(On)Zichtbaar Docentenhandleiding (On)zichtbaar! Docentenhandleiding Een module uit het Food and Health project Gemaakt in opdracht van het Citadel College te Lent Ontworpen voor tweede jaar HAVO/VWO 2009 Ontwikkeld door: Citadel College te Lent J. van den Broek K. Swinkels Studenten van Wageningen Universiteit N. Aarts M. Boetje R. van den Breemer Y. Peters J. Schoufour P. van Straten 2 Inhoudsopgave Introductie Veiligheid Opzet van de Module Les 1 Van Begin Af Aan Les 2 Microscopisch klein Les 3 Oei ’t Groeit Les 4 Plaat je Agar Les 5 Bezint eer ge Begint I Les 6 Bezint eer ge Begint II Les 7 Werk in Uitvoering I Les 8 Werk in Uitvoering II Les 9 Poster Presentatie Les 10 Keuring Les 11 Excursie Bronnen 4 5 6 12 15 17 19 21 21 35 35 38 40 42 43 3 Introductie In deze module ‘(On)zichtbaar’ staan bacteriën en schimmels centraal. De hoofdvraag van de module is: Welke rollen van bacteriën en schimmels komen we in het dagelijks leven tegen? De leerlingen leren wat de positieve en negatieve eigenschappen van bacteriën en schimmels zijn, hoe ze er uit zien, hoe ze zich voortplanten en hoe je ze zichtbaar kunt maken met behulp van een microscoop of kleuring. Ook leren ze de rol van microorganismen in de voedselkringloop. De leerlingen oriënteren zich eerst op het onderwerp. Ze gaan bijvoorbeeld informatie zoeken en naar bacteriën kijken. Daarna gaan ze een eigen onderzoek opzetten. Er worden opties gegeven voor de onderwerpen van hun eigen onderzoek. Ze ontwerpen zelf de gehele voorbereidingsfase van een onderzoek, voeren een proef uit en maken uiteindelijk een poster van de resultaten. De lessen van deze module bevatten experimenten die soms moeilijk te verkrijgen materialen eisen. Bij onduidelijkheden over deze materialen of voor vragen over het veilig gebruik van micro-organismes kunt u eventueel mailen naar Gosse Schraa, microbioloog aan de Wageningen Universiteit ([email protected]). Deze module is gemaakt aan de hand van het POCO-model. In dit model staan de vaardigheden onderzoeken en ontwerpen centraal. Het POCO-model bestaat uit 5 stappen: oriënteren, voorbereiden, uitvoeren, afsluiten en reflecteren. Aan de hand van deze 5 stappen moeten de leerlingen een onderzoek uitvoeren of een ontwerp maken op een gestructureerde wijze. Daarnaast geeft het POCO-model de mate van begeleiding van de docent aan. Deze module is bedoeld voor THV klassen uit het tweede leerjaar en bestaat uit een excursie van een halve dag en 10 lessen die elk 1 klokuur in beslag nemen. De module is geschreven door 6 studenten van Wageningen universiteit als onderdeel van hun Masteropleiding. 4 Veiligheid Bron: www.e-radiography.net In deze module wordt met micro-organismen gewerkt. Hierdoor bestaat er een kans op infectie of nadelige gevolgen voor de gezondheid. Daarom moet de docent goed opletten, voor de veiligheid van zichzelf en van de leerlingen. Wijs de leerlingen elke les op de veiligheidsregels en tref zelf een goede voorbereiding. Hieronder staat een overzicht van de belangrijkste veiligheidsregels om infecties met microorganismen te voorkomen [1, 2]: - Beperk het gebruik van airconditioning zoveel mogelijk. - Zet zoveel mogelijk de ramen open (in ieder geval vóór en na de les). - Houdt de temperatuur op maximaal 21° Celsius. - Draag handschoenen en een labjas. - Houd met uw gezicht afstand van schimmels (minimaal 50 cm). Het inademen van schimmelsporen kan schadelijk zijn voor de gezondheid. - Reinig na afloop alle tafels en materialen met alcohol. - Deponeer biologisch afval in een speciale ton. Voor de leerlingen is van belang [1]: - Begin het practicum met schone handen en korte nagels. - De werkplek moet zo weinig mogelijk voorwerpen bevatten. Dus geen tassen, kledingstukken, boeken, etenswaar etc. - Niet eten en drinken in het practicumlokaal. - Draag altijd handschoenen en een labjas als je met bacteriën en schimmels werkt. - Raak de bacteriën en schimmels niet (of zo min mogelijk) met de handschoenen aan. - Ruik of proef nooit aan bacteriën en schimmels. - Houdt bacteriën en schimmels altijd zo ver mogelijk van je gezicht. (minimaal 50 cm) - Vraag aan de docent waar je de materialen kunt opruimen. - Was na afloop altijd goed je handen en ontsmet de tafels met alcohol. 5 Opzet van de Module 1. Samenvatting In de module komen de leerlingen door middel van korte onderzoeken in aanraking met de verschillende uiterlijke en functionele kenmerken van bacteriën en schimmels. De volgende hoofdvraag staat centraal: 1. Welke rollen van bacteriën en schimmels komen we in het dagelijks leven tegen? In de oriëntatie (les 1 tot en met 4) maken de leerlingen kennis met de verschillende eigenschappen die bacteriën en schimmels onderscheiden van andere organismen. In de voorbereiding en uitvoering (les 5 tot en met 8) doen de leerlingen hun eigen onderzoek om de hoofdvraag van de module te kunnen beantwoorden. De afsluiting (les 9 tot en 10) bestaat uit een posterpresentatie van hun onderzoek en een reflectieles. Eventueel kan les 11 een excursie naar de HAS in Den Bosch zijn, waarbij leerlingen zelf een voedingsmiddel ontwerpen waarbij micro-organismen zijn gebruikt. 2. POCO-model Omdat deze module vooral gericht is op het uitvoeren van goed onderzoek zal hieronder kort worden uitgelegd wat de bedoeling is van elke stap in het POCO-model. 2.1. Oriënteren In de oriëntatiefase (les 1 tot en met 4) is het van belang dat de nieuwsgierigheid van de leerlingen wordt geprikkeld. Daarnaast worden basiskennis en kernbegrippen besproken. Eventueel kan de docent een klassikale inleiding geven en modellen laten zien. De leerlingen leren basiskennis en kernbegrippen over bacteriën en schimmels voordat ze hun eigen onderzoek gaan voorbereiden en uitvoeren. 2.2. Voorbereiden In de voorbereidingsfase (les 5 en 6) wordt aandacht besteed aan de verschillende stappen die belangrijk zijn bij het voorbereiden van een goed onderzoek (Vraagstelling, Verwachting, Materiaal, Werkwijze). Elk drietal kiest uit een aantal deelvragen bij de algemene hoofdvraag van de module. 2.3. Uitvoeren In de uitvoeringsfase (les 7 en 8) voeren de leerlingen in drietallen het door hen opgezette onderzoek uit. 2.4. Afsluiten Een afsluiting van het eigen onderzoek wordt gegeven in les 9 in de vorm van een posterpresentatie. In les 11 is er een gastles van de HAS. Hierbij ontwerpen de leerlingen zelf een product waarin micro-organismen zijn verwerkt. 2.5. Reflecteren Les 10 is de afsluitende les van de module waarin gereflecteerd wordt op het eigen uitgevoerde onderzoek. De leerlingen reflecteren op het product (de poster) en het proces. 2.6. POCO-model voor deze module Docent Docent Docent bepaalt geeft geeft voorbeelden opties Docent Docent geeft geeft suggesties criteria Docent geeft advies 6 Oriënteren - nieuwsgierigheid prikkelen - aanbieden kernkennis en kernbegrippen Voorbereiden - Hoofdvraag formuleren - Deelvragen formuleren - Onderzoeksplan maken - Gesprek met docent Uitvoeren - Informatie verwerven (mbv informatie bronnen) - Informatie verwerken (conclusie trekken) - Gesprek met docent Afsluiten - Presenteren Reflecteren - Product - Handelen van de leerling (proces) X X X X X X X X X X X X X X X X X 3. Thema’s De module bestaat uit 10 lessen. Hieronder staat een overzicht van de lessen en de onderwerpen/thema’s die in deze lessen aan bod komen. Les 1: Van Begin Af Aan In les 1 maken de leerlingen kennis met de uiterlijke en functionele eigenschappen van bacteriën en schimmels. Dit wordt gedaan in drietallen met behulp van verschillende informatiebronnen. De leerlingen kiezen zelf welke informatiebron ze het meest geschikt vinden om de vragen te kunnen beantwoorden. Les 2: Microscopisch Klein In les 2 bekijken de leerlingen individueel bacteriën en schimmels onder de microscoop. Ze gebruiken verschillende vergrotingen en maken tekeningen. Aan het einde van de les bereiden ze zich voor op les 3. Les 3: Oei ‘t Groeit In les 3 maken de leerlingen hun eigen schimmelkweek. De leerlingen