Prevela: Sandra Đorđević

Slika dobijena ljubaznošću egal / iStockphoto

Friedlinde Krotscheck opisuje kako je koristila jedan od Science in School članaka o najsavremenijoj nauci kao glavni fokus za nastavnu jedinicu o ljudskom telu. Predavanja u školi tinejđžerima mogu biti od manje važnosti. Mnogi učenici su pre svega zainteresovani za svoj izgled, svoje partnere i zabavu van škole; takođe, vrlo su osetljivi na mišljenje svojih vršnjaka. Kada sam pogledala Science in School članak o novoj potencijalnoj hormonskoj terapiji protiv gojaznosti (Wynne & Bloom, 2007), pitala sam se da li bih mogla da iskoristim taj članak i interesovanja tinejđžera kako bih navela učenike 10-og razreda (uzrasta 15-16 godina) da aktivnije učestvuju na časovima biologije.

Prvo polugođe 10-og razreda je posvećeno “ljudskom telu”; ovo je prvi i jedini put da se učenici upoznaju detaljno sa ovom temom. Tokom tri meseca, posvetila sam svih 24 časa biologije (svaki od po 45 minuta) pod-temi “homeostaza i čovekovo telo”, fokusirajući se na Science in School članak koji je dopunjen video klipovima predavanja The Science of Fat, tj. nauke o mastima (Evans & Friedman, 2004).

Počela sam tako što sam pitala učenike da li bi želeli da probamo drugačiji pristup učenju baziran na materijalu koji sam spremila,a koji sadrži radne listove i tabele. Učenici bi trebalo da rade u grupama kako bi sastavili svoj portfolijo sa informacijama (beleškama, dijagramima i esejima), predstave svoj rad drugima i učestvuju u debatama na času. Učenici su prihvatili ovu ideju sa entuzijazmom.

Tokom naredna tri meseca entuzijazam učenika za temu i novi način učenja nije jenjavao. Bili su motivisani da uče o sistemu organa, shvate princip homeostaze i kritički analiziraju svoj način života. Bila sam impresionirana trudom koji su uložili u kreiranju svojih portfolija – i u slobodno vreme – i njihovom željom da nauče nešto više o ovoj nauci, da utiču na pravac nastavne jedinice, da uče jedni druge i diskutuju o etičkim problemima koji su tu uključeni.

Friedlinde Krotscheck Slika dobijena ljubaznošću Eckhard Krotscheck

Naravno, kada je u pitanju tema gojaznosti treba naći pristup radu kojim krupni i gojazni učenici ne bi bili povređeni. Pošto sam nastavnu jedinicu počela prilično dugim razmatranjem homeostaze i metabolizma, kada je došlo vreme za diskusiju o indeksu mase, učenici su bili dosta opupšteni – i naravno, individualni podaci učenika nisu bili javni.

Slika dobijena ljubaznošću SaulHerrera / iStockphoto

Kada smo počeli da diskutujemo o gojaznosti i članku o istraživanju, moja dva gojazna učenika su bila ushićena, jer su shvatili da stanje u kojem se nalaze nije isključivo njihova krivica – i na času su otvoreno počeli sa izlaganjem svojih navika u ishrani. Drugi učenici su otvoreno govorili o drugim problemima sa težinom, uključujući anoreksiju i bulimiju.

U nastavku su uputstva za reprodukovnje ove nastavne jedinice. Koristila sam je za uvođenje (uz saglasnost učenika) drugačijeg pristupa predavanjima iz biologije, sličnom načinu na koji rade naučnici. Ovo je, takođe, učinilo da moji učenici shvate kako je osnovno poznavanje činjenica važno da bi se shvatila najsavremenija istraživanja.

