Факультативні заняття з біології

План

• Вступ
• Розділ1. Місце факультативу в шкільному курсі біології
• 1.1 Патогенні мікроорганізми і здоров`я людини
• 1.2 Факультатив як одна із ефективних форм роботи вчителя в позаурочний час
• 1.3 Форми і методи роботи вчителя на факультативах
• Розділ 2. Факультативний курс «Мікроорганізми і здоров`я людини»
• 2.1 Зміст і методика факультативного курсу
• 2.2 Загальна характеристика та методика проведення занять з факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини» (плани-конспекти деяких занять)
• Розділ 3. Проведення дослідження ефективності роботи факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини»
• Висновки
• Список використаних джерел

Вступ

Навчальні плани середньої школи містять факультативні заняття, які пропонуються учням на вибір. Їх мета — розвинути індивідуальні інтереси і здібності учнів на тому навчальному матеріалі, до якого кожний з них має найбільший потяг.

Факультативи є однією з гнучких форм більш повного відображення в шкільній освіті сучасних досягнень науки, техніки, культури й обліку місцевих особливостей кожної школи, що дозволяє вносити істотні доповнення в зміст освіти, трудової і технічної підготовки учнів без зміни навчального плану, програм і підручників основного курсу середньої школи.

Факультативні заняття розширюють розумовий кругозір школярів, розвивають їхні пізнавальні інтереси. Тому факультативні заняття є однієї з форм професійної орієнтації, деякою мірою закладають фундамент майбутньої спеціальності. Факультативні заняття установлюють певні зв`язки між загальною освітою і майбутньою спеціальністю молодої людини.

Мікроорганізми перебувають скрізь: у грунті, воді, повітрі, на предметах, які нас оточують, на продуктах харчування, на рослинах, на поверхні тіла і в шлунково-кишковому тракті людини. Мікроорганізми можуть бути як корисними, так і патогенними. Досить часто мікроорганізми викликають різні захворювання. Тому вивчення факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини» учнями 9 класу актуальне, оскількит вони одержують знання з біології людини, зокрема факультативні заняття сприятимують санітарно-гігєнічному вихованню учнів.

Мета даної роботи — з`ясувати особливості проведення факультативу «Мікроорганізми і здоров`я людини» та запропонувати розробку його занять.

Виходячи з поставленої мети перед нами постали такі завдання:

з`ясувати місце факультативу «Мікроорганізми і здоров`я людини» в шкільному курсі біології;

розглянути та охарактеризувати патогенні мікроорганізми людини, їх вплив на їх здоров`я;

охарактеризувати основні форми та методи роботи на факультативних заняттях;

запропонувати розробку факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини»;

визначити ефективність роботи факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини».

В ході виконання поставлених завдань були застосовані методи: аналіз літературних джерел, планування та моделювання програми курсу, обробка одержаних результатів.

Структура бакалаврської роботи: робота містить вступ, три розділи (5 підрозділів), висновки та список використаних джерел (14).

Розділ1. Місце факультативу в шкільному курсі біології

1.1 Патогенні мікроорганізми і здоров`я людини

Питання про природу інфекційних захворювань людини здавна цікавило багатьох дослідників. Завдяки відкриттям Л. Пастера, обґрунтуванню значення хвороботворних мікроорганізмів у виникненні різних хвороб, ідентифікації їх (тріада Генле—Коха) вдалося правильно підійти до розкриття суті цієї надзвичайно важливої проблеми.

Мікроорганізми, які можуть спричинити захворювання людини, тварин і рослин, дістали назву патогенних або хвороботворних.

М. В. Земсков зі співавторами (1977) наводять схему можливої еволюції мікроорганізмів, в якій припускається, що симбіоз у формі паразитизму призвів до виникнення патогенних мікробів, а останні диференціювалися на облігатних (суворих) паразитів, некропаразитів і токсиногенних сапрофітів.

Думку про виникнення хвороботворних мікробів із сапрофітних поділяють багато вчених, гадаючи, що патогенні мікроорганізми можуть походити від сапрофітів у випадку набуття ними плазмідів вірулентності. Отже, в результаті зміни генетичного матеріалу утворилися різноманітні види мікроорганізмів, у тому числі й патогенні, які за певних умов зумовлюють різні захворювання людини, тварин і рослин.

Патогенні види мікробів у процесі свого еволюційного розвитку пристосувалися до паразитичного типу живлення в тканинах і рідинах організму хазяїна. Інфікований організм відповідає на проникнення патогена відповідними реакціями, які виражаються у виявленні симптомів хвороби, а також у різних захисних пристосуваннях.

Крім патогенних, існують і так звані умовно патогенні мікроорганізми, які входять до нормальної мікрофлори тіла людини. Тому результати проникнення в організм патогенних мікробів залежать не тільки від реактивності макроорганізму, а й від складу нормальної мікрофлори, що може проявляти себе як антагоністично, так і синергічно.

До патогенних мікроорганізмів належать багато представників бактерій, грибів, мікоплазм, рикетсій, вірусів і найпростіших. Патогенність є видовою ознакою мікроорганізму, яка характеризує його здатність спричиняти інфекційне захворювання. Іншими словами, це комплекс хвороботворних властивостей даного мікроба, які виробились у боротьбі за існування і пристосування до паразитичного способу життя в людському, тваринному або рослинному організмах.

Патогенні мікроорганізми характеризуються своєю специфічністю. Кожен представник різних видів патогенних мікробів може зумовити якусь певну хворобу з характерними тільки для неї ознаками. Специфічність інфекції є важливою ознакою; вона проявляється у вибірковості ураження тканин і органів, локалізації збудників, клінічній картині хвороби тощо. Патогенність визначається вірулентністю, агресивністю і токсиногенністю.

Вірулентність означає ступінь патогенності даної культури (штаму) мікроба. Якщо патогенність є сталою видовою ознакою мікроорганізму, то вірулентність є його індивідуальною властивістю, яка може змінюватися під впливом природних умов (світла, температури, висушування тощо). Вірулентність можна підвищувати і ослаблювати пасажуванням на сприйнятливих лабораторних тваринах, трансформацією, трансдукцією, дією антимікробних препаратів, пересіванням з одного на інше поживне середовище тощо. Механізм підвищення і зниження вірулентності докладно ще не з’ясовано. Однак слід зазначити, що штучне зниження вірулентності патогенних мікроорганізмів широко використовують при виготовленні вакцин.

