Informace

Znalosti a učení# - biologie


Výuka a učení vědy

Výuka a učení se vědě jsou náročné úkoly. Jako studenti se musíte naučit velkou novou slovní zásobu, vytvořit mentální modely, na kterých můžete „věšet“ nové koncepční znalosti, a ukázat, že tyto nové znalosti skutečně můžete použít. Pro instruktora není nic uspokojivějšího než ta „Aha!“ okamžiky, kdy student najednou porozumí důležitému pojmu.

V BIS2A čelíme některým zajímavým výzvám v oblasti výuky a učení. Jednou z klíčových výzev je, abychom diskutovali o fyzických věcech a myšlenkách, které existují nebo se dějí včas a/nebo na velikostních stupnicích, které většina studentů nezná. Co to znamená? Zvažte následující příklad:

Příklad: Některé výzvy spojené s vytvářením mentálních modelů

Instruktor vyučující biologii volně žijících živočichů může chtít hovořit o konceptech v evoluci pomocí ptačího zobáku jako výchozího bodu pro diskusi. V tomto případě instruktor nemusí trávit čas vytvářením mentálních obrázků různě tvarovaných ptačích zobáků (nebo přinejmenším stačí ukázat jeden obrázek); většina studentů bude ochotně čerpat ze svých minulých znalostí a každodenního života, aby vytvořila mentální obrazy zobáků kachen, orlů nebo pecků a vyvodila různé funkční důvody, proč si příroda mohla vybrat různé tvary. V důsledku toho studenti nebudou muset vynakládat žádné duševní úsilí na představu, jak zobáky vypadají, a místo toho mohou soustředit veškerou svou energii na základní evoluční lekci.

Více hovorově: Pokud vás požádají, abyste přemýšleli o něčem novém, co úzce souvisí s něčím, co už dobře znáte, není příliš obtížné se na nový materiál zaměřit.

Naproti tomu v BIS2A žádáme studenty, aby přemýšleli a diskutovali o věcech, které se dějí v atomovém, molekulárním a buněčném měřítku a rychlostí, která sahá od mikrosekund po tisíciletí. Většina studentů, hádáme, nežila život v mikro až nanometrovém měřítku. Přesto se v této délkové stupnici odehrává většina událostí společných všem biologickým systémům. Začínající studenti, kteří příliš nepřemýšleli o tom, jak se věci dějí v molekulárním měřítku, postrádají mentální modely, na které by mohli přidávat nové informace. Toto výchozí místo zatěžuje studenta i instruktory při vytváření a posilování NOVÝCH mentálních modelů pro mnoho věcí, o kterých ve třídě hovoříme. Abychom například mohli hovořit o tom, jak fungují proteiny, musíme nejprve vyvinout společnou sadu modelů a slovník pro reprezentaci molekul na atomové a molekulární úrovni. Tyto modely musí nejen najít způsoby, jak reprezentovat strukturu molekuly, ale modely musí také obsahovat abstraktní představy o chemických vlastnostech molekul a o tom, jak tyto molekuly interagují. Studenti v BIS2A proto musí vynaložit určité úsilí na konstrukci mentálních modelů toho, jak proteiny „vypadají“ a jak se chovají v molekulárním měřítku. Protože se celý kurz soustředí na biomolekuly a procesy, které se dějí v mikroskopickém měřítku, lze podobný argument uvést téměř pro každé téma ve třídě.

Poznámka: Možná diskuse

Jak interpretujete pojem mentální model a proč si myslíte, že je pro učení důležitý?

Některá cvičení ve třídě a studijní příručky jsou navržena tak, aby pomohla zvládnout tuto výzvu; většina studentů je považuje za velmi užitečné. Někteří studenti jsou však více zvyklí studovat na zkoušky tak, že si informace zapamatují, než aby jim porozuměli. (Není to jejich chyba; o to byli v minulosti požádáni). Výsledkem je, že pokud se k problémům přistupuje s přístupem „zapamatovat si za každou cenu“

