Principles of Life Deuxième édition PDF Télécharger

Préface du livre

Depuis la publication de la première édition de Principles of Life, l’essor de la recherche en éducation biologique et la disponibilité de ressources pour les enseignants continuent de susciter l’enthousiasme de la communauté enseignante. Tout comme la Première édition est apparue, l’Association américaine pour l’avancement des sciences (soutenue par la National Science Foundation) a publié Vision and Change in Undergraduate Biology Education: A Call to Action. Ce rapport a approuvé les concepts de base de l’enseignement et les compétences de base, et a encouragé la participation active des élèves aux activités de résolution de problèmes. Lorsque la Première édition de Principes de vie a été publiée, elle offrait une approche radicalement nouvelle de l’enseignement de la biologie d’introduction qui s’aligne sur les objectifs mis en avant dans le rapport Vision et changement (voir ci-dessous). Principles of Life met l’accent sur la maîtrise des concepts majeurs de la biologie par l’apprentissage actif, la résolution de problèmes dans des scénarios réalistes et la compréhension plutôt que la mémorisation. Maintenant, d’autres auteurs de manuels commencent à suivre notre exemple. Nous sommes fiers que Principles of Life ait contribué à inaugurer ce changement dans la façon dont les cours de biologie sont enseignés, et nous avons l’intention de continuer à développer notre livre en tant que véhicule principal de cette nouvelle approche de l’enseignement de la biologie. Diriger le changement dans l’enseignement de biologie de premier cycle Nous sommes à un carrefour important dans l’enseignement de la biologie, et de nombreux efforts récents ont convergé pour produire une opportunité de changement durable dans la façon dont les instructeurs enseignent la biologie d’introduction. La validité de notre approche des Principes de vie est étayée par de nombreux rapports et études publiés par les agences éducatives et les groupes d’études nationaux depuis le début du millénaire. En particulier, deux rapports majeurs ont encouragé ce changement: le rapport sur la vision et le changement mentionné ci-dessus et BIO2010: Transformer la formation de premier cycle pour les futurs biologistes de recherche, parrainé par les National Institutes of Health et le Howard Hughes Medical Institute. Ces rapports recommandaient de se concentrer sur les concepts et les compétences de base, d’enseigner aux élèves par l’apprentissage actif plutôt que par la mémorisation et d’améliorer l’intégration des approches statistiques et informatiques. À peu près au même moment, le Conseil de l’Ordre redessinait le cours de biologie de placement avancé avec les mêmes objectifs. Dans Principes de vie, nous avons utilisé notre expérience d’auteurs et d’éducateurs pour mettre en œuvre ces recommandations dans une nouvelle approche de l’enseignement de la biologie introductive. Le rapport sur la vision et le changement (2011) a identifié cinq « concepts de base pour la littératie biologique » qui devraient être intégrés tout au long du programme d’études. Ces concepts de base sont centrés autour des thèmes suivants: • évolution • relation entre structure et fonction
• flux, échange et stockage de l’information • voies et transformations de l’énergie et de la matière • systèmes biologiques Dans la Deuxième édition de Principles of Life, nous avons travaillé pour que ces cinq concepts de base soient soulignés et renforcés tout au long du texte, des problèmes, des liens avec les médias et d’autres activités. Pour aider les étudiants à établir des ponts entre les différentes parties du cours et les domaines de connaissances, nous avons fourni des liens tout au long du livre. En utilisant ces liens, les étudiants peuvent voir, par exemple, que les informations qu’ils apprennent sur la biologie moléculaire ou cellulaire sont liées à des sujets liés à l’évolution, à la diversité, à la physiologie et à l’écologie. En plus de mettre l’accent sur les concepts de base, le rapport sur la vision et le changement a soutenu que les étudiants doivent cultiver certaines compétences de base pour devenir des scientifiques performants. Les étudiants devraient pouvoir :: * appliquer le processus de la science * utiliser le raisonnement quantitatif * utiliser la modélisation et la simulation • puiser dans la nature interdisciplinaire de la science • communiquer et collaborer avec d’autres disciplines • comprendre la relation entre la science et la société Les étudiants sont encouragés à mettre en pratique ces compétences de base tout au long de la Deuxième édition de Principes de vie. Chaque chapitre contient des exercices d’application du concept, qui donnent aux étudiants l’occasion de s’entraîner à travailler avec des données. Ces problèmes sont liés à notre sens des données: Une base statistique (Annexe B), qui aide les élèves à comprendre pourquoi et comment les biologistes tirent des conclusions à partir de données biologiques, et