De evolutie van de mens

De evolutie van de mens
Interactief opstellen van een tijdslijn door leerlingen
Dr. Ignace Nerinck
praktijklector SLO Natuurwetenschappen optie Biologie, K.U.Leuven
Ir. Orily Depraetere
student ALO Biologie, 2007-2009, K.U.Leuven
Dr. Ilya Lebeau
student SLO Natuurwetenschappen optie Biologie, 2008-2009, K.U.Leuven
Nascholing Vliebergh-Senciecentrum (VSC)
Evolutietheorie: verwovenheden en uitdagingen
19-21 augustus 2009
Werkwinkel 2: Evolutie en de ontwikkeling van het formele denken: ‘Actieve
werkvormen voor in de klas over tijdsbesef en natuurlijke selectie’
1. Doelstelling
Evolutie, met daarbij speciale aandacht voor de evolutie van de mens, is een lesonderdeel dat in
bijna alle laatste jaren van het secundair onderwijs, zowel ASO als TSO, verplichte leerstof is.
Wegens de omvangrijke en vaak gecomplexeerde leerinhouden, mondt een les over de evolutie
van de mens vaak uit in een opsomming van kenmerken van de verschillende hominiden doorheen
de tijd. Leerlingen beschouwen dit als feitjes die ze van buiten leren voor het examen om daarna
weeral snel te vergeten.
Het is echter mogelijk om deze les op een interactieve manier te geven, waarbij de leerlingen zelf
nadenken over het ontstaan van de huidige mens. In deze handleiding stellen we een les voor die
gebruikt kan worden in de vakken Biologie en Natuurwetenschappen en waarbij de leerlingen in
groepjes samenwerken om zelf de tijdslijn van de evolutie van de mens op te stellen.
Het is niet de bedoeling dat de leerlingen een ingewikkelde stamboom reconstrueren. Daarom
werd er bewust voor gekozen om slechts enkele hominiden en hun kenmerken in de tijdslijn op te
nemen: bonobo/chimpansee, Sahelanthropus tchadensis (Toumaï), Australopithecus afarensis
(Lucy), Homo habilis, Homo ergaster, Homo erectus, Homo neanderthalensis en Homo sapiens.
Naargelang de groep leerlingen is het ook mogelijk om een beperktere tijdslijn te laten opstellen
of kan de leerkracht zelf aanvullingen maken van andere hominiden.
Het opstellen van de tijdslijn bestrijkt één lesuur. Een tweede lesuur kan gebruikt worden om
dieper in te gaan op de verschillende kenmerken van de hominiden, aan een grondigere
vergelijking van mens en aap, aan de bespreking van andere hominiden en aan de Out of Africa
modellen over de verspreiding van de huidige mens.
2. Noodzakelijk materiaal
Stevige draad of fijne kabel
Om de tijdslijn te kunnen opstellen is het nodig dat er in het leslokaal een stevige draad of fijne
kabel wordt gespannen. Deze draad blijft permanent aanwezig en kan doorheen het jaar ook
gebruikt worden voor andere toepassingen (ophangen van formules, verschilende stammen van
het dierenrijk, artikels uit kranten en tijdschrjften, ...). De volledige lengte van de draad stelt 8
miljoen jaar voor. In een eerste opdracht (zie verder) moet een groep leerlingen de namen van de
hominiden en de data waarop deze voorkomen aan de draad bevestigen. Hiervoor dienen ze dus
uit te rekenen hoeveel ruimte elke hominid inneemt op de draad. Elke leerkracht rekent dus best
op voorhand reeds de juiste afstanden uit.
Gekleurde wasspelden, meetlint, rekenmachine
Deze dienen om de tijdszone af te bakenen per hominide op de draad (vb. de periode van 2
miljoen tot 250000 jaar geleden bij Homo erectus). Wij raden aan om indien mogelijk voor lke
hominide een andere kleur te gebruiken of af te wisselen met de kleuren, aangezien er
overlapperiodes zijn.
