中國3D打印網(wǎng)11月6日訊，在一篇題為“可視化不可見：設(shè)計(jì)，打印和整合動態(tài)三維分子模型以指導(dǎo)結(jié)構(gòu) - 功能關(guān)系的指南”的論文中，來自內(nèi)布拉斯加大學(xué)的一組研究人員討論了使用三維模型幫助學(xué)生的重要性。了解關(guān)鍵的生物學(xué)和化學(xué)概念。研究人員指出，教師經(jīng)常依靠二維圖像來教授復(fù)雜的三維概念，例如分子的結(jié)構(gòu)，學(xué)生不能從使用二維圖像來完全掌握概念。具有3D模型的試劑盒用于教學(xué)目的，但它們又“無法處理大分子的大小和細(xì)節(jié)”。然而，3D打印允許教師創(chuàng)建任何大小的分子的詳細(xì)定制模型。

    “例如，蛋白質(zhì)模型可以設(shè)計(jì)成將酶活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu)與動力學(xué)活動聯(lián)系起來。”研究人員說。 “此外，教師可以使用各種印刷材料和配件來展示分子特性，動力學(xué)和相互作用。”在本文中，研究人員描述了為本科生物課堂創(chuàng)建基于3D模型的DNA超螺旋課程。他們選擇了這個(gè)特殊的模型，這樣學(xué)生就可以“感受到DNA放松，并見證DNA扭曲引起的特性。”他們設(shè)計(jì)了3D打印的柔性塑料模型，帶有磁性末端，模仿DNA超螺旋。“我們開發(fā)了一種基于Qualtrics的互動活動，幫助學(xué)生使用這些模型對超螺旋DNA進(jìn)行分類，預(yù)測DNA纏繞核小體的效果，并區(qū)分拓?fù)洚悩?gòu)酶活性。”研究人員解釋說。

      一個(gè)高年級的本科生物化學(xué)課程被分成兩到三個(gè)小組的小組，以促進(jìn)同伴學(xué)習(xí)，每組提供一個(gè)模型集。這些模型也在圖書館資源中心提供。互動問題要求學(xué)生測量和探索模型的物理方面。學(xué)生花了大約50分鐘完成了這項(xiàng)活動，通過數(shù)字穿插了演講及演示過程。在活動結(jié)束后的采訪中，學(xué)生們報(bào)告說這些模型幫助他們學(xué)習(xí)，因?yàn)椤皩?shí)際看到它會使抽象的事物變得非常真實(shí)。”在一項(xiàng)調(diào)查中，60％到70％的學(xué)生表示物理模型使得學(xué)習(xí)材料變得更容易。授課更輕松。

       研究人員繼續(xù)提供創(chuàng)建3D打印模型的分步說明，供課堂使用。他們解釋說，他們圍繞學(xué)生的難點(diǎn)來設(shè)計(jì)模型，模型被證明可以有效地消除這些難點(diǎn)。這項(xiàng)研究重申了許多研究人員和教育專業(yè)人士所學(xué)到的東西 - 3D打印模型是教授任何年齡組學(xué)生的絕佳方式。從學(xué)習(xí)形狀和紋理的學(xué)齡前兒童到學(xué)習(xí)DNA超螺旋的大學(xué)生，擁有實(shí)踐模型有助于使概念變得真實(shí)和易于獲取。

       中國3D打印網(wǎng)點(diǎn)評：3D打印是創(chuàng)建這些模型的一種經(jīng)濟(jì)有效的方式，它能夠以其他制造方法不具備的方式呈現(xiàn)細(xì)節(jié)。三維打印代表了一種新興技術(shù)，它通過允許學(xué)生物理探索大分子結(jié)構(gòu) - 功能關(guān)系并觀察分子動力學(xué)和相互作用，具有推動生命科學(xué)教育的巨大潛力，隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，3DP的成本，分辨率，強(qiáng)度，材料選擇和便利性將得到改善，使3D模型成為一種更易于使用的教學(xué)工具。