COVID-pensum bringer naturvidenskab hjem til gymnasieelever

Da pandemien sendte mange studerende hjem, University of Arizona-forskere og Tucson-lærere tilpassede sig hurtigt udfordringerne ved at undervise i naturvidenskab uden et laboratorium eller klasseværelse. Et nyt papir, offentliggjort i tidsskriftet Den amerikanske biologilærer , skitserer en naturvidenskabelig lektion derhjemme udviklet på UArizona for at lære gymnasieelever om bioinformatik og SARS-CoV-2, virus, der forårsager COVID-19. Lektionsplanen er tilgængelig for interesserede gymnasielærere i hele landet.

Da lektionsplanen blev oprettet før nye COVID-19-varianter blev udbredt, avisens forfattere inkluderede et tillæg, der anbefalede elever og lærere at udforske nye varianter ved hjælp af aktiviteten. Mens pandemien fortsætter, nye lektioner og koncepter kan undervises baseret på de teknikker, der er skitseret i papiret, siger forskerne.

"Det sidste skoleår var udfordrende for os under uddannelse. lektioner om SARS-CoV-2 var en naturlig retning for virtuel undervisning, da den kombinerer relevansen af ​​COVID med hjemmecomputerbrug til genetisk dataanalyse, " sagde hovedforfatter af undersøgelsen Nadja Andersen , en assisterende professor i praksis i UArizona Department of Molecular and Cellular Biology og direktør for afdelingens BIOTECH-projekt.

Siden 1996, BIOTECH-projektet har forsynet Arizona-lærere med materialer, udstyr og træning til at udføre molekylærgenetiske eksperimenter med gymnasieelever. En delmængde af gymnasieeleverne, der deltager i BIOTECH-projektet, tager også kurser på universitetsniveau i molekylær og cellulær biologi, er indskrevet på universitetet, optjener universitetskredit og bliver eksponeret for universitetslaboratorieforskning.

Papiret beskriver en lektionsplan, der blev oprettet før COVID-19-vacciner blev introduceret. Mindst tre gymnasier i Tucson-området brugte planen til at studere proteiner fra alle syv coronavirus:de fire, der forårsager almindelig forkølelse, og SARS, MERS og SARS-CoV-2 vira. Målet var at undersøge, om SARS-CoV-2-spidsproteinet ville være en god kandidat til en vaccine.

"Vi fik eleverne til at se på proteinsekvenserne af spikeproteinet - proteinet på ydersiden af ​​virussen, der gør det til en førsteklasses kandidat for dit immunsystem til at målrette og skabe immunrespons, " sagde Anderson.

Eleverne lærte, hvordan forskellige vacciner virker og gennemførte en detaljeret sammenligning af proteinsekvenser.

Ved at se på det unikke ved spidsproteiner, eleverne var i stand til at se den evolutionære sammenhæng mellem de syv coronavirusser fra deres computer derhjemme. Til sidst, studerende sammenlignede spidsproteinsekvenser af forskellige versioner af SARS-CoV-2 med hinanden og så, at sekvensligheden inden for spidsproteinerne gør dem til gode vaccinekandidater.

Alt arbejdet blev udført, før COVID-19-varianter begyndte at sprede sig bredt.

"Avisen taler ikke om dette, men eleverne kan bruge denne øvelse til at analysere nogle af varianterne af spikeproteiner som en anden øvelse, såvel, " sagde Anderson.

Ultimativt, hun sagde, at hun håber, at eleverne fik en forståelse af vira og vacciner, og hvordan de virker.

"Uddannelse er en af ​​de ting, hvor jo mere du ved, jo mere du kan luge dig igennem al information derude, og der er meget derude, der er forkert, " sagde Anderson. "Hvis de forstår, hvordan vacciner virker og bliver lavet, så kan de kritisk analysere information, og forhåbentlig kan de luge sig igennem al den misinformation."

Ud over at give online lektioner under pandemien, Anderson udviklede praktiske sæt til at hjælpe elever med at udføre videnskab derhjemme. Over 1, 000 sæt til at bygge elektroforesebokse - udstyr brugt i molekylærbiologiske laboratorier til at adskille og analysere DNA - blev sendt til studerende i hele Tucson. Studerende brugte deres elektroforeseboks til at analysere DNA fra en række lektioner leveret af BIOTECH-projektet, herunder hånte gerningssteder og simulerede genetiske tests.

"Selv nogle børns familier blev involveret i eksperimenterne derhjemme, " sagde Anderson. "De studerende blev fortalere for sikkerhed i hjemmet, og efterfølgende behovet for vaccinationer. Arbejdet fra BIOTECH-projektet forbedrede ikke kun uddannelsen af ​​disse studerende, men også vores samfund."