De leerlingen denken dat
Een cel wordt omgeven door een selectief-permeabel membraan dat bepaalt welke stoffen de cel wel of niet kunnen binnendringen. Dit membraan reguleert het transport op basis van diverse factoren, zoals de grootte, lading, vorm en vetoplosbaarheid van moleculen. Kleine moleculen zoals water, zuurstof en koolstofdioxide kunnen vrij diffunderen, terwijl andere moleculen, zoals suikers en ionen, doorgaans actief moeten worden getransporteerd. Een veelvoorkomend misverstand is dat alle stoffen de cel via diffusie binnenkomen. Dit wordt mede veroorzaakt door verwarring tussen de volledig permeabele celwand en de selectieve celmembraan. Daarnaast hebben het vereenvoudigde beeld van het membraan als een statisch 'plastic zakje', en het onjuist gebruik van termen als semi-permeabel (selectie op grootte) versus selectief-permeabel (selectie op meerdere eigenschappen), invloed op dit misconcept. Dergelijke begripsverwarring wordt vaak versterkt doordat schoolmethodes deze termen inconsistent gebruiken.
De celmembraan is zodanig klein dat het met het blote oog niet waarneembaar is. In educatieve illustraties wordt het membraan meestal weergegeven als een ordelijk patroon van fosfolipiden – vaak als bolletjes met lijntjes – maar dergelijke afbeeldingen doen geen recht aan belangrijke eigenschappen zoals de beweeglijkheid, flexibiliteit en het zelfherstellend vermogen van het membraan. De celmembraan is dus niet statisch maar juist dynamisch.
Uit deze handleiding met uitbeeldpractica zijn practica 20 “Membranen met zeep” en 21 “Exo en endocytose met lijven” geschikt.
Uitbeelddidactiek in de biologieles deel C uitbeeldpractica
De werkbladen van de University of York Science Education Group bieden handvatten om deze misconcepties doelgericht zichtbaar te maken en te adresseren.
Match spel! Welke stoffen worden door de membraan gelaten?
Werkbladen voor het TTO:
Functions of the cell membrane
Match game, the role of the cell membrane
AlHarbi, N. N. S., et al. (2015). Influence of particle theory conceptions on pre-service science teachers' understanding of osmosis and diffusion. Journal of Biological Education, 49(3), 232-245.
Çalýk, M., Ayas, A. and Ebenezer, J. V. (2005). A review of solution chemistry studies: insights into students' conceptions. Journal of Science Education and Technology, 14(1), 29-50.
Christianson, R. G. and Fisher, K. M. (1999). Comparison of student learning about diffusion and osmosis in constructivist and traditional classrooms. International Journal of Science Education, 21(6), 687-698.
Douvdevany, O., Dreyfus, A. , Jungwirth, E. (1997). Diagnostic instruments for determining junior high-school science teachers' understanding of functional relationships within the 'living cell'. International Journal of Science Education, 19(5), 593-606.
Marek, E. A., Cowan, C. C. and Cavallo, A. M. L. (1994). Students' misconceptions about diffusion: how can they be eliminated? The American Biology Teacher, 56(2), 74-77.
Oztas, F. and Oztas, H. (2016). How do biology teacher candidates know particulate movements & random nature of matter and their effects to diffusion. Journal of Education and Practice, 7(29), 189-194.
Sanger, M. J., Brecheisen, D. M. and Hynek, B. M. (2001). Can computer animations affect college biology students' conceptions about diffusion and osmosis? The American Biology Teacher, 63(2), 104-109.
Stains, M. and Sevian, H. (2015). Uncovering implicit assumptions: a large-scale study on students' mental models of diffusion. Research in Science Education, 45(6), 807-840.
Tomažič, I. and Vidic, T. (2012). Future science teachers' understandings of diffusion and osmosis concepts. Journal of Biological Education, 46, 66-71.