Principles of Life Second Edition pdf Download

Bokförord

sedan den första upplagan av Principles of Life publicerades fortsätter ökningen av biologiutbildningsforskning och tillgången till resurser för lärare att skapa spänning bland undervisningsgemenskapen. Precis som den första upplagan dök upp, publicerade American Association for the Advancement of Science (med stöd av National Science Foundation) Vision och förändring i grundutbildningen Biology Education: A Call to Action. Denna rapport godkände undervisning av kärnkoncept och kärnkompetenser och främjade aktivt deltagande av studenter i problemlösningsaktiviteter. När den första upplagan av Principles of Life publicerades erbjöd den ett radikalt nytt tillvägagångssätt för undervisning i introduktionsbiologi som överensstämmer med de mål som lagts fram i Vision and Change report (se nedan). Livets principer betonar att behärska stora begrepp inom biologi genom aktivt lärande, problemlösning i realistiska scenarier och förståelse snarare än memorering. Nu börjar andra lärobokförfattare följa vår ledning. Vi är stolta över att principer i livet har bidragit till att inleda denna förändring i hur biologi kurser undervisas, och vi har för avsikt att fortsätta att utveckla vår bok som den ledande fordonet för denna nya strategi för biologi utbildning. Ledande förändringen i grundutbildningen biologi utbildning vi står vid ett viktigt vägskäl i biologi utbildning, och många nya ansträngningar har konvergerat för att producera en möjlighet för varaktig förändring i det sätt som instruktörer undervisar inledande biologi. Giltigheten av vårt tillvägagångssätt i livets principer stöds av många rapporter och studier publicerade av utbildningsbyråer och nationella studiegrupper sedan millennieskiftet. I synnerhet har två stora rapporter uppmuntrat denna förändring: Vision and Change report som nämns ovan och BIO2010: Transforming grundutbildning för framtida Forskningsbiologer, sponsrad av National Institutes of Health och Howard Hughes Medical Institute. Dessa rapporter rekommenderade att fokusera på kärnkoncept och kompetenser, undervisa studenter genom aktivt lärande snarare än memorering och förbättra integrationen av statistiska och beräkningsmetoder. Vid ungefär samma tid, College Board omforma Avancerad placering biologi kurs med samma mål. I Principles of Life har vi använt vår erfarenhet som författare och lärare för att genomföra dessa rekommendationer i ett nytt tillvägagångssätt för undervisning i introduktionsbiologi. Vision and Change report (2011) identifierade fem ”kärnkoncept för biologisk läskunnighet” som bör integreras i hela läroplanen. Dessa kärnkoncept centrerar kring teman • * evolution • förhållandet mellan struktur och funktion
• informationsflöde, utbyte och lagring • vägar och transformationer av energi och materia • biologiska system i den andra upplagan av livets principer har vi arbetat för att säkerställa att dessa fem kärnkoncept betonas och förstärks genom texten, problemen, medielänkarna och andra aktiviteter. För att hjälpa eleverna att bygga broar mellan olika delar av kursen och kunskapsområden har vi tillhandahållit länkar i hela boken. Med hjälp av dessa länkar kan eleverna till exempel se att information de lär sig om molekylär eller cellbiologi är kopplad till ämnen inom evolution, mångfald, fysiologi och ekologi. Förutom att uppmana fokus på kärnkoncept hävdade Vision and Change-rapporten att eleverna måste odla vissa kärnkompetenser för att bli framgångsrika forskare. Eleverna ska kunna: * tillämpa vetenskapsprocessen * använd kvantitativ resonemang * använd modellering och simulering • utnyttja vetenskapens tvärvetenskapliga karaktär • kommunicera och samarbeta med andra discipliner • förstå förhållandet mellan vetenskap och samhälle studenter uppmuntras att öva dessa kärnkompetenser under den andra upplagan av Principles of Life. Varje kapitel innehåller tillämpa konceptet övningar, som ger eleverna möjlighet att öva på att arbeta med data. Dessa problem hänger ihop med vår känsla av Data: En statistik Primer (Bilaga B), som hjälper eleverna att förstå varför och hur biologer dra slutsatser från biologiska data, och därmed hjälper dem att utveckla