Τι είναι το κύτταρο, Γιαννάκη;

Μια σειρά από έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό (Εικ.1) σχετικά με το αν οι μαθητές ηλικίας 12 ετών έχουν κατανοήσει το ρόλο του κυττάρου. Κάτι τέτοιο κρίνεται ιδιαίτερα σημαντικό εάν αναλογιστούμε πως το κύτταρο ως η απλούστερη μονάδα ζωής αποτελεί το δομικό λίθο πάνω στον οποίο καλούνται να χτίσουν όλη τη μετέπειτα γνώση που θα τους δοθεί σχετικά με την επιστήμη της Βιολογίας, γεγονός απαραίτητο όχι τόσο για την επίτευξη υψηλών επιδόσεων στο συγκεκριμένο μάθημα όσο για την καλύτερη αντίληψη του κόσμου γύρω τους. Όμως τελικά τι έδειξαν οι έρευνες αυτές; Έχουν κατανοήσει οι μαθητές την έννοια του κυττάρου ή όχι; Λίγη υπομονή και τα ερωτήματα θα απαντηθούν παρακάτω.

Πρώτα, ας επικεντρωθούμε στη χώρα μας. Για όσους δε γνωρίζουν, το μάθημα της Βιολογίας απουσιάζει εντελώς από την πρωτοβάθμια εκπαίδευση ενώ σχετικές έννοιες όπως το κύτταρο, κάποια οργανικά συστήματα (αναπνευστικό, κυκλοφορικό, αναπαραγωγικό) αλλά και όροι οικολογίας (π.χ. του οικοσυστήματος αλλά και των φυτικών και ζωικών κατοίκων του) έχουν συνονθυλευτεί μαζί με έννοιες Φυσικής και Χημείας στο βιβλίο της ΣΤ’ δημοτικού «Φυσικά-Ερευνώ και ανακαλύπτω». Α, υπάρχει και μια ενότητα για το πεπτικό σύστημα στο βιβλίο της Ε’ δημοτικού «Φυσικά- Ερευνώ και Ανακαλύπτω», πράγμα οξύμωρο αν αναλογιστούμε πως τα παιδιά έρχονται σε επαφή με την έννοια του κυττάρου την επόμενη σχολική χρονιά.

Τέσσερις αλλαγές έχουν πραγματοποιηθεί την τελευταία περίπου 35ετία στα συγκεκριμένα σχολικά εγχειρίδια. Λόγω των αντίστοιχων ερευνών που έχουν διεξαχθεί θα εστιάσουμε χρονολογικά στην πρώτη έκδοση (1983) και στην τελευταία (2007).  Στον πίνακα που ακολουθεί παρατηρούμε τις ομοιότητες και τις διαφορές που υπάρχουν μεταξύ τους (Πιν. 1). Μάλιστα, στηριζόμενοι στην πρώτη έκδοση (1983) οι  Μαυρικάκη, κ.α., (2003) πραγματοποίησαν μια από τις έρευνες που σας ανέφερα στην αρχή του άρθρου, την περίοδο 2000-2001 σε μαθητές ΣΤ’ δημοτικού στην περιοχή της Φλώρινας, οι οποίοι είχαν διδαχθεί την έννοια του κυττάρου την προηγούμενη σχολική χρονιά. Και σε αυτό το σημείο θα σας απαντήσω στα ερωτήματα που θέσαμε προηγουμένως. Η συγκεκριμένη έρευνα λοιπόν κατέδειξε πως η πλειονότητα των μαθητών δεν είχε αποσαφηνίσει τι είναι το κύτταρο ενώ δυσκολευόταν στη διάκριση μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών. Επίσης ο μοναδικός οργανισμός στον οποίο εντόπισε κύτταρα ήταν ο ανθρώπινος. Όσο για τις έρευνες που έγιναν στο εξωτερικό (Ινδία και Τουρκία); Δυστυχώς ούτε εκεί τα αποτελέσματα είναι περισσότερο ενθαρρυντικά μιας και αποδείχτηκε πως οι μαθητές αδυνατούν να κατανοήσουν το κύτταρο ως δομική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών.

Πίνακας 1. Ομοιότητες και διαφορές  σχετικά με αναφορές στην έννοια του κυττάρου στο βιβλίο έκδοσης 1983 και σε αυτό του 2007.

