Od vzorců k porozumění reaktivitě a funkci v organismu
Steroidní skelet a modifikace struktury
Základem je tetracyklické jádro, které pasuje jako klíč do zámku do androgenních receptorů. Chemickou modifikací (např. přidáním methylové skupiny na C17) vznikne methyltestosteron, který je odolný proti biotransformaci, ale toxický pro játra.
Základy reaktivity pochopíte v Organické chemii, zatímco vliv modifikací struktury na její stabilitu v těle probíráme v Toxikologii.
Proč je methyltestosteron odolný vůči rozkladu v těle?
Stimulanty a vstupenka do mozku
Právě přítomnost a poloha dusíku umožňuje těmto látkám napodobovat přirozené neurotransmitery. Malé změny v okolí tohoto atomu rozhodují o tom, zda látka zůstane v krvi, nebo ovlivní přímo mozek.
Vztah mezi strukturou a biologickou aktivitou (SAR) je tématem Toxikologie.
Proč zrovna dusík?
Fyzikální chemie v praxi
Tato látka má kladný i záporný náboj zároveň. Díky tomu dokonale napodobuje přirozené metabolity a ovlivňuje transport mastných kyselin do buněčných elektráren – mitochondrií.
Pochopení vzniku nábojů a polarity je základem Obecné chemie, jejich roli v metabolismu pak detailně prozkoumáte v Biochemii.
Jaký bude náboj látky v kyselém prostředí?
Diuretika a chemické maskování
Přidáním atomu chloru chemici mění fyzikálně-chemické vlastnosti látky, což ovlivňuje její vylučování ledvinami. U dopingu se tato látka zneužívá k naředění moči a zakrytí jiných substancí.
Syntézu a reaktivitu chlorovaných derivátů procvičíte v Laboratořích z organické chemie, jejich osud v organismu pak v Biochemii.
Jak by se dala využít nemožnost biotransformace látky v organismu?
Narkotika a přírodní architektura
Zatímco lidstvu trvalo desítky let, než se naučilo morfin v laboratoři vyrobit, mák k tomu používá enzymatickou kaskádu starou miliony let. Struktura morfinu je fascinující svou složitou 3D strukturou.
Studiu fascinujících biochemických struktur a jejich izolaci z přírodních zdrojů se věnuje Praktikum z biochemie.
Proč jsou alkaloidy alkalické?
Jak se doping odhaluje?
Odhalení těchto látek v extrémně nízkých koncentracích vyžaduje špičkovou techniku. Hledáme buď látky samotné, nebo jejich specifické metabolity – produkty rozkladu.
Práci s moderními přístroji si osvojíte ve všech praktikách. Realitu práce klinického toxikologa uvidíte při exkurzi do Krajské nemocnici Liberec.
Jaké analytické metody se používají pro stanovení xenobiotik?
Foto z výuky
Spolupracující organizace
Proč to funguje?
- Protože učitelé i studenti táhnou za jeden provaz.
- Protože výuka je postavená na spolupráci, otevřenosti a odvaze experimentovat.
- Protože víme, že motivace je důležitější než množství znalostí.
Pro koho to děláme?
- Pro studenty, kteří chtějí objevovat, tvořit a stát se učiteli, vědci i inspirátory.
- Pro žáky škol, aby měli kolem sebe pedagogy, kteří rozumí moderním metodám i světu kolem sebe.
- Pro partnery z praxe a průmyslu, kteří s námi chtějí tvořit inovace užitečné pro společnost.
- Pro společnost, která potřebuje vzdělané, etické a empatické osobnosti.
Probouzíme zvídavost v každém věku
Máme zkušenosti s popularizací vědy pro mateřské školky, účastníky Dětské univerzity TUL i celoživotním vzděláváním seniorů v rámci U3V.
Vedeme odborné práce pro středoškoláky.
