Korišćenje najsavremenije nauke u nastavnom programu: kontrolisanje telesne mase

Prevela: Sandra ?or?evi? Slika dobijena ljubaznoš?u egal / iStockphoto Friedlinde Krotscheck opisuje kako je koristila jedan od Science in School ?lanaka o najsavremenijoj nauci kao glavni fokus za nastavnu jedinicu o ljudskom telu. Predavanja u školi tinej?žerima mogu biti od manje…

Prevela: Sandra ?or?evi?

Slika dobijena ljubaznoš?u egal / iStockphoto

Friedlinde Krotscheck opisuje kako je koristila jedan od Science in School ?lanaka o najsavremenijoj nauci kao glavni fokus za nastavnu jedinicu o ljudskom telu.

Predavanja u školi tinej?žerima mogu biti od manje važnosti. Mnogi u?enici su pre svega zainteresovani za svoj izgled, svoje partnere i zabavu van škole; tako?e, vrlo su osetljivi na mišljenje svojih vršnjaka. Kada sam pogledala Science in School ?lanak o novoj potencijalnoj hormonskoj terapiji protiv gojaznosti (Wynne & Bloom, 2007), pitala sam se da li bih mogla da iskoristim taj ?lanak i interesovanja tinej?žera kako bih navela u?enike 10-og razreda (uzrasta 15-16 godina) da aktivnije u?estvuju na ?asovima biologije.

Prvo polugo?e 10-og razreda je posve?eno “ljudskom telu”; ovo je prvi i jedini put da se u?enici upoznaju detaljno sa ovom temom. Tokom tri meseca, posvetila sam svih 24 ?asa biologije (svaki od po 45 minuta) pod-temi “homeostaza i ?ovekovo telo”, fokusiraju?i se na Science in School ?lanak koji je dopunjen video klipovima predavanja The Science of Fat, tj. nauke o mastima (Evans & Friedman, 2004).

Po?ela sam tako što sam pitala u?enike da li bi želeli da probamo druga?iji pristup u?enju baziran na materijalu koji sam spremila,a koji sadrži radne listove i tabele. U?enici bi trebalo da rade u grupama kako bi sastavili svoj portfolijo sa informacijama (beleškama, dijagramima i esejima), predstave svoj rad drugima i u?estvuju u debatama na ?asu. U?enici su prihvatili ovu ideju sa entuzijazmom.

Tokom naredna tri meseca entuzijazam u?enika za temu i novi na?in u?enja nije jenjavao. Bili su motivisani da u?e o sistemu organa, shvate princip homeostaze i kriti?ki analiziraju svoj na?in života. Bila sam impresionirana trudom koji su uložili u kreiranju svojih portfolija – i u slobodno vreme – i njihovom željom da nau?e nešto više o ovoj nauci, da uti?u na pravac nastavne jedinice, da u?e jedni druge i diskutuju o eti?kim problemima koji su tu uklju?eni.

Friedlinde Krotscheck
Slika dobijena ljubaznoš?u Eckhard Krotscheck

Naravno, kada je u pitanju tema gojaznosti treba na?i pristup radu kojim krupni i gojazni u?enici ne bi bili povre?eni. Pošto sam nastavnu jedinicu po?ela prili?no dugim razmatranjem homeostaze i metabolizma, kada je došlo vreme za diskusiju o indeksu mase, u?enici su bili dosta opupšteni – i naravno, individualni podaci u?enika nisu bili javni.

Slika dobijena ljubaznoš?u SaulHerrera / iStockphoto

Kada smo po?eli da diskutujemo o gojaznosti i ?lanku o istraživanju, moja dva gojazna u?enika su bila ushi?ena, jer su shvatili da stanje u kojem se nalaze nije isklju?ivo njihova krivica – i na ?asu su otvoreno po?eli sa izlaganjem svojih navika u ishrani. Drugi u?enici su otvoreno govorili o drugim problemima sa težinom, uklju?uju?i anoreksiju i bulimiju.

