Μελέτη της Γλυκoπρωτεΐνης S του ιού Sars Cov 2: Μια Διερευνητική Παρέμβαση στη Διδασκαλία της Βιολογίας της Β’ Λυκείου με τη χρήση του Λογισμικού iCn3D

¨Έρευνα για την Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες και την Τεχνολογία, Τόμος 3, Αρ. 1 (2023)
PDF
Δημοσιευμένα: Dec 29, 2023
DOI: https://doi.org/10.12681/riste.34550
Λέξεις-κλειδιά:
βιολογία Β’ Λυκείου διδακτική παρέμβαση λογισμικό iCn3D μοριακή οπτικοποίηση πρωτεΐνες
Αργυρούλα Ζαφειροπούλου
ΕΚΠΑ
Ισιδώρα Παπασιδέρη
ΕΚΠΑ
Παναγιώτης Στασινάκης
ΕΚΠΑ
Περίληψη

Η διδακτική παρέμβαση που περιγράφεται ακολούθως υλοποιήθηκε στα πλαίσια του μαθήματος της Βιολογίας Β’ Λυκείου και αναφέρεται στις ενότητες του σχολικού εγχειριδίου που σχετίζονται με την υγεία του ανθρώπου. Η παρούσα πρόταση αξιοποιεί τις δυνατότητες της μοριακής οπτικοποίησης, δομικής ανάλυσης και ευθυγράμμισης αλληλουχιών του εργαλείου iCn3D και πρωτεϊνικές δομές του βιοπληροφορικού πόρου PDB, για την οργάνωση διερευνητικών δραστηριοτήτων με προσδοκώμενο μαθησιακό αποτέλεσμα την εμβάθυνση στην εννοιολογική κατανόηση της δομής και της λειτουργίας των πρωτεϊνών, των αλληλεπιδράσεων των αμινοξέων τους, των αλλαγών τους με την επίδραση μεταλλάξεων και της γενετικής ποικιλομορφίας τους. Ως πλαίσιο μελέτης χρησιμοποιήθηκε η γλυκοπρωτεΐνη S του ιού Sars Cov 2. Οι μαθητές/-τριες εργάστηκαν σε ομάδες με φύλλο εργασίας. Από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων της διερεύνησης των απόψεων των μαθητών/-τριών προέκυψε ότι ενισχύθηκε σημαντικά η κατανόηση των σχετικών βιολογικών εννοιών, ενδυναμώθηκε το ενδιαφέρον τους και βελτιώθηκε αισθητά η γνώμη τους για το μάθημα της Βιολογίας.

Λεπτομέρειες άρθρου
  • Ενότητα
  • Άρθρο Ερευνητικό

Οι συγγραφείς διατηρούν τα πνευματικά δικαιώματα και παρέχουν στο περιοδικό το δικαίωμα της πρώτης δημοσίευσης μαζί με την αδειοδότηση της εργασίας με CC-BY-NC-SA, που επιτρέπει σε άλλους να μοιράζονται αυτή την εργασία με αναγνώριση του συγγραφικού δικαιώματος και την αρχική δημοσίευση σε αυτό το περιοδικό.

Λήψεις
Τα δεδομένα λήψης δεν είναι ακόμη διαθέσιμα.
Βιογραφικά Συγγραφέων
Αργυρούλα Ζαφειροπούλου, ΕΚΠΑ

Η Ζαφειροπούλου Αργυρούλα κατά τη χρονική περίοδο 1991-1996 σπούδασε στο Τμήμα Βιολογίας του ΕΚΠΑ και η προπτυχιακή διπλωματική εργασία της εκπονήθηκε στον Τομέα Οικοφυσιολογίας Φυτών με εισηγητή τον κ. Κυριάκο Γεωργίου. Κατά τη χρονική περίοδο 2020-2022 παρακολούθησε το ΔΠΜΣ "Διδακτική Βιολογίας" του ΕΚΠΑ και η μεταπτυχιακή διπλωματική της εργασία εκπονήθηκε στο γνωστικό αντικείμενο "Πολυμέσα-Εκπαιδευτική Τεχνολογία" με εισηγήτρια την κ. Ισιδώρα Παπασιδέρη.
Μετά την κτήση του βασικού πτυχίου εργάσθηκε ως εκπαιδευτικός σε φροντιστήρια Μ.Ε έως το 2007 και παράλληλα το διάστημα 2003-2007 στα Ιδιωτικά Εκπαιδευτήρια " Τσουμάνη-Κορίλλη" διδάσκοντας τα γνωστικά αντικείμενα της Βιολογίας Γυμνασίου-Λυκείου. Το 2007 διορίστηκε στη ΔΙΔΕ Β' Αργολίδας και από το 2009 έως το 2016 εργάστηκε σε σχολικές μονάδες της ΔΙΔΕ Γ' Αθήνας. Παράλληλα κατά το σχολικό έτος 2014-15 συνεργάσθηκε με το ΕΚΦΕ Αιγάλεω, ενώ από το 2016 ανήκει στο δυναμικό του 3ου ΓΕΛ Αγ. Δημητρίου Αθηνών.

