分子進化: 種間変異が生じるしくみを中立説から理解するための実習教材  [in Japanese] Molecular Evolution: Teaching Material to Explain the Mechanism of Accumulating Molecular Variation among Species Based on the Neutral Theory in High School Biology  [in Japanese]

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Abstract

DNAの塩基配列もしくはタンパク質のアミノ酸配列のデータに基づいた系統樹(以下, 分子系統樹)に関する内容は多くの国々の中等および高等教育における生物教育において理解すべき内容と考えられている。先行研究では, 日本の高校生は分子系統樹を描く実習を実施しても, 実習の内容を理解できない生徒がいることが報告されている。その一因として, 通常の授業では, DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列に種間変異が生じるしくみを十分に理解できていないことが挙げられる。そこで本研究は, Westerling(2008)によって開発された分子進化に関する実習にいくつかの変更を加え, 日本の高校生に中立説に基づく分子系統樹作成方法の原理を理解させることを目的とした。高校生を対象に教材を用いた授業実践をし, 実習前後に質問紙調査を行うことでその教育効果を検討した。その結果, 実習後には中立説に基づく分子系統樹作成方法の原理に関する理解が促進されることが明らかとなった。また, この実習教材を, MEGA4を用いて分子系統樹を描く実習の前に導入することで, 分子系統樹を描く実習に伴う認知的困難を緩和させる可能性が示唆された。

Understanding the molecular phylogenetic tree is considered necessary for the biology curriculum of upper secondary school in many countries. Previous research revealed that Japanese high school students did not adequately understand the meanings of each computational operation in the activity of depicting the molecular phylogenetic tree (Yamanoi et al., 2012b). One possible reason for this is an inadequate understanding of the mechanism by which molecular variations among species arise. So, this research tries to help Japanese high school students understand the principles of the molecular phylogenetic tree by using an existing activity (Westerling, 2008) with some modifications. Classes using the modified teaching material for high school students were conducted. On the basis of pre- and posttest results and the descriptions by the students after classes, this material was considered useful in promoting the students' understanding of the principle of the molecular phylogenetic tree based on the neutral theory. Also, introducing this teaching material before the activity of depicting the molecular phylogenetic tree could help learners overcome most cognitive difficulties accompanying the computational operations.

Journal

  • Journal of Research in Science Education

    Journal of Research in Science Education 55(2), 231-240, 2014

    Society of Japan Science Teaching

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130004684636
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11406090
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    1345-2614
  • NDL Article ID
    025743757
  • NDL Call No.
    Z7-1282
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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