U nastavku su uputstva za reprodukovnje ove nastavne jedinice. Koristila sam je za uvo?enje (uz saglasnost u?enika) druga?ijeg pristupa predavanjima iz biologije, sli?nom na?inu na koji rade nau?nici. Ovo je, tako?e, u?inilo da moji u?enici shvate kako je osnovno poznavanje ?injenica važno da bi se shvatila najsavremenija istraživanja.

Ako niste u mogu?nosti da toliko vremena posvetite ovoj temi, možete koristiti samo neke delove projekta, ili individualne radne listove.

1) Svakodnevni život u?enika

Zapo?nite prvi ?as jednostavnim pitanjem “Kako ste?” Diskutovanje o odgovorima u?enika i njihovo grupsanje na u?tive odgovore i iskreno izražavanje trenutnog emotivnog stanja ( npr. tužan/tužna, sre?an/sre?na, dosadno je) treba da vodi do faktora koji su uslovili te odgovore, na primer:

  • Da li im se svi?a škola
  • Da li su gladni ili žedni
  • Koliko hrane ili koju vrstu hrane su jeli
  • Koliko su spavali.

Odavde pre?ite na diskusiju o ljudskom metabolizmu i jedan od dijagrama (bilans energije, levo) iz Wynne & Bloom (2007). Za doma?i zadatak, u?enici treba da popunjavaju Tabelu 1 svakoga dana u toku jedne nedelje, nabrajaju?i šta jedu i koje vežbe rade. Sve tabele i radne listove koji su potrebani za ovu nastavnu jedinicu mogu se na?i na sajtu Science in School-aw1.


Bilans energije. Kliknite na sliku da je uve?ate
Slika dobijena ljubaznoš?u Katie Wynne

 

Unos hrane

Potrošnja energije

Dan

Opis hrane

ml ili g

Aktivnost

Vreme

Udaljenost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabela 1: Unos hrane i potrošnja energije. Svakoga dana zabeležite šta jedete, koliko jedete, kojim se fizi?kim aktivnostima bavite i koliko dugo.

2) Sistem organa

Da bi po?eli sa temom metabolizma, u?enici treba da razumeju sistem organa u telu i kako oni zajedno funkcionišu da bi održali homeostazu. U toku rada na ovoj nastavnoj jedinici, u?enici treba da formiraju portfolijo sa informacijama o razli?itim funkcijama organa, bilo da rade u grupama ili individualno, u u?ionici ili kod ku?e. Bitno je da profesor samo snabdeva u?enike potrebnim materijalom (radne sveske, sajtovi, modeli, dijagrami, i ostale informacije o razli?itim sistemima organa); u?enici sakupljaju ?injenice samostalno. Ja sam u?enicima dala vrlo malo smernica u vezi sa ?injenicama koje treba sakupljati – daju?i podršku uglavnom slabijim u?enicima. Drugi profesori bi možda dali više gradiva.

Slika dobijena ljubaznoš?u scol22 / iStockphoto

Svaka grupa u?enika se usredsredila na jedan sistem organa, a onda i izvela prezentaciju od 15 minuta, pritom pripremila i kviz za svoju publiku koji ona treba da uradi.

Kada sakupe podatke o ovim sistemima organa, u?enici koriste Radni list 1 da bi:

  1. Opisali funkcije svakog sistema i nabrojali organe koji mu pripadaju.
  2. Koriste strelice i oznake kako bi opisali uticaj koji ranije pomenuti sistemi organa imaju jedan na drugi.

Iskoristila sam 12 ?asova za prva dva dela ove nastavne jedinice, nakon ?ega su moji u?enici imali osnovno znanje o sistemima organa, kako oni zavise jedni od drugih i šta je homeostaza. Jedini ?as predavanja koji sam održala bio je o centralnom nervnom sistemu, sem toga, sva poglavlja su predstavili u?enici.

3) Ra?unanje unosa hrane I aktivnosti

Na osnovu svojih podataka u Tabeli 1, svi u?enici treba da predstave svoju hipotezu o svom bilansu energije (npr. smanjenje težine, pove?anje težine). Onda treba da razmisle kako da kvantitativno uporede svoje rezultate sa rezultatima ostalih u?enika – i do?u do ideje da koriste indeks telesne mase (ITM).

