Activeren met smartphones, tablets en laptops · – MC vragen; Open vragen; 3D visualisatie ... Organische chemie omdat ik heb horen zeggen dat het heel moeilijk is medicinale chemie

1

Activeren met smartphones, tablets en laptops

Dr. Maikel WijtmansSection Medicinal Chemistry, Dept. of Chemistry & Pharmaceutical Sciences, VU; [email protected]

Dr. Lisette van RensDept. of Research and Theory in Education, VU; [email protected]

Dr. Danny ScholtenCoordinator Innovation in Education, Dept. of Chemistry & Pharmaceutical Sciences, VU; [email protected]

Verzoek tot downloaden software in aankondiging[1] Maak een gratis account aan voor GoSoapBox (http://www.gosoapbox.com);

eventueel Socrative 2.0 (http://b.socrative.com/)[2] Voor een iOS of Android systeem (tablet of smartphone): installeer iMolView Lite

[3] Voor een laptop: installeer Jmol (http://jmol.sourceforge.net/). Java nodig!Opkomend alternatief: ICM-Browser (http://molsoft.com/icm_browser.html )

2

De ambitieuze planning• Korte inleiding

– Waarom activeren?– Korte historie e-learning @ VU

• Software; Benaderingen; Toepassingsmatrix– MC vragen; Open vragen; 3D visualisatie

• Conclusie & toepasbaarheid

• Instructies software

• Zelf oefenen met de lespraktijk

• Discussie oefenvoorbeelden en vragen

3

De realistische planning• Flexibel!

• Interrumpeer waar gewenst…

4

A peek inside the brain

Poh, Swenson, Picard, IEEE Transactions On Biomedical Engineering 2010, 57,1243

5

Activeren• Student informeren maar ook activeren

– ‘Deep learning’

• Kleinschalig: Socratisch– Werkcollege, practica, stages: antwoord via dialoog

• Grootschalig: IT aanpak– Vertrouwde omgeving studenten– Robuust mbt toekomst

• Vandaag: Activering ter plekke met mobile devices

6

Devices: activering ter plekke• 2010-2012: iPad project op afdeling

• 2013-……..: alle devices

• Voordelen– Zet mogelijke afleidingsbron om in tool– Anoniem: participatie onzekere studenten– Spanningsboog ververst

• Nodig:– Devices & WiFi– Software: tijdsinvestering nodig– Taken & context: creatief

7

Devices• Percentages 1e jaars Farm. Wetensch. Sept 2014

– Android smartphone 38– Android tablet 2– iOS smartphone 32– iOS tablet 11– Mac laptop 6– PC laptop 8– Windows Phone smartphone 2– Windows 8 2

8

• Software– Alles gratis behalve GoSoapBox voor grotere groepen (>30)

iOS (Apple)

Android

Laptop (Mac, Windows)

Windows Phone

Software

9

• 2010-2012: departmental iPad project

• 2013-……..: all devices

• Advantages– Turn possible distraction into tool– Anonymous: participation insecure students– Refresh attention span

• Onze favorieten momenteel:– iMolView Lite: 3D visualisatie iOS/Android– Jmol: 3D visualisatie laptop– ICM-Browser: 3D visualisatie (ongoing) laptop

– GoSoapBox: MC en open vragen browser-basedGratis bij < 30 pers.

• Socrative– Gratis bij < 50 pers. maar minder opties dan GoSoapbox– b.socrative.com: versie 2.0 (versie 1.0 werkt niet meer)

Software

10

Toepassingsmatrix

• Algemeen: positieve beoordeling (BSc, MSc)– Goed voor inzicht (stof/3D), stimulerend, anonimiteit, aandacht

11

• Wat is geen mogelijke oxidatietoestand van koolstof?

A. -1B. +1C. +3D. +5E. Ik weet het niet

Toepassing: MC vraag voorbeeldapp.gosoapbox.com/

<Access Code>: woud<Join now>

app.gosoapbox.com/<Access Code>: woud

<Join now>

12

Toepassing MC: Introquiz• Meting kennisniveau binnenkomende studenten

– 4 jaargangen– E=ik weet het niet– Reflective/prospective

13

Toepassing MC: College• 2 à 3 anonieme vragen per blok: overleg toegestaan

• Voorbeelden toepassingen– Inzichtsvragen: vinger aan de pols– Student als virtuele onderzoeker

14

Toepassing MC: Practica• Dagelijkse quiz (45 vragen)

– Correleren theorie & praktijk– Terugblikken; observaties; veiligheid

15

Toepassingsmatrix

16

• Wat is je lievelingskleur?

<iPad display op scherm beamen en Excel openen>

Toepassing: open vraag voorbeeldapp.gosoapbox.com/

<Access Code>: woud<Join now>

app.gosoapbox.com/<Access Code>: woud

<Join now>

17

‘Open vragen’: work in progress• Nakijkfactor: hoe ver te gaan?

