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L'importanza dell'alfabetizzazione visiva nella biologia molecolare

La comprensione visiva è fondamentale per capire i concetti e i modelli della biologia molecolare.

Crystal Uminski, Christian Cammarota, Brian A. Couch, L. Kate Wright, Dina L. Newman

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L'alfabetizzazione visiva L'alfabetizzazione visiva in biologia è importante attraverso valutazioni visive efficaci. Sblocca il potenziale degli studenti
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L’alfabetizzazione visiva è una skill che si riferisce alla capacità di interpretare e comprendere informazioni visive. Nel mondo della biologia molecolare, questo diventa importante perché gran parte di ciò che studiano i biologi coinvolge molecole piccolissime che non si possono vedere ad occhio nudo. Perciò, usano Modelli Visivi, come diagrammi e disegni, per spiegare le relazioni e le strutture di queste molecole.

L’arte dell’alfabetizzazione visiva è come imparare a leggere un linguaggio segreto fatto di forme, colori e simboli che raccontano una storia sulla vita a livello molecolare. Immagina di cercare di goderti un film senza sapere come leggere i sottotitoli. Potresti ridere alle battute sbagliate o piangere in scene che non sono affatto tristi. Allo stesso modo, se gli studenti nei corsi di biologia molecolare non possono interpretare i modelli visivi, potrebbero perdersi concetti chiave.

Perché i modelli visivi sono importanti

La biologia molecolare viene spesso insegnata usando vari strumenti visivi perché aiutano gli studenti a comprendere idee complesse. Ad esempio, una semplice linea potrebbe rappresentare cose diverse a seconda del contesto. In un caso, potrebbe ritrarre la spina dorsale del DNA, mentre in un altro potrebbe simboleggiare una struttura genetica più ampia. Semplificando concetti complessi in visuali gestibili, gli studenti possono capire meglio come funzionano queste piccole strutture nel mondo reale.

Questa semplificazione può essere un’arma a doppio taglio. Se da un lato rende i concetti più facili da digerire, dall’altro può portare a un’eccessiva semplificazione, dove gli studenti perdono di vista il quadro generale. Potrebbero pensare di capire il DNA solo perché hanno riconosciuto alcune lettere o forme in un modello, senza rendersi conto che è solo un pezzo di un puzzle molto più complicato.

Limiti dell’insegnamento dell’alfabetizzazione visiva

Anche se l’alfabetizzazione visiva è importante, studi dimostrano che molti corsi di biologia non insegnano adeguatamente queste abilità. Anche se gli studenti vedono spesso modelli visivi nei libri di testo o nelle slide in aula, non sempre imparano a interpretarli correttamente. Questa lacuna di conoscenza può ostacolare la loro comprensione di argomenti che si basano molto sulla rappresentazione visiva, come la genetica o i processi cellulari.

Immagina di studiare per un esame di guida guardando solo segnali fotografici senza mai sapere cosa significano. Potresti pensare di essere pronto per la strada, ma nel momento in cui ti siedi al volante, è tutta un’altra storia! In modo simile, gli studenti che non imparano l’alfabetizzazione visiva potrebbero trovarsi in difficoltà ad applicare le loro conoscenze durante gli esami o nella vita reale.

Esaminare l’uso dei modelli visivi nelle lezioni di biologia

Per avere un quadro più chiaro di come l’alfabetizzazione visiva sia integrata nell’educazione biologia, i ricercatori hanno esaminato esami di vari corsi di biologia molecolare di livello introduttivo. Hanno scoperto che su quasi 2.700 domande d’esame, solo circa il 16% includeva opportunità per gli studenti di interagire con modelli visivi. Sorprendentemente, mentre molti esami utilizzavano rappresentazioni visive, la maggior parte delle domande non chiedeva agli studenti di pensarci criticamente.

È come andare a un concerto e poter ascoltare solo la musica senza davvero sentire i ritmi o vedere le luci. Prendi il suono, ma perdi l’intera esperienza! Allo stesso modo, gli studenti di biologia che incontrano modelli visivi negli esami potrebbero solo graffiare la superficie senza interagire completamente con il materiale.

Diversi tipi di modelli visivi

I modelli visivi vengono in varie forme, come disegni, diagrammi e grafici. Possono rappresentare qualsiasi cosa, dalla struttura del DNA a complessi processi cellulari. In un contesto di aula, questi visuali sono cruciali per trasmettere informazioni dettagliate in modo semplice.

Un framework popolare per classificare questi modelli è chiamato DNA Landscape. Questo framework categorizza le rappresentazioni del DNA basandosi su due assi chiave: scala (nucleotide, gene, cromosoma) e astrazione (forma letterale contro forme più astratte). Ad esempio, un disegno dettagliato di un filamento di DNA potrebbe essere considerato una rappresentazione letterale, mentre una semplice forma a “X” che simboleggia un cromosoma è più astratta.

