Tema naturligt urval

Inom detta tema finns två uppgifter som efterfrågar orsaken till popula-tionsförändringar. Båda har getts på såväl för- som eftertest. Elevernas svar sammanfattas och diskuteras.

Flervalsuppgift om orsak till populationsförändringar

Vilket av följande alternativ förklarar bäst förändringar hos en population med tiden?

1 Vissa individer är bättre på att föröka sig än andra.

2 Vissa individer svälter ihjäl, medan andra överlever genom att flytta till nya områden.

3 Organ och strukturer som behövs utvecklas. 4 Individer kan anpassa sig för att överleva.

Välj det påstående som passar bäst med vad du anser!

Figur 7.9, 7.10 och 7.11 visar hur eleverna i de tre experimenten väljer svarsalternativ på för- respektive eftertest. Majoriteten av eleverna i alla tre experimenten väljer på förtestet svarsalternativet 'anpassa' (alternativ 4), men på eftertestet är det betydligt färre som gör detta. I exp1 skiljer sig för-delningen av elevernas val mellan för- och eftertest signifikant¹⁹ åt. Resul-taten i de två andra experimenten gör inte det. Det finns inga signifikanta²⁰ skillnader i val av svarsalternativ mellan könen.

19 Chi2-test; 2*4 tabell; p<<0,001***

20 Chi2-test; 2*3 tabell; p(förtest)=0,920; 2*2 tabell; p(eftertest)=0,894 Exp1 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 4 8 12 16 20 24 28 32 Reprod* (Alt 1) Flytta (Alt 2) Behov (Alt 3) Anpassa (Alt 4) Antal elevsva r förtest eftertest

Figur 7.9. Antalet svar fördelade över de olika alternati-ven på för- respektive eftertest för exp1 (ett blankt svar på förtestet)(n=41)

I undervisningen togs det evolutionära begreppet anpassa upp, där indivi-duell anpassning inte ingår.

Reproduktionsalternativet (alternativ 1) är det mest korrekta, men även det om flyttning (alternativ 2) kan vara evolutionärt rimligt. Men som framgår är det långt ifrån alla elever som direkt förknippar reproduktionsframgång med evolutionära populationsförändringar. På förtestet väljer endast en elev i exp1 detta alternativ och på eftertestet totalt 21 elever. Andelen elever som väljer något av alternativen 'reproduktion' och 'flytta' i eftertestet är ungefär två tredjedelar av eleverna i exp1och ungefär hälften i exp2 och exp3.

Exp2 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 2 4 6 8 10 12 Reprod* (Alt 1) Flytta (Alt 2) Behov (Alt 3) Anpassa (Alt 4) Antal elevsva r förtest eftertest

Figur 7.10. Antalet svar fördelade över de olika alterna-tiven på för- respektive eftertest för exp2 (n=20)

Exp3 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 2 4 6 8 10 12 Reprod* (Alt 1) Flytta (Alt 2) Behov (Alt 3) Anpassa (Alt 4) Antal elevsva r förtest eftertest

Figur 7.11. Antalet svar fördelade över de olika alterna-tiven på för- respektive eftertest för exp3 (n=18)

Likert-uppgift om orsak till populationsförändringar

Simhud utvecklades hos de tidiga änderna eller deras förfäder på grund av att: vissa änder anpassade sig till

sin akvatiska miljö

1 2 3 4 5 vissa änder dog eller fick mindre avkomma

Varför valde du detta svarsalternativ?

Figur 7.12, 7.13 och 7.14 visas fördelningen av elevernas val på Likertska-lan.

Exp1 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 2 4 6 8 10 12 14 16 Anpassa Reprod An tal elev er förtest eftertest

Figur 7.12. Fördelningen av elevernas val på Likert-skalan för exp1 på för- och eftertest (n=41)

Exp2 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 2 4 6 8 Anpassa Reprod An tal elev er förtest eftertest

Figur 7.13. Fördelningen av elevernas val på Likert-skalan för exp2 på för- och eftertest (n=20)

Fördelningen av elevernas val skiljer sig signifikant²¹ åt på förtestet mellan exp1 och exp3. Inga andra jämförelser vare sig på förtestet eller på eftertes-tet var signifikanta. Fördelningen skiljer sig dock åt mellan för- och efter-test i alla tre experimenten²². Det finns inga signifikanta²³ skillnader mellan könen. Även på denna uppgift visar det sig att eleverna klart väljer mot på-ståendet 'anpassa' innan undervisningen. Påpå-ståendet 'anpassa' är även på denna uppgift formulerat på ett sätt som inte överensstämmer med den evo-lutionära innebörden. Till skillnad från förra uppgiften besvarar eleverna i alla tre experimenten denna uppgift signifikant mer vetenskapligt på efter-testet. Den något annorlunda formuleringen av reproduktionspåståendet som också innefattar överlevnadskomponenten tycks medföra att eleverna väljer detta påstående mer frekvent än reproduktionsalternativet i flervals-uppgiften. Observera att dessa båda uppgifter inte kom i direkt anslutning till varandra på något av testen.

Elevernas motiveringar till valet av alternativ på Likertskalan kategoriseras oberoende av detta val. I tabell 7.10 visas resultatet från denna kategorise-ring. Det är ingen signifikant²⁴ skillnad mellan elevernas motiveringar i de tre experimenten i fördelningen mellan alternativa och vetenskapliga idéer varför resultatet redovisas sammanlagt. Mellan för- och eftertest är det sig-nifikant²⁵ skillnad mellan fördelningarna över kategorierna som visas i ta-bell 7.10.