Inovace SP Učitelství chemie
Na portálu dobré praxe projektu UčiTUL najdete naše materiály pro učitele. Díky projektu průběžně inovujeme naše studijní programy. Stavíme na 13 základních pilířích propojených s kompetenčním rámcem absolventky a absolventa učitelství (KRAAU):
| Kód | Hlavní tematický okruh | Stručná charakteristika přesahu | Vazba na KRAAU | Opatření (co zavádíme) | Očekávaný výstup učení (OVU) | Důkazy učení |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | Kompetenčně orientovaná struktura studijního programu | Přechod od „souboru předmětů“ k provázanému programu s jasným profilem absolventa | 2.1 Nastavuji cíle výuky • 2.5 Reflektuji výuku • 6.1 Profesní rozvoj | Programové OVU, mapování předmětů na kompetence, společné rubriky | Dokáže plánovat, reflektovat a řídit vlastní profesní učení | Mapa OVU–předměty, e-portfolio, sebereflexe |
| P2 | Didaktický design výuky založený na důkazech učení | Výuka jako navrhovaný, ověřovaný a zlepšovaný proces | 1.2 Didaktická transformace • 2.2 Plánování výuky • 4.1 Hodnocení | Práce s cíli, kritérii a evidencí učení | Navrhne výuku s jasnými cíli a kritérii | Příprava hodiny, rubrika, analýza práce žáků |
| P3 | Experimentální a laboratorní výuka jako model vědecké praxe | Laboratoř jako prostředí rozhodování, práce s chybou a daty | 1.1 Odbornost • 1.2 Didaktické zprostředkování • 2.4 Vedení výuky | Víceúrovňové lab. úlohy (core–inquiry–extension) | Zvolí postup, vyhodnotí data a nejistotu | Protokol, dataset, interpretace |
| P4 | Badatelsky orientované a projektové učení ve science | Učení prostřednictvím autentických problémů | 2.2 Plánování • 2.3 Motivace • 2.4 Vedení výuky | PBL, inquiry úlohy, projekty | Řídí badatelský proces žáků | Projektová zpráva, prezentace |
| P5 | Klinický model pedagogické praxe a reflexe | Praxe jako systematické profesní učení | 2.5 Reflexe • 5.1 Spolupráce • 6.1 Sebepojetí | Cyklus plán–výuka–reflexe–redesign | Analyzuje a zlepšuje vlastní výuku | Videozáznam, reflexe, mentor feedback |
| P6 | Učení v autentických kontextech a mimoškolních prostředích | Propojení chemie se světem mimo školu | 1.2 Didaktická transformace • 3.3 Prostředí • 5.2 Komunita | Exkurze jako učební jednotky | Přenese zkušenost do školní výuky | Exkurzní list, scénář hodiny |
| P7 | Interdisciplinární a STEAM přístupy | Propojování chemie s dalšími obory | 1.1 Odborové souvislosti • 1.2 Didaktika • 2.3 Motivace | STEAM projekty, mezioborová spolupráce | Integruje více oborů do výuky | Projekt, výukový modul |
| P8 | Tvůrčí a makerspace-orientované učení | Učení skrze návrh, výrobu a testování | 1.2 Didaktika • 2.3 Motivace • 3.3 Prostředí | Chem-makers moduly | Navrhne a ověří výukový artefakt | Funkční pomůcka, návod |
| P9 | Digitálně podporované učení a AI | Digitální kompetence jako součást profese | 3.3 Digitální prostředí • 6.2 Etika a AI | Smysluplné využití digitálních nástrojů | Použije digitální nástroje odpovědně | Digitální materiál + audit zdrojů |
| P10 | Motivační a autoregulační procesy učení | Podpora vnitřní motivace a odpovědnosti | 2.3 Motivace • 4.3 Reflexe • 6.3 Psychohygiena | Formativní hodnocení, sebereflexe | Řídí vlastní učení a zátěž | Reflexní deník, plán rozvoje |
| P11 | Rozvoj přenositelných profesních dovedností (soft skills) | Systematický rozvoj komunikace, spolupráce, sebereflexe | 3.2 Spolupráce • 4.2 Zpětná vazba • 5.1 Spolupráce • 6.1 Rozvoj | Týmová práce, peer-feedback, reflexe | Efektivně komunikuje a spolupracuje | Peer-review, týmový výstup |
| P12 | Hodnocení založené na kritériích a portfoliích | Transparentní a rozvojové hodnocení | 4.1 Kritéria • 4.2 Zpětná vazba • 4.3 Reflexe | Společné rubriky a portfolio | Hodnotí a reflektuje učení | Portfolio, sebehodnocení |
