článek Orientační běh napříč skupinami organismů – výukový blok
o sestavování a čtení evolučních stromů
Klára Koupilová
informace
rok: 2020
číslo: 1
plný text: PDF
elektronická příloha
datum elektronické publikace: 30. 3. 2020
DOI: 10.14712/25337556.2020.1.2
ISSN (elektronická verze): 2533-7556
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ 4.0 Mezinárodní License.
abstrakt
Evoluční stromy jsou jedny z nejužitečnějších nástrojů biologie, a proto by se měli žáci naučit, jak je správně interpretovat. Zobrazení vztahů mezi organismy pomocí stromové struktury je v principu jednoduše pochopitelné, ale konkrétní grafická podoba stromů může představovat pro žáky značnou komplikaci. Na základě prostudování nejčastějších problémů, se kterými se žáci potýkají, jsem vytvořila ucelený výukový blok pro středoškolské žáky českých škol, který jednak představuje obecné principy konstrukce a čtení evolučních stromů, a jednak cíleně předchází častým omylům. Při přípravě materiálů jsem se inspirovala širokým spektrem praktických cvičení publikovaných v zahraniční literatuře, která jsou ovšem určená převážně pro vysokoškolské studenty biologických oborů, proto bylo potřeba úlohy adaptovat a zjednodušit pro zvolenou cílovou skupinu. V konkrétní rovině se jedná o sérii praktických cvičení, která tvoří výukový blok v délce 4 x 45 minut. Většinu cvičení lze podle potřeby využít také samostatně nebo lze rozsah bloku omezit na jeho první polovinu. Důraz je kladen na aktivní zapojení žáků, kteří si během bloku sami vyzkouší práci s různými zdroji informací, vlastní konstrukci jednoduchých evolučních stromů a interpretaci předložených existujících stromů. Výukový blok jsem vyzkoušela s žáky na gymnáziu a na základě získané zpětné vazby ho považuji za dobře použitelný, efektivní a atraktivní.
klíčová slova
evoluční strom, kladogram, evoluce, klasifikace, střední škola
plný text (PDF )
Reference
Baum, D. A., & Offner, S. (2008). Phylogenies & tree-thinking. The American Biology Teacher, 70(4), 222–229. https://doi.org/10.2307/30163248
Baum, D. A, Smith, S. D., & Donovan, S. S. (2005). The tree-thinking challenge. Science, 310(5750), 979–980. https://doi.org/10.1126/science.1117727
Bear, R., Rintoul, D., Snyder, B., Smith-Caldas, M., Herren, C., & Horne, E. (2016). Principles of biology. Kansas: New Prairie Press. Získáno z https://newprairiepress.org/textbooks/1
Brower, A. V. (2015). What is a cladogram and what is not? Cladistics, 32(5), 573–576. https://doi.org/10.1111/cla.12144
Burks, R. L., & Boles, L. C. (2007). Evolution of the chocolate bar: a creative approach to teaching phylogenetic relationships within evolutionary biology. The American Biology Teacher, 69(4), 229–237. https://doi.org/10.1662/0002-7685(2007)69[229:EOTCBA]2.0.CO;2
Burns, J. M. (1968). A simple model illustrating problems of phylogeny and classification. Systematic Biology, 17(2), 170–173. https://doi.org/10.1093/sysbio/17.2.170
Byrd, J. J. (2000). Teaching outside the (cereal) box. The American Biology Teacher, 62(7), 508–511. https://doi.org/10.2307/4450959
Catley, K. M. (2006). Darwin’s missing link - a novel paradigm for evolution education. Science Education, 90(5), 767–783. https://doi.org/10.1002/sce.20152
Catley, K. M., & Novick, L. R. (2008). Seeing the wood for the trees: an analysis of evolutionary diagrams in biology textbooks. BioScience, 58(10), 976–987. https://doi.org/10.1641/B581011
Catley, K. M., Phillips, B. C., & Novick, L. R. (2013). Snakes and eels and dogs! Oh, my! Evaluating high school students’ tree-thinking skills: an Entry point to understanding evolution. Research in Science Education, 43(6), 2327–2348. https://doi.org/10.1007/s11165-013-9359-9
Darwin, C. (1859). On the origin of species by means of natural selection, or preservation of favoured races in the struggle for life. London: John Murray. https://doi.org/10.5962/bhl.title.68064
Dawkins, R. (2004). The ancestor’s tale: a pilgrimage to the dawn of evolution. Boston: Houghton Mifflin.