Ισιδώρα Παπασιδέρη, ΕΚΠΑ

Καθηγήτρια Κυτταρικής & Αναπτυξιακής Βιολογίας, Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ

Παναγιώτης Στασινάκης, ΕΚΠΑ

Εκπαιδευτικούς Βθμιας εκπαίδευσης, Διδάσκων σε προπτυχιακά και μεταπτυχιακά μαθήματα διαφόρων πανεπιστημιακών τμημάτων σε θέματα διδακτικής επιστημών της φύσης, ανεξάρτητος ερευνητής σε ζητήματα διδακτική της βιολογίας

Αναφορές
Αδαμαντιάδου, Σ., Γεωργάτου, Μ., Γιαπιτζάκης, Χ., Νοταράς, Δ., Φλωρεντίν, Ν., & Χατζηγεωργίου, Γ.. (2020). Βιολογία Γενικής Παιδείας Β’ Λυκείου. ΙΤΥΕ Διόφαντος. ISBN. 978-960-06-2346-8.
Καψάλης, Α., Μπουρμπουχάκης, Ι., Περάκη, Β., & Σαλαμαστράκης, Σ. (2019). Βιολογία Γενικής Παιδείας Β’ Λυκείου. ITYE Διόφαντος. ISBN: 978-960-06-2332-1.
Ματσαγγούρας, Η. (2006). Η Διαθεματικότητα στη Σχολική Γνώση. Εννοιοκεντρική Αναπλαισίωση και Σχέδια Εργασίας. Γρηγόρης. ISBN: 978-960-333-313-5.
Σκορδούλης, Κ., & Στεφανίδου, Κ. (2021). Διδακτική Μεθοδολογία των Φυσικών Επιστημών, Θεωρία και Πρακτική. Προπομπός. ISBN: 978-618-5036-69-0.
Στασινάκης, Π. Κ., & Καλογιαννάκης, Μ. (2017, Απρίλιος 21-23). Η Χρήση Των ΤΠΕ Για Τη Τρισδιάστατη Απεικόνιση Στη Βιολογία. Στο Κ. Παπανικολάου, Α. Γόγουλου, Δ. Ζυμπίδης, Α. Λαδιάς, Ι. Τζωρτζάκης, Θ. Μπράτιτσης, & Χ. Παναγιωτακόπουλος (Επιμ.), Πρακτικά 5ου Πανελλήνιου Συνεδρίου - Ένταξη και Χρήση των ΤΠΕ στην Εκπαιδευτική Διαδικασία, σελ. 539–549. ISBN: 978-618-83186-0-1.
Ajewole, G. (1991). Effects of discovery and expository instructional methods on the attitude of students to biology. Journal of research in Science Teaching. 28 (5), 401-409.
https://doi.org/10.1002/tea.3660280504 DOI: https://doi.org/10.1002/tea.3660280504
Burgin, S. R., Oramous, J., Kaminski, M., Stocker, L., & Moradi, M. (2018). High school biology student’ s use of visual molecular dynamics as an authentic tool for learning about modeling as a professional scientific practice. Biochemistry and Molecular Biology Education, 46(3), 230–236.
https://doi.org/10.1002/bmb.21113 DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.21113
Bryan, C., Guterman, G., Ma, K.L., Lewin, H., Larkin, D., Kim, J., Ma, J., & Farre, M.(2017). Synteny Explorer: An Interactive visualization application for teaching genome evolution. IEEE Trans Vis Comput. Graph, 23(1), 711-720. Ανακτήθηκε στις 18/4/2023 από DOI: https://doi.org/10.1109/TVCG.2016.2598789
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27845661/
Canning, R., & Cox, R. (2001). Teaching the structural nature biological molecules. Molecular Visualization in the Classroom and in the hands of students Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 2(2), 109-122. Ανακτήθηκε στις 18/4/2023 από DOI: https://doi.org/10.1039/B1RP90013G
http://www.epitropakisg.gr/grigorise/visualization%20in%20biology.pdf
Daina, A., Blatter, M. C., Gerritsen, V. B., Palagi, P. M., Marek, D., Xenarios, I., Schwede, T., Michielin, O., & Zoete, V. (2017). Drug Design Workshop: A Web-Based Educational Tool to Introduce Computer-Aided Drug Design to the General Public. J. Chem. Educ., 94(3), 335–344.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.6b00596 DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.6b00596
Dall’Alba, G., Guzzo G. B., & Silva, S. (2016). Science and Education: A Perspective of Didactic Transposition with Bioinformatics Concepts. International Journal for Infonomics, 9 (2) 1178-1183.doi:10.20533/IJI.1742.4712.2016.0143 DOI: https://doi.org/10.20533/iji.1742.4712.2016.0143
Dutta, S., & Dries, D. R. (2019). Virtual exploration of biomolecular structure and function. Biochemistry Education: From Theory to Practice, Chapter 2, 21–41.
https://doi.org/10.1021/bk-2019-1337.ch002 DOI: https://doi.org/10.1021/bk-2019-1337.ch002
Manches, A., & Ainsworth, S (2022). Learning about Viruses: Representing Covid-19. Frontiers in Education, 6, 736744
https://doi.org/10.3389/feduc.2021.736744 DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2021.736744