kvantitativa resonemang färdigheter. Vi har också lagt till fler animerade handledning och aktiviteter online, som inkluderar möjligheter för studenter att använda modellerings-och simuleringsmoduler för att ytterligare stärka deras förståelse av begrepp. Genom att delta i dessa aktiviteter lär eleverna också om vikten av biologiska begrepp och analyser för att ta itu med samhällsfrågor och utmaningar. The Principles of Life Story före vår lansering av den första upplagan av Principles of Life, introduktionsbiologi läroböcker för vetenskap majors presenterade encyklopediska sammanfattningar av biologisk kunskap. Vi tror att studenter som tillbringar sin tid flitigt memorera otaliga detaljer och stora terminologi faktiskt behålla färre av de begrepp som är grunden för vidare studier i avancerade kurser. I livets principer tar vi motsatt tillvägagångssätt: vi främjar förståelse över memorering. Detaljer är viktiga, men ingen modern biologibok kan börja täcka all information som biologer har lärt sig hittills, och studenter har idag många andra sätt att komma åt detaljerna när de behöver dem. För att hjälpa oss att skapa denna nya typ av biologi lärobok, i 2009 våra förlag Sinauer Associates och WH Freeman samlade en rådgivande styrelse 20 ledande biologi lärare och instruktörer i inledande biologi från hela Nordamerika. Under ett intensivt möte med författarna och styrelsen ledde dynamiska diskussioner till stelningen av de kärnkoncept som vi anser är nödvändiga för att undervisa introduktionsbiologi. Boken tog form, och de rådgivande styrelseledamöterna granskade sedan de nya kapitlen och gav betydande feedback i varje steg i bokens utveckling. Resultatet var en bok som visade den logiska strukturen för vetenskaplig undersökning, inklusive lab -, fält-och datormodelleringsmetoder. Livets principer hjälpte eleverna att tillämpa de begrepp de lär sig genom att ge dem möjligheter att analysera originaldata i varje kapitel. På detta och många andra sätt införlivade livets principer undersökningsbaserade metoder som uppmuntrar aktivt lärande. Den första upplagan av livets principer var allmänt antagen och väl mottagen. Adoptörer och granskare berömde tillvägagångssättet och uppmuntrade oss att utöka ansträngningarna för att inkludera ännu fler problemlösningsmöjligheter för studenter och fler exempel på de experiment som har legat till grund för vår förståelse. För den andra upplagan, alla kapitel genomgick omfattande granskning mellan upplagan av experter inom respektive underdisciplin, och kapitlen reviderades i enlighet därmed. Vi ger nu fler referenser till originaldata och analyser så att studenter och instruktörer enkelt kan utforska de ursprungliga experimenten mer ingående. Dessutom har vi utökat möjligheter för studenter att tillämpa vad de har lärt sig genom att använda verkliga data och exempel, och har bättre integrerat och förklarat begreppen statistisk analys av data. Vi har inkluderat länkar till onlinevideor (de nya Medieklippen) som hjälper eleverna att uppskatta relevansen av vad de har lärt sig och njuta av biologins spänning. Hur är livets principer annorlunda? Varje kapitel i livets principer är organiserat i en serie begrepp som är viktiga för att behärska introduktionsbiologi. Vi har noggrant valt dessa begrepp mot bakgrund av feedback från våra kollegor, från Advisory Board och från de många rapporterna som undersöker introduktionsbiologi. Begrepp utarbetas, men inte med den omfattande detalj som finns i de flesta inledande texter. Livets principer är fokuserade; det är inte tänkt att vara encyklopedisk. Eleverna lär sig begrepp bäst när de tillämpar dem på praktiska problem. Varje kapitel i livets principer innehåller övningar, kallade tillämpa konceptet, som presenterar data för studenter att analysera. Var och en av dessa övningar förstärker ett koncept som är centralt för det kapitlet. Vetenskapsstudenter behöver förstå grundläggande metoder för datapresentation och analys, så många av dessa problem frågar eleverna om statistisk betydelse av resultaten. För att hjälpa eleverna att förstå problem i datapresentation och tolkning har vi gett en kort introduktion till resonemanget bakom biologisk statistik i bilaga B.

