TWI570662B

TWI570662B - 基因合成教學系統及其方法

Info

Publication number: TWI570662B
Application number: TW105113185A
Authority: TW
Inventors: 溫育德; 王俊杰
Original assignee: 國立彰化師範大學
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2017-02-11
Also published as: TW201738834A

Description

基因合成教學系統及其方法

本發明係關於一種教學系統與方法，尤指一種關於基因合成之教學系統及其方法。

一般人體之細胞都具有細胞膜、細胞質、細胞核、以及一些重要的胞器，在細胞核裡之染色體是由一些蛋白質和DNA所組成的物質，關係人與人之間遺傳關鍵，而染色體上面之DNA排列即為基因，因為DNA攜帶之鹼基不同，就代表者不同的編碼，可以透過身體裡面的機制來製造不同的蛋白質，發揮不同的功用，因此稱為基因密碼。

人類之DNA只有四種鹼基，分別是Adenine、Cytonine、Gguanine、Thymine，其簡稱為ATCG四個字母來代表，而DNA之編碼，即代表將來要製造之蛋白質組成。

過去在學習細胞、遺傳等相關知識時，都只能經由書本及老師講解，了解繁雜之細胞組成及DNA之排列成基因，來深入了解基因與遺傳之關係。但是，繁雜之遺傳基因學，利用傳統圖文與教師講解進行學習，學生僅能單向之吸收知識，其教學互動性不足，學生能夠吸收的知識有限，無法於當下輕易了解並吸收有關基因之相關知識，因此，如何利用簡單又具有互動性之教學方法及教材，讓學生能夠以淺顯易懂之方式學習複雜之基因合成，讓學習知識不再繁複且單向吸收學習，能夠達到輕鬆學習知識之目的。

為解決上述課題，本發明提供一種基因合成教學系統及其方法，藉由於學習平台建立與基因相關之字母序列，並將學習平台與分配單元訊號連結，依照由學習平台輸入之字母序列控制分配單元之顯示元件之輸出順序，讓顯示元件能依序排列於序列容器中，讓學習者能夠清楚了解基因合成排列，以達到淺顯易懂之教學目的。

為達到上述目的，本發明提供一種基因合成教學系統，其包含：一學習平台，設有一顯示區塊，於顯示區塊上建構一字母序列；一基座；一分配單元具有一控制模組、複數顯示元件及至少一出口端，控制模組與學習平台訊號連結，每一顯示元件具有不同顯示標記，其中，學習平台依照字母序列控制分配單元，用以使等顯示元件對應字母序列依序輸出至至少一出口端；一承接元件，其設於基座，並對應於至少一出口端下方，承接元件承接依序輸出之顯示元件；以及一序列容器，其連通承接元件，並供顯示元件容置。

較佳地，分配單元具複數箱體，其中，顯示元件分別裝設於每一箱體中。

較佳地，箱體係四個。

較佳地，序列容器中之顯示元件呈直立排列。

為達到上述目的，本發明提供一種基因合成教學方法，其包含：(A)在一學習平台之一顯示區塊上輸入一對應字母；(B)針對輸入之對應字母產生一字母序列；(C)學習平台與一分配單元訊號連結；(D)分配單元具有複數顯示元件，每一顯示元件具有不同顯示標記，其中，學習平台依照字母序列控制分配單元，用以使顯示元件對應字母序列依序輸出；以及(E)顯示元件依序輸出並排列於一序列容器，以達到依序排列及辨識效果。

藉由上述，本發明可達成效果，藉由於學習平台建立有關基因之字母序列，並將學習平台與分配單元作訊號連結，依照由學習平台建立之字母序列控制分配單元之四個箱體，其四個箱體分別設有代表DNA之四種鹼基之顯示元件，依照學習平台傳送之訊號讓顯示元件依照順序之輸出，並且依序直立排列於序列容器中，學習者能夠清楚了解其建立之字母序列與基因合成間之關係，以互動學習之方式，將繁複之基因合成排列，以簡單易懂之方式讓學習者吸收了解有關基因合成之相關知識，藉此，用以達到淺顯易懂之教學目的。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖3所示，本發明提供一種基因合成教學系統，其包含一學習平台10與一基因合成機構100，其中，基因合成機構100更包含一基座20、一分配單元30、一顯示元件33、一承接元件40及一序列容器50，藉由於學習平台10建構與基因相關之一字母序列，並將學習平台10與分配單元30訊號連結，依照由學習平台10建構字母序列控制分配單元30之顯示元件33輸出順序，讓顯示元件33依序排列於序列容器50中，讓學習者能夠清楚了解基因合成排列，以達到淺顯易懂之教學目的。