maken kennis met welke eigenschappen van de omgeving belangrijk zijn voor optimale schimmelgroei. Ook bekijken ze de schimmels onder de microscoop. Les 4: Plaat je Agar 7 In les 4 maken de leerlingen hun eigen bacteriekweek. De leerlingen leren de begrippen ‘agarplaat’ en ‘steriel werken’. Daarnaast maken de leerlingen kennis met welke eigenschappen van de omgeving van belang zijn voor het kweken van bacteriën. Les 5 en 6: Bezint Eer Ge Begint I&II In les 5 en 6 moeten de leerlingen een eigen onderzoek voorbereiden. Ze kiezen uit 4 onderwerpen die allemaal de hoofdvraag “Welke rollen van bacteriën en schimmels komen we in het dagelijks leven tegen?” beantwoorden. Het eigen onderzoek wordt in drietallen uitgevoerd. De 4 fases van voorbereiden (vraagstelling, verwachting, materiaal, werkwijze) worden door de leerlingen ingevuld voor hun eigen onderzoek. Ook wordt nagedacht over de manier van het weergeven van de resultaten. Les 7 en 8: Werk in Uitvoering I&II In les 7 en 8 voeren de leerlingen hun eigen onderzoek uit. Ze gebruiken hierbij de materialen en werkwijze die ze in les 5 en 6 hebben opgesteld. De resultaten van het onderzoek worden weergegeven en een conclusie wordt getrokken die de deelvragen en hoofdvraag beantwoord. Les 9: Poster Presentatie In les 9 maken de leerlingen in tweetallen een poster van hun eigen onderzoek. De criteria hiervoor worden door de docent gegeven. Ze moeten in ieder geval foto’s in de poster verwerken die ze zelf gemaakt hebben tijdens het onderzoek. De posters komen digitaal op de website van de school te staan en worden ook opgehangen en beoordeeld. Les 10: Keuring De leerlingen kijken naar elkaars poster en kiezen de beste poster van de klas uit. Ook beoordelen ze één andere poster op de criteria die aan de poster zijn gesteld: mooi, overzichtelijk, volledig, aantrekkelijk, in eigen woorden en het gebruik van de foto’s. Ook de docent geeft een beoordeling voor de poster. Uiteindelijk reflecteren de leerlingen op de gehele module en hun proces als onderzoeker. Les 11: Product ontwerpen ism HAS In les 11 gaan de leerlingen op excursie naar de HAS in Den Bosch. Hier gaan ze zelf een voedingsmiddel ontwerpen (zuurkool of yoghurt) wat gemaakt is met hulp van microorganismen. 4. Vaardigheden Na het afronden van deze module zijn de leerlingen in staat om: uit een aantal gemiddeld moeilijke onderzoeksvragen een keuze te maken. een verwachting te formuleren na eenvoudig vooronderzoek (bestaande uit de basiskennis). te werken met materialen voor het doen van onderzoek aan micro-organismen. een moeilijke werkwijze die door de docent wordt voorgedaan zelf op de juiste manier uit te voeren (steriel werken, voedingsbodem maken). een werkwijze te bedenken bij een gemiddeld moeilijk onderzoek een gemiddeld moeilijk onderzoek uit te voeren. moeilijkere resultaten weer te geven in een tabel, in een grafiek en met foto’s. met aanwijzingen van de docent een moeilijkere conclusie te trekken uit de resultaten. een uitgebreid posterverslag (met daarin een foto instructie van de werkwijze) van een gemiddeld moeilijk onderzoek te maken met gegeven criteria. elkaars producten te beoordelen aan de hand van gegeven criteria. een levensmiddelen product te maken met de hulp van bacteriën of schimmels. de belangrijkste kenmerken van bacteriën en schimmels te benoemen. 8 de belangrijkste functies van bacteriën en schimmels te benoemen. een keuze te maken uit verschillende opties wat de beste manier is om. informatie te zoeken. te werken met een microscoop. te berekenen hoeveel bacteriën je hebt na een bepaalde tijd. de schimmelgroei weer te geven in een tekening op ware grootte. drie eisen te noemen waaraan de omgeving moet voldoen voor optimale groei van schimmels. steriel te werken. een agarplaat (voedingsbodem) te maken. een tekening te maken van bacteriekolonies op ware grootte. drie eisen te noemen waaraan de omgeving moet voldoen voor optimale groei van bacteriën. een werkwijze te bedenken bij een gemiddeld moeilijk onderzoek. een materialenlijst op te stellen bij een zelf gemaakte werkwijze. te bedenken hoe ze de resultaten gaan weergeven en een blanco grafiek/tabel/diagram maken voor een gemiddeld moeilijk onderzoek. een werkwijze te bedenken bij een gemiddeld moeilijk onderzoek en uitvoeren. moeilijkere resultaten weer te geven in een tabel, een grafiek en met foto’s. met aanwijzingen van de docent een moeilijkere conclusie te trekken uit de resultaten. in drietallen een poster te maken van hun eigen onderzoek. kunnen de stappen die ze hebben uitgevoerd in hun onderzoek overzichtelijk weergeven in een poster. posters te beoordelen op sterke en zwakke punten. te reflecteren op hun eigen onderzoeksproces. een levensmiddelen product te maken met de hulp van micro-organismen. een aantal producten te noemen waarbij bacteriën en schimmels een rol spelen. 5. Leerdoelen Na het afronden van de module weten de leerlingen: wat de evolutietheorie is. hoe bacteriën en schimmels eruit zien. hoe bacteriën en schimmels eruit zien onder een microscoop. de stappen van onderzoek het belang van een voorbereidingsfase. 6. Houding De leerlingen: ontwikkelen een kritische houding t.a.v. nauwkeurigheid en eerlijk onderzoek doen. 7. Materiaallijst 5 ml pipetten A3 vellen karton Agar Alcohol (70%) Antibiotica sticker Antischimmel Autoclaaf of hogedrukpan Bacteriën om te kweken Branders Computers Dekglaasjes 9 Demi water Etiketten Kookplaat Lijm Medium (standaard) Medium (vettig) Merkstiften Methyleenblauw Microscopen (licht- en stereo) NSAID (aspirine) Objectglaasjes Olie immersie (voor microscoop) Papieren handdoekjes Petrischaaltjes Pincet Plastic zakjes of vacuümpomp Schaar Schimmels om te kweken Schuurborstels Slootwater Suiker Ton voor biologisch afval Vergrootglas Vriezer Wegwerp handschoenen Yoghurt Zeep Zout 8. Betrokken bedrijven Bedrijf: Hoge Agrarische School Den Bosch Contactpersoon: Telefoonnummer: Zij bieden: Excursie of gastles waarin m.b.v. micro-organismen voedingsmiddelen gemaakt worden. 9. Kader van de gewenste leersituatie In hoeverre bevat de module keuzemogelijkheden voor de leerlingen? In hoeverre nodigt de module uit tot activiteit van de leerling zelf? Niet 0 0 0 0 0 maximaal Toelichting: Leerlingen kunnen uit een aantal onderzoeken kiezen en kunnen zelf werkwijze opstellen. Niet 0 0 0 0 0 maximaal Toelichting: De basiskennis moeten leerlingen zelf zien te achterhalen. Daarnaast moeten leerlingen zoveel mogelijk zelf de onderzoeken uitvoeren. 10 In hoeverre oefent de leerling met zelfstandig onderzoek doen/ het maken van een ontwerp? Niet 0 0 0 0 0 maximaal Toelichting: In deze module staat de werkwijze centraal. Leerlingen moeten deze (na het zien van één uitvoering) zelf uitvoeren en de werkwijze volledig uitschrijven in de vorm van een foto instructie. Leerlingen leren onderzoek doen met bacteriën en schimmels. In hoeverre oefent de leerling met Niet 0 0 0 0 0 maximaal reflecteren? Toelichting: De leerling kijkt terug op zijn eigen handelen werkwijze en samenwerken In hoeverre oefent de leerling met Niet 0 0 0 0 0 maximaal samenwerken? Toelichting: Leerlingen werken steeds in drietallen samen. Reflectie vindt hierover plaats. In hoeverre komen de leerlingen in contact Niet 0 0 0 0 0 maximaal met de bèta wereld buiten school? Toelichting: Filmpje met interview expert Excursie HAS Den Bosch In hoeverre nemen de leerlingen kennis van Niet 0 0 0 0 0 maximaal beroepen die aansluiten bij de module? Toelichting: Korte informatieve vragen gekoppeld aan het gekozen onderzoek van de leerlingen. Filmpje van een microbioloog In hoeverre nemen de leerlingen kennis van Niet 0 0 0 0 0 maximaal opleidingen die aansluiten bij de module? Toelichting: Excursie HAS Den Bosch 10. Randvoorwaarden voor de module Het budget voor deze module zal rond de €.. euro liggen, mits er genoeg goede microscopen aanwezig zijn (met 1000x vergroting). Zo niet, dan is de aanschaf van 1 microscoop die 1000x kan vergroten erg waardevol. De aanwezigheid van een TOA is ook aan te raden vooral voor les 7 en 8. 