Ingegneria del genoma
Il corso di Ingegneria del Genoma è stato fondato su tre principi:
I. Nell'ultimo decennio abbiamo assistito a una rivoluzione nelle scienze biomediche grazie all'avvento delle tecnologie di editing del genoma. La padronanza di quest'area è essenziale per comprendere molti degli strumenti più comunemente utilizzati nella ricerca biomedica odierna e consentirà inoltre di potenziare la prossima generazione di scienziati biomedici.
II. Gli studenti hanno accesso a informazioni illimitate e le strutture educative classiche orientate alla memorizzazione devono essere aggiornate per facilitare la padronanza non solo dei fondamenti fondamentali, ma anche del pensiero critico, dell'innovazione e della capacità di valutare rapidamente nuove informazioni.
III Le competenze essenziali degli scienziati di domani vanno ben oltre la padronanza di un singolo argomento o disciplina. Le competenze necessarie includono la capacità di lavorare in gruppi disciplinari e di discutere e trasmettere concetti e risultati a un pubblico eterogeneo utilizzando diversi mezzi di comunicazione. Gli obiettivi del corso di Ingegneria del genoma sono:
1) insegnare i fondamenti dell'ingegneria del genoma a livello molecolare e cellulare e fornire esempi reali di come vengono utilizzati in biomedicina;
2) insegnare e guidare formalmente gli studenti su come leggere, valutare criticamente, mettere in discussione e discutere nuove informazioni scientifiche nel contesto della letteratura di ricerca primaria; e 3) consolidare i contenuti del corso, nonché praticare e affinare le competenze necessarie per uno scienziato transdisciplinare. Per raggiungere questi obiettivi, Genome Engineering incorpora tre elementi: lezioni, discussioni e un progetto.
Implementazione del corso durante il periodo di apprendimento a distanza
Lezioni
Le lezioni di ingegneria genomica sono di 1-1,5 ore ogni settimana e comprendono:
1) contesto storico per descrivere il processo di innovazione e come vengono identificati i bisogni scientifici non soddisfatti, 2) metodi per scoprire, caratterizzare e valutare tecnologie molecolari innovative,
3) la genetica, la biologia molecolare/cellulare e la biologia sintetica/sistemica delle tecnologie di editing del genoma; e
4) le loro applicazioni nella ricerca di base e applicata. Grazie all'apprendimento a distanza, le lezioni sono state registrate e caricate sul sito web del corso, consentendo agli studenti di rivedere i contenuti relativi a concetti difficili e di consolidare meglio i materiali del corso.
Discussioni
Le discussioni di Ingegneria del Genoma prevedono che ogni studente legga la letteratura di ricerca primaria prima della lezione e poi discuta strategicamente diversi elementi della letteratura in classe per 1,5-2 ore. Prima della pandemia, le discussioni prevedevano che l'intera classe si sedesse in cerchio e che esaminasse e discutesse sistematicamente ogni elemento, ipotesi, risultato e concetto esposto. Le domande poste a ogni studente sono state le seguenti: quali erano i presupposti e le ipotesi, qual era il disegno sperimentale e se era adeguatamente controllato, cosa dicono i dati e se gli autori hanno raggiunto le conclusioni appropriate, quali erano le carenze e l'impatto. Il ruolo dell'istruttore era quello di facilitare la discussione, mantenere i tempi, rispondere alle domande e garantire una partecipazione attiva. Pur essendo un metodo estremamente efficace per realizzare i tre principi del corso descritti sopra, l'approccio mancava di scalabilità. Paradossalmente, i vincoli dell'apprendimento a distanza hanno introdotto una nuova opportunità per scalare ampiamente l'approccio didattico.
A causa dell'apprendimento a distanza, le discussioni sono state realizzate virtualmente come sale di discussione Zoom in cui ogni sala conteneva ~5 studenti. Ogni gruppo aveva uno "studente leader della discussione" che svolgeva i compiti meccanici dell'istruttore come descritto sopra. Il leader della discussione è stato abbinato a un argomento appropriato sulla base di un sondaggio. In questo formato virtuale parallelizzato, l'istruttore ruota tra i gruppi di discussione a intervalli regolari e può essere chiamato in qualsiasi momento in ogni sottogruppo per rispondere a domande specifiche e fornire un contesto aggiuntivo. Al termine delle discussioni, l'intera classe si riunisce e l'istruttore risolve eventuali questioni irrisolte e fornisce un riepilogo generale.