les aide ainsi à développer des compétences de raisonnement quantitatif. Nous avons également ajouté d’autres didacticiels et activités animés en ligne, qui offrent aux étudiants la possibilité d’utiliser des modules de modélisation et de simulation pour renforcer davantage leur compréhension des concepts. En participant à ces activités, les élèves apprennent également l’importance des concepts et des analyses biologiques pour aborder les problèmes et les défis sociétaux. The Principles of Life Story Avant le lancement de la Première édition de Principles of Life, des manuels d’introduction à la biologie pour les majors scientifiques présentaient des résumés encyclopédiques des connaissances biologiques. Nous croyons que les étudiants qui passent leur temps à mémoriser avec diligence une myriade de détails et une vaste terminologie conservent en fait moins de concepts qui sont à la base d’études ultérieures dans des cours avancés. Dans Principes de vie, nous adoptons l’approche inverse: nous favorisons la compréhension plutôt que la mémorisation. Les détails sont importants, mais aucun manuel de biologie moderne ne peut commencer à couvrir toutes les informations que les biologistes ont apprises à ce jour, et les étudiants ont aujourd’hui de nombreuses autres façons d’accéder aux détails selon leurs besoins. Pour nous aider à créer ce nouveau manuel de biologie, en 2009, nos éditeurs Sinauer Associates et W. H. Freeman ont réuni un conseil consultatif de 20 éducateurs et instructeurs de premier plan en biologie de toute l’Amérique du Nord. Au cours d’une réunion intensive des auteurs et du Conseil d’administration, des discussions dynamiques ont conduit à la solidification des concepts de base que nous estimons essentiels pour l’enseignement de la biologie d’introduction. Le livre a pris forme, et les membres du Conseil consultatif ont ensuite examiné les chapitres émergents et ont fourni des commentaires considérables à chaque étape du développement du livre. Le résultat a été un livre qui a présenté la structure logique de l’investigation scientifique, y compris les approches de modélisation en laboratoire, sur le terrain et par ordinateur. Principes de vie a aidé les élèves à appliquer les concepts qu’ils apprennent en leur offrant la possibilité d’analyser des données originales dans chaque chapitre. De cette manière et de bien d’autres, les Principes de la vie incorporaient des approches fondées sur l’enquête qui encouragent l’apprentissage actif. La Première édition de Principes de vie a été largement adoptée et bien accueillie. Les adoptants et les évaluateurs ont fait l’éloge de l’approche et nous ont encouragés à élargir l’effort pour inclure encore plus d’opportunités de résolution de problèmes pour les étudiants et plus d’exemples des expériences qui ont formé la base de notre compréhension. Pour la Deuxième édition, tous les chapitres ont fait l’objet d’un examen approfondi entre les éditions par des experts de chaque sous-discipline respective, et les chapitres ont été révisés en conséquence. Nous fournissons maintenant plus de références aux données et analyses originales afin que les étudiants et les instructeurs puissent facilement explorer les expériences originales plus en profondeur. De plus, nous avons élargi les possibilités pour les étudiants d’appliquer ce qu’ils ont appris en utilisant des données et des exemples réels, et nous avons mieux intégré et expliqué les concepts d’analyse statistique des données. Nous avons inclus des liens vers des vidéos en ligne (les clips des nouveaux médias) qui aident les étudiants à apprécier la pertinence de ce qu’ils ont appris et à profiter de l’excitation de la biologie. En quoi Les Principes de Vie Sont-Ils Différents? Chaque chapitre des Principes de la vie est organisé en une série de concepts importants pour la maîtrise de la biologie introductive. Nous avons soigneusement choisi ces concepts à la lumière des commentaires de nos collègues, du Conseil consultatif et des nombreux rapports examinant la biologie introductive. Les concepts sont élaborés, mais pas avec les détails détaillés que l’on trouve dans la plupart des textes d’introduction. Les principes de vie sont concentrés; il n’est pas destiné à être encyclopédique. Les élèves apprennent mieux les concepts lorsqu’ils les appliquent à des problèmes pratiques. Chaque chapitre de Principes de vie contient des exercices, appelés Appliquer le concept, qui présentent des données à analyser pour les étudiants. Chacun de ces exercices renforce un concept qui est au cœur de ce chapitre. Les étudiants en sciences doivent comprendre les méthodes de base pour la présentation et l’analyse des données, de sorte que beaucoup de ces problèmes interrogent les étudiants sur la signification statistique des résultats. Pour aider les étudiants à comprendre les problèmes de présentation et d’interprétation des données, nous avons fourni une brève introduction au raisonnement derrière les statistiques biologiques à l’annexe B.

