Η διδασκαλία θεμάτων σχετικών με το γενετικό έλεγχο στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση: γνώσεις και στάσεις των μαθητών, παιδαγωγικές επιλογές των εκπαιδευτικών και διδακτικές παρεμβάσεις

Abstract

It is a fact that new discoveries are being made in the biological sciences every day. These discoveries have enormous consequences for humanity, making biology the science of the 21st century, but also contributing to the explosion of biological knowledge. The fact that the possession of new knowledge only by experts may pose risks to humanity makes it imperative that tomorrow’s citizens are acquainted with new knowledge in school.Based on the above, the present study aimed to detect the genetics knowledge of 9th-12th grade students and their attitudes towards genetic testing. It also aimed to investigate the views of teachers who teach biology regarding the teaching of biology and genetics, with the ultimate goal of designing and implementing interventions that would contribute to understanding the extensions of the applications of genetics and genetic testing in particular. The study has shown that high school students have serious problems with some genetics concepts, such as the gene-chromosome relationship, the existence of the same genetic information in different somatic cells of the same organism, the selective expression of the same genetic information in different cell types and cell division. The average performance of girls was significantly higher than that of boys. Also, there was a statistically significant difference between 9th and 10th grade, 9th and 11th grade, 9th and 12th grade, 10th and 11th grade, 10th and 12th grade in favor of the older students in all cases. In terms of direction of studies, the average performance was significantly higher in the students of the positive direction in relation to those of the theoretical one and in the students of the theoretical direction in relation to those of the technological one. In addition, a positive correlation was found between students’ attitudes toward biology and students' knowledge of genetics.Regarding the attitudes towards genetic testing, the students of the sample were generally positive towards genetic diagnosis, with the exception of creating a national database containing DΝΑ from every citizen of the country, conducting a prenatal test in order to terminate the pregnancy of an unhealthy fetus or to financially prepare for the birth of an unhealthy child and preimplantation diagnosis for sex or trait selection as well as for genetic diseases leading to death at the age of more than 50 years. The comparison of the overall score of students’ attitudes towards genetic diagnosis according to gender or grade did not show a statistically significant difference. There was, however, a statistically significant difference between the students of the positive and the technological direction, with the students of the positive one being more favourable towards genetic diagnosis. Our research showed a slightly positive correlation between students’ attitudes towards biology and their attitudes towards genetic diagnosis. In addition, it showed a slightly positive relationship between students’ genetic knowledge and their attitudes towards genetic diagnosis. As far as teachers are concerned, it seems that discussion is the method they use most often, although lecturing remains one of the most common techniques. Interestingly, while a large percentage of teachers responded that the use of new technologies contributes to biology teaching, ICT is used by a little more than half of the teachers. Moreover, the teachers of the sample stated that the greatest difficulty in teaching genetics is the available time and that the most difficult genetics concept for students is cell division. Among the teachers’ proposals for the improvement of genetics teaching in schools, the ones that prevail are improvements in textbooks, teachers’ training and changes in the syllabus. Furthermore, a teaching package was designed, which was based on the use of new technologies, active participation of the students and experiential learning. The package was used to teach the unit of genetics to 9th grade students and was positively evaluated by them. A knowledge test in the form of a questionnaire was used to evaluate the effectiveness of the package. The questionnaires were given for completion before and after the teaching of the unit of genetics both to the students who would be taught with the help of the teaching package (experimental group) and those who would be taught without it (control group). No statistically significant difference was observed between the two groups before teaching. After teaching there was an increase in the score of both groups. This increase, however, was greater in the experimental group and this difference was statistically significant. In addition, a health education program related to genetic testing was designed and implemented. The majority of the students rated the individual activities of the program as good or very good, while they also evaluated the program on the whole as good or very good. To evaluate the contribution of the program to the improvement of students' knowledge, questionnaires that surveyed their knowledge before and after the completion of the program were used. The questionnaires were given to students who participated in the program as well as non-participating students. No statistically significant difference was observed between the two groups before the start of the program. After the completion of the program, there was an increase in the score of both groups, but it was greater in the experimental group compared to the control group and was statistically significant.