nějaký

cvičení BIS2A se zpočátku může zdát zbytečné. Proč například vaši instruktoři žádají, abyste opakovaně kreslili některé z konceptů popsaných ve třídě? Na jakou otázku s výběrem odpovědí by vás toto cvičení mohlo připravit? I když je pravda, že někteří vaši instruktoři po vás na zkoušce nepožadují kreslení složitých figur, tato kreslící cvičení se nesnaží připravit studenty na jednu konkrétní otázku. Instruktor se vás spíše snaží povzbudit k tomu, abyste pro sebe začali vytvářet mentální model a procvičovali jeho používání. Akt kresby může také sloužit jako „vlastní test“. Když se přinutíte něco napsat nebo vytvořit obrázek popisující proces na papíře, budete schopni nezávisle posoudit, jak silné je vaše koncepční uchopení tématu ve skutečnosti, a uvidíte, jak snadné nebo těžké bylo dát svůj mentální obraz něco na papír. Pokud je pro vás těžké čerpat základní koncept nebo postup ze třídy BEZ VNĚJŠÍ POMOCI, je pravděpodobné, že potřebujete více praxe. Pokud je to snadné, jste připraveni přidat do svého modelu nové informace. V průběhu kurzu budete i nadále přidávat nové informace do svého mentálního modelu nebo používat koncept reprezentovaný ve vašem mentálním modelu v novém kontextu. Udržujte své kresby - nebo jiné mechanismy vlastního testování - aktuální. Nezůstávejte pozadu.

Prezentace konceptu kurzu na zkoušce v kontextu, který student nikdy předtím neviděl, NENÍ NENÍ zlým učením učitele. Je to spíše způsob, jak může instruktor a student posoudit, zda se koncept naučil a zda tyto znalosti může student použít/přenést mimo konkrétní příklad uvedený ve třídě nebo při čtení. Požádat studenta, aby opakoval to druhé, by znamenalo cvičení v memorování a nebylo by to ohodnocení hodnotného učení a nezávislého myšlení nebo reprezentace toho, co se děje v reálném životě.

DŮLEŽITÉ: Myšlenka, že studenti v BIS2A budou testováni na své schopnosti POUŽITÍ koncepty v konkrétních kontextech, které dosud neviděli, je důležité pochopit! Věnujte těmto znalostem zvláštní pozornost. Rozvoj použitelných koncepčních znalostí vyžaduje více disciplíny a práce než memorování. Čtvrtletí se také pohybuje velmi rychle a koncepty se skládají jedna na druhou. Pokud se dostanete příliš daleko, je velmi, velmi obtížné dohnat ztracený čas dva nebo tři dny před zkouškou. Buďte tak disciplinovaní, jak můžete, a držte krok s materiály kurzu.

Některé koncepty je proto těžké naučit a pochopit. Co máme dělat? Učitelé i studenti něco dělají, je použít různé komunikační triky ke zjednodušení nebo zpřístupnění abstraktních myšlenek. K popisu složitých myšlenek používáme nástroje, jako jsou analogie nebo zjednodušené modely (více o jejich významu brzy). Vytváření relacionalizovanějších věcí může mít různé podoby. Instruktoři se mohou pokusit použít různé simulace nebo metafory, aby využili mentálních obrázků nebo konceptuálních modelů, které studenti již mají (čerpají z každodenního života), aby vysvětlili něco nového. Například věc X, které nerozumíte, funguje trochu jako věc Y, které rozumíte. Někdy to pomůže uzemnit diskusi. Další věc, kterou byste mohli chytit, jak dělá instruktor nebo student, je antropomorfizující chování fyzických věcí, které jsou neznámé. Můžeme například říci, že molekula A “chce„interagovat s molekulou B za účelem zjednodušení správnějšího, ale komplexnějšího popisu chemické energetiky zapojené do interakce mezi molekulami A a B. Antropomorfismy mohou být užitečné, protože se podobně jako přirovnání a metafory pokoušejí propojit tvorbu nových myšlenek a mentální modely konceptů, které již existují v žákově mozku.

Tyto nástroje mohou být skvělé a účinné, ale přesto je musí používat opatrně - jak instruktor, tak student. Hlavním rizikem spojeným s těmito zjednodušujícími nástroji je, že mohou vytvářet koncepční spojení, která by neměla existovat, která by vedla k nezamýšleným mylným představám nebo která ztěžují připojení nového konceptu. I když jsou tyto nástroje platné, my - studenti a instruktoři - také musíme být ostražití ohledně porozumění limitům, které tyto nástroje mají v naší schopnosti učit se novým nápadům. Pokud jsou tyto pedagogické nástroje užitečné, ale jejich použití s ​​sebou nese i rizika, jak budeme postupovat?

