Revoluce ve výuce biologie: podpora studentů prostřednictvím prahových konceptů!

Revoluce ve výuce biologie: podpora studentů prostřednictvím prahových konceptů!

30. května 2025 zveřejnili vědci z univerzity v Kolíně nad Rýnem průlomovou studii o evoluci a evoluční biologii. Tato studie vedená profesorem Dr. Jörgem Großschedlem, Dr. Helenou Aptykou a Dr. Danielou Fiedlerovou se zaměřuje na to, jak mohou studenti rozvíjet hluboké vědecké porozumění evoluci. Výsledek ukazuje, že způsob předávání podpůrných znalostí je pro učení zásadní. Studie probíhala na Ústavu didaktiky biologie a nese název „Threshold Concepts and Concept Networks in Evolution Education: An Experimental Intervention Study“. Byl publikován v renomovaném časopise Science Education.

Studie zkoumala, jak je strukturovaná pojmová síť žáků 10. tříd v hodinách biologie s ohledem na téma evoluce. Vědci zjistili, že studenti vyučující s takzvanými prahovými koncepty, jako jsou témata náhody a pravděpodobnosti, vytvářejí hustší a strukturovanější znalosti biologie. Koncepční síť se skládá z klíčových, nepravdivých a prahových pojmů.

Klíčové, chybové a prahové pojmy

Mezi klíčové pojmy patří základní, vědecky podložené myšlenky, jako je variace, dědičnost a individuální zdatnost. Mylné představy jsou hluboce zakořeněné, technicky nesprávné myšlenky, jako je teleologické myšlení, které mohou podporovat rozvoj falešného chápání evoluce. Kromě toho jsou prahové koncepty náročné myšlenky, které umožňují studentům dosáhnout kognitivních průlomů. Příkladem toho je chápání náhody a pravděpodobnosti ve vztahu k přírodnímu výběru.

Řešení těchto prahových konceptů může výrazně zvýšit složitost a koherenci koncepční sítě. Pro snazší propojení těchto pojmů potřebují studenti cílenou didaktickou podporu. Dalším aspektem studie je plánovaná intervenční studie, která se bude zabývat konceptem prahové hodnoty časového měřítka, aby bylo možné lépe porozumět mikro- a makroevoluci.

Role prahových pojmů ve výchově

Pojem „prahový koncept“ byl zaveden Janem Meyerem a Ray Landem v roce 2005 a popisuje klíčové koncepty, které po pochopení zásadně mění vnímání tématu nebo jevu. Pochopení takového konceptu funguje jako portál, který otevírá nové perspektivy a výrazně mění způsob, jakým studenti přemýšlejí o tématech. Tyto koncepty jsou často transformativní a mohou způsobit nevratné změny v myšlení.

Ve výzkumu výuky a učení se diskutuje o tom, že studenti na všech úrovních vzdělávání mají často potíže s abstraktními pojmy, jako je náhoda a pravděpodobnost, zejména v kontextu evoluční biologie. Tyto pojmy jsou často spojeny s dlouhými časovými obdobími a komplexními systémovými úrovněmi. Mylné představy o každodenním životě mohou být překážkou a zhoršovat pochopení těchto důležitých pojmů. Proto je klíčové vyvinout didaktické pomůcky na podporu učení a aplikace prahových konceptů v evolučních hodinách.

Stručně řečeno, studie ukazuje, jak důležité je řešení prahových konceptů pro rozvoj solidního vědeckého porozumění v biologii. Pochopení a správná výuka těchto pojmů může být rozhodující pro budoucí vzdělávání v oblasti evoluční biologie. Výsledky studie otevírají nové perspektivy pro moderní výuku biologie.