Mikrokozmosz: mikrobiológiai
gyakorlatok kidolgozása és integrálása a középiskolai biológiatanítás
módszertanába
Az orvosi
mikrobiológia jelentősége napjainkban
Az emberiség
történetével szinte egyidős a küzdelem a gyógyító, a gyógyulásra váró ember és
a fertőző betegségeket okozó kórokozók között. Alexander Fleming fantasztikus
és véletlenszerű felfedezésének köszönhetően az 1940-es évekre elérkezett az
antibiotikumok kora, sajnos nem tartott hosszú ideig az, míg a tudósok úgy vélhették,
hogy sikeresen felülkerekedtek a baktériumok felett. A baktériumok meghozták
válaszlépéseiket, rezisztencia mechanizmusok formájában. Az Egészségügyi
Világszervezet (WHO) még az 1980-as évek előtt úgy gondolta, hogy a fertőző
betegségek kora lejárt és ezek után már csak a nem fertőző, genetikus és más
eredetű betegségekkel kell foglalkozni. Azonban mint annyiszor a történelem
során, a kórokozók igyekeztek ezt megcáfolni és olyan, már régóta járványt nem
okozó baktérium okozott tömeges megbetegedést, mint a Corynebacterium diphtheriae, a torokgyík okozója. Mostanában szinte
nem múlik el nap úgy, hogy ne hallanánk valami új vagy „régi-új” baktérium,
illetve vírus felbukkanásáról. Földünkön jelenleg 30 millió HIV vírust hordozó
él. Riasztóan magas a TBC fertőzöttek száma. Új vírusok pl. az Ebola okoz
rendkívül nagy halálozással járó kórképet, és az utazási szokások
megváltozásával ez a kórokozó is csak néhány órára van a fejlett, modern
társadalmaktól. Megújult formában járványokat okozva tér vissza időnként az
influenza, de vannak olyan, többnyire jóindulatú baktériumok, mint pl. az
emberek emésztőrendszerében normálisan jelenlevő Escherichia coli, mely évekkel ezelőtt szert tett néhány virulencia
faktorra és súlyos, magas halálozással járó kórképet okozott a fejlett
világban.
A kórokozók ismerete
nagyon fontos, melynek oktatását bizonyos szinten már gyermekkorban el lehet és
el kell kezdeni. Ennek talán első lépése, amikor kézmosásra tanítjuk a
legkisebbeket. Nem is gondoljuk végig, hogy ezzel hányféle fertőzéstől
kímélhetjük meg őket. Természetesen az idősebb gyermekek és fiatalok
egészségügyi nevelésben részesülnek a koruknak megfelelő oktatási formában.
Azonban ez a forma nem alkalmas a részletek megismertetésére. Pályázatunkban
ezért célul tűzzük ki középiskolás diákok orvosi mikrobiológiai ismeretének
bővítését gyakorlatorientált formában.
Célok és feladatok
A pályázat célja
olyan mikrobiológiai gyakorlatok és projektek kidolgozása, amely elősegíti a
középiskolai biológiai ismeretek elmélyítését, elméleti és gyakorlati
alkalmazását. A gyakorlatok hiánypótló funkciót töltenének be a középiskolai
biológia tantárgy oktatásában, mivel a tényleges gyakorlati feladatokra,
kísérletekre, kísérletek tervezésére, problémák megoldására, gyakorlati
készségek megszerzésére a tanórán és a fakultációs órákon a tanárok
óraterhelése és a tantárgyi követelmények teljesítése miatt kevés idő jut, vagy
a fontossági sorrendet mérlegelve kimaradnak a tantárgyi tematikából.
A koncepció
célja, olyan kísérletek összegyűjtése, kipróbálása és megfelelő dokumentálása,
amelyek a gimnáziumi képzésben idő- és eszközhiány miatt kevés lehetőséget
kapnak, bár gyakorlati jelentőségük igen nagy. A projekttel fel lehet hívni a
diákok figyelmét a mikroorganizmusokkal kapcsolatos egészségvédelmi és környezetvédelmi
problémákra. A kísérletek kidolgozása során fontos szempont, hogy a tanulók
megismerjék a laboratóriumi munka alapműveleteit, amelyek jól hasznosíthatók
biológia és kémia irányú továbbtanulásuk során. Fontos oktatási és képzési szempont, hogy a mikrobiológiai gyakorlatok speciális anyag- és eszközigénye
miatt a középiskolás diákok csak egyetemi együttműködés során tudnak
találkozni a projektben szereplő mikroorganizmusokkal, amelyek elméleti szinten
viszont jelen vannak a középiskolai tananyagban is.
Fejlesztési
követelmények
A mikrobiológia
gyakorlatok célja, hogy a tanulók tájékozottságot szerezzenek a mikrobiális
élőlények sokféleségéről, a patogén mikróbák által okozott betegségekről, a
betegségek elleni védekezésről, egészségmegőrzésről, a mikróbák gazdasági,
biotechnológiai és ökológiai szerepéről, valamint az egészségmegőrzésben
betöltött szerepükről.
A mikrobiológia
gyakorlatok célja, hogy kialakítsa az új ismeretek önálló megszerzésének
képességét, gyakorlati jártasságot biztosítson a tanulóknak a laboratóriumi
vizsgálatokban, megtanítsa értelmezni a kísérletek során kapott eredményeket,
és tudatos kérdésfeltevésre ösztönözze a diákokat.
A tematika feldolgozása során a
mindennapi élethez, a gyakorlathoz kapcsolódva teszi nyilvánvalóvá, hogy az
elsajátítandó tudás nem csupán elméleti ismeretekhez, hanem gyakorlati
készséghez is hozzásegíti a diákokat. A csoportos oktatási forma erősíti az
együttműködésre vonatkozó készségek kialakítását, megkönnyíti a későbbi
integrációt a felsőoktatásban, munkahelyen és elősegíti a társadalmi
környezetbe való beilleszkedést.
