Izgradnja biološkog aspekta koncepta energije tijekom gimnazijskog obrazovanja

Cilj istraživanja bio je ispitati izgradnju makrokoncepta Energija u živome svijetu kroz vertikalu gimnazijskog obrazovanja. Istraživanje je provedeno na prigodnom uzorku od 1421 učenika od 1. do 4. razreda gimnazije. U analizu su uključeni odgovori učenika na zadatke koji su provjeravali retenciju znanja uz razumijevanje koncepta Energetski učinci prehrane živih bića iz prethodnog razreda. Čestice zadataka su kodirane prema točnosti, kognitivnoj razini učenja i težini čestice, a u ukupnom rezultatu uvažavana je složenost zadataka na osnovu kodiranih svojstava čestice. Na temelju toga izračunata je uspješnost rješavanja za svakog učenika. Za statističku analizu korištena je jednosmjerna analiza varijance (ANOVA), a zbog narušene homogenosti varijanci primijenjen je Welch test s Games-Howell post-hoc analizom. Dobiveni rezultati pokazuju da se razumijevanje koncepta energije kroz gimnazijsku vertikalu ne razvija linearno, nego da oscilira među razredima. Najniža uspješnost zabilježena je u razumijevanju koncepta energije iz 8. razreda osnovne škole, dok se najveći porast postiže u 1. razredu gimnazije, nakon čega slijedi pad u 2. razredu i umjeren oporavak u višim razredima gimnazije. Rezultati ukazuju i na metodološki izazov u poučavanju koncepta energije, jer se pojedini koncepti u različitim razredima često poučavaju na istim primjerima pa učenici sadržaj doživljavaju kao već poznat i ne donosi im novo razumijevanje, što smanjuje motivaciju. Kako bi se to izbjeglo, u skladu s kurikulom i dobi učenika potrebno je omogućiti razumijevanje potrebnih procesa uz konceptualnu izgradnju te usuglasiti okvire i raznolikost konteksta poučavanja za pojedini razred – od jednostavnijih u osnovnoj školi prema integriranim i interdisciplinarnim u gimnaziji.