Esaminare le rappresentazioni del DNA

Focalizzandosi specificamente sul DNA, i ricercatori hanno trovato che molti esami presentavano rappresentazioni più astratte. Oltre la metà dei visuali del DNA negli articoli esaminati era molto astratta, il che potrebbe portare a fraintendimenti tra gli studenti. Ad esempio, vedere una lettera rappresentare un nucleotide va bene, ma senza una forte comprensione di cosa significhi veramente quella lettera in un contesto più ampio, gli studenti potrebbero trovarsi persi.

Una buona analogia sarebbe cercare di orientarsi su una mappa della città. Sapere che una stella rappresenta un punto di riferimento è utile, ma se non sai cosa sia realmente quel punto di riferimento, buona fortuna a trovare la tua strada! Allo stesso modo, gli studenti potrebbero riconoscere simboli nei modelli di DNA senza comprendere veramente cosa significhino nel mondo della biologia molecolare.

Coinvolgere gli studenti attraverso la valutazione

Quando si tratta di valutazioni, i risultati di questi esami hanno mostrato che gli articoli con modelli visivi tendevano a testare abilità di pensiero di livello inferiore, come la memorizzazione e il richiamo. Solo una piccola frazione di questi articoli utilizzava un Pensiero di ordine superiore, che richiede analisi critica e ragionamento. Questo modello porta a mancate opportunità per gli studenti di impegnarsi in un pensiero più profondo, essenziale per comprendere sistemi biologici complessi.

Gli insegnanti potrebbero pensare di testare la conoscenza degli studenti fornendo modelli visivi, ma se gli articoli chiedono solo un’identificazione di base o memorizzazione, non stanno sfruttando appieno il potenziale di questi modelli. Invece di far semplicemente riconoscere un diagramma agli studenti, perché non chiedere loro di spiegare come il modello si applica a situazioni del mondo reale o concetti scientifici? Queste domande aperte potrebbero portare a discussioni più ricche e a una comprensione più profonda.

Chiudere il divario: colmare il divario tra insegnamento e valutazione

Un importante insegnamento della ricerca è la disconnessione tra ciò che si insegna in aula e ciò che si valuta negli esami. Molti insegnanti affermano di insegnare l’alfabetizzazione visiva, eppure i loro esami spesso non riflettono questa enfasi. Questo disallineamento può confondere gli studenti, lasciandoli a interrogarsi sul perché vengano testati su contenuti per cui si sentono impreparati.

Pensala in questo modo: è come se uno chef preparesse un pasto fantastico ma non lo servisse mai agli ospiti. Potrebbero pensare di aver creato qualcosa di meraviglioso, ma se non arriva a tavola, come può qualcuno apprezzarlo?

Per affrontare questo divario, è essenziale che gli educatori adottino un approccio di design inverso. Questo significa che gli obiettivi di apprendimento dovrebbero guidare il contenuto del corso e la valutazione. Se l’alfabetizzazione visiva è una priorità, dovrebbe essere anche un punto focale negli esami e nei compiti. In questo modo, gli studenti saranno più preparati ad analizzare, valutare e costruire modelli, migliorando alla fine la loro comprensione della biologia molecolare.

Alzare l’asticella: usare i modelli per favorire il pensiero di ordine superiore

Usare modelli visivi può essere un modo per coinvolgere gli studenti nel pensiero di ordine superiore. Come già accennato, molte valutazioni attuali tendono a concentrarsi su abilità cognitive di livello inferiore. Tuttavia, c’è ampio potenziale per incoraggiare gli studenti a pensare più a fondo sui modelli che incontrano.

Gli insegnanti possono creare domande d’esame che sfidano gli studenti ad analizzare e criticare i modelli presentati. Le domande potrebbero chiedere agli studenti di spiegare i vantaggi e i limiti dell’utilizzo di un particolare modello, o di confrontare diverse rappresentazioni e discutere quale sarebbe la più efficace in un contesto specifico.

Ad esempio, considera di chiedere a uno studente di valutare un modello visivo del DNA e di spiegare come quel modello semplifichi eccessivamente la complessità delle informazioni genetiche. Lo studente dovrebbe quindi costruire un modello più accurato. Tali domande non solo valutano l’alfabetizzazione visiva degli studenti, ma incoraggiano anche il pensiero critico.

L’importanza dei modelli astratti nell’insegnamento

Anche se può sembrare evidente che i modelli astratti siano ampiamente utilizzati, è cruciale enfatizzarne il valore nell’educazione. L’astrazione consente di illustrare più facilmente idee complesse, rendendole più accessibili agli studenti. Tuttavia, la sfida sta nell’utilizzare efficacemente queste astrazioni nelle valutazioni.