Dubbele krokodil-fotoclips
De kaartjes met de kenmerken kunnen verticaal onder elkaar worden opgehangen door gebruik te
maken van dit type fotoclips die te verkrijgen zijn bij .....
Stevig papier of licht karton (wit, groen, geel en blauw)
We suggereren om de verschillende kenmerken (zie bijlage achteraan deze handleiding) af te
drukken op stevig papier of licht karton, deze te knippen op de voorziene lijn en eventueel te
plastificeren/lamineren zodat het materiaal verschillende jaren kan herbruikt worden.
We hebben de verschillende kenmerken opgedeeld in 4 thema’s en deze elk een kleur gegeven.
Op deze manier is het geheel overzichtelijker.
Achtergrond Thema
wit
naam & datum
Kenmerken
naam & datum
groen
hoofd
schedelafbeelding
gebit
schedelinhoud
voeding
geel
lichaam
skelet & lichaam
lengte & gewicht
blauw
gedrag
levenswijze & omgeving
communicatie
werktuigen
kunst & vuur
.
Opdrachten en invulblaadjes voor de leerlingen
Zie verder bij 3. Praktische uitvoeiring en Bijlage 4.
3. Praktische uitvoering
De leerlingen worden in 4 groepen verdeeld. Elke groep werkt individueel aan een opdracht. Als ze
hiermee klaar zijn, volgt nog een tweede opdracht.
1e opdracht
Groep 1: De leerkracht deelt de kaarten uit waarop de namen en de data staan. De groep beschikt
ook over de gekleurde wasknijpers, een meetlint en een rekenmachine. De leerlingen rekenen uit
waar ze juist de de kaarten en wasknijpers op het touw moeten aanbrengen en hangen deze op.
Groep 2: De leerlingen krijgen de kaarten met een schedelafbeelding.
Stap 1: De leerkracht duidt aan welke schedel van de mensaap (bonobo/chimpansee) is en welke
van de huidige mens (Homo sapiens). De leerlingen proberen in onderling overleg kenmerken aan
te duiden waarin de schedel anatomisch verschilt (zie invulblad leerlingen).
Stap 2: De leerlingen schrijven de verschillen die ze gevonden hebben in twee kolommen op het
bord. Op het einde van de les (of eventueel tijdens de volgende les indien er onvoldoende tijd is),
stellen de leerlingen van de groep hun bevindingen voor aan de rest van de klas. De afbeeldingen
van de schedels kunnen dan geprojecteerd worden via powerpoint zodat de hele klas hier goed
zicht op heeft. Hiaten worden aangevuld door de leerkracht.
Stap 3: Op basis van de informatie uit stap 2 bepalen de leerlingen de volgorde van evolutie van de
andere schedels en plaatsen deze op de tijdslijn. De leerkracht corrigeert waar nodig.
Groep 3: De leerlingen krijgen de kaarten met een afbeelding/info over het gebit.
Stap 1: De leerkracht duidt aan welke gebit van de mensaap (bonobo/chimpansee) is en welke van
de huidige mens (Homo sapiens). De leerlingen proberen in onderling overleg kenmerken aan te
duiden waarin de gebitten anatomisch verschillen (zie invulblad leerlingen).
Stap 2: De leerlingen schrijven de verschillen die ze gevonden hebben in twee kolommen op het
bord. Op het einde van de les (of eventueel tijdens de volgende les indien er onvoldoende tijd is),
stellen de leerlingen van de groep hun bevindingen voor aan de rest van de klas. De afbeeldingen
van de gebitten kunnen dan geprojecteerd worden via powerpoint zodat de hele klas hier goed
zicht op heeft. Hiaten worden aangevuld door de leerkracht.
Stap 3: Op basis van de informatie uit stap 2 plaatsen de leerlingen de informatie over de gebitten
op de tijdslijn. Op sommige kaartjes (ook in de volgende opdrachten) staat een vraagteken. Dit
betekent dat er geen specifieke informatie voorhanden is over dit onderwerp. Volledigheidshalve
worden ook deze kaartjes op de tijdslijn geplaatst. De leerkracht corrigeert waar nodig.