A projekt során lehetőség
nyílik kisebb csoportokban való munkára, egyes altémák kidolgozására és a
gyakorlati csoport előtti bemutatásra. Ez a diákok szociális és kommunikációs
készségeit, valamint előadókészségét is elősegíti.
A
tanulókban szeretnénk kifejleszteni egyfajta kritikus és logikus gondolkodást, hogy
a későbbiekben ne befolyásolhassák őket azok a sokszor tudományosan nem
megalapozott dolgok, melyekkel a médiában szereplő reklámokban, internetes
oldalakon nap mint nap találkoznak. Olyan hétköznapi példákat említve, hogy
tényleg elpusztít-e minden kórokozót az a szappan, vagy ténylegesen van-e, és
ha igen, hány lactobacillus található a joghurtban.
A mikrobiológiai gyakorlatok
során a tanulókban tovább szeretnénk fejleszteni azt a képességet, hogy tudják
a biológiai objektumokról, jelenségekről szerzett ismereteiket elmondani,
leírni, ábrázolni, valamint korábban megszerzett ismereteikkel összehasonlítani,
rendszerezni.
A kísérletek kapcsán is
legyenek képesek megállapítani, hogy mely tényezők miként változnak meg a
kísérlet során, tanári segítséggel legyenek képesek rendezni a megfigyeléseiket,
a kísérletek során nyert adatokat és értelmezzék a vizsgálatok, kísérletek
eredményeit.
A tanulók segítséget kapnak
ahhoz, hogy a megfigyelések, kísérletek eredményeit a legfontosabb
szakkifejezéseket használva össze tudják foglalni, és írásban, rajzos formában,
sematikus ábrákon rögzíteni tudják. Következő szintként pedig képesek legyenek
a mikrobiológiai folyamatokkal kapcsolatos ábrák, diagramok, grafikonok
információtartalmát leolvasni, értelmezni, valamint képesek legyenek kérdések
feltevésével új kísérletek megtervezésére és a kapott eredmények ábrázolására,
valamint tanári segítséggel ezek értelmezésére.
A koncepció a biológia és
egészségnevelés tantárgyak oktatása során támasztott követelményeket
messzemenőkig figyelembe veszi: a kidolgozandó projekt és a tervezett oktatási
segédanyagok a diákok és a gyakorló pedagógusok képzését is elősegítik. A
diákok az egészséges életmóddal, a betegségek prevenciójával és a higiéniai
alapismeretekkel kapcsolatban szereznek majd megfelelő tájékozottságot, illetve
az emberek egymás közötti, valamint az emberek és környezetük közötti
kölcsönhatásokról és ezeknek következményeiről is információt kapnak.
Fejlesztési követelményként a szociális és demográfiai hatások (pl. közösségek,
migráció) egészségre, egészségmegőrzésre gyakorolt hatásának megismertetése, a
betegségek elleni tudatos prevenció fontosságának hangsúlyozása (pl. vakcinák
fontossága, bakteriális és virális eredetű megbetegedések kezelése, szexuális
úton terjedő betegségek ismertetése és az ellenük való védekezés tudatosítása),
valamint az egyén felelősségének hangsúlyozása a tervezett projekt célja.
Tudatosítani szeretnénk a diákokban, hogy a biológiai ismeretek fejlődése a
különböző népek, országok tudósainak egymásra épülő munkájából fakad, és ebben
jelentős szerepet töltöttek be a magyar tudósok, kutatók is.
Tehetséggondozás
A
gyakorlati tematikát érdeklődő, biológia szakkörös és/vagy fakultációs
csoportok számára készítettük, viszont a foglalkozások mellett lehetőséget
biztosítunk a tehetséges diákoknak saját laboratóriumi projektre. A projekt
során egy témakörhöz kapcsolódó feladaton lehet dolgozni, kísérletezni szaktanári
és egyetemi oktatói irányítás mellett. A tehetséggondozásba bevont diákok
begyakorolhatják a laboratóriumi eszközök használatát, a kísérletekhez
szükséges oldatok és táptalajok elkészítését, valamint a laboratóriumi eszközök
használatát.
A tervezett témák igazodnak az SZTE ÁOK Orvosi
Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet kutatási profiljához. A választható
témák között szerepel illóolajok antibakteriális hatásának vizsgálata, a
bakteriális kommunikáció vizsgálata, rákellenes vegyületek hatásának vizsgálata
egészséges és tumoros sejtvonalakon.
Hátrányos
helyzetű tanulók képzésének támogatása
Vannak azonban olyan tanulók is, akik hátrányos
helyzetüknél fogva nem tudják ismereteiket elmélyíteni és bővíteni az iskolán
kívül. Nekik lehet segítség, hogy a gyakorlati képzésben résztvevő diákkörös és
PhD hallgatók mentorként támogathatják és segíthetik őket abban, hogy a
tanulmányaikat a felsőoktatásban folytathassák.
Személyi
feltételek
A
projekt megvalósítása Dr. Burián Katalin PhD tanszékvezető egyetemi docens
vezetésével valósul meg. A projekt résztvevői még az SZTE ÁOK Orvosi
Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézetből Dr. Mosolygó Tímea egyetemi
tanársegéd és Dr. Spengler Gabriella tudományos munkatárs. Mindhárman nagy
szakmai tapasztalattal rendelkeznek az oktatás területén. Burián Katalin a
reguláris tantermi és gyakorlati magyar és angol nyelvű oktatás mellett éves
szinten 5-6 orvos- fogorvos- és gyógyszerészhallgató szakdolgozati munkáját
irányítja. Munkacsoportjának fiatal tagjai még egyetemista korukban szakmai
fórumokon, a Magyar Mikrobiológiai Társaság éves kongresszusain a „Legjobb
fiatal előadó” díjban részesültek. A hallgatókkal kiváló kapcsolatot tart fenn,
ezt az orvostanhallgatók által adományozott az Év Kiváló Oktatója cím
odaítélése is tükrözi.