11 POCO-model (onderzoek): Oriënteren Docent bepaal t Oriënteren - nieuwsgierigheid prikkelen - aanbieden kernkennis en kernbegrippen Docent geeft argumente n Docen Docent t geeft geeft opties suggestie s Docen Docen t geeft t geeft criteria advies X X Les 1 (60 minuten) AfAffAfAabnn Van Begin Af Aan Opdracht De leerlingen gaan in drietallen algemene informatie zoeken over bacteriën en schimmels. Doel De leerlingen: weten wat de evolutietheorie is. weten hoe bacteriën en schimmels eruit zien. kunnen de belangrijkste kenmerken van bacteriën en schimmels benoemen. kunnen de belangrijkste functies van bacteriën en schimmels benoemen. kunnen een keuze maken uit verschillende opties wat de beste manier is om informatie te zoeken. Werkvormen Inleiding: klassikaal Onderzoek: drietallen Afronding: individueel Materiaal Materiaal per klas Computers Filmpje expert Literatuur Materiaal per groepje N.v.t. Voorbereiding vóór de les Zorg dat er genoeg computers beschikbaar zijn. Zorg dat de leerlingen toegang hebben tot de schoolbibliotheek. Deel de leerlingen in groepjes van 3 in. Doe dit aan de hand van bepaalde eigenschappen van leerlingen, zet bijvoorbeeld nauwkeurig werkende leerlingen bij elkaar. Of mix nauwkeurig werkende leerlingen juist met chaotische leerlingen. Het is de bedoeling dat leerlingen leren van het samenwerken, het is dus niet de bedoeling dat ze met dezelfde mensen samenwerken als altijd! 12 In de les 1.1 Oriënteren (10 minuten) De leerlingen lezen individueel de oriëntatie door. Daarna kan er klassikaal nog iets over de evolutietheorie verteld worden en kunnen mogelijke vragen klassikaal behandeld worden. Mochten er (streng) gelovige leerlingen aanwezig zijn, dan kan de nadruk nog even gelegd worden op het feit dat de evolutietheorie een theorie is [3]. Voor meer informatie: http://www.sesha.net/eden/evolutie.asp. 1.2 Voorbereiden (15 minuten) De leerlingen moeten eerst individueel invullen wat ze voor een verwachting bij de vraagstelling hebben. Het gaat erom dat ze invullen wat ze al weten over bacteriën en schimmels, ze hoeven dus niet al het precieze antwoord te weten. Benadruk dit als het nodig is. 1.3 Uitvoeren (30 minuten) Als leerlingen moeite hebben met een goede informatiebron te zoeken, help ze hier dan mee. Geef tips of aanwijzingen. Ze moeten alle vragen namelijk wel goed invullen. De twee rollen die micro-organismen als reducenten voor de mens hebben zijn: het omzetten van afval/dood organisch materiaal in waardevolle nutriënten/anorganisch materiaal voor de bodem. 1.4 Afsluiten (1 minuut) Laat de leerlingen controleren of ze alle vragen hebben ingevuld. Dit is van belang voor de volgende lessen in de module. 1.5 Reflecteren (5 minuten) De leerlingen moeten nu reflecteren op zichzelf en hun groepje. Zouden ze de volgende keer anders doen? Bijlagen Bijlage 1: schematische afbeelding bacterie Bron: www.10voorbiologie.nl 13 Bijlage 2: schematische afbeelding schimmel Bron: www.menzl.com Bron: du.delaval.nl 14 Les 2 (60 minuten) Microscopisch Klein Opdracht Het is de bedoeling dat de leerlingen zelf bacteriën aan gaan tonen in yoghurt. Daarnaast gaan ze met gebruik van de microscoop uitzoeken hoe bacteriën en schimmels eruit zien. De leerlingen gaan kijken naar de uiterlijke kenmerken en naar verschillen van de bacteriën en schimmels. Deze les voeren ze in drietallen uit, in dezelfde samenstelling als in les 1. Doel De leerlingen: kunnen werken met een microscoop. weten hoe bacteriën en schimmels eruit zien onder een microscoop. kunnen berekenen hoeveel bacteriën je hebt na een bepaalde tijd. Werkvormen Inleiding: klassikaal Onderzoek: drietallen Afronding: individueel Materiaal Materiaal per klas Slootwater Kookplaat Materiaal per drietal Microscoop Stereomicroscoop Water in druppelfles 3 objectglaasjes 3 dekglaasjes Plastic pipet 1 druppel yoghurt 1 druppel Methyleenblauw Immersie olie Champignon (ongeveer een week oud) Pincet Voorbereiding vóór de les De microscopen worden alvast klaargezet op de tafels. Zodat de leerlingen de microscopen zelf kunnen pakken. Leg alle benodigde materialen al klaar op een tafel, zodat de leerlingen alle spullen zelf kunnen pakken. Er worden 2 verschillende bacteriën bekeken, namelijk de Cyanobacteriën en de Melkzuurbacteriën. De Melkzuurbacteriën gaan leerlingen zelf aantonen in yoghurt, dit preparaat maken ze dan ook zelf. Cyanobacteriën preparaat: o Uit de sloot of vijver wordt water gehaald. De bacteriën zitten namelijk in de algen van het water. o Doe 1 druppel slootwater met een pipet op een objectglaasje. o Doe er een dekglaasje op en laat het preparaat drogen. o Het preparaat (voor 1 drietal) is nu klaar en kan 15 opgeslagen worden op een droge plek tot de les. Voor les 3 hebben de leerlingen beschimmelde producten nodig. In les 1 is al verteld dat ze in deze les 2 de etensresten mee moeten hebben. Herinner de leerlingen nog ergens deze week hieraan! In de les 2.1 Oriënteren (5 minuten) Klassikaal wordt kort herhaald wat er uit de vorige les is gekomen. De leerlingen lezen ook de oriëntatie in hun handleiding. 2.2 Voorbereiden (10 minuten) De leerlingen gaan de werkwijze lezen waarin beschreven staat hoe hun preparaat kunnen maken. De stappen in de werkwijze moeten stapsgewijs en nauwkeurig doorlopen worden. Het is daarbij heel belangrijk dat ze beseffen dat een microscoop een duur apparaat is en dat ze daar dus heel voorzichtig mee om moeten gaan. Daarnaast werken ze met schimmels en bacteriën en moeten ze daar voor de veiligheid ook erg zorgvuldig mee omgaan! Als er tijdnood is, kan er voor gekozen worden dat een leerling uit een drietal de preparaten individueel maakt. Het is wel de bedoeling dat de alle leerlingen, alle preparaten te zien krijgen! 2.3 Uitvoeren (35 minuten) De preparaten worden onder alle vergrotingen bekeken en nagetekend. Waarschijnlijk zijn de bacteriën niet of nauwelijks zichtbaar onder de kleine vergroting. De leerlingen beseffen hierdoor hoe klein een bacterie is. Help de leerlingen zo nodig met het gebruik van de microscoop. 2.4 Afsluiten De leerlingen moeten alle tekeningen hebben gemaakt en alle vragen hebben ingevuld. 2.5 Reflecteren (5 minuten) Als reflectie bekijken ze de tekeningen van anderen en vergelijken ze deze met hun eigen tekeningen. Daarna beoordelen ze zelf hun tekeningen. Voorbereiden les 3 (5 minuten) In de volgende les gaan de leerlingen naar beschimmelde producten kijken. Het is de bedoeling dat ze deze week al etensrestjes mee nemen en op een donkere, vochtige, warme plek leggen zodat het gaat schimmelen. Laat de leerlingen hun naam op het doosje met etensresten schrijven. De doosjes worden op een donkere, warme en vochtige plek opgeborgen. Daar worden de doosjes bewaard tot volgende week. 16 Les 3 (60 minuten) Oei ‘t Groeit Opdracht De leerlingen gaan in deze les beschimmelde etensresten bekijken. Dit eten heeft een week lang op een donkere, vochtige plek gelegen. Ook bekijken de leerlingen de beschimmelde etensresten van 2 andere klasgenoten. Doel De leerlingen: kunnen de schimmelgroei weergeven in een tekening op ware grootte. kunnen drie eisen noemen waaraan de omgeving moet voldoen voor optimale groei van schimmels. Werkvormen Inleiding: klassikaal Onderzoek: individueel Afronding: individueel Materiaal Materiaal per klas N.v.t. Materiaal per persoon Etensresten (meegenomen door leerlingen) Wegwerpdoosje om het product in te doen (met deksel!) (meegenomen door leerlingen) Vergrootglas Voorbereiding vóór de les Zorg dat alle etensresten al in les 2 meegenomen worden en in doosjes (=donker), vochtig en warm bewaard worden in de klas. Zorg dat de namen van de leerlingen op de doosjes staan. In de les 3.1 Oriënteren (5 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. 3.2 Voorbereiden (5 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. 