Autor: Anna Juwan

Temat: Konstruowanie drzew filogenetycznych

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

• Opiszesz, czym są filogeneza, filogenetyka, drzewo filogenetyczne.

• Wyjaśnisz, na czym polega konstruowanie drzew filogenetycznych na podstawie danych morfologicznych i anatomicznych.

• Zrozumiesz, na czym polega konstruowanie drzew filogenetycznych na podstawie danych molekularnych (genetycznych).

Strategie nauczania:

• konstruktywizm;

• konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

• z użyciem komputera;

• rozmowa kierowana;

• analiza grafiki interaktywnej;

• ćwiczenia interaktywne;

• mapa myśli.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przed lekcją:

1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia uczniom e‑materiał „Konstruowanie drzew filogenetycznych”. Prosi uczestników zajęć o zapoznanie się z tekstem w sekcji „Przeczytaj” i wykonanie ćwiczenia nr 1 (polegającego na połączeniu terminów „filogeneza”, „filogenetyka”, „drzewo filogenetyczne” z ich definicją) w sekcji „Sprawdź się”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują cele lekcji oraz określają kryteria sukcesu.

2. Wprowadzenie do tematu. Nauczyciel rozpoczyna pogadankę, zadając pytanie:
   – W jaki sposób można zrekonstruować filogenezę?

Faza realizacyjna:

1. Mapa myśli. Nauczyciel dzieli uczniów na cztery grupy i prosi ich, by na podstawie e‑materiału opracowali mapę myśli dotyczącą przydzielonych zagadnień:
   – grupa I i II – konstruowanie drzew filogenetycznych na podstawie danych morfologicznych i anatomicznych;
   – grupa III i IV – konstruowanie drzew filogenetycznych na podstawie danych molekularnych.
   Grupy otrzymują po dwa arkusze papieru A2 i na jednym z nich sporządzają mapę myśli. Następnie wybierają po dwóch ekspertów, którzy najlepiej opanowali otrzymane zagadnienia. Eksperci zamieniają się grupami (I z III, II z IV) i przekazują zdobytą wiedzę. Uczniowie z drugiej grupy robią na drugim arkuszu notatki w formie mapy myśli, porządkując informacje przekazywane przez eksperta. Po upływie wyznaczonego czasu eksperci wracają do swoich grup. Grupy prezentują wyniki swojej pracy, nauczyciel uzupełnia brakujące informacje, koryguje ewentualne błędy.

2. Praca z multimedium („Symulacja interaktywna”). Nauczyciel wyświetla grafikę interaktywną i wspólnie z uczniami dokonuje jej analizy. Prosi podopiecznych, by pracując w parach, określili, który gatunek małpy jest najbliżej spokrewniony z człowiekiem (polecenie nr 1). Następnie uczniowie konsultują swoje rozwiązania z inną, najbliżej siedzącą parą. Wybrane zespoły przedstawiają odpowiedź na forum klasy.

3. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie nr 6 (w którym mają za zadanie określić, które z ilustracji przedstawiają drzewo filogenetyczne, a które kladogram) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie w 4‑osobowych grupach omawiają prawidłowe rozwiązanie. Po upływie wyznaczonego czasu wskazany przez nauczyciela przedstawiciel grupy prezentuje odpowiedź wraz z jej uzasadnieniem. Klasa ustosunkowuje się do niej. Nauczyciel udziela uczniom informacji zwrotnej.

4. Uczniowie rozwiązują w grupach 4‑osobowych ćwiczenie nr 8 (w którym mają za zadanie – na podstawie tekstu źródłowego – ocenić poprawność zdania: „Wykorzystanie metod inżynierii genetycznej pozwoliło na dokładniejsze określenie stopnia pokrewieństwa między organizmami”), wyświetlone przez nauczyciela na tablicy. Po jego wykonaniu następuje omówienie rezultatów na forum klasy.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie rozwiązują ćwiczenie nr 3 (typu „prawda/fałsz”) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie przygotowują podobne zadanie dla osoby z pary: tworzą trzy prawdziwe lub fałszywe zdania dotyczące tematu lekcji. Uczniowie wykonują ćwiczenie otrzymane od kolegi lub koleżanki.

2. Nauczyciel zadaje pytanie w celu sprawdzenia stopnia opanowania wiedzy przez uczniów:
   – Na jakiej podstawie i w jakim celu konstruuje się drzewa filogenetyczne?

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia nr 2, 4, 5 i 7 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

• Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

• „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

• Nauczyciel może wykorzystać medium zamieszczone w sekcji „Grafika interaktywna” do podsumowania lekcji.