Zestawy 3D drukowane Pomoc uczniom w zrozumieniu złożonych koncepcji

Jednym z trudniejszych pojęć dla studentów college'u jest zrozumienie - wyjaśniają naukowcy - interakcja między przeciwciałami a wieloma epitopami znalezionymi na antygenach. Dwaj uczniowie, w ramach pracy dyplomowej, opracowali modele 3D przeciwciał i wirusów za pomocą Tinkercad. Program pozwolił im stworzyć skomplikowany projekt, umieszczając cylinder "ciał stałych" na "dziurach" antygenów wirusowych, aby wykazać ich wiązanie. Zaprojektowali także kreskówkową wersję wirusa grypy A jako swojego modelu.

Przy pomocy laboratorium Idea2Product, naukowcy 3D wydrukowali swoje modele przy użyciu drukarek PLA i Afinia 3D.

Przed okresem próbnym uczniowie zostali poproszeni o obejrzenie filmu wideo na temat układu odpornościowego i przeciwciał. W samej klasie dostali zestawy z modelami wydrukowanymi w 3D i poproszono o wykonanie następujących czynności:

"Łącznie będą pracować z czterema różnymi kombinacjami, z których dwie będą wiązać epitop na tym samym antygen wirusa, a dwa z nich nie będą miały swoistości dla wirusa "- wyjaśniają naukowcy. "Pozwala to uczniom zrozumieć, że nie wszystkie przeciwciała będą specyficzne dla epitopu na infekującym drobnoustroju."

W ciągu czterech semestrów używania zestawów drukowanych 3D, 91% uczniów było w stanie prawidłowo zidentyfikować epitop do którego wiązałoby się przeciwciało.

Co ciekawe, gdy kombinacja ciężkich i lekkich łańcuchów nie wiązała się z żadnym epitopem wirusa, tylko 63% studentów odpowiedziało, że przeciwciała nie są specyficzne dla żadnego epitopu, " naukowcy kontynuują. "Może to wskazywać, że uczniowie nie rozumieją, że nie wszystkie losowo stworzone przeciwciała będą miały swoistość dla danej infekcji, lub nie są wystarczająco pewni siebie, aby odpowiedzieć" żaden z nich ". Jednak po zobaczeniu pierwszego przeciwciała, które nie było specyficzne dla żadnego epitopu i dyskusji o tym, jak było to możliwe, kiedy podano mu drugie przeciwciało, które nie było specyficzne dla wirusa, 91% odpowiedziało "żadnego z nich", a 96% prawidłowo zidentyfikowało przeciwciało. miejsce wiązania epitopu drugiego przeciwciała o swoistości wirusowej. "

Bez względu na wiek ucznia, wydrukowane modele 3D mogą być cennymi narzędziami pomagającymi w zrozumieniu koncepcji - czy to uczniowie w wieku przedszkolnym uczą się kształtów i kolorów, czy też studenci szkół wyższych uczący się o przeciwciałach i epitopach. Niektóre rzeczy można lepiej zrozumieć dzięki interaktywnym reprezentacjom fizycznym, a drukowanie 3D umożliwia nauczycielomłatwo i niedrogo dostosowywać modele do pewnych lekcji. Poza uczeniem się, w jaki sposób pojedynczy antygen może mieć wiele epitopów, uczniowie byli w stanie używać zestawów drukowanych 3D do badania takich pojęć, jak aglutynacja, sieciowanie, neutralizacja i izotypy. Modele 3D są dostępne na Thingiverse.

Autorami artykułu są Erica L. Suchman, Jennifer McLean, Steven T. Denham, Dana Shatila i David Prowel.