學習平台10，設有一顯示區塊11，於學習平台10輸入一對應字母12，於顯示區塊11上顯示對應字母12，並將對應字母12透過一編碼器13建構為字母序列，其中，編碼器13係依照基因轉譯表，將對應字母12轉換為與基因相關之字母序列。另外，學習平台10係個人電腦或行動裝置其中之一，於本發明實施例中，學習平台10係個人電腦，如圖1及圖2所示。

基座20，設有複數支架21，而分配單元30架設於支架21上，其中，於本發明實施例中，支架21數量係4個，如圖3所示。

分配單元30，其設於基座20，分配單元30具有一控制模組31，其設於基座20中，分配單元30透過控制模組31與學習平台10訊號連結，而學習平台10與控制模組31訊號連結方式係以有線方式或無線方式連結其中之一或及其組合，其中，以無線方式連結，則可透過藍芽或無線網路方式連結，除了可利用個人電腦連結使用，也可透過行動裝置與分配單元30連結，於本發明實施例中，學習平台10與控制模組31係以有線方式連結，如圖1所示。

分配單元30具有複數箱體32、複數顯示元件33，箱體32分別裝設於每一支架21上，顯示元件33分別裝設於每一箱體32中，而每一顯示元件33具有不同顯示標記，其顯示標記之方式有以顏色、代表符號、代表字母等顯示，於本發明實施例中，箱體32數量係4個，顯示元件33係4種，每一箱體32與顯示元件33係分別代表DNA之四種鹼基A、T、C、G，顯示元件33係以不同顏色作為四種鹼基區分顯示，如圖3所示。

另外，分配單元30更具有至少一出口端34、複數開關裝置35及複數螺旋轉盤36，其出口端34對應連通於箱體32之一側，每一開關裝置35設於每一箱體32與出口端34之間，並與控制模組31電連接，開關裝置35用以控制出口端34開閉之時間與順序，每一箱體32內設有螺旋轉盤36，而螺旋轉盤36連通出口端34，並電連接控制模組31，顯示元件33容置於螺旋轉盤36上。其中，於本發明實施例中，學習平台10依照字母序列依續傳送訊號於控制模組31，控制模組31控制四個開關裝置35開閉之順序，依照字母序列之順序控制每一開關裝置35之開閉順序，讓顯示元件33於螺旋轉盤36上依序落置出口端34，藉由螺旋轉盤36將顯示元件33一一輸送至出口端34，以避免過多顯示元件33同時輸出置出口端34，造成顯示元件33堵塞於出口端34之現象發生，藉此，使顯示元件33能夠更加順暢，且能夠依序排列於序列容器50中。

承接元件40，其設於基座20，並對應於出口端34下方，承接元件40承接輸出之顯示元件33，其中，承接元件40朝該序列容器50方向往下傾斜，讓每個由出口端34輸出之顯示元件33能平順之滑落於序列容器50中，如圖3所示。

序列容器50，其連通承接元件40，並用於裝設依序滑落之顯示元件33，其中，裝設於序列容器50中之顯示元件33係呈直立排列，如圖3所示，讓學習者能夠清楚了解DNA之四種鹼基排列順序組合，以達到教學目的。

請參閱圖4至圖5所示，本發明提供一種基因合成教學方法，其包含：

(A)學習者在學習平台10之顯示區塊11上輸入對應字母12，其中，對應字母12係英文26個字母中之任意字母，於本發明實施例中，最多係10個字母。

(B)針對輸入之對應字母12經過編碼器13將其轉換，並產生字母序列。

(C)將學習平台10與分配單元30透過有線或無線方式訊號連結，並將字母序列之訊號傳至分配單元30之控制模組31，由控制模組31連結開關裝置35，用以操控開關裝置35之開關順序，其中，於本發明實施例中，學習平台10與控制模組31係以無線方式連結，如圖1所示。

(D)分配單元30之每一箱體32中具有不同標記之顯示元件33，當開關裝置35接收到字母序列之訊號後，將依照字母序列之順序控制開關裝置35之開關順序，藉由螺旋轉盤36將顯示元件33一一輸送至出口端34，使顯示元件33能夠對應字母序列之順序依序輸出。

(E)當顯示元件33依序輸出並直立排列於序列容器50中，用以達到能夠將顯示元件33依序排列及兼具基因合成之辨識效果，並讓學習者能夠將顯示元件33輸出之結果，對照基因轉譯表查看是否正確，以達到互動學習及教學目的。