ITM = masa tela (kg)
          (visina (m))2

Koriš?enjem ove jedna?ine ili ITM kalkulatoraw2 na internetu, svaki u?enik treba da izra?una svoj ITM. Prvo predavanje sa seminara Nauke o mastima (“Dekonstrukcija gojaznosti” od strane Jeffrey M. Friedman-a) se može koristiti kako bi se ukazalo na neka ograni?enja ITM-a, naro?ito da se ne može podjednako koristiti za svakoga.

Zatim, koriste?i Tabelu 2 i podatke iz Tabele 1, svaki u?enik treba da ra?una svoj bilans energije za svaki dan i na?e prose?nu vrednost dobijenih rezultata tokom jedne nedelje kako bi videli u kom smeru se njegov ili njen bilans energije kre?e. Da bi ovo izveli, u?enicima je potreban pomo? profesora da prevedu podatke iz Tabele 1 u kilo?žule. Postoji puno internet sajtova na kojima se ovo može izra?unati ili daju potrebne podatke za izra?unavanjew3.

Unos hrane minus potrošnja energije

Dan

+ kJ (unos hrane)

– kJ (potrošena energija)

Bilans energije

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabela 2: Unos hrane i bilans potrošene energije

Izra?unati bilans energije ?e se razlikovati od u?enika do u?enika – i može se razlikovati u odnosu na hipotezu sa po?etka ovog dela. U dijagramu “bilansa energije” (vidi iznad), upišite bilans energije (u kJ) izra?unat za svakog u?enika i diskutujte o rezultatima. U?enici ?e shvatiti da se ukupna potrošnja energije može podeliti na energiju koju telo koristi za metaboli?ke procese kada miruje (naš ritam bazalnog metabolizma) i energiju koriš?enu za aktivnosti. Ipak, Tabela 2 podrazumeva samo energiju utrošenu tokom aktivnosti – i osnovni metaboli?ki nivo ?e se razlikovati od u?enika do u?enika.

Naša potrošnja metaboli?ke energije se može odrediti na osnovu naše visine, težine, pola i godina starostiw4, w5. U?enici mogu da odrede svoj ritam bazalnog metabolizma i dodaju ga prilikom ra?unanja svog bilansa energije u Tabeli 2. Kako ovo menja položaj u?enika u dijagramu “bilansa energije” (vidi iznad)?


Radni list 1: Homeostaza tela. Ljudsko telo je skup sistema organa; svaki sistem ima svoje karakteristike, ali svi sistemi rade zajedno, prilikom ?ega stalno razmenjuju informacije i prilago?avaju dobijene i poslate kako bi zadovoljili zahteve trenutne situacije. Ovakva saradnja i komunikacija rezultira homeostazom. Kliknite na sliku da je uve?ate
Slika dobijena ljubaznoš?u Friedlinde Krotscheck

Sada se može govoriti o metabolizmu na nivou ?elije koriste?i Radni list 2. U?enici treba da koriste svoje radne sveske kako bi odgovorili na slede?a pitanja, i time uo?e vezu izme?u bilansa energije i rada ?elija, tkiva i organa.


Radni list 2: ?elija kao najmanja živa jedinica. Kliknite na sliku da je uve?ate
Slika dobijena ljubaznoš?u Friedlinde Krotscheck

  1. Nabrojte ?elijske strukture i organele koje su uklju?ene u svaku od navedenih funkcija u dijagramu.
  2. U Radnom listu 2, strelicama pokažite me?uzavisnost ovih funkcija.
  3. Uporedite ono što znate o funkcijama ?elija sa homeostazom ljudskog tela. Opišite sve paralele koje uo?ite.

Kod mojih u?enika, ovo je dovelo do diskusije o ?injenici da naš fenotip – na primer, bilo da smo visoki ili niski – zavisi od toga kako ?elije funkcionišu u našim organima. Nekad su ove ?elije prisutne, ali ne funkcionišu kako treba. Tada su moji u?enici zaklju?ili da do homeostaze dolazi na svim nivoima – izme?u ?elija i izme?u organa – i da je homeostaza neophodna za zdravo telo.