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

1) Svakodnevni život učenika

Započnite prvi čas jednostavnim pitanjem “Kako ste?” Diskutovanje o odgovorima učenika i njihovo grupsanje na učtive odgovore i iskreno izražavanje trenutnog emotivnog stanja ( npr. tužan/tužna, srećan/srećna, dosadno je) treba da vodi do faktora koji su uslovili te odgovore, na primer:

Da li im se sviđa škola Da li su gladni ili žedni Koliko hrane ili koju vrstu hrane su jeli Koliko su spavali. Odavde pređite na diskusiju o ljudskom metabolizmu i jedan od dijagrama (bilans energije, levo) iz Wynne & Bloom (2007). Za domaći zadatak, učenici treba da popunjavaju Tabelu 1 svakoga dana u toku jedne nedelje, nabrajajući šta jedu i koje vežbe rade. Sve tabele i radne listove koji su potrebani za ovu nastavnu jedinicu mogu se naći na sajtu Science in School-aw1.

Bilans energije. Kliknite na sliku da je uvećate Slika dobijena ljubaznošću Katie Wynne

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

2) Sistem organa

Da bi počeli sa temom metabolizma, učenici treba da razumeju sistem organa u telu i kako oni zajedno funkcionišu da bi održali homeostazu. U toku rada na ovoj nastavnoj jedinici, učenici treba da formiraju portfolijo sa informacijama o različitim funkcijama organa, bilo da rade u grupama ili individualno, u učionici ili kod kuće. Bitno je da profesor samo snabdeva učenike potrebnim materijalom (radne sveske, sajtovi, modeli, dijagrami, i ostale informacije o različitim sistemima organa); učenici sakupljaju činjenice samostalno. Ja sam učenicima dala vrlo malo smernica u vezi sa činjenicama koje treba sakupljati – dajući podršku uglavnom slabijim učenicima. Drugi profesori bi možda dali više gradiva.

Slika dobijena ljubaznošću scol22 / iStockphoto

Svaka grupa učenika 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, učenici koriste Radni list 1 da bi: Opisali funkcije svakog sistema i nabrojali organe koji mu pripadaju. Koriste strelice i oznake kako bi opisali uticaj koji ranije pomenuti sistemi organa imaju jedan na drugi.

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

3) Računanje unosa hrane I aktivnosti

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

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

Korišćenjem ove jednačine ili ITM kalkulatora^w2 na internetu, svaki učenik treba da izračuna 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 ograničenja ITM-a, naročito da se ne može podjednako koristiti za svakoga.

Zatim, koristeći Tabelu 2 i podatke iz Tabele 1, svaki učenik treba da računa svoj bilans energije za svaki dan i nađe prosečnu vrednost dobijenih rezultata tokom jedne nedelje kako bi videli u kom smeru se njegov ili njen bilans energije kreće. Da bi ovo izveli, učenicima je potreban pomoć profesora da prevedu podatke iz Tabele 1 u kilođžule. Postoji puno internet sajtova na kojima se ovo može izračunati ili daju potrebne podatke za izračunavanje^w3.

Tabela 2: Unos hrane i bilans potrošene energije

Izračunati bilans energije će se razlikovati od učenika do učenika – i može se razlikovati u odnosu na hipotezu sa početka ovog dela. U dijagramu “bilansa energije” (vidi iznad), upišite bilans energije (u kJ) izračunat za svakog učenika i diskutujte o rezultatima. Učenici će shvatiti da se ukupna potrošnja energije može podeliti na energiju koju telo koristi za metaboličke procese kada miruje (naš ritam bazalnog metabolizma) i energiju korišćenu za aktivnosti. Ipak, Tabela 2 podrazumeva samo energiju utrošenu tokom aktivnosti – i osnovni metabolički nivo će se razlikovati od učenika do učenika. Naša potrošnja metaboličke energije se može odrediti na osnovu naše visine, težine, pola i godina starostiw4, w5. Učenici mogu da odrede svoj ritam bazalnog metabolizma i dodaju ga prilikom računanja svog bilansa energije u Tabeli 2. Kako ovo menja položaj učenika 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 čega stalno razmenjuju informacije i prilagođavaju dobijene i poslate kako bi zadovoljili zahteve trenutne situacije. Ovakva saradnja i komunikacija rezultira homeostazom. Kliknite na sliku da je uvećate Slika dobijena ljubaznošću Friedlinde Krotscheck

Sada se može govoriti o metabolizmu na nivou ćelije koristeći Radni list 2. Učenici treba da koriste svoje radne sveske kako bi odgovorili na sledeća pitanja, i time uoče vezu između bilansa energije i rada ćelija, tkiva i organa.

