Komórki macierzyste 1(45) Nefron Wirtualny uniwersytet Geoportal Scenariusze zajęć Materiały Zadania BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA KWARTALNIK NUMER ROK

Transkrypt

1 EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1 KWARTALNIK ISSN BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA NUMER 1(45) ROK 2013 Komórki macierzyste Nefron Wirtualny uniwersytet Geoportal Scenariusze zajęć Materiały Zadania SZKOŁA EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA ebis.ibe.edu.pl ebis@ibe.edu.pl for the article by the Authors for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych

2 1/2013 w numerze: 1 NAUKA biologia geografia zdrowie chemia badania środowisko fizyka przyroda SZKOŁA narzędzia dydaktyczne jak uczyć pomysły scenariusze zajęć narzędzia w internecie jak zainteresować zadania recenzje wydarzenia informacje najnowsze odkrycia 3 Karolina Archacka Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Ewa Sitarska W komórkowej orkiestrze Przemysław Woźniak Nefron Małgorzata Maciejczyk Zdrowie i medycyna w religiach świata Na okładce: hodowla komórek mięśniowych (mioblastów) i zarodkowych komórek macierzystych (komórek ES). Jednojądrowe mioblasty są komórkami zdolnymi do fuzji, tj. łączenia się ze sobą, co prowadzi do powstania wielojądrowych miotub. Grupa zielonych komórek ES widoczna jest w prawym górnym rogu. Komórki ES, które połączyły się z mioblastami zabarwiły cytoplazmę powstałej w ten sposób miotuby na kolor zielony. Kolor niebieski to jądra komórek (zarówno mioblastów, jak i komórek ES), a także jądra obecne w miotubie, wybarwione specyficznym barwnikiem wiążącym DNA. Fot.: K. Archacka NAUKA artykuły przede wszystkim o charakterze przeglądowym, adresowane do osób zainteresowanych naukami przyrodniczymi dotyczą głównie zagadnień biologii i biochemii, ale mogą też obejmować problematykę pozostałych dyscyplin przyrodniczych. W naszym zamierzeniu mają zarówno dostarczyć rzetelną wiedzę, jak i skłonić do dyskusji, jakie treści i w jakiej formie warto proponować nauczycielom, by pomóc im w nauczaniu. Sprawia to, że dział ten ma charakter przede wszystkim pedagogiczny Marcin Zaród Wirtualna politechnika. Otwarte kursy internetowe w edukacji przyrodniczo- -technicznej Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski Geoportal krajowy niezastąpione źródło w edukacji przyrodniczej Anna Batorczak Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Urszula Poziomek Czy bać się przyrody? Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz SCENARIUSZ Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Agata Zabadaj, Urszula Poziomek Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE Nowe zadania z omówieniem SCENARIUSZ SZKOŁA artykuły lub materiały przedstawiające rozmaite źródła informacji (np. serwisy i kursy internetowe), uwarunkowania nauczania (m.in. prawne i społeczne), a także metody pracy z uczniami, konspekty i scenariusze lekcji. W każdym numerze najnowsze zadania Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE Here Comes Science recenzja płyty Pomagamy dzieciom w badaniu świata recenzja książki Edukacja środowiskowa recenzja książki Nowości ze świata nauki Noc Biologów na UW Zdjęcie numeru W ZAŁĄCZNIKU MATERIAŁY szykuje się ważne wydarzenie? poinformuj nas o nim ebis@ibe.edu.pl recenzje (książek, a nawet płyt z muzyką), zapowiedzi wydarzeń i relacje z nich, depesze o nowościach ze świata nauki oraz dyskusje i komentarze. NAUKA SZKOŁA EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA ebis.ibe.edu.pl ebis@ibe.edu.pl for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

3 2 Redakcja Redaktor naczelny: Takao Ishikawa Sekretarz redakcji: Marcin Trepczyński Redaktorzy merytoryczni: Urszula Poziomek, Jolanta Skorupa-Korycka Kontakt z redakcją i propozycje tekstów: ebis@ibe.edu.pl Strona internetowa: ebis.ibe.edu.pl Adres redakcji: ul. Górczewska 8, Warszawa Rada naukowa przewodniczący Rady: prof. zw. dr hab. Adam Kołątaj (Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN, Jastrzębiec), zast. przewodniczącego: prof. dr hab. Katarzyna Potyrała (Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie), a także: dr hab. Ondrej Hronec (Uniwersytet w Presowie, Słowacja), prof. dr hab. Daniel Raichvarg (Uniwersytet Burgundzki w Dijon, Francja), prof. dr hab. Valerij Rudenko (Wydział Geograficzny, Uniwersytet w Czerniowcach, Ukraina), prof. zw. dr hab. Wiesław Stawiński (emerytowany profesor Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie) Poza radą czasopismo posiada również zespoły doradcze oraz stałych recenzentów zob. na stronie: ebis.ibe.edu.pl Wydawnictwo Wydawca: Instytut Badań Edukacyjnych, ul. Górczewska 8, Warszawa Projekt okładki: Marcin Broniszewski Redakcja techniczna: Elżbieta Gątarek Skład i łamanie: Marcin Trepczyński czasopismo punktowane: 4 punkty na liście MNiSW z 2012 r. wersją referencyjną czasopisma jest wydanie elektroniczne opublikowane na stronie: ebis.ibe.edu.pl Od redakcji Takao Ishikawa Szanowni Państwo, mam przyjemność kontynuować dzieło pani profesor Danuty Cichy przejmując obowiązki redaktora naczelnego kwartalnika Edukacja Biologiczna i Środowiskowa. Nazywam się Takao Ishikawa, jestem biologiem pracującym od 2007 r. na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Najważniejsze cele, które postawiłem sobie jako redaktor naczelny EBiŚ, są dwa. Pierwszy to kontynuacja ciężkiej pracy dotychczasowej redaktor naczelnej i redakcji. Byłoby ogromnym błędem zaprzepaszczenie dorobku czasopisma. Drugi cel to unowocześnienie i dalszy rozwój EBiŚ. Wierzę, że dzięki temu czasopismo otworzy się na nowych Czytelników, którzy do tej pory nie mieli okazji zetknąć się z kwartalnikiem. Z ogromną nadzieją, ale i pewnym niepokojem, oddajemy w Państwa ręce numer 1/2013. Z niepokojem, dlatego że wprowadziliśmy zmiany, których trudno nie zauważyć. Z nadzieją, ponieważ wierzymy, że EBiŚ w nowej odsłonie przypadnie Państwu do gustu. Zdajemy sobie sprawę, że niektórych z Państwa nowy EBiŚ może zaskoczyć, ale liczymy też na to, że część z Państwa od razu polubi nowinki, które wprowadziliśmy. Od numeru 1/2013 kwartalnik EBiŚ będzie dostępny jedynie w formie elektronicznej, ale dzięki temu pragniemy Państwu udostępnić całą treść za darmo na stronie ebis. ibe.edu.pl. Każdy numer będzie podzielony na trzy części z myślą o różnych grupach Czytelników: NAUKA, SZKOŁA i. NAUKA to dział, w którym będą publikowane artykuły przede wszystkim o charakterze przeglądowym, które mają szansę zainteresować nie tylko ambitnego nauczyciela, ale także uczniów i studentów pasjonujących się naukami przyrodniczymi. W dziale SZKOŁA znajdą się treści bezpośrednio związane z praktyką dydaktyczną w szkole, czyli rozmaite źródła informacji (np. serwisy internetowe), metody pracy, scenariusze lekcji lub opracowania (np. podsumowujące realizację projektu dydaktycznego). Natomiast w dziale będzie można dowiedzieć się o rozmaitych wydarzeniach, publikacjach i nowościach ze świata nauki. W numerze 1/2013 EBiŚ, w dziale NAUKA znajdą Państwo artykuł rozpoczynający cykl trzech prac dotyczących komórek macierzystych. Dr Karolina Archacka w przystępny sposób wprowadzi Państwa w niezwykle prężnie rozwijającą się dziedzinę biologii. Innych Czytelników może zainteresować temat zdrowia i medycyny w religiach świata poruszony przez mgr Małgorzatę Maciejczyk. W dziale SZKOŁA, szczególnie nauczycieli zachęcam do przeczytania artykułu Geoportal krajowy niezasta pione z ródło w edukacji przyrodniczej, autorstwa dr Pauliny Pokojskiej i dr. Wojciecha Pokojskiego. O nowych możliwościach edukacji przez internet dowiedzą się Państwo z pracy mgr. inż. Marcina Zaroda opisującej otwarte kursy internetowe. W dziale tym znajdą Państwo również materiały do przedmiotu przyroda, przedmiotu uzupełniającego w szkole ponadgimnazjalnej. Tych z Państwa, którym spodoba się kwartalnik, szczególnie zachęcam do prenumeraty. Dzięki temu będą Państwo otrzymywać cały numer w PDF z możliwością swobonego drukowania i powielania na rozmaite urządzenia elektroniczne. Mówi się, że internet daje swobodę... proszę jednak sobie wyobrazić, że dzięki prenumeracie EBiŚ, będą mogli Państwo zabrać swój ulubiony kwartalnik nawet tam, gdzie internet nie dociera! Takao Ishikawa NAUKA SZKOŁA EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA ebis.ibe.edu.pl ebis@ibe.edu.pl for the edition by Instytut Badań Edukacyjnych 2013

4 Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka Streszczenie: Komórki macierzyste mają wyjątkowe właściwości wśród wszystkich komórek organizmu: są zdolne zarówno do samoodnawiania własnej populacji, jak i różnicowania się w wyspecjalizowane komórki. Ze względu na te właściwości komórki macierzyste odgrywają kluczową rolę w procesach rozwoju zarodkowego i płodowego, podczas wzrostu organizmu, a także odpowiadają za regenerację tkanek u dorosłych osobników. Komórki macierzyste klasyfikowane są ze względu na pochodzenie (zarodkowe, płodowe, organizmów dorosłych) lub ze względu na zdolność do przekształcenia się w różne rodzaje komórek (komórki totipotencjalne, pluripotencjalne, multipotencjalne, unipotecjalne). Niniejszy artykuł przedstawia ogólne wiadomości dotyczące komórek macierzystych i stanowi wprowadzenie do kolejnych publikacji, które dotyczyć będą pluripotencjalnych komórek macierzystych oraz komórek macierzystych dorosłych organizmów.. Słowa kluczowe: komórki macierzyste, samoodnawianie się komórek, różnicowanie się komórek, regeneracja tkanek, medycyna regeneracyjna, Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: dr Karolina Archacka: Zakład Cytologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Miecznikowa 1, Warszawa; kczaja@biol.uw.edu.pl Wstęp Komórki macierzyste to jeden z najgorętszych terminów biologicznych ostatnich lat. O komórkach macierzystych można przeczytać lub usłyszeć w mediach. W poradniach medycznych i innych instytucjach dostępne są poświęcone im ulotki, a w czasopismach reklamowane są kosmetyki zawierające komórki macierzyste. Szum medialny wokół komórek macierzystych wzmógł się w ostatnich miesiącach w związku z tym, że w 2012 r. laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny zostali Shinya Yamanaka i John Gurdon. Badania tych naukowców doprowadziły do uzyskania komórek macierzystych określanych jako indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (induced pluripotent stem (cells) ips). Pięć lat wcześniej, w 2005 r., Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny uhonorowany został Martin Evans, naukowiec, który uzyskał inny rodzaj komórek macierzystych zarodkowe komórki macierzyste (embryonic stem (cells) ES). Komórkom Artykuł powstał podczas realizacji projektu Modification of myogenic potential of pluripotent stem cells the role of sonic hedgehog and interleukin 4 realizowanego w ramach programu POMOST Fundacji na rzecz Nauki Polskiej współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Stanowi on pierwszą część materiału nt. komórek macierzystych, który w trzech częściach opublikujemy w naszym kwartalniku. Ryc. 1. Właściwości komórek macierzystych (wszystkie ryciny opracowanie własne) Zdolność komórek macierzystych do samoodnawiania się jest niezbędna do utrzymania ich puli w organizmie na odpowiednim poziomie. Na zdjęciu A widoczne są kolonie zarodkowych komórek macierzystych powstałe w wyniku ich szybkich podziałów. Dzięki zdolności komórek macierzystych do różnicowania się powstają różne rodzaje wyspecjalizowanych komórek budujących tkanki i narządy organizmu, np. serce (zdjęcie B) czy śledzionę (zdjęcie C). ES oraz komórkom ips poświęcony będzie kolejny artykuł z niniejszej serii. Tymczasem zapraszamy do świata fascynujących komórek macierzystych! W tym i w kolejnych artykułach spróbujemy odpowiedzieć na szereg pytań dotyczących tych niezwykłych komórek. Jakie cechy mają komórki macierzyste? Komórki macierzyste obecne są w organizmie na różnych etapach jego rozwoju, począwszy od stadium zarodka przez okres życia płodowego aż do dorosłości. Bez względu na to, na którym etapie życia organizmu NAUKA SZKOŁA

