mesto 7, 4,8 % na 8 in 1% na mesto 6.

V testu po štirih tednih je mesto 7 izbralo 75 % učencev, 6,3 % jih je izbralo 8 ter 1 % mesto 6.

Tudi to sliko so učenci najbolje označili v potestu, sledi zadnji test, najslabši rezultat pa je bil v predtestu.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

4 5 6 7 8 9 10 11 12 15

predtest potest

test po 4 tednih

(35)

28 Slika 10

V predtestu je kar 43,7 % učencev sliko 10 razvrstilo napačno, na mesto 2, 24,3

% pa pravilno na mesto 15 (graf 10).

V potestu je 97,1 % učencev sliko razvrstilo na mesto 15.

V testu po štirih tednih je 85,4 % sliko razvrstilo na mesto 15, 4,2 % pa zopet napačno na mesto 2.

Slika 10 je prva slika, ki jo je v predtestu največ učencev označilo z napačno številko. Njihovo razmišljanje je verjetno zmotila enaka (le podvojena) struktura, kot jo je prikazovala prva slika.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 2 3 4 10 14 15

predtest potest

test po 4 tednih

(36)

29 Slika 11

V predtestu je 27,5 % učencev sliko 11 razvrstilo pravilno, na mesto 10, 10,8 % na mesto 11 in 5,9 % na mesto 9 (graf 11).

V potestu je 94,2 % učencev sliko 11 razvrstilo na mesto 10, 3,8 % na mesto 9 in 1 % na mesto 11.

V testu po štirih tednih je 79,2 % učencev sliko razvrstilo na mesto 10, 5,2 % na mesto 11 in 4,2 % na mesto 9.

Tudi pri sliki 11 so dosegli učenci daleč najboljši rezultat v razvrščanju pri potestu, kar velja tudi za vse ostale slike, sledi mu test po štirih tednih, najslabši rezultat pa so učenci dosegli v predtestu.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

predtest potest

test po 4 tednih

(37)

30 Slika 12

V predtestu je 25,5 % učencev sliko 12 razvrstilo pravilno, na mesto 11, 10,8 % na mesto 12, 9,8 % pa na mesto 10, kar je lahko posledica napake v postopku določanja zaporedja (graf 12).

V potestu je 97,1 % učencev sliko razvrstilo pravilno, na mesto 11, 1,9 % na mesto 12 ter 1 % na mesto 10.

V testu po štirih tednih je 79,2 % učencev sliko razvrstilo pravilno, 3,1 % na mesto 12 in 2,1 % na mesto 10.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

3 5 6 7 8 10 11 12 13 14

predtest potest

test po 4 tednih

(38)

31 Slika 13

Sliko 13 je v predtestu 29,4 % učencev razvrstilo pravilno, na mesto 12, 21,6 % na mesto 13 in 8,8 % na mesto 11 (graf 13).

V potestu je sliko 13 na pravilno mesto razvrstilo 97,1 % učencev, ter po 1 % na mesti 11 in 13.

V testu po štirih tednih je 82,35 % učencev sliko razvrstilo pravilno, 7,3 % pa na mesto 11 in 5,2 % na mesto 13.

Slika 14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

2 4 5 6 9 11 12 13 14

predtest potest

test po 4 tednih

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15

predtest potest

test po 4 tednih