| از مولکول تا سلول: نقش شیمی محاسباتی و مدلسازی مولکولی در آموزش مفاهیم زیستشناسی |
| کد مقاله : 1080-6THBIOEC (R1) |
| نویسندگان |
|
سعیده کمالی نهاد * عضو هیات علمی |
| چکیده مقاله |
| بخش قابل توجهی از مفاهیم بنیادی زیستشناسی در سطوحی رخ میدهند که مستقیماً با حواس انسان قابل مشاهده نیستند. ساختار سهبعدی پروتئینها، برهمکنش آنزیم و سوبسترا، اتصال لیگاند به گیرنده، تغییرات ساختاری اسیدهای نوکلئیک و پویایی زیستمولکولها نمونههایی از فرایندهایی هستند که درک آنها نیازمند ایجاد ارتباط میان مفاهیم شیمی، زیستشیمی و زیستشناسی است. مسئله اصلی پژوهش حاضر آن است که چگونه میتوان از ظرفیت شیمی محاسباتی و مدلسازی مولکولی برای ایجاد این ارتباط و تقویت یادگیری مفهومی زیستشناسی در تربیت دانشجومعلمان استفاده کرد. پژوهش حاضر با رویکرد تحلیلی–کاربردی انجام شده است. در مرحله نخست، مفاهیم مولکولی و سلولی موردنیاز برای آموزش زیستشناسی شناسایی و ارتباط پیشنیازی میان آنها تحلیل شد. در مرحله دوم، قابلیتهای آموزشی مصورسازی مولکولی، مدلسازی سهبعدی و شبیهسازی دینامیک مولکولی با استفاده از مطالعات آموزشی معتبر بررسی و در قالب یک ماتریس «مفهوم زیستی–ابزار محاسباتی–فعالیت یادگیری–پیامد آموزشی» سازماندهی شد. در مرحله سوم، بر اساس یافتههای تحلیل، یک چارچوب آموزشی پنجمرحلهای با عنوان «از مولکول تا سلول» طراحی شد. یافتهها نشان داد مدلسازی مولکولی در آموزش ساختار و عملکرد پروتئین، جایگاه فعال آنزیم و برهمکنشهای مولکولی مؤثر است. همچنین مشخص شد که ارزش آموزشی این ابزارها زمانی افزایش مییابد که استفاده از نرمافزار در قالب یک فعالیت مسئلهمحور و همراه با مشاهده، فرضیهسازی، تحلیل و تفسیر شواهد قرار گیرد. بر اساس یافتههای پژوهش، مدل پیشنهادی «از مولکول تا سلول» میتواند بهعنوان چارچوبی برای تلفیق آموزش زیستشناسی، شیمی و سواد محاسباتی در برنامه آموزشی دانشجومعلمان مورد استفاده قرار گیرد. |
| کلیدواژه ها |
| زیستشناسی، شیمی محاسباتی، مدلسازی مولکولی، یادگیری میانرشتهای. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