3.3 Uitvoeren (40 min) Laat ze werken volgens de veiligheidsregels! De leerlingen bekijken hun etensresten (met het blote oog en met een vergrootglas) en maken een tekening van de schimmels die ze zien. Ook bekijken ze de voedingsmiddelen van drie klasgenoten. Zorg dat ze de etensresten in de doosjes laten, zodat ze de schimmels niet aanraken. Na het bekijken beantwoorden de leerlingen individueel de resultaatvragen en ook de discussievragen. 3.4 Afsluiten (5 minuten) De leerlingen zorgen dat alles opgeruimd is en dat hun handen gewassen zijn. 17 3.5 Reflecteren (5 minuten) De leerlingen beantwoorden de vragen zelfstandig. 18 Les 4 (60 minuten) Plaat je Agar Opdracht De docent demonstreert hoe je steriel een bacteriekweek kunt maken. De leerlingen doen het daarna zelf (in drietallen) na. Ze maken eerst een steriele agarplaat (voedingsbodem) en gaan deze daarna vullen met bacteriën uit de lucht en van hun hand. Ook wordt 1 agarplaat steriel gehouden. In les 5 bekijken ze de resultaten en maken hiervan een tekening. Doel De leerlingen: kunnen steriel werken en weten waarom steriel werken is belangrijk is. kunnen een agarplaat (voedingsbodem) maken. kunnen een tekening maken van een bacteriekolonies op ware grootte. kunnen drie eisen noemen waaraan de omgeving moet voldoen voor optimale groei van bacteriën. Werkvormen Inleiding: individueel Onderzoek: drietallen Afronding: individueel Materiaal Materiaal per drietal 3 petrischaaltjes 3 reageerbuizen met vloeibare warme agar Medium Fles 70 % alcohol Brander Wegwerp handschoenen Merkstift Vergrootglas Materiaal per klas Hogedruk pan Autoclaaf Voorbereiding vóór de les Lees de werkwijze voor het maken van een agarplaat goed door. Bestel de materialen die niet in de school aanwezig zijn (zoals medium en agar). Bereid de voedingsbodem door het medium en de agar te mengen, kook daarna de voedingsbodem voor 15 minuten in een hogedrukpan of steriliseer het mengsel in een autoclaaf voor 15 minuten bij 121 graden. Zet alle materialen klaar in de klas en bedenk op welke plek de leerlingen hun bacteriekweek kunnen zetten na de les (warme, donkere, vochtige plek). In de les 4.1 Oriënteren (15 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. Leg klassikaal nogmaals de begrippen ‘agarplaat’ en ‘steriel werken’ uit. Demonstreer daarna het maken van een agarplaat klassikaal. Leg elke stap rustig uit en vertel waarom deze stap belangrijk is. 19 4.2 Voorbereiden (8 minuten) Leerlingen lezen de tekst zelfstandig en schrijven een verwachting op voor de vraagstelling. 4.3 Uitvoeren (20 min+10 minuten in les 5) De leerlingen maken in drietallen 3 agarplaten. Controleer of iedereen steriel werkt. De resultaten worden pas in les 5 bekeken, omdat de bacteriën een week de tijd nodig hebben om te kunnen groeien! Bij de discussievraag welke omstandigheden van belang zijn voor bacteriegroei kan er gedacht worden aan: - hoeveelheid zuurstof (aerobe en anaerobe bacteriën) - temperatuur (denk aan invriezen of pasteuriseren) - luchtvochtigheid (drogen - aanwezigheid voedingsstoffen (suikers) - zuurgraad (pH) De agarplaten moeten op een warme plek opgeborgen worden, bijvoorbeeld in de buurt van een kachel. 4.4 Afsluiten (1 minuut) De leerlingen beantwoorden de vragen zelfstandig. 4.5 Reflecteren (1 minuut) De leerlingen beantwoorden de vragen zelfstandig. 20 POCO-model (onderzoek) : voorbereiden Docent bepaalt Voorbereiden - Hoofdvraag formuleren - Deelvragen formuleren - (onderzoeksvrage n) - Onderzoeksplan maken - (materiaal en werkwijze) - Gesprek met docent Docent geeft vb-en Docent geeft opties Docent Docent geeft geeft suggesties criteria Docent geeft advies X X X X X Les 5&6 (120 minuten) Bezint eer ge Begint Opdracht Aan het begin van deze les worden eerste de preparaten die gemaakt zijn in les 4 bekeken. De leerlingen beginnen vandaag met het opzetten van hun eigen onderzoek. Ze moeten hierbij uiteindelijk de hoofdvraag beantwoorden. De hoofdvraag luidt: Welke rollen van bacteriën en schimmels komen we in het dagelijks leven tegen? De leerlingen krijgen de keuze uit vier verschillende onderwerpen die allemaal de hoofdvraag beantwoorden, namelijk: 1. Bacteriën beschermen (onderzoek naar vuile handen/schone handen) 2. Bacteriën en schimmels zijn ziektemakers (onderzoek naar penicilline en antischimmel invloed op de groei) 3. Bacteriën en schimmels zijn overal (onderzoek naar voor komen van bacteriën en schimmels in verschillende ruimtes van de school) 4. Bacteriën en schimmels bederven (onderzoek naar conserveren: kou/verhitten /zout) In bijlage A zitten de uitgebreide informatiepagina’s voor de vier verschillende onderwerpen. In de lessen 5 en 6 gaan de leerlingen een voorbereidingsfase door. In les 7 en 8 voeren ze hun onderzoek uit en verwerken ze de resultaten. In les 9 maken ze een poster van hun resultaten. Om voor de leerlingen duidelijk de lessen te scheiden, zullen ze zich de eerste twee lessen bezig houden met de vraagstelling: Waar moet je aan denken in de voorbereidingsfase van een onderzoek? Dit is dus de voorbereidingsfase in les 5 en 6. Zodat ze zich eerst specifiek kunnen focussen op de voorbereidingsfase en daar op kunnen reflecteren. De leerlingen werken in dezelfde drietallen als tijdens voorgaande lessen. In bijlage B bevindt zich een checklist. Deze kunnen de leerlingen krijgen als ze denken klaar te zijn met hun werkwijze. De checklist bevat alle onderdelen die de onderzoeksopzet moet bevatten. Pas als de leerlingen denken dat hun onderzoeksopzet alle onderdelen bevat laten ze hem door de docent nakijken. 21 Doel De leerlingen: kunnen een werkwijze bedenken bij een gemiddeld moeilijk onderzoek. kunnen een materialenlijst opstellen bij een zelf gemaakte werkwijze. kunnen bedenken hoe ze de resultaten gaan weergeven en een blanco grafiek/tabel/diagram maken voor een gemiddeld moeilijk onderzoek. begrijpen het belang van een voorbereidingsfase. Werkvormen Inleiding: klassikaal en individueel Voorbereidingfase eigen onderzoek: drietallen Afronding: met docent in groepjes Materiaal Materiaal per klas Elektronen microscoop (eventueel klassikaal laten zien van bacteriën) Informatiepagina’s (bijlagen B1 tot en met B4) Docentenhandleiding bij de bijlagen (bijlagen A1 tot en met A4) Checklist voorbereiding Materiaal per groepje N.v.t. Voorbereiding vóór de les De informatiepagina’s in de bijlage moeten worden gekopieerd. De agarplaten die de leerlingen nodig hebben moeten voor deze les besteld worden. In de les 4. Afronden les 4 (15 minuten) Voordat de leerlingen kunnen beginnen aan de voorbereidingsfase van hun eigen onderzoek moeten ze eerst de agarplaten van les 4 bekijken. Dit gaan de leerlingen doen met het blote oog en met een vergrootglas. 5.1 Oriënteren (10 minuten) Er wordt gestart met een korte klassikale inleiding. Er wordt kort vertelt wat de bedoeling is van de komende weken. De leerlingen gaan in 5 lessen hun eigen onderzoek opzetten en uitvoeren. De eerste twee lessen zullen gebruikt worden om de voorbereidingsfase in te vullen. Het is belangrijk dat de leerlingen deze les gaan inzien hoe belangrijk een voorbereidingsfase is en uit welke elementen deze bestaat. Leg de nadruk op de hoofdvraag die deze 5 lessen overkoepeld: Welke rollen van bacteriën en schimmels komen we in het dagelijks leven tegen? Vervolgens lezen de leerlingen de oriëntatie zelf door. 5.2 Voorbereiden (5 minuten) De leerlingen werken in dezelfde drietallen als afgelopen lessen. Met deze drietallen werken ze ook gedurende de komende 5 lessen samen. Ze noteren een verwachting bij de vraagstelling. Daarna bedenken ze welk onderwerp ze kiezen om hun onderzoek uit te voeren. De leerlingen krijgen de informatiepagina uitgedeeld die bij hun onderwerp naar keuze past. Het is de bedoeling dat de onderwerpen eerlijk verdeeld worden over de verschillende leerlingen, alle onderzoeken moeten namelijk uitgevoerd worden. Verdeel de populaire en minder populaire onderwerpen eventueel zelf over de leerlingen. 