Викторина: крокодилы ближе к ящерицам или к птицам? Ответ может вас удивить. Хотя традиционная таксономия классифицирует птиц отдельно, на самом деле они тесно связаны с крокодилами, разделяя такие общегрупповые характеристики, как строительство гнезда, родительская забота, четырехкамерное сердце и акустическая коммуникация..
Традиционная таксономия «является упражнением в запоминании, и мы не хотим использовать клетки мозга для маркировки», - сказал Гарри Грин, профессор экологии и эволюционной биологии, и Стивен Х. Президентский научный сотрудник Вайса. Традиционная система, изобретенная в 1758 году Линнеем, использует иерархическую систему царств, типов, классов, порядков, семейств, родов и видов для понимания биоразнообразия. Но с миллионами новых видов, идентифицированных с 18-го века, система стала громоздкой и часто вводит в заблуждение, как показывает пример крокодил-ящерица-птица.
Вместо этого Грин использует 35-летнюю систему классификации эволюционного Древа Жизни (TOL), которая объясняет разнообразие жизни путем сопоставления и сопоставления отношений на диаграмме ветвления или «дереве». Дерево показывает предполагаемые эволюционные отношения, основанные на физических или генетических характеристиках; считается, что те, кто назван в каждой «ветви», таксонах, произошли от общего предка.
Грин и Сисси Баллен из Университета Миннесоты только что опубликовали в журнале PLOS Biology статью «Прогулка и разговор по древу жизни: почему и как учить биоразнообразию», в которой обсуждается, почему эволюционный подход TOL к биоразнообразию лучше всего, в какой степени традиционная таксономия все еще используется и как преподавать TOL, используя активный подход к обучению.
Исследователи заявили, что не были удивлены, обнаружив, что подавляющее большинство университетских и школьных учебников по биологии по-прежнему представляют традиционную таксономию (хотя новейшие учебники часто также описывают, по крайней мере, некоторые элементы системы TOL). Грин часто отвечает на запросы о том, как преподавать TOL и где найти ресурсы по нему; такие просьбы побудили его и Баллена написать свою статью.
Грин провел десятилетия, совершенствуя свой подход к обучению TOL, который он называет «ходьбой и разговором на Древе Жизни». Он использует около 145 имен в TOL в качестве ссылок, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между кончиками ветвей и «узлами», которые их объединяют, каждое имя выбрано тщательно, чтобы помочь в понимании и запоминании. Одним из таких вспомогательных средств для студентов-медиков является символ черепа и скрещенных костей на конце ветви каждого таксона, который включает по крайней мере один человеческий патоген.
В Корнелле TOL преподается как часть курса «Эволюция и биоразнообразие» на факультете экологии и эволюционной биологии. В рамках Инициативы активного обучения Колледжа искусств и наук Баллен был нанят в качестве постдокторанта, чтобы помочь перевести курс из стандартного пассивного формата лекций в активную структуру обучения с упором на совместную групповую работу и обсуждение в классе.
В пересмотренном формате занятий учащимся даются задания перед лекциями, которые включают видеоподкасты («водкасты») и чтение учебников; время в классе тратится на закрепление этого материала с помощью активных учебных упражнений и обсуждений в классе. Другие изменения, внесенные в курс, включают тесты перед занятиями, которые служат для оценки с низким уровнем риска того, насколько хорошо студенты усвоили задания перед лекцией; использование i-Clickers в классе; и генератор случайных чисел, который призывает разные группы в классе отвечать на вопросы, чтобы стимулировать участие учащихся.
«Из-за непредубежденности и прогрессивного мышления преподавателей EEB они были открыты для всего», - сказал Баллен.
Грин признает, что сначала был настроен скептически. Хотя он был большим поклонником i-Clickers, которые он использовал в течение многих лет, перелистывание класса казалось ему «причудливым».
«Обучение на местах - это оригинальное активное обучение», - сказал он. «Если вы хотите, чтобы студенты загорелись, запачкайте их и дайте им в руку саламандру».
Но, увидев улучшение результатов тестов благодаря активному обучению, особенно среди недостаточно представленных меньшинств, присутствию на лекциях и участию в качестве учителя, Грин обратился в новую веру: «Я бы никогда не хотел возвращаться к традиционным лекциям."
Баллен соглашается. В активном формате обучения, пояснила она, студенты гораздо более энергичны и отзывчивы. «Они остаются бдительными и занятыми. Они больше говорят и намного больше смеются».