5 Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ występują, wszystkie komórki macierzyste muszą wykazywać dwie właściwości, tzn. muszą być zdolne do samoodnawiania własnej populacji, a także do różnicowania się. Co to oznacza? Podczas rozwoju organizmu dochodzi do stopniowej specjalizacji budujących go komórek, dzięki czemu mogą one pełnić określone funkcje, np. neurony odpowiadają za przenoszenie impulsów nerwowych, a czerwone krwinki za transport tlenu w organizmie. Stopniowej specjalizacji komórek najczęściej towarzyszy ograniczenie lub utrata zdolności do podziałów komórkowych, określana także jako zdolność do proliferacji. O komórkach macierzystych, nawet tych obecnych w dorosłych organizmach, mówi się, że zachowują niezróżnicowany charakter i zdolność do samoodnawiania własnej populacji. Oznacza to, że w wyniku podziałów komórek macierzystych mogą powstać takie same niezróżnicowane komórki (ryc. 1). Drugą właściwością komórek macierzystych jest ich zdolność do przekształcania się w wyspecjalizowane komórki, określana jako potencjał komórek macierzystych do różnicowania się (ryc. 1). Czy wszystkie komórki macierzyste są takie same? Komórki macierzyste różnią się pod względem potencjału do różnicowania się, co stało się podstawą ich klasyfikacji i wyróżnienia czterech grup tych komórek (ryc. 2): komórki totipotencjalne to takie komórki macierzyste, z których mogą powstać wszystkie rodzaje komórek i tkanek budujących organizm, a także struktury pozazarodkowe, takie jak błony płodowe czy łożysko. Przykładem macierzystej komórki totipotencjalnej jest zygota, jednokomórkowy zarodek powstający w wyniku zapłodnienia oocytu przez plemnik, z którego może powstać w pełni Ryc. 2. Klasyfikacja komórek macierzystych Komórki macierzyste klasyfikowane są ze względu na pochodzenie (górny panel) lub potencjał do różnicowania (dolny panel). Zdjęcie B przedstawia zarodek myszy na stadium blastocysty, w którym dochodzi do implantacji (zagnieżdżenia się) zarodka w macicy matki. W blastocyście można wyróżnić dwie grupy komórek o różnych właściwościach. Na obwodzie zarodka znajduje się trofoblast, którego komórki dadzą początek błonom płodowym otaczającym zarodek, natomiast skupisko komórek zaznaczone czarną ramką określane jest jako węzeł zarodkowy blastocysty. Z komórek tych stopniowo formowane będzie ciało zarodka. Komórki zlokalizowane w węźle zarodkowym blastocysty są pluripotencjalne i to z nich uzyskiwane są wspomniane wcześniej komórki ES. wykształcony osobnik, a także wszystkie struktury pozazarodkowe, niezbędne do jego prawidłowego rozwoju; komórki pluripotencjalne wykazują zdolność do utworzenia wszystkich rodzajów komórek i tkanek budujących organizm. Od komórek totipotencjalnych odróżnia je to, że nie tworzą struktur pozazarodkowych, a więc mają nieco mniejszy potencjał do różnicowania się. Do komórek pluripotencjalnych zaliczane są wspomniane wcześniej komórki ES oraz komórki ips; komórki multipotencjalne to komórki macierzyste zdolne do przekształcenia się w różne rodzaje wyspecjalizowanych komórek, ale mających wspólne NAUKA SZKOŁA

6 Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ pochodzenie. Co to oznacza? Podczas rozwoju zarodkowego formowane są trzy listki zarodkowe, tj. ektoderma, endoderma i mezoderma. Na dalszych etapach rozwoju z listków tych powstają określone rodzaje komórek i tkanek. Przykładowo, z ektodermy pochodzą komórki nerwowe, z endodermy komórki budujące wątrobę, zaś z mezodermy komórki krwi czy mięśnie szkieletowe. Najczęściej przyjmuje się, że komórki multipotencjalne to takie komórki macierzyste, z których pochodzą komórki i tkanki wywodzące się z tego samego listka zarodkowego; komórki unipotencjalne mają najbardziej ograniczony potencjał do różnicowania się spośród wszystkich komórek macierzystych. Przyjmuje się, że komórki te są zdolne do przekształcenia się tylko w jeden, określony rodzaj wyspecjalizowanych komórek. Komórki macierzyste mogą być także rozróżniane ze względu na pochodzenie. Wówczas dzieli się je na komórki zarodkowe, płodowe i komórki macierzyste organizmów dorosłych (ryc. 2). Oba sposoby klasyfikacji komórek macierzystych (ze względu na potencjał do różnicowania się lub ze względu na pochodzenie) częściowo się uzupełniają. Przyglądając się ryc. 2 można zauważyć, że komórki macierzyste budujące zarodki (zygota, komórki węzła zarodkowego blastocysty) lub z nich pochodzące (np. komórki ES) to komórki totii pluripotencjalne. Z komórek tych może powstać na drodze rozwoju zarodkowego i płodowego w pełni rozwinięty osobnik. W płodach występują komórki multipotencjalne, z których powstają określone tkanki i narządy, np. tkanka tłuszczowa i mięśnie szkieletowe wywodzące się z mezodermy. Powstawanie poszczególnych tkanek i narządów wymaga obecności odpowiednich komórek multipotencjalnych lub unipotencjalnych, przypisanych do danej tkanki. Komórki Ryc. 3. Zachowanie komórek macierzystych w trakcie regeneracji na przykładzie mięśni szkieletowych Mięśnie szkieletowe zbudowane są z wielojądrowych włókien mięśniowych. Każdemu z nich towarzyszy kilka komórek macierzystych mięśni szkieletowych, nazywanych komórkami satelitowymi. W warunkach fizjologicznych komórki satelitowe obecne w mięśniu pozostają w stanie uśpienia (etap I, komórki w kolorze zielonym). Po uszkodzeniu mięśnia komórki satelitowe ulegają aktywacji (etap II, komórki w kolorze czerwonym) i dzielą się. Część powstałych komórek przekształci się w komórki mięśni szkieletowych nazywane mioblastami (komórki w kolorze różowym), zaś reszta pozostanie w stanie niezróżnicowanym (komórki w kolorze zielonym) i odtworzy pulę komórek satelitowych w mięśniu. Wyspecjalizowane mioblasty w kilkuetapowym procesie utworzą wielojądrowe włókna mięśniowe, dzięki czemu struktura uszkodzonego mięśnia zostanie odtworzona (etap III). W odbudowanych mięśniach włóknom ponownie będą towarzyszyły komórki satelitowe. NAUKA SZKOŁA

7 Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 4. Elementy niszy komórek macierzystych Do czynników wpływających na właściwości komórek znajdujących się w niszy należą m.in. inne komórki obecne w danej niszy (np. komórki macierzyste, zielona strzałka) lub pozostające z nią w kontakcie (np. neurony, czerwona strzałka), a także substancje produkowane przez komórki i elementy tkanki (niebieska strzałka). Do niszy docierają także sygnały hormonalne, dostarczane np. przez krew (pomarańczowa strzałka). multipotencjalne obecne są także w organizmach dorosłych, choć w organizmach tych dominują unipotencjalne komórki macierzyste, określane także jako tkankowo specyficzne komórki macierzyste. Mimo że ich potencjał do różnicowania się jest najmniejszy wśród wszystkich rodzajów komórek macierzystych, unipotencjalne komórki macierzyste są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania tkanek i narządów u dorosłych organizmów. Na czym polega rola komórek macierzystych w dorosłych organizmach? Komórki macierzyste obecne w dorosłych organizmach znajdują się zwykle w tzw. stanie uśpienia, co oznacza, że nie dzielą się i pozostają nieaktywne metabolicznie. Jeśli jednak dana tkanka czy narząd zostaną uszkodzone, komórki macierzyste ulegają aktywacji (ryc. 3). Uszkodzenie tkanki lub narządu może być spowodowane czynnikami mechanicznymi, termicznymi, chemicznymi, a także rozwojem choroby. W takiej sytuacji komórki macierzyste rozpoczynają podziały komórkowe, tworząc nowe komórki macierzyste lub przekształcając się w wyspecjalizowane komórki budujące daną tkankę lub narząd. Dzięki temu uszkodzona tkanka lub narząd mogą zostać stopniowo odbudowane i odzyskać, przynajmniej w części, swoje właściwości. Proces ten określany jest jako regeneracja tkanek/narządów. Odnowienie puli komórek macierzystych zlokalizowanych w danej tkance czy narządzie umożliwia zajście kolejnej rundy regeneracji, jeśli dojdzie do ponownego uszkodzenia lub postępu w rozwoju choroby. Komórki macierzyste są obecne w wielu tkankach i narządach dorosłych organizmów. U człowieka obecność komórek macierzystych stwierdzono m.in. w mózgu, rogówce oka, szpiku kostnym, mięśniach szkieletowych, jelicie oraz wątrobie. Ich występowanie w niektórych tkankach i narządach wymaga jeszcze weryfikacji i stanowi przedmiot badań naukowych. Miejsce w organizmie, w którym zlokalizowane są komórki macierzyste poszczególnych tkanek określane jest jako ich nisza. Na komórki macierzyste znajdujące się w niszy oddziałuje szereg czynników biologicznych i środowiskowych, które wpływają na ich właściwości i zachowanie (ryc. 4). Rola niszy polega na ochronie komórek macierzystych poprzez fizyczne oddziaływania, a także dostarczanie sygnałów niezbędnych do właściwego funkcjonowania komórek macierzystych w warunkach fizjologicznych oraz po uszkodzeniu tkanki. Czy komórki macierzyste można hodować w warunkach laboratoryjnych? W obecnych czasach wiele rodzajów komórek macierzystych można z powodzeniem wyizolować z organizmu i utrzymywać je w hodowli in vitro. Oczywiście, wymaga to zapewnienia komórkom właściwych warunków hodowli (ryc. 5). Poza zastosowaniem odpowiedniej dla danego rodzaju komórek pożywki hodowlanej, właściwa hodowla komórek macierzystych poza organizmem wymaga często spełnienia dodatkowych wymogów, np. dostarczenia warstwy komórek, które będą odżywiały komórki macierzyste, czy pokrycia powierzchni, na których będą hodowane komórki macierzyste, specjalnymi substancjami. Optymalizacja warunków hodowli komórek macierzystych pozwala na znaczące zwiększenie ich liczby po wyizolowaniu z organizmu. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie badań naukowych dotyczących m.in. charakterystyki określonego rodzaju komórek macierzystych, sprawdzenia roli wybranych genów w regulacji ich właściwości czy określenia wpływu różnych substancji (np. składników leków, kosmetyków) na cechy hodowanych komórek macierzystych. Wydajna i prawidłowa hodowla jest także często konieczna do uzyskania odpowiedniej liczby komórek macierzystych lub uzyskanych z nich wyspecjalizowanych komórek do transplantacji w celu łagodzenia lub leczenia chorób degeneracyjnych. Ale to już pieśń przyszłości i temat na następny artykuł... NAUKA SZKOŁA