Для характеристики патогенних мікробів установлено одиницю вірулентності — Dcl (Dosis certata letalis), яка являє собою таку кількість живих мікробів, від якої повинні загинути всі 100% тварин, що їх взято для досліду. Dlm (Dosis letalis minima) — найменша кількість живих мікроорганізмів, які спричиняють за певний час загибель близько 80% відповідних лабораторних тварин. Сублетальна доза може вбивати приблизно від 5 до 10% досліджуваних тварин.

Певна кількість патогенних мікроорганізмів, що здатна викликати інфекційне захворювання, дістала назву інфікуючої дози (ІД). Наприклад, такою дозою, встановленою в дослідах на добровольцях для Shigella dysenteriae, є 10—100 бактеріальних клітин збудника дизентерії. Вірулентність патогенних мікробів пов’язана з їхньою агресивністю, токсиногенністю, інвазійністю, капсулоутворенням та іншими властивостями.

Агресивність — це здатність бактерій проникати в організм, закріплюватись в ньому, розмножуватися і поширюватися. Матеріальною основою агресивності є фактори інвазивності, агресини, полісахариди тощо. Фактори інвазивності, або поширення, — це низка ферментів, що їх виробляють мікроби й за допомогою яких проникають в організм і поширюються в ньому. В 1970 р. було виділено із рідини набряклого корбункула сибірки речовину, яка при додаванні до несмертельної дози збудника цієї хвороби спричиняла загибель тварини. Ці речовини назвали агресинами (О. Бейль).

Бактеріальні полісахариди капсул і клітин, наприклад стрептококів, пригнічують фагоцитоз і разом з агресинами сприяють закріпленню і розмноженню бактерій в інфікованому організмі.

Токсини. В основі патогенності переважної більшості мікробів — збудників інфекційних хвороб людського, тваринного і рослинного організмів — лежить їхня токсиногенність, тобто здатність утворювати токсини — різні за хімічним складом речовини, які можуть зумовлювати специфічні розлади і навіть смерть інфікованого організму. За характером утворення, токсини поділяють на екзотоксини й ендотоксини, які відрізняються між собою за хімічною структурою.

Екзотоксини — це отруйні речовини, що виділяються в середовище мікробною клітиною як продукт життєдіяльності. Вони є простими білками, які характеризуються різко вираженою токсичністю, тобто у дуже малих дозах токсично діють на сприйнятливі організми. Екзотоксини характеризуються вибірковістю — здатністю вражати окремі тканини й органи організму; наприклад, дифтерійний ендотоксин уражає надниркові залози і серцевий м’яз, а правцевий — рухові нервові клітини. Вони нестійкі щодо високої температури, світла, кисню, дуже швидко руйнуються при кип’ятінні.

До мікробів, яким притаманна найбільша здатність виділяти екзотоксини, відносять збудників: правця, дифтерії, ботулізму, газової анаеробної інфекції, холери та інші. Грампозитивні бактерії з родів Streptococcus, Staphylococcus і Clostridium in vitro утворюють різноманітні цитолітичні токсини. Нині відомо понад 50 екзотоксинів бактерій; їх поділяють на три класи. До класу, А належать холероген, який виділяється збудником холери, гістотоксин, дермонекротоксин, що секретуються збудником дифтерії, летальний токсин збудника сибірки тощо. Клас В включає нейротоксин збудника бутулізму, тетаноспазмін правця та деякі інші. До класу С відносять ентеротоксин збудника дизентерії, «мишачий токсин», що його утворює збудник чуми, та інші [3]

Ендотоксини — сполуки, які найчастіше пов’язані з певними структурами мікробних клітин і можуть вивільнятися тільки після автолізу (руйнування) клітин. За хімічним складом вони набагато складніші за екзотоксини, оскільки містять білки, ліпіди і полісахариди. Ці токсини являють собою комплекси ліпополісахаридів з білками клітинних оболонок грамнегативних бактерій. Їх було виділено майже з усіх патогенних грамнегативних бактерій, насамперед з представників родів Salmonella, Shigella і Escherichia.

Ендотоксини цих бактерій виявляють два види активності — пірогенність (здатність підвищувати температуру тіла) і токсичність. Вони більш термостійкі, ніж екзотоксини, можуть витримувати нагрівання до і понад 100 °C, меншою мірою токсичні і не мають специфічності. Щоб добути ендотоксини in vitro, використовують хімічні або фізичні чинники, що призводять до руйнування мікробної клітини зі звільненням з неї необхідних токсинів.

Останнім часом встановлено, що гени, які визначають синтез бактеріальних токсинів, переважно локалізовані в профагах або плазмідах. Наприклад, виявлено, що у бактерій Corynebacterium diphtheriae, Staphylococcus aureus та інших гени токсиногенності локалізуються в ДНК помірного фага, а в кишковій паличці — в плазмідах. У всіх цих випадках втрата бактерією профагів або плазмід робить її не здатною утворювати токсини. Токсиноутворення відновлюється з введенням у таку клітину профага чи плазміди.

Функціональне значення токсинів ще повністю не з’ясовано. Багато нетоксиногенних бактерій так само успішно ростуть і розмножуються в організмі хазяїна, як і токсиногенні. Отже, токсиноутворення не є обов’язковою видовою ознакою мікробів.

Токсини бактерій, зокрема екзотоксини, є найсильнішими із відомих хімічних і біологічних отрут. Показники сили їхньої дії (Dlm, LD5o) визначають на чутливих лабораторних тваринах. Наприклад, у 1 мл дифтерійного токсину, з якого виготовляють анатоксин, міститься 10 000 Dlm для морської свинки. 1 мл правцевого токсину має 200 000 Dlm для білої миші, а в 1 мл екзотоксину, який виділяється збудником ботулізму, міститься (залежно від типу збудника) від 60 000 до 1 000 000 Dlm для морської свинки. Одержано правцевий, дифтерійний та інші токсини в очищеному вигляді, які характеризуються більш високою токсичністю для чутливих лабораторних тварин. Крім бактерій, токсиногенні властивості мають й такі ульт-рамІкроорганізми, як рикетсії та віруси.