Groep 4: De leerlingen krijgen de kaarten met een afbeelding/info over het skelet/lichaam.
Stap 1: De leerkracht duidt aan welk skelet/bekken/lichaam van de mensaap
(bonobo/chimpansee) is en welke van de huidige mens (Homo sapiens). De leerlingen proberen in
onderling overleg kenmerken aan te duiden waarin deze anatomisch verschillen (zie invulblad
leerlingen).
Stap 2: De leerlingen schrijven de verschillen die ze gevonden hebben in twee kolommen op het
bord. Op het einde van de les (of eventueel tijdens de volgende les indien er onvoldoende tijd is),
stellen de leerlingen van de groep hun bevindingen voor aan de rest van de klas. De afbeeldingen
van de skeletten/lichamen kunnen dan geprojecteerd worden via powerpoint zodat de hele klas
hier goed zicht op heeft. Hiaten worden aangevuld door de leerkracht.
Stap 3: Op basis van de informatie uit stap 2 plaatsen de leerlingen de informatie over het lichaam
op de tijdslijn. Volledigheidshalve worden ook de kaartjes met een vraagteken op de tijdslijn
geplaatst. De leerkracht corrigeert waar nodig.
2e opdracht
Groep 1: De leerlingen krijgen de kaarten met schedelinhoud, de kaarten herbivoor/omnivoor en
een begeleidende vragenlijst (zie bijlage). Indien het lokaal over een computer met
internetverbinding beschikt, kunnen de leerlingen de antwoorden op de vragen opzoeken.
-Rangschik de schedelinhouden en plaats deze op de tijdslijn.
-Wat zijn de verschillen tussen een herbivoor, een carnivoor en een omnivoor?
-Homo habilis begon meer vlees te eten dan de vorige hominiden. Waarom is het eten van
vlees nuttig?
-Wat zijn de mogelijke gevolgen van het eten van vlees voor de ontwikkeling van de mens?
-Wat zouden mogelijke verklaringen kunnen zijn voor het feit dat de herseninhoud bij
Homo sapiens kleiner is dan bij Homo neanderthalensis?
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les klassikaal voorgesteld zoals bij de
voorgaande opdrachten.
Groep 2: De leerlingen krijgen de kaarten met lengte en gewicht en de begeleidende vragenlijst.
Indien het lokaal over een computer met internetverbinding beschikt, kunnen de leerlingen de
antwoorden op de vragen opzoeken.
-Plaats de kaarten met lengte en gewicht in de juiste volgorde op de tijdslijn.
-Lucy (Australopithecus afarensis) wordt beschouwd als de eerste mensachtige die rechtop
liep. Aan welke kenmerken (schedel, skelet, ...) heeft men dit kunnen afleiden? Overleg
eventueel met de leerlingen van groep 4 die een opdracht hadden over het skelet.
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les klassikaal voorgesteld zoals bij de
voorgaande opdrachten.
Groep 3: De kaarten over levenswijze en omgeving worden uitgedeeld, tesamen met de
begeleidende vragenlijst.
-Plaats de kaarten over levenswijze en omgeving in de juiste volgorde op de tijdslijn.
-In vergelijking met andere dieren en minder geëvolueerde mensachtigen, werden de
baby’s van Homo erectus minder zelfstandig geboren en hadden meer zorg nodig. Dit
kwam omdat de zwangerschapsduur korter werd. Welke twee fysieke kenmerken liggen
volgens jullie aan de basis van deze zwangerschapsduurverkorting? Tip: kijk naar de andere
kenmerken die de andere groepen al aan de tijdslijn hebben toegevoegd.
-Om de opvang van de afhankelijke baby’s te kunnen waarborgen was er een sociaal
opvangnet nodig. Waaruit kan je afleiden dat Homo erectus een sociaal leven in groep
leidde? Kijk ook eens op de tijdslijn naar de laatste kenmerken die groep 4 er aan zullen
toevoegen of overleg met de leerlingen van deze groep.
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les klassikaal voorgesteld zoals bij de
voorgaande opdrachten.
Groep 4: De tijdslijn wordt aangevuld met de laatste kaarten.