8 Komórki macierzyste Część I wprowadzenie Karolina Archacka EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 5. Hodowla komórek macierzystych in vitro Komórkom macierzystym, podobnie, jak wszystkim komórkom hodowanym poza organizmem, muszą zostać dostarczone niezbędne składniki odżywcze, takie jak glukoza, białka czy sole mineralne. Mieszanina odpowiednio dobranych składników do hodowli komórek określana jest jako pożywka hodowlana. Komórki macierzyste przeznaczone do hodowli in vitro mogą być uzyskiwane z fragmentów tkanek pobranych np. podczas biopsji, a następnie rozdrobnionych mechanicznie lub inkubowanych w obecności odpowiednich enzymów. Zdjęcie po prawej przedstawia komórki satelitowe, które migrują z włókna mięśniowego wyizolowanego z mięśnia szkieletowego. Niniejszy artykuł może być pomocny przy realizacji wymagań podstawy programowej z biologii dla szkół ponadgimnazjalnych w zakresie rozszerzonym: treści nauczania VI.8.6 oraz VI.8.8 Uczeń przedstawia sposoby i cele otrzymywania komórek macierzystych oraz dyskutuje problemy etyczne związane z rozwojem inżynierii genetyczneji bio technologii, w tym przedstawia kontrowersje towarzyszące badaniom nad klonowaniem terapeutycznym człowieka i formułuje własną opinię na ten temat. NAUKA Literatura Niniejszy artykuł zawiera ogólne informacje na temat komórek macierzystych, dlatego pominięto odwołania do literatury przedmiotu. Poniżej zamieszczono spis dodatkowej, polecanej literatury: Publikacje w języku polskim: Archacka K, Grabowska I, Ciemerych MA (2010). Indukowane komórki pluripotentne nadzieje, obawy i perspektywy. Postępy Biologii Komórki 37, Archacka K, Moraczewski J, Grabowska I (2010). Udział niemięśniowych komórek macierzystych w regeneracji mięśni szkieletowych. Postępy Biologii Komórki 37, Ciemerych MA (2008). Zarodkowe komórki macierzyste w poszukiwaniu pluripotencji. Postępy Biologii Komórki 35, 203. Ciemerych MA (2009). Polowanie na wszechmocne komórki. Wiedza i Życie 8/209. Witkowska A, Ciemerych MA, Suwińska A (2010). Ludzkie zarodkowe komórki macierzyste regulacja pluripotencji i różnicowania. Postępy Biologii Komórki 37, Publikacje w języku angielskim: Czyż J, Wiese C, Rolletschek A, Błyszczuk P, Cross M, Wobus AM (2003). Potential of embryonic and adult stem cells in vitro. Biol Chem. 384(10-11), Lanza, R. (red). Essentials of stem cell biology, 2009, Elselvier. Mimeault M, Hauke R, Batra SK. (2007). Stem cells: a revolution in therapeutics-recent advances in stem cell biology and their therapeutic applications in regenerative medicine and cancer therapies. Clin Pharmacol Ther. 82(3): Murry CE, Keller G. (2008). Differentiation of embryonic stem cells to clinically relevant populations: lessons from embryonic development. Cell 132(4): Regenerative Medicine oraz Stem Cells Basics raporty dostępne na stronie NIH (National Institute of Health, Narodowy Instytut Zdrowia Stanów Zjednoczonych) Stem cells. Part I introduction Karolina Archacka Stem cells are unique among other cells building organism as they are able both to self-renew and to differentiate into specialized cells. For this reason they play pivotal role during embryonic and fetal development as well as in the growing organisms. In adults stem cells play crucial role in tissue regeneration. Stem cells are classified in terms of their origin (embryonic, fetal, and adult stem cells) or regarding their potential for differentiation into various types of cells (totipotent, pluripotent, multipotent, and unipotent stem cells). The article presents general information about stem cells and serves as an introduction to the next two publications describing pluripotent and adult stem cells, respectively. Key words: stem cells, cell self-renewal, cell differentiation, tissue regeneration, regenerative medicine, Nobel Prize in physiology or medicine SZKOŁA

9 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ W komórkowej orkiestrze o temacie muzycznym (sno)rna Ewa Sitarska Streszczenie: Wśród coraz większej liczby badanych rodzajów RNA najpowszechniej znane są mrna, trna i rrna. Niekodujące małe RNA (snrna, mirna, sirna), a w szczególności małe jąderkowe RNA (snorna) okazały się uczestniczyć w wielu ważnych procesach komórkowych. Badania przeprowadzone w ostatnich latach pozwalają na coraz lepsze zrozumienie różnorodnych funkcji i oddziaływań RNA. Małe jąderkowe RNA wykazują zdolność do tworzenia kompleksów z białkami i najczęściej w postaci małych jąderkowych rybonukleoprotein uczestniczą w chemicznej modyfikacji (2 -O-metylacja, pseudourydylacja) nukleotydów rrna i snrna. Na podstawie konserwowanych sekwencji występujących w snorna można wyróżnić C/D i H/ACA snorna, których kompleksy charakteryzują się odmiennymi strukturami i funkcjami. Przegląd specyficznych i precyzyjnych oddziaływań RNA, a w szczególności snorna, pozwoli zrozumieć jego kluczowe znaczenie dla funkcjonowania komórki. Słowa kluczowe: RNA, modyfikacja RNA, parowanie zasad, snorna, snornp, 2 O-metylacja, pseudourydylacja, sekwencja C/D, sekwencja H/ACA otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: Ewa Sitarska: studentka IV roku na kierunkach psychologia i biotechnologia w ramach Kolegium Międzywydziałowych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych UW; praca licencjacka na kierunku biotechnologia wykonana w Zakładzie Biologii Molekularnej na Wydziale Biologii UW na temat małych jąderkowych snorna Preludium Gdy w 1953 r. James D. Watson i Francis Crick wykorzystując badania Rosalind Franklin odkryli strukturę DNA, wydawało się, że sposób, w jaki funkcjonuje komórka, można wyjaśnić właśnie na jej modelu. Co jednak okazało się po kilkudziesięciu latach badań zainspirowanych modelem dwuniciowej helisy DNA? Nośnika informacji jakim jest DNA nie można określić ani jako dyrygenta, ani nawet pierwszych skrzypiec komórkowej orkiestry. Spełnia on raczej funkcję zapisu nutowego, który poprzez dynamiczną interpretację, w zależności od publiczności i charakteru zjawiska, staje się muzyką. Na pierwszym planie pojawiają się, wcześniej niedocenione, a także w przeważającym stopniu nieznane, cząsteczki RNA. Później odkryte, ale uważane za drugoplanowe elementy ekspresji genów, okazują się mieć ogromny wpływ na jej przebieg, ze względu na wielość funkcji i struktur oraz dynamiczny charakter. Te same utwory muzyczne mogą być odczytywane i interpretowane na wiele różnych sposobów, mimo wykorzystywania uniwersalnych technik. To dyrygent i orkiestra nadają utworowi kształt i charakter. W podobny sposób zachowuje się RNA, który działając głównie na podstawie tworzenia się par zasad wchodzi w ogromną liczbę interakcji. Ponadto, tworząc drugorzędowe struktury potrafi oddziaływać z przeróżnymi białkami, co sprawia, że odgrywa kluczową rolę w tworzeniu komórkowej muzyki. Każdy instrumentalista grając swoją partię wchodzi w dialog z innymi. Brak takiego dialogu może zaowocować zagubieniem charakteru utworu. Obok najbardziej znanych instrumentalistów, takich jak mrna (matrycowy RNA), trna (transportujący RNA) i rrna (rybosomowy RNA), istnieje jeszcze wiele innych chociażby snrna, czyli małe jądrowe RNA (ryc. 1) Poszczególne rodzaje RNA oddziałują wzajemnie ze sobą na różnych etapach procesów zachodzących w komórce, czasem również przyczyniając się do biogenezy innych cząsteczek RNA. Okazało się, że w ekspresji genów ważną partię grają również małe regulatorowe RNA, m.in. snor- NA (małe jąderkowe RNA). Nie dość, że ich funkcja jest silnie związana z powstawaniem funkcjonalnych rybosomów, które są podstawowym narzędziem do tworzenia białek, to jeszcze prawdopodobnie ich działalność rozszerza się, przeplata i wpływa na funkcjonowanie innych cząsteczek RNA. Aby zrozumieć temat muzyczny snorna niezbędne jest przyjrzenie się jego dialogom z innymi cząsteczkami RNA, które wspólnie przyczyniają się do utworzenia dynamicznego i harmonijnego eukariotycznego transkryptomu. Kodujący, ale czy solista? Najpopularniejszym kwasem rybonukleinowym i jednocześnie jedynym kodującym jest mrna (matrycowy RNA). Cząsteczki mrna są transkryptami genów kodujących białka informujących o sekwencji aminokwasów w poszczególnych polipeptydach, które w dalszym etapie ekspresji genomu ulegają translacji przy pomocy rybosomów. Ponadto, cząsteczki mrna charakteryzują się krótkim okresem półtrwania zarówno u prokariontów (kilka minut), jak i u eukariontów (kilka godzin). Dzięki ich szybkiemu procesowi degradacji skład transkryptomu jest bardzo zmienny, co nadaje dynamiczny charakter procesom odbywającym się w jądrze komórkowym (Brown, 2007). Powstanie funkcjonalnego mrna u bakterii nie wymaga żadnych dodatkowych procesów, ponieważ wyjściowy transkrypt mrna większości genów może bezpośrednio zostać wykorzystany do translacji. Inaczej wygląda to u organizmów eukariotycznych, u których pre-mrna musi przejść proces dojrzewania, aby powstała w pełni funkcjonalna cząsteczka mrna. NAUKA SZKOŁA

10 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Obróbka posttranskrypcyjna polega na modyfikowaniu końców (do 5 - dodawana jest czapeczka, do 3 - ogon poli-a) oraz wycinaniu intronów, a dodatkowo również cięciu przez endonukleazy bądź chemicznym modyfikowaniu (Brown, 2007). Kodujący RNA spełnia niewątpliwie jedną z najistotniejszych funkcji w komórce, będąc podstawą do następnych etapów ekspresji genów. Ciekawym faktem jest to, że nie stanowi on więcej niż 4% całego komórkowego RNA. Co się dzieje z pozostałymi 96% rybonukleinowej materii? Dlaczego tak niewielka część RNA zostaje wykorzystywana w późniejszych etapach powstawania białek? Większość cząsteczek kwasu rybonukleinowego to formy niekodujące. Mimo, że są one mniej znane, nie ulega wątpliwości jak bardzo jest istotne ich znaczenie, skomplikowanie i precyzja procesów, za które są odpowiedzialne. W jaki sposób wpływają na funkcjonowanie komórki? dających za rozwój neuronów. Ciekawe jest również to, że proporcjonalnie większa ilość sekwencji niekodujących w genomie jest związana z odpowiednio większym stopniem złożoności rozwoju organizmu (Qureshi i Mehler, 2012). Na przestrzeni ostatnich lat odkryto ogromną liczbę nowych ncrna, jednak funkcje i pochodzenie wielu z nich nadal pozostają tajemnicą. Jednymi z nowopoznanych ncrna są snorna (małe jąderkowe RNA), które funkcjonują przeważnie w postaci kompleksów rybonukleoproteinowych (snornp). Aby zrozumieć złożoność procesu regulacji ekspresji genów i jej efektu powstawania białek, a także roli snornp w tym procesie, należy poznać ich funkcje i wzajemne interakcje poznanych rodzajów ncrna, ponieważ zakresy ich działania się przenikają. Niekodujący, a popularni Następne miejsce po mrna na top liście najbardziej znanych i popularnych kwasów rybonukleinowych zajmują trna i rrna. Mimo, że ilość trna w komórce jest około osiem razy mniejsza niż ilość rrna, to jednak jego funkcje transportujące i mnogość typów powoduje, że zagadnienie to zajmuje wielu badaczy. W każdej komórce znajduje się więcej niż 20 rodza- NAUKA Niekodująca orkiestra Niekodujący RNA to wszystkie cząsteczki kwasu rybonukleinowego, które nie ulegają translacji prowadzącej do syntezy polipeptydu, jednak mimo to pełnią wiele zróżnicowanych funkcji. Nie tylko odgrywają ważną rolę w regulacji ekspresji genów wykorzystując wiele mechanizmów, lecz także uczestniczą w translacji (trna i rrna), dojrzewaniu i modyfikacji pierwotnych transkryptów (snrna, snorna) czy replikacji DNA (RNA telomerazy). Niekodujący RNA pośredniczy również w procesach związanych z centralnym układem nerwowym, takich jak: rozwój mózgu, plastyczność synaptyczna oraz patogeneza chorób neurodegeneracyjnych (Qureshi i Mehler, 2012). U ssaków naczelnych najszybciej ewoluują niekodujące obszary genomu, mogące dać początek nowym ncrna, które są głównie zaangażowane w regulację genów odpowia- Ryc. 1. Schematyczny podział RNA SZKOŁA