Είναι γεγονός ότι καθημερινά πραγματοποιούνται νέες ανακαλύψεις στις βιολογικές επιστήμες, οι οποίες ενέχουν τεράστιες συνέπειες για την ανθρωπότητα, καθιστώντας τη βιολογία την επιστήμη του 21ου αιώνα, αλλά και συμβάλλουν στην έκρηξη της βιολογικής γνώσης. Το γεγονός ότι η κατοχή της νέας γνώσης μόνο από τους ειδικούς ενδέχεται να περιέχει κινδύνους για την ανθρωπότητα καθιστά επιτακτική την ανάγκη οι αυριανοί πολίτες να εξοικειώνονται με τις νέες γνώσεις μέσα από το σχολείο. Με βάση τα παραπάνω, η παρούσα έρευνα στόχευε να ανιχνεύσει με ερωτηματολόγιο τις γνώσεις γενετικής μαθητών Γ’ Γυμνασίου και Α’/Β/’Γ’ Λυκείου και τις στάσεις τους απέναντι στον γενετικό έλεγχο καθώς και τις απόψεις εκπαιδευτικών που διδάσκουν βιολογία ως προς τη διδασκαλία της βιολογίας και της γενετικής, με απώτερο σκοπό τον σχεδιασμό και την υλοποίηση διδακτικών παρεμβάσεων, που θα συμβάλουν στην κατανόηση των επεκτάσεων των εφαρμογών της γενετικής και του γενετικού ελέγχου ειδικότερα. Η έρευνα έδειξε ότι υπάρχουν σοβαρά προβλήματα στους μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης σε σχέση με κάποιες γνώσεις γενετικής, όπως η σχέση γονιδίου-χρωμοσώματος, η ύπαρξη της ίδιας γενετικής πληροφορίας σε διαφορετικά σωματικά κύτταρα του ίδιου οργανισμού, η επιλεκτική έκφραση της ίδιας γενετικής πληροφορίας σε διαφορετικά είδη κυττάρων και η κυτταρική διαίρεση. Ο μέσος όρος της επίδοσης των κοριτσιών στις ερωτήσεις γνώσεων γενετικής ήταν σημαντικά μεγαλύτερος σε σχέση με τα αγόρια. Επίσης, υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ Γ’ Γυμνασίου και Β’ Λυκείου, Γ’ Γυμνασίου και Γ’ Λυκείου, Α’ Λυκείου και Β’ Λυκείου, Α’ Λυκείου και Γ’ Λυκείου υπέρ των μεγαλύτερων τάξεων σε όλες τις περιπτώσεις. Ως προς την κατεύθυνση ο μέσος όρος επίδοσης ήταν σημαντικά μεγαλύτερος στους μαθητές της θετικής κατεύθυνσης σε σχέση με αυτούς της θεωρητικής και στους μαθητές της θεωρητικής σε σχέση με αυτούς της τεχνολογικής. Επιπλέον, βρέθηκε θετική συσχέτιση ανάμεσα στις στάσεις των μαθητών απέναντι στη βιολογία και τις γνώσεις τους στη γενετική. Αναφορικά με τις στάσεις απέναντι στον γενετικό έλεγχο οι μαθητές του δείγματος ήταν γενικά θετικοί ως προς τη γενετική διάγνωση με εξαίρεση τη δημιουργία μιας εθνικής βάσης που να περιέχει DNA από κάθε πολίτη της χώρας, τη διενέργεια προγεννητικού ελέγχου με στόχο τη διακοπή της κύησης ενός μη υγιούς εμβρύου ή την οικονομική προετοιμασία του ζευγαριού για τη γέννηση ενός μη υγιούς παιδιού και την προεμφυτευτική διάγνωση για επιλογή φύλου ή έλεγχο χαρακτηριστικών καθώς και για γενετικές ασθένειες που οδηγούν στον θάνατο σε ηλικία μεγαλύτερη των 50 ετών. Η σύγκριση του συνολικού σκορ της στάσης των μαθητών απέναντι στη γενετική διάγνωση ανάλογα με το φύλο ή την τάξη τους δεν έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά. Υπήρξε, όμως, στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των μαθητών της θετικής και της τεχνολογικής κατεύθυνσης, με τους μαθητές της θετικής να είναι πιο θετικά διακείμενοι. Η έρευνά μας φανέρωσε ελαφρώς θετική συσχέτιση ανάμεσα στις στάσεις των μαθητών απέναντι στη βιολογία και τις στάσεις τους απέναντι στη γενετική διάγνωση. Επιπλέον, έδειξε ελαφρώς θετική σχέση ανάμεσα στις γνώσεις γενετικής των μαθητών και τις στάσεις τους απέναντι στη γενετική διάγνωση.