Principles of Life Second Edition PDF Download

Przedmowa do książki

od czasu opublikowania pierwszego wydania Principles of Life, wzrost badań w zakresie edukacji biologicznej i dostępność zasobów dla nauczycieli nadal wzbudza emocje wśród społeczności nauczycielskiej. Wraz z ukazaniem się pierwszej edycji, American Association for the Advancement of Science (wspierane przez National Science Foundation) opublikowało Vision and Change in Undergraduate Biology Education: A Call To Action. W raporcie zatwierdzono podstawowe koncepcje nauczania i podstawowe kompetencje oraz promowano aktywne zaangażowanie uczniów w działania związane z rozwiązywaniem problemów. Kiedy opublikowano pierwsze wydanie Principles of Life, zaproponowano radykalnie nowe podejście do nauczania biologii wprowadzającej, które jest zgodne z celami przedstawionymi w raporcie Vision and Change report (patrz poniżej). Zasady życia kładzie nacisk na opanowanie głównych pojęć w biologii poprzez aktywne uczenie się, rozwiązywanie problemów w realistycznych scenariuszach i zrozumienie, a nie zapamiętywanie. Teraz inni autorzy podręczników zaczynają podążać za nami. Jesteśmy dumni, że zasady życia pomogły wprowadzić tę zmianę w sposobie nauczania biologii i zamierzamy nadal rozwijać naszą książkę jako wiodący pojazd dla tego nowego podejścia do edukacji biologicznej. Prowadząc zmiany w edukacji licencjackiej Biologii stoimy na ważnym rozdrożu w edukacji biologii, a wiele ostatnich wysiłków zbiegło się, aby stworzyć szansę na trwałą zmianę w sposobie, w jaki instruktorzy uczą biologii wprowadzającej. Słuszność naszego podejścia do zasad życia potwierdzają liczne raporty i opracowania publikowane przez agencje edukacyjne i krajowe grupy analityczne od przełomu tysiącleci. W szczególności dwa główne raporty zachęciły do tej zmiany: raport o wizji i zmianach wspomniany powyżej oraz BIO2010: Transforming Undergraduate Education for Future Research Biologists, sponsorowany przez National Institutes of Health i Howard Hughes Medical Institute. Raporty te zalecały skupienie się na podstawowych pojęciach i kompetencjach, nauczanie studentów poprzez aktywne uczenie się, a nie zapamiętywanie, oraz poprawę integracji podejść statystycznych i obliczeniowych. Mniej więcej w tym samym czasie rada uczelni przeprojektowywała kurs biologii zaawansowanej z tymi samymi celami. W Principles of Life wykorzystaliśmy nasze doświadczenie jako autorów i pedagogów do wdrożenia tych zaleceń w nowym podejściu do nauczania biologii wprowadzającej. W raporcie Vision and Change report (2011) zidentyfikowano pięć „podstawowych pojęć dotyczących umiejętności biologicznych”, które powinny być zintegrowane w całym programie nauczania. Te podstawowe pojęcia koncentrują się wokół tematów: • ewolucja • związek między strukturą a funkcją