Bien que cette annexe ne soit pas destinée à remplacer une introduction plus formelle aux statistiques, nous croyons que la pensée statistique est une compétence importante qui devrait être développée dans tous les cours d’introduction aux sciences. Nous avons gardé les problèmes et les exemples simples pour mettre l’accent sur les concepts d’analyse statistique plutôt que sur les détails d’un test statistique particulier. Certains des exercices d’Application du concept sont assez simples pour pouvoir être présentés, analysés et discutés en classe; d’autres sont mieux adaptés aux devoirs. Nos chiffres d’enquête permettent aux élèves de voir comment nous savons ce que nous savons. Ces chiffres présentent une Hypothèse, une Méthode, des Résultats et une Conclusion. La plupart de ces chiffres d’enquête comprennent maintenant une section intitulée Analyser les données, dans laquelle nous avons extrait un sous-ensemble de données de l’expérience publiée. Les étudiants sont invités à analyser ces données et à établir des liens entre observations, analyses, hypothèses et conclusions. Comme pour les problèmes d’application du concept, les élèves sont invités à appliquer des approches statistiques de base pour comprendre les résultats et tirer des conclusions.

Nous avons également fourni des références originales et de nombreuses ressources en ligne pour chaque chiffre d’enquête. Les ressources en ligne sont disponibles dans LaunchPad, la nouvelle plateforme en ligne de Principles of Life. Ces ressources comprennent des discussions élargies sur la recherche originale, des liens vers les publications originales, ainsi que des discussions et des liens pour toutes les enquêtes de suivi qui ont été publiées. Chaque chapitre commence par l’application d’un concept majeur — une histoire qui illustre et fournit une motivation pour comprendre le contenu du chapitre, et fournit un contexte social, médical, scientifique ou historique pour le matériel. Chacune de ces vignettes se termine par une question ouverte que les élèves peuvent garder à l’esprit lorsqu’ils lisent et étudient le reste du chapitre. Nous revenons à cette question d’ouverture à la fin du chapitre pour montrer comment les informations présentées tout au long du chapitre éclairent la question et aident à fournir une réponse. En réfléchissant à ces questions pendant qu’ils lisent et étudient, les étudiants peuvent commencer à penser comme des scientifiques. À la fin de chaque discussion conceptuelle, nous fournissons des points de contrôle conçus pour aider les étudiants à auto-évaluer leur compréhension du matériel. Ces points de contrôle couvrent les niveaux incrémentiels de la taxonomie des Domaines cognitifs de Bloom: connaissance factuelle, compréhension, application, analyse, synthèse et évaluation. Un autre élément important pour la réussite des élèves est le renforcement et l’application des concepts par le biais de Tutoriels Animés en ligne, d’activités et de clips multimédias. Chaque chapitre contient des codes d’accès instantanés (sous la forme à la fois d’une URL directe et d’une réponse rapide, ou d’un code QR, un code-barres que les étudiants peuvent scanner avec un smartphone ou une tablette) qui permettent aux étudiants d’accéder rapidement à ces ressources en ligne tout en lisant. Pour de nombreux concepts, les élèves peuvent effectuer leurs propres simulations, explorer un concept plus en profondeur et comprendre les concepts grâce à une découverte active. À l’aide des clips médiatiques, ils peuvent également regarder des vidéos qui aident à expliquer des concepts ou à initier les élèves aux merveilles de la diversité biologique. Les étudiants doivent en apprendre davantage sur certains des principaux outils de recherche utilisés en biologie, y compris les principales méthodes de laboratoire, de calcul et de terrain. Les chiffres de nos outils de recherche expliquent ces outils et fournissent un contexte pour la façon dont ils sont utilisés par les biologistes. Notre programme d’art pour les principes de la vie continue de s’appuyer sur notre succès de Life: The Science of Biology. Nous avons été les pionniers de l’utilisation de légendes de ballons pour aider les élèves à comprendre et à interpréter les processus biologiques illustrés dans les figures sans faire plusieurs allers-retours entre une figure, sa légende et le texte. Ces guides aident les élèves à relier les points critiques des figures aux concepts développés dans le texte. Médias et suppléments La Deuxième édition de Principes de vie présente une collection élargie de ressources en ligne pour soutenir et renforcer le matériel couvert dans le manuel. Dans un effort pour relier plus étroitement le livre imprimé aux ressources en ligne, vous trouverez des références avec des codes QR (instant access) et des adresses Web directes pour tous les Clips de nouveaux médias, des Tutoriels Animés, des activités et des résumés interactifs tout au long du livre. Ceux—ci permettent aux étudiants de se connecter instantanément à ces ressources à partir de n’importe quel appareil — ordinateur, smartphone ou tablette – tout en lisant le livre. La nouvelle plate-forme en ligne LaunchPad intègre