5.3 Uitvoeren (80 minuten) 22 De groepjes gaan zelfstandig aan het werk. Het zal sommige wat moeite kosten alle vragen te beantwoorden. Ze mogen altijd terug kijken naar eerder uitgevoerde experimenten. Hier kunnen ze inspiratie opdoen. De werkwijze, materialen en resultaten moeten kritisch worden nagekeken en worden besproken met de leerlingen. Aan het einde van les 6 moeten alle drietallen een onderzoeksopzet hebben waar ze is les 7 aan kunnen beginnen. 5.4 Afsluiten (5 minuten) De leerlingen moeten alle stappen in de voorbereidingsfase duidelijk genoteerd hebben. 5.5 Reflecteren (5 minuten) Bij de reflectie beoordelen de leerlingen hun samenwerking en geven ze hun reactie op wat ze moeilijk/makkelijk vonden aan de opdrachten. 23 Bijlage A: Introductie voor de docent In bijlage A1 tot en met A4 bevindt zich informatie voor de docent ter voorbereiding van de experimenten. Bijlage A1: Bacteriën beschermen. Met dit onderwerp onderzoeken de leerlingen bacteriën op handen. Ze hebben in les 4 al gezien dat je, door met je vinger over een agarplaat te strijken, verschillende kolonies kunt laten groeien. Het is de bedoeling dat ze erachter komen dat ook na het wassen van je handen er nog steeds veel micro-organismen op je handen zitten. De leerlingen kunnen bij deze opdracht het beste gebruik maken van agarplaten met een vettig medium. Bij ongewassen handen zullen er kolonies op de agarplaat gaan groeien van micro-organisme die normaal ook in de lucht zweven. Als de leerlingen vervolgens hun handen grondig met warm water wassen (minimaal 20 seconden) verdwijnen deze micro-organismes van hun handen. De huidporiën gaan open staan door het warme water. Dit zorgt ervoor dat microorganismes in de huid zich naar de oppervlakte te verplaatsen. Wanneer er nu met de vinger over een agarplaat gestreken wordt zullen er andere en vaak meer kolonies ontstaan. De leerlingen zullen hierdoor inzien dat er altijd micro-organismes op de huid zitten. Deze kun je er niet afwassen met water en zeep. In de afsluiting met de leerlingen van deze groep kan de nadruk gelegd worden op de functie van deze bacteriën. Zij beschermen de huid, en die wil je dus ook graag behouden [4]. Materiaal: Agarplaten met vettig medium (ongeveer 6 per groepje) Zeep Papieren handdoekjes Warm water Schuurborstel Etiketten Bijlage A2: Bacteriën en schimmels zijn ziektemakers Bij dit onderwerp onderzoeken de leerlingen het effect van antibiotica en antischimmel middelen. Het is hierbij heel belangrijk dat ze ook een controle laten mee lopen tijdens het experiment. Om conclusies te kunnen geven over de werking van antibiotica moeten ze vergelijkingen kunnen maken. Ze kunnen vijf agarplaten inzetten: 1) De controleplaat, een agarplaat met bacteriën zonder behandeling. 2) Een plaat met antibiotica, hierbij zullen ze de remmende werking van antibiotica zien op bacteriegroei. Zorg dat de antibiotica al op de plaat ligt voordat de plaat besmet wordt met bacteriën. 3) Een plaat met een NSAID (non-steroidal anti-inflamatory drugs), deze medicijnen werken wel ontstekingsremmend maar hebben veel minder effect op de bacteriële groei vergeleken met antibiotica. Zorg er eveneens voor dat de NSAID al op plaat ligt voordat deze besmet wordt. Een vierde en vijfde plaat kunnen ingezet worden met schimmels. 4) De controleplaat, een agarplaat met schimmels zonder behandeling 5) Een plaat met een antischimmel product, hierbij zullen ze de remmende werking van het antischimmel product zien. Materiaal: Antibiotica stickers (http://www.oxoid.com/uk/blue/index.asp, type CTO124B PENICILLIN G) NSAID oplossing (Aspirine oplossen in water) Antischimmel product (verkrijgbaar bij de Gamma) 24 Agarplaten (5 per groepje) Bacteriën om op de agarplaten te kweken. (Bijvoorbeeld de actinobacterie, deze groeien in de knolletjes van de wortel van Elzen [5, 6]. Snij een knolletje open en verspreid de bacteriën met handschoenen aan over de agarplaat.) Schimmels om op de agarplaten te kweken (bijvoorbeeld champignons, of boterhamschimmel). 5 ml wegwerp pipet Etiketten Bijlage A3: Bacteriën en schimmels zijn overal Bij dit onderwerp onderzoeken de leerlingen waar in school de meeste bacteriën en schimmels voorkomen. Ze mogen zelf kiezen welke plekken ze gaan onderzoeken. Het is de bedoeling dat de leerlingen realiseren dat micro-organismen overal zitten! Alleen zijn ze niet te zien met het blote oog. Door met swab-sticks op verschillende plaatsen in de school een sample te nemen zal duidelijk worden waar de meeste bacteriën zitten. Denk hierbij aan het toilet. Deze bacteriën zijn goed met het blote oog te zien. Als controle kunnen ze een swabstick bijvoorbeeld gewoon open in het lokaal laten liggen. Na een week zal duidelijk worden waar de meeste bacterie kolonies te vinden zijn. Materialen: Swab-sticks (ongeveer 6 per groepje) Etiketten Bijlage A4: Bacteriën en schimmels bederven Bij dit onderwerp onderzoeken de leerlingen welke manier van conserveren helpt om groei van schimmels en bacteriën te remmen. De leerlingen mogen zelf twee manieren van conserveren van een (besmette) agarplaat bedenken. Ook moeten ze een nulmeting en een controlemeting uitvoeren. Bij de controlemeting gebruiken ze een zelfde agarplaat, maar conserveren die niet. Denk bij manieren van conserveren aan verhitten, vriezen, donker/licht, en het gebruik van alcohol. Materialen (afhankelijk van de manier van conserveren!) Gasbrander, of gaspitje om platen te verwarmen Vriezer Zout Suiker Alcohol Agarplaat (ongeveer 6 per groepje) In bijlage B1, B2, B3 en B4 bevinden zich de informatiepagina’s die de leerlingen wat meer duidelijkheid geven over de opdracht die ze gaan uitvoeren. 25 Bijlage B1: Bacteriën beschermen Lees de informatie van dit blad nauwkeurig door! De vragen die je moet beantwoorden staan in je handleiding. Inleiding Voordat je aan tafel mag komen voor het eten krijg je vast wel eens te horen “handen wassen voor je aan tafel gaat”. Door je handen te wassen verwijder je niet alleen vuil maar ook bacteriën. Deze bacteriën kunnen je heel ziek maken. Je huid beschermt je lichaam tegen indringers. Bacteriën kunnen niet door de huid heen dringen, maar kunnen wel op je huid blijven zitten. Vandaar dat je altijd je handen moet wassen nadat je naar het toilet bent gegaan, of voor het eten. Bron:http://www.rivm.nl Niet alle bacteriën op of in je lichaam zijn slecht. Je hebt 100 tot 600 miljoen soorten bacteriën in je darmen zitten! In totaal heb je ongeveer 10 biljoen (14 nullen!) bacteriën in je darmen. Deze goede bacteriën beschermen je lichaam tegen de slechte bacteriën die je via je voedsel binnen krijgt. Je darmbacteriën zorgen voor een beschermend laagje. Door dit laagje kunnen de slechte bacteriën niet meer in je bloed komen. Je darmbacteriën maken ook vitaminen aan die je lichaam nodig heeft (vitamine K) [7]. Niet alleen in je darm zitten nuttige bacteriën. Ook op je huid leven nuttige bacteriën. Opdracht Met het onderzoek dat je gaat uitvoeren ga je kijken naar de nuttige en de minder nuttige bacteriën op je huid. Voordat je aan een onderzoek begint is het belangrijk eerst precies duidelijk te hebben wat je gaat onderzoeken. Je moet dus je onderzoeksvragen bedenken. Om je te helpen staan hieronder een aantal opties. Overleg met je drietal welke vraag jullie gaan beantwoorden met je onderzoek, je moet er 1 kiezen. Deelvragen: 1. Wat is het verschil in aantal en soorten bacteriën tussen de handen van jongens en meisjes (mannen of vrouwen)? 2. Wat is het verschil in aantal/soorten bacteriën tussen de handen van volwassenen en kinderen? 3. Op welke manier verwijder je de meeste bacteriën van je handen 26 (zeep, schrobben, drogen met handdoek, drogen met papierhanddoekjes, drogen in de lucht)? 4. Wat zie je als je ongewassen handen vergelijkt met gewassen handen? Schrijf de gekozen deelvraag en de bijbehorende verwachting op in je handleiding. 