Náprava má dvě části:

1. Rozpoznat, kdy je jeden z těchto „zjednodušujících“ nástrojů používán a

2. Zkuste určit, kde konkrétní analogie, metafora atd. Funguje a kde koncepčně selhává.

Druhá instrukce je nejtěžší a může být pro studenty náročná, zvláště když jsou poprvé vystaveni novému konceptu. Jednoduše přemýšlení o potenciálních problémech spojených s analogií nebo modelem je však důležitým metakognitivním cvičením, které pomůže studentům učit se. V BIS2A budou vaši instruktoři příležitostně očekávat, že výslovně uznáte používání těchto pedagogických nástrojů a vysvětlíte kompromisy spojené s jejich používáním. Vaši instruktoři vám s tím také pomohou tím, že výslovně upozorní na příklady nebo vás přimějí rozpoznat potenciální problém.

Poznámka: Možná diskuse

Můžete uvést příklad z vašich předchozích hodin, kdy instruktor použil antropomorfismus k popisu nelidské věci? Jaké byly/jsou kompromisy popisu (tj. Proč popis fungoval a jaká byla jeho omezení)?

Používání slovní zásoby

Za zmínku stojí také další problematický problém, který může studenty, kteří s disciplínou začínají, zbytečně zmást - používání termínů slovní zásoby, které mají potenciálně více definic, nebo nesprávné používání termínů slovníku, které mají striktní definice. Nejedná se o problém, který je vlastní pouze biologii, je však důležité si uvědomit, že k němu dochází. Abychom získali lepší představu o tomto problému, můžeme čerpat z příkladů ze skutečného života. Když například řekneme něco jako „jel jsem do obchodu“, rozumně se očekává, že pár věcí bude okamžitě pochopeno. Nemusíme říkat „Posadil jsem se a ovládal čtyřkolovou uzavřenou platformu, která je poháněna spalováním fosilních paliv v budově, která shromažďuje zboží, které chci získat, a může tak učinit výměnou zastupitelné měny za zboží “sdělit jádro našeho poselství. Nevýhodou používání výrazů „najeto“ a „obchod“ je, že jsme potenciálně ztratili důležité podrobnosti o tom, co se skutečně stalo. Možná je auto napájeno bateriemi a to je důležité pro pochopení některých detailů následujícího příběhu (zvláště pokud tato část příběhu zahrnuje zavolání řidiče odtahovky, aby vás vyzvedl poté, co se auto pokazí). Znalost konkrétního obchodu je možná důležitá pro pochopení kontextu. Někdy na těchto detailech nezáleží, ale někdy, pokud nejsou známy, to může vést ke zmatku. Je důležité správně používat slovní zásobu a dávat si pozor na výběr slov. Klíčové je také vědět, kdy zjednodušit a kdy poskytnout další podrobnosti.

Stranou:

V laboratoři budou studenti bakalářského studia biologie často hlásit svým mentorům, že „můj experiment fungoval“, aniž by sdíleli důležité podrobnosti o tom, co to znamená „pracovat“, jaké jsou důkazy, jak silné jsou důkazy nebo jaký je základ jsou pro jejich úsudek - všechny detaily, které jsou zásadní pro pochopení toho, co se přesně stalo. Pokud a/nebo když začnete pracovat ve výzkumné laboratoři, udělejte pro sebe a svého poradce laskavost PODROBNĚ popsat, čeho jste se snažili dosáhnout (nepředpokládejte, že si zapamatují podrobnosti), jak jste se rozhodli dosáhnout svého cíle ( experimentální návrh), jaké byly přesné výsledky (doporučuje se ukázat řádně označená data) a poskytnout vaši interpretaci. Pokud chcete svůj popis ukončit slovy „proto to fungovalo!“ to je také skvělé.

Poznámka: Možná diskuse

Napadá vás příklad, kdy nepřesné nebo nesprávné používání slovní zásoby způsobilo v reálném životě zbytečný zmatek? Popište příklad a diskutujte o tom, jak by se dalo zmatku zabránit.


Podívejte se na video: Svoboda učení (Listopad 2021).