1. Razvoj temeljnih koncepata zajedničkih biologiji i kemiji
The Concept Map you are trying to access has information related to: CmapTools - Home Page Cmap, CmapTools Program can be Downloaded, The Knowledge Model in this Web Site is navigated by 1. Clicking on one of the icons under a Concept, Institute for Human and Machine Cognition (IHMC) provides Support, Software Toolkit is composed of CmapTools Program, 1. Clicking on one of the icons under a Concept and then 2. Selecting one of the choices that is Displayed, The Knowledge Model in this Web Site runs on CmapServers, CmapServers can be Downloaded, IHMC CmapTools is a Software Toolkit, Software Toolkit is Documented, Software Toolkit is composed of CmapServers
                                                                                                                                 
Razvoj temeljnih koncepata zajedničkih biologiji i kemiji
D. Mrvoš-Sermak, I. Radanović,
D. Garašić, M. Toljan

2. Konstruktivistički model nastave i učenja
Konstruktivistički pristup nastavi i učenju temelji se na pretpostavci da je kognicija (učenje) rezultat "mentalne konstrukcije". Drugim riječima, učenici uče uklapajući nove informacije, zajedno s onim što već znaju, pri čemu je učenje pod utjecajem konteksta u kojem su se ideje prezentirale, kao i učenikoviha vjerovanja i stavova. Konstruktivistička nastava se temelji na istraživanju ljudskog mozga i onom što je poznato o tome kako se odvija učenje.

3. Caine i Caine (1991) sugeriraju da se funkcija mozga tijekom kompatibilne nastavne temelji na 12 načela:
  1. "U mozgu se odvija usporedno obrađivanje svih primljenih podataka“ Mozak istovremeno obrađuje više različitih vrsta podataka, uključujući i misli, emocije, i kulturna znanja. Učinkovito podučavanje zapošljava različite strategije učenja.     2. "Učenje angažira cijelu psihu“ Nastavnici ne mogu aktivirati samo razum.     3. “Potraga za značenjem je urođena“ Učinkovito poučavanje uključuje prepoznavanje osobnosti i jedinstvenosti, te da se učenikovo razumijevanje temelji na vlastitim jedinstvenim iskustvima.     4. “Potraga za značenjem javlja se preko upotrebe modela i obrazaca“ Učinkovito poučavanje povezuje izolirane ideje i informacije s globalnim konceptima i temama.        

4. 5. "Emocije su kritične za stvaranje obrasca“ Učenje je pod utjecajem emocija, osjećaja i stavova.  6. "Mozak obrađuje dijelove i cjeline istovremeno“ Ljudi imaju poteškoća pri učenju ako su previdjeli ili dijelove ili cjeline.
7. "Učenje uključuje usmjeravanje pažnje i percepciju periferije“ Učenje je pod utjecajem okoline, kulture i klime.  8. "Učenje uključuje uvijek i svjesni i nesvjesni proces“ Učenici trebaju vremena da se proces 'kao i' poveže s onim što uče.  9. “Postoje najmanje dvije različite vrste pamćenja: prostorni sustav memorije, te niz sustava za učenje napamet“ Iskustvo u nastavi ističe da je teško učiti napamet ako se ne primjeni prostorno, iskustveno učenje i može doći do inhibiranja razumijevanja.

5.   10. "Razumijemo i zapamtimo najbolje kada su činjenice i vještine ugrađene u prirodne, prostorne memorije“ Iskustveno učenje je najučinkovitije.  11. “Motivacija će povećati izazov, a prijetnja ga inhibirati“ Nastavna klima treba biti izazovna, ali ne prijetiti učenicima.  12. "Svaki je mozak jedinstven“ Nastava mora biti višeznačna i omogućiti učenicima da izraze i upotrijebe osobne preferencije.

6. Razlozi usmjerenja na koncepte difuzije i osmoze
Osnovni koncepti za razumijevanje mnogih životnih procesa
Ulaz vode u biljku
Ravnoteža vode kod terestričkih i akvatičkih organizama
Transport tvari kod živih organizama …
Ponavljaju se pri učenju različitih sadržaja tijekom školovanja
Povezani su s ključnim konceptima u fizici i kemiji (kapilarnost, permeabilnost, otopina, partikulirana priroda materije - čestice)
Iskustvo ukazuje da je to težak sadržaj, vjerojatno vezano uz sposobnost apstraktnog razmišljanja i ovisi o još mnogim drugim faktorima