Prof. Dr. Hohmann Judit az SZTE
Gyógyszerésztudományi Kar Farmakognóziai Intézetének tanszékvezető egyetemi
tanára, a kar dékánja. A Farmakognóziai Intézet irodalmi, etnofarmakológiai
adatok, vagy kémiai, farmakológiai szűrővizsgálatok alapján kiválasztott
növényfajok vizsgálatával foglalkozik; a növényi nyersanyagból nyers
kivonatokat állítanak elő, majd tisztítják és frakcionálják őket különböző
kromatográfiás módszerek alkalmazásával, ezután pedig az izolált vegyületek
farmakológiai vizsgálatát végzik el (más intézetekkel együttműködve). Fő
kutatási területe terpenoidok, alkaloidok és fenolos anyagok izolálása
Euphorbiaceae, Asteraceae, Amaryllidaceae, Rutaceae, Lamiaceae és Ranunculaceae
fajokból.
Dr. Spengler Gabriella PhD. tudományos munkatárs,
biológiai tanári diplomával is rendelkezik. Kutatói és az intézeti oktatási
tevékenysége mellett, korábban a Tömörkény István Gimnázium és Művészeti
Szakközépiskolában biológiát tanított német nyelven a kéttannyelvű tagozaton tanulók
számára. Spengler Gabriella jelenleg is irányítja tudományos diákkörösök
munkáját. Korábbi munkahelye a Tömörkény Gimnázium és Szakközépiskola és
Intézetünk között szoros kapcsolatot alakított ki. Az általa pályázott és
elnyert Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj keretén belül vállalta gimnáziumi
tanulók oktatását, ami itt folyt az Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet
hallgatói laboratóriumaiban. Az általa megtartott órák nagy sikernek örvendtek.
Dr. Mosolygó Tímea PhD fiatal kora ellenére már
komoly tapasztalatokkal rendelkezik az oktatás területén. Már negyedéves
egyetemi hallgatóként részt vett a hallgatók oktatásában és tudományos munkát
végzett. Így ő még jobban átéli a tehetséggondozás minél előbbi elkezdésének
fontosságát. Jelenleg is több szakdolgozó és demonstrátor munkáját irányítja
napi oktatási, kutatási munkája mellett.
A középiskolai pedagógusok részvétele nagy
hangsúlyt kap a projektben. Vadászné Horváth Ildikó, dr. Kovács Józsefné,
Udvarhelyi Brigitta és Kovács Veronika nagy tapasztalattal rendelkeznek a
biológia, kémia és környezettan tárgyakhoz kapcsolódó oktatói és nevelői
munkában, szakmódszertani jártasságuknak, felkészültségüknek ékes bizonyítéka a
sok elnyert pályázat és a tanulmányi versenyeken, pályázatokon kimagasló
eredményt elért diákok nagy száma. A biológia fakultációs diákok és a speciális
környezetvédelmi képzésben résztvevő diákok felkészítését és tehetséggondozását
is végzik a pedagógus kollégák. Fontos, hogy a közoktatásban dolgozó kollégák
között van mentorpedagógus, így a kidolgozott gyakorlatok elméleti és
gyakorlati megalapozottsága a középiskolai tantervekkel összhangban kerülhet
később kipróbálásra és bevezetésre.
A gyakorlatok előkészítését Vigyikánné Váradi Anikó
fogja végezni. A gyakorlati foglalkozások előkészítésében és kivitelezésében a
projektben résztvevő egyetemi oktatók, kutatók mellett tudományos diákkörös
gyógyszerész- és orvostanhallgatókat is be szeretnénk vonni. Ezen a ponton
kapcsolódna össze a közoktatásban és a felsőoktatásban tanuló, tevékenykedő
diákok, hallgatók gyakorlati munkája. A tudósutánpótlás szempontjából fontos,
hogy a diákok korban hozzájuk közel álló fiatalok irányítása alatt sajátítsák
el a laboratóriumi munka alapműveleteit. A diákkörös egyetemi hallgatók számára
fontos teret biztosít a gyakorlat, hogy módszertani és pedagógiai gyakorlatra tegyenek
szert, amelyek később demonstrátori munkájuk során tudnak majd hasznosítani, a
gyógyszerész- és orvostanhallgatók mikrobiológia gyakorlati oktatása során.
Korábbi
szakmai együttműködés
2014
óta Dr. Spengler Gabriella a Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj keretén
belül szervezett mikrobiológiai gyakorlatokat az Orvosi Mikrobiológiai és
Immunbiológiai Intézet hallgatói laboratóriumaiban. A diákok és tanáraik
szemléletes és egyszerű laboratóriumi vizsgálatok során nyertek betekintést a
mikrobiológia és immunológia rejtelmeibe. A gyakorlatokon részt vett tanulók
visszajelzései alapján az ott elsajátított tudás segítette őket a későbbiekben.
Többen közülük természettudományi, egészségtudományi pályán tanulnak a
felsőoktatásban
Pályaorientáció
A
mikrobiológia gyakorlatok során a középiskolás diákok betekintést nyerhetnek az
egyetemi kutatásba, a gyógyszerész- és orvosképzésbe, valamint találkozhatnak
egyetemi oktatókkal, kutatókkal és egyetemistákkal. Az SZTE ÁOK Orvosi
Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet demonstrátoraival és tudományos
diákkörös hallgatóival minden gyakorlaton találkozhatnak és tőlük közvetlen
információkat szerezhetnek az egyetemi képzésről. A személyes kapcsolat és
tapasztalat nem csupán a tudósutánpótlás szempontjából fontos, hanem a
pályaválasztás szempontjából is. A diákok így körültekintően tudnak mérlegelni,
döntést hozni, amely később az élet minden területén hasznukra válik. Az elmúlt
évek gyakorlata az volt, hogy a kar minden évben tartott nyílt napokat egy-egy
középiskolában, ahol a negyedikes tanulók információt nyerhettek a kar
munkájáról, lehetőségekről és mérlegelhették, hogy a hallottak alapján a
Szegedi Tudományegyetemen folytatják-e tanulmányaikat. A természettudományi
karok iráni érdeklődés napjainkban megcsappant, ebben szerepe lehet annak is,
hogy idő hiányában a diákok nem kapnak elegendő információt az anyag megértéséhez
és az adott tantárgy érdekességeinek feltárására. Azt gondoljuk, hogy talán
ennek a pályázatnak a segítségével is változtathatunk ezen a rendszeren, mivel
sokkal többet tudnánk adni a pálya szépségeiről, mint egy információs napon.