4) Predstavljanje Science in School ?lanka

?ak i kada se u obzir uzmu i promene potrošnje metaboli?ke energije, nemaju svi u?enici bilans energije približan 0; umesto toga, neki od njih o?igledno unose više (ili manje) energije nego što potroše. Zašto? Diskusija treba da dovede do koncepta sitosti: ose?aja da smo pojeli dovoljno.

Predstavite drugi dijagram (desno) iz Wynne & Bloom (2007) – ali bez oznakaw1. Opišite istraživanje o kome ?lanak govori i objasnite signaliziranje vezano za apetit, ishranu i sitost. Uloga L ?elija se naro?ito može istražiti i diskutovati na osnovu znanja u?enika o funkciji ?elije u okviru našeg sistema organa.

U?enici treba da stave oznake na dijagram uporedo s ovim.

Pošto su u?enici sada upoznati sa konceptom ITM-a i definicijom gojaznosti, podelite ih u male grupe kako bi diskutovali o problemima gojaznosti i potrebnoj pomo?i, uz pomo? Radnog lista 3w1.

Zamolite u?enike da zamisle da su gojazni i odgovore na slede?a pitanja:


Oksintomodulin uslovljava sitost. Kliknite na sliku da je uve?ate
Slika dobijena ljubaznoš?u Katie Wynne

  1. Na koji bi se od problema vezanih za gojaznost (vidi Radni list 3) prvo osvrnuli?
  2. Kako bi ste to uradili?
  3. Da li biste potražili pomo?? Ako biste, od koga?
  4. Sastavite listu malih koraka ka svom cilju.
  5. Kako su problemi gojaznosti me?usobno povezani? Do ?ega mogu ovi problemi da dovedu?
  6. Da li mislite da se gojaznost može i vama desiti? Objasnite.


Radni list 3: Gojazna osoba. Kliknite na sliku da je uve?ate
Slika dobijena ljubaznoš?u Friedlinde Krotscheck

Diskusija bi trebala da dovede u?enike do zaklju?ka da je gojaznost znak ometene homeostaze, kada neke osobe ne prepoznaju sitost kako treba. Le?enje oksintomodulinom može da dovede do gubitka težine popravljaju?i bilans telesne energije, i time omogu?i da se održi zdrava težina.

5) Izgledi ovakvog le?enja

Da bi se oksintomodulin široko primenjivao u le?enju gojaznosti, potrebna su dalja istraživanja. Iz Wynne & Bloom (2007), koristite odeljak o ispitivanjima klini?kih lekova (dole) kako bi pokazali da lekovi pre odobravanja prolaze kroz mnoge nivoe testiranja da bi se uo?ili i smanjili sporedni efekti.

Slede?a pitanja se mogu javiti ili postaviti:

  1. Kakav efekat ima ubrizgani oksintomodulin na receptore u mozgu?
  2. Kakav efekat oksintomodulin ima na dobrovoljce u istraživanju, sem što je uslovio sitost?
  3. Da li ubrizgani hormon može poremetiti proizvodnju oksintomodulina od strane tela (inhibicija izazvana substratom)?

Kako izvesti zaklju?ak teme

Ask the students to write a short essay – either a creative story or a factual Zadajte u?enicima da napišu kratak esej – u vidu kreativne pri?e ili diskusije o ?injenicama – o mogu?em uticaju koriš?enja oksintomodulina u le?enju gojaznsti.

Najzad, u?enici mogu diskutovati da li ovaj tip istraživanja treba uopšte finansirati. Zašto? Zašto ne? Kod mojih u?enika, ovo je dovelo do dinami?ne debate, koja je uklju?ila i stav da mnogo više ljudi širom sveta umire od gladi nego li od gojaznosti – i probleme u vezi s tim.

Do kraja ove nastavne jedinice, u?enici treba da shvate da naši sistemi organa zavise jedni od drugih i uti?u jedni na druge, i da ?e, ako se i jedan parametar promeni, do?i do niza promena bilo gde u sistemu. Ovo je ta?no za bilo kakve promene telesne homeostaze, bilo prejedanje, gladovanje ili ?ak pogrešna upotreba lekova.

