Kemian LUMA-tiedeluokka Gadolinissa on jo pitkään kehitetty kemian opetusta tukevia harjoitustöitä ajankohtaisista aiheista. Idea koronatestaustyön kehittämiseen tulikin tiedeluokan johtaja ja professori Maija Akselan mukaan Gadolinin kehittämistyöryhmästä.
– Idea tähän kokeelliseen työhön tuli alun perin Suomen Bioteollisuus ry:n edustajalta, ja sitä alettiin kehittää keväällä 2020 yhteistyössä kumppaniemme kanssa. Aluksi Gadolinin ohjaajien kanssa kehitettiin vasta-ainetestiin pilottimalli, joka myöhemmin jalostui antigeenitestaukseksi tiedekasvatusohjaajan Fanny Kytölän oppinäytetyönä, Aksela kertoo.
Näytteestä etsitään viruksen antigeeniä ELISA-menetelmällä
Oppilaat hyödyntävät kokeellisen työskentelyn aikana ELISA-menetelmää, jonka avulla näytteestä etsitään viruksen antigeeniä. Antigeeni on molekyyli, joka saa elimistössä aikaan immuunivasteen. ELISA-menetelmän hyötynä ovat etenkin sen nopeus ja helppous: työssä hyödynnetään tietystä muovista valmistettuja kennoja, joihin viruksen antigeeni sitoutuu, mikäli sitä löytyy näytteestä.
– Alun perin koronatestaustyötä valmisteltiin veren vasta-aineisiin perustuen, mutta testi päätettiin muuttaa antigeenitestaukseksi selkeyden vuoksi. Monelle oppilaalle on jo tuttua, että koronanäyte otetaan oikeassa tilanteessa nenäsivelynäytteenä eikä verinäytteestä, kertoo testiä opinnäytetyönään kehittänyt Fanny Kytölä.
Jotta kennoihin sitoutunut antigeeni voidaan todeta, lisätään niihin näytteen jälkeen viruksen vasta-ainetta. Vasta-aine on proteiini, jonka immuunijärjestelmä tuottaa tietyn antigeenin havaittuaan. Mikäli näytteestä löytyy antigeeniä, sitoutuu vasta-aine siihen. Lopuksi tarvitaan vielä sekundäärinen vasta-aine ja siihen liitetty entsyymi, jotka muuttavat liuoksen väriä, mikäli kennosta löytyy antigeeni-vasta-ainekompleksia. Prosessi on myös kuvattu Kemianluokka Gadolinin TikTok-tilissä videona.
Ajankohtainen aihe innostaa oppimaan
Kytölä korostaa ajankohtaisen aiheen merkitystä oppilaiden mielenkiinnon herättäjänä.
– Ajankohtainen aihe ja tosielämän ongelma tukevat mielekästä oppimista ja herättävät mielenkiintoa kemia opiskelua kohtaan. Harjoitustyön myötä oppilaat pääsevät myös tutustumaan, miten kemian osaamista voidaan hyödyntää pandemioiden leviämisen estämiseksi ja harjoittelemaan laboratoriotaitojaan, selittää Kytölä.
Antigeenitestaukseen siirtymisen lisäksi Kytölä uudisti työohjetta etenkin sen pedagogiikan osalta.
– Halusin innostaa oppilaita kemiaan opiskeluun tällä työllä. Esitehtävien avulla oppilaat pääsevät tutustumaan aiheeseen jo ennen kokeellista työskentelyä. Näin he voivat työskentelyn aikana keskittyä laboratoriovälineiden käytön opetteluun, työn huolelliseen suorittamiseen ja tulosten arviointiin. Kokeellisen osion jälkeen lisäsin oppimista arvioivia tehtäviä, jotka edistävät oppimista tulevaisuudessa ja mahdollistavat jo käsiteltyjen aiheiden kertaamisen.
Pohdintatehtävät tukevat Kytölän mukaan myös oppilaiden pitkäaikaista oppimisprosessia ja onnistumiset heille mielekkäässä kokeellisessa työskentelyssä lisäävät intoa kemian opiskeluun.