Activiteiten werkwinkel misconcepties

Transcriptie

1 Activiteiten werkwinkel misconcepties Misconcepties rond de persoon van Darwin en zijn reis 1. Darwin deed een wereldreis met het schip de Beagle en beschreef de evolutietheorie in On the origin of species tijdens zijn verblijf op de Galapagoseilanden. - Wereldkaart ophangen; de reis van Darwin hierop laten aanduiden (vooaf laten opzoeken); Galapagoseilanden laten op aanduiden; oorsprong van deze eilanden vooraf als voorbereidende taak laten opzoeken (in samenspraak met leerkracht aardrijkskunde); laten opzoeken wanneer hij de wereldreis deed en wanneer hij On the origin of species publiceerde. Er kan ook gewerkt worden met de kaart en uitleg uit Knack Ontdek (2009), K&S educatief dossier II , Roeselare: NV Roularta media group of Stroeykens S., V. D. (2009, februari 12), 200 jaar Darwin, De Standaard - Wetenschap, pp (doel van de methode: minder abstract leren, lln. zoeken zelf, vakoverschrijdend, discussie) - Wat is fout in stelling 1? 2. The survival of the fittest is een zinsnede voor het eerst geformuleerd door Darwin. - Engelstalig wetenschappelijk artikel laten lezen en bijbehorende vraagjes laten oplossen in groepjes van 4 leerlingen. Dit kan fungeren als blikopener vóór de lessenreeks over evolutie. Vb. Launer, J. (2008). A day out with Darwin. Postgrad Med J Volume 84 number 990, Wie heeft de zinsnede The survival of the fittest voor het eerst geformuleerd? Wat wordt bedoeld met fittest? Waarom kon Darwin de oorzaak van variatie tussen individuen niet verklaren? Wat was dan wel het grote vernieuwende idee van Darwins werk? (doel van de methode: werkt prikkelend, vakoverschrijdend, discussie) - Wat is fout in stelling 2? 3. Darwin is de grondlegger, de eerste en enige die de evolutietheorie op die manier beschreef. - Stripverhaal over Darwin en de evolutie (bijlage bij biomens 2009) laten lezen en bijhorende vraagjes laten oplossen in groep. Dit kan fungeren als blikopener vóór de lessenreeks over evolutie. Is Darwin een echte wetenschapper van opleiding? Wat merkte Darwin op tussen bestaande en uitgestorven diersoorten? Wat besluit hij hieruit? Wie had een gelijkaardige visie over evolutie en bezorgde die ideeën onder de vorm van een opstel aan Darwin? Wat was Darwins reactie hierop? 1

2 (doel van de methode: een stripverhaal werkt prikkelend, zeker voor leerlingen die iets minder in wetenschappen geïnteresseerd zijn, discussie, gebruik van beeldmateriaal) - Wat is fout in stelling 3? Misconcepties rond de (moderne) evolutietheorie en natuurlijke selectie 4. Evolutie heeft een doel. - Lees een stukje uit Kaas en de evolutietheorie van Bas Haring (2001) p Overleg nu met de groepsleden om een mogelijke verklaring te vinden voor het feit dat sommige mensen lachputjes in de wangen hebben. Schrijf jullie verklaring op in een tiental regels. Wat is jullie besluit i.v.m. bovenstaande stelling? (doel van de methode: letten op taal, discussie, toepassen in een andere situatie) - Wat is fout in stelling 4? 5. Variaties tussen organismen van een populatie zorgen enkel voor een ander fenotype en hebben geen invloed op de overlevingskansen van die organismen. - Maak de ICT-oefening over populatiegenetica en evolutie op de computer. Volg de studiewijzer, noteer de antwoorden op de diverse vragen en je conclusies en argumentaties op een blad papier en geef dit af ter controle. (doel van de methode: peerinstructie, inzicht verband populatiegenetica-evolutie, correct taalgebruik, begeleid zelfstandig leren, besluiten leren trekken; ICTgebruik) STUDIEWIJZER: POPULATIEGENETICA EN EVOLUTIE model studiewijzer Sint-Jan Berchmanscollege Diest Gebruikte codes: G(x) = je moet in groep werken; x = aantal groepsleden Les Evaluatie Datum PC A Lesopdracht Agenda: Populatiegenetica en evolutie:ictoefening Werk tijd Werk vorm Lokaal Opdrachten: Open het programma Genetia (groen icoontje op het bureaublad). Klik op Start. Vul jullie namen in, vul 1 in bij groep, en selecteer Bovenbouw. Klik op OK. 2 Ga naar Genetica Populaties. o Neem de theorie door van p. 1 tot p.9. Wat zijn de voorwaarden omdat de wet van Hardy en Weinberg zou gelden in een populatie? Noteer het 10 Progra mma + leraar 2