| P13 | Systémové řízení kvality studijního programu | Program se dlouhodobě učí a zlepšuje | 2.5 Reflexe • 5.1 Spolupráce • 6.1 Rozvoj | Pravidelná evaluace SP | Navrhuje zlepšení výuky | Evaluační zprávy |
- BIGGS, John. Enhancing teaching through constructive alignment. Higher Education. 1996, roč. 32, č. 3, s. 347–364. Dostupné z: https://link.springer.com/article/10.1007/BF00138871 (Springer Nature)
- WIGGINS, Grant; McTIGHE, Jay. Understanding by Design Framework. Alexandria (VA): ASCD, 2012. Dostupné z: https://files.ascd.org/staticfiles/ascd/pdf/siteASCD/publications/UbD_WhitePaper0312.pdf (files.ascd.org)
- NATIONAL RESEARCH COUNCIL. America’s Lab Report: Investigations in High School Science. Washington, DC: The National Academies Press, 2006. Dostupné z: https://www.nationalacademies.org/publications/11311 (nationalacademies.org)
- KRAJCIK, Joseph S.; BLUMENFELD, Phyllis C. Project-Based Learning. In: The Cambridge Handbook of the Learning Sciences. Cambridge: Cambridge University Press. Dostupné z: https://www.cambridge.org/core/books/cambridge-handbook-of-the-learning-sciences/projectbased-learning/355AA45D92D7FCD5D312FD1C343FDBB2 (Cambridge University Press & Assessment)
- AACTE (American Association of Colleges for Teacher Education). A Report of the AACTE Clinical Practice Commission. Washington, DC: AACTE, 2022. Dostupné z: https://aacte.org/wp-content/uploads/2022/10/cpc-full-report-final.pdf (aacte.org)
- NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Learning Science in Informal Environments: People, Places, and Pursuits. Washington, DC: The National Academies Press, 2009. Dostupné z: https://www.nationalacademies.org/publications/12190 (nationalacademies.org)
- NATIONAL ACADEMIES OF SCIENCES, ENGINEERING, AND MEDICINE. The Integration of the Humanities and Arts with Sciences, Engineering, and Medicine in Higher Education: Branches from the Same Tree. Washington, DC: The National Academies Press, 2018. Dostupné z: https://www.nationalacademies.org/read/24988/chapter/1 (nationalacademies.org)
- HALVERSON, Erica R.; SHERIDAN, Kimberly. The Maker Movement in Education. Harvard Educational Review. 2014, roč. 84, č. 4, s. 495–504. Dostupné z: https://meridian.allenpress.com/her/article/84/4/495/32157 (meridian.allenpress.com)
- REDECKER, Christine. European Framework for the Digital Competence of Educators: DigCompEdu. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2017. Dostupné z: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC107466/pdf_digcomedu_a4_final.pdf (publications.jrc.ec.europa.eu)
- ZIMMERMAN, Barry J. Becoming a Self-Regulated Learner: An Overview. Theory Into Practice. 2002, roč. 41, č. 2, s. 64–70. Dostupné z: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1207/s15430421tip4102_2 (Taylor & Francis Online)
- OECD. The Future of Education and Skills: Education 2030. Paris: OECD, 2018. Dostupné z: https://www.oecd.org/content/dam/oecd/en/publications/reports/2018/06/the-future-of-education-and-skills_5424dd26/54ac7020-en.pdf (OECD)
- BLACK, Paul; WILIAM, Dylan. Inside the Black Box: Raising Standards Through Classroom Assessment. London: King’s College London, 1998. Dostupné z: https://allianceforlearning.co.uk/wp-content/uploads/2017/03/William-and-Black-Inside-the-Black-Box.pdf (Bright Futures Training)
- ENQA; ESU; EUA; EURASHE. Standards and Guidelines for Quality Assurance in the European Higher Education Area (ESG 2015). Brussels, 2015. Dostupné z: https://www.enqa.eu/wp-content/uploads/2015/11/ESG_2015.pdf (enqa.eu)