Dees, J., Momsen, J., Niemi, J., & Montplaisir, L. (2014). Student interpretations of phylogenetic trees in an introductory biology course. CBE Life Sciences Education, 13(4), 666–676. https://doi.org/10.1187/cbe.14-01-0003
Eddy, S. L., Crowe, A. J., Wenderoth, M., & Freeman, S. (2013). How should we teach tree-thinking? An experimental test of two hypotheses. Evolution: Education and Outreach, 6(13). https://doi.org/10.1186/1936-6434-6-13
Gibson, J. P., & Cooper, J. T. (2017). Botanical Phylo-Cards: a tree-thinking game to teach plant evolution. The American Biology Teacher, 79(3), 241–244. https://doi.org/10.1525/abt.2017.79.3.241
Goldsmith, D. W. (2003). The Great Clade Race. The American Biology Teacher, 65(9), 679–682. https://doi.org/10.1662/0002-7685(2003)065[0679:TGCR]2.0.CO;2
Halverson, K. L. (2011). Improving tree-thinking one learnable skill at a time. Evolution: Education and Outreach, 4(1), 95–106. https://doi.org/10.1007/s12052-010-0307-0
Koupilová, K. (2019). Orientační běh napříč skupinami organismů – nový výukový blok o evolučních vztazích mezi organismy a jejich reprezentaci pomocí evolučních stromů (závěrečná práce CŽV). Univerzita Karlova, Praha.
Kummer, T. A., Whipple, C. J., & Jensen, J. L. (2016). Prevalence and persistence of misconceptions in tree thinking. Journal of Microbiology and Biology Education, 17(3), 389–398. http://dx.doi.org/10.1128/jmbe.v17i3.1156
Lampert, E., & Mook, J. (2015). Modeling with nonliving objects to enhance understanding of phylogenetic tree construction. The American Biology Teacher, 77(8), 587–599. https://doi.org/10.1525/abt.2015.77.8.5
MacDonald, T., & Wiley, E. O. (2012). Communicating phylogeny: evolutionary tree diagrams in museums. Evolution: Education and Outreach, 5(1), 14–28. https://doi.org/10.1007/s12052-012-0387-0
Meir, E., Perry, J., Herron, J. C., & Kingsolver, J. (2007). College Students’ Misconceptions About Evolutionary Trees. The American Biology Teacher, 69(7), 71–76. https://doi.org/10.1662/0002-7685(2007)69[71:CSMAET]2.0.CO;2
Meisel, R. P. (2010). Teaching tree-thinking to undergraduate biology students. Evolution: Education and Outreach, 3(4), 621–628. https://doi.org/10.1007/s12052-010-0254-9
Novick, L. R., & Catley, K. M. (2013). Reasoning about evolution’s grand patterns: college students’ understanding of the tree of life. American Educational Research Journal, 50(1), 138–177. https://doi.org/10.3102/0002831212448209
Novick, L. R., & Catley, K. M. (2007). Understanding phylogenies in biology: the influence of a Gestalt perceptual principle. Journal of Experimental Psychology: Applied, 13(4), 197–223. https://doi.org/10.1037/1076-898X.13.4.197
Novick, L. R., & Catley, K. M. (2016). Fostering 21st-century evolutionary reasoning: teaching tree thinking to introductory biology students. CBE Life Sciences Education, 15(4), 1–12. https://doi.org/10.1187/cbe.15-06-0127
Novick, L. R., Catley, K. M., & Funk, D. J. (2010). Characters are key: the effect of synapomorphies on cladogram comprehension. Evolution: Education and Outreach, 3(4), 539–547. https://doi.org/10.1007/s12052-010-0243-z
Novick, L. R., Shade, C. K., & Catley, K. M. (2011). Linear versus branching depictions of evolutionary history: implications for diagram design. Topics in Cognitive Science, 3(3), 536–559. https://doi.org/10.1111/j.1756-8765.2009.01077.x
Novick, L. R., Stull, A. T., & Catley, K. M. (2012). Reading phylogenetic trees: the effects of tree orientation and text processing on comprehension. BioScience, 62(8), 757–764. https://doi.org/10.1525/bio.2012.62.8.8
O’Hara, R. J. (1997). Population thinking and tree thinking in systematics. Zoologica Scripta, 26(4), 323–329. https://doi.org/10.1111/j.1463-6409.1997.tb00422.x
Offner, S. (2001). A universal phylogenetic tree. The American Biology Teacher, 63(3), 164–171. https://doi.org/10.1662/0002-7685(2001)063[0164:AUPT]2.0.CO;2
Omland, K. E., Cook, L. G., & Crisp, M. D. (2008). Tree thinking for all biology: The problem with reading phylogenies as ladders of progress. BioEssays, 30(9), 854–867. https://doi.org/10.1002/bies.20794
Perry, J., Meir, E., Herron, J. C., Maruca, S., & Stal, D. (2008). Evaluating two approaches to helping college students understand evolutionary trees through diagramming tasks. CBE Life Sciences Education, 7(2), 193–201. https://doi.org/10.1187/cbe.07-01-0007
Sandvik, H. (2008). Tree thinking cannot taken for granted: challenges for teaching phylogenetics. Theory in Biosciences, 127(1), 45–51. https://doi.org/10.1007/s12064-008-0022-3
Sokal, R. R. (1983). A phylogenetic analysis of the Caminalcules. I. The data base. Systematic Zoology, 32(2), 159–184. https://doi.org/10.2307/2413279
Strgar, J. (2007). Increasing the interest of students in plants. Journal of Biological Education, 42(1), 19–23. https://doi.org/10.1080/00219266.2007.9656102