Implementación de actividades de laboratorio remotas para enseñar a los estudiantes sobre la cinética enzimática

La pandemia de COVID-19 obligó a los maestros de todo el mundo a adoptar el aprendizaje remoto. Si bien adaptar los materiales existentes fue relativamente fácil para los cursos basados ​​en conferencias que giraban en torno a la teoría, impartir clases de laboratorio de forma remota presentó un desafío formidable. En un nuevo artículo, investigadores del Departamento de Bioingeniería demuestran la implementación de una actividad de laboratorio remota para enseñar a los estudiantes sobre la cinética enzimática.
Un desafío significativo para el aprendizaje en línea es la entrega de cursos prácticos de laboratorio. Durante la pandemia de COVID-19, desarrollamos y enviamos kits con suministros y reactivos para brindar experiencia de laboratorio a estudiantes remotos. Queríamos ayudar a los estudiantes a practicar técnicas y realizar experimentos de forma remota utilizando protocolos que no requieren equipos grandes y costosos a los que los estudiantes normalmente tienen acceso en nuestro laboratorio de instrucción.
" Karin Jensen, Profesora Asistente de Bioingeniería, Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign Anteriormente, los investigadores habían desarrollado ejercicios remotos para enseñar a los estudiantes a usar micropipetas usando kits para el hogar. Ahora, se están enfocando en cómo enseñar a los estudiantes universitarios sobre la cinética enzimática, que analiza la rapidez con la que una enzima descompone su objetivo para formar un producto.
Para hacerlo, el equipo ha desarrollado un kit de cinética enzimática en el hogar que se puede utilizar como una alternativa a las técnicas tradicionales que se realizan en un entorno de laboratorio. "Mientras que otros instructores han desarrollado kits de laboratorio en el pasado, ninguno de ellos se centró en la enseñanza de la cinética enzimática, lo cual es particularmente desafiante dado el equipo especializado que normalmente se requiere para medir con precisión los productos de las reacciones enzimáticas", dijo Pablo Pérez-Pinera (ACPP) , profesor asociado de bioingeniería. "Usamos equipos muy básicos y asequibles para enseñar a los estudiantes cómo realizar experimentos simples y recopilar datos rápidamente para estudiar la cinética enzimática.
" Los estudiantes estaban estudiando cómo la enzima lactasa convierte la lactosa en glucosa. El kit incluía micropipetas; escamas; lactosa; pastillas de lactasa; y un medidor de glucosa. En las semanas previas al ejercicio, se capacitó a los estudiantes de forma remota en el uso de micropipetas y se les enseñó a registrar datos en cuadernos de laboratorio electrónicos.
Después de ver una conferencia pregrabada sobre enzimas, se les proporcionó instrucciones sobre cómo llevar a cabo los experimentos. . Eileen Johnson, una asistente de enseñanza de estudiantes de posgrado en bioingeniería que enseñó las secciones de laboratorio remoto, involucró a los estudiantes en la actividad creando una competencia amistosa para que los estudiantes diseñaran y realizaran sus propios experimentos. Después de reunirse con los instructores y aprender los conceptos básicos del experimento, se les pidió a los estudiantes que investigaran cómo las diferentes perturbaciones cambiaron la cinética de la reacción: ¿las diferentes marcas de lactasa marcan la diferencia, hervir la lactasa cambia algo y congelar la enzima? cambiar el resultado? Después de introducir tales variables, los estudiantes se reunieron con los instructores y presentaron sus resultados.
"Varios estudiantes informaron que el laboratorio de cinética enzimática fue una de sus partes favoritas del curso", dijo Abhishek Bhattacharjee, estudiante de pregrado en el Departamento de Bioingeniería y asistente principal de laboratorio del curso que desarrolló y optimizó los protocolos. "Nuestra principal limitación fue la pequeña cantidad de estudiantes que proporcionaron comentarios. Nuestro trabajo futuro incluirá una evaluación adicional y formal de los comentarios de los estudiantes.
" La necesidad de estos kits para el hogar seguirá existiendo mucho después de la pandemia. Por ejemplo, los estudiantes que no pueden asistir a laboratorios presenciales, los que están en campamentos de verano o los participantes de programas en línea aún pueden necesitar oportunidades de aprendizaje en laboratorios remotos. Los investigadores esperan que actividades de laboratorio similares también ayuden a aumentar el acceso a la educación STEM.
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