学生在学习他们正在学习的东西时，往往学得最好。在科学世界中，这意味着参与科学实践。但是，在处理难以观察的主题时，这对教师来说可能是一个挑战 - 比如生物进化。解决方案?数字化进化 - 数字生物种群发展的计算机软件。

Avida是一种数字演化软件，由生物学家和工程师使用，其中数字生物复制，变异并与其他数字生物竞争其虚拟环境中的资源。据说Avida提供了一个真实的进化实例，而不是模拟。认识到Avida可能是一种强大的教育工具，研究人员开发了一种名为Avida-ED的教育版软件。

密歇根理工大学科学教育助理教授Amy Lark表示，Avida-ED是一个比Avida更加用户友好的计划，Avida是一个研究平台，用于进行和分析自我复制和不断发展的计算机程序的实验。Avida-ED允许学生在没有任何专业计算机科学知识的情况下进行观察和实验。密歇根州立大学(MSU)的Lark及其同事最近在美国生物学教师发表了一项全国性多案例研究的结果，详细介绍了Avida-ED课程如何在高中和大学课堂中使用。

Lark的合着者包括Avida-ED的开发人员和MSU的哲学教授Robert Pennock。盖尔里士满，密歇根州立大学教师教育教授; 路易斯梅德，MSU BEACON行动演变研究中心的教育主任; 和密歇根大学生物学教授吉姆史密斯。Lark还与密歇根州大急流城的生物老师Wendy Johnson共同撰写了一篇实践作品，描述了约翰逊如何在她的AP生物课上实施Avida-ED。这篇从业者作品是作为同一期美国生物学教师多案例研究的伴侣出版的。

从基础知识开始

教授进化的基础很困难。为了评估Avida-ED的有效性，以及它如何影响理解甚至接受进化，研究人员选择了11名教师在美国8个不同的机构教学，将Avida-ED课程应用到他们的课堂中。

学生们开始进行共同评估，以评估他们对进化科学原理的理解。然后，教师将提供有关Avida-ED的教程，以便学生了解如何使用该软件以及他们在计算机屏幕上看到的内容。

课程计划差异很大，但每位教师都会涵盖变异和随机性的概念。例如，为了应用这些概念，学生可以根据突变率预测复制后生物体的样子。在观察到个人层面发生的事情后，他们可以考虑在人口层面发生的事情。之后，他们可能会设计自己的实验。

掌握科学

在使用Avida-ED时，学生们接受了针对误解的结构化课程 - 例如，进化是完全随机的。该过程显示了随机变异和自然选择之间的差异。当学生设置实验时，他们可以观察到突变是随机的，但选择不是。

课程结束后，学生们在课程开始时采取了相同的共同评估。然后Lark和她的同事会比较得分的变化。在大多数情况下，内容分数增加，接受进化也是如此。

“我的兴趣在于有效地教授科学，”Lark说，解释说理解或学习某事并接受它并不是一回事。“有可能不接受进化，但要了解过程及其运作方式。也有人接受进化，但不知道它是如何运作的。无论从哪个角度来看，Avida-ED都是一个有效的工具。

“目标不是改变人们的思想，”Lark说。“我们的目标是帮助他们理解科学。”

Lark正在与密歇根理工大学的同事合作，开发一个类似于Avida-ED的程序，可用于气候科学教学。