Radni list 2: ćelija kao najmanja živa jedinica. Kliknite na sliku da je uvećate Slika dobijena ljubaznošću Friedlinde Krotscheck

Nabrojte ćelijske strukture i organele koje su uključene u svaku od navedenih funkcija u dijagramu. U Radnom listu 2, strelicama pokažite međuzavisnost ovih funkcija. Uporedite ono što znate o funkcijama ćelija sa homeostazom ljudskog tela. Opišite sve paralele koje uočite. Kod mojih učenika, ovo je dovelo do diskusije o činjenici da naš fenotip – na primer, bilo da smo visoki ili niski – zavisi od toga kako ćelije funkcionišu u našim organima. Nekad su ove ćelije prisutne, ali ne funkcionišu kako treba. Tada su moji učenici zaključili da do homeostaze dolazi na svim nivoima – između ćelija i između organa – i da je homeostaza neophodna za zdravo telo.

4) Predstavljanje Science in School članka

Čak i kada se u obzir uzmu i promene potrošnje metaboličke energije, nemaju svi učenici bilans energije približan 0; umesto toga, neki od njih očigledno unose više (ili manje) energije nego što potroše. Zašto? Diskusija treba da dovede do koncepta sitosti: osećaja da smo pojeli dovoljno.

Predstavite drugi dijagram (desno) iz Wynne & Bloom (2007) – ali bez oznakaw1. Opišite istraživanje o kome članak govori i objasnite signaliziranje vezano za apetit, ishranu i sitost. Uloga L ćelija se naročito može istražiti i diskutovati na osnovu znanja učenika o funkciji ćelije u okviru našeg sistema organa. Učenici treba da stave oznake na dijagram uporedo s ovim. Pošto su učenici sada upoznati sa konceptom ITM-a i definicijom gojaznosti, podelite ih u male grupe kako bi diskutovali o problemima gojaznosti i potrebnoj pomoći, uz pomoć Radnog lista 3w1. Zamolite učenike da zamisle da su gojazni i odgovore na sledeća pitanja:

Oksintomodulin uslovljava sitost. Kliknite na sliku da je uvećate Slika dobijena ljubaznošću 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 pomoć? Ako biste, od koga?


4. Sastavite listu malih koraka ka svom cilju.


5. Kako su problemi gojaznosti međusobno povezani? Do čega 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 uvećate Slika dobijena ljubaznošću Friedlinde Krotscheck

Diskusija bi trebala da dovede učenike do zaključka da je gojaznost znak ometene homeostaze, kada neke osobe ne prepoznaju sitost kako treba. Lečenje oksintomodulinom može da dovede do gubitka težine popravljajući bilans telesne energije, i time omogući da se održi zdrava težina.

5) Izgledi ovakvog lečenja

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

Sledeća 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 zaključak teme

Ask the students to write a short essay – either a creative story or a factual Zadajte učenicima da napišu kratak esej – u vidu kreativne priče ili diskusije o činjenicama – o mogućem uticaju korišćenja oksintomodulina u lečenju gojaznsti.

Najzad, učenici mogu diskutovati da li ovaj tip istraživanja treba uopšte finansirati. Zašto? Zašto ne? Kod mojih učenika, ovo je dovelo do dinamične debate, koja je uključila 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, učenici treba da shvate da naši sistemi organa zavise jedni od drugih i utiču jedni na druge, i da će, ako se i jedan parametar promeni, doći do niza promena bilo gde u sistemu. Ovo je tačno za bilo kakve promene telesne homeostaze, bilo prejedanje, gladovanje ili čak pogrešna upotreba lekova.