Klini?ko testiranje lekova

Novi lekovi moraju pro?i niz ispitivanja poznata kao faze, kako bi se testiralo da li su delotvorni i bezbedni.

FAZA I: Po?etna istraživanja sa malim brojem naj?eš?e zdravih dobrovoljaca kao bi se odredila bezbedna doza i pronašli potencijalni sporedni efekti.

FAZA II: Istraživanje sa ve?om grupom dobrovoljaca (do 100) sa oboljenjem koje treba le?iti da bi se odredila delotvornost za kratki period i bezbednost. Obe studije opisane u ovom ?lanku su bile rana istraživanja Faze II.

FAZA III: Velike grupe dobrovoljaca sa oboljenjem (do nekoliko hiljada) za ispitivanje leka, tokom dužeg perioda u toku godine ili duže da bi se uporedilo ovo le?enje sa postoje?om terapijom ili placebo-efektom.

FAZA IV: Ispitivanja leka, uglavnom izvo?eno nakon što se le?enje odobri, kako bi se utvrdila delotvornost le?enja kada ima širu primenu da bi se istražili rizici na duže staze i koristi.

Ovaj proces je klju?an kako bi se sa sigurnoš?u utvrdilo da su koristi le?enja ve?e od bilo kojih mogu?ih sporednih efekata, ali to zna?i da je potrebno nekoliko godina da bi novi lek stigao na tržište.

Faza

 

I

II

III

IV

????

124

259

169

55

Tabela 3: Potencijalni lekovi protiv gojaznosti koji su ušli u svaku fazu klini?kih testiranja 1994-2007. Iako je mnogo potencijalnih lekova testirano, nekolicina je stigla na tržište: samo su dva trenutno odobrena u SAD-u.

Beleške autora

Ako ste koristili neki od naših ?lanaka u svojim lekcijama, molimo vas, javite nam. Kontakt: editor@scienceinschool.org

?????????

Evans RM, Friedman JM (2004) Howard Hughes Medical Institute holiday lectures: The Science of Fat.

U ovim predavanjima za srednju školu, vode?i nau?nici razmatraju kako telo reguliše težinu time što pažljivo skladišti i sagoreva masti – i kako bi bolje razumevanje ovih kompleksnih metaboli?kih sistema moglo da vodi istraživa?e do le?enja koje ?e držati gojaznost pod kontrolom i popraviti zdravlje ljudi.

Predavanje 1: Dekonstrukcija gojaznosti, od strane Jeffrey M Friedman, MD, PhD

Predavanje 2: Shvatiti masti: sindrom x i više, od strane Ronald M Evans, PhD

Predavanje 3: Prilago?avanje jedna?ine masti, od strane Ronald M Evans, PhD

Predavanje 4: Istraživanje gojaznosti: iz dubina mozga do dalekog Pacifika; od strane Jeffrey M Friedman, MD, PhD

Ova i sva ostala predavanja sa seminara na Medicinskom institutu Havard Hjuz (Howard Hughes Medical Institute) mogu se pogledati na internetu ili naru?ite besplatni DVD. Transkript predavanja se može preuzeti. Pogledajte www.hhmi.org/biointeractive/obesity

Da saznate više o nekim seminarima na Medicinskom institutu Havard Hjuz (Howard Hughes Medical Institute), pogledajte slede?e preglede:

Hadjimarcou M (2006) Review of Learning from Patients: the Science of Medicine. Science in School 2: 83. www.scienceinschool.org/2006/issue2/patients

Hadjimarcou M (2007) Review of Clockwork Genes: Discoveries in Biological Time and Evolution: Constant Change and Common Threads. Science in School 7: 66-67. www.scienceinschool.org/2007/issue7/clockwork

Hadjimarcou M (2009) Review of Potent Biology: Stem Cells, Cloning, and Regeneration. Science in School 11: 92. www.scienceinschool.org/2009/issue11/potentbiology

Wynne K, Bloom S (2007) Oxyntomodulin: a new therapy for obesity? Science in School 6: 25-29. www.scienceinschool.org/2007/issue6/oxyntomodulin