27 Bijlage B2: Bacteriën en schimmels zijn ziektemakers Lees de informatie van dit blad nauwkeurig door! De vragen die je moet beantwoorden staan in je handleiding. Informatie Sommige bacteriën en schimmels zijn niet schadelijk voor mensen. Ze worden zelfs expres in bijvoorbeeld voedingsmiddelen gestopt om het product een speciale smaak te geven. Helaas zijn er ook bacteriën en schimmels die voor nare verschijnselen zorgen bij mensen. Bacteriën zijn zo klein dat je ze op veel verschillende manieren binnen kunt krijgen. Bijvoorbeeld door ze op te eten, maar ook door ze in te ademen. In de introductie heb je al gehoord over de bacterie Helicobacter pylori. Deze bacterie kan een maagzweer veroorzaken. Een andere bacterie waar je misschien zelf wel eens in aanraking mee bent gekomen is de Streptococcus bacterie. Deze bacterie wordt door mensen ingeademd en kan bacteriële keelontsteking veroorzaken. Als mensen een Helicobacter Pylori of Streptococcus infectie hebben opgelopen krijgen ze van de dokter vaak antibiotica voorgeschreven. De term antibiotica komt uit het Grieks en betekent letterlijk ”anti leven”. Dit is ook wat antibiotica doet, het doodt de bacteriën. Een bekend antibioticum is penicilline. Penicilline is een van de eerste antibiotica. Het wordt gemaakt van een schimmel (de Penicillin schimmel). De laatste jaren wordt er heel veel antibiotica gebruikt door mensen. Sommige bacteriën veranderen daardoor. Ze passen zich zodanig aan dat ze niet meer dood gaan door de antibiotica, dit heet resistentie. Steeds meer bacteriën raken resistent voor antibiotica. Daarom mag je antibiotica ook niet zomaar zelf gebruiken. Je moet eerst naar de dokter om een recept te halen. Bron:http://cmp.roularta.be Schimmels kunnen je ook ziek maken. Als mensen een schimmelinfectie hebben, wordt dit met een moeilijk woord ook wel myose genoemd. Deze schimmels gebruiken het menselijk lichaam als voedingsbron. Omdat schimmels houden van warme en vochtige plekjes komen ze bijvoorbeeld voor in slijmvliezen of op nagels. Om deze schimmels te doden worden antischimmel medicijnen gebruikt. 28 Al zijn er heel veel bacteriën en schimmels om ons heen, vaak worden we er toch niet ziek van. Dit komt omdat ons immuunsysteem hard vecht tegen bacteriën en schimmels, dit doen de witte bloedcellen in ons lichaam. Deze doden de bacteriën en schimmels voordat ze grote schade aan kunnen richten. Opdracht Je gaat zelf een onderzoek opstellen om de werking van penicilline en antischimmel medicijnen te testen. Denk bij het opzetten van de werkwijze ook aan een nulmeting en een controlemeting. Bij een nulmeting bepaal je de beginsituatie. Pas als je de beginsituatie weet kun je iets zeggen over de veranderingen die door je methode plaatsvinden. Een controle is een extra test. Je voert hierbij géén behandeling uit, maar de rest van de stappen is hetzelfde. Als je bijvoorbeeld antibiotica aan een agarplaat met bacteriën toevoegt, moet je voor de nulmeting ook een agarplaat met dezelfde bacteriën nemen waar je géén antibiotica aan toevoegt. Verder behandel je de twee platen precies op dezelfde manier. Je mag naast antibiotica ook een aspirine toevoegen. Dit is een medicijn dat je gewoon in de winkel kan halen. Aspirine werkt ontstekingsremmend. Je gaat uitzoeken of aspirine ook bacteriën doodt. Voordat je aan een onderzoek begint is het belangrijk eerst precies duidelijk te hebben wat je gaat onderzoeken. Je moet dus de onderzoeksvragen bedenken. Om je te helpen met deze vragen staan hieronder een aantal opties. Overleg met je klasgenootjes welke vraag jullie gaan beantwoorden met je onderzoek, je moet er 1 kiezen. Deelvragen: 1. Waarmee kan de groei van bacteriën geremd worden? 2. Waarmee kan de groei van schimmels geremd worden? 3. Waarmee kunnen bacteriën en schimmels gedood worden? 4. Hoe kan je aantonen dat de groei van micro-organismen geremd wordt? 5. Hoe kan je aantonen dat micro-organismen afsterven? Schrijf de gekozen deelvragen op in de handleiding en beantwoord alle vragen die eromheen staan. 29 Bijlage B3: Bacteriën en schimmels zijn overal Lees de informatie van dit blad nauwkeurig door! Lees daarna de tekst onder het kopje opdrachten. De vragen die je moet beantwoorden staan in je handleiding. Informatie Je hebt in les 2 bacteriën en schimmels onder de microscoop bekeken. Het is toen duidelijk geworden hoe klein deze organismen zijn. Met het blote oog zijn ze niet te zien. Tenzij je er heel veel hebt. Dan vormen ze bij elkaar iets wat wel zichtbaar is met het blote oog (kolonies). Bacteriën en schimmels zijn overal, maar het zijn er niet genoeg om ze te kunnen zien. Hoeveel bacteriën denk je dat er aanwezig zijn op het toilet? Of in de docentenkamer? Je kan deze bacteriën pas zichtbaar maken als ze met voldoende bij elkaar zijn. Dit kan je doen door de organismen op kweek te zetten. Bij een kweek krijgen de organismen een voedingsbodem, en een warm, vochtig plekje. De organismen gaan nu heel snel vermenigvuldigen. Na een tijdje kan je ze met het blote oog of met een microscoop bekijken. Opdracht De bedoeling van deze opdracht is erachter te komen waar op school bacteriën en schimmels voorkomen. Ga eerst met je klasgenootje bedenken waar jij denkt dat de meeste bacteriën en schimmels zitten. Vervolgens ga je de bacteriën en/of schimmels die in deze ruimtes voorkomen op kweek zetten. Denk bij het maken van een werkwijze ook aan een Bron:www.janoosterhoutbv.nl controle. Een controle is een extra test. Je voert hierbij géén behandeling uit, maar de rest van de stappen zijn hetzelfde. In de handleiding staan alle stappen die je moet uitvoeren. Het eerste wat je straks gaat doen is het maken van deelvragen. Je hoeft deze niet helemaal zelf te bedenken. Hieronder staan een aantal opties. Kies 1 deelvraag die je gaat beantwoorden. 30 Deelvragen: 1. Welke plaats op school heeft de minste bacteriën en schimmels? 2. Welke plaats heeft de meeste bacteriën en schimmels? 3. Welk verschil in bacteriën en schimmels is er te vinden tussen de meisjes/jongens/docenten toiletten? 4. Welk verschil kan je vinden bij de onderkant of bovenkant van een wc-bril? 5. Hoeveel bacteriën en schimmels zijn er gemiddeld op tafels en stoelen te vinden? 6. Welk verschil is er te vinden tussen ruimtes waar ramen regelmatig open staan en ruimtes die vaak gesloten zijn (kasten, kleine hokjes zonder ramen)? Als je een deelvraag hebt gekozen kun je deze ook nog wat specifieker maken voor je eigen onderzoek. Meld in de vraag bijvoorbeeld waar je het onderzoek precies uit gaat voeren (de kast van het wiskunde lokaal, in het jongens toilet op de tweede verdieping etc.). Schrijf de gekozen en aangepaste deelvraag op in je handleiding en beantwoord hierbij alle vragen in je handleiding. Hint: Je gaat in deze proef niet werken met agarplaten, maar voor dit onderzoek zijn swab-sticks aanwezig. Vraag je docent om uitleg of zoek informatie op internet. 31 Bijlage B4: Bacteriën en schimmels bederven Lees de informatie van dit blad nauwkeurig door! Lees daarna de tekst onder het kopje opdrachten. De vragen die je moet beantwoorden staan in je handleiding. Informatie In veel voedingsmiddelen zitten schimmels of bacteriën. Denk maar aan schimmelkaas of yoghurt. In veel producten zitten dus expres schimmels of bacteriën. Maar niet alle schimmels en bacteriën die in voedingsmiddelen zitten wil je daar hebben. Als je voedingsmiddelen te lang bewaart komen er uiteindelijk schimmels of bacteriën op. Als een voedingsmiddel is aangetast door schimmels of bacteriën noem je dit bederf. Als je bedorven voedingsmiddelen eet kan je heel erg ziek worden. Voedingsmiddelen met een hoog eiwitgehalte zijn erg vatbaar voor bederf. Voorbeelden van producten met een hoog eiwitgehalte zijn vleesen zuivel producten. De bacteriën die op deze producten groeien kunnen heel schadelijk zijn voor de gezondheid. Fruit bestaat niet uit eiwitten, maar uit koolhydraten. Vaak bederft fruit doordat er schimmels op gaan groeien. Ook deze schimmels wil je liever niet eten [8]. Bacteriën en schimmels groeien het snelst in een vochtige, en warme omgeving [4]. Als de omstandigheden optimaal zijn dan kunnen