21 Chi2-test; 3*2 tabell; p=0,02*

22 Chi2-test; 2*3 tabell; pexp1<<0,001***; pexp2<<0,001***; pexp3= 0,02* 23 Chi2-test; 2*5 tabell; p(förtest)=0,669; 2*4 tabell; p(eftertest)=0,105

24 Chi2-test; 2*2 tabell; förtest p(exp1 vs exp2)=0,279; p(exp1 vs exp3)=0,668; p(exp2 vs exp3)=0,877; eftertest p(exp1 vs exp2)=0,588; p(exp1 vs exp3)=0,196; p(exp2 vs exp3)=0,083

25

Exp3 Uppgift "Orsak till populationsförändring"

0 2 4 6 8 Anpassa Reprod An tal elev er förtest eftertest

Figur 7.14. Fördelningen av elevernas val på Likert-skalan för exp3 på för- och eftertest (n=18)

Exempel på motiveringarna som kategoriseras till 'annat':

Elev 179: Ja de måste de ju ha gjort. Annars skulle de inte fått nån simhud. (Exp3; förtest; Likertskalan 1; rang 3)

Elev 187: Slumpmässig mutation är svaret. (Exp3; eftertest; Likertskalan 3; rang 4)

På förtestet motiverar ungefär hälften av eleverna sitt val med idéer om be-hov, tvång eller med ett allmänt utvecklingsresonemang. På eftertestet är antalet elever som ger denna typ av motiveringar betydligt lägre.

Elev 200: Jag anser att dom antagligen inte hade något val. Dom var helt enkelt

tvungna att utveckla simhud på grund av att annars skulle arten dö ut. (Exp3;

för-test; Likertskalan 2; rang 3)

Elev 11: Hela evolutionsteorin går ju ut på att varelserna anpassar sig till sin

livsmiljö och eftersom den ändras hela tiden så ändras individerna. (Exp1;

för-test; Likertskalan 1; rang 3)

Elev 120: Det är ju så att man utvecklar olika egenskaper för att kunna leva i den

miljö man är. Det tycks ju vara bäst att ha simhud när man lever i sjön om man ska jämför med några andra fåglar som är släkt med de och inte behöver någon simhud alls på grund av deras levnadssätt och den miljön de lever i. (Exp2;

efter-test; Likertskalan 1; rang 3)

På förtestet innehåller en fjärdedel av motiveringarna vetenskapliga idéer. Dessa ökar till drygt hälften av elevmotiveringarna på eftertestet.

Elev 2: De änder som simmar bättre får mer mat och kan leva ett smidigare liv.

Mindre mat bidrar till mindre avkomma, och i en del fall döden. Därför så blev allt större del av arten änder med simhud. (Exp1; förtest; Likertskalan 3; rang 8)

Elev 10: Summan av det hela blev visserligen att de är anpassade till sin

akvatis-ka miljö, men det får inte tolakvatis-kas som om de hade det som ett bestämt mål. De än-der som överlevde var de som klarade sig bäst i denna miljö, och de spred då sina gener vidare, emedan de som 'var dåligt anpassade' dog eller fick mindre avkom-ma. (Exp1; eftertest; Likertskalan 5; rang 8)

Andelen elever som använder begreppet 'anpassa' i sina motiveringar till Likert-uppgiften halverades nästan mellan för- och eftertest. På förtestet använde ingen elev begreppet korrekt och även på eftertestet är många formuleringar felaktiga eller tveksamma. Eftersom så pass få elever

använ-Tabell 7.10. Antal elevmotiveringar i de olika kategorierna till Likert-uppgiften om orsak till populationsförändring (n=79)

Motiveringskategori Förtest Eftertest

Vetenskapliga idéer; 3-5 komponenter 7 29 Vetenskapliga idéer; 2 komponenter 13 17 Utveckling, evolution, anpassning, allmänt 27 10

Behov, tvång 12 3

Annat 13 9

de termen på eftertestet är det svårt att veta hur elevernas förståelse av be-greppet har utvecklats.

Sammanfattning och diskussion

Båda uppgifterna ovan visar på ett tydligt sätt att eleverna innan undervis-ningen förknippar termen 'anpassa' med evolution. Men de ser anpassning som den process som styr evolutionen och inte som resultat efter naturligt urval. Detta finner Brumby (1981) hos sina universitetsstudenter och De-adman och Kelly (1978) hos 11 – 14 år gamla elever. Även Bishop och Anderson (1990) finner att de flesta studenterna i deras undersökning har en förförståelse av evolutionen som en process där arten anpassar sig till miljön genom gradvisa förändringar hos alla individer. Halldén (1988) fin-ner att eleverna använder anpassa som ett övergripande begrepp och skiljer inte mellan individers och arters anpassning. Det stämmer med resultatet i denna studie. Många elever resonerar dessutom om anpassning i behovs-termer. Samma sak fann Baalmann et al. (1998).

'Anpassa' har i många studier visat sig vara ett evolutionärt besvärligt be-grepp (t.ex. Jungwirth, 1975; Brumby, 1981; Engel Clough & Wood-Robinson, 1985a; Bishop & Anderson, 1990) och så även i denna studie. Många elever använder begreppet felaktigt eller tveksamt även efter under-visningen. Dessutom använder färre elever termen i eftertestet vilket skulle kunna bero på osäkerhet i användningen av begreppet. Även Jensen och Finley (1995) finner att deras universitetsstudenter har svårigheter med be-greppet anpassa även efter undervisning. Sinclair et al. (1997) finner att nästan hälften av deras collegestudenter använder idén om individuell an-passning både i för- och eftertest. Förståelsen underlättas ju inte av att ter-men anpassa används både i vardagsspråk och inom biologin med olika innebörder.