Інфекцією (лат. infectio — зараження) називають складні біологічні процеси, які виникають в організмі людини, тварини або рослини в результаті проникнення і розмноження в ньому патогенних мікроорганізмів — збудників хвороби. Історично сформована взаємодія сприйнятливого людського організму і патогенного мікроба за певних умов середовища дістала назву інфекційного процесу. Часто термін «інфекція» ототожнюють з поняттям «інфекційне захворювання». Однак визначення інфекційної хвороби як одного з найвищих ступенів прояву інфекційного процесу, очевидно, більш правильне. З біологічної точки зору інфекційний процес є різновидом паразитизму.

Між організмом хазяїна і мікробами, які проникли до нього, відбувається складна боротьба. Якщо організм не може протистояти патогенним мікробам і паралізувати їхню шкідливу дію, а зовнішнє середовище сприяє розвиткові мікроорганізмів, виникає інфекційне захворювання.

Отже, для виникнення і розвитку інфекційного процесу необхідні три складники: а) наявність патогенного мікроба; б) проникнення його в сприйнятливий макроорганізм; в) певні умови зовнішнього середовища, в якому відбувається взаємодія між мікроі макроорганізмом.

Дуже важливе значення для виникнення інфекційного процесу має стан макроорганізму. Ступінь його участі в інфекційному процесі може залежати від виду і генотипу, реактивності, розладу функції центральної нервової системи (ЦНС), білкового голодування, наявності вітамінів, гормонів та інших факторів. Залежно від стану, в якому перебуває макроорганізм, а також впливу зовнішнього середовища інфекційний процес може закінчитися загибеллю хвороботворного мікроорганізму, загибеллю макроорганізму або встановленням взаємної адаптації між ними.

Проникнення в макроорганізм патогенного мікроба не завжди спричиняється до захворювання; в багатьох випадках воно обмежується короткочасним інфікуванням без прояву хвороби або відносно тривалим носінням збудників інфекції макроорганізмом. Саме завдяки цьому інфекція може траплятися набагато частіше, ніж інфекційні хвороби.

Вплив виду і генотипу. Організм людини є сприйнятливим до збудників гонореї і менінгококового менінгіту, а майже всі тварини до них резистентні (несприйнятливі). Подібні приклади свідчать про наявність у макроорганізмів видової резистентності (опірності). В літературі наводяться численні приклади генотипової резистентності. Наприклад, збудник сибірки здебільшого уражає травоїдних тварин. Поряд з цим є дані про те, що генотип алжирських овець робить їх відносно резистентними до цієї хвороби.

Реактивність макроорганізму, його імунобіологічна готовність знешкодити патогенні мікроби тісно пов’язані зі станом довкілля, умовами життя і побуту, характером праці й харчування, санітарно-гігієнічними умовами тощо.

На сприйнятливість макроорганізму до інфекції певним чином впливають вік і стать у зв’язку з фізіологічними особливостями. Наприклад, до одних інфекційних хвороб діти більш сприйнятливі, до інших, навпаки, менш сприйнятливі, ніж дорослі. Різна вікова резистентність до інфекції залежить від характеру обміну речовин, функцій органів внутрішньої секреції і особливостей імунітету.

На підвищення сприйнятливості до інфекційних хвороб особливо впливає характер харчування. Зокрема, білкове голодування супроводиться порушенням білкового обміну, що призводить до зменшення синтезу специфічних антитіл, зниження активності фагоцитів. У результаті голодування макроорганізм може втрачати не лише індивідуальний, а й видовий імунітет.

Значно впливають на сприйнятливість до інфекційних захворювань гіповітамінози. Наприклад, гіповітаміноз С зумовлює зниження опірності до туберкульозу, дифтерії, стрептококових, стафілококових та інших захворювань, а гіповітаміноз, А сприяє розвиткові ксе-рофталмії, шкірних уражень, бронхопневмонії, грипу тощо.

Погані санітарно-гігієнічні умови праці й побуту, фізична і розумова перевтома, пов’язані з нерівномірним розподілом робочого часу і порушенням режиму життя, зумовлюють ослаблення захисних механізмів проти багатьох інфекційних захворювань. Охолодження, а також перегрівання знижують стійкість організму до патогенних і умовно патогенних мікроорганізмів, сприяють розвиткові пневмоній та інших захворювань.

Відомо, що видалення надниркових залоз, гіпофіза або щитовидної залози у тварин помітно знижує стійкість їх до різних інфекційних захворювань.

З літератури відомо, що гормон кортизон пригнічує запальний процес, а отже, сприяє розвиткові інфекції, соматотропний гормон, навпаки, активізує запальну реакцію, виявляючи цим самим проти-інфекційну дію. Отже, роль гормонів у виникненні та розвитку інфекційного процесу безсумнівна і неоднотипна.

На сприйнятливість організму до інфекції особливо впливає порушення нормальної діяльності ЦНС. Введення заразного матеріалу (в основному нейротропних збудників) у мозок дослідним тваринам здебільшого закінчувалось їхньою смертю. Психічні розлади також знижують регулюючу функцію ЦНС. Встановлено, що у психічно хворих набагато частіше спостерігаються інфекційні хвороби, ніж у нормальних людей.

Джерелом інфекції є заражений організм людини або тварини.

Розрізняють такі шляхи передачі інфекції від людини.

1. Контактно-побутовий шлях, коли захворювання передається безпосередньо або через предмети, що оточують хворого.

2. Повітряно-крапельний шлях, коли інфекція передається через крапельки слини, що потрапляють у повітря при розмові, чханні, кашлі. Так можуть передаватися туберкульоз, грип, коклюш, дифтерія, кір тощо.

3. Передача інфекції через воду, в яку потрапляють мікроби з виділеннями хворих (холера, черевний тиф, дизентерія та ін.).

4. Через заражені харчові продукти.

5. Через укуси кровосисних членистоногих (наприклад, малярія).

6. Через грунт: наприклад, кишкові захворювання, правець.