Η κύρια έρευνα στην οποία στηρίχθηκα για να αναδείξω το συγκεκριμένο ζήτημα είναι μια μελέτη περίπτωσης των Δημοπούλου, Φρούντα (2019) η οποία έλαβε χώρα τον Απρίλιο του 2017 σε 90 μαθητές της Ρόδου (40 αγόρια-50 κορίτσια). Το ερώτημα που στοχεύουν να απαντήσουν οι συγγραφείς είναι εάν τέσσερις μήνες μετά από το πέρας της διδασκαλίας του ανάλογου κεφαλαίου (από την έκδοση 2007) οι μαθητές της ΣΤ΄ τάξης του δημοτικού σχολείου:

«Αντιλαμβάνονται το κύτταρο ως δομική μονάδα όλων των οργανισμών;». Συγκεκριμένα, αντιλαμβάνονται ότι:

1ο υποερώτημα: όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί είναι φτιαγμένοι από κύτταρα;

2ο υποερώτημα: ένα κύτταρο μπορεί να υπάρξει αυτόνομα ως μονοκύτταρος οργανισμός;

Η μελέτη διεξήχθη ύστερα από την συγκατάθεση των δασκάλων οι οποίοι αξίζει να σημειωθεί πως δεν είχαν κάποια εξειδίκευση στη διδακτική της Βιολογίας. Τα ερευνητικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν ήταν ερωτηματολόγια που περιείχαν ερωτήσεις ανοιχτού και κλειστού τύπου με βάση τόσο το περιεχόμενο του σχολικού βιβλίου όσο και τ’ αποτελέσματα προηγούμενων αντίστοιχων ερευνών στην Ελλάδα και το εξωτερικό.

Τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής έδειξαν λοιπόν πως το 50% των μαθητών θεωρεί πως τα κύτταρα συναντώνται τόσο στην έμβια όσο και στην άβια ύλη. Μάλιστα σύμφωνα με την έρευνα, «το υπόλοιπο 50% που απαντάει σωστά, δυσκολεύεται να εντοπίσει τους οργανισμούς που είναι φτιαγμένοι από κύτταρα». Επιπλέον, φαίνεται πως οι μαθητές δεν έχουν κατανοήσει τι εστί ένας μονοκύτταρος οργανισμός, όπως είναι η αμοιβάδα (μάλιστα αρκετοί απ’ αυτούς ρώτησαν τι είναι η αμοιβάδα, παρότι αναφέρεται στο σχολικό εγχειρίδιο). Συνοψίζοντας, η έρευνα καταλήγει στο ότι σημαντικές έννοιες όπως, κύτταρο, μονοκύτταρος οργανισμός, πολυκύτταρος οργανισμός δεν έχουν αποσαφηνιστεί από τους μαθητές.

Τόσο από την έρευνα των Μαυρικάκη, κ.α., (2003) όσο και από των Δημοπούλου, Φρούντα (2019) προκύπτει πως οι διδακτικοί στόχοι των αντίστοιχων ενοτήτων δεν επετεύχθησαν. Τι μπορεί να πήγε λάθος;

Τα μη επιθυμητά μαθησιακά αποτελέσματα που καταγράφηκαν από  τις παραπάνω έρευνες, αφενός οδηγούν σε προβληματισμό αφετέρου μπορούν να αποτελέσουν το εφαλτήριο για να γίνουν κάποιες αλλαγές στο αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών. Παρακάτω ακολουθούν μερικές προτάσεις.

Πρώτον, το μάθημα της Βιολογίας να εισαχθεί ως αυτόνομο στις δύο τελευταίες τάξεις του δημοτικού και να διδάσκεται αποκλειστικά από Βιολόγους μιας και το βάθος των γνώσεών που έχουν τους προσδίδει την απαραίτητη ευελιξία σχετικά με τις διδακτικές μεθόδους που θα επιλέξουν ν’ ακολουθήσουν. Επιπρόσθετα σύμφωνα με το Δερβίση (1999) «η σχέση του εκπαιδευτικού με το μαθητή καθώς και η σχέση του εκπαιδευτικού με το διδακτικό αντικείμενο επηρεάζει τη μάθηση των εκπαιδευομένων». Επίσης, συνίσταται πριν από την έναρξη κάθε μαθήματος ο εκπαιδευτικός να παίρνει ανατροφοδότηση σχετικά με τις «νοητικές αναπαραστάσεις» (Ραβάνης, 2003) που έχουν σχηματίσει για το θέμα οι διδασκόμενοι ούτως ώστε να διαμορφώνει ανάλογα τη διδασκαλία του.