Internet izvori

w1 – Potrebne tabele i radni listovi se mogu preuzeti ovde:

w2 – Indeks telesne mase se može izra?unati koriš?enjem internet alatki kao što su: www.nhlbisupport.com/bmi/bmi-m.htm i www.bmi-calculator.net (bilo metri?kim ili engleskim merama).

w3 – Za u?enike bi, za ra?unanje unosa energije u kJ, od koristi bila funkcija pretrage na sajtu Nutrition Data. Pogledajte: www.nutritiondata.com

Da izra?unaju svoj utrošak energije u kJ, mogu da koriste informacije na Answers.com: www.answers.com/topic/average-energy-expenditure-of-various-activities-and-sports

w4 – Da izra?unaju svoj ritam bazalnog metabolizma, u?enici mogu da koriste slede?i sajt: www.bmi-calculator.net

w5 – Korisna prezentacija sa slajdovima o ritmu bazalnog metabolizma je dostupna ovde: www.slideshare.net/Meggib/energy-expenditure-presentation-703878

w6 – Da saznate više o Evropskoj laboratoriji molekularne biologije (European Molecular Biology Laboratory – EMBL), pogledajte: www.embl.org

Za više informacija o Evropskoj laboratoriji za izu?avanje (European Learning Laboratory) u vezi sa naukama o živom svetu, nau?no-obrazovne ustanove EMBL-a za približavanje predava?a srednjih škola nau?nom okruženju EMBL-a, pogledajte: www.embl.org/ells

w7 – Nauka na sceni (Science on Stage) je niz dešavanja za predava?e na lokalnom, nacionalnom i internacionalnom nivou. Dešavanja Nacionalne nauke na sceni kulminiraju Evropskim festivalom predavanja na svake dve godine, a slede?i je u Kopenhagenu, Danska, 16-19 aprila 2011.

Da saznate više o Nauci na sceni i na?ete svog nacionalnog predstavnika, pogledajte sajt Nauke na sceni za Evropu: www.science-on-stage.eu

Da saznate više o Nauci na sceni u Austriji, pogledajte: www.scienceonstage.at

Da pro?itate o dešavanju na nacionalnom nivou Nauke na sceni u Austriji u februaru 2010, pogledajte:

Hayes E (2010) Science on Stage: gathering momentum. Science in School 15: 2-3. www.scienceinschool.org/2010/issue15/sons

Izvori

Da saznate više o klini?kim testiranjma, pogledajte:

Garner S, Thomas R (2010) Evaluating a medical treatment. Science in School 16: 54-59. www.scienceinschool.org/2010/issue16/clinical

Da pregledate sve ?lanke vezane za medicinu u Science in School, pogledajte: www.scienceinschool.org/medicine

Pregled

Kada su u?enici aktivno uklju?eni u svoja predavanja, oni uvek i uživaju i u?e više. Ovaj ?lanak pokazuje kako se to može posti?i koriste?i Science in School ?lanak o najsavremenijoj nauci koji se može korisiti da se pokrije celo poglavlje nastavnog programa.

Rad je uklju?en i predstavlja?e izazov za mnoge u?enike po pitanju matematike, biologije i diskusija o zdravlju i blagostanju. U?enici se moraju ose?ati sigurnim u u?ionici pre nego li po?nu sa diskusijom o problemima sa težinom, pa bi bilo dobro da pomenete da su li?ni problemi poverljivi i da se ne?e diskutovati van u?ionice.

Problem lekova za kontrolu težine i podsticanje gubitka težine je zanimljiva tema i može se proširiti kako bi uklju?ila biljne lekove i one koji se izdaju bez lekarskog recepta. U?enici mogu diskutovati o društvenim, komercijalnim i eti?kim problemima proizvoda za gubitak težine i podsticanja gubitka težine. Prou?avanje ove teme bi bilo zabavnije i interesantnije ako je relevantno za sam život u?enika.

Shelley Goodman, ?????? ?????????

Preporuke dopisnika: Biologija, Medicina, Matematika, Zdravlje, Ljudsko telo, Metabolizam, Gojaznost
Godine 15+