3 Les Lesopdracht antwoord op een blad. o Neem de theorie door van p. 10 tot p. 13. Wat wordt bedoeld met selectie? Wat is micro-evolutie? Antwoorden op blad. o Neem de theorie door van p. 14 tot p. 19. Hoe komt het dat mannen meer kans hebben op bloederziekte dan vrouwen? Antwoorden op blad. o Maak de oefeningen nrs. 3, 4 en 5 van p. 22 tot p. 24. Let op: een foutje bij de opgaven: Haviken vangen groene parkieten weg. Wat kan je besluiten i.v.m. de microevolutie van de parkieten? Antwoorden op blad. Werk tijd Werk vorm Lokaal Evaluatie Noteer je conclusie en argumentatie i.v.m. onderstaande stelling op een blad: Variaties tussen organismen van een populatie zorgen enkel voor een ander fenotype en hebben geen invloed op de overlevingskansen van die organismen. Geef het blad met antwoorden op de diverse vraagjes en eindconclusie af ter controle. Werk net en verzorgd. Let op je taal. Zorg voor een verzorgde en volledige hoofding. 10 leraar - Wat is fout in stelling 5? 6. Organismen passen zich aan aan omgevingsfactoren. - Evaluatie onder de vorm van MKV met afleiders die misconcepties bevatten. Uit: Anderson D.L., F. K. (2002). Development and evaluation of the conceptual inventory of natural selection. Journal of research in science teaching volume 39 number 10, Answer key: 9-D, 10-C, 11-B, 12-A, 13-B De vragen kunnen uiteraard vertaald worden in het Nederlands. Let hierbij vooral op een correcte vertaling. - Na de toets worden de antwoorden mondeling overlopen. (doel van de methode: evaluatie in correcte taal, begrijpen van de evolutietheorie en natuurlijke selectie, peiling naar ecologische en genetische principes als basis voor evolutie, feedback van lln. naar lkr.) - Wat is fout in stelling 6? 3

4 4

5 7. Kenmerken ontstaan enkel als ze nodig zijn om te overleven. - Vóór en na de lessenreeks over evolutie liet ik de leerlingen van de richtingen MT (met het vak natuurwetenschappen) een test afleggen i.v.m. hun (voor)kennis over evolutie. Het was dezelfde test voor en na. In die test werd naar meerdere misconcepties bevraagd. De leerlingen legden de test af in groepjes van twee of drie. Ze mochten dus overleggen om tot een antwoord te komen. Het waren dezelfde groepjes voor beide zelfde testen. De gemiddelde score vóór de lessenreeks was 5,1/15; na de lessenreeks 9,7/15. Alleen het resultaat behaald na de lessenreeks werd in rekening gebracht voor hun rapport van dagelijks werk. - Na de (tweede) test werden de antwoorden mondeling overlopen. (doel van de methode: correcte taal, polsen naar (hardnekkige) misconcepties rond evolutie, polsen naar het begrijpen van het verband tussen mutaties en evolutie, belang van toeval als drijfveer voor evolutie, onderling overleg, actief leren, feedback van lln. naar lkr.) - Wat is fout in stelling 7? Naam groepsleden: Klas:.. Voorkennis evolutieleer. 1. Heb je al gehoord over de evolutietheorie? 2. Kan je ze kort in eigen woorden uitleggen? Zo ja, noteer hieronder enkele belangrijke gegevens waarop de theorie gebaseerd is. 3. Weet je wat Darwin op zijn wereldreis met de Beagle vooral gedaan heeft? Zo ja, leg kort uit. Wanneer was die reis? 4. Wanneer schreef hij zijn werk On the origin of species? 5. Wat betekent natuurlijke selectie? Kort in eigen woorden uitleggen, eventueel met een voorbeeld. 6. Wat betekent survival of the fittest? Kort in eigen woorden uitleggen, eventueel met een voorbeeld. 5