Δεύτερον, κάποιες βιολογικές έννοιες όπως είναι το κύτταρο αλλά και το οικοσύστημα, μπορούν να εισαχθούν με σαφώς πιο εύληπτο τρόπο σε μικρότερες τάξεις συνδυαστικά με το μάθημα «Μελέτη Περιβάλλοντος» της Β’ και της Γ’ δημοτικού αντίστοιχα. Στις ηλικίες αυτές η φαντασία των παιδιών βρίσκεται στα ύψη, γεγονός το οποίο μπορεί να αξιοποιήσει ο εκπαιδευτικός για να εισάγει βιολογικούς όρους μέσα από κατασκευές (Εικ. 2), ζωγραφιές, περιπλανήσεις στη φύση αλλά και βιωματικά μέσα από παιχνίδια ρόλων (γιατί όχι και τη δημιουργία μιας παράστασης στο τέλος της χρονιάς) ακόμα και διαγωνισμούς αφήγησης σχετικών παραμυθιών.  

Σχετικά με την κατανόηση βιολογικών εννοιών από τις δύο τελευταίες τάξεις του δημοτικού κρίνεται αναγκαίο να χρησιμοποιείται το εργαστήριο του σχολείου όπου τα παιδιά θα έχουν τη δυνατότητα να παρατηρήσουν τα ίδια μέσα από το μικροσκόπιο τα διάφορα είδη των οργανισμών. Επίσης, συμπληρωματικά ο εκπαιδευτικός μπορεί να προβάλλει και κάποια βίντεο. Παρακάτω παρατίθενται δύο παραδείγματα σχετικά με το θέμα που πραγματεύεται το άρθρο:

Για την κατανόηση των μονοκύτταρων οργανισμών:

Για την οργάνωση των πολυκύτταρων οργανισμών (π.χ. άνθρωπος) – (0:22-2:29) :

Τρίτον, η συγγραφή νέων βιβλίων τα οποία θα ταξινομούν καλύτερα τις πληροφορίες και θα τις συσχετίζουν όχι μόνο με εικονογραφήσεις αλλά και με «αληθινές» φωτογραφίες από τ’ οπτικό μικροσκόπιο.

Βιβλιογραφία

Δερβίσης, Σ. (1999). Σύγχρονη Γενική Μεθοδολογία της Διδασκαλίας – Μάθησης. Ε΄ Έκδοση. Θεσσαλονίκη: έκδοση του ιδίου

Δημοπούλου, Ι., Φρούντα, Μ. (2019). Οι νοητικές αναπαραστάσεις των μαθητών της ΣΤ΄ τάξης του δημοτικού σχολείου για την έννοια του κυττάρο, Έρευνα στην Εκπαίδευση, (8), 129-144).

Μαυρικάκη, Ε., Αλευριάδου, Α., Σακόγλου, Μ. & Μάνθου, Ε. (2003). «Το κύτταρο είναι κάτι σαν κρέας…». Η κατανόηση της έννοιας του κυττάρου από τους μαθητές της ΣΤ΄ τάξης του δημοτικού σχολείου. Διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών- Έρευνα και Πράξη, (5), 14-22.

Ραβάνης, Κ. (2003). Εισαγωγή στη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών. Αθήνα: Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών.

Cavas, B., & Kesercioglu, T. (2010). A qualitative study on student’ understanding and misconceptions regarding the living cell. NWSA: Education Sciences, 5(1), 321-331. doi = {10.12739/10.12739}

Dreyfus, A., & Jungwirth, E. (1988). The cell concept of 10th graders: curricular expectations and reality. International Journal of Science Education, 10(2), 221-229. https://doi.org/10.1080/0950069880100210.

Dreyfus, A., & Jungwirth, E. (1989). The pupil and the living cell: a taxonomy of dysfunctional ideas about an abstract idea. Journal of biological Education, 23(1), 49-55. https://doi.org/10.1080/00219266.1989.9655024.

Flores, F., Tovar, M. E., & Gallegos, L. (2003). Representation of the cell and its processes in high school students: an integrated view. International Journal of Science Education, 25(2), 269-286. https://doi.org/10.1080/09500690210126793.

Kırık, Ö. T., & Kaya, H. (2014). A Qualitative Study Concerning the 6th Grade Students’ Conceptual Structures about the Cell Concept. International Online Journal of Educational Sciences, 6(3), 737-760. DOI: http://dx.doi.org/10.15345/iojes.2014.03.018

Vijapurkar, J., Kawalkar, A., & Nambiar, P. (2014). What do Cells Really Look Like? An Inquiry into Students’ Difficulties in Visualising a 3-D Biological Cell and Lessons for Pedagogy. Research in Science Education, 44(2), 307- 333. DOI 10.1007/s11165-013-9379-5