11 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 2. Schematyczna cząsteczka trna jów cząsteczek trna, które mogą występować w stanie wolnym lub w formie amino-acylo-trna, gdy są związane z danym aminokwasem. Po przyłączeniu do wolnych aminokwasów z cytoplazmy mają one za zadanie transportować je do rybosomów (Allison, 2007). Dojrzała cząsteczka transportująca powstaje z pierwotnych transkryptów w wyniku działania RNaz, a następnie jej zasady ulegają serii modyfikacji, zarówno u prokariontów, jak i u eukariontów. Mimo różnic w mechanizmie przeprowadzającym dojrzewanie trna w zależności od organizmu, wydaje się, że jest on podobny nawet u odległych ewolucyjnie form życia (Brown, 2007). Cząsteczka trna ma dość charakterystyczny kształt, ponieważ posiada cztery ramiona, które odpowiadają odmiennym funkcjom (ryc. 2). Pętla DHU (dihydrouracylowa) zawiera nietypowy dla RNA dihydroksyuracyl, który informuje, jaki rodzaj aminokwasu może się przyłączyć do trna. Chemicznie aktywowane aminokwasy dołączają się do ramienia akceptorowego za pomocą wiązania diestrowego, natomiast pętla antykodonowa jest odpowiedzialna za rozpoznawanie i wiązanie się z kodonem w mrna. Ostatni fragment koniczyny ramię rybotymidowe (pseudourydynowe) służy do łączenia się z rybosomem i umacniania trna na matrycy. Występuje w nim zmodyfikowana zasada pseudourydyna, która jest efektem działalności snornp. Podobnie jak cząsteczki transportujące, rrna również powstają w wyniku dojrzewania pierwotnego transkryptu i mogą występować zarówno w postaci jednoniciowej, jak i dwuniciowej. rrna spełnia bardzo ważną funkcję, ponieważ wspólnie z elementami białkowymi tworzy kluczowe do procesu syntezy białek, składające się z dwóch podjednostek, rybosomy. Mają one odmienną budowę i istnieją różnice w procesie ich dojrzewania u eukariontów i prokariontów. Powstawanie podjednostek rybosomowego RNA w komórkach eukariotycznych zachodzi w jąderku, z wyjątkiem podjednostki 5S. Za transkrypcję cząsteczek rrna na matrycy DNA odpowiada polimeraza RNA I oraz polimeraza RNA III (w przypadku wcześniej wspomnianej podjednostki 5S rrna). Aby stworzyć funkcjonalne cząsteczki kwasu rybonukleinowego, białka rybosomalne i jąderkowe przyłączają się do pierwotnego transkryptu prekursora 45S pre-rrna natychmiast po jego syntezie i kształtują 80S pre-rrnp. Elementy białkowe są bardzo istotne zarówno podczas procesu tworzenia się rybosomu, jak i później, gdy będą stanowiły 1/3 masy podjednostek rybosomowych. Ostatnie etapy powstawania funkcjonalnego rrna polegają na usunięciu części regionów pre-rrna w reakcjach z udziałem enzymów endonukleolitycznych i egzonukleolityczncyh, a następnie na modyfikacjach pozostałej części cząsteczki, z których najczęstsze to 2 -O-metylacja rybozy oraz przekształcanie urydyny w pseudourydynę. U prokariontów posttranskrypcyjne dojrzewanie zaczyna się od uformowania wewnątrzcząsteczkowej struktury drugorzędowej składającej się z ramion i pętli, która umożliwia utworzenie kompleksów z białkami. Po związaniu białek w RNA zachodzą modyfikacje i w wyniku tego transkrypt zostaje pocięty w taki sposób, że uwalniane są prekursory RNA (5S, 16S i 23S), które pod wpływem innych RNaz stają się dojrzałymi jego cząsteczkami (Allison, 2007). Podsumowując, wspólne dla obu tych procesów jest to, że z pierwotnych transkryptów tworzących się z genów kodujących rrna u eukariontów i prokariontów powstają cząsteczki prekursorowe, które następnie są w dużej mierze cięte przez RNazę III. Skutkiem cięć i innych modyfikacji (np. 2 -O-metylacja rybozy oraz przekształcanie urydyny w pseudourydynę) jest powstanie dojrzałego rrna. Powstałe rrna jest rybozymem, czyli cząsteczką posiadającą aktywność katalityczną, a obecne w jej strukturze liczne białka rybosomowe, będące kofaktorami w procesie translacji, zwiększają jego wydajność. W cieniu pierwszych skrzypiec niekodujące RNA drugiego planu Mimo niewielkich rozmiarów oraz istnienia w cieniu swoich większych i lepiej poznanych braci małe regulatorowe RNA (mirna, sirna) okazują się odgrywać nie mniej kluczową rolę w ekspresji genów. Wpływają one na bardzo wiele różnych funkcji komórki, m.in. na procesy proliferacji, apoptozy oraz różnicowania. Nadal pozostają także tajemnicze, ponieważ ich spektrum działania jeszcze nie zostało to końca wyjaśnione. NAUKA SZKOŁA

12 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ O mirna wiadomo więcej, ponieważ są najpowszechniej występującymi w komórkach roślinnych i zwierzęcych krótkimi regulatorowymi RNA. Krótkie, bo przeciętna ich długość wynosi 22 nukleotydy. Współdziałając z białkami biorą one udział w posttranskrypcyjnym wyciszaniu genów w sposób charakterystyczny dla funkcjonowania różnych rodzajów RNA, a mianowicie poprzez tworzenia się par zasad z docelowym mrna. Najprawdopodobniej dzięki wyżej wymienionym oddziaływaniom wpływają na procesy rozwojowe, podział i różnicowanie komórek, ponieważ wzór ich ekspresji różni się w komórkach zdrowych i nowotworowych, zależnie od rodzaju nowotworu (Croce i Calin, 2005). Wpływają także na procesy apoptozy, regulację cyklu komórkowego oraz metabolizm komórkowy, których zaburzenia mogą prowadzić do powstania nowotworu. Ponadto mirna charakteryzują się także dosyć zróżnicowaną ekspresją pod innymi względami niektóre z nich podlegają ekspresji konstytutywnej na stałym poziomie podczas całego cyklu rozwojowego organizmu, natomiast inne ulegają transkrypcji tylko w określonych warunkach. (Murchison i Hannon, 2004). W znacznym stopniu wyrażane są także w neuronach, gdzie odgrywają kluczową rolę w procesach różnicowania, synaptogenezy oraz plastyczności. Coraz więcej wyników badań w tej dziedzinie ujawnia ogromny wpływ mirna na wyższe czynności poznawcze i ich związek z szeregiem zaburzeń i chorób neurologicznych (Fiore i wsp., 2011). Skąd się biorą te małe fragmenty RNA, które z tak dużą specyficznością tworzą pary zasad? Ponad połowa ich genów jest umieszczona w sekwencjach intronowych, ale inne znajdują się również w eksonach. Wykazano również, że niektóre mirna ssaków pochodzą z sekwencji powtórzeniowych, głównie transpozonów, bądź powstają z pseudogenów. Zatem mogą mieć bardzo zróżnicowaną genezę, która prawdopodobnie ma związek z ich funkcjami i celem oddziaływania. Stale są odkrywane nowe mechanizmy powstawanie i funkcjonowania mirna. Warto wspomnieć o tym, że systemowe analizy wykazały istnienie licznych stabilnych mirna pochodzących od sekwencji charakterystycznych dla innych małych RNA snorna (małe jąderkowe RNA) oraz scarna (małe specyficzne dla ciał Cajala RNA) (Ender i wsp., 2008). Istnieje znaczne prawdopodobieństwo, że udział sekwencji H/ACA i C/D snorna w tworzeniu mirna jest szeroko rozpowszechnionym mechanizmem. Odkrycia te wydają się świadczyć o skomplikowanym mechanizmie przechodzenia różnych form RNA w siebie nawzajem, a to świadczy o rozwiniętych sposobach regulacji ekspresji genów. Podobnej wielkości sirna (małe interferujące RNA) przeważnie ich długość wynosi 22 nukleotydy również w głównej mierze zajmują się wyciszaniem genów. Tworzone są one z długich dwuniciowych cząsteczek prekursorowych o zróżnicowanej długości oraz rozmaitym pochodzeniu. Jednak w przeciwieństwie do mirna istnieje niewiele endogennych źródeł sirna. Zwykle powstają one na skutek wprowadzenia do organizmu dsrna (dwuniciowego RNA) bądź poprzez ekspresję transgenów materiału genetycznego pochodzącego z innego organizmu. Następnie są one włączane do kompleksu (RNA-induced silencing complex) złożonego z wielu białek, co powoduje rozdzielenie się obydwu nici, z których jedna pozostaje połączona z kompleksem. Jeśli zostanie znalezione mrna z sekwencją komplementarną do sekwencji sirna, dochodzi do interakcji poprzez tworzenie się par zasad, która skutkuje cięciem i degradacją transkryptu mrna, a jednocześnie wyciszeniem transkrypcji genów. U roślin sirna bierze udział w organizowaniu chromosomów oraz wyciszaniu ekspresji genów na drodze metylacji DNA. Ponadto w bardzo interesujący sposób przyczynia się do ochrony organizmu przed infekcjami wirusowymi i ekspresją transgenów. Komórki roślinne wykorzystują wirusowy RNA jako matrycę do syntezy dsrna, które po odpowiednim trawieniu jest źródłem sirna kierowanym przeciwko wirusom (Nakahara i Carthew, 2004). W jądrze utworu Poznana znacznie później niż rrna i trna grupa małych, niekodujących transkryptów, które funkcjonują w nukleoplazmie jako rybozymy w procesie wycinania intronów została nazwana małymi jądrowymi RNA (snrna). Wycinanie intronów z pre-mrna jest podstawowym mechanizmem umożliwiającym ekspresję genów; widać zatem jak długo cząsteczki te potrafią się ukrywać w komórkowym wnętrzu, mimo że są niezbędne na tak ważnym etapie powstawania białek. W organizmach eukariotycznych większość intronów zostaje usunięta przez spliceosom czyli złożony, dynamiczny kompleks składający się z różnych rodzajów snrna (U1, U2, U4, U5, U6) oraz licznych białek. Według klasyfikacji snrna można podzielić na dwie klasy (Lsm, Sm) na podstawie powszechnie występujących motywów oraz kofaktorów białkowych. Klasa Sm charakteryzuje się występowaniem w strukturze 5 -trimetyloguanozydowej (TMG) czapeczki, sekwencji wiążącej grupę siedmiu białek Sm, których oligomery wraz z snrna tworzą strukturę heteroheptamerycznego pierścienia oraz struktury typu łodyżka i pętla (ang. stem loop) na końcu 3. Ponadto czapeczka 5 wraz z długością cząsteczki są kluczowymi determinantami transportu podczas wieloetapowej biogenezy Sm, odbywającej się w wielu przedziałach komórki. W odróżnieniu od Sm, cząsteczki klasy Lsm nigdy nie opuszczają jądra. Klasa Lsm charakteryzuje się tym, że zawiera 5 -monometylofosforanową czapeczkę oraz na 3 końcu ciąg urydyn, które formują NAUKA SZKOŁA