У динаміці розвитку інфекційного процесу розрізняють такі періоди: інкубаційний, провісників (продромальний), розпалу хвороби і період реконвалесценції (одужання). Першою особливістю інфекційного процесу є те, що ознаки захворювання виявляються не відразу після зараження, а через певний прихований, інкубаційний період. Він може тривати від кількох годин до кількох днів (дифтерія) і навіть тижнів (черевний тиф). Протягом інкубаційного періоду відбувається розмноження й нагромадження мікробів та їхніх отрут, підвищення реактивності організму до збудника і його токсинів, що й виражається у виявленні і розвитку ознак захворювання.

За інкубаційним періодом настає продромальний (період провісників хвороби), що характеризується наявністю деяких загальних ознак захворювання: невеликим підвищенням температури, загальним нездужанням тощо. У період розпалу хвороби інфекційний процес, досягши високої інтенсивності, тримається на цьому рівні певний час, що є неоднаковим при різних захворюваннях.

За сприятливого перебігу хвороба переходить у стадію одужання, першою ознакою якого є спадання температури, поліпшення загального самопочуття і т.п. При багатьох інфекційних захворюваннях клінічне одужування не збігається за часом зі звільненням інфікованого організму від збудника хвороби [3,244].

Форми інфекцій. Розрізняють інфекції гострі та хронічні, явні та приховані, мішані та вторинні. Гострі інфекції часто характеризуються раптовим початком та порівняно короткочасним перебігом (грип, кір, скарлатина та ін.). Деякі інфекції, наприклад, туберкульоз, бруцельоз, малярія найчастіше мають хронічний характер і відзначаються тривалим перебігом.

В окремих випадках інфекція може бути мішаною, коли одночасно відбувається зараження збудниками двох або більше патогенних видів. Часто інфекція може зумовлювати ослаблення організму, який стає схильним до інших захворювань. Так, наприклад, після грипу або кору розвивається запалення легень, дитина, хвора на кір, захворює на дифтерію або навпаки. В таких випадках говорять про вторинну інфекцію.

Якщо організм, що переніс якусь інфекційну хворобу, в результаті повторного зараження знову захворює на ту саму хворобу, то говорять про реінфекцію. Суперінфекція — це повторне зараження організму, в якого ще перебігає основне захворювання. Загострення процесу в період видужання називається рецидивом.

Питання про спадкову передачу інфекційних захворювань досі ще остаточно не з’ясоване. Багато дослідників заперечують можливість у людини такої передачі, зумовленої інфікованими статевими клітинами. Разом з цим експериментальне доведено можливість передачі заразних хвороб від хворої матері плоду через плаценту (стафілококові захворювання, черевний і поворотний тиф, вірусний гепатит, сифіліс, СНІД та ін.) і під час родів (бленорея новонароджених).

Інфекційні хвороби поділяють на екзогенні та ендогенні. При екзогенних зараженнях збудник проникає в макроорганізм ззовні — від хворих, бацилоносіїв, через заражені ним харчові продукти, воду, повітря, предмети, Грунт тощо. Ендогенні хвороби, які ще називають аутоінфекціями, виникають в результаті активування власних мікроорганізмів, це може статися внаслідок порушення відносної сталості внутрішнього середовища макроорганізму, впливу зовнішніх факторів.

Характер поширення інфекційних захворювань серед населення може бути різний. Якщо спостерігаються окремі випадки інфекційних хвороб, то говорять про спорадичні (поодинокі) захворювання.

Значна кількість випадків інфекційного захворювання, пов’язаних між собою спільним джерелом або спільними шляхами поширення, називається епідемією (епізоотією— серед тварин). Якщо епідемія досягає надзвичайно великих розмірів, охоплюючи цілі країни і навіть континенти, її називають пандемією.

З історії відомі приклади багатьох пандемій у минулому. Так, у VI та XIV ст. спостерігалися пандемії чуми, а з 1817 по 1963 р. було сім пандемій холери. У 1972—1973 рр. вірус грипу спричинив пандемію, яка охопила 2,5 млрд людей, майже на 1,5 млрд чоловік більше, ніж пандемія цього захворювання у 1957 р.

Хвороби людини. У 1882 р. Р. Кох відкрив туберкульозну паличку — збудника інфекційного захворювання, яке має хронічний перебіг у людини, свійських і диких тварин, птахів, —туберкульозу. Це пряма або дещо зігнута «паличка» з заокругленими кінцями завдовжки 1—4 мкм (рис. 1). Туберкульозні палички нерухомі, іноді вони мають здуття на кінцях; спор і капсул не утворюють, грампозитивні, досить стійкі до високої температури, висушування, кислот.

У поширенні цієї хвороби особливо важливу роль відіграють умови життя. Війни, голод, безробіття, економічні кризи, стихійні лиха тощо спричинюють різке зростання захворювання населення на туберкульоз. Сучасна економічна криза в Україні ще раз підтвердила цю істину. З 1991 по 2001 р. кількість хворих на туберкульоз у нашій країні збільшилась майже у 2 рази.

Одна з найдавніших відомих інфекційних хвороб людини — холера. Збудники її — бактерії, що за формою нагадують кому (рис. 2).

Відкрив збудників холери Р. Кох. Холерний вібріон належить до грамнегативних бактерій, не утворює капсул і спор, це рухливий монотрих.

Вид Vibrio cholerae поділяється на чотири біовари: cholerae, eltor, proteus і albensis. Перші два біовари є збудниками холери у людей. Холерні вібріони утворюють екзотоксин холероген, який виявляє ентеротоксичну дію і відіграє важливу роль у патогенезі цієї інфекційної хвороби. Збудники холери при зниженій температурі можуть зберігатися в грунті до 2 місяців, у випорожненнях — до 5 місяців, а в морській і річковій воді — до 4 тижнів. На харчових продуктах вони можуть існувати до 10 діб.

Рис. 1. Чиста культура туберкульозних бактерій (Mycobacterium tuberculosis): 1 — тип, який уражує людину; 2 — тип, який уражує биків; 3 — тип, який уражує птицю

Рис. 2. Холерний вібріон (Vibrio cholerae)

Поширений і в наш час у багатьох країнах, збудник холери належить до біовару eltor. Його було відкрито в 1906 р. на карантинній станції Ель-Тор (Саудівська Аравія), звідси він і дістав свою назву. Він є дуже інфекційним, набагато стійкішим проти антибіотиків, ніж інші біовари холери.