Tárgyi
feltételek
Az
Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézet rendelkezik három felszerelt
hallgatói laboratóriummal, mely különböző mikroorganizmusokkal folytatott
munkák végzésére alkalmas.
Gyakorlati
tematika
Óraszám:
2 óra/gyakorlat
Tankönyv:
Mikrobiológia gyakorlati jegyzet (a koncepció kidolgozása során valósulna meg)
1. Általános
tudnivalók és munkavédelmi előírások ismertetése (viselkedés, öltözet, kézmosás,
törölköző-használat). Teendők
kontamináció, tűz esetén. Eszközök bemutatása. Alapműveletek gyakorlása.
Mikrobiológiai tenyészetek általános jellemzői, telepmorfológia, táptalajok
ismertetése. Natív készítmények.
Bemutatás, gyakorlat: bunzenégő
beállítása, laboratóriumi üveg- és műanyageszközök ismertetése, kacs leégetése,
pipettázás (Pasteur-pipetta, automata pipetta használata)
A mikroszkóp részeinek ismertetése. A fénymikroszkóp és az invert mikroszkóp bemutatása. Kenetkészítés folyékony táptalajról és szilárd táptalajról. Az elkészített kenetek festése metilénkékkel vagy vizes fukszinnal. Összetett festési eljárások I.: Gram festés ismertetése és elvégzése Bacillus cereus és Pseudomonas aeruginosa vegyes keneten.
Joghurtok vizsgálata
Gram-festéssel: különböző joghurtok mikroorganizmusainak összehasonlítása és a
megfigyelése rögzítése rajzos formában.
Joghurtok kémhatásának vizsgálata
pH papírral. Az eredmények kiértékelése a 4. gyakorlatnál történik.
Belépő tevékenységformák:
fénymikroszkóp használata, a látómezőben levő kép leírása, értelmezése oktatói
segítséggel
3. Mikróbák izolálása talajból. Összetett festési eljárások II.:
Schaffer-Fulton-féle endospóra festés. Bacillus
cereus tenyészetből kenet
készítése és festése. Talajmintákból kenet készítése és festése.
Projektmunka: Biológiai fegyverek
és az anthrax
Belépő tevékenységformák:
baktériumok rendszertani helyének ismertetése, baktériumsejt felépítése, baktériumok
elkülönítése morfológia és anyagcsere-folyamatok alapján; tanulói kiselőadás
készítése témakutatással
4.
Baktériumok biokémiai tevékenységének vizsgálata. Anaerob tenyésztés.
Fermentáció és oxidáció. Az erjedés formái: alkoholos és tejsavas erjedés.
Az enzim fogalmának ismétlése és
vizsgálata a gyakorlatban a baktériumok enzimtevékenysége alapján.
Baktériumok biokémiai
tevékenységének vizsgálata: laktóz bontás, dextróz bontás, ureáz próba, H2S
termelés, hemolizin aktivitás, lecitináz kimutatása előre elkészített biokémiai
próbák alapján.
Oxidáz próba elvégzése Pseudomonas aeruginosa és
Escherichia coli tenyészeteken.
A kataláz enzim vizsgálata Staphylococcus aureus tenyészeten.
Hogyan működik az élesztő?
Pékélesztő, kefír és sör laboratóriumi vizsgálata, a minták festése Gram szerint.
Belépő tevékenységformák: a kémia
és a biológia tantárgyban tanult ismeretek összekapcsolása, felépítő és lebontó
anyagcsere folyamatok jellemzése; tudatos táplálkozás, anyagcsere-betegségek
háttere és a megfelelő diéta; háztartásban jelen levő gombák és baktériumok ismertetése,
biológiai hasznuk; egészségkárosító szokások (alkoholfogyasztás) egyéni és
társadalmi hátrányainak belátása
5. Baktériumszámlálási eljárások. A dezinficiálás módszerei. A baktériumok
növekedésének vizsgálata az optikai denzitás mérésével.
Előre elkészített szélesztéses
baktérium számlálás bemutatása és értékelése.
A fertőtlenítőszerek és a
kézfertőtlenítők hatásának vizsgálata: mintavétel fertőtlenítőszerrel kezelt és
nem kezelt felületekről, leoltás mosott, mosatlan és kézfertőtlenítővel bedörzsölt
ujjakról. A gyakorlat során a diákok által hozott kézfertőtlenítők
összehasonlítására is lehetőség nyílik.
Projektmunka: Semmelweis Ignác
munkássága
Belépő tevékenységformák: az
egészséges életmódot erősítő értékek felismerése és az egészséget fenntartó
magatartás szokásrendszerének tudatosítása (egyéni higiénia, helyes otthoni
higiéniai szokások kialakítása); tanulói kiselőadás készítése témakutatással
Antibiotikum érzékenység
meghatározása papírkorong diffúziós módszerrel.
Bemutatás: előre elkészített
rezisztencia vizsgálat korongmódszerrel Escherichia
coli, Staphylocccus aureus, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa tenyészeteken. Gyakorlat: rezisztencia vizsgálat elvégzése E.
coli és S. epidermidis húsleves
tenyészetéből papírkorong módszerrel.
Projektmunka: Az antibiotikumok
évszázada: előnyök és hátrányok
Belépő tevékenységformák:
bakteriális fertőzések gyógyításának lehetőségei, a tudatos antibiotikum
használat fontosságának megértése, bakteriális fertőzések prevenciója, vakcinák
fontosságának tudatosítása; a lakosság egészségügyi mutatóinak megismerése, a
veszélyeztető tényezők felismerése és tájékozottság a megelőzés gyakorlatában; tanulói
kiselőadás készítése témakutatással
7.
Illóolajok antibakteriális és antifungális hatásának vizsgálata.