även om denna bilaga inte är avsedd att ersätta en mer formell introduktion till statistik, anser vi att statistiskt tänkande är en viktig färdighet som bör utvecklas i alla introduktionsvetenskapliga kurser. Vi har hållit problemen och exemplen enkla för att betona begreppen statistisk analys snarare än detaljerna i ett visst statistiskt test. Några av tillämpa konceptet övningar är enkla nog att de kan presenteras, analyseras och diskuteras i klassen; andra är bättre lämpade för hemuppgifter. Våra Undersökningssiffror låter eleverna se hur vi vet vad vi vet. Dessa siffror presenterar en hypotes, metod, resultat och slutsats. De flesta av dessa Undersökningssiffror innehåller nu ett avsnitt med titeln analysera Data, där vi har extraherat en delmängd data från det publicerade experimentet. Eleverna uppmanas att analysera dessa data och göra kopplingar mellan observationer, analyser, hypoteser och slutsatser. Som med tillämpa Konceptproblemen uppmanas eleverna att tillämpa grundläggande statistiska metoder för att förstå resultaten och dra slutsatser.

vi har också tillhandahållit ursprungliga referenser och omfattande online-resurser för varje Undersökningssiffra. Online-resurserna finns i LaunchPad, principer för livets nya onlineplattform. Dessa resurser inkluderar utökade diskussioner om den ursprungliga forskningen, länkar till originalpublikationerna och diskussioner och länkar för eventuella uppföljningsundersökningar som har publicerats. Varje kapitel börjar med en tillämpning av ett stort koncept—en berättelse som illustrerar och ger en motivation för att förstå kapitelns innehåll och ger ett socialt, medicinskt, vetenskapligt eller historiskt sammanhang för materialet. Var och en av dessa vinjetter slutar med en öppen fråga som eleverna kan tänka på när de läser och studerar resten av kapitlet. Vi återvänder till denna inledande fråga i slutet av kapitlet för att visa hur information som presenteras i hela kapitlet belyser frågan och hjälper till att ge ett svar. Genom att begrunda dessa frågor när de läser och studerar kan eleverna börja tänka som forskare. I slutet av varje konceptuell diskussion tillhandahåller vi kontrollpunkter som är utformade för att hjälpa eleverna att själv utvärdera sin förståelse av materialet. Dessa kontrollpunkter spänner över de inkrementella nivåerna av Blooms taxonomi av kognitiva domäner: faktisk kunskap, förståelse, tillämpning, analys, syntes och utvärdering. Ett annat viktigt element för studentens framgång är förstärkning och tillämpning av koncept genom animerade Tutorials, aktiviteter och medieklipp online. Varje kapitel innehåller omedelbara åtkomstkoder (i form av både en direkt URL och ett snabbt svar, eller QR, kod, en streckkod som eleverna kan skanna med en smartphone eller surfplatta) som gör att eleverna snabbt kan komma åt dessa online-resurser medan de läser. För många begrepp kan eleverna genomföra sina egna simuleringar, utforska ett koncept på djupet och förstå begrepp genom aktiv upptäckt. Med hjälp av Mediaklippen kan de också titta på videor som hjälper till att förklara begrepp eller introducera eleverna till underverk av biologisk mångfald. Eleverna behöver lära sig om några av de stora forskningsverktygen som används i biologi, inklusive stora laboratorie -, beräknings-och fältmetoder. Våra Forskningsverktygsfigurer förklarar dessa verktyg och ger ett sammanhang för hur de används av biologer. Vårt konstprogram för livets principer fortsätter att bygga på vår framgång från livet: biologins vetenskap. Vi var banbrytande i användningen av ballongtexter för att hjälpa eleverna att förstå och tolka de biologiska processer som illustreras i figurer utan att upprepade gånger gå fram och tillbaka mellan en figur, dess legend och texten. Dessa guider hjälper eleverna att ansluta kritiska punkter av figurer till de begrepp som utvecklas i texten. Media och kompletterar den andra upplagan av Principles of Life har en utökad samling av online-resurser för att stödja och förstärka det material som behandlas i läroboken. I ett försök att närmare länka den tryckta boken till online-resurser, hittar du referenser med omedelbar tillgång (QR) koder och direkta webbadresser för alla nya Media klipp, animerade Tutorials, aktiviteter och interaktiva sammanfattningar i hela boken. Dessa tillåter eleverna att länka direkt till dessa resurser från vilken enhet som helst-dator, smartphone eller surfplatta—medan de läser boken. Den nya LaunchPad