7. Nekoliko razloga poteškoće pri savladavanju koncepta
Razumijevanje zahtijeva formalno razmišljanje
Traži više razine razmišljanja kao što je razumijevanje odnosa mikro i makro sistema u fenomenima kao što su koncentracija, membrana, smjer kretanja molekula
Učenici trebaju nove naučene koncepte i termine istovremeno upotrebljavati uz učenje novih koncepata kao što je plazmoliza, turgor, selektivna membrana
Neki predkoncepti zahtijevaju znanja iz fizike i kemije (otopine, topljivost, koncentracija, razrjeđenje, čestićna priroda tvari)
Zbunjujuća upotreba termina u udžbenicima i od strane nastavnika
Zabuna uzrokovana razlikom između svakodnevne upotrebe i znanstvenog značenja koncepata (tlak, koncentracija-količina)
Sklonost nastavnika i učenika objašnjenjima poput: voda se kreće prema van zato da bi se izjednačile koncentracije

8. Ciklus učenja – istraživačko učenje
Istraživanje – učenici obično u grupama rade pokus, mjerenje ili promatranje
Uvođenje koncepta – učenici uz nastavnika raspravljaju o rezultatima i odnosima među njima
Primjena koncepta – prema uočenim problemima i bitnim točkama, učenici primjenjuju znanje i provjeravaju konceptualno znanje izvedbom novog pokusa ili simulacije, nakon čega slijedi rasprava koja vodi do zajedničkog zaključka koji se ugrađuje u koncept

9. Students' Knowledge and Certainty about Diffusion and Osmosis Concepts (Odom &Kelly, 2000)
Cilj studije je ispitivanjea učenikova razumijevanja u znanstveno prihvatljivom sadržaju znanja - istraživati odnos između poznavanja difuzije i osmoze te sigurnost učenika u njihovom znanju. Podaci su prikupljani na nastavi biologije nakon obrade nastavnih tema difuzije i osmoze uz pomoć Diffusion and Osmosis Diagnostic Test (DODT) i Certainty of Response (CRI) ljestvici.
Visoka učestalost netočnih odgovora na DODT upućuje na uporne miskoncepcije o konceptima difuzije i osmoze.
Niska sigurnost u neispravne ili ispravne odgovore na DODT naznačena je odabirom odgovora moguće, i stoga upućuje na ne razumijevanje ili konfuziju o njihovom razumijevanju.
Značajno veći broj učenika pokazuje odmak od željenog znanja o sadržaju koji obuhvaća:
utjecaj životnih sila na difuziju i osmozu
membrane
partikularna priroda tvari
proces difuzije i osmoze
Većina učenika pokazala je miskoncepciju uz svako pitanje koje se odnosi na koncept tonicitet u osmozi.

10. Odom &Kelly, 2000 KONCEPT MAPA ISTRAŽIVAČKI CIKLUS UČENJA
TRADICIONALNA NASTAVA
ISTRAŽIVAČKI CIKLUS UČENJA + KONCEPT MAPA
partikularna priroda tvari
60,86
61,83
48,2
69,84
koncentracija i tonicitet
49,5
47,45
43,35
54,15
utjecaj životnih sila na difuziju i osmozu
27,6
21,5
11,0
47,5
membrane
81,9
81,8
63,4
84,1
proces difuzije
37,25
12,1
11,5
15,95
proces osmoze
42,5
35,95
33,15
49,8
kinetička energija tvari
91,8
97,0
92,0
100

11. Preliminarni rezultati istraživanja retencije nastavnih sadržaja biologije kod učenika OŠ i gimnazije

12. Preliminarni rezultati istraživanja retencije kemijskih koncepata u nastavnim sadržajima biologije
kod učenika OŠ i gimnazije

13. Projekt: Kompetencije učenika u nastavi prirode i biologije (2007)
razred
% točnih
Pitanje
1.gim
57,5
Ako slatkovodnu algu stavimo u morsku vodu biljne stanice naći će se u:
hipertoničnom mediju (okolini)
hipotoničnom mediju (okolini)
izotoničnom mediju (okolini)

14. u izdubljenu mrkvu stavio je šećer u čašu vode stavio je tintu
razred
% točnih
Pitanje
5.OŠ 12
Učenik je trebao napraviti pokus osmoze. Napravio je nekoliko pokusa, ali mu je uspio samo jedan. Koji?
u izdubljenu mrkvu stavio je šećer
u čašu vode stavio je tintu
u izdubljeni krumpir stavio je komadić mrkve
u izdubljeni krumpir stavio je kredu

15. Kartiranje znanja – vizualna organizacija koncepata
Konceptualni krugovi
Konceptualni krugovi su dvodimenzionalne imenovane geometrijske strukture (Venn-ovi dijagrami i objašnjenja odnosa skupova u matematici). Sličnog su oblika kao osobno razumijevanje konceptualne strukture malih, grozdova koncepata (5 ili manje), koji se mogu povezivati s drugim grozdovima pri daljnjem ostvarivanju konceptualne promjene
Može biti prvi korak pri sistematiziranju koncepta

16. Naslov koncepta
Zaključak

17. Termometri u nastavi prirode i biologije
živin
termometar
“elektronski“
termometar
alkoholni
termometar
infracrveni
termometar
U nastavi prirode i biologije koristi se živin, alkoholni i elektronski (tekući kristal) termometar.