• przepływ informacji, wymiana i przechowywanie • ścieżki i przemiany energii i materii • systemy biologiczne w drugim wydaniu zasad życia pracowaliśmy nad tym, aby te pięć podstawowych pojęć zostało podkreślonych i wzmocnionych w całym tekście, problemach, powiązaniach z mediami i innych działaniach. Aby pomóc uczniom w budowaniu mostów między różnymi częściami kursu i obszarami wiedzy, udostępniliśmy linki w całej książce. Korzystając z tych linków, uczniowie mogą zobaczyć, na przykład, że informacje, których się uczą na temat biologii molekularnej lub komórkowej, są związane z tematami dotyczącymi ewolucji, różnorodności, fizjologii i ekologii. Oprócz nakłaniania do skupienia się na podstawowych koncepcjach, raport Vision and Change argumentował, że studenci muszą rozwijać pewne podstawowe kompetencje, aby odnieść sukces jako naukowcy. Uczniowie powinni być w stanie: * zastosuj proces nauki * użyj wnioskowania ilościowego • użyj modelowania i symulacji • wykorzystaj interdyscyplinarny charakter nauki • komunikuj się i współpracuj z innymi dyscyplinami • zrozum relację między nauką a społeczeństwem studenci są zachęcani do praktykowania tych podstawowych kompetencji w drugiej edycji Principles of Life. Każdy rozdział zawiera ćwiczenia koncepcyjne, które dają uczniom możliwość ćwiczenia pracy z danymi. Te problemy wiążą się z naszym rozumieniem danych: Elementarz Statystyczny (Dodatek B), który pomaga uczniom zrozumieć, dlaczego i w jaki sposób biolodzy wyciągają wnioski z danych biologicznych, a tym samym pomaga im rozwinąć umiejętności wnioskowania ilościowego. Dodaliśmy również więcej animowanych samouczków i ćwiczeń online, które obejmują możliwości wykorzystania modułów modelowania i symulacji w celu dalszego wzmocnienia ich zrozumienia pojęć. Angażując się w te działania, uczniowie dowiadują się również o znaczeniu pojęć i analiz biologicznych dla rozwiązywania problemów społecznych i wyzwań. Zasady historii życia przed premierą pierwszego wydania zasad życia, wstępne podręczniki biologii dla kierunków ścisłych przedstawiały encyklopedyczne streszczenia wiedzy biologicznej. Wierzymy, że studenci, którzy poświęcają swój czas pilnie na zapamiętywanie niezliczonych szczegółów i ogromnej terminologii, zachowują mniej pojęć, które są podstawą do dalszej nauki na zaawansowanych kursach. W zasadach życia przyjmujemy odwrotne podejście: promujemy zrozumienie zamiast zapamiętywania. Szczegóły są ważne, ale żaden nowoczesny podręcznik biologii nie może zacząć obejmować wszystkich informacji, których biolodzy nauczyli się do tej pory, a dzisiejsi uczniowie mają wiele innych sposobów dostępu do szczegółów, gdy ich potrzebują. Aby pomóc nam stworzyć ten nowy rodzaj podręcznika do biologii, w 2009 roku nasi wydawcy Sinauer Associates i W. H. Freeman zgromadzili Radę Doradczą złożoną z 20 wiodących nauczycieli i instruktorów biologii wprowadzającej z Całej Ameryki Północnej. Podczas intensywnego spotkania autorów i Rady, dynamiczne dyskusje doprowadziły do ugruntowania podstawowych pojęć, które uważamy za niezbędne do nauczania biologii wprowadzającej. Książka nabrała kształtu, a członkowie Rady Doradczej następnie przejrzeli pojawiające się rozdziały i dostarczyli istotnych informacji zwrotnych na każdym etapie rozwoju książki. Rezultatem była książka, która pokazała logiczną strukturę badań naukowych, w tym podejścia do modelowania laboratoryjnego, terenowego i komputerowego. Zasady życia pomogły uczniom zastosować pojęcia, których się uczą, zapewniając im możliwość analizy oryginalnych danych w każdym rozdziale. Na ten i wiele innych sposobów zasady życia obejmowały podejścia oparte na zapytaniach, które zachęcają do aktywnego uczenia się. Pierwsze wydanie zasad