Illóolajok: teafa, levendula, grapefruitmag, geránium, eukaliptusz
Agar lemezek
beoltása Staphylococcus epidermidis
vagy Candida albicans folyékony
tenyészetével, majd steril papírkorongokra cseppentjük az illóolajokat.
Értékelés: gátlási zónák leolvasása.
Projektmunka:
Illóolajok előállítása és biológiai hatása
Belépő tevékenységformák: a
növényi test szerveződésének, a növényi sejt felépítésének, a növények
szerepének ismertetése a bioszférában; tanulói kiselőadás készítése
témakutatással és kísérleti bemutatás (illóolaj előállítás) alapján.
Kooperációs munka a Lisszaboni Egyetem
Gyógyszerésztudományi Karáról Prof. Dr. Maria José Umbelino Ferreira-val,
akinek kutatási területe a bioaktív növényi eredetű vegyületek antibakteriális
és rákellenes hatása.
8. Vírusok
izolálása és szaporítása tenyésztéssel
Keltetett tyúktojás (5-14 napos)
bemutatása, tojásoltás ismertetése
Sejtkultúrák
bemutatása, hám jellegű sejtek, fibroblaszt típusú sejtek, limfocita
sejtkultúra. Sejtkultúrák mikroszkópos vizsgálata és jellemzése.
Vírusszaporodás
jeleinek vizsgálata.
A
sejtosztódás folyamatának ismétlése, szövettani ismeretek és genetikai
alapfogalmak ismétlése.
Projektmunka:
A rák kialakulása.
Henrietta Lacks
halhatatlan élete
A vírusok elleni
védőoltások
Ebola-járvány
Belépő tevékenységformák: vírusok
életciklusának és egészségügyi szerepének ismertetése, virális megbetegedések
kezelése és prevenciója, vakcinák fontosságának hangsúlyozása; a betegség-megelőzés,
a szűrővizsgálatok, a védőoltások egyéni és közösségi-társadalmi
szükségességének belátása; állati sejtek felépítése, a sejt, szövet, szerv
fogalmának értelmezése; állati szövetek főbb típusainak jellemzése;
áltudományos és kereskedelmi célú sajtóanyagok kritikai elemzése
A
gombasejt felépítése. A gombák rendszerezése.
Bemutatott
tenyészetek: Candida albicans ,
Aspergillus niger , Penicillium purpurogenum, Mucor racemosus, Saccharomyces
cerevisiae
Gombák
vizsgálata celluxos készítményekben.
Celluxos
mintavétel a környezetből: hűtőszekrény, fürdőszoba, tanterem
Gyakorlat:
pékélesztő és kefír festése Gram szerint
Projektmunka:
Gombák biotechnológiai alkalmazása
Hogyan készül a sör?
A kenyérsütés biológiája
és kémiája
A Candida albicans hüvelyi elszaporodásának okai
Belépő tevékenységformák:
felépítő és lebontó anyagcsere folyamatok jellemzése; tudatos táplálkozás;
háztartásban jelen levő gombák ismertetése, biológiai hasznuk; egészségkárosító
szokások (alkoholfogyasztás) egyéni és társadalmi hátrányainak belátása;
környezetben található gombák szerepe; tanulói kiselőadás készítése
témakutatással
10.
Bakteriális plazmid DNS izolálása
A bakteriális sejtalkotók. A DNS
felépítésének ismétlése, a prokarióták és eukarióták közötti különbségek
megbeszélése. A DNS mint genetikai információhordozó.
A gélelektroforézis bemutatása,
felhasználási köre.
Gyakorlat: plazmid DNS kivonása Escherichia coliból, a kivont plazmid
DNS detektálása agaróz gélelektroforézissel.
Projektmunka: Mitől helyszínelő a
helyszínelő? DNS alapú diagnosztikai módszerek az igazságügyben
Belépő tevékenységformák: a kémia
és a biológia tantárgyban tanult ismeretek összekapcsolása, baktériumsejt
felépítése; a genetikai információ tárolásának megértése; tanulói kiselőadás
készítése témakutatással
A koncepció kidolgozásának ütemezése 24 hónapra
A koncepció
kidolgozását negyedéves bontásokban valósítanánk meg. Minden negyedévben a
vonatkozó gyakorlati foglalkozások részletes anyagának, a gyakorlati jegyzetnek
és a hozzá kapcsolódó középiskolai tartalmakra épülő tanegységeknek a
kidolgozására kerülne sor a középiskolai pedagógusokból és az egyetemi
oktatókból álló kutatócsoportban. Fontos, hogy a középiskolai pedagógusok jelezzék
a biológia tantárgy oktatása során felmerült nehézségeket, problémákat, legyen
szó a szemléltetésről, a tananyag elmélyítéséről és alkalmazásáról. Ezekre a
problémákra fókuszálva, a mikrobiológiai témák feldolgozásának gyakorlati
oldalát kiemelve dolgozzuk ki a koncepció elméleti és gyakorlati pontjait.
A koncepcióban
helyet kapó projektmunka szakirodalmi anyagok feldolgozásán alapul. Mivel sok
szakirodalmi forrás csak idegen nyelven érhető el, ezeket az anyagokat,
szakirodalmi cikkeket, közleményeket le kell fordítani magyar nyelvre.
A koncepcióban
kidolgozott gyakorlatokhoz segédanyagok készítését tervezzük annak
függvényében, hogy ismeretterjesztő, szakköri jellegű foglalkozásról vagy az
érdeklődő diákoknak készülő tehetséggondozásról, kutatómunkáról van-e szó.
Fontos
hangsúlyozni, hogy a diákok csak a környezetből és saját flórájukból izolált,
nem patogén mikroorganizmusokkal dolgoznak a gyakorlatok során.
1. negyedév (1-3 hónap)
1. gyakorlat kidolgozása: Általános tudnivalók és
munkavédelmi előírások ismertetése. Eszközök bemutatása, az eszközökről
dokumentáció, ábrák készítése. Alapműveletek gyakorlása, alapműveletekről
dokumentáció készítése. Mikrobiológiai tenyészetek általános jellemzői,
telepmorfológia, táptalajok ismertetése: ehhez fényképes prezentáció és ábrasor
készítése. Natív készítmények bemutatása: dokumentáció és ábrák készítése.