È comune che le valutazioni chiedano agli studenti di etichettare o abbinare componenti invece di incoraggiare un ragionamento più profondo. Immagina se ai pittori venisse chiesto solo di colorare dentro le linee, senza mai avere l’opportunità di esprimere la loro creatività. Quando si tratta di insegnare con modelli astratti, dovremmo incoraggiare gli studenti a pensare criticamente sul perché queste rappresentazioni siano importanti.

Ad esempio, mostrare agli studenti una rappresentazione astratta di un filamento di DNA e chiedere loro come comunica informazioni potrebbe portare a una discussione arricchente sull’efficacia del modello. Questo tipo di coinvolgimento favorisce una maggiore apprezzamento per le complessità della biologia.

Un appello all’azione: costruire valutazioni significative

Nonostante l’importanza dell’alfabetizzazione visiva nella biologia molecolare, è chiaramente evidente che queste abilità sono raramente valutate. Ciò evidenzia la necessità per gli educatori di progettare valutazioni che diano priorità all’alfabetizzazione visiva, incoraggiando gli studenti a dimostrare attivamente la loro comprensione.

Sviluppare strumenti e strumenti per valutare l’alfabetizzazione visiva è cruciale. C’è bisogno di strategie di valutazione affidabili che possano essere utilizzate in vari corsi di biologia. Con valutazioni efficaci in atto, gli insegnanti possono misurare la comprensione degli studenti delle rappresentazioni visive e la loro capacità di interagire con concetti biologici complessi.

Trovare un equilibrio nella valutazione

Oltre a sviluppare nuovi strumenti di valutazione, è essenziale trovare un equilibrio tra diversi tipi di valutazione. Sebbene gli esami tradizionali abbiano uno scopo, è necessario incorporare una varietà di valutazioni che permettano agli studenti di esprimere la loro comprensione in modi diversi, come progetti, presentazioni o discussioni di gruppo.

Incoraggiare gli studenti a utilizzare e creare ausili visivi può anche migliorare i risultati di apprendimento. Quindi, immagina questo: invece di limitarsi a compilare risposte in un libro di testo, perché non far collaborare gli studenti a un poster per presentare le loro scoperte? Non solo rende l’apprendimento più coinvolgente, ma nutre anche la creatività e il pensiero critico.

Conclusione: la strada da percorrere per l’educazione in biologia molecolare

L’alfabetizzazione visiva gioca un ruolo vitale nell’educazione alla biologia molecolare, eppure molti studenti non ricevono sufficienti opportunità per sviluppare e dimostrare queste abilità. Per affrontare questo problema, è cruciale che gli educatori garantiscano un allineamento tra insegnamento e valutazione. Integrando efficacemente modelli visivi nell’insegnamento e nella valutazione, gli studenti possono coltivare una migliore comprensione di concetti biologici complessi.

È giunto il momento di ripensare il modo in cui affrontiamo l’insegnamento e la valutazione dell’alfabetizzazione visiva in biologia. Dalla progettazione di valutazioni significative all’incoraggiamento del pensiero di ordine superiore, c’è un potenziale infinito per il miglioramento. Investendo nell’alfabetizzazione visiva, possiamo dare agli studenti la possibilità di prosperare non solo nei loro studi di biologia, ma anche come individui informati pronti ad affrontare le sfide del futuro.

Alla fine, aiutare gli studenti a diventare alfabetizzati visivamente nella biologia molecolare è come dare loro un superpotere: la capacità di vedere le connessioni invisibili che plasmano la nostra comprensione della vita stessa.

Fonte originale

Titolo: Biology exams rarely use visual models to engage higher-order cognitive skills

Estratto: Visual models are a necessary part of molecular biology education because submicroscopic compounds and processes cannot be directly observed. Accurately interpreting the biological information conveyed by the shapes and symbols in these visual models requires engaging visual literacy skills. For students to develop expertise in molecular biology visual literacy, they need to have structured experiences using and creating visual models, but there is little evidence to gauge how often undergraduate biology students are provided such opportunities. To investigate students visual literacy experiences, we surveyed 66 instructors who taught lower division undergraduate biology courses with a focus on molecular biology concepts. We collected self-reported data about the frequency with which the instructors teach with visual models and we analyzed course exams to determine how instructors incorporated visual models into their assessments. We found that most instructors reported teaching with models in their courses, yet only 16% of exam items in the sample contained a visual model. There was not a statistically significant relationship between instructors self-reported frequency of teaching with models and extent to which their exams contained models, signaling a potential mismatch between teaching and assessment practices. Although exam items containing models have the potential to elicit higher-order cognitive skills through model-based reasoning, we found that when instructors included visual models in their exams the majority of the items only targeted the lower-order cognitive skills of Blooms Taxonomy. Together, our findings highlight that despite the importance of visual models in molecular biology, students may not often have opportunities to demonstrate their understanding of these models on assessments.

Autori: Crystal Uminski, Christian Cammarota, Brian A. Couch, L. Kate Wright, Dina L. Newman

Ultimo aggiornamento: 2024-12-26 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630136

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630136.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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