IRRESISTIBLE: Vakoverstijgende lesmodules rondom koolhydraten, oceanografie en nanotechnologie
› Rijksuniversiteit Groningen › Science LinX
› Eva Teuling
EU-Project IRRESISTIBLE › 11 partners uit 10 verschillende Europese landen › Samenwerking universiteiten en science centra › Centraal in het project: de Community of Learners (CoL): teams van docenten, wetenschappers, vakdidactici en medewerkers van science centra die lesmateriaal ontwikkelen
Project IRRESISTIBLE › CoLs ontwikkelen lesmodules over bètawetenschappelijke onderwerpen: nanotechnologie, klimaatverandering, oceanografie, koolhydraten, … › Eerste ronde : nov 2013- juli 2015: • Lesmodules ontwikkeld • Lesmodules getest op scholen • Lesmodules verbeterd en vertaald › Tweede ronde : aug 2015- nov 2016 • Delen lesmodules met andere landen
Vakoverstijgende lesmodules › Lesmodules demonstreren het vakoverstijgende karakter van de wetenschap: natuurkunde – scheikunde of scheikunde - biologie
› Er wordt gebruik gemaakt van verschillende actieve werkvormen: practicum, debat, expert-groepen, klassikaal lesgeven, debat, tentoonstelling maken, … › Zijn gebaseerd op de ‘5E-methode van onderzoekend leren’, aangepast naar de 6E-methode › Veel aandacht voor de ethiek van wetenschap rondom het EU-thema Responsible Research and Innovation (RRI)
Responsible Research and Innovation › ›
Responsible Research and Innovation (Verantwoord Onderzoek en Innovatie) is een thema van de EU Wetenschap & Innovatie moeten antwoord geven op de grote uitdagingen (Grand Challenges) in de maatschappij: Lund Declaration (2009): • Schoon drinkwater • Voedselproductie • Duurzame energie • Klimaatverandering • Overbevissing/ontbossing • Mobiliteit & transport • Gezondheidszorg • Honger • Armoede • Kindersterfte • …
VN Millenniumdoelen: • Armoedebestrijding • Onderwijs • Gelijkheid tussen man en vrouw • Duurzaamheid • Ziektebestrijding • Kindersterfte • …
EU HORIZON 2020: • Voedselveiligheid • Gezondheid • Smart Cities • Duurzame energie • Afvalmanagement • Digitale veiligheid • Rampenmanagement • …
›
Innovatie: moet je alles doen wat kan?
Responsible Research and Innovation › Zes pijlers van RRI: • Engagement – betrokkenheid van alle deelnemers van de maatschappij • Gender Equality – een gelijke deelname van mannen en vrouwen • Science Education – goed onderwijs voor de wetenschappers van de toekomst • Ethics – respecteren van de fundamentele rechten van mensen en dieren • Open Access – onderzoeksresultaten vrij toegankelijk voor iedereen • Governance – verantwoordelijkheid van de politiek voor het voorkomen van schadelijke en onethische resultaten
Didactische methode: 5E-methode van onderzoekend leren (inquiry-based science education) › ›
Op onderzoek gebaseerd onderwijs Gebruikt voor onder andere: • •
Chemie Im Kontext (Duitsland) Nieuwe Scheikunde (Nederland)
› 6 E’s: • • • • • •
Engage – introductie Explore – schetsen van de context Explain – behandelen van de theorie Elaborate – uitweiden, ethiek (RRI) Exchange (nieuw voor dit project) – overbrengen van kennis d.m.v. een tentoonstelling Evaluate – toets, evaluatie
Onderzoek binnen project IRRESISTIBLE: RRI: •
•
Wat is de houding van docenten en leerlingen t.o.v. RRI? Instrument: vragenlijsten voor leerlingen en docenten, zowel voor als na afloop van het project
