Змішані студентські ідеї про механізми втрати ваги людини CBE - освіта в галузі наук про життя

* Адреса кореспонденції: Камалі Н. Шріпаті (

студентські

СТВОРИТИ для Інституту STEM, Університет штату Мічиган, Східний Лансінг, MI 48824

Кафедра біології, Університет штату Массачусетс Амхерст, Амхерст, Массачусетс 01003

Проект Бабка та кафедра біології, Університет Маямі, Оксфорд, штат Огайо 45056

Кафедра фізичних наук, Арканзаський технічний університет, Расселвілл, AR 72801

СТВОРИТИ для Інституту STEM, Університет штату Мічиган, Східний Лансінг, MI 48824

Кафедра мікробіології та молекулярної генетики, Університет штату Мічиган, Східний Лансінг, штат Мічіган 48824

Кафедра біохімії та молекулярної біології, Університет штату Мічиган, Східний Лансінг, MI 48824

Анотація

ВСТУП

Біологічна освіта зазнає змін у всьому спектрі освіти К-16. Національна дослідницька рада (NRC, 2012) підкреслила необхідність студентів стати критичними споживачами наукової інформації, яка пронизує їхнє життя, незалежно від того, чи займаються вони кар'єрою в галузі STEM (наука, технології, інженерія та математика). Таким чином, NRC розробив настанови щодо ефективної освіти STEM K – 12 (NRC, 2012) з метою допомогти студентам стати критично важливими науковими мислителями. Американська асоціація розвитку науки (AAAS, 2011) випустила подібний заклик спеціально до бакалаврської біологічної освіти, надалі іменованого як Бачення і зміни, посилаючись на дедалі більший міждисциплінарний характер досліджень у всіх біологічних галузях та необхідність включення наукових практик у навчальні програми з біології. Обидва звіти визначають "дисциплінарні основні ідеї" (NRC, 2012) або "основні концепції" (AAAS, 2011), які студенти повинні мати можливість зрозуміти та застосувати до нових ситуацій, щоб бути розумними науковими споживачами. Таким чином, ці основні ідеї не тільки необхідні для вивчення очікувань щодо того, щоб бути споживачами науки, але також можуть бути присутніми як очікування товариств-практиків щодо розвитку наступного покоління професіоналів у відповідній галузі кожного суспільства (Yoho та ін., 2018).

Студенти мають значні труднощі в розумінні цих біологічних шляхів, однак, ймовірно, внаслідок дуже взаємопов’язаної природи цих процесів. Приклади плутанини студентів включають труднощі між скалярними процесами, простежування речовини через масштаби та фази та відсутність уваги до атомів при порівнянні реагентів та продуктів. У багатьох дослідженнях окремо повідомляється про тенденції студентів плутати клітинне та фізіологічне дихання (Bell, 1985; Anderson та ін., 1990; Водій та ін., 1994). Крім того, Хартлі та його колеги (2011) виявили, що студенти намагалися міркувати про біологічні процеси в масштабах. Автори відзначили, що студенти зосереджувались на поясненні явищ на макроскопічному рівні, а не на описі основних молекулярних процесів. Далі Хартлі та його колеги висунули теорію, що це може бути тому, що студентам зручніше міркувати на макроскопічному рівні, або тому, що студенти не знають, що більш масштабні явища можна пояснити процесами в менших масштабах (Хартлі та ін., 2011). Мохан та співробітники (2009) також визначили «міркування про системи та процеси в багатьох масштабах» (с. 678) як ключову особливість наукових пояснень, з якими студенти борються.