• Korte vragen: nadenken induceren– Bekende pitfalls– Gedachten peilen– Verwachtingen peilen

Wat lijkt je het moeilijkste onderwerp en waarom?RedoxchemieComplexe ionenChemische evenwichtenbuffers omdat het een moeilijk onderwerp isBuffers want ik heb moeite met het berekenenbiochemie en significatieomdat je snel fouten kan makenRedoxchemie want dat vind ik vrij lastigj j j p g p pde middelbare schoolRedoxchemie titratiesComplexe ionenOrganische chemie omdat ik heb horen zeggen dat het heel moeilijk ismedicinale chemie dat ligt mij nietBuffers complexe ionenmedicinale chemie het is nieuw voor mijBuffersBuffers ik heb vorig jaar een tijdje scheikunde gedaan en had hiermee het meeste moebiochemie en buffers en redox omdat het best breed ischemische herkenningBuffers waterbijdrage door berekeningen met concentratiesj j j j j g pde middelbare schoolmedicinale chemie buffersComplexe ionen meest onbekend voor mijWaterbijdrage want hier heb ik nooit over gehoordredoxchemie goed behandeld maar lukt niet altijdBuffers moeite mee op de middelbare schoolBuffers omdat ik het moeilijk vind om ze te herkennenBuffers daar had ik op de middelbare school ook moeite mee en het is weggezaktRedoxchemie en polyzuren omdat dat best ingewikkeld is en het al weer lang geleden isRedoxchemie want dat was nooit mijn sterkste kantChemische evenwichten buffersChemische evenwichtenchemische evenwichtenmedicinale chemiej p j j jsoms niet duidelijk is hoe de reacties verlopenRedoxchemie organische chemie titratiesChemische evenwichten en polyzurenBuffers en titraties was ik op het vwo al niet goed in en is nooit goed uitglegdpolyzuren omdat het heel moeilijk lijkt en ben vergeten wat het inhoudtbuffers en polyzuren dat vond ik vorig jaar ook moeilijk

18

Toepassingsmatrix

19

Toepassing: ‘2D -> 3D’

• iMolView Lite/Jmol/ICM-Browser– Gratis– Jmol toont helaas geen omverzadigdheden in eiwitten (C=O, Ph,...)

• Alternatief: ICM-Browser (momenteel onderzocht)

20

Toepassing: ‘2D -> 3D’• Kleine moleculen: PubChem database

– > 49 miljoen structuren– https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

• Beta 2.0: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/search/

• Biomoleculen: PDB database– > 99.000 structuren– http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do– Geen info voor bond order gecodeerd

• Stimuleren vroeg ‘3D’ gevoel– Van kleine moleculen (Pubchem)……– ….tot biomoleculen (PDB)

• Link tussen ‘concept’ en ‘illustratie’

21

Toepassing 3D: voorbeeld• Aspirine:

– Jmol/ICM-Browser plenair op scherm– Jullie eigen devices

iOS: iMolView LiteSearch bar > Pubchem > aspirinMenu>

Laptops: JmolFile > Get Mol > aspirin

Android: iMolView LiteSearch bar > Pubchem > aspirinMenu>

Laptops: ICM-BrowserSearch > PubChem > ‘Load 3D Molecules’ aanAspirin > Vink ‘L’ aan

22

3D -> ‘real’ 3D (Anaglyph)• iMolView Lite/ICM-Browser

• Eerste testruns gedaan 2014– Plenaire scherm: niet overweldigend– Devices: werkt beter (Android als beste uit de bus)

23

3D -> ‘real’ 3D (Anaglyph)

iOS: iMolView LiteSearch bar > Pubchem > aspirinMenu>

Display > > Choose Background Color> light-grey, or white

Menu Bar >

Android: iMolView LiteSearch bar > Pubchem > aspirinMenu>

Menu > Color Background > light-grey, or white

Menu > Tools > Stereo

Menu > Color Background > light-grey, or white

Menu > Tools > Stereo > On

Menu > Tools > Type > Anaglyph

Laptops: ICM-BrowserSearch > PubChem > ‘Load 3D Molecules’ aanAspirin > Vink ‘L’ aan

24

Conclusie 1• Devices als activerende tools

– Geschikte apps/software– Geschikte taken & context

• Studenten uitdagen om mee te denken– Iedereen kan meedoen, incl. verlegen mensen

25

Toepasbaarheid• Niet alleen universiteit, maar ook middelbare school?

