本站授權方式

創用 CC 授權條款
阿梅的生物圈一號韓中梅製作,以創用CC 姓名標示 3.0 台灣 授權條款釋出。
此作品衍生自montanahanbio.blogspot.tw

下載檔案請注意

這個部落格的目的

1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
2.生物教師(現在及未來的)能一起討論更棒的教學活動

所以請求檔案分享時請您寫個信告訴我您是誰囉~

2014年5月17日 星期六

用Caminalcules來串連高中生物的演化教學

Caminalcules(以下簡稱卡卡獸)是堪薩斯大學的Joseph H. Camin教授發明的一組虛擬生物,可以用來討論很多phylogeny的教學活動。

1979年Camin教授過世, Robert R. Sokal 在1983年時將這一組生物首次發表在Systematic Zoology上。在當時主要是用來做數值分類學的教學探討,不過也很適合用在高中的演化教學上。

原本的檔案在此 The Classification & Evolution of Caminalcules

Sokal也寫了四篇文章,老師們若想讓學生玩得更多一點,可以參考
  1. Sokal, R. R. (June 1983). "A phylogenetic analysis of the Caminalcules. I. The data base". Systematic Zoology 32 (2): 159–184. doi:10.2307/2413279. JSTOR 2413279.
  2. Sokal, R. R. (June 1983). "A phylogenetic analysis of the Caminalcules. II. Estimating the true cladogram". Systematic Zoology 32 (2): 185–201. doi:10.2307/2413280. JSTOR 2413280.
  3. Sokal, R. R. (September 1983). "A phylogenetic analysis of the Caminalcules. III. Fossils and Classification". Systematic Zoology 32 (3): 248–258. doi:10.2307/2413445. JSTOR 2413445.
  4. Sokal, R. R. (September 1983). "A phylogenetic analysis of the Caminalcules. IV. Congruence and Character Stability". Systematic Zoology 32 (3): 259–275. doi:10.2307/2413446. JSTOR 2413446.

國中的生物教學也可以用,請參考阿簡生物筆記: 串連演化與分類的「建構演化樹」2014

而我在這邊寫的是我自己在2011及2013讓學生與老師們玩的紀錄。

在記錄之前,有個重要的點~~那就是目前的親緣重建盛行的是支序學派Cladistics,而這個活動是表型學派盛行時發展的活動,所以使用上要特別注意,請參考顏聖紘老師寫的文章


根據老師要達到的教學目標,重組這些材料與教學活動,都非常好用。
就我自己想到適合的教學目標有:
1.如何建立生命樹
2.如何瞭解生命樹
3.演化的證據
4.演化與分類
5.演化的模式:共組與祖徵衍徵、趨同演化、痕跡器官、活化石.....
6.演化的動力:突變的隨機與天擇
7.不同的數據處理對結果的影響
8. 事實與假說(facts vs. hypothesis)
9.分類階層
10.命名

雖然看起來好像是給小朋友玩的遊戲,卻是有非常多的內容可以討論
http://blogs.scientificamerican.com/WSS/post.php?blog=25&post=1363

Using Caminalcules to Model Phylogenetics - Evolution




根據時間的長短,老師們也可以安排不同的方法來進行活動
一節課到四節課都是可以的。
這個活動可以引出課綱中的教學目標,所以不需要再花時間去上課本的東西。
讓學生直接瞭解我們要教的東西,老師就不用把課本上的文字再講一遍
(學生真的不會聽進去,即使是用功的學生也不會把老師講的東西留在腦袋到明天,他們是靠課後復習來「懂」)
也就是說這個活動可以替代老師講授,不會有「沒有時間上這個」的問題。

頂多設計一個簡單的「課本閱讀學習單」,或利用問學問題引導學生歸納該節課程的概念,或請他們從課本中整理出答案,就可以了。

===================================================================

一個活動的引導是非常重要的,但也跟老師的個人風格及師生間的互動模式有關,所以完全是因人而異的。

情境設計
學生分組後代表的外星演化分類科學家團隊,碰到外星考古學家(老師)從外星帶回一批奇怪的生物,所以演化分類學家團隊(學生)要比賽誰能最早發表、最合理的推論。

條件說明
1.沒有該種化石代表沒挖到。
2.若有多種變化的可能,用最簡單的代表最可能的。
(這兩個條件是我給學生玩的時候發現若沒有先講就玩不下去的,我覺得若有時間,在活動的最後可以回頭來看這兩個條件的正確性)

活動流程:目標--生命樹的建立、演化的證據、演化的模式、事實與假說。
需要一張大一點的桌面,一張至少A3大小的白紙與鉛筆。
每個老師可以用不同的展示方法,我是都弄成有磁性的圖卡,然後給他們全開的軟磁白板與白板筆。

1.發下現生種,請學生把他們認為的親疏遠近用筆圈出來。
(老師可提供範例,讓學生理解什麼叫用筆圈出親疏遠近)
有時間的話,一定讓同學把結果畫在黑板上(用號碼代替種名)並且說明原因。
這樣同學就知道原來同一組證據會有不同的推論,也可以請同學說出支持自己論點的理由。


2.發下化石種,可以一次發所有的,也可以分次發。
我喜歡分年代發,這樣就可以讓學生經歷「當有新證據出現時,要修正自己原先的理論」
我會先發19myr及18myr的種類下去,因為比較簡單,順便示範用樹狀圖表示他們之間的關係。

3.發下17myr的種類,此時大約還不太會有爭議。主要是讓學生了解樹狀圖的意義。

4.老師可以將各組的化石依照時間放在講桌,請各組完成一個年代後再到講桌拿下一個年代的化石。(這樣可以一目瞭然各組的進度,看需不需要幫忙)
也可以老師在各組遊走,視各組的進行狀況,決定各組拿化石的進度。
兩者各有好處,不過大班的話,可能放在講桌比較可行。
不過我覺得,至少由老師掌握發放到15myr比較好,因為可以讓學生熟悉一下規則與方法。

5.不論哪一種發放方式,很重要的是老師必須要在各組遊走,看到不一樣的排列時,詢問同學如此排列的原因,他們討論的過程可以請學生去別組看看。或是把別組的排列邏輯帶到不同組供大家考慮合理性。
或是在各組學生有不同意見時,做適切的引導。
記得請學生記錄下來每次意見不同的內容與處理方式。

6.當各組學生完成所有化石與現生種的樹狀圖後,請學生將樹狀圖用代號畫下來。
並且與一開始的分類相比較。討論看看為什麼不一樣。

7.已經完成的組,請學生檢視圖裡面
(1)哪些支系已經完全滅絕
(2)哪些支系從很久以前就沒改變(順便討論活化石的定義)
(3)哪些特徵雖然在現生種看起來一樣,但追回祖先時就發現不一樣(趨同演化)
(4)有沒有哪些年代的特徵變化很快速?很緩慢?可能有什麼原因嗎?

8.如果還有時間,可以請同學把自己的樹狀圖畫在大張的海報紙上,並上台發表報告,尤其著重在各組間的差異,與討論使用的特徵如何給予不同的權重。

9.給一棵「最合理」的樹供學生討論





沒有留言:

張貼留言