13 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ miejsce łączące dla heteroheptamerycznego pierścienia białek Lsm (Matera i wsp., 2007). Zarówno białka Sm jaki i Lsm tworzą kompleksy pierścieniowe, które są wymagane do procesów splicingu pre-mrna, degradacji mrna i formowania telomerów (He i Parker, 2000). W sekwencjach Sm/Lsm niektóre ich elementy, takie jak kwas asparaginowy, asparagina i arginina, które przyczyniają się do utworzenia miejsca wiążącego RNA, są wysoce konserwowane. Światło pierścienia ma taki kształt, że umożliwia interakcję z jednoniciowym RNA. snrna przyłącza się do pierścienia jednym nukleotydem charakterystycznej sekwencji skierowanej do każdego białka kompleksu (Khusial i wsp., 2005). Sm wykazuje aktywność biologiczną w kompleksach z białkami. Kompleksy białek i cząsteczki snrna tworzą małe jądrowe rybonukleoproteiny. Poza wyjątkowym U7, które bierze udział w obróbce 3 histonowego pre-mrna, inne bogate w urydyny snrnp formują jądro spliceosomu i katalizują usunięcie intronów z pre- -mrna. Ich rola polega na rozpoznaniu odpowiednich obszarów intronu oraz interakcji opartej na komplementarnym tworzeniu się par zasad pomiędzy spliceosomowym snrna oraz połączeniami intronu i eksonu. W ten proces jest zaangażowanych więcej niż 150 białek pomocniczych (Matera i wsp., 2007). Dojrzałe spliceosomowe snrna są w znacznej mierze 2 -O-metylowane oraz pseudourydylowane przez snornp. Zmodyfikowane nukleotydy są relatywnie silnie zakonserwowane i często znajdują się w regionach o funkcjonalnym znaczeniu w splicingu pre-mrna, co pokazuje, jak ważny jest proces powstawania cząsteczek snrna, w którym istotną rolę odgrywają cząsteczki snornp. O interakcji snrna oraz snorna świadczy fakt, że białka Sm (SmB, SmD) specyficznie oddziałują ze strukturą H/ACA oraz telomerazą RNA (Karijolich i Yu, 2010). Znajomość rodzajów, funkcji i wszelkich charakterystycznych aspektów wspomnianych kodujących i niekodujących kwasów rybonukleinowych, a także mechanizmów ich działania warto mieć w pamięci, aby móc odnieść się do nich podczas bardziej szczegółowego poznawania małych jąderkowych RNA. Pozwoli to pogłębić zrozumienie mechanizmów i stworzyć spójny krajobraz dynamicznych oddziaływań RNA w komórce (tabela 1). Mniejsi, ale nie młodsi bracia muzycy O nich rzadko mówi się na lekcjach biologii, nie mają charakterystycznego kształtu koniczyny, nie tworzą rybosomów ani nie są znane jako synonimy wyciszania genów. Prawdopodobnie są też czasem mylone ze snrna, ponieważ ich nazwa tylko nieznacznie się różni od nazw innych RNA. snorna, czyli małe jąderkowe RNA, to grupa zróżnicowanych funkcjonalnie oraz metabolicznie stabilnych cząsteczek, które są zlokalizowane w strukturze interfazowego jądra. Ciekawe jest to, że spośród małych RNA okazują się one jednymi z najstarszych ewolucyjnie. Badania ostatnich lat potwierdziły również występowanie w komórkach eukariotycznych około 200 rodzajów snorna, co wynika najprawdopodobniej z ich swoistości substratowej, ponieważ pojedyncza cząsteczka kwasu rybonukleinowego potrafi modyfikować najczęściej tylko jeden lub dwa rodzaje substratów (Cavaille i wsp., 1996). Liczba cząstek snorna w danym jąderku w zależności od jego rodzaju waha się między ponad 100 a snorna charakteryzują się zdolnością do tworzenia specyficznych kompleksów rybonukleoproteinowych z przeróżnymi białkami (np. fibrylaryną, dyskretyną) znajdującymi się w jąderku i w takiej formie są najczęściej obecne w komórce. Kompleksy snornp uczestniczą w chemicznej modyfikacji nukleotydów rrna, snrna, Tabela 1. Porównanie wielkości RNA Wielkości różnych rodzajów RNA Rodzaj RNA rrna snrna ~150 trna snorna mirna sirna ~22 a także są zaangażowane w formowanie się prawidłowej struktury pre-rrna, cięcie pre-rrna, a zatem dojrzewanie rrna (Karijolich i Yu, 2010). Podczas swojego krótkiego okresu trwania, jedna cząsteczka pre-rrna może się przejściowo połączyć nawet z około 150 rodzajami snorna. Badania wykazują ponadto, że snor- NA uczestniczą w modyfikacjach trna u archebakterii (Bachellerie i wsp., 2002), a także mogą brać udział w modyfikacjach mrna w organizmach eukariotycznych (Cavaillé i wsp., 2000). Konsekwencje dysfunkcji snorna mogą także przyczynić się w nieoczekiwany sposób do ontogenezy (Williams i Farzaneh, 2012). Niewątpliwie zakres działania snorna i jego interakcje z innymi rodzajami RNA są znaczące dla wielu istotnych dla komórki procesów. Na czym polega wyjątkowość tych charakterystycznych sekwencji i modyfikacji, o których tak często się wspomina w kontekście snorna? Sztuka wirtuozerska snorna Długość cząsteczki (jednostka miary=nukleotydy) Na podstawie konserwowanych sekwencji oraz struktury wśród snorna można wyróżnić kilka klas. Dwie podstawowe to cząsteczki zawierają sekwencje NAUKA SZKOŁA

14 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ C/D oraz sekwencje H/ACA. Przeprowadzają one dwie modyfikacje pre-rrna, które najprawdopodobniej ułatwiają fałdowanie oraz zapewniają stabilność: 2 -O- metylację oraz pseudourydylację (Dieci i wsp., 2009). Pośród cząsteczek snorna można wyodrębnić grupę, której cechą szczególną jest posiadanie dwóch krótkich sekwencji nazwanych C (UGAUGA) oraz D (CUGA) (ryc. 3). Najczęściej dwie sekwencje są zlokalizowane w pobliżu siebie na końcach 5 i 3 snorna, ale mogą występować także dodatkowe ich powtórzenia w środkowej części łańcucha nukleotydowego, mogące być niewiernymi kopiami (C, D ). W dojrzałych snor- NA sekwencje C i D zapewniają stabilność struktury cząsteczki oraz lokalizacje cząsteczek snorna w jąderku w przypadku drożdży i kręgowców (Samarsky i wsp., 1998). Jednak jedną z najważniejszych cech snorna zawierających sekwencje C/D jest to, że zwykle posiadają one (sąsiadujące z D) sekwencje o długości od 10 do 22 nukleotydów komplementarne do sekwencji dojrzałego rrna, co świadczy o możliwości oddziaływania z pre-rrna. Ponadto położenie sekwencji D dokładnie określa, który nukleotyd z nici RNA poddawany jest metylacji (Scott i wsp., 2012). Zostało udowodnione, że modyfikacji ulega piąty nukleotyd położony za sekwencją D lub D (Bachellerie i wsp., 2002). 2 -O-metylacja, w którą są zaangażowane C/D snor- NA, jest często występującą nukleotydową modyfikacją RNA, podczas której grupa metylowa (-CH 3 ) zostaje dołączona do grupy 2 -OH w rybozie (ryc. 4). W regionach istotnych dla działania rybosomów i spliceosomów zwykle można znaleźć metylowane nukleozydy. Przykładowo występujące u ssaków małe jądrowe RNA (U1, U2, U4, U5, U6) zawierają razem 30 miejsc metylacji, przeprowadzanych przez snorna. Wskazuje na to obecność w małych jądrowych RNA komplementarnych sekwencji do snorna, które przeprowadzają metylacje. Najczęściej metylacje znajdują się w sekwencjach zaangażowanych w interakcje pomiędzy RNA, co sugeruje, że mogą odgrywać ważną rolę w kontroli splicingu. Ponadto metylacja adenozyny może zapobiegać jej przekształcaniu w inozynę (prekursor w syntezie AMP i GMP), spełniać funkcję regulatorową w ekspresji serotoniny (metylacja receptora serotoniny), a modyfikacje 5 końca snrna (U2) u kręgowców są niezbędne także w procesach rekrutacji kompleksów białkowych (snrnps). Nawet kilka przykładów konsekwencji 2 -O-metylacji przeprowadzanych przez snorna zawierające sekwencje C/D pokazuje szerokie spektrum ich działania w zależności od substratu modyfikacji oraz jego miejsca. Nie można zapominać także, że istnieją w komórkach różnych organizmów snorna, dla których nie znaleziono jeszcze żadnych komplementarnych rrna lub innych stabilnych RNA. Istnieje prawdopodobieństwo, że przeprowadzają one modyfikacje jeszcze niezidentyfikowanych oraz niekodujących RNA, co zwiększa wpływ 2 -O-metylacji prowadzonej przez snorna na funkcjonowanie komórek, a także procesów zachodzących w jąderku. W zespole łatwiej oddziaływania z białkami (snornps) snorna zawierające sekwencje C/D, podobnie jak inne małe jąderkowe RNA, spełniają swoje funkcje najczęściej występując w kompleksach z niewielkimi białkami. Białka, z którymi łączą się snorna są wymagane, aby zapewnić im odpowiednią lokalizację w jąderku, stabilność, a także nadają im aktywność enzymatyczną. Powyższe kompleksy otrzymały nazwę snornps małych jąderkowych rybonukleoprotein. Ich powstawanie jest dynamicznym procesem rekrutacji białek do charakterystycznych dla nich snorna. Zarówno w organizmach eukariotycznych, jak i u archebakterii występujące w kompleksach ze snor- Ryc. 3. Reakcja 2 -O-metylacji Ryc. 4. Reakcja pseudourydylacji NA białka wykazują silną homologię strukturalną i funkcjonalną, co w kontekście dalekiego pochodzenia ewolucyjnego obydwu grup organizmów świadczy o istocie tych zjawisk dla funkcjonowania jąderka, a w perspektywie całej komórki. Kto gra? białka kompleksu Niektóre białka okazują się bardziej istotne dla powstawania snornp. U eukariontów w kompleksach ze NAUKA SZKOŁA