– Educatief nut– Devices zijn overal– Veel software gratis

• Niet alleen chemie– MC en open vragen: hele bèta-domein (en daarbuiten)– 3D visualisatie:

• Direct toepasbaar voor chemici en biologen (‘modeling’ thema!)• Conceptueel: case voor andere bèta-domeinen voor het vinden van geschikte apps

26

• Korte inleiding– Waarom activeren?– Korte historie e-learning @ VU






27

Instructies: algemeen• Algemene instructiebestanden (Engels)

– Print; en electronisch beschikbaar via ons– Categorieën [1], [2], [3]

• [1] Ad-hoc MC of open vraag met GoSoapBox– Probeer zelf ook quiz: zie weblinks in instructies voor meer info– Instructies voor Socrative ook beschikbaar

• [2] PDB of Pubchem voorbeeld gebruiken– Hoe concept naar concrete voorbeelden om te zetten– .cif files: artikelen (gratis Supp Info) → niet behandeld vandaag

• [3] 3D tonen (incl. Anaglyph)– Android/iOS/laptop– Windows Phone (under construction)– .cif files → niet behandeld vandaag

28

Instructies vandaag• Nog niet interactief: wij doen ‘voor’

– Print; en Electronisch beschikbaar via ons– [1], [2], [3]


• [2] PDB of Pubchem voorbeeld gebruiken– Hoe concept naar concrete voorbeelden om te zetten

• [3] 3D tonen (incl. Anaglyph)– Android/iOS/laptop

– Arbitrair: glucose thema

– Voorbeelden: • MC vraag over glucose• Open vraag over glucose

– Voorbeelden: • β-D-Glucose versus β-L-Glucose, α-D-Glucose of β-D-allose • Glucose-binding protein met glucose gebonden


29

• Nog niet interactief: wij doen ‘voor’– Print; en Electronisch beschikbaar via ons– [1], [2], [3]




Instructies vandaag





30

Instructies: MC vraag• Hoeveel 6-ring stereoisomeren heeft D-glucose in

de gesloten 6-ring vorm?

A. 2B. 4C. 10D. 18E. 32

31

Instructies: open vraag• Glucose is een suiker. Geef een andere biologische

naam voor ‘suiker’

32





Instructies vandaag





33

Instructies: PDB/Pubchem vinden• β-D-glucose: ZINC03833800

• β-L-glucose : ZINC01532520

• β-D-allose: CHEMBL1222152

• α-D-glucose: ZINC03861213

• Bacterial glucose-binding protein bound to glucose: PDB 2HPH

34





Instructies vandaag





35

Instructies: 3D tonenCase #1: All carbons are inverted

β-D-glucose β-L-glucoseCase #2: One carbon is inverted

β-D-glucose α-D-glucoseCase #3: One carbon is inverted

β-D-glucose β-D-allose

36

Instructies: 3D tonen

Bacterial glucose-binding protein bound to glucose

37

• Korte inleiding– Waarom activeren?– Korte historie e-learning @ VU






38

Zelf oefenen• MC/open vragen: verzin zelf een vraag, voer hem

in en oefen

• 3D: – Kleine moleculen: gebruik één van onze concepten+relevante

moleculen en zoek de codes erbij– Biomoleculen: gebruik één van onze aangeleverde codes en

verzin er een taak bij

39

3D• Kleine moleculen:

– Spiegelbeeldisomeren: D- en L-lactic acid– Spiegelbeeldisomeren: D- en L-softenon (thalidomide)– Geometrische isomeren: Cis/trans-coumaric acid

• Biomoleculen– Eiwitten:

• PDB: 1HFF• PDB: 1IYT • PDB: 1SA8• PDB: 1HRC• PDB: 1N4N

– DNA• PDB: 2NQ1

40

‘Oplossing’: 3D small molecules• Codes werken op iMolView Lite/ICM-Browser, en op

Jmol met dubbele punt (:) ervoor

• Spiegelbeeldisomeren: D- en L-lactic acid– D-lactic acid: CHEMBL358850– L-lactic acid: CHEMBL330546– “D-lactate” and “L-lactate” werken ook

• Spiegelbeeldisomeren: D- en L-softenon– D-softenon: ZINC01530948– L-softenon: ZINC01530947

• Isomeren: Cis/trans-coumaric acid– cis-coumaric acid: CHEMBL2336752– trans-coumaric acid: CHEMBL66879

41

‘Oplossing’: 3D biomoleculen• Codes werken op iMolView Lite, ICM-Browser, Jmol

• Eiwitten:– PDB: 1HFF; kort uiteinde v.e. peptide, nuttig voor concept v.

primaire sequentie– PDB: 1IYT; nuttig voor α-helix – PDB: 1SA8; nuttig voor β-sheet – PDB: 1HRC; illustratie metalloproteins (metaalcentrum in eiwit)– PDB: 1N4N; klein eiwit met vijf(!) zwavelbruggen voor rigiditeit

• DNA– PDB 2NQ1, kort stukje DNA via NMR: Watson-Crick

42

Conclusie 2• Instructies gegeven

• Oefeningen gedaan

• Zelf aan de slag?

Documents

Activeren met smartphones, tablets en laptops · – MC vragen; Open vragen; 3D visualisatie ... Organische chemie omdat ik heb horen zeggen dat het heel moeilijk is medicinale chemie