Stap 1: De leerlingen maken een lijst op van gedragsmatige verschillen tussen apen en mensen (zie
invulblad leerlingen). Op het einde van de les (of eventueel tijdens de volgende les indien er
onvoldoende tijd is), stellen de leerlingen van de groep hun bevindingen voor aan de rest van de
klas.
Stap 2: De kaarten (‘communicatie’, ‘werktuigen’ en ‘kunst & vuur’) in de juiste volgorde en bij de
juiste mensachtige plaatsen (hierbij zal wat hulp van de leerkracht onontbeerlijk zijn om gokwerk
te vermijden).
4. Bijlagen
Bijlage 1 : Tijdslijn die door de leerlingen dient opgesteld te worden. We suggeren om deze af te
drukken en uit te delen aan de leerlingen zodat deze als houvast kan dienen om de leerstof in te
studeren.
Bijlage 2 : Afbeeldingen van schedels, gebitten en skeletten. Deze worden tesamen met de tijdslijn
na het beëindigen van de les uitgedeeld aan de leerlingen als studiemateriaal.
Bijlage 3 : Oplossingen van de verschillende opdrachten. Elke leerkracht kan zelf kiezen of hij dit
document in zijn geheel uitdeelt aan de leerlingen of dat de leerlingen op basis van de
presentaties van hun medeleerlingen zelf nota’s nemen.
Bijlage 4 : Opdrachten voor de leerlingen ingedeeld per groep. Er wordt één invul/opdrachtenblad
per groep uitgedeeld.
Bijlage 5 : Kaartjes met kenmerken die op de tijdslijn dienen te worden geplaatst.
Achtergrond Thema
wit
naam & datum
Kenmerken
naam & datum
groen
hoofd
schedelafbeelding
gebit
schedelinhoud
voeding
geel
lichaam
skelet & lichaam
lengte & gewicht
blauw
gedrag
levenswijze & omgeving
communicatie
werktuigen
kunst & vuur
.
afsplitsing
bonobo en
chimpansee
7-5 miljoen j.
Afb.schedel T
Afb.gebit
14.45
Afb.skelet T
320-380
cc
Toumaï
7-6 miljoen
j.
14.40
Homo habilis
2,5-1,5 miljoen j.
Afb. T
kleinere
hoektanden,
punten
afgesleten,
geen
diastema
aanhechtingsplaats
nekspieren=
bewijs
rechtoplopend?
320-380
Lucy 3,7-3
miljoen j.
cc
14.45
Oppervlakte
kiezen groot,
krachtige
kauwfunctie,
hoek- en
snijtanden
Afb. T +
-knie-gewricht,
bekken en handen
(bewijs rechtoplopend)
-grote hoek
tussen grote teen
en as van de voet
400 cc
Afb. T+14.48
Kiezen=men
s-elijke
knobbels
- fragmentaire
vondsten van
beenderen van
ledematen
(bewijs rechtoplopend) precisiegreep
(duim kan
tegenover
andere vingers
geplaatst
worden)
ontstond ->
gebruikt om te
grijpen
-beweeglijke
duim en lange
vingers
800 cc
Homo ergaster
2-1,5 miljoen j.
14.50
Afb. T
Kleinere
tanden
cc
cc
Homo sapiens
120000 j.
Afb. T
?
- dijbeen (bewijs
rechtoplopend)
- door
rechtoplopen:
bekken kantelde
en bekkenopening
werd smaller
900-1200
Homo neanderthalensis
200000 j.
Afb. T
?
Skelet
aangepast
aan
rechtoplopen
850-950
Homo erectus
2 miljoen-250000 j.
14.45
?
1600 cc
Afb. T
1400 cc
vooral
herbivoor
bonobo: 1m, 40 kg
chimpansee: 1m30,
40-50 kg
Bos- en
waterrijk gebied
gebruikt
werktuigen
geen echt
gesproken
taal
?
vooral
herbivoor
?
Bos- en
waterrijk
gebied
?
?
?
vooral
herbivoor
omnivoor
omnivoor
Rechtoplopend!