2.
gyakorlat kidolgozása:
A mikroszkóp részei és használata. A fénymikroszkóp és az invert mikroszkóp
bemutatása. A mikroszkóp részeinek ismertetése, tudománytörténeti aspektusok
kiemelése. A gyakorlati foglalkozáshoz ábrák készítése, valamint a fontos
fizikai és biológiai ismeretek rögzítése a diákoknak szánt anyagnak.
Kenetkészítés,
egyszerű festési eljárások és Gram-festés ismertetése: az eljárás gyakorlati és
tudománytörténeti jelentőségének kiemelése, a baktériumok sejtfalának
jellemzése.
Joghurtok vizsgálata
Gram-festéssel: különböző joghurtok mikroorganizmusainak összehasonlítása és a
megfigyelése rögzítése rajzos formában. Joghurtok kémhatásának vizsgálata pH
papírral. Kidolgozandó feladat prezentációs anyag összeállítása a joghurt
készítésének biológiai hátteréről, valamint az „élőflóra” fogalom magyarázata
gyakorlati példákon keresztül.
3. gyakorlat kidolgozása: Mikróbák izolálása talajból.
Összetett festési eljárások II.: Schaffer-Fulton-féle endospóra festés Bacillus cereus tenyészetből. Talajmintákból készített kenet készítése és
festése. A gyakorlat tervezésénél építeni kell a diákok korábbi földrajzi,
kémiai és biológiai ismereteire, ehhez kapcsolódva kell bevezetni a talajban
élő mikróbák és potenciális patogén mikróbák jelentőséget. Külön hangsúllyal
kell megjelennie a környezetvédelmi és a természetvédelmi tartalmaknak. A
projekt előkészítéséhez szükséges szakirodalmi források lefordítása,
elkészítése a diákok számára, külön kiemelve a szegedi tudománytörténeti
vonatkozásokat, Prof. Dr. Ivánovics György anthrax-szal kapcsolatos munkásságát
a Mikrobiológiai és Immunbiológiai Intézetben.
2. negyedév (4-6 hónap)
4. gyakorlat kidolgozása: Baktériumok biokémiai
tevékenységének vizsgálata. Anaerob tenyésztés. Fermentáció és oxidáció. Az
erjedés formái: alkoholos és tejsavas erjedés.
Az enzim fogalmának ismétlése és
vizsgálata a gyakorlatban a baktériumok enzimtevékenysége alapján. Az enzimek
jelentőségének ismertetése a mindennapi életben.
Baktériumok biokémiai
tevékenységének vizsgálata: laktóz bontás, dextróz bontás, ureáz próba, H2S
termelés, hemolizin aktivitás, lecitináz, oxidáz, kataláz kimutatása előre
elkészített biokémiai próbák alapján. Amiláz és kazeináz aktivitás vizsgálata.
A fermentáció és az oxidáció
fogalma és gyakorlati jelentőségének ismertetése konkrét példák alapján, ehhez
dokumentáció és ábrák, folyamatábrák készítése. Az élesztő működésének biokémiai
háttere, az ehhez kapcsolódó szöveges és ábrás gyakorlati fejezet elkészítése.
A pékélesztő, a kefír és sör vizsgálatának gyakorlati feladatainak kidolgozása.
5. gyakorlat kidolgozása: Baktériumszámlálási eljárások.
A dezinficiálás módszerei. A baktériumok növekedésének vizsgálata az optikai
denzitás mérésével.
A baktériumok növekedési
sajátosságainak ismertetése, demonstrációs anyag és grafikonok segítségével. A
fertőtlenítőszerek és a kézfertőtlenítők hatásának vizsgálata: a kézmosás és
kézfertőtlenítés egészségügyi jelentőségének kiemelése, a higiéniai
intézkedések jelentőségének bemutatása gyakorlati példákon keresztül, a
lehetséges fertőző mikroorganizmusok ismertetése során (kórház, étterem). A
gyakorlat során a diákok által hozott kézfertőtlenítők összehasonlítására is
lehetőség nyílik.
A projektmunka során Semmelweis
Ignác munkásságának feldolgozása történik majd, ehhez szakirodalmi anyagok és
ismeretterjesztő cikkek, vizuális alkotások összegyűjtése.
3. negyedév (7-9 hónap)
6.
gyakorlat kidolgozása:
A baktériumok antibiotikum érzékenységének vizsgálata.
Antibiotikum érzékenység
meghatározása papírkorong diffúziós módszerrel. Az antibiotikumok
hatásmechanizmusának ismertetése, ehhez ábraanyag és dokumentáció elkészítése a
gyakorlati jegyezet számára. Az élőlények közötti kölcsönhatások ismétlése,
valamint konkrét példákon keresztüli ismertetése. A mikrobiota fogalmának
bevezetése és magyarázata.
A projektmunka során az
antibiotikumok felfedezését és a használatukból fakadó előnyöket és hátrányokat
dolgozná fel, ehhez szakirodalmi forrásokat és ismeretterjesztő cikkeket
gyűjtenek össze a kutatócsoport munkatársai.
7. gyakorlat kidolgozása: Illóolajok antibakteriális és
antifungális hatásának vizsgálata.
A diákok Staphylococcus
epidermidis vagy Candida albicans tenyészeteken vizsgálják
az illóolajok antimikrobiális aktivitását, a gátlási zónák leolvasásával. Ehhez
gyakorlati feladatlap kidolgozását tervezzük. Fontos az illóolajok biológiai
jelentőségének hangsúlyozása, itt a diákok korábbi növényrendszertani és
növényszervezettani ismereteire alapozva kerül bevezetése az új gyakorlati
tartalom.