請參閱圖1及圖4至圖5，學習者藉由於學習平台10輸入基因相關之對應字母12，例如POY，再點擊編碼器13轉換為字母序列，透過學習平台10與分配單元30之控制模組31作訊號連結，控制模組31操控開關裝置35之開閉時間，使代表DNA之四種鹼基之顯示元件33，能夠依照字母序列之順序輸出，其輸出結果為AGCAGACG之基因鹼基之顯示元件33，並且依序直立排列於序列容器50中，因此，學習者能夠藉由輸出結果，清楚了解輸入之對應字母12與基因合成間之關係，以互動學習之方式，將繁複之基因合成排列，以簡單易懂之方式，讓學習者吸收了解有關基因合成之相關知識，藉此，用以達到淺顯易懂之教學目的。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

100‧‧‧基因合成機構
13‧‧‧編碼器
31‧‧‧控制模組
35‧‧‧開關裝置
10‧‧‧學習平台
20‧‧‧基座
32‧‧‧箱體
36‧‧‧螺旋轉盤
11‧‧‧顯示區塊
21‧‧‧支架
33‧‧‧顯示元件
40‧‧‧承接元件
12‧‧‧對應字母
30‧‧‧分配單元
34‧‧‧出口端
50‧‧‧序列容器

圖1係本發明之基因合成教學系統示意圖。圖2係本發明之學習平台示意圖。圖3係本發明之基因合成機構示意圖。圖4係本發明之教學方法流程圖。圖5係本發明之實施例示意圖。

100‧‧‧基因合成機構

10‧‧‧學習平台

20‧‧‧基座

21‧‧‧支架

30‧‧‧分配單元

31‧‧‧控制模組

32‧‧‧箱體

33‧‧‧顯示元件

34‧‧‧出口端

35‧‧‧開關裝置

36‧‧‧螺旋轉盤

40‧‧‧承接元件

50‧‧‧序列容器

Claims

一種基因合成教學系統，其包含：一學習平台，設有一顯示區塊，於該顯示區塊上輸入一對應字母，由該對應字母建構一字母序列；一基座；一分配單元，其設於該基座，該分配單元具有一控制模組、複數顯示元件及至少一出口端，該控制模組與該學習平台訊號連結，每一顯示元件具有不同顯示標記，其中，該學習平台依照該字母序列控制該分配單元，用以使該等顯示元件對應該字母序列依序輸出至該至少一出口端；一承接元件，其設於該基座，並對應於該至少一出口端下方，該承接元件承接依序輸出之該等顯示元件；以及一序列容器，其連通該承接元件，並供該些顯示元件呈直立且依序排列。
如請求項1所述之基因合成教學系統，其中，該分配單元具有複數箱體，其中，該些顯示元件分別裝設於每一箱體中。
如請求項2所述之基因合成教學系統，其中，每一箱體內更設有一螺旋轉盤，該些螺旋轉盤與該控制模組電連結，每一螺旋轉盤連通該至少一出口端，該等顯示元件容置於該螺旋轉盤。
如請求項2所述之基因合成教學系統，其中，每一箱體對應設有該至少一出口端。
如請求項2所述之基因合成教學系統，其中，該基座設有複數支架，其中，該些箱體分別設於每一支架上。
請求項2所述之基因合成教學系統，其中，該分配單元具有複數開關裝置，其設於每一箱體與該至少一出口端之間，該些開關裝置電連接該控制模組，該些開關裝置用以控制該至少一出口端之開閉時間。
如請求項2至6中任一項所述之基因合成教學系統，其中，該些箱體係四個。
如請求項1所述之基因合成教學系統，其中，該承接元件朝該序列容器方向往下傾斜。
如請求項1所述之基因合成教學系統，其中，該學習平台係一個人電腦或行動裝置其中之一。
如請求項1或9所述之基因合成教學系統，其中，該學習平台與該控制模組訊號連結方式係以有線方式或無線方式連結其中之一或及其組合。
一種基因合成教學方法，其包含：(A)在一學習平台之一顯示區塊上輸入一對應字母；(B)針對輸入之該對應字母產生一字母序列；(C)該學習平台與一分配單元訊號連結；(D)該分配單元具有複數顯示元件，每一顯示元件具有不同顯示標記，其中，該學習平台依照該字母序列控制該分配單元，用以使該等顯示元件對應該字母序列依序輸出；以及(E)該等顯示元件依序輸出並呈直立依序排列於一序列容器，以達到依序排列及辨識效果。
如請求項11所述之基因合成教學方法，其中，該學習平台係一個人電腦或行動裝置其中之一。
如請求項11或12所述之基因合成教學方法，其中，該學習平台與該分配單元訊號連結方式係以有線方式或無線方式連結其中之一或及其組合。