Argumentation auf ontologisch unterschiedlichen Ebenen: Das Verständnis von molekularer Genetik bei Studierenden

Zusammenfassung In diesem Artikel wenden wir ein neuartiges analytisches Framework an, um die Schwierigkeiten der Studierenden beim Verständnis der molekularen Genetik zu untersuchen – ein Bereich, der besonders herausfordernd zu lernen ist. Unser analytisches Framework postuliert, dass das Denken in der molekularen Genetik das Mapping über ontologisch verschiedene Ebenen erfordert – eine Informationsebene, die die genetischen Informationen enthält, und eine physische Ebene, die hierarchisch organisierte biophysikalische Entitäten wie Proteine, Zellen, Gewebe usw. enthält. Dieses Mapping erfordert ein Verständnis darüber, was die genetischen Informationen spezifizieren und wie die physischen Entitäten im System die Auswirkungen dieser Informationen vermitteln. Daher untersuchten wir durch Interviews und schriftliche Bewertungen das Verständnis von molekulargenetischen Phänomenen bei Zehntklässlern, um die konzeptionellen Hindernisse zu entdecken, die mit dem Denken über diese ontologisch unterschiedlichen Ebenen verbunden sind. Wir fanden heraus, dass die Studierenden die genetischen Anweisungen als Informationen über sowohl die Struktur als auch die Funktion biologischer Entitäten über mehrere Organisationsebenen beschrieben; eine Sichtweise, die weit weniger eingeschränkt ist als die wissenschaftlichen Auffassungen über die genetischen Informationen. Darüber hinaus waren sich die Studierenden oft der verschiedenen Funktionen von Proteinen, ihrer Beziehung zu Genen und der Rolle von Proteinen bei der Vermittlung der Auswirkungen der genetischen Informationen nicht bewusst. Die Vorstellungen der Studierenden über Gene und Proteine behinderten ihre Fähigkeit, über die ontologisch unterschiedlichen Ebenen genetischer Phänomene nachzudenken und kausale mechanistische Erklärungen dafür zu liefern, wie die genetischen Informationen physische Effekte hervorrufen. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Res Sci Teach 44: 938–959, 2007