toutes les ressources pour les étudiants, les ressources pour les instructeurs, l’eBook complet et tous les outils d’évaluation au sein d’une interface simplifiée qui regroupe le contenu essentiel en unités d’apprentissage facilement assignables. LaunchPad propose une gamme d’outils d’évaluation, notamment le nouveau moteur de quiz adaptatif LearningCurve et des quiz sommatifs prédéfinis pour chaque chapitre. Pour soutenir la préparation des cours, les sessions en classe et les programmes d’évaluation, un large éventail de ressources pour les instructeurs est disponible, y compris plusieurs versions de toutes les figures des manuels, une multitude de ressources PowerPoint, plusieurs banques de questions d’évaluation, une grande collection de vidéos et des exercices d’apprentissage actif en classe. Pour une liste complète de tous les supports et suppléments disponibles pour Principes de Vie, veuillez vous référer à « Supports et Suppléments pour accompagner Principes de Vie » suivant cette Préface. De plus, veuillez vous référer à la couverture intérieure pour une liste complète des ressources médiatiques pour étudiants mentionnées dans le texte. Contributions spéciales De nombreuses personnes ont contribué à la création de la Deuxième édition de Principes de vie (voir ci-dessous). Cependant, deux personnes méritent une mention spéciale pour leurs contributions. Susan D. Hill a fait un travail magistral en écrivant le chapitre 38 sur le développement animal. Nickolas Waser a beaucoup travaillé avec Mary Price sur la section Écologie (Partie 7), et a été intimement impliqué dans les discussions sur la planification et l’exécution du livre. Beaucoup de gens à remercier En plus des nombreux biologistes énumérés à la page suivante qui ont fourni des examens officiels, chacun d’entre nous a énormément bénéficié de contacts personnels avec des collègues qui nous ont aidés à résoudre les problèmes et nous ont fait des suggestions critiques pour de nouveaux documents. Il s’agit de: Walter Arnold, Université de Médecine Vétérinaire (Vienne);
Harry Greene, Université Cornell; Will Petry, Université de Californie à Irvine; David Sleboda, Université Brown; Thomas Ruf, Université de Médecine Vétérinaire (Vienne); Andrew Zanella, The Claremont Colleges; Edward McCabe, Université du Colorado et la Fondation March of Dimes; et Frank Price, Utica College. Notre éditeur et éditeur, Andy Sinauer, a compris le besoin de changement dans les manuels d’introduction à la biologie et a contribué à faire de notre vision une réalité. Bill Purves, Gordon Orians et Craig Heller, nos co-auteurs des éditions antérieures de Life: The Science of Biology et / ou Principles of Life, ont joué un rôle déterminant dans l’articulation des concepts développés dans cette deuxième édition de Principles of Life, et de nombreux aspects de ce livre peuvent être retracés jusqu’à leurs contributions critiques.

Pour cette nouvelle édition, Sinauer Associates a réuni un duo talentueux, Laura Green et Danna Niedzwiecki, qui a coordonné l’équipe éditoriale et fait une grande partie de l’édition de développement. Annie Reid et Carol Pritchard-Martinez ont travaillé pour s’assurer que le niveau et la terminologie sont appropriés pour les étudiants de premier cycle débutants. Jane Murfett a également contribué à l’édition de développement. Laura et Danna ont travaillé en étroite collaboration avec une éditrice de premier ordre, Liz Pierson. Carol Wigg était la rédactrice en chef de principle production sur les éditions précédentes de Principles of Life et Life: La science de la biologie et sa marque perdure. Elizabeth Morales, notre artiste, a de nouveau travaillé avec chacun de nous pour créer un art au trait efficace et magnifique. Elle a également révisé de nombreux chiffres pour les rendre plus efficaces pour les personnes atteintes de formes courantes de daltonisme. David McIntyre a de nouveau relevé le défi de trouver de nouvelles photographies encore meilleures. La designer Joan Gemme a apporté un nouveau regard au livre et a fait un excellent travail d’assemblage de tous les éléments du livre en pages claires et attrayantes. Chris Small a coordonné la production et imposé ses normes rigoureuses pour maintenir la cohérence de la myriade de composants. Johannah Walkowicz a organisé et commandé les nombreuses revues académiques d’experts. Jason Dirks a coordonné l’équipe qui a créé la vaste gamme de médias et de suppléments en ligne. Dean Scudder, Directeur des ventes et du marketing, et Azelie Fortier, éditrice des acquisitions en biologie, ont participé à toutes les étapes du développement du livre.

Chez W. H. Freeman, nous continuons de bénéficier de l’apport à long terme de l’éditeur de biologie Susan Winslow. John Britch, Directeur du marketing, en collaboration avec les Spécialistes régionaux, les Directeurs des Ventes régionaux et l’équipe de développement du marché, a coordonné toutes les étapes pour informer la force de vente qualifiée de Freeman de l’histoire de notre livre. Nous tenons également à remercier le groupe Freeman media pour son expertise dans la production de LaunchPad. David M. Hillis David Sadava Richard W. Hill Mary C. Prix