Prima della prima discussione, vengono descritti chiaramente i ruoli e le aspettative degli studenti leader della discussione e dei partecipanti. Per garantire che ogni studente si prepari e si impegni nella discussione, le discussioni sono obbligatorie e valutate come valutazioni continue delle prestazioni. Il formato della discussione ha anche fornito un meccanismo di supporto e feedback costante. Per esempio, se uno studente non capiva un concetto su cui doveva commentare, doveva dichiararlo, sollecitando così il sostegno e il feedback degli altri studenti o dell'istruttore. Il formato di discussione è la componente innovativa e il punto forte di Genome Engineering, che riceve un feedback estremamente positivo da parte degli studenti. I vantaggi di questo approccio didattico non standard sono: richiedere agli studenti di prepararsi autonomamente e di pensare in modo critico; comprendere a fondo i contenuti per poterli spiegare ai loro compagni; esercitarsi a costruire argomentazioni e a discutere di scienza in gruppo; pensare al di là dei contenuti stessi, individuando anche difetti, lacune logiche e prospettive future; e ripassando i contenuti più volte gli studenti consolidano le loro conoscenze.
Progetto
Il progetto del corso è stato concepito per raggiungere due obiettivi chiave: 1) consolidare i contenuti del corso e incoraggiare una maggiore padronanza; 2) imitare il processo con cui gli scienziati hanno nuove idee, elaborano un piano sperimentale e propongono il loro piano. Il progetto prevede diverse tappe fondamentali durante il semestre, tra cui: la formazione del team, l'esplorazione dell'argomento, la revisione della letteratura primaria, lo sviluppo del progetto e le riunioni di feedback con l'istruttore. I risultati del progetto sono una presentazione in classe e una proposta di progetto. A causa dell'apprendimento a distanza,I gruppi di studenti hanno potuto incontrarsi tra loro e con l'istruttore con maggiore frequenza, offrendo ulteriori opportunità di apprendimento, supporto e feedback.
Descrizione del corso
Concetto generale del corso prima della pandemia - durante - dopo
Prima della pandemia, il corso di Ingegneria del genoma comprendeva tre elementi: lezioni, discussioni e un corso di formazione.
progetto.
Lezioni
L'obiettivo delle lezioni è quello di insegnare i fondamenti dell'ingegneria del genoma a livello molecolare e cellulare e di fornire esempi reali di utilizzo in biomedicina. Le lezioni di ingegneria del genoma comprendono: 1) il contesto storico per descrivere il processo di innovazione e come vengono identificate le esigenze scientifiche non soddisfatte; 2) i metodi per scoprire, caratterizzare e valutare le tecnologie molecolari; 3) la genetica, la biologia molecolare/cellulare e la biologia sintetica/sistemica delle tecnologie di editing del genoma e le loro applicazioni nella ricerca di base e applicata.
Discussioni
L'obiettivo delle discussioni è quello di insegnare e guidare formalmente gli studenti a leggere, valutare criticamente, mettere in discussione e discutere nuove informazioni scientifiche nel contesto della letteratura di ricerca primaria. Dopo aver letto i documenti di ricerca primaria, gli studenti vengono in classe, si siedono in cerchio e discutono sistematicamente ogni elemento e concetto esposto.
Questo formato garantisce che ogni studente si impegni per comprendere a fondo i contenuti, il che si traduce in una discussione altamente produttiva e approfondita. Per tenere conto dei diversi background degli studenti, l'istruttore identifica i concetti o le ipotesi più difficili all'interno di ogni documento e incorpora questi elementi nelle lezioni.
Progetto
Il progetto del corso è concepito per raggiungere due obiettivi chiave: 1) rafforzare il consolidamento dei contenuti del corso e incoraggiare una maggiore padronanza attraverso il processo di ideazione di una nuova tecnologia o applicazione di ingegneria del genoma; 2) imitare il processo attraverso il quale gli scienziati hanno nuove idee, elaborano un piano sperimentale e lo propongono in forma scritta e orale. Per facilitare questo processo, nel corso del semestre sono previsti diversi eventi, tappe e risultati, tra cui: un esercizio di costruzione/formazione del team, l'esplorazione e la definizione di un'area tematica, la ricerca/revisione della letteratura primaria, la presentazione di un abstract e di diapositive per la presentazione orale seguite da un feedback da parte dell'istruttore e incontri per lo sviluppo del progetto tra ciascun team e l'istruttore. il progetto.