Референца

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

U ovim predavanjima za srednju školu, vodeći naučnici razmatraju kako telo reguliše težinu time što pažljivo skladišti i sagoreva masti – i kako bi bolje razumevanje ovih kompleksnih metaboličkih sistema moglo da vodi istraživače do lečenja koje će 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: Prilagođavanje jednačine 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 naručite 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 sledeće 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:

• Tabela 1 i 2, Radni listovi 1, 2 i 3
• Crtež 1
• Crtež 2 (bez oznaka)
• Crtež 2 (sa oznakama)

w2 – Indeks telesne mase se može izračunati korišćenjem internet alatki kao što su: www.nhlbisupport.com/bmi/bmi-m.htm i www.bmi-calculator.net (bilo metričkim ili engleskim merama).

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

Da izračunaju 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 izračunaju svoj ritam bazalnog metabolizma, učenici mogu da koriste sledeći 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 izučavanje (European Learning Laboratory) u vezi sa naukama o živom svetu, naučno-obrazovne ustanove EMBL-a za približavanje predavača srednjih škola naučnom okruženju EMBL-a, pogledajte: www.embl.org/ells

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

Da saznate više o Nauci na sceni i nađete 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 pročitate 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 kliničkim 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 članke vezane za medicinu u Science in School, pogledajte: www.scienceinschool.org/medicine

Friedlinde Krotscheck podučava već ukupno 25 godina. Od kako se kvalifikovala za predavača, podučava i biologiju i fizičko vaspitanje u srednjim školama u Hamburgu, Nemačka. Sa svojom porodicom se 1988. preselila u Teksas, SAD, gde već šest godina predaje nauku, i jednom godišnje u školi organizuje dan matematike i nauke. Posle letnjih kurseva biotehnologije i genetske tehnologije, postala je ambasador biotehnologije, koji predaje ove predmete predavačima srednjih škola u SAD.

Pošto se vratila u svoju staru školu u Hajdelbergu (Internationale Gesamtschule) 1995., Friedlinde se angažovala za obrazovne aktivnosti u Evropskoj laboratoriji molekularne biologije (European Molecular Biology Laboratory)^w6, tako što je posetila laboratoriju sa svojim učenicima i učestvovala u kursevima obuke predavača. Ovo je naglasilo važnost “prave” nauke u predavanju – planiranju nauke i vršenju eksperimenata i razumevanju procesa naučnog otkrića.

Otkad se preselila u Austriju nakon odlaska u penziju 2008., Friedlinde je nastavila da pregleda članke i izvore za Science in School, i da vodi Nauku na sceni u Austriji^w7.

Pregled

Kada su učenici aktivno uključeni u svoja predavanja, oni uvek i uživaju i uče više. Ovaj članak pokazuje kako se to može postići koristeći Science in School članak o najsavremenijoj nauci koji se može korisiti da se pokrije celo poglavlje nastavnog programa.

Rad je uključen i predstavljaće izazov za mnoge učenike po pitanju matematike, biologije i diskusija o zdravlju i blagostanju. Učenici se moraju osećati sigurnim u učionici pre nego li počnu sa diskusijom o problemima sa težinom, pa bi bilo dobro da pomenete da su lični problemi poverljivi i da se neće diskutovati van učionice.

Problem lekova za kontrolu težine i podsticanje gubitka težine je zanimljiva tema i može se proširiti kako bi uključila biljne lekove i one koji se izdaju bez lekarskog recepta. Učenici mogu diskutovati o društvenim, komercijalnim i etičkim problemima proizvoda za gubitak težine i podsticanja gubitka težine. Proučavanje ove teme bi bilo zabavnije i interesantnije ako je relevantno za sam život učenika.

Shelley Goodman, Велика Британија

---

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