A gyakorlathoz
kapcsolódó projektmunka az illóolajok előállítását és biológiai hatását mutatja
be, ehhez az SZTE ÁOK Orvosi Mikrobiológiai és Immunológiai Intézet már
megjelent közleményeit dolgozzuk fel, valamint az SZTE Gyógyszerésztudományi
Karának Farmakognóziai Intézetével közös kutatási eredményeinket is
ismertetjük, a diákok számára közérthető formában.
Ennél a témakörnél
kezdhetjük el a tényleges tehetséggondozást, az alapkészségeket már
elsajátított és érdeklődést mutató diákok bevonásával. A kutatási téma
Intézetünk korábban elkezdett, az illóolajok antibakteriális, antifungális
hatását vizsgáló témájába integrálódnának be.
4. negyedév (10-12 hónap)
8. gyakorlat kidolgozása: Vírusok
izolálása és szaporítása tenyésztéssel. A vírusok morfológiájának ismertetése,
a rendszertani ismereteket alapul véve, amellyel már rendelkeznek a diákok. A
sejtosztódás folyamatának ismétlése, szövettani ismeretek és genetikai
alapfogalmak ismétlése. A gyakorlathoz dokumentáció és fotó- valamint ábraanyag
elkészítése a bemutatott sejtkultúrákról. A vírusszaporodás jeleinek
felismeréséhez és írásos rögzítéséhez feladatlap készítése a diákoknak.
A projektmunka során aktuális témákat
dolgozhatnak fel a diákok (pl. rák kialakulása, Ebola-járvány, védőoltások), az
ehhez kapcsolódó angol nyelvű szakirodalmi források lefordítása, rendszerezése.
A tervezett külföldi konferencia részvétel (ECCMID 2017, Európai Klinikai
Mikrobiológiai és Fertőző Betegségek Kongresszusa) is elősegíti az egyetemi
oktatókat, hogy naprakész szakirodalmi ismereteket tudjanak a diákok
rendelkezésére bocsátani.
9. gyakorlat kidolgozása: A gombák morfológiai vizsgálata.
A gombasejt felépítése. A gombák
rendszerezése. Gombák vizsgálata celluxos készítményekben, ehhez ábraanyag és
feladatlap készítése. Gombák morfológiájának bemutatása Power Point
prezentációval, az ehhez szükséges ábrák, képek összegyűjtése, rendszerezése. A
projektmunka a gombák biotechnológiai jelentőségét hangsúlyozza, ehhez források
gyűjtése, valamint gyakorlati példák összefoglalása folyamatábrák segítségével
(sör készítése, kenyér készítése).
10. gyakorlat: Bakteriális plazmid DNS
izolálása. A bakteriális sejtalkotók ismertetése, ábraanyag készítése. A DNS
felépítésének ismétlése, a prokarióták és eukarióták közötti különbségek
megbeszélése. A DNS mint genetikai információhordozó: erre vonatkozó
tudománytörténeti mérföldkövek ismertetése, Power Point vetítés keretében.
A gélelektroforézis bemutatása,
felhasználási köre: ehhez ábraanyag, feladatlap készítése, a balesetvédelmi
oktatás kiegészítése, az eszköz működésének és működtetésének ismertetése,
ehhez dokumentáció készítése. A gyakorlati feladat a plazmid DNS kivonása Escherichia coliból, ehhez a kísérleti
protokoll lépéseinek írásos rögzítése a gyakorlati jegyzet számára.
A projektmunka a DNS alapú
diagnosztikai módszereket dolgozza fel az igazságügyben, ehhez szakirodalmi,
ismeretterjesztő és vizuális anyagok gyűjtése.
A
koncepció kipróbálása a pedagógiai műhely résztvevőinek közreműködésével: (12-24. hónap)
Nagyon
fontosnak tartjuk, hogy mielőtt a tanulók megérkeznének a mikrobiológiai
laboratóriumba, az őket kísérő pedagógusok is megismerhessék tárgyi
feltételeket, és jártasságot szerezzenek a gyakorlatokon alkalmazott
mikrobiológiai módszerekben. A pályázat ezen időszakában a már kidolgozott
gyakorlati és elméleti anyagot áttekintjük, kipróbáljuk a pedagógusokkal. Igen
nagy jelentőséget tulajdonítunk annak, hogy a későbbiekben a tanulók által
használandó eszközöket, műszaki berendezéseket a projektben szereplő
középiskolai pedagógusok is megismerhessék és kipróbálják, mert képzésük során nem
mindig volt lehetőségük ezeknek az eszközöknek a használatára. Ez az időszak
szolgál arra is, hogy a módszerünket és gyakorlatainkat „élesben” teszteljük a
pedagógusokkal és feltárjuk az esetleges hiányosságokat.
A koncepció gyakorlati kipróbálása: 24-36. hónap
A diákok szaktanáraikkal együtt
vesznek részt a kidolgozott gyakorlati foglalkozásokon, amelyek két diákcsoportot
céloznak meg: egyrészt ismeretterjesztést, amely a természettudományos
ismeretszerzéshez, a megfigyeléshez és a kísérletezéshez csinálna kedvet,
másrészt a tehetséges diákok számára lehetőséget biztosítana új elméleti és
gyakorlati ismeretek megszerzésére, kutatómunka végzésére és az előadói
készségek fejlesztésére.
Kiemelendő, hogy a
koncepció alapkutatáshoz kapcsolódó jellege sem maradna el, mivel a diákoknak
és szaktanáraiknak rövid workshop keretében lehetőségük lenne betekintést
nyerni a projektben résztvevő egyetemi oktatók kutatási munkájába, amelyet
közérthető formában prezentálnánk a diákok és szaktanáraik felé.
A koncepció eredményeinek összegzése, ismertetése:
36-48. hónap
A koncepció eredményeit foglalja
össze az utolsó év, a szakirodalmi módszertani fejlesztéseket konferencia
keretében szeretnénk prezentálni a gyakorló pedagógusok számára. Fontos, hogy a
diákoktól kapott visszajelzéseket is integráljuk az általunk kifejlesztett új
módszertani koncepcióba, igazodva véleményükhöz, pozitív és negatív
visszajelzéseikhez.