Епідемії холери не припиняються й дотепер. Так, наприкінці січня 1991 рвона почалася в Перу, а до кінця червня в семи країнах Латинської Америки на холеру захворіло біля мільйона чоловік, три тисячі з яких померло. У 1994 р. в Дагестані епідемія холери захопила майже всі райони; десятки людей померли від цієї тяжкої недуги. Останніми роками холера з’явилась і в Україні в Криму, Одеській, Миколаївській та інших областях.

Дифтерія. Дифтерійні коринебактерії (Corynebacterium diphtheriae) — прямі або злегка зігнуті палички, поліморфні, грампозити-вні, неспороносні аеробні або факультативне анаеробні організми; в бульйонній культурі утворюють сильні екзотоксини. Джерелом інфекції є хворі на дифтерію і носії. Хвороба передається повітряно-крапельним шляхом, а також через різні предмети.

У 90-х роках в Україні різко зросла захворюваність населення на дифтерію. Так, влітку 1993 р. було зареєстровано біля 2 тисяч інфікованих, з яких 50 чоловік померло, у тому числі 15 дітей. В Україні було об’явлено надзвичайний стан, і тільки масова імунізація стала надійним заслоном проти епідемії.

1.2 Факультатив як одна із ефективних форм роботи вчителя в позаурочний час

Перед факультативними курсами, так само як і перед основними біологічними дисциплінами, постає задача всіляко сприяти загальному навчанню школярів. Поряд з цим факультативні заняття повинні не тільки підтримувати і зміцнювати інтерес учнів до природи, але й орієнтувати їх на професії, пов’язані з її вивченням. Ці дві основні задачі не є ізольованими, вони тісно зв’язані між собою.

Серед загальноосвітніх задач, поставлених перед факультативами, особливе значення має виховання наукового, діалектико-матеріалістичного світогляду. Воно ведеться шляхом розширення і поглиблення загальбіологічних понять, залучення фактів з історії науки, що показують розвиток наукових проблем, критику релігійних догм і ідеалістичних трактувань.

Оскільки загальбіологічні поняття можуть бути розкриті лише на спеціальному матеріалі, виникає задача — відібрати для вивчення відповідні питання.

Світоглядні і загальбіологічні ідеї звичайно тісної зв’язані з конкретним матеріалом, а він нерідко належить до різних областей біології, тому вирішити весь комплект загальноосвітніх задач, нехай обмежений одним поняттям, навряд чи можна в одному курсі, тим більше що цей комплекс не єдиний, оскільки, крім загальбіологічних понять, факультативний курс повинний містити визначені політехнічні і спеціальні відомості.

Виходячи з задач політехнічної підготовки, факультативні курси повинні бути побудовані так, щоб при вивченні їхні школярі могли одержати визначену суму знань про наукові основи мікробіологічних виробництв і спеціальних служб, включаючи відомості про біологічні основи мікроорганізмів, їх види, значення в природі, негативний та позитивний їх вплив.

Необхідно врахувати задачі гігієнічної пропаганди: вплив промислового та природного оточення на людину і на здоров’я людини, основні принципи культивування мікроорганізмів.

З метою профорієнтації учнів на медичні і педагогічні спеціальності необхідно дати школярам знання по фізіології і гігієні людини, а для пропаганди мікробіологічних знань по фізіології та морфології мікроорганізмів та бактерій.

Поглиблене вивчання біології повинне не тільки збагачувати учнів новими знаннями, але і розвивати їхні здібності, знайомити з методами наукового дослідження, привчати до самостійної роботи. Виходячи з цієї вимоги, перед факультативними курсами постає ряд задач, пов’язаних як зі стимуляцією загального розвитку учнів, так і з виробленням у них спеціальних навичок, необхідних для роботи в області мікробіології.

До спеціальних навичок варто віднести здатність орієнтуватися в живому об'єкті по словесному описі і площинному малюнку, чітко фіксувати факти, користатися оптичними приладами (лупою, мікроскопом), уміти препарувати, складати і читати біологічні графіки, визначати види мікроорганізмів, користуватися біологічною символікою, мати елементарні навички біологічного експериментування. При складанні факультативних програм слід враховувати не тільки зміст предмета, але і види діяльності учнів.

Визначення видів мікроорганізмів вимагає знання морфологічної термінології, уміння зіставляти описи з натуральними природними об'єктами, знаходити й оцінювати важливі для систематики ознаки, добре представляти структуру визначника і порядок роботи з ним. Використання визначника допомагає розширити знання про видову структуру мікроорганізмів, привчає до уважності й акуратності. Однак на факультативних заняттях цей вид діяльності може знайти лише обмежене застосування. Робота з визначником вимагає великої напруги і спочатку часто закінчується помилковими висновками, що нерідко викликає втрату інтересу до предмета.

Мікроскопіювання має широке застосування в біологічній, медичній і сільськогосподарській практиці. Не випадково в школах деяких країн (Німеччини) навіть викладається спеціальний курс з мікроскопічної техніки.

Крім чисто технічних навичок, які здобуваються учнями в процесі роботи з мікрооб'єктами, цей вид діяльності дозволяє успішно вирішувати ряд задач до розвитку деяких важливих якостей: уміти відбирати значимі для спостереження ознаки, критично відноситися до препарату, співвідносити видимі розміри з дійсними, по окремих зрізах судити про об'ємне розташування об'єкта.

Робота з мікропрепаратами повинна активізувати мислення учнів. Школярі повинні навчитися відрізняти дійсні структури від артефактів (наприклад, клітини від пухирців повітря), виділяти потрібні об'єкти, керуючись малюнками й описами, правильно фіксувати видимі об'єкти і пояснювати їх. Робота з мікроскопом може бути використана і для розвитку конструктивної уяви в учнів, оскільки стереоскопічний образ об'єкта може бути отриманий тільки на основі відтворення загальної картини по окремих об`єктах.

Залучення цих методів сприяє як розвитку розумових здібностей учнів, так і оволодінню деякими спеціальними навичками.