6 7. Hoe lang is de evolutie al bezig? 8. Is er nu nog steeds evolutie? 9. Geldt de evolutietheorie voor alle levende wezens? ( bacteriën, ééncelligen, planten, zwammen, dieren, mensen) Zo niet, voor welke organismen niet? 10. Kan je uitleggen hoe het komt dat bacteriën resistent worden tegen antibiotica? Wat gebeurt hier precies? Juist of fout. Geen verklaringen. 1. Het gebruik van een orgaan verklaart de ontwikkeling ervan. 2. Kenmerken ontstaan enkel als ze nodig zijn om te overleven. 3. Grote klimaatsveranderingen zijn een voorwaarde voor evolutie. 4. De mens stamt af van de aap. 5. De evolutie streeft perfectie na. 6. Het toeval maakt dat sommige organismen beter aangepast zijn aan veranderde milieuomstandigheden. 7. De evolutietheorie gaat over de oorsprong van het leven. 8. Er bestaan argumenten voor evolutie, gebaseerd op feiten en wetenschappelijk bewezen. 9. Organismen passen zich voortdurend aan aan veranderende omgevingsfactoren. 10. Mutaties in het DNA liggen aan de basis van evolutie. 8. Evolutie is gestopt. - Bezoek de tentoonstelling Galerij van de evolutie in het KBIN te Brussel en sta even stil bij De toekomst. (zie Vliebergh 19 en 20 aug. 2009) of lees het artikel Creatief met Darwin van D. De Cleene in Eos van februari 2009, p Onderstaande vraagjes kunnen eventueel na de lessenreeks over evolutie als taak opgegeven worden: Op welke modellen is het toekomstbeeld van de aarde gebaseerd? Argumenteer. Wat gebeurt er met de Middellandse Zee volgens paleontoloog S. Steyer? Kan je de evolutie correct voorspellen? Argumenteer. Vogels hebben het gen voor tandontwikkeling verloren. Juist of fout? Wat impliceert dit voor de toekomst? Zal de mens als biologische soort uitsterven volgens S. Steyer? Waarom denkt hij dat? - Eventueel kan ook een stukje van een science-fiction film bekeken worden zoals Jurassic Parc, The sixth finger, Spiderman. Men kan dan vragen stellen over het eventuele voordeel van een bepaald nieuw kenmerk voor het 6

7 voortbestaan van de mens. Er kan gepeild worden naar het verschil tussen wetenschap en fictie, naar het al dan niet schadelijk zijn van mutaties, naar het evolueren van populaties i.p.v. individuen, naar de soort adaptatie, (doel van de methode: interactief leren, prikkelt vooral leerlingen die minder in wetenschappen zijn geïnteresseerd, stimuleert het kritisch nadenken, verschaft inzicht in het begrijpen/toepassen van de evolutietheorie van Darwin, probleemoplossend denken wordt gestimuleerd) - Wat is fout in stelling 8? 9. Het niet gebruiken van een orgaan, vb. donkere huidskleur, doet het verdwijnen. - Case studie: Probleem van de huidskleur. Leerlingen zelf de theorie van natuurlijke selectie laten heruitvinden d.m.v. gerichte vraagstelling i.p.v. aan conceptverandering te doen. Deze methode zou volgens Geraedts (Geraedts, C. B. (2006). Reinventing natural selection. International journal of science education volume 28 number 8, ) een meer blijvend effect hebben bij leerlingen en leiden tot minder misconcepties i.v.m. evolutie. - Er wordt vooraf vermeld dat een donkere huidskleur voordelen biedt in het evenaarsgebied omdat het de huid beschermt tegen schadelijke UV stralen. - Vervolgens worden onderstaande vragen, toegepast op het probleem huidskleur, opgelost in groepjes. Zijn alle individuen van de menselijke populatie identiek? (nee, er is variatie) Zijn alle individuen even goed aangepast aan hun omgeving? (nee, sommige zijn beter aangepast dan andere) Hebben alle leden van de populatie evenveel kans op overleving? (nee) Hebben alle leden van de populatie evenveel kans zich succesvol voort te planten? (nee) Wat is het effect daarvan op de samenstelling van de populatie? (het aandeel beter aangepasten zal toenemen bij de volgende generaties) Is natuurlijke selectie alleen een voldoende verklaring voor evolutie? (nee want de variatie vermindert. Nieuwe variatie is noodzakelijk omdat de evolutie zou verder gaan) Resulteren alle mutaties in een betere adaptatie aan de omgeving? (nee, mutaties zijn toevallig. Slechts enkele mutaties resulteren in een betere aanpassing) Is een specifieke eigenschap voordelig in elke omgeving? (nee, of een eigenschap voordelig is, is afhankelijk van biotische en abiotische factoren van de omgeving) - Vervolgens wordt een probleemstelling voorgelegd. De leerlingen zoeken het antwoord door discussie in groep. (naar Brumby, M. (1984). Misconceptions about the concept of natural selection by medical biology students. Science education volume 68 number 4, ) Wat verwacht je dat er zal gebeuren met de donkere huidskleur van een Afrikaans koppel als zij emigreren naar België? Als zij kinderen krijgen in België, welke is dan hun huidskleur bij de geboorte? Zal die huidskleur anders zijn na vb. 10 generaties in België, telkens met koppels van donkere huidskleur? Kan je in eigen woorden verklaren hoe organismen evolueren wat betreft de huidskleur? (doel van de methode: actief leren, probleemoplossend denken, onderzoekscompetenties worden aangescherpt, zelfstandig leren, discussie) 7