Az eredmények
között várhatóan sikerül egy korszerű, a jelenlegi szakirodalmi ismereteken
alapuló pedagógus továbbképzési program tematikájának összeállítása, amelyet be
tudunk mutatni a konferencián. Sajnos a korszerű, naprakész tudás megszerzése a
túlterhelt pedagógusi munka során szinte lehetetlen, viszont a mikrobiológia,
immunológia, gyógynövényismeret, farmakognózia, kémia és környezettan
dinamikusan fejlődő természettudományok.
Terveink között
szerepel egy olyan nemzetközi könferencia megrendezése is, mely során a
projektben szereplő szakterületek elismert képviselői tartanának előadást. A
Lisszaboni Egyetem Gyógyszerésztudományi Karáról Prof. Dr. Maria José Umbelino
Ferreira beszélne kutatásairól a bioaktív növényi eredetű vegyületekkel
kapcsolatban, továbbá az intézetünkben korábban PhD fokozatot szerzett és az
Ebola-járvány alatt afrikai misszióban dolgozó Dr. Kis Zoltán (Országos
Epidemiológiai Intézet) is előadást tartana, ezen téma fontosságára utal, hogy
a TIME magazin a 2014-es évben az Év Embereinek választotta az Ebola-ellen
küzdő szakembereket. További külföldi és hazai szakemberek bevonásával
szeretnénk a mikrobiológiai kutatásokat közérthetővé tenni, továbbá a szakmai
alapot megadni a médiumokban megjelenő, sokszor nem pontos forráson alapuló
hírek helyes értelmezéséhez. Évről évre igyekeznénk a legnagyobb érdeklődésre
számot tartó témákra is fókuszálni, a 2015/16-os évben ez mindenképpen a Zika
vírus által okozott járvány és a fertőzés szövődményei. A továbbképzés
lehetőséget teremtene a közoktatás és a felsőoktatás közötti párbeszéd és
kölcsönös információcsere elősegítésére is.
A
koncepció várható hasznosulása, eredményessége
A tervezett koncepció akkor lesz eredményes, ha a gyakorlatokon
résztvevő diákok jártasságot
szereznek a laboratóriumi
alapműveletekben, képesek lesznek kiszámítani, összemérni a kísérleteikhez
szükséges oldatokat, táptalajokat.
A
gyakorlatok során ismétlésre
kerülnek a biológia órán már megtanult fogalmak az élőlények rendszerezése, a sejtbiológia,
a biokémia, a szövettan és az ember életműködéseinek témaköréből. Az elméleti
háttérhez gyakorlati jártasságot is
szereznek a diákok, megtanulják biztonságosan kezelni és használni a
mikroszkópot, képesek lesznek mikroszkópos festett kenetek elkészítésére, a
tapasztalatok rögzítésére és interpretálására.
A
tehetséges diákok a koncepció időtartama alatt saját laboratóriumi projekten
dolgozhatnak, amelyről a gyakorlatok végén be is számolhatnak az egész csoport
és pedagógusaik előtt is.
A gyakorlati tematikát követi egy
elméleti, ismeretterjesztő tematika is, amelyek kisebb csoportokban,
projektszerűen dolgoznak fel a diákok. Ehhez segédanyagokat, szakirodalmi
forrásokat bocsátunk a rendelkezésükre. Az elméleti
projektek során egy témát járnak körül a diákok, ez lehetőséget teremt a
szakirodalom feldolgozására közösen, az interperszonális készségek,
kompetenciák fejlesztésére, a stressz és a konfliktusok kezelésére. Az elméleti
projekt egy szóbeli, Power Point alapú előadással zárulna, amely a diákok előadói és kommunikációs készségeinek
fejlesztését is szolgálja.
A
projektbe bevont tudományos diákkörös egyetemi
hallgatók módszertani és pedagógiai tapasztalatokkal lesznek gazdagabbak,
ezeket a későbbiekben oktatói munkájukban tudják hasznosítani.
Fontos szempont a megfelelő
visszajelzés a diákok és a projektbe bevont tudományos diákkörös hallgatók
részéről. A gyakorlatok lezárását követően kérdőíves rendszerrel szeretnénk
mérni az elégedettséget, rákérdezni a hiányosságokra és a gyakorlatok közben felmerült
igényekre.
A koncepció követi az SZTE ÁOK Orvosi Mikrobiológiai és Immunbiológiai
Intézet orvosi mikrobiológia gyakorlati tematikáját, amelyet gyógyszerész-,
orvostan- és fogászhallgatók számára biztosít, a középiskolások tudásához és
gyakorlati jártasságához igazodva. Terveink között szerepel a gyakorlatokhoz
tartozó munkafüzet és olvasókönyv
kidolgozása és a projektmunkához kapcsolódó szakirodalmi anyagok összeállítása.
A
koncepcióban kidolgozott tantervi struktúrákat, gyakorlatokat, szemléletformáló
elképzeléseket magyar és nemzetközi módszertani szakfolyóiratokban készülünk
publikálni. (Hazai folyóirat: A biológia tanítása (módszertani folyóirat) vagy
Magyar Pedagógia. Külföldi folyóirat: Journal of Biological Education)
A koncepció segítséget
nyújthat a biológiai szakmódszertan megújításához, mert a mikrobiológia jelen
van a mindennapokban, legyen szó konyhatechnikáról, háztartásról, környezetvédelemről,
élelmiszeriparról, gyógyszer- és vakcinagyártásról. A biológiai tananyaghoz
szervesen kapcsolhatók a mikrobiológiai gyakorlatokon megszerzett elméleti és
gyakorlati ismeretek. A középiskolai tananyagot kiegészítő tananyag, de akár a
törzsanyag szintjén is lehetne bővíteni a projektben kidolgozott tartalmakkal.
A mikrobiológiai aktuális kérdéseinek felvetése, az interdiszciplinaritás és
multidiszciplinaritás kiemelése, a tehetséggondozás, a diákok és egyetemi hallgatók
személyiségének fejlesztése, a kommunikációs és szociális készségek fejlesztése
teszi hiánypótlóvá a vázolt koncepciót.