Exhibitions: •
•
Hoe gaan leerlingen en docenten om met het maken van tentoonstellingen in/door de klas? Instrument: 2 case studies per land van één school; interviews met leerlingen en docenten
IRRESISTIBLE in Nederland: › › › ›
CoL gestart in sept 2014 met docenten scheikunde & biologie Onderwerp: Healthy Ageing (breed) koolhydraten in moedermelk Samenwerking met Carbohydrate Competence Center (Lubbert Dijkhuizen) en FrieslandCampina Lesmodule voor scheikunde & biologie, voor bovenbouw havo/vwo
Nederlandse lesmodule: › › › › › ›
Geschikt voor bovenbouw havo/vwo Kennis 4vwo bekend verondersteld Voor biologie + scheikunde (samenwerking vaksecties) Volgens de 6E-methode Aandacht voor RRI-aspecten Verschillende werkvormen: Klassikaal lesgeven, (lagerhuis)-debat, onderzoekend leren, ontwikkelen tentoonstelling, experimenten
›
Onderwerpen die aan bod komen: Spijsvertering (bi), Microbiologie (bi), Immuunsysteem (bi), Biochemie (koolhydraten) (bi+sk), Proceschemie (sk)
Engage Waarom drinken baby’s niet gewoon melk uit de supermarkt? › Opstartfase › Context schetsen › Leerlingen betrekken bij onderwerp › Inleidende practica
Explore Wat zijn de geheimen van moedermelk? › Introduceren van de gedetailleerde natuurwetenschappelijke context › Vragen stellen over deze context
Explain Hier komen de verschillende onderwerpen aan bod: Spijsvertering, Microbiologie, Immuunsysteem, Biochemie, Proceschemie › Zoeken naar antwoorden op de vragen uit de explore-fase › Experimenten › Literatuuronderzoek, rapporteren aan elkaar (leerlingen) › Afsluiten en op een rijtje zetten (docenten)
Elaborate › › › › ›
Introductie RRI-aspecten Wat speelt hier een rol? Wat vinden we ervan? Lezen van (opinie)-artikelen Actieve werkvorm: (lagerhuis)debat, rollen-spel, discussiegroepjes › Nadenken over gebruik in wetenschappelijke exhibit
Exchange › Maken van een tentoonstelling/ een tentoonstellingsobject • Hoe doe je dat? • Wat wil je vertellen? • Hoe ga je dat doen
› Docentenhandleiding bevat tips en voorbeelden › Zoals: EXPONEER (www.exponeer.de)
Evaluate › Eindtoets: wat hebben de leerlingen geleerd over het onderwerp? › Bredere evaluatie van project: • • • • •
Wat ging goed? Wat kon beter? Wat was echt leuk? Wat was vervelend? Hoe zou het een volgende keer anders moeten?
› Cijfers voor de tentoonstelling en de practica • optioneel
26-6-2015 | 18
Wat weet je zelf van het onderwerp? › Quiz! › Ga naar nearpod.com › Join session met code: JOAZP
Borstvoeding? › Borstgevoede baby’s krijgen: • Minder vaak diabetes • Minder vaak astma + andere allergieën • Minder kans op overgewicht
› Advies WHO (World Health Organization): • 6 maanden volledige borstvoeding • Tot 2 jaar borstvoeding als bijvoeding
Melk is melk? › Waarom drinken baby’s niet gewoon melk uit de supermarkt? › Melk is toch gewoon melk?
› Melk bestaat uit: Water Eiwitten Vetten Koolhydraten (suikers) o.a. lactose (melksuiker) • Vitamines & mineralen • • • •
› Koemelk, geitenmelk, mensenmelk, schapenmelk, buffelmelk…
Samenstelling zoogdiermelk vrouw
koe
geit
schaap
paard
buffel
ezel
rendier
eiwit
1,5 g
3,5 g
3,8 g
5,2 g
2,1 g
4,0 g
n.b.
n.b.
vet
4,0 g
3,4 g
4,1 g
6,2 g
1,3 g
8,0 g
1,4 g
18,0g
melksuiker
6,9 g
4,6 g
4,4 g
4,2 g
6,3 g
4,9 g
6,3 g
2,8 g
reststoffen
0,3 g
0,8 g
1,9 g
0,9 g
0,4 g
n.b.