1m10, 25-50 kg
1m30, 40
kg
1m60 –
1m 70
Grassteppe
met struiken
?
?
?
omnivoor
1m80-1m85,
70 kg
?
zelfvervaardigde
keischerven, kap en schraapstenen
(eerder primitief)
zelfvervaardigde
messen en
vuistbijlen (echt
maatwerk)
afgewerkte
werktuigen
?
?
?
?
Jager
vuur
1m60
in grotten, aangepast
aan koud en bar
klimaat door sterke
fysiek (erg gespierd)
aaseter
communicatievermogen
stijgt: rudimentaire
gearticuleerde taal
omnivoor
?
communicatie via
uitgebreide
gesproken taal
-kledij uit dierenhuiden
vervaardigd
- dodencultus: begroef
doden+grafgiften
- sociaal ingesteld:
zorggedrag voor zwakkere
soortgenoten~ziekenzorg
omnivoor
1m60-1m80,
65-80 kg
Jagerzwerver
- landbouwer
speren, benen en
rendiergewei
bewerkt tot
naalden
ontwikkeling abstract,
conceptueel denken,
eerste met symbolisch
taalgebruik
- jacht: grotkunst 14.53 ,
gritten in beenderen,
boetseren met klei
-vruchtbaarheidscultus:
vrouwenbeeldjes
beeldhouwen
-sieraden: zeeschelpen
hangertjes, kralen uit
steen en been
- rituele begraving
doden
GROEP 1
1e opdracht
Op deze kaartjes staan de namen van verschillende mensachtigen en de periode waarin deze
voorkwamen. De kabel die in de klas hangt is .... m lang. Reken uit waar de kaartjes precies op
deze ‘tijdslijn’ moeten hangen en markeer de uitersten van een periode met gekleurde
wasknijpers.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------GROEP 2
1e opdracht
Jullie krijgen een aantal kaartjes waar afbeeldingen van schedels staan. Kijk eerst eens naar een
schedel van een mensaap en naar die van de huidige mens (Homo sapiens). Zoek naar
anatomische verschillen tussen de schedels en vul de onderstaande kolommen in.
DE SCHEDEL
MENSAPEN
MENS
Vervolgens noteer je je bevindingen in twee kolommen op het bord. Op het einde van de les of
tijdens de volgende les stellen jullie je bevindingen voor aan de rest van de klasgroep. De
afbeeldingen van de schedels zullen dan geprojecteerd worden.
Op basis van de vergelijkende informatie over de schedels die jullie bekomen hebben, bepalen
jullie de volgorde van evolutie van de andere schedels en plaatsen deze op de tijdslijn.
GROEP 3
1e opdracht
Jullie krijgen een aantal kaartjes waar afbeeldingen en/of inforamtie over gebitten op staan. Kijk
eerst eens naar een gebit van een mensaap en naar dat van de huidige mens (Homo sapiens). Zoek
naar anatomische verschillen tussen de gebitten en vul de onderstaande kolommen in.
HET GEBIT
MENSAPEN
MENS
Vervolgens noteer je je bevindingen in twee kolommen op het bord. Op het einde van de les of
tijdens de volgende les stellen jullie je bevindingen voor aan de rest van de klasgroep. De
afbeeldingen van de gebitten zullen dan geprojecteerd worden.
Op basis van de vergelijkende informatie over de gebitten die jullie bekomen hebben, bepalen
jullie de volgorde van de andere kaartjes met informatie over gebitten en plaatsen deze op de
tijdslijn.
GROEP 4
1e opdracht
Jullie krijgen een aantal kaartjes waar afbeeldingen of informatie over het skelet en het lichaam op
staan. Kijk eerst eens naar het skelet/informatie van een mensaap en naar dat van de huidige
mens (Homo sapiens). Zoek naar anatomische verschillen en vul de onderstaande kolommen in.
HET LICHAAM
MENSAPEN
MENS
Vervolgens noteer je je bevindingen in twee kolommen op het bord. Op het einde van de les of
tijdens de volgende les stellen jullie je bevindingen voor aan de rest van de klasgroep. De
afbeeldingen en informatie over het lichaam zullen dan geprojecteerd worden.
