Lernen und Wahrnehmung der Phylogenetik von Blütenpflanzen durch Gymnasiasten. CBE Life Sci Educ vol. 13 nr. 4 653-665 doi: 10.1187/cbe.14-04-0074
Grundlegende Phylogenetik und das damit verbundene „Baumdenken“ werden in formalen Schullehrplänen oft minimiert oder ausgeschlossen. Informelle Lernumgebungen bieten die Möglichkeit, den Lehrplan der K-12-Schule zu erweitern, den Lernenden neue Ideen vorzustellen, das Interesse an Naturwissenschaften zu wecken und die naturwissenschaftliche Grundbildung zu fördern. In ähnlicher Weise steigern Universitätsforscher, die an Outreach-Aktivitäten in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) teilnehmen, das Bewusstsein für Hochschul- und Karrieremöglichkeiten, heben interdisziplinäre Bereiche der naturwissenschaftlichen Forschung hervor und erweitern den naturwissenschaftlichen Lehrplan. Um diese Bemühungen zu unterstützen, entwarfen wir ein 6-stündiges Modul, in dem die Schüler 12 blühende Pflanzenarten nutzten, um morphologische und molekulare Phylogenien mit biologischen Techniken und Bioinformatik-Tools zu erstellen. Das Phylogenetik-Modul wurde mit 83 Gymnasiasten während eines einwöchigen MINT-Immersionsprogramms der Universität durchgeführt und zielte darauf ab, das Verständnis der Schüler für Phylogenetik und Koevolution von Pflanzen und Bestäubern zu verbessern. Die Schülerreaktionen spiegelten positives Engagement und Lerngewinne wider, die durch Inhaltsbewertungen, Umfragen zur Programmbewertung und Programmartefakte belegt wurden. Wir präsentieren die Ergebnisse des ersten Implementierungsjahres und diskutieren Modifikationen für die zukünftige Verwendung in unseren Immersionsprogrammen sowie in mehreren Kursumgebungen auf der High School- und Undergraduate-Ebene.
Studentische Interpretationen phylogenetischer Bäume in einem Einführungskurs in Biologie. CBE Life Sci Educ vol. 13 nr. 4 666-676 doi: 10.1187/cbe.14-01-0003
Phylogenetische Bäume sind weit verbreitete visuelle Darstellungen in den Biowissenschaften und die wichtigsten visuellen Darstellungen in der Evolutionsbiologie. Stammbäume sind daher auch zu einem wichtigen Bestandteil des Biologieunterrichts geworden. Wir versuchten, die Argumentation zu charakterisieren, die von einführenden Biologiestudenten bei der Interpretation der Taxa-Verwandtschaft in phylogenetischen Bäumen verwendet wird, um die Prävalenz korrekter Interpretationen der Taxa-Verwandtschaft zu messen und zu bestimmen, wie sich die Argumentation und Korrektheit der Schüler als Reaktion auf den Unterricht und im Laufe der Zeit ändern. Das Zählen von Synapomorphien und Knoten zwischen Taxa war die häufigste Form falscher Argumentation, was ein pädagogisches Dilemma in Bezug auf markierte Synapomorphien auf Stammbäumen darstellt. Die Schüler generierten auch unabhängig voneinander eine alternative Form des korrekten Denkens unter Verwendung monophyletischer Gruppen, deren Verwendung im Laufe der Zeit an Popularität verlor. Ungefähr die Hälfte aller Studenten war in der Lage, die Taxa-Verwandtschaft auf Stammbäumen richtig zu interpretieren, und viele konnten sich die richtige Argumentation merken, ohne ihre Anwendung zu verstehen. Ein umfassender anfänglicher Unterricht, der es den Schülern ermöglichte, selbst Schlussfolgerungen zu ziehen, trug sehr wenig zum Verständnis der phylogenetischen Bäume bei, während der gezielte Unterricht über evolutionäre Beziehungen das Verständnis in gewissem Maße verbesserte. Phylogenetische Bäume, die das Verständnis der Schüler für die Evolution direkt beeinflussen können, scheinen Biologielehrern eine gewaltige pädagogische Herausforderung zu bieten.