Зміст програм усіх факультативних курсів з біології дає можливість не тільки ознайомити учнів із проблемами біологічної науки, з її теоретичними узагальненнями, але і на матеріалі конкретних наук показати розвиток процесу наукового пізнання, дати поняття про сучасні методи дослідження.

Як показав досвід роботи шкіл, форми проведення факультативних занять можуть бути різноманітними. Це групи в школі, керовані викладачем відповідного предмета, ученим науково-дослідного інституту, міжшкільні факультативи, організовані при навчальних закладах, наукових установах чи однієї зі шкіл.

Створювати біологічні факультативи в кожній школі досить важко, якщо врахувати недолік кваліфікованих кадрів, труднощі з матеріальною базою, кількістю учнів, що бажають займатися факультативом даного профілю. У цих умовах спеціалізація шкіл на викладанні певних факультативів дасть можливість найбільше повно врахувати інтереси учнів усього району. Міжшкільні факультативи вже знайшли застосування в практиці роботи шкіл.

1.3 Форми і методи роботи вчителя на факультативах

При виборі форм організації навчального процесу і методів роботи на факультативних заняттях необхідно враховувати зміст факультативного курсу, рівень розвитку і підготовленості учнів, інтерес учнів до визначених розділів предмета.

Одна з найголовніших вимог до методів полягає в тому, щоб вони стимулювали активну роботу думки учнів, розвивали самостійність їхнього мислення, сприяли творчої різнобічної діяльності.

На факультативних заняттях можуть бути використані наступні методи навчання: лекції, бесіди, дискусії, самостійні роботи як практичного характеру, так і роботи з додатковою літературою.

Застосовуючи кожної з методів, можна одержати різні результати. Зупинимося на деяких методах, що найбільше часто застосовуються на факультативних заняттях даного профілю.

Лекції. На факультативних заняттях можна частину матеріалу викладати лекційно, особливо питання, що вимагають розкриття широких закономірностей явищ природи, а також матеріал узагальнюючого характеру. Лекція повинна бути побудована так, щоб викликати інтерес до її змісту, збудити творчу думку, привести до пошуків відповіді на багато питань. Такі знання діючі. Не можна перетворювати лекцію в зведення готових наукових істин, які можна тільки зрозуміти і запам’ятати без підкріплення їх загальними ідеями і без показу перспектив розвитку науки. Такі знання малоефективні .у тому розумінні, що вони не ведуть до творчої діяльності і наукових пошуків, а отже, і не розвивають.

Відомий психолог Л. С. Виготський з цього приводу писав: «…тільки те навчання є гарним, котре забігає вперед розвитку», тобто стимулює перехід до наступного його етапу. Відсутність цієї важливої умови негативно позначається на формуванні особистості. Ця думка з усією визначеністю висловлюється в тій же роботі. Продовжимо цитату: «…навчання, що орієнтується на вже завершені цикли розвитку» виявляється бездіяльним з погляду загального розвитку дитини, воно не веде за собою процесу розвитку, а саме плететься в нього в хвості".

Особливе значення для успішної роботи учнів на лекції має правильне вичленовування основних питань і активізація пізнавальної діяльності школярів. Завдання необхідно формулювати так, щоб воно було зрозумілим, цікавим і вимагало відомої напруги думки при рішенні. Завдання повинне бути посильним і в той же час не дуже легким. Те ж відноситься і до бесіди. Вона повинна базуватися на відомому матеріалі й одночасно з цим включати інформацію, що повідомляє нові факти.

Самостійна робота. При організації учнів для самостійної роботи можуть бути застосовані різні форми навчання: індивідуальні, групові, фронтальні. Фронтально розглянувши теоретичний матеріал і роз’яснивши суть самостійної роботи, вчитель організує робочі групи. Як правило, число робочих груп і завдання цим групам визначаються наявністю матеріалу й устаткування, інтересами учнів і рівнем їхньої самостійності. Різні групи одержують різні завдання. Тут зручно користатися письмовими інструкціями, що оформляются у вигляді інструктивної картки.

В умовах факультативних занять школярі виявляють підвищену цікавість до навчальної роботи, тому варто забезпечити роботою всіх учнів, особливе виконання експериментальної частини завдання всіма членами групи.

Самостійна робота на факультативних заняттях повинна займати більше місце, ніж на всіх інших навчальних заняттях, але і трохи відрізнятися від самостійної роботи з обов’язкового курсу середньої школи.

Самостійна робота учнів по факультативним курсам повинна в більшій мері носити пошуковий проблемний характер, що випливає з більш широкої установки факультативних занять на розвиток інтересів у здібностей учнів. Відомий радянський психолог С. Л. Рубинштейн [1], говорячи про формування розумових здібностей, указував, що простої повідомлення знань учням, пряме «научення» діям і тренування в їхньому виконанні впливають на розумовий розвиток дітей. «Але, крім прямого научення і тренування, — писав він, — існує й інший, звичайно, більш важкий, але і більш плідний шлях — шлях управління самостійною розумовою роботою учнів. На відміну від прямого научения, це шлях виховання, шлях власне розвитку самостійного мислення. Це і шлях формування розумових здібностей учнів». Ця ідея радянського психолога реалізується в принципі проблемного навчання.

Вивчення основ науки полягає не тільки в засвоєнні її змісту, але й в оволодінні її методами. В оволодінні методами науки головну роль відіграють практичні роботи. Ці роботи можуть передувати вивченню теоретичного матеріалу, збігатися з його вивченням і вивчатися після.

Найважливіше місце серед методів самостійної практичної роботи займають спостереження й експерименти. Вони виконують подвійну функцію. З одного боку, як методи наукового дослідження, спостереження й експерименти є частиною змісту навчання; з іншого боку, у міру того як учні опановують ними, спостереження й експерименти стають методом, за допомогою якого учні можуть здобувати нові знання. Опановуючи цим методом самостійної роботи, школярі опановують логікою експериментального доказу і спростування, що в значній мірі сприяє їхньому розумовому розвитку.

У науковому експерименті, як відомо, виділяють чотири основних етапи: 1) розробка робочої гіпотези і способів її перевірки; 2) конструювання досліду; 3) практичне експериментування; 4) обробка результатів експерименту, висновки про правильність чи помилковості вихідної гіпотези.