Mavrikaki, E., Koumparou, H., Kyriakoudi, M., Papacharalampous, I., & Trimandili, M. (2008). Greek secondary school students views about biology. International journal of Environmental & Science Education. 7, (2), 217-232.
https://www.researchgate.net/publication/287279064
Porter, S., Day, J., McCarty, R., Shearn, A., Shingles, R., Fletcher, L., Murphy, S., & Pearlman, R. (2007). Exploring DNA Structure with Cn3D. CBE—Life Sciences Education: 6, 65–73. https://doi.org/10.1187/cbe.06-03-0155 DOI: https://doi.org/10.1187/cbe.06-03-0155
Peterson, C., Tavana, S., Akinleye, O., Johnson, W., & Berkmen, M. (2019). An Idea to Explore: Use of Augmented Reality for Teaching Three-Dimensional. Biomolecular Structures Biochemistry and Molecular Biology Education, 48(3), 276-282
https://doi.org/10.1002/bmb.21341 DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.21341
Rodriguez Cepeda, R., & Cortes Parra, M. J. (2021). Sars CoV 2, an experience of biochemistry in context for teaching concepts associated with proteins Revista de Educación a Distancia (RED), 21(67), 20.
https://doi.org/10.6018/red.465221 DOI: https://doi.org/10.6018/red.465221
Safadel, P., & White, D. (2019). Facilitating Molecular Biology Teaching by Using Augmented Reality (AR) and Protein Data Bank (PDB) TechTrends: Linking Research and Practice to Improve Learning, 63(2), 188-193
https://doi.org/10.1007/s11528-018-0343-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s11528-018-0343-0
Stasinakis, P. K, & Nicolaou, D. (2017). Modeling of DNA and protein organization levels with Cn3D software. Biochemistry and Molecular Biology Education, 45(2), 126-129.
https://doi.org/10.1002/bmb.20998 DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.20998
Stieff, M., Bateman, R., & Huttal, D. (2005). Teaching and Learning with Three-dimensional Representations. In: Gilbert, J. Visualization in Science Education. Dordrecht, Springer, 1, 93-120.
https://doi.org/10.1007/1-4020-3613-2_7 DOI: https://doi.org/10.1007/1-4020-3613-2_7
Wang, J., Youkharibache, P., Zhang, D, Lanczycki, C., Geer, R., Madej, T., Phan L., Ward, M. , Lu, S. , Marchler, G., Wang, Y. , Bryant, S., Geer, L., & Marchler-Bauer, A. (2020). iCn3D, a web - based 3D viewer for sharing 1D/2D/3D representations of biomolecular structures. Bioinformatics36(1), 131–135.
https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btz502 DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btz502
Wang, J., Youkharibache, P., Marchler-Bauer, A., Lanczycki, C., Zhang, D., Lu, S., Madej, T., Geer, R., Phan, L., Ward, M., Marchler, G., Cheng, T., Chong, L., Zhao, S., Yang, K., Lin, J., Cheng, Z., Dunn, R., Malkaram, S., Tai, C., Enoma, D., Busby, B., Johnson, N., Tabaro, F., Song, G., & Ge, Y. (2022). iCn3D: From Web-Based 3D Viewer to Structural Analysis Tool in Batch Mode. Front. Mol. Biosci. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.09.10.459868
https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.831740 DOI: https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.831740
White, B., Kahriman, A., Luberice, L., & Idleh, F. (2010). Evaluation of software for introducing protein structure. Biochem. Mol. Biol. Educ., 38, 284-289.
https://doi.org/10.1002/bmb.20410 DOI: https://doi.org/10.1002/bmb.20410
Wibowo, Y. G., & Saidikin, A. (2019). Biology in the 21st-Century: Transformation in biology science and education in supporting the sustainable development goals. Jurnal Pendidikan Biologi Indonesia, 5(2), 285-296.
https://doi.org/10.22219/jpbi.v5i2.7956 DOI: https://doi.org/10.22219/jpbi.v5i2.7956
Youkharibache, P., Cachau, R., Madej, T., & Wang, J. (2020). Using iCn3D and the World Wide Web for structure - based collaborative research: Analyzing molecular interactions at the root of COVID-19. bioRxiv.
https://doi.org/10.1101/2020.07.01.182964 DOI: https://doi.org/10.1101/2020.07.01.182964