18. Difuzija
voda
veći broj čestica po jedinici volumena
kap tinte
kretanje čestica
manji broj čestica po jedinici volumena
Difuzija je kretanje čestica iz područja gdje je veći broj čestica po jedinici volumena u područje gdje je manji broj čestica po jedinici volumena.

19. voda
Osmoza
veći broj
čestica vode po jedinici volumena
šećer
otopljen
u vodi
selektivna
membrana
difuzija
manji broj čestica vode po jedinici volumena
Osmoza je difuzija kroz selektivnu membranu, pri čemu se čestice vode kreću iz područja gdje ih je više po jedinici volumena u područje gdje ih je manje po jedinici volumena.

20. uska cjevčica
Kapilarnost
veći broj ukupnih čestica vode
više se
podiže
voda
stjenka cjevčice
privlačenje
široka cjevčica
manji broj ukupnih čestica vode
manje se
podiže
Čestice se međusobno privlače i odbijaju. Privlačenje stjenke i čestica vode snažnije je od međusobnog privlačenja čestica vode. Kapilarnost je podizanje tekućine u tankim cjevčicama zbog privlačenja čestica stjenke i vode. U užoj cjevčici voda se više podiže nego u široj, jer je veći broj ukupnih čestica vode u dodiru sa stjenkom.

21. Koncept mapa
Koncept mapa prikazuje organizacijsku strukturu teme u kompaktnom obliku, a time se promiče zadržavanje i razumijevanje sadržaja.
Koristeći pojmove koji međusobno povezani stvaraju izjave, gradnjom koncept mapa prikazuju se odnosi i karakteristike koncepata koji su uključeni u odabranu temu.
Detalji koncepta jednostavno se dodaju osnovnoj strukturi.

22. ORGANIZIRANJE INFORMACIJA REKONSTRUKCIJA IDEJA
KARTIRANJE ZNANJA
upotrebljavaju se za
ORGANIZIRANJE INFORMACIJA
REKONSTRUKCIJA IDEJA
pomoću
PRISJEČANJE
POZNATIH
INFORMACIJA
BIRANJE KLJUČNIH RIJEČI
STVARANJE
VEZA
ANALIZIRANJE ZNANJA
ANALIZIRANJE PROBLEMA
u cilju
STVARANJE PRIKAZA

23. Izjave za povezivanje pojmova u koncept mapi:
koja se odnosi
koji je podijeljen
koja sadrži
koji se sastoji od
izrađene od
na kategorije
koji je od
je rezultat
uključuje
što uključuje
kao što su
koji su uključeni u
su podijeljeni u
u/preko
kontrolira
se dešava u
… i bilo koje druge odredbe koje povezivanje može stvoriti ...

24. Karakteristike dobrog kartiranja znanja:
karta je uredna, jasna i razumljiva samostalno, neovisno od verbalnog objašnjenja
sve riječi povezivanja su jasne i odgovarajuće, te u potpunosti povezuju korištene pojmove
korišteni pojmovi u potpunosti objašnjavaju potrebne koncepte
korištene boje pridonose poboljšanju razumljivosti
dodane su slike ili ilustracije

25. 3. razred
1. razred
5. razred
7. razred
6. razred
8. razred

26. The Visual Understanding Environment (VUE) is an Open Source project based at Tufts University. The VUE project is focused on creating flexible tools for managing and integrating digital resources in support of teaching, learning and research. VUE provides a flexible visual environment for structuring, presenting, and sharing digital information.

28. Što kartiranje koncepata i ciklus učenja imaju zajedničko?
Aktivnu ulogu učenika (Odom & Kelly , 2000)
U oba, učenici aktivno sudjeluju u izgradnji znanja. Tijekom svake faze u ciklusu učenja, učenici su aktivno manipulirali materijalom, prikupljalipodatke, ili analizirali rezultate.
Učenici se potiču da razmišljaju o rezultatima u grupama i u razredu. Učitelj djeluje kao facilitator.
Isto tako, s kartiranjem koncepta učenici su aktivno uključeni u stvaranje veza između koncepta. Tijekom grupnog kartiranja, učenici raspravljaju i argumentiraju odnose između pojmova i koncepata prikazanih na karti.
Ciklus učenja nudi konkretna iskustva sa konceptima, a kartiranje koncepta pruža mogućnost da se napravi veza između koncepta.

29. Promicanje aktivne uloge učenika promocija je facilitative uloge nastavnika
Međutim, nastavnici često koriste samo jednu od metodologija (ili ciklus učenja ili kartiranje koncepta) jedno bez drugoga, čime omogućuju učeniku sa samo djelomično zaokruži i sistematizira svoje znanje.
Poučavanje nastavnika treba odražavati efektivnu pouku i smisleno učenje koje naizgled zahtijeva verbalne i na procese orijentirane pristupe.
Strategija ciklusa učenja uz kartiranje koncepata mogu biti korisni u promicanju učenja prirodoslovlja.