Gli studenti spesso imparano meglio quando possono applicare ciò che stanno imparando. Nel mondo della scienza, ciò significa impegnarsi nella pratica della scienza. Ma questa può essere una sfida per gli insegnanti quando si tratta di argomenti difficili da osservare, come l'evoluzione biologica. La soluzione? Evoluzione digitale:software per computer in cui si evolvono popolazioni di organismi digitali.

Avida è un software di evoluzione digitale utilizzato da biologi e ingegneri in cui si replicano organismi digitali, mutare e competere con altri organismi digitali per le risorse nel loro ambiente virtuale. Si dice che Avida fornisca un vero esempio di evoluzione, non una simulazione. Riconoscendo che Avida potrebbe essere un potente strumento educativo, i ricercatori hanno sviluppato una versione educativa del software chiamata Avida-ED.

Amy Lark, un assistente professore di educazione scientifica presso la Michigan Technological University, afferma che Avida-ED è un programma più intuitivo di Avida, una piattaforma di ricerca per condurre e analizzare esperimenti con programmi per computer autoreplicanti e in evoluzione. Avida-ED consente agli studenti di osservare e sperimentare senza alcuna conoscenza informatica specializzata. Lark e colleghi della Michigan State University (MSU) hanno recentemente pubblicato i risultati di un sondaggio nazionale, studio di più casi in L'insegnante di biologia americana dettagliando come il curriculum Avida-ED è stato utilizzato nelle aule delle scuole superiori e universitarie.

I coautori di Lark includono Robert Pennock, sviluppatore di Avida-ED e professore di filosofia alla MSU; Gail Richmond, un professore di formazione degli insegnanti alla MSU; Louise Mead, direttore educativo del BEACON Center for the Study of Evolution in Action della MSU; e Jim Smith, professore di biologia alla MSU. Lark è anche autrice di un pezzo di pratica con Wendy Johnson, un insegnante di biologia a Grand Rapids, Michigan, che descriveva come Johnson avesse implementato Avida-ED nella sua classe di biologia AP; il pezzo del praticante è stato pubblicato come accompagnamento al caso di studio multiplo nello stesso numero di American Biology Teacher.

Inizia con le basi

Insegnare le basi dell'evoluzione è difficile. Per valutare l'efficacia di Avida-ED, e come potrebbe influire sulla comprensione e persino sull'accettazione dell'evoluzione, i ricercatori hanno selezionato 11 istruttori che insegnavano in otto diverse istituzioni statunitensi per implementare il programma Avida-ED nelle loro classi.

Gli studenti hanno iniziato con una valutazione comune per valutare la loro comprensione dei principi scientifici dell'evoluzione. Gli insegnanti avrebbero quindi fornito un tutorial su Avida-ED in modo che gli studenti potessero capire come utilizzare il software e cosa vedevano sugli schermi dei loro computer.

I piani delle lezioni variavano ampiamente, ma ogni istruttore coprirebbe i concetti di variazione e casualità. Per applicare questi concetti, gli studenti potrebbero, Per esempio, prevedere come sarebbe un organismo dopo la replicazione, in base al tasso di mutazione. Dopo aver osservato cosa è successo a livello individuale, potrebbero considerare ciò che accade a livello di popolazione. Dopo di che, potrebbero progettare un proprio esperimento.

Afferra la scienza

Utilizzando Avida-ED, gli studenti hanno ricevuto lezioni strutturate che miravano a idee sbagliate, ad esempio, che l'evoluzione è completamente casuale. Il processo mostra le differenze tra mutazione casuale e selezione naturale. Mentre gli studenti preparano gli esperimenti, potrebbero osservare che le mutazioni sono casuali, ma la selezione no.

Una volta terminato il corso di studi, gli studenti hanno preso la stessa valutazione comune che hanno fatto all'inizio del corso. Lark e i suoi colleghi avrebbero quindi confrontato i cambiamenti nei punteggi. Nella maggior parte dei casi, dove i punteggi dei contenuti sono aumentati, così ha fatto l'accettazione dell'evoluzione.

"Il mio interesse è insegnare efficacemente la scienza, "Lark dice, spiegare che capire o imparare qualcosa e accettarlo non sono la stessa cosa. "È possibile non accettare l'evoluzione, ma capisci il processo e come funziona. Ci sono anche persone che accettano l'evoluzione, ma non ho idea di come funzioni. Avida-ED è uno strumento efficace, indipendentemente dalla prospettiva da cui ti avvicini.

"L'obiettivo non è far cambiare idea alle persone, " Lark dice. "L'obiettivo è aiutarli a capire la scienza".

Lark sta lavorando con i colleghi della Michigan Tech per sviluppare potenzialmente un programma simile ad Avida-ED che potrebbe essere utilizzato per insegnare la scienza del clima.