Не завжди в навчальному процесі на матеріалі тих чи інших уроків можна вичленувати всі ці етапи. Між, тим з кожним з них учні повинні бути ознайомлені.

У факультативний курс можна ввести і такі задачі, що вимагають від школярів відтворення всіх етапів експерименту. Але було б неправильно ототожнювати вирішення експериментальної задачі з науковим дослідженням. Як і будь-яке педагогічне явище, воно повинне бути спрямоване на досягнення визначеного навчально-виховного ефекту. Отже, у навчальному досліді кожний з перерахованих етапів наукового експерименту може стати об'єктом самостійної діяльності школярів і формулюватися у вигляді відповідної навчальної задачі.

Задачу на формування гіпотези можна поставити в тому випадку, коли в розпорядженні учнів є необхідні знання чи матеріал спостереження, з якого можна вивести припущення.

У задачах на доказ як умову дається кінцевий висновок з досвіду, учнем же доручається запропонувати конструкцію досліду і, провівши його, довести правильність висновку. Основна мета задач цього типу — познайомити учнів із принципами конструювання досліду. Експериментальна частина може проводитися лабораторно учнями чи демонстраційно вчителем.

Рішення задач на доказ дозволяє з’ясувати наявність теоретичних знань в учнів і особливості їхнього конструктивного мислення.

Висновок з досліду може бути також запропонований учням як самостійну задачу. Учні при проведенні самостійних лабораторних робіт, демонстрацій дослідів, а також наукових експериментів, показаних в навчальних фільмах, спостерігають процеси і дають їм пояснення.

Для закріплення й обліку теоретичних і практичних знань можна застосовувати фронтальні й індивідуальні методи перевірки.

Один з найбільше широко застосовуваних на факультативних заняттях методів закріплення матеріалу — підсумкова узагальнююча бесіда. Ця бесіда звичайно проводиться у формі семінарського заняття. Для успішного проведення семінару необхідно на самому початку вивчення теми намітити ключові питання і на них акцентувати увага учнів, повідомити їм, якими методами буде вивчатися те чи інше питання теми, визначити тематику доповідей і співдоповідей, розподілити завдання, повідомити питання, що будуть обговорюватися на семінарі.

Крім тих методів опитування, що практикуються на основних предметах біологічного циклу, на факультативних заняттях можна застосовувати залікові заняття, що дозволяють забезпечити фронтальну перевірку всіх учнів факультативної групи. Ці заняття звичайно проводяться після вивчення чергової теми. Вони включають як теоретичні питання, так і практичні роботи.

Форми фронтальної перевірки можна змінювати. Вона може складатися з індивідуальної бесіди з кожним учнем, з виконанням контрольного завдання робочою групою з наступною бесідою вчителя з кожним її членом, можливі і такі форми, коли залікове завдання дається всій групі й оцінюється колективна робота.

В останньому випадку кожній робочій групі видається заліковий лист, у якому, містяться експериментальні задачі і теоретичні питання. Учні повинні самостійно відібрати необхідне устаткування для вирішення задачі, провести експериментальні і контрольні досліди, узагальнити результати і здати їх викладачу. У процесі відповідей проводиться бесіда і з теоретичних питань, зазначеним у завданні. За виконану роботу і позитивну відповідь у журнал виставляється залік.

Звичайно групи працюють з різною швидкістю, і, якщо одне з завдань буде виконано раніш терміну, учні будуть байдикувати. Щоб цього не сталося, крім обов’язкових завдань, у заліковий листок можуть бути включені завдання додаткові. Вони, як правило, містять матеріал, який відсутній у навчальному посібнику, але відомий школярам з лекції чи рекомендованих книг.

Така форма фронтальної перевірки дозволяє не тільки охопити практично всіх учнів, що займаються у факультативній групі, але й одержати ряд додаткових знань. Крім того, відкривається можливість перевірити самі завдання, внести в них необхідні корективи. Іноді це приходиться робити безпосередньо в ході заняття.

Після того як перевірені результати роботи всіх груп, доцільно розібрати помилки і ще раз зупинитися на незрозумілих питаннях.

Завдання-питання для перевірочних робіт зручно оформити у виді залікового листка. Один заліковий листок видається на групу учнів, що заповнюють його колективно.

Серед індивідуальних форм перевірки знань найбільш широке поширення одержують реферати і курсові завдання, виконувані окремими учнями чи групою. Звіти можуть бути використані для перевірки не тільки знань, але і для контролю над усією групою.

Ставити на обговорення доцільно курсові завдання не тільки в стадії завершення. Іноді корисно розібрати і попередні результати, з’ясувати, що не виходить, а іноді і поміняти тему. У ході бесіди вдається перевірити не тільки знання теоретичних питань курсу, але і конструктивні здатності учнів.

Слід зазначити, що ці прийоми не вичерпують усіх методів перевірки засвоєння вивченого матеріалу, а лише доповнюють ті традиційні методи, що використовуються при вивченні основних курсів.

Система оцінок на факультативних заняттях повинна бути дуже гнучкої, що заохочує добре працюючих учнів.

Розділ 2. Факультативний курс «Мікроорганізми і здоров`я людини»

2.1 Зміст і методика факультативного курсу

Проведення даного факультативного курсу передбачено в 9-му класі загальноосвітньої школи. Програма курсу розрахована на 17 занять (34 години). Передбачено виконання навчального плану за один навчальний рік.

Таблиця 1. Розподіл навчального матеріалу за темами

Пропонований нами розподіл годин факультативного курсу передбачає включення занять як лекційного, так і лабораторно-практичного характеру, що дає змогу виконати завдання які передбачає програма факультативу, та закріпити на практиці набуті знання, навчитися самостійно виконувати завдання та проводити демонстраційні досліди. Для даного факультативу пропонуємо цікаві заняття по визначенню якості молочних та м`сних продуктів.

Для проведення семінарських занять рекомендуємо використати реферати та доповіді учнів на теми: «Різновиди форм бактерій та методи їх вивчення», «Характеристика основних патогенних мікроорганізмів мікрофлори тіла людини», «Характеритика патогенних мікроорганізмів ротової порожнини, захворювання, які вони викликають», Мета та значення санітарно-мікробіологічного контролю об`єктів довкілля".