życia zostało szeroko przyjęte i dobrze przyjęte. Adopterzy i recenzenci chwalili to podejście i zachęcali nas do rozszerzenia wysiłków, aby uwzględnić jeszcze więcej możliwości rozwiązywania problemów dla uczniów i więcej przykładów eksperymentów, które stały się podstawą naszego zrozumienia. W przypadku drugiej edycji wszystkie rozdziały zostały poddane szczegółowej przeglądowi między edycjami przez ekspertów z każdej z poszczególnych subdyscyplin, a rozdziały zostały odpowiednio zmienione. Teraz zapewniamy więcej odniesień do oryginalnych danych i analiz, dzięki czemu uczniowie i instruktorzy mogą łatwo eksplorować oryginalne eksperymenty w większej głębi. Ponadto rozszerzyliśmy możliwości dla studentów, aby zastosować to, czego się nauczyli, korzystając z rzeczywistych danych i przykładów, a także lepiej zintegrowaliśmy i wyjaśniliśmy pojęcia analizy statystycznej danych. Zamieściliśmy linki do filmów online (nowe klipy multimedialne), które pomagają uczniom docenić znaczenie tego, czego się nauczyli i cieszyć się ekscytacją biologią. Czym różnią się zasady życia? Każdy rozdział zasad życia jest zorganizowany w serię pojęć, które są ważne dla opanowania biologii wprowadzającej. Starannie wybraliśmy te koncepcje w świetle opinii naszych kolegów, Rady Doradczej i licznych raportów analizujących biologię wprowadzającą. Koncepcje są opracowywane, ale nie z obszernymi szczegółami znajdującymi się w większości tekstów wprowadzających. Zasady życia są skupione, nie ma być encyklopedyczne. Uczniowie uczą się pojęć najlepiej, gdy stosują je do praktycznych problemów. Każdy rozdział zasad życia zawiera ćwiczenia, o nazwie Zastosuj koncepcję, które prezentują dane dla uczniów do analizy. Każde z tych ćwiczeń wzmacnia koncepcję, która jest kluczowa dla tego rozdziału. Studenci nauk ścisłych muszą zrozumieć podstawowe metody prezentacji i analizy danych, dlatego wiele z tych problemów pyta studentów o znaczenie statystyczne wyników. Aby pomóc uczniom zrozumieć problemy związane z prezentacją i interpretacją danych, przedstawiliśmy krótkie wprowadzenie do rozumowania stojącego za statystyką biologiczną w załączniku B.

chociaż ten dodatek nie ma na celu zastąpienia bardziej formalnego wprowadzenia do statystyki, uważamy, że myślenie statystyczne jest ważną umiejętnością, która powinna być rozwijana we wszystkich wprowadzających kursach naukowych. Utrzymaliśmy problemy i przykłady proste, aby podkreślić pojęcia analizy statystycznej, a nie szczegóły konkretnego testu statystycznego. Niektóre z ćwiczeń Apply the Concept są na tyle proste, że można je prezentować, analizować i omawiać w klasie; inne lepiej nadają się do zadań domowych. Nasze wyniki badań pozwalają uczniom zobaczyć, skąd wiemy to, co wiemy. Liczby te przedstawiają hipotezę, metodę, wyniki i wnioski. Większość z tych danych dochodzeniowych zawiera teraz sekcję zatytułowaną analizuj dane, w której wyodrębniliśmy podzbiór danych z opublikowanego eksperymentu. Uczniowie są proszeni o analizę tych danych i nawiązywanie powiązań między obserwacjami, analizami, hipotezami i wnioskami. Podobnie jak w przypadku zastosowania problemów koncepcyjnych, uczniowie proszeni są o zastosowanie podstawowych podejść statystycznych, aby zrozumieć wyniki i wyciągnąć wnioski.