online-plattformen integrerar alla studentresurser, instruktörsresurser, hela e-boken och alla bedömningsverktyg i ett strömlinjeformat gränssnitt som grupperar viktigt innehåll i lätt tilldelningsbara inlärningsenheter. LaunchPad har en rad bedömningsverktyg, inklusive den nya LearningCurve adaptive quizzing engine, och förbyggda summativa frågesporter för varje kapitel. För att stödja kursförberedelser, klassrumssessioner och bedömningsprogram finns det ett brett utbud av instruktörsresurser tillgängliga, inklusive flera versioner av alla lärobokssiffror, en mängd PowerPoint-resurser, flera banker med bedömningsfrågor, en stor samling videor och aktiva inlärningsövningar i klassen. För en fullständig lista över alla medier och tillägg som finns tillgängliga för livets principer, se ”Media och tillägg för att följa livets principer” efter detta förord. Se också på insidan av framsidan för en fullständig lista över de studentmedieresurser som hänvisas till i texten. Särskilda bidrag många bidrog till skapandet av den andra upplagan av livets principer (se nedan). Två personer förtjänar dock särskilt omnämnande för sina bidrag. Susan D. Hill gjorde ett mästerligt jobb med att skriva Kapitel 38 Om Djurutveckling. Nickolas Waser arbetade mycket med Mary Price på ekologi avsnitt (Del 7), och var annars intimt involverad i diskussioner om bokens planering och genomförande. Många människor att tacka förutom de många biologer som listas på Nästa sida som gav formella recensioner, var och en av oss gynnade enormt av personliga kontakter med kollegor som hjälpte oss att lösa problem och gjorde kritiska förslag på nytt material. De är: Walter Arnold, University of Veterinary Medicine (Wien);
Harry Greene, Cornell University; Will Petry, University of California, Irvine; David Sleboda, Brown University; Thomas Ruf, University of Veterinary Medicine (Wien); Andrew Zanella, Claremont Colleges; Edward McCabe, University of Colorado och March of Dimes Foundation; och Frank Price, Utica College. Vår redaktör och förläggare, Andy Sinauer, omfamnade behovet av förändring i introduktionsbiologiska läroböcker och har hjälpt till att göra vår vision till verklighet. Bill Purves, Gordon Orians och Craig Heller, våra medförfattare på tidigare utgåvor av Life: The Science of Biology and/or Principles of Life, var avgörande för att formulera de begrepp som utvecklats i denna andra utgåva av Principles of Life, och många aspekter av denna bok kan spåras tillbaka till deras kritiska bidrag.

för denna nya utgåva samlade Sinauer Associates en begåvad duo, Laura Green och Danna Niedzwiecki, som samordnade redaktionen och gjorde mycket av utvecklingsredigeringen. Annie Reid och Carol Pritchard-Martinez arbetade för att säkerställa att nivån och terminologin är lämpliga för att börja studenter. Jane Murfett bidrog också till utvecklingsredigering. Laura och Danna arbetade nära med en förstklassig copyeditor, Liz Pierson. Carol Wigg var principproduktionsredaktör på tidigare utgåvor av Principles of Life and Life: Vetenskapen om biologi och hennes märke varar. Elizabeth Morales, vår konstnär, arbetade igen med var och en av oss för att skapa effektiv och vacker linjekonst. Hon reviderade också många siffror för att göra dem mer effektiva för personer med vanliga former av färgblindhet. David McIntyre steg igen till utmaningen att hitta nya, ännu bättre fotografier. Designer Joan Gemme tog ett nytt utseende till boken och gjorde ett bra jobb med att montera alla bokens element i tydliga och attraktiva sidor. Chris Small samordnade produktionen och införde sina krävande standarder för att hålla de otaliga komponenterna konsekventa. Johannah Walkowicz organiserade och beställde de många akademiska expertrecensionerna. Jason Dirks samordnade teamet som skapade det stora utbudet av onlinemedier och kosttillskott. Dean Scudder, chef för försäljning och marknadsföring, och Azelie Fortier, Biology Acquisitions Editor, deltog i varje steg i bokens utveckling.

på WH Freeman fortsätter vi att dra nytta av den långsiktiga inmatningen av Biologiförlaget Susan Winslow. John Britch, marknadschef, i samarbete med regionala specialister, regionala försäljningschefer och Marknadsutvecklingsteamet, samordnade alla stadier för att informera Freemans skickliga säljkår om vår boks historia. Vi vill också tacka Freeman media group för deras expertis inom produktion av LaunchPad. David M. Hillis David Sadava Richard W. Hill Mary V. Pris