Αναφορικά με τους εκπαιδευτικούς, φάνηκε ότι η συζήτηση είναι η μέθοδος που χρησιμοποιούν πιο συχνά, ενώ η εισήγηση παραμένει μια από τις διαδεδομένες τεχνικές κατά τη διδασκαλία της βιολογίας. Επίσης, αν και ένα μεγάλο ποσοστό απάντησαν ότι η χρήση των νέων τεχνολογιών συμβάλλει πολύ ή πάρα πολύ στη διδασκαλία της βιολογίας, οι ΤΠΕ χρησιμοποιούνται πολύ ή πάρα πολύ από λίγο περισσότερους από τους μισούς εκπαιδευτικούς. Επίσης, οι εκπαιδευτικοί του δείγματος δήλωσαν ότι η μεγαλύτερη δυσκολία κατά τη διδασκαλία της γενετικής είναι ο διδακτικός χρόνος και ότι το δυσκολότερο θέμα γενετικής για τους μαθητές είναι η κυτταρική διαίρεση. Μεταξύ των προτάσεων για βελτίωση της διδασκαλίας της γενετικής στα σχολεία φαίνεται πως επικρατεί η αναμόρφωση των βιβλίων, η επιμόρφωση των εκπαιδευτικών και οι αλλαγές στα ΑΠΣ. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής σχεδιάστηκε ένα διδακτικό πακέτο που στηρίζεται στη χρήση νέων τεχνολογιών, στην ενεργό συμμετοχή και τη βιωματική μάθηση. Το πακέτο χρησιμοποιήθηκε για τη διδασκαλία της ενότητας της γενετικής σε μαθητές Γ’ Γυμνασίου και αξιολογήθηκε θετικά από τους μαθητές. Για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του πακέτου χρησιμοποιήθηκε δοκιμασία γνώσεων με τη μορφή ερωτηματολογίου. Τα ερωτηματολόγια δόθηκαν στους μαθητές που θα διδάσκονταν με τη βοήθεια του διδακτικού πακέτου (πειραματική ομάδα) αλλά και σε μαθητές που θα διδάσκονταν χωρίς αυτό (ομάδα ελέγχου) για συμπλήρωση πριν και μετά τη διδασκαλία της ενότητας της γενετικής. Πριν τη διδασκαλία δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων. Μετά τη διδασκαλία παρατηρήθηκε αύξηση στο σκορ και των δύο ομάδων ως αποτέλεσμα της διδασκαλίας της ενότητας της γενετικής. Η αύξηση του σκορ, όμως, ήταν μεγαλύτερη στην πειραματική ομάδα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου και η διαφορά ήταν στατιστικά σημαντική. Επιπλέον, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα πρόγραμμα αγωγής υγείας σχετικό με τον γενετικό έλεγχο. Οι μαθητές στην πλειονότητά τους βαθμολόγησαν τις επιμέρους δραστηριότητες του προγράμματος ως καλές ή πολύ καλές, ενώ αποτίμησαν και το πρόγραμμα συνολικά ως καλό ή πολύ καλό στο ερωτηματολόγιο αξιολόγησης του προγράμματος. Για την αξιολόγηση της συμβολής του προγράμματος στη βελτίωση των γνώσεων των μαθητών χρησιμοποιήθηκαν ερωτηματολόγια που ερευνούσαν τις γνώσεις τους πριν και μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος και δόθηκαν τόσο σε μαθητές που συμμετείχαν στο πρόγραμμα όσο και σε μη συμμετέχοντες μαθητές. Πριν την έναρξη του προγράμματος δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων. Μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος παρατηρήθηκε αύξηση στο σκορ και των δύο ομάδων, όμως ήταν μεγαλύτερη στην πειραματική ομάδα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου και ήταν στατιστικά σημαντική.