Utmaningar för undervisning och lärande inom evolution
NO-didaktisk forskning visar att många elever har svårigheter att utveckla en förståelse för evolutionens mekanismer. Vardagsföreställningar och alternativa uppfattningar är vanliga.
Den här artikeln presenterar resultat av forskning. Texten är framtagen vid ett universitet eller högskola på uppdrag av Skolverket.
Läs om hur vi sammanställer och sprider kunskap om resultat av forskning
Några av de vanligaste sådana föreställningarna rör begreppen naturligt urval och anpassning, samt hur variation uppstår i en population och vad som styr evolutionen. I det följande beskrivs några av dessa föreställningar lite närmre, baserat på en översiktsartikel av Ryan Gregory i tidskriften Evolution: Education and Outreach (1).
En vanlig vardagsföreställning är att evolutionen styrs av organismers behov. Tanken är då att eftersom en organism har vissa behov i en miljö så leder det till att den specifikt utvecklar egenskaper som är anpassade efter den aktuella miljön. Denna föreställning missar att variationen som uppkommer i en population genom mutationer är slumpmässig, och alltså inte styrd av vad som vore bra för organismen för tillfället eller i framtiden.
Att en organism är väl anpassad till sin miljö är ett resultat av naturligt urval över många generationer bland slumpmässiga variationer i egenskaper. De flesta mutationer hos avkomman leder i själva verket antingen till neutrala eller ogynnsamma variationer i egenskaper.
Slumpmässiga mutationer
En vardagsföreställning som är kopplad till den föregående är idén att individer själva kan välja att anpassa sig. Detta innebär att individer under sin livstid anpassar sig till sin miljö. Föreställningen är felaktig eftersom evolutionära anpassningar utmärks av att andelen individer i populationen som har en egenskap som är väl anpassad till miljön ökar för varje ny generation. Det är alltså populationen som helhet som gradvis anpassas mellan generationerna, och inte individerna under sin livstid.
Förändringar måste ge fördelar
Ett vanligt exempel på en tydlig anpassning till miljön är blinda fiskar som lever i grottor, som genom evolutionen har anpassats så att de inte längre utvecklar ögon. Detta kan kopplas till en annan vanlig alternativ uppfattning, nämligen att egenskaper kan försvinna genom att de inte används.
Detta stämmer inte med en vetenskaplig förståelse, eftersom det naturliga urvalet innebär att varianter som är förknippade med en högre reproduktion gynnas. För att en variant som saknar en egenskap, ögon i det här fallet, ska gynnas av det naturliga urvalet måste den nya förändringen ge någon sådan fördel. Utvecklingen av egenskapen att inte ha ögon skulle alltså kunna gynnas om det till exempel ledde till mindre känslighet för infektioner, men det beror inte på ifall egenskapen används eller inte.
Men egenskaper eller organ kan förändras eller förstöras om de inte används. Ögon till exempel är väldigt komplicerade organ. Hos fiskar som lever i mörker kan ansamling av mutationer leda till att de inte kommer att fungera. Detta eftersom det i mörkret inte finns något urval som tar bort dessa mutationer.
Evolutionen behandlas separat
Det står klart att evolutionen är ett svårt område för elever. Olika möjliga delförklaringar har presenterats. Till exempel påpekar Nehm och medarbetare (2) att läroböcker i biologi ofta behandlar evolutionen som en separat del, trots att den är fundamental för all biologi. I sin studie undersöker de hur tre vanliga amerikanska biologiläroböcker behandlar evolution.
Resultatet visar att begrepp relaterade till evolution behandlas i princip enbart i ett separat evolutionskapitel. Författarna menar att detta rimmar illa med evolutionens centrala betydelse för alla områden av biologi. De föreslår i stället att evolution ska vara den organisatoriska principen för hela biologiundervisningen.
Emotionella hinder för lärande
Thagard och Findlay (3) särskiljer kognitiva och emotionella hinder som försvårar elevers lärande av evolutionen. De kognitiva hindren är bland annat begreppsliga svårigheter som till exempel att evolution är svårt eftersom det beskriver en statistisk process över lång tid. Sådana hinder kan också handla om problem med att jämka samman kunskap om evolution med alternativa förklaringar som de är vana vid, till exempel religiösa förklaringar. De emotionella hindren baseras på att människor tenderar att ha lättare att acceptera sådant de vill ska vara sant, och vice versa.
Ett exempel på ett sådant emotionellt hinder kan vara tron på en god gud som gett människor en odödlig själ som lever vidare efter att personen har dött. Om det ställs mot en världsbild där mänskligheten kan framstå som ett obetydligt fenomen i ett likgiltigt universum, så kan detta försvåra accepterandet av evolutionsteorin. Författarna diskuterar olika möjliga strategier för att hantera de emotionella hindren för elevers lärande, främst i relation till religion.
Spontana tankemönster påverkar
Andra intressanta insikter kring vad som gör evolution så svårt sammanfattas i en artikel av Sinatra och medarbetare (4). Till exempel beskriver de utvecklingsmässiga hinder, såsom att barn tenderar att intuitivt anta att saker och ting finns av en anledning och att händelser är viljestyrda. En annan tendens är att dela in världen i typer, som definieras av en underliggande essens.
Detta gör det svårt att ta till sig att en typ, till exempel en djurart, kan omvandlas till en annan typ genom evolutionen. Även om dessa spontana tankemönster är mest utpräglade hos barn, så påverkar de ofta grundantaganden även hos vuxna. Författarna diskuterar vidare hur tidigare kunskaper gör det svårt att ta till sig något som inte stämmer med tidigare kunskap, samt emotionella och motivationsrelaterade faktorer.
Text: Gunnar Höst och Konrad Schönborn
Källor:
Fyra artiklar om undervisning om evolutionen
"Conceptual inventory" för naturligt urval
The tree of life web project
Charles Darwins samlade verk
Darwins samlade verk finns gratis tillgängliga elektroniskt.
Länk till annan webbplats.