8 - Wat is fout in stelling 9? 10. De donkere berkenspanner is uitgestorven. - Simulatiespel over natuurlijke selectie: zie werkwinkel o.l.v. Ignace Nerinckx (doel van de methode: interactief leren, bevordert het probleemoplossend denken, actief leren, leuk, ) - Wat is fout in stelling 10? Misconcepties rond verwantschap en fylogenetische stambomen 11. De vinnen van een stekelbaars zijn homoloog met de poten van een groene kikker. - Bekijk de pootvinnen van een Coelacanth en vergelijk het bouwplan van de pootvinnen van deze kwastvinnige met het skelet van de voorpoot van een viervoeter. Zijn die beenderen homoloog of analoog? Geef een verklaring. De mooi bewaarde Coelacanth in het Museum voor Dierkunde. ( Bert De Groef) _552.jpg - De stekelbaars behoort tot de straalvinnigen. Wat is het verschil tussen straalen kwastvinnigen wat betreft de bouw van de vinnen? Verwijs hiervoor naar het bezoek aan de tentoonstelling Galerij van de evolutie in het KBIN of vergelijk met onderstaande afbeelding uit het didactisch dossier horende bij de tentoonstelling. Zijn dat homologe of analoge organen? 8

9 Straalvin (doel van de methode: integratie van eerder geziene leerstof in nieuwe toepassingen, gebruik (beeld)materiaal, actief leren) - Wat is fout in stelling 11? 12. De mens stamt af van de chimpansee. - Bestudeer onderstaande eenvoudige verwantschapsboom en beantwoord de vragen. mens chimpansee k Waar op de verwantschapsboom bevindt zich de voorouder van de mens? En van de chimpansee? Mens en chimpansee staan op eenzelfde horizontale lijn. Wat betekent dit? Wat is de betekenis van het knooppunt k? (doel van de methode: eenvoudige verwantschapsbomen correct interpreteren) - Wat is de fout in stelling 12? 13. Krokodil en hagedis zijn meer verwant met elkaar dan krokodil en vogel omdat de krokodil en de hagedis meer op mekaar lijken. Afbeelding uit: Meir E., P. J. (2007). College students misconceptions about evolutionary trees. The American biology teacher volume 69 number 7,

10 - Wat is de betekenis van knooppunt P? En van C? - Wat kan je dan besluiten over de verwantschap tussen vogel, krokodil en hagedis? - Hoe komt het dat krokodil en hagedis meer op mekaar lijken? (doel van de methode: correcte interpretatie van verwantschapsbomen, verschil tussen verwantschap en morfologisch op mekaar lijken goed leren onderscheiden) - Wat is de fout in stelling 13? 14. Walvissen zijn verwant met onevenhoevigen. - Zie werkwinkel B. De Groef: Op wandel met walvissen - Op zoek gaan naar de verwantschap tussen walvissen en (on)evenhoevigen door DNA-sequenties te analyseren. - Een verwantschapsboom proberen te schetsen (doel van de methode: probleemoplossend denken, onderzoekscompetenties aanscherpen, actief leren, peerinstructies) - Wat is de fout in stelling 14? 15. Gentransfer gebeurt enkel verticaal van generatie op generatie. - Lees het artikel God is een virus op p in Knack (Knack Ontdek. (2009). K&S educatief dossier II Roeselare: NV Roularta media group.) en verduidelijk of weerleg bovenstaande stelling met enkele voorbeelden. Schrijf dit neer in een kort verslag van een tiental lijnen. (doel van de methode: correct taalgebruik, probleemoplossend denken, discussie, analyse) - Wat is de fout in stelling 15?