bacteriën en schimmels heel snel vermenigvuldigen en zorgen voor bederf. Jullie gaan onderzoeken hoe je het schimmels en bacteriën zo moeilijk mogelijk kan maken om te overleven. Een product zo danig bewerken dat het langer houdbaar blijft, en dus tegen bederf beschermt is, heet conserveren. Conserveren betekent letterlijk in stand houden of behouden. In jullie onderzoek kunnen jullie verschillende manieren van conserveren uittesten. Bron:www.rivm.nl Opdracht Ga met je partner eerst eens brainstormen over hoe je het bacteriën moeilijker kunt maken om te groeien. Denk daarbij aan situaties in het dagelijks leven (waar bewaar je producten, hoe bewaar je producten, hoe bereid je producten). Je mag gebruik 32 maken van internet of boeken om meer informatie te vinden over conserveren. Kies nu twee manieren van conserveren uit die praktisch uit te voeren zijn. Met deze manieren ga je deelvragen bedenken en een werkwijze opstellen. Denk bij het opzetten van de werkwijze ook aan een nulmeting en een controlemeting. Bij een nulmeting bepaal je de beginsituatie. Pas als je de beginsituatie weet, kun je iets zeggen over de veranderingen die door je methode plaatsvinden. Een controlemeting is een extra test. Je conserveert de agarplaat dan niet, maar besmet deze alleen met bacteriën. De rest van de stappen zijn precies hetzelfde als bij de geconserveerde agarplaten. In je handleiding staan alle stappen die je moet uitvoeren. Het eerste wat je gaat doen is het maken van deelvragen. Je hoeft deze niet helemaal zelf te bedenken. Hieronder staat een aantal opties. Kies er 1 uit die je gaat beantwoorden met je onderzoek. Deelvragen 1. Wat gebeurt er met (besmette) agarplaten als je ze niet conserveert en wel gedurende enige tijd bewaard? 2. Hoe snel groeien bacteriën en schimmels op niet geconserveerde (besmette) agarplaten op een plaats waar ze zich op hun gemak voelen? 3. Wat is de invloed van conserveren op een (besmette) agarplaat? 4. Welke manier van conserveren is het meest geschikt voor de (besmette) agarplaat? Als je de deelvraag voor je onderzoek hebt gekozen kun je deze nog iets specifieker maken voor je eigen onderzoek: Vul voor het woord conserveren de door jou gekozen manier van conserveren in. Schrijf de gekozen en aangepaste deelvraag op in de handleiding en beantwoord hierbij alle vragen in de handleiding. 33 Bijlage C: Checklist o o o o o o o Heb je de deelvraag nauwkeurig genoteerd? Heb je een nulmeting in je werkwijze opgenomen? Heb je een controlemeting in je werkwijze opgenomen? Heb je beschreven hoe je de monsters gaat labelen? Heb je beschreven hoe je de resultaten gaat weergeven? Heb je gedacht aan de veiligheid? Heb je een stap waarin vermeld wordt dat er opgeruimd moet worden? o Heb je alle stappen over veiligheid in je werkwijze opgenomen? Als je aan alle bovenstaande punten hebt gedacht mag je je werkwijze, materiaallijst en de weergave van je resultaten bij je docent laten controleren. 34 POCO-model (onderzoek): uitvoeren Docent Docent Docent bepaalt geeft geeft voorbeelden opties Uitvoeren Informatie verwerven (mbv informatiebronnen) (uitvoeren) Informatie verwerken (resultaten, conclusie en discussie) Gesprek met docent X Docent Docent geeft geeft suggesties criteria Docent geeft advies X X Les 7 en 8 (120 minuten) Titel Werk in Uitvoering Opdracht De leerlingen gaan hun eigen onderzoek uitvoeren. Dit gaan ze doen aan de hand van de voorbereidingen uit les 5 en 6. Uiteindelijk kunnen ze dan met hun resultaten de deelvragen en de hoofdvraag beantwoorden. Doel De leerlingen: kunnen een werkwijze bedenken bij een gemiddeld moeilijk onderzoek en uitvoeren. kunnen moeilijkere resultaten weergeven in een tabel, een grafiek en met foto’s. kunnen met aanwijzingen van de docent een moeilijkere conclusie trekken uit de resultaten. Werkvormen Introductie: individueel Uitvoering: drietallen Afronding: klassikaal Materiaal Materiaal per klas N.v.t. Materiaal per groepje Het benodigde materiaal zal verschillen per groepje. De leerlingen hebben bij les 5 en 6 zelf een onderzoek gekozen. Afhankelijk van het onderwerp dat ze gekozen hebben variëren de benodigde materialen. Onderwerp A: Bacteriën beschermen Agarplaten met vettig medium (ongeveer 6 per groepje) Zeep 35 Papieren handdoekjes Warm water Schuurborstel Etiketten Ton voor biologisch afval Onderwerp B: Bacterien en schimmels zijn ziektemakers Antibiotica stickers, ook wel genoemd: antimicrobial susceptibility test discs. Van het bedrijf OXOID (http://www.oxoid.com/uk/blue/index.asp) Productnummer: CTO124B PENICILLIN G NSAID oplossing (Aspirine oplossen in water) Antischimmel product (verkrijgbaar bij Gamma) Agarplaten (5 per groepje) Bacteriën om op de agarplaten de kweken (bijvoorbeeld de actinobacteriën, deze bacteriën groeien in de knolletjes van de wortel van Elzen [5, 6]. Schimmels om op de agarplaten te kweken (bijvoorbeeld champignondraden, of boterhamschimmel). 5 ml wegwerp pipet (om de druppels NSAID oplossing op de agarplaat te druppelen). Etiketten Ton voor biologisch afval Onderwerp C: Bacteriën en schimmels zijn overal 6 swab-sticks Merkstift Ton voor biologisch afval Onderwerp D: Bacteriën en schimmels bederven Gasbrander, of gaspitje om producten te verwarmen Vriezer Zout Suiker Plastic zakjes (om hermetisch af te sluiten) Alcohol Voedingsmiddel Ton voor biologisch afval De werkwijze en materiaallijst worden gecontroleerd in les 5 en 6. Sommige leerlingen zullen materialen op de lijst hebben staan die niet aanwezig zijn op de school. Als het onderzoek een kans van slagen heeft met deze materialen, zullen deze materialen toch ook aangeschaft moeten worden. Beoordeel zelf of deze materialen echt nodig zijn. Er kunnen ruim van tevoren al producten worden besteld (als er vanuit wordt gegaan dat alle onderwerpen evenredig gekozen worden). Anders kan ook de optie gegeven worden dat de elk onderwerp maar door 2 groepjes gekozen mag worden. Zo kan de bestellijst al vóór les 5 en 6 de deur uit. Voorbereiding vóór de les Bestel alle materialen op tijd! Zet de materialen klaar in het lokaal. Zorg dat de verschillende onderwerpen verspreid zijn door het lokaal, zodat leerlingen elkaar niet in de weg lopen. Er zullen heel veel experimenten tegelijk bezig zijn in les 7, vraag eventueel een TOA om ook aanwezig te zijn. 36 In de les 7.1 Oriënteren (5 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. 7.2 Voorbereiden (20 minuten) De leerlingen gaan in hun oorspronkelijke drietallen een verwachting formuleren voor de deelvragen en de hoofdvraag. Daarna noteren ze nogmaals de materiaallijst en verzamelen ze alle benodigde materialen. Uiteindelijk wordt de werkwijze die ze zelf geformuleerd hebben nogmaals aandachtig doorgelezen. 7.3 Uitvoeren (80 minuten) De leerlingen starten nu met het daadwerkelijk uitvoeren van hun onderzoek. Ze volgen de werkwijze nauwkeurig. Er zullen heel veel verschillende proeven tegelijk lopen. Loop daarom de hele tijd door de klas en help de leerlingen waar nodig is. Let er goed op dat iedereen steriel werkt! In les 7 zullen ze het onderzoek grotendeels uitvoeren, terwijl de resultaten pas beschikbaar zullen zijn in les 8. In les 8 gaan ze de resultaten verwerken op hun eigen gekozen manier, bijvoorbeeld in een tabel of grafiek. Uiteindelijk beantwoorden de leerlingen met behulp van de resultaten de deelvragen en hoofdvraag. Aangezien verschillende onderwerpen zijn onderzocht, zullen de antwoorden op de hoofdvraag verschillen. Dit moet klassikaal besproken worden zodat er uiteindelijk duidelijk is dat meerdere antwoorden goed zijn. Een korte samenvatting kan gegeven worden van alle goede antwoorden. 7.4 Afsluiten (10 minuten) Zorg dat alle spullen netjes opgeruimd zijn en dat alle vragen beantwoord zijn. 7.5 Reflecteren (5 minuten) De leerlingen beantwoorden individueel reflectievragen. Deze vragen gaan over het samenwerken en over het doen van eigen onderzoek. 