0,4 g
1,5 g
› Verschil hoeveelheid eiwitten en suikers tussen koemelk en moedermelk › Maar ook de soorten suikers verschillen enorm › In moedermelk zitten hele bijzondere complexe suikers: ‘oligosachariden’
Suikers/sachariden: Oligo = een paar Poly = veel
oligosacharide
polysacharide
Oligosachariden in moedermelk › Oligosachariden in moedermelk zijn heel complex › Bestaan uit lactose met één of meer extra moleculen eraan vast.
› Veel verschillende mogelijkheden, al meer dan 150 ontdekt
HMOS: Human Milk OligoSacharides
HMOS
Oligosachariden in moedermelk › Die oligosacchariden in moedermelk lijken het gezondheidseffect te veroorzaken › Oligosachariden hebben een gunstig effect op de bacteriën in de darmen…
Wat gebeurt er met melk in de darmen van baby’s? › › › › ›
Darmepitheelcellen van baby’s liggen nog niet tegen elkaar aan Opname van (afweer)stoffen uit moedermelk is dan makkelijker Maar ook makkelijker te passeren voor ziekteverwekkers Stoffen uit moedermelk zorgen ervoor dat de darm zich ‘sluit’ Dit duurt langer als geen borstvoeding wordt gegeven
Bacteriën: onmisbaar! › Bacteriën worden vaak als ziekmakers gezien › Mensen dragen in de darmen heel veel goede bacteriën bij zich, die ervoor zorgen dat wij gezond blijven. › Filmpje: https://www.youtube.com/watch?v=n9HrBLwid Ac
Darmbacteriën en gezondheid › Een baby is bij de geboorte (bijna) steriel › Hoe komt een bijna steriele baby aan al die darmbacteriën? › Besmetting : • • • •
Tijdens de zwangerschap (vanuit de navelstreng, placenta) Tijdens de bevalling (verschil natuurlijke bevalling/ keizersnede) Via de moedermelk (!!) Via ‘het leven’ zelf
Goede darmbacteriën › Na de geboorte ontwikkelen zich allerlei bacteriën in de darmen › Verschil in soorten tussen baby’s die wel of geen borstvoeding krijgen › Bij borstvoeding komen er meer bifidobacteriën voor in de darmen
Bifidobacteriën: goede darmbacteriën › Groeien vooral goed op die bijzondere oligosacchariden in moedermelk:
› Bifidobacteriën hebben meerdere goede effecten bij baby’s: • zorgen ervoor dat de slechte bacteriën geen kans maken • scheiden stoffen uit die gunstig zijn voor het immuunsysteem • hebben invloed op allerlei andere processen in het lichaam
Effect van borstvoeding op bacteriën › Borstvoeding bevat veel meer oligosachariden dan flesvoeding › De goede bacteriën groeien heel goed op juist die oligosachariden › Die goede bacteriën bestrijden de slechte bacteriën en hebben allerlei andere gunstige effecten voor onze gezondheid
Bacteriesoorten in de darm Moedermelk
Flesvoeding
Effecten van oligosachariden in moedermelk › › › › › › ›
Betere sluiting van de darmwand Meer groei van goede bacteriën (bifidobacteriën) in de darmen Minder kans op infecties Betere ontwikkeling van het immuunsysteem Minder allergieën Dus: gezondheidseffecten die ook later in het leven ook nog nuttig zijn …
› Kortom: oligosachariden zijn dé magische moleculen in moedermelk
Die willen fabrikanten wel in hun babyvoeding!