dostarczyliśmy również oryginalne referencje i obszerne zasoby online dla każdej liczby dochodzeń. Zasoby online są dostępne w LaunchPad, nowej platformie internetowej Principles of Life. Zasoby te obejmują rozszerzone dyskusje na temat oryginalnych badań, linki do oryginalnych publikacji oraz dyskusje i linki do wszelkich dalszych badań, które zostały opublikowane. Każdy rozdział zaczyna się od zastosowania głównej koncepcji-historii, która ilustruje i stanowi motywację do zrozumienia treści rozdziału oraz zapewnia kontekst społeczny, Medyczny, naukowy lub historyczny dla materiału. Każda z tych winiet kończy się pytaniem otwartym, o którym uczniowie mogą pamiętać, czytając i studiując resztę rozdziału. Wracamy do tego pytania otwierającego pod koniec rozdziału, aby pokazać, w jaki sposób informacje przedstawione w całym rozdziale oświetlają pytanie i pomagają udzielić odpowiedzi. Rozważając te pytania podczas czytania i studiowania, uczniowie mogą zacząć myśleć jak naukowcy. Pod koniec każdej dyskusji koncepcyjnej zapewniamy punkty kontrolne zaprojektowane, aby pomóc uczniom w samoocenie ich zrozumienia materiału. Te punkty kontrolne obejmują przyrostowe poziomy taksonomii domen poznawczych Blooma: wiedzę rzeczową, zrozumienie, zastosowanie, analizę, syntezę i ocenę. Innym ważnym elementem sukcesu uczniów jest wzmocnienie i zastosowanie koncepcji poprzez animowane samouczki online, działania i klipy multimedialne. Każdy rozdział zawiera natychmiastowe kody dostępu (zarówno w postaci bezpośredniego adresu URL, jak i szybkiej odpowiedzi, lub QR, kod, kod kreskowy, który uczniowie mogą skanować za pomocą smartfona lub tabletu), które umożliwiają uczniom szybki dostęp do tych zasobów online podczas czytania. W przypadku wielu koncepcji uczniowie mogą przeprowadzać własne symulacje, zgłębiać koncepcję głębiej i rozumieć koncepcje poprzez aktywne odkrywanie. Korzystając z klipów multimedialnych, mogą również oglądać filmy, które pomagają wyjaśnić pojęcia lub przedstawić uczniom cuda różnorodności biologicznej. Studenci muszą dowiedzieć się o niektórych głównych narzędzi badawczych, które są używane w biologii, w tym głównych metod laboratoryjnych, obliczeniowych i terenowych. Nasze liczby narzędzi badawczych wyjaśniają te narzędzia i dostarczają kontekstu dla tego, w jaki sposób są one wykorzystywane przez biologów. Nasz program artystyczny dla zasad życia nadal opiera się na naszym sukcesie z życia: nauka o biologii. Byliśmy pionierami w stosowaniu napisów balonowych, aby pomóc uczniom zrozumieć i zinterpretować procesy biologiczne przedstawione na rysunkach bez wielokrotnego przechodzenia między figurą, jej legendą i tekstem. Te przewodniki pomagają uczniom połączyć krytyczne punkty liczb z pojęciami opracowanymi w tekście. Media i suplementy drugie wydanie zasad życia zawiera rozszerzony zbiór zasobów internetowych wspomagających i wzmacniających materiał zawarty w podręczniku. W celu ściślejszego powiązania drukowanej książki z zasobami online znajdziesz odniesienia z kodami natychmiastowego dostępu (QR) i bezpośrednimi adresami internetowymi dla wszystkich nowych klipów multimedialnych, animowanych samouczków, działań i interaktywnych podsumowań w całej książce. Umożliwiają one uczniom natychmiastowe połączenie się z tymi Zasobami z dowolnego urządzenia—komputera, smartfona lub tabletu-podczas czytania książki. Nowa platforma LaunchPad online integruje wszystkie zasoby studentów, zasoby instruktorów, kompletny e-book i wszystkie narzędzia do oceny w usprawnionym interfejsie, który grupuje istotne treści w łatwe do przypisania jednostki edukacyjne. LaunchPad zawiera szereg narzędzi do oceny, w tym nowy adaptacyjny silnik quizów LearningCurve i predefiniowane quizy podsumowujące dla każdego rozdziału. Aby wesprzeć przygotowanie do kursu, sesje w klasie i programy oceny, dostępna jest szeroka gama materiałów instruktorskich, w tym wiele wersji wszystkich podręczników, bogactwo zasobów