Op basis van de vergelijkende informatie die jullie bekomen hebben, bepalen jullie de volgorde
van evolutie van de rest van de informatie over het lichaam en plaatsen deze op de tijdslijn.
GROEP 1
2e opdracht
Jullie krijgen kaartjes met informatie over de schedelinhoud en de voedingswijze van de
verschillende mensachtigen.
-Rangschik de schedelinhouden en plaats deze op de tijdslijn.
-Wat zijn de verschillen tussen een herbivoor, een carnivoor en een omnivoor?
-Homo habilis begon meer vlees te eten dan de vorige hominiden. Waarom is het eten van vlees
nuttig?
-Wat zijn de mogelijke gevolgen van het eten van vlees voor de ontwikkeling van de mens?
-Wat zouden mogelijke verklaringen kunnen zijn voor het feit dat de herseninhoud bij Homo
sapiens kleiner is dan bij Homo neanderthalensis?
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les of tijdens de volgende les klassikaal
voorgesteld.
GROEP 2
2e opdracht
Jullie krijgen kaartjes met informatie over de lengte en het gewicht.
-Plaats de kaarten met lengte en gewicht in de juiste volgorde op de tijdslijn.
-Lucy (Australopithecus afarensis) wordt beschouwd als de eerste mensachtige die rechtop liep.
Aan welke kenmerken (schedel, skelet, ...) heeft men dit kunnen afleiden? Overleg eventueel met
de leerlingen van groep 4 die een opdracht hadden over het skelet.
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les of tijdens de volgende les klassikaal
voorgesteld.
GROEP 3
2e opdracht
Jullie krijgen kaartjes over de levenswijze en omgeving van voorkomen van verschillende
mensachtigen.
-Plaats de kaarten over levenswijze en omgeving in de juiste volgorde op de tijdslijn.
-In vergelijking met andere dieren en minder geëvolueerde mensachtigen, werden de baby’s van
Homo erectus minder zelfstandig geboren en hadden meer zorg nodig. Dit kwam omdat de
zwangerschapsduur korter werd. Welke twee fysieke kenmerken liggen volgens jullie aan de basis
van deze zwangerschapsduurverkorting? Tip: kijk naar de andere kenmerken die de andere
groepen al aan de tijdslijn hebben toegevoegd.
-Om de opvang van de afhankelijke baby’s te kunnen waarborgen was er een sociaal opvangnet
nodig. Waaruit kan je afleiden dat Homo erectus een sociaal leven in groep leidde? Kijk ook eens
op de tijdslijn naar de laatste kenmerken die groep 4 er aan zullen toevoegen of overleg met de
leerlingen van deze groep.
De antwoorden op de vragen worden op het einde van de les klassikaal voorgesteld zoals bij de
voorgaande opdrachten.
GROEP 4
2e opdracht
Jullie krijgen de laatste kaartjes (‘communicatie’, ‘werktuigen’ en ‘kunst & vuur’) om de tijdslijn te
vervolledigen.
Hoe verschillen mensapen en apen van elkaar op het gebied van gedrag?
-Welke verschillen zijn er op het gebied van het gebruik van werktuigen, voedingswijze en taal?
-Door welk gedrag worden wij getypeerd als mensen en niet als mensapen? Met andere woorden,
wat doen/kunnen wij wat mensapen niet doen/kunnen?
Vul de onderstaande tabel aan met jullie bevindingen.
GEDRAGSMATIGE VERSCHILLEN
MENSAPEN
MENS
Vervolgens noteer je je bevindingen in twee kolommen op het bord. Op het einde van de les of
tijdens de volgende les stellen jullie je bevindingen voor aan de rest van de klasgroep.
Plaats vervolgens de resterende kaartjes in de juiste volgorde en bij de juiste mensachtige op de
tijdslijn. Als je de juiste volgorde hebt bepaald, vraag dan even raad aan de leerkracht om ze bij de
juiste mensachtige te plaatsen om gokken te vermijden.