15 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ snorna zawierającymi sekwencje C/D znajdują się cztery rodzaje białek: 15,5 kda, Nop56, Nop58 oraz fibrylaryna. U archebakterii natomiast występują trzy rdzeniowe rodzaje białek: L7Ae (odpowiednik 15,5 kda) Nop5 (odpowiednik Nop56/58) oraz fibrylaryna (tabela 2). Białko L7Ae jako pierwsze bezpośrednio łączy się z C/D snorna poprzez rozpoznanie charakterystycznej struktury nazywanej K-zwrotem (ang. K-turn), która powstaje dzięki oddziaływaniu ze sobą sekwencji C i D snorna. Białko L7Ae po połączeniu się z K-zwrotem snorna pełni funkcję platformy dla powstającej cząstki snornp (Clouet-d Orval i wsp., 2005). To do niej dołączają się później kolejne białka. Podobnie zachowuje się homologiczne białko 15,5 kda u eukariontów (ryc. 5). U archebakterii powtórzenia sekwencji C i D w snorna są identyczne, dlatego też białka L7Ae łączą się z K-zwrotami, co zachowuje symetrię w strukturze cząsteczki (ryc. 6). Inaczej wygląda to zjawisko w przypadku eukariontów. U nich sekwencje C oraz D mogą być niewiernymi kopiami (C i D ), co czasem uniemożliwia formowanie się K-zwrotów. W rezultacie białko 15,5 kda może nie być w stanie samo połączyć się ze snorna w niektórych miejscach. Nadal jednak zachowuje funkcję platformy, ponieważ przyczynia się do tworzenia architektury kompleksu poprzez budowanie interakcji między Nop56 i Nop58. Struktura kompleksu jest mimo wszystko zachowana, gdyż Nop56 i Nop58 dodatkowo łączą się swoiście do sekwencji C i jego niewiernej kopii C (Ye i wsp., 2009). Fibrylaryna, obecna zarówno u archebakterii, jak i u eukariontów, stanowi element kompleksu posiadający właściwości katalityczne. Nie potrafi jednak przeprowadzać modyfikacji nukleotydowych w warunkach, w których inne białka tworzące kompleks snornp są nieobecne, nawet jeśli pozostaje w kompleksie ze snor- NA (Reichow i wsp., 2007). Oprócz tego oddziałuje z sekwencjami D i D snorna. Białko Nop5 jest silnie konserwowane i pełni w tworzącym się kompleksie rybonukleoproteinowym u archebakterii funkcję szkieletu. Badania wskazują na to, że istnienie heterodimeru powstałego poprzez połączenie się Nop5 i fibrylaryny jest strukturą, która zwiększa wydajność aktywności katalitycznej kompleksu, a w szczególności fibrylaryny. Powinowactwo fibrylaryny do Nop5 pozwala jej na przyłączenie się do kompleksu (Ye i wsp., 2009). Nop56/58, będące homologami Nop5, mają własne specyficzne sposoby oddziaływania, które również są w znacznym stopniu związane z fibrylaryną (Lechertier i wsp., 2009). NAUKA SZKOŁA Tabela 2. Białka tworzące kompleks z C/D snorna u eukariontów i ich odpowiedniki u archebakterii (zaadoptowane z: Clouet-d Orval i wsp., 2005) Eukarionty Archibakterie Fibrylaryna Fibrylaryna 15,5 kda L7Ae Nop5 Nop56 i Nop58 Ryc. 5. Struktura C/D snorna i jego interakcja z rrna poprzez parowanie zasad. M miejsce zachodzenia 2 -O-metyalcji Ryc. 6. C/D snornp u eukariontów

16 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Warto zwrócić uwagę na to, że oprócz opisanych powyżej niektórych interakcji białek rdzeniowych w każdym kompleksie snornp występują białka i oddziaływania charakterystyczne dla konkretnego kompleksu. W każdym kompleksie oprócz białek rdzeniowych występuje wiele innych białek. Mogą one brać udział w procesie tworzenia kompleksu, dołączać się tylko w odpowiednich momentach i pełnić różne funkcję. Wszystkie te białka mają charakterystyczne sposoby oddziaływań. Przyjrzenie się dokładniej budowie oraz funkcjom lepiej poznanych snorna, a także powstałych poprzez rekrutację do nich białek snornp umożliwi obserwację ich różnorodności oraz udziału w procesach odbywających się w jąderku. Jednak nie można zapomnieć, że niektóre opisane oddziaływania białek rdzeniowych ze sobą oraz ze snorna to tylko bardzo mały wycinek całości. Skrzypce czy altówka? snorna zawierające sekwencje H/ACA Wśród małych jąderkowych RNA można wyróżnić drugą grupę cząsteczek charakteryzującą się szczególną strukturą drugorzędową oraz zawierających konserwowane sekwencje H (ANANNA, gdzie N oznacza dowolny nukleotyd) i ACA. Pierwsza z tych sekwencji jest zdecydowanie mniej konserwowana u archebakterii niż u eukariontów. Trzynukleotydowa sekwencja ACA, w której prawie zawsze w drugiej pozycji zlokalizowana jest cytozyna, leży bliżej końca 3 cząsteczki snorna (Tollervey i Kiss, 1997). W strukturze H/ACA snorna można wyróżnić dwa regiony tworzące dwuniciowe struktury spinki do włosów przedzielone jednoniciowym regionem zawiasowym oraz ogon na końcu 3 (ryc. 7). Jedna lub obydwie spinki do włosów posiadają w swoim wnętrzu pętle (9-13 nukleotydów), nazywane kieszeniami pseudourydylacyjnymi. Są to funkcjonalne miejsca pseudourydylacji czyli modyfikacji urydyny polegającej na jej izomeryzacji (Kiss, 2002). Mają one potencjał do oddziaływania według reguły tworzenia się par zasad z rrna i formowania krótkich struktur o charakterze helis. Działanie kieszeni pseudourydylacyjnej polega na tym, że sekwencja rrna zawierająca w sobie urydynę ulegającą modyfikacji zostaje podczas oddziaływania w pętli niesparowana. W ten sposób powstaje przestrzeń, w której cząsteczka H/ACA snorna wraz z towarzyszącymi jej białkami, katalizującymi powyższą reakcję, mogą doprowadzić do izomeryzacji urydyny (Kiss, 2002). Pseudourydylacja jest obok 2 -O-metylacji drugą najczęściej występującą modyfikacją obecną w najbardziej zakonserwowanych fragmentach rrna i jej liczba wynosi około 100 w ludzkim rrna (Tollervey i Kiss, 1997) (ryc. 8). Jedną z jej funkcji jest zwiększanie stabilizacji RNA. W wyniku pseudourydylacji powstaje możliwość utworzenia dodatkowego wiązania wodorowego, które przyczynia się do ustabilizowania RNA (Karijolich i Yu, 2010). Dialogi dźwięków oddziaływania z białkami snorna zawierające sekwencje H/ACA tworzą w pełni dojrzałą cząsteczkę snornp w kompleksie z czterema konserwowanymi białkami, do których należą Cbf5 (dyskretyna u ludzi), Nhp2 (L7Ae u archebakterii), Nop10 oraz Gar1 (ryc. 9). Ze względu na różne funkcje tych białek w kompleksie snornp, przyłączają się one do niego w odmienny sposób. W badaniach in vitro wykazano, że Cbf5 łączy się bezpośrednio z sekwencjami H/ACA oraz niezależnie od obecności innych białek. Nhp2 natomiast przyłącza się do tego kompleksu poprzez oddziaływania białko-białko i wraz z Cbf5 tworzy stabilny rdzeń kompleksu. L7Ae u archebakterii zachowuje się inaczej, a mianowicie przyłącza się Ryc. 7. C/D snornp u archeonów. Białka kompleksu: Nop1=fibrylaryna, Nop5, L7Ae Ryc. 8. Struktura H/ACA snorna, jego charakterystyczne sekwencje H (ANANNA) i ACA i interakcja z rrna NAUKA SZKOŁA

17 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 9. H/ACA snornp u archeonów. Białka kompleksu: Gar1, Cbf5 (dyskretyna), Nop10, L7Ae; NNN-nukleotydy do K-zwrotu snorna. Warto podkreślić, że obecność K-zwrotu jest szczególną cechą H/ACA snorna tylko u archebakterii, eukarionty nie posiadają tej struktury. L7Ae charakteryzuje się tym, że nie oddziałuje z innymi białkami z kompleksu bez obecności H/ACA snorna. Konserwowana sekwencja ACA jest miejscem wiązania białka Cbf5 do kompleksu. Zachodzi również interakcja między nim a Gar1 oraz Nop10 bez udziału sekwencji H/ACA (Kiss i wsp., 2010). Warto zaznaczyć, że między białkami Gar1 oraz Nop10 nie ma interakcji. W kompleksie H/ACA snornp Cbf5 (dyskretyna) spełnia bardzo ważną funkcję, ponieważ nie tylko jest katalizatorem modyfikacji urydyny, lecz także poprzez specjalne domeny jest głównym czynnikiem rekrutacji białek H/ACA snorna (Hamma i Ferre D Amare, 2006). Cbf5 oddziałuje również z innymi białkami, które nie są akumulowane w jąderku, ale biorą udział w powstawaniu kompleksu H/ACA snornp poprzez zapewnienie metabolicznej stabilności partnerów interakcji. Główną poznaną funkcją H/ACA snornps jest pseudourydylacja rrna oraz snrna, jednak niektóre rodzaje snornp uczestniczą również w obróbce pre- -rrna oraz syntezie telomerów (łańcuch H/ACA snor- NA jest fragmentem telomerazy) (Rouda i Skordalakes, 2007). Zatem są istotne dla trzech podstawowych procesów komórkowych: syntezy białek, splicingu mrna oraz utrzymaniu integralności genomu (Kiss i wsp., 2010). Oczywiście poza białkami rdzeniowymi i snorna w tych procesach uczestniczy bardzo dużo innych białek. Niektóre z nich przyłączają się do kompleksu tylko czasowo, inne natomiast pomagają w procesie tworzenia snornp. W ostatnich latach odkryto wiele sekwencji H/ACA snorna o nieznanych do tej pory funkcjach, a wiele pozostaje pewnie jeszcze nieodkrytych. Prawdopodobnie mechanizmy i sposoby oddziaływania białek i RNA, o których wiemy, są tylko niewielką częścią, tego co naprawdę się dzieje. Zrozumienie skomplikowanych i precyzyjnych interakcji zachodzących w komórce pozwoli poszerzyć wyobraźnię. W rezultacie umożliwi to przewidywanie skutków zmian w jej funkcjonowaniu i zastosowanie tej wiedzy w medycynie. Wyjątkowy muzykant Ostatnia, trzecia większa klasa kompleksów snornp jest czasem traktowana bardziej jako wyjątek niż oddzielna jednostka. Mowa tu o składających się z komponentów białkowych i kompleksów rybonukleinowych RNazy MRP i RNazy P, które są strukturalnie oraz funkcjonalnie związane. Obydwie cząsteczki snornp mają aktywność endonukleolityczną i są zaangażowane m.in. w obróbkę pre-rrna oraz pre-trna (Pluk i wsp., 1999). Przewiduje się, że RNazy MRP i P posiadają bardzo podobny pod względem struktury drugorzędowej element RNA. Ponadto mają w zależności od gatunku organizmu od 7 do 10 wspólnych białek, odpowiadających za stabilność i funkcję obydwu cząsteczek, a także komponenty charakterystyczne dla każdej z nich. Obydwie RNazy nie wykazują właściwości katalitycznych w nieobecności składników białkowych, ale też w obydwu to komponenty RNA mają właściwości enzymatyczne. Najprawdopodobniej białka te spełniają funkcje pomocnicze, np. poprzez ułatwianie interakcji z RNA będącym substratem (Eenennaam, 2002). Badania małych jąderkowych kwasów rybonukleinowych rozpoczęły się całkiem niedawno, a już znane są przykłady schorzeń i chorób, których podłożem jest nieprawidłowe funkcjonowanie bądź brak tych cząsteczek. Chociażby brak lub nieprawidłowe funkcjonowanie dyskretyny bądź sekwencji H/ACA skutkuje u ludzi chorobą genetyczną zwaną Dyskeratosis congenita, która charakteryzuje się posiadaniem krótszych telomerów (Kiss, 2002). Zespół Pradera-Willego, o skomplikowanym obrazie genetycznym i fenotypie, jest spowodowany delecją fragmentu chromosomu 15. Okazuje się, że kluczowe aspekty fenotypu tego zespołu mają związek z brakiem ekspresji, przeważnie w mózgu, grupy C/D snorna (Peters, 2008). Zróżnicowane profile ekspresji snorna i innych niekodujących RNA w obszarach mózgu związanych z zapamiętywaniem i uczeniem się korelują z patogenezą schorzeń neurorozwojowych, neurodegeneracyjnych i neuropsychiatrycznych (Mehler, 2008). Prawdopodobnie w przyszłości niektóre małe niekodujące RNA będą wykorzystywane w medycynie w terapiach przeciwko nowotworom, a także jako ich biomarkery (Martens-Uzunova i wsp., 2013). Biogeneza, a także mechanizmy związanie ze szczególnym funkcjonowaniem wszystkich rodzajów snor- NA pozostaje z pewnością niekompletna, a część hipo- NAUKA SZKOŁA