programu PowerPoint, wiele banków pytań oceniających, duża kolekcja filmów i ćwiczenia aktywnego uczenia się w klasie. Aby uzyskać pełną listę wszystkich mediów i suplementów dostępnych dla zasad życia, zapoznaj się z „Media i suplementy towarzyszące zasadom życia” po tym wstępie. Zapoznaj się również z wewnętrzną okładką, aby uzyskać pełną listę zasobów multimedialnych dla studentów, o których mowa w tekście. Specjalny wkład Wiele osób przyczyniło się do stworzenia drugiej edycji zasad życia (patrz poniżej). Jednak dwie osoby zasługują na szczególne wyróżnienie za swój wkład. Susan D. Hill wykonała mistrzowską pracę, pisząc rozdział 38 o rozwoju zwierząt. Nickolas Waser intensywnie pracował z Mary Price nad sekcją ekologii (Część 7), a poza tym był ściśle zaangażowany w dyskusje na temat planowania i wykonania książki. Wiele osób do podziękowania oprócz wielu biologów wymienionych na następnej stronie, którzy dostarczyli formalne recenzje, każdy z nas skorzystał ogromnie z osobistych kontaktów z kolegami, którzy pomogli nam rozwiązać problemy i przedstawili krytyczne sugestie dotyczące nowego materiału. Są to: Walter Arnold, University of Veterinary Medicine (Wiedeń);
Harry Greene, Cornell University; Will Petry, University of California, Irvine; David Sleboda, Brown University; Thomas Ruf, University of Veterinary Medicine (Wiedeń); Andrew Zanella, The Claremont Colleges; Edward McCabe, University of Colorado i Fundacja March of Dimes; oraz Frank Price, Utica College. Nasz redaktor i wydawca, Andy Sinauer, zaakceptował potrzebę zmian w podręcznikach do biologii wprowadzającej i pomógł urzeczywistnić naszą wizję. Bill Purves, Gordon Orians i Craig Heller, nasi współautorzy we wcześniejszych wydaniach Life: The Science of Biology i / lub Principles of Life, odegrali kluczową rolę w wyrażaniu pojęć opracowanych w tym drugim wydaniu Principles of Life, a wiele aspektów tej książki można prześledzić do ich krytycznego wkładu.

do nowego wydania Sinauer Associates zgromadził utalentowany Duet, Laurę Green i Dannę Niedzwiecki, którzy koordynowali zespół redakcyjny i wykonywali wiele prac rozwojowych. Annie Reid i Carol Pritchard-Martinez pracowali nad tym, aby poziom i terminologia były odpowiednie dla początkujących studentów. Jane Murfett przyczyniła się również do edycji rozwojowej. Laura i Danna ściśle współpracowały z najwyższej klasy kopiarką, Liz Pierson. Carol Wigg była główną redaktorką poprzednich edycji Principles of Life I Life: Nauka Biologii i jej znak trwa. Elizabeth Morales, nasza artystka, ponownie pracowała z każdym z nas, aby stworzyć efektowną i piękną sztukę linii. Ona również poprawiła wiele danych, aby uczynić je bardziej skuteczne dla osób z powszechnymi formami ślepoty kolorów. David McIntyre ponownie stanął przed wyzwaniem znalezienia nowych, jeszcze lepszych zdjęć. Projektant Joan Gemme wniósł świeży wygląd do książki i wykonał świetną robotę, łącząc wszystkie elementy Książki w Przejrzyste i atrakcyjne strony. Chris Small skoordynował produkcję i nałożył swoje rygorystyczne standardy na utrzymanie niezliczonej ilości komponentów. Johann Walkowicz zorganizował i zlecił przeprowadzenie wielu eksperckich przeglądów naukowych. Jason Dirks koordynował zespół, który stworzył szeroką gamę mediów online i suplementów. Dean Scudder, Dyrektor ds. sprzedaży i marketingu oraz Azelie Fortier, redaktor ds. akwizycji biologicznych, uczestniczyli w każdym etapie opracowywania książki.

w W. H. Freeman nadal korzystamy z długofalowego wkładu wydawcy Biologii Susan Winslow. John Britch, Dyrektor Marketingu, we współpracy z regionalnymi specjalistami, regionalnymi menedżerami sprzedaży i zespołem rozwoju rynku, koordynował wszystkie etapy informowania wykwalifikowanych pracowników sprzedaży Freemana o historii naszej książki. Chcielibyśmy również podziękować Freeman media group za ich doświadczenie w produkcji LaunchPad. David M. Hillis David Sadava Richard W. Hill Mary V. Cena