Підсумкове заняття проводиться у формі письмової контрольної роботи. Контрольна робота складається з 2 варіантів, кожен з яких містить по 3 питання.

Варіант 1.

Які ви знаєте методи стерилізації? Опишіть їх.

Поясніть в чому полягає суть санітарно-мікробіологічного контроль об`єктів довкілля та якості продуктів харчування.

Опишіть методику виготовлення препарату методом «висяча крапля».

Варіант 2.

Які ви знаєте поживні середовища? Охарактеризуйте їх застосування.

Дайте характеристику мікрофлори тіла людини.

Опишіть методику виготовлення препарату методом «роздавлена крапля».

2.2 Загальна характеристика та методика проведення занять з факультативного курсу «Мікроорганізми і здоров`я людини» (плани-конспекти деяких занять)

Лекція: Поживні середовища

Мета: ознайомити учнів з видами поживних середовищ та методами їх приготування, основними областями застосування

План лекції:

Поняття про поживне середовище

Види поживних середовищ

Рецепти приготування середовищ

Матеріал лекції

Для нагромадження, вирощування, виділення і зберігання мікроорганізмів у лабораторних умовах використовують різні поживні середовища. Виготовляють такі середовища з продуктів рослинного і тваринного походження.

Для нормального росту і розвитку мікроорганізмів поживні середовища повинні містити всі необхідні елементи: макроі мікроелементи, вітаміни, стимулятори росту тощо. Вони також мусять мати певні фізико-хімічні властивості: рН середовища, вологість, температуру, осмотичні властивості, окисно-відновний потенціал. Крім цього, обов’язковою рисою поживних середовищ повинна бути стерильність.

За складом поживні середовища поділяють на природні та штучні. Природні поживні середовища можуть містити такі натуральні продукти: молоко, відвар м’яса, овочі, картоплю, пивне сусло, хліб тощо. Штучні поживні середовища виготовляють або з хімічних речовин і натуральних продуктів (напівсинтетичні), або тільки з різних хімічних сполук (синтетичні).

За призначенням розрізняють прості, або звичайні, спеціальні та диференціально-діагностичні поживні середовища. До звичайних середовищ належать м’ясо-пептонний бульйон, м’ясо-пептонний агар, м’ясо-пептонний желатин та інші, на яких вирощують більшість сапрофітних і патогенних мікробів. На спеціальних середовищах (агар з кров’ю, агар із сироваткою, кров’яний телуритовий агар, жовткові середовища тощо) вирощують ті види мікроорганізмів, які не ростуть на простих поживних середовищах. До спеціальних належать також і елективні середовища, на яких створюються сприятливі умови для росту якого-небудь одного виду мікробів (бобовий агар, картопляний агар, сінна настоянка та інші).

Диференціально-діагностичні поживні середовища (наприклад, середовища Ендо для кишкової палички, середовище Штерна для сальмонел та інші) дають змогу швидко відрізнити одні види мікроорганізмів від інших.

За консистенцією середовища бувають рідкі, напіврідкі та тверді. Для вивчення фізіолого-біохімічних особливостей, а також для нагромадження мікробної біомаси (або продуктів її обміну) доцільно використовувати рідкі поживні середовища. Тверді середовища найчастіше застосовують для виділення чистих культур, підрахунку кількості бактерій та інших діагностичних цілей. Тверді поживні середовища виготовляють з рідких, додаючи до останніх 1,5—2,5%-го агар-агару (виготовляється з морських водоростей) або 10—15% желатину (суміш білкових речовин тваринного походження).

У мікробіологічній практиці широко застосовують також сухі поживні середовища, які випускаються у вигляді порошків (наприклад, сухий агар, сухий поживний агар, сухий агар Ендо, середовище Плоскірєва тощо), і якщо їх правильно зберігати, то вони довгий час не втрачатимуть своїх властивостей. Використання таких середовищ в навчальних лабораторіях є доцільним, бо заощаджує час при підготовці лабораторних занять.

Рецепти приготування поживних середовищ.

М’ясо-пептонний бульйон. Для виготовлення найуживаніших поживних середовищ — м’ясо-пептонного бульйону (МПБ), м’ясо-пептонного агару (МПА), м’ясо-пептонного желатину (МПЖ) та інших — насамперед треба приготувати м’ясну воду, оскільки вона є основою всіх цих середовищ. З цією метою свіжу телятину або яловичину звільняють від жиру, сухожилків, фасцій і пропускають через м’ясорубку. До 0,5 кг фаршу додають у два рази більше води, розмішують і настоюють протягом 2 год при температурі 37—39 °С. Одержаний настій проціджують через марлю і кип’ятять 20 хв до зсідання білків. Потім його фільтрують через вату або паперовий фільтр і стерилізують в автоклаві протягом 30 хв при температурі 120 °C і тискові 1 атм.

До 1 л м’ясної води додають 5 г кухонної солі, 10 г пептону і кип’ятять до повного розчинення пептону. Додають насичений розчин бікарбонату натрію до слабколужної реакції і знову піддають кип’ятінню протягом 20 хв. Потім доливають водою до початкового об'єму і фільтрують, розливають в колби і пробірки та стерилізують протягом 20 хв в автоклаві при температурі 120 °C. Готовий бульйон повинен бути прозорим і мати янтарно «жовтий колір. Для скорочення часу це середовище часто виготовляють із готових бульйонних кубиків.

М’ясо-пептонний агар виготовляють із м’ясо-пептонного бульйону, додаючи 2—2,5% подрібненого промитого агару. Суміш кип’ятять до повного розчинення агару, помішуючи її. Потім гарячий розчин фільтрують через ватяно-марлевий фільтр і стерилізують протягом 5 хв при температурі 115 °C у колбах, закритих ватними пробками.

М’ясо-пептонний желатин. До 1 л м’ясо-пептонного бульйону додають 100—150 г желатину і залишають для розбухання, підігрівають до повного розчинення желатину. Встановлюють слаб-колужну реакцію і кип’ятять протягом 5 хв. Далі розчин охолоджують до 40—50 °С, додають змішаний з водою білок курячого яйця і знову підігрівають. При цьому білки випадають в осад і середовище стає прозорим. Його фільтрують гарячим і стерилізують текучою парою (метод тиндалізації).