37 POCO-model (onderzoek): afsluiten Docent Docent Docent bepaalt geeft geeft voorbeelden opties Afsluiten - Presenteren Les 9 (60 minuten) Docent Docent geeft geeft suggesties criteria Docent geeft advies X Poster Presentatie Opdracht In deze les gaan de leerlingen een poster maken met de belangrijkste bevindingen van hun eigen onderzoek erop. Ze doen dit in hetzelfde drietal als in les 5 tot en met 8. Doel De leerlingen: kunnen in drietallen een poster maken van hun eigen onderzoek. kunnen de onderzoeksstappen noemen. kunnen de stappen die ze hebben uitgevoerd in hun onderzoek overzichtelijk weergeven in een poster. Werkvormen Inleiding: individueel Ontwerp: drietallen Afronding: individueel Materiaal Materiaal per klas N.v.t. Materiaal per drietal De foto’s van les 5 tot en met 8 Lijm A3 vel karton Stiften Schaar Fototoestel Voorbereiding vóór de les Zorg dat de foto’s die de leerlingen in les 5 tot en met 8 hebben gemaakt afgedrukt zijn, zodat ze die foto’s meteen kunnen gebruiken voor het maken van hun poster. Zorg dat verder materiaal voor het maken van een poster aanwezig is. In de les 9.1 Oriënteren (2 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. 9.2 Voorbereiden (15 minuten) 38 De leerlingen bedenken individueel oplossingen voor het programma van eisen. Daarna kiezen ze in drietallen de beste oplossingen en lezen ze de werkwijze door. Loop rond en kijk of de leerlingen wel eerst de voorbereiding doen voor ze aan het uitvoeren beginnen. 9.3 Uitvoeren (25 min) De leerlingen werken in drietallen aan hun poster. Het eindresultaat wordt ingeleverd. De poster wordt daarna gefotografeerd en deze foto wordt op de schoolwebsite geplaatst. 9.4 Afsluiten (13 minuten) Alle leerlingen moeten hun poster ingeleverd hebben. Nu gaan ze elkaars poster bekijken. Daarna wordt klassikaal besproken wat een poster goed en minder goed maakt. 9.5 Reflecteren (5 minuten) De leerlingen beantwoorden de vragen zelfstandig. 39 POCO-model (onderzoek): reflecteren Docent Docent Docent bepaalt geeft geeft voorbeelden opties Docent Docent geeft geeft suggesties criteria X X X Reflecteren - Product - Handelen van de leerling (proces) Docent geeft advies X Les 10 (60 minuten) Keuring Titel Opdracht De leerlingen gaan elkaars posters beoordelen. De posters worden specifiek op bepaalde aspecten beoordeeld. Ook de docent beoordeelt de posters vóór de les. Naast het beoordelen reflecteren de leerlingen op hun hele onderzoeksproces. Doel De leerlingen: kunnen posters beoordelen op sterke en zwakke punten. kunnen reflecteren op hun eigen onderzoeksproces. Werkvormen Inleiding: individueel Onderzoek: drietallen Afronding: individueel Materiaal per klas Posters van de leerlingen Voorbereiding vóór de les Plaats de foto’s van de posters van de leerlingen op de schoolwebsite. Beoordeel de posters van alle leerlingen. Let op de volgende aspecten: mooi, overzichtelijk, volledig, opvallend en het gebruik van de foto’s. Maak ruimte in het klaslokaal waar alle posters kunnen hangen of liggen. In de les 10.1 Oriënteren (5 minuten) De leerlingen lezen zelfstandig de tekst. 10.2 Voorbereiden (10 minuten) De leerlingen lezen zelfstandig de tekst. Daarna mogen de drietallen hun poster ophalen en worden de posters overzichtelijk opgehangen in het lokaal. Geef elke poster een nummer, zodat het beoordelen daarna soepel kan verlopen. 10.3 Uitvoeren (30 minuten) Er wordt per drietal bepaald welke poster zij het best vinden. Ze beargumenteren hun keuze. Dit kan eventueel klassikaal besproken worden en de beste poster van de klas kan bekend gemaakt worden. Daarna beoordelen verschillende drietallen elkaars posters, ze geven elkaar cijfers op verschillende aspecten. Geef als docent uiteindelijk een beoordeling voor alle posters en deel deze uit. 40 De discussievragen vullen de drietallen samen in. 10.4 Afsluiten (2 minuten) Controleer of de leerlingen alle vragen ingevuld hebben. 10.5 Reflecteren (13 minuten) Dit is de laatste les van de module en deze les draait dan ook grotendeels om reflectie. De leerlingen vullen individueel de reflectievragen in. Geef aan het einde van de les nog een korte samenvatting/afsluiting van wat er in de module behandeld is. 41 Les 11 (halve dag) Titel Excursie Opdracht De leerlingen gaan op excursie naar de Hoge Agrarische School in Den Bosch. Hier leren de leerlingen over de bereiding van voedingsmiddelen met hulp van micro-organismen. Ook gaan ze zelf een voedingsmiddel maken: yoghurt of zuurkool. Doel De leerlingen: kunnen een levensmiddelen product maken met de hulp van micro-organismen. kennen een aantal producten waarbij bacteriën en schimmels een rol spelen. Werkvormen Introductie: individueel Uitvoering: klassikaal Afronding: individueel Materiaal Materiaal per klas Vervoer en excursie naar de HAS in Den Bosch Materiaal per groepje N.v.t. Voorbereiding vóór de les Neem contact op met de HAS in Den Bosch. De excursie wordt vaker gegeven, maar er moet wel een datum gepland worden. Doe dit ruim van tevoren, zodat er zeker plek is. Regel vervoer voor naar de excursie locatie, doe dit ook ruim van te voren. Zorg dat leerlingen en ouders op de hoogte zijn van de excursie. Laat bijvoorbeeld de leerlingen een briefje mee naar huis nemen met informatie over de excursie erop. In de les 11.1 Oriënteren (5 minuten) De leerlingen lezen de tekst zelfstandig. 11.2 Voorbereiden (5 minuten) De leerlingen formuleren een verwachting en pakken hun spullen voor de excursie, ze nemen pen en papier mee om informatie te noteren. 11.3 Uitvoeren (excursie) De leerlingen volgen de excursie bij de HAS in Den Bosch. Het is de bedoeling dat ze tijdens de excursie aantekeningen maken, zodat ze daarna de vraagstelling kunnen beantwoorden. Zie erop toe dat de leerlingen goed opletten tijdens de excursie en meewerken. 11.4 Afsluiten (5 minuten) Controleer of de leerlingen alle vragen hebben ingevuld. 11.5 Reflecteren (5 minuten) De leerlingen beantwoorden de reflectievragen individueel. 42 Bronnen Referenties docentenhandleiding Rode bacterie: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_120/1171062161k69pUm.jpg Gele schimmel: http://farm1.static.flickr.com/127/330633827_21de38888a.jpg 1. 2. 3. 4. 5. 6. Schraa, G., Handleiding microbiologie, Wageningen Universiteit. 2009. plaatje biological risk: http://www.stock-xpress.com/acatalog/PICS/BIORISK.jpg [cited. Theorie Oerknal: http://www.sesha.net/eden/evolutie.asp. [cited. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiologu, chapter 31: Normal Microbiota and nonspecific (innate) Host Resistance. Sixth ed. 2005: McGraw Hill. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiology, Chaper 4: Microbiology of Food. Sixth ed. 2005: McGraw Hill. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiology, Part 1: Introduction to Microbiology. sixth ed. 2005: McGraw Hill. Referenties Leerlingenhandleiding Achtergrond: http://www.vedicsciences.net/design/bacteria5.jpg Rode bacterie: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_120/1171062161k69pUm.jpg Gele schimmel: http://farm1.static.flickr.com/127/330633827_21de38888a.jpg 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Schraa, G., Handleiding microbiologie, Wageningen Universiteit. 2009. plaatje biological risk: http://www.stock-xpress.com/acatalog/PICS/BIORISK.jpg [cited. Theorie Oerknal: http://www.sesha.net/eden/evolutie.asp. [cited. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiology, Part 1: Introduction to Microbiology. sixth ed. 2005: McGraw Hill. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiology, Chapter 24.1: general properties of actinomycetes. Sixth ed. 2005: McGrwa Hall. Servin, J.A., et al., Evidence excluding the root of the tree of life from the actinobacteria. Mol Biol Evol, 2008. 25(1): p. 1-4. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiologu, chapter 31: Normal Microbiota and nonspecific (innate) Host Resistance. Sixth ed. 2005: McGraw Hill. Prescott, L.M., J.P. Harley, and D.A. Klein, Microbiology, Chaper 4: Microbiology of Food. Sixth ed. 2005: McGraw Hill. 43