ادغام بیوانفورماتیک، دفترچه آزمایشگاهی الکترونیکی و هوش مصنوعی در آموزش ژنتیک و زیست‌فناوری

کد مقاله : 1158-5THBIOEC (R1)

نویسندگان

کوثر یارمحمدی1، فاطمه جلیلی طلب1، فاطمه اعرابی جشوقانی *2 1دانشگاه فرهنگیان 2دانشگاه اصفهان

چکیده مقاله

یادگیری ژنتیک و زیست‌فناوری در دوره متوسطه با چالش‌هایی همچون انتزاعی بودن مفاهیم، محدودیت فعالیت‌های عملی و فقدان مواجهه با داده‌های واقعی روبرو است. این پژوهش چهارچوبی یکپارچه ارائه می‌دهد که سه فناوری بیوانفورماتیک، سیستم های دفترچه‌های آزمایشگاهی الکترونیکی (ELN) و هوش مصنوعی را به‌صورت هم‌افزا در آموزش ژنتیک و زیست‌فناوری ادغام می‌کند. در این چهارچوب، پیشنهاد می شود تا به دانش‌آموزان کاربرد ابزارهای بیوانفورماتیکی مانند پایگاه های داده و ابزارهای بررسی توالی های زیستی آموزش داده شود تا فرآیندهای مولکولی، توالی ژن، ساختار پروتئین و اثر جهش‌ها را بررسی و تحلیل ‌کنند و نیز امکان شبیه‌سازی فرآیندهای زیست‌فناوری از طراحی کانستراک ژنی تا بیان پروتئین برای آنها فراهم ‌شود. هم‌چنین پیشنهاد می شود تا داده‌های تولید شده توسط دانش‌آموزان در سیستم های دیجیتال و برخط ELN ثبت، سازمان‌دهی و مستندسازی ‌شوند تا دانش‌آموزان مهارت‌های پژوهشی، مدیریت داده و استدلال علمی خود را توسعه بخشند. در نهایت، هوش مصنوعی با تحلیل خودکار داده‌ها و ارائه بازخورد هوشمند، بسیاری از کج‌فهمی‌ها را اصلاح کرده و یادگیری شخصی‌سازی‌شده را ممکن می‌سازد. ادغام این سه فناوری، یادگیری ژنتیک و زیست‌فناوری را تعامل‌محور، داده‌محور و مفهومی می‌کند و مهارت‌های پژوهشی، سواد داده‌ای و توانایی تبیین علمی دانش‌آموزان را بهبود می‌بخشد و نیازمند تجهیزات و مواد آزمایشگاهی گران قیمت نمی باشد. توسعه آموزش های ساده برای معلمان و دانش آموزان و افزودن سرفصل های مرتبط با بیوانفورماتیک به دروس آموزشی دانشجویان آموزش زیست شناسی در دانشگاه فرهنگیان، افزایش کاربرد و اثربخشی این چهارچوب پیشنهادی را به همراه دارد.

کلیدواژه ها

آموزش ژنتیک، زیست‌فناوری، بیوانفورماتیک، دفترچه آزمایشگاهی الکترونیکی، هوش مصنوعی، یادگیری داده‌محور

وضعیت: پذیرفته شده مشروط برای ارائه به صورت پوستر