18 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ tez niewątpliwie okaże się w przyszłości nietrafnych. Dlaczego? Ponieważ pełne zrozumienie powstania, regulacji ekspresji snorna, a także jego oddziaływania na wiele elementów i procesów w komórce wymaga najpierw rozwikłania złożoności relacji pomiędzy poznawaną liczbą rodzin RNA, które tworzą eukariotyczny transktyptom. A nadal wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Co więcej, pewnie niektóre pytania nie zostały jeszcze postawione. Z naukowego punktu widzenia nadal widoczny jest tylko czubek rybonukleinowej góry. Gdzie w orkiestrze RNA? Hipoteza Świata RNA zakłada, że to kwasy rybonukleinowe dały początek pierwszym formom materii ożywionej, a następnie zostały zastąpione przez lepiej wyspecjalizowane DNA i białka. Nie wiadomo, czy jest ona wiarygodna. Niewątpliwie jednak różne rodzaje kwasów rybonukleinowych, nawet jeśli są odpowiedzialne za specyficzne modyfikacje nukleotydów, są istotnym elementem dla procesów zachodzących w komórce. W ostatnich latach dzięki badaniom poszczególnych rodzajów RNA odkrywane są ich nowe klasy, funkcje oraz oddziaływania. Zauważony został także ich ogromny wpływ na regulację ekspresji genów. Niekodujące RNA wpływają na zjawiska komórkowe, takie jak ścieżki sygnałowe i adaptacyjne, odpowiedź na stres oraz przebieg apoptozy. Ich odkrycie było jednym z przełomowych momentów w historii biologii molekularnej. Ogromny zakres działania niekodujących RNA sprawia, że są doskonałym obiektem poszukiwania nowych metod terapeutycznych. Lepsze poznanie ich roli w procesach rozwojowych i nowotworzenia w komórkach umożliwi ich zastosowanie w naukach medycznych. Szczególnie imponująca precyzja i spektrum działania jąderkowych małych kwasów rybonukleinowych pokazuje jak niezwykłe mechanizmy umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie komórki. Można zatem przypuszczać, że podobnie jak w muzyce, choć w momencie słuchania utworu nie zwracamy uwagi na poszczególne dźwięki, fraza każdego instrumentu ma znaczenie w danym momencie. I w żadnej z nich, podobnie jak w RNA, nie ma miejsca na przypadkowość. Literatura Abelson J, Trotta C, Li H (1998). trna splicing. J Biol Chem. 273: Allison LA (2007). Podstawy biologii molekularnej. Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego Bachellerie JP, Cavaillé J, Hüttenhofer A (2002). The expanding snorna world. Biochimie. 84: Brown TA, (2007). Genomy. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN Cavaillé J, Buiting K, Kiefmann M, Lalande M, Brannan CI, Horsthemke B, Bachellerie J-P, Brosius J, Hüttenhofer A. (2000). Identification of brain-specific and imprinted small nucleolar RNA genes exhibiting an unusual genomic organization. Proc Natl Acad Sci USA. 97: Clouet-d Orval B, Gaspin C, Mougin A (2005). Two different mechanisms for trna ribose methylation in Archaea: a short survey. Biochimie. 87: Croce CM, Calin GA (2005). mirnas, Cancer, and Stem Cell Division. Cell. 122: 6-7. Dieci G, Plaag R, Montanini B (2009). Eukaryotic snornas: A paradigm for gene expression flexibility. Genomics. 94: Eenennaam H (2002). The human RNase MRP complex. Composition, assembly and role in human disease. UB Nijmegen Ender C, Krek A, Friedländer MR, Beitzinger M, Weinmann L, Chen W, Pfeffer S, Rajewsky N, Meister G. (2008). A human snorna with microrna-like functions. Mol Cell. 32(4): Filipowicz W, Pogačić V (2002). Biogenesis of small nucleolar ribonucleoproteins. Curr Opin Cell Biol. 14: Fiore R, Khudayberdiev S, Saba R, Schratt G (2011). MicroRNA function in the nervous system. Prog Mol Biol Transl Sci. 102: Jansson MD, Lund AH, (2012). MicroRNA and cancer Mol Oncol. 6: Hamma T, Ferré-D Amaré AR (2006). Pseudouridine synthases. Chem. Biol. 13: He W, Parker R (2000). Functions of Lsm proteins in mrna degradation and splicing. Curr Opin Cell Biol. 12: Karijolich J, Yu Y-T (2010). Spliceosomal snrna modifications and their function. RNA Biol. 7: Kazantsev AV, Pace NR (2006). Bacterial RNase P: a new view of an ancient enzyme. Nat Rev Micro. 4: Khusial P, Plaag R, Zieve GW (2005). LSm proteins form heptameric rings that bind to RNA via repeating motifs. Trends Bioch Sci. 30: Kiss T, (2001). Small nucleolar RNA-guided post transcriptional modification of cellular RNAs. EMBO J. 20: Kiss T, (2002). Small Nucleolar RNAs. Cell.109: Kiss T, Fayet-Lebaron E, Jády BE (2010). Box H/ACA small ribonucleoproteins. Mol Cell. 37: Lafontaine DL, Tollervey D (1998). Birth of the snornps: the evolution of the modification-guide snornas. Trends Bioch Sci. 23: Lechertier T, Grob A, Hernandez-Verdun D, Roussel P (2009). Fibrillarin and Nop56 interact before being co-assembled in box C/D snornps. Exp Cell Res. 315: Martens-Uzunova ES, Olvedy M, Jenster G, (2013). Beyond micror- NA Novel RNAs derived from small non-coding RNA and their implication in cancer, Cancer Lett. Matera AG, Terns RM, Terns MP, (2007). Non-coding RNAs: lessons from the small nuclear and small nucleolar RNAs. Nat Rev Mol Cell Biol. 8: Mehler MF (2008). Epigenetic principles and mechanisms underlying nervous system functions in health and disease. Progress neurobiol. 86: Murchison EP, Hannon GJ (2004). mirnas on the move: mirna biogenesis and the RNAi machinery. Curr Opin Cell Biol. 16: Nakahara K, Carthew RW (2004). Expanding roles for mirnas and sirnas in cell regulation. Curr Opin Cell Biol. 16: Peters J (2008). Prader-Willi and snornas. Nat Genet. 40: Pluk H, Eenennaam H, Rutjes SA, Pruijn GJ, Venrooij WJ (1999). RNA-protein interactions in the human RNase MRP ribonucleoprotein complex. RNA. 5: Qureshi IA, Mehler MF (2012). Emerging roles of non-coding RNAs in brain evolution, development, plasticity and disease. Nat Rev Neurosci. 13: Reichow SL, Hamma T, Ferre-D Amare AR, Varani G (2007). The structure and function of small nucleolar ribonucleoproteins. Nucleic Acids Res. 35: Röther S, Meister G (2011). Small RNAs derived from longer noncoding RNAs. Biochimie. 93: Rouda S, Skordalakes E (2007). Structure of the RNA-binding domain of telomerase: Implications for RNA recognition and binding. Structure. 15: Samarsky DA, Fournier MJ, Singer RH, Bertrand E (1998). The snor- NA box C/D motif directs nucleolar targeting and also couples NAUKA SZKOŁA

19 W komórkowej orkiestrze Ewa Sitarska EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ snorna synthesis and localization. EMBO J. 17: Scott MS, Ono M, Yamada K, Endo A, Barton GJ, Lamond AI (2012). Human box C/D snorna processing conservation across multiple cell types. Nucleic Acids Res. 40: Tollervey D, Kiss T (1997). Function and synthesis of small nucleolar RNAs. Curr Opin Cell Biol. 9: Williams GT, Farzaneh F, (2012). Are snornas and snorna host genes new players in cancer. Nat Rev Cancer. 19:12:84-8. Ye K, Jia R, Lin J, Ju M, Peng J, Xu A, Zhang L (2009). Structural organization of box C/D RNA-guided RNA methyltransferase. Proc Natl Acad Sci USA. 106: Conducting the cellular orchestra the musical theme of snorna Ewa Sitarska Among a rising number of different kinds of RNA molecules the best known are mrna, trna and rrna. Small non-coding RNA molecules (snrna. mirna, sirna) and in particular small nucleolar RNA molecules (snor- NA) have emerged as important classes of molecules in various processes. Research from recent years enables us to have a better understanding of various functions and interactions within an enormous amount of RNA molecules. Small nucleolar RNA molecules form complexes with proteins and mostly in the form of small nucleolar ribonucleoproteins participate in chemical modification (2 -O-methylation, pseudouridylation) of rrna and sn- RNA nucleotides. Based on the presence of short conserved sequence motifs two major classes of snornas may be described: C/D and H/ACA snorna, whose complexes are characterized by different structures and functions. An overview of specific and precise RNA interactions, in particular of snorna, will enable us to understand its crucial role for the cell function. Key words: RNA, RNA modification, base-pairing, snorna, snornp, 2 O-methylation, pseudouridylation, C/D sequence, H/ACA sequence NAUKA SZKOŁA