In de fabriek › Voor er kunstvoeding uit pakken bestond werd koemelk verdund met water, en werd er wat room en suiker aan toegevoegd › Nu is de productie van babymelk een enorme industrie: • • • •
Grote fabrieken, Veel winst Export naar China, Afrika, … Nederland is nr. 1 producent
FrieslandCampina Beilen
In de fabriek
Bron: FrieslandCampina
GOS (galacto-oligosachariden) › GOS lijken (een beetje) op HMOS › Niet zoveel verschillende moleculen mogelijk als HMOS (enkele tientallen t.o. >150)
› GOS kunnen gemaakt worden vanuit lactose Geel = galactose, blauw = glucose
› Onderzoek van CCC (RUG) › Bijna alle GOS wordt geproduceerd bij FrieslandCampina
Productie van GOS:
Effecten van GOS in flesvoeding › Meer goede Bifidobacteriën
Moedermelk
Flesvoeding met FOS/GOS
Gewone flesvoeding
› Maar: moedermelk is nog altijd beter!
Reclamecode › Er zijn strenge regels voor reclame voor kunstvoeding, opgeschreven in de “WHO International Code of Marketing of Breastmilk Subsitutes” › Website van Hero Baby Website van Nutrilon › Wat valt je op?
Responsible Research and Innovation Artikelen en debatstellingen rondom 3 onderwerpen: 1.
2. 3.
Agressieve marketing van fabrikanten als Nestlé in ontwikkelingslanden in de jaren ’70 (The Nestlé scandal) De grootschalige export van flesvoeding naar China (en de lege schappen in Nederland) De strijd tussen fanatieke borstvoedingsmoeders en moeders die liever de fles geven
Tentoonstelling:
Andere modules in project: ›
Ecosystemen in de poolgebieden (Portugal)
›
Klimaatverandering (Finland)
›
Groene energie, duurzaamheid (Israël)
›
Oceanografie en klimaatverandering (Duitsland)
›
Nanotechnologie (medische toepassingen) (Turkije)
›
Nanotechnologie voor duurzame energie (Italië)
›
Nanotechnologie (katalyse) (Polen)
›
Zonneënergie en nanomaterialen (Roemenië)
›
Toepassingen van nanotechnologie (Griekenland)
Ecosystemen in de Poolgebieden: › ›
Geschikt voor verschillende vakken (scheikunde, biologie, natuurkunde, aardrijkskunde, NLT) 9 lessen, bovenbouw havo/vwo
›
Inhoud: • •
• • • •
Engage: Introductie op de Poolgebieden, hoe deze invloed hebben op het totale klimaat van de aarde Explore: de verschillende vakgebieden van Polar Science: glaciologie, oceanografie, astronomie, geografie, klimatologie, biologie, sociale wetenschappen Explain: leerlingen kiezen één vakgebied en bestuderen artikelen Elaborate: koppeling van dat vakgebied met RRI-onderdelen Exchange: bouwen van een tentoonstelling Evaluate: toets
Nanotechnologie: ›
›
Verschillende modules over nanotechnologie binnen het project: • Toepassingen in de gezondheidszorg (silver nanoparticles) • Gericht op duurzaamheid (zonnecellen) • Keuze moet nog gemaakt worden Voor bovenbouw scheikunde en natuurkunde
Uitrollen nieuwe lesmodules 2015/2016 ›
Nieuwe studiestijgers-groepen bij RUG 2015/2016
›
Groep biologie/scheikunde: • Doorontwikkelen lesmodule koolhydraten • Voorbereiden lesmodule poolgebieden voor gebruik in de klas
›
Groep scheikunde/natuurkunde: • Keuze module nanotechnologie • Voorbereiden voor gebruik in de klas
›
Netwerk Noord-boekje: uitgebreidere beschrijving
Vragen? › Website: www.rug.nl/sciencelinx/irre sistible
› Website: www.irresistible-project.eu/
› Email:
[email protected]