20 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Nefron Przemysław Woźniak Streszczenie: Podocyty odgrywają ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu kłębuszka nerkowego. Oprócz komórek śródbłonka pętli włośniczkowej i kłębuszkowej błony podstawnej wchodzą w skład bariery filtracyjnej. Współdziałając z komórkami mezangialnymi stabilizują strukturę kłębuszka. Uszkodzenie podocytów obserwuje się w pierwotnych kłębuszkowych zapaleniach nerek przebiegających z białkomoczem. Analiza struktury i funkcji nefronu stanowi istotny element badań nad patogenezą chorób nerek. Słowa kluczowe: nefron, podocyty, kłębuszek nerkowy otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: Znaczenie nerek dla organizmu Czynność nerek ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania stałości środowiska wewnętrznego organizmu, przede wszystkim w zakresie gospodarki wodno- -elektrolitowej. Funkcję utrzymywania homeostazy wewnątrzustrojowej zapewniają trzy ściśle związane ze sobą aspekty czynności tego narządu, a mianowicie: wydalniczy, regulacyjny i endokrynny. Pierwszy spro- Lek. med. Przemysław Wożniak: Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. Świętego Rafała w Czerwonej Górze wadza się do usuwania z moczem końcowych, toksycznych produktów przemiany materii, a także przyjętych substancji egzogennych, które nie zawsze podlegają metabolizmowi. Druga funkcja związana jest ze zdolnością nerek do usuwania z organizmu nadmiaru wody i substancji w niej rozpuszczonych, tak aby objętość i skład płynów ustrojowych zachować na optymalnym poziomie. Właściwe nawodnienie organizmu wiąże się z regulacją równowagi kwasowo-zasadowej, zapewnieniem optymalnego poziomu elektrolitów (m.in. potasu, wapnia, fosforu, magnezu), czy właściwego ph krwi. Trzecia czynność nerek to działalność endokrynna sprowadzająca się do wytwarzania specyficznych hormonów, m.in. erytropoetyny i reniny oraz ich degradacji (Ronco i Rosner, 2012). Nerka osiąga pełną wydolność czynnościową u człowieka około 2. roku życia, choć od początku jest zdolna do utrzymywania homeostazy organizmu (Quarles, 2012). Nerki są narządem szczególnie podatnym na działanie czynników toksycznych, które mogą prowadzić do ich niewydolności, a nawet całkowitego uszkodzenia. Fakt ten wynika z obfitego ukrwienia nerek, rozległej powierzchni naczyń włosowatych sączących oraz zagęszczenia w cewkach większości składników osocza. Nerki jak powiedziano pełnią istotną rolę w procesie wydalania substancji chemicznych z organizmu, przy czym substancje o charakterze polarnym są wydalane w postaci niezmienionej, zaś te rozpuszczalne w tłuszczach (niepolarne) podlegają zazwyczaj przemianom biochemicznym i dopiero jako rozpuszczalne w wodzie wydalane są wraz z moczem. Na wydalanie przez nerki mają wpływ przesączanie kłębuszkowe, bierna i aktywna resorpcja zwrotna oraz wydalanie aktywne, a czynnikiem dodatkowym wpływającym na te procesy jest ph moczu. Struktura nefronu w nerce dorosłego człowieka występuje ok. miliona nefronów Podstawową jednostką strukturalno-funkcjonalną nerki jest nefron (ryc. 1), składający się z kłębuszka nerkowego i długiej cewki nabłonkowej. W cewce tej wyróżniamy morfologicznie kilka przechodzących jeden w drugi odcinków, a mianowicie kanalika krętego I rzędu, pętli nefronu (pętla Henlego) z jej częścią wstępującą i zstępującą oraz kanalika krętego II rzędu. W nerce dorosłego człowieka występuje ok. miliona nefronów, a w związku z dużą zmiennością osobniczą liczba ta szacowana jest na tys., a czasem nawet na 1,5 mln (Hałoń, 2011a). Istotę nefronu stanowi kłębuszek nerkowy (ciałko lub kłębuszek Malpighiego, glomerulus), czyli twór o średnicy μm, składający się z pętli naczyń włosowatych, które stanowią rozgałęzienia tętniczki doprowadzającej, łączącej się z tętniczką odprowadzającą. Pętle naczyniowe układają się w kilka płacików, zaś między ramionami pętli istnieją połączenia. W kłębuszku lokalizujemy dwa bieguny: pierwszy naczyniowy, z wejściem tętniczki doprowadzającej i wyjściem tętniczki odprowadzającej, oraz drugi tzw. biegun moczowy, w którym kłębuszek łączy się z cewką bliższą. Kłębuszek otoczony jest torebką Bowmana, zbudowaną z dwóch warstw komórek nabłonkowych: warstwy ściennej (listek ścienny), przylegającej do błony podstawnej w obszarze bieguna naczyniowego oraz warstwy trzewnej (listek trzewny), która łączy się ze ścianą naczynia. Pomiędzy pętlami naczyń włosowatych kłębuszka znajduje się mezangium (mesangium, stalk, axial space), rodzaj tkanki łącznej, które dzielimy na mezangium zewnętrzne i wewnętrzne. Pierwszy rodzaj znajduje się między tętniczką doprowadzającą NAUKA SZKOŁA

21 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ich cechą charakterystyczną jest skrajne odróżnicowanie komórek, niemających zdolności proliferacyjnych, gdyż należą do populacji komórek postmitotycznych. Proliferacja podocytów hamowana jest na skutek nadekspresji inhibitorów kinaz zależnych od cyklin, co dla nerki w stanach chorobowych jest nieodwracalne w skutkach. Z błoną podstawną kontaktują się za pośrednictwem wypustek, którymi oplatają włośniczki kłębuszka, tworząc wokół nich porowatą warstwę. Stoi odprowadzającą, zaś drugi pomiędzy naczyniami włosowatymi kłębuszka. Mezangium składa się z dwóch komponentów: istoty podstawowej (macierz mezangium) i komórek mezangialnych (mezangiocytów). Podstawową strukturę macierzy mezangium (mesangial matrix) tworzą włókienka zbudowane z kolagenu typu IV i V, fibronektyny, lamininy i innych proteoglikanów, co składem przypomina błonę podstawną. Komórki mezangium (deep cells, deep endothelial cells) pochodzące z mezenchymy wypełniają przestrzeń pomiędzy kapilarami po stronie naczyniowej błony podstawnej. Zasadniczą ich rolą jest stabilizacja pętli i pęczków naczyniowych pomiędzy sobą. Mezangiocyty są multipotencjalnymi komórkami charakteryzującymi się kurczliwością oraz zdolnością do regulacji hemodynamiki kłębuszka, są regulatorami procesów zapalnych za sprawą obecności na swojej powierzchni receptorów dla inerleukiny 2 (IL-2), transformującego czynnika wzrostu β (trans forming growth factor β TGF-β), płytkowego czynnika wzrostu (platelet-derived growth factor PDGF), białek układu dopełniacza czy immunoglobulin. Komórki mezangialne produkują ponadto składniki międzykomórkowej macierzy mezangialnej oraz mają zdolność fagocytozy związków wielkocząsteczkowych pozostających w kłębuszku w wyniku filtracji. Pełnią także funkcję endokrynną wydzielając aktywne biologicznie mediatory (Hałoń, 2011a). Najważniejsze znaczenie dla funkcji filtracyjnej nerki ma błona filtracyjna, która od strony światła naczynia utworzona jest przez trzy warstwy. Pierwszą stanowi śródbłonek o typie okienkowym, druga to błona podstawna, a trzecia utworzona jest przez podocyty wraz z wypustkami stopowatymi. Komórki śródbłonka o typie okienkowym mają ładunek ujemny dzięki licznie występującym sialoproteinom, a w obrębie cytoplazmy posiadają liczne otwory (pory, okienka ) o średnicy nm, pozbawione błon zamykających ich światło. Ten porowaty śródbłonek ułatwia filtrację, jest łatwo przepuszczalny dla wody i rozpuszczonych w niej substancji. Druga warstwa to błona podstawna (glomerular basement membrane GBM), która jest nie tylko elementem stabilizującym strukturę włośniczek i kłębuszka, ale jedyną ciągłą, homogenną warstwą bariery filtracyjnej. Jej grubość zmienia się wraz z wiekiem, u dzieci wynosi od ok. 110 nm, a u dorosłych nm, ponadto u mężczyzn jest wyraźnie grubsza niż u kobiet. Błona podstawna zbudowana jest z glikoprotein i polianionowych proteoglikanów, zaś jej głównym elementem strukturalnym jest kolagen typu IV. Podocyty, czyli komórki listka trzewnego torebki Bowmana są wysoce wyspecjalizowanymi komórkami kłębuszka nerkowego i jednocześnie największymi spośród wszystkich jego komórek (Levidiotis i Power, 2005). tętnica nerkowa żyła nerkowa moczowód Ryc. 1. Elementy budowy nerki człowieka (źródło: Fotolia, zmienione) piramida nerki jeden z rejonów, w których leżą nefrony Krew doprowadzana do nefronów przez naczynia włosowate ulega filtracji, w wyniku czego powstaje mocz zawierający substancje usuwane z organizmu człowieka. powata wypustka podocyta zbudowana jest z kurczliwego aparatu, w skład którego wchodzą aktyna, aktynina, miozyna, winkulina, wimentyna, paksylina i talina. Zdolność do kontrolowania kształtu wypustek stopowatych przypisuje się podoplaninie, która jest białkiem szczytowej części wypustek (Kretzler, 2002). Brzegi sąsiadujących ze sobą wypustek stopowatych połączone są cienką, szczelinową błoną filtracyjną (slit membrane), która jest w zasadzie najistotniejszym NAUKA SZKOŁA

22 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ elementem w prawidłowym funkcjonowaniu bariery filtracyjnej. Błona ta zawiera w swojej strukturze dwa swoiste białka, które stanowią jej ważny element budujący oraz wzmacniający, a mianowicie nefrynę i podocynę. Głównym zadaniem nefryny jest kształtowanie szkieletu błon szczelinowych według modelu zamka błyskawicznego, zaś podocyna jest integralnym białkiem błonowym, łączącym się z cytoplazmatyczną domeną nefryny oraz dwoma białkami, CD2AP i Neph1. Główną funkcją podocytów jest udział w filtracji nerkowej, lecz także w utrzymaniu integralności struktury bariery filtracyjnej kłębuszka nerkowego, co potwierdza fakt, że zmiany w tych komórkach obserwuje się we wszystkich glomerulopatiach przebiegających z białkomoczem (Barisoni i Mundel, 2003; Kubiak i Niemir, 2006). Całkowita liczba komórek kłębuszka zmienia się wraz z wiekiem, w pierwszych latach życia wynosi ona ok Z wiekiem półtorakrotnie zwiększa się liczba komórek mezangium i śródbłonka, liczba podocytów pozostaje niezmieniona, niekiedy maleje (Hałoń, 2011a). Uszkodzenie podocytów stwierdza się w wielu formach glomerulopatii, w tym w ogniskowym szkliwiejącym kłębuszkowym zapaleniu nerek (focal segmental glomerulosclerosis, FSGS), w submikroskopowym kłębuszkowym zapaleniu nerek (minimal change disease, MCD), błoniastym kłębuszkowym zapaleniu nerek (membranous glomerulopathy) oraz w nefropatii cukrzycowej. Zmiany w obrębie podocytów są wynikiem działania szeregu czynników, w tym mutacji genów, interakcji przeciwciał skierowanych przeciwko białkom powierzchniowym podocytów, uszkodzeń hemodynamicznych nerki, niektórych chorób np. cukrzycy czy zespołu metabolicznego, toksyn (adriamycyny), zakażeń (HIV) oraz czynników niezidentyfikowanych (Leeuwis i wsp., 2010). Niektóre doniesienia wskazują, że w patogenezie pierwotnych glomerulopatii istotną rolę odgrywają nie tylko zmiany strukturalne w obrębie błony podstawnej kłębuszka nerkowego, ale przede wszystkim pierwotne uszkodzenia podocytów (Barisoni i Mundel, 2003). Charakterystycznym objawem glomerulopatii jest spadek liczby podocytów w kłębuszku nerkowym (podocytopenia) oraz proteinuria, wynikająca ze zmian zachodzących w obrębie wyrostków stopowatych i w strukturze błony szczelinowej podocytów. W następstwie zaburzeń w adhezji podocytów z powierzchnią błony podstawnej, czy zaburzeń w procesie formowania kompleksu białek błony szczelinowej dochodzić może do zlewania się wyrostków stopowatych. Odsłonięte obszary błony podstawnej stają się miejscem kontaktu ze ściennymi komórkami nabłonkowymi torebki Bowmana, co jest główną przyczyną formowania się zrostów w obrębie pętli naczyniowej kłębuszka. Te nieodwracalne zmiany prowadzą do stwardnień i szkliwień, ostatecznie do rozwoju skrajnej niewydolności nerek (Czyżewska-Buczyńska i wsp., 2012). Powiązania hormonalne w przewlekłej niewydolności nerek (PNN) są mało znane, choć Paklerska i Niemczyk (2010) wskazują na ścisły związek pomiędzy działaniem i stężeniami leptyny a hormonami anabolicznymi, płciowymi oraz kortyzolem. Stężenia leptyny w surowicy są wyraźnie podwyższone u pacjentów z PNN, jednocześnie zależne od zawartości tkanki tłuszczowej. Leptyna, która uważana jest za regulator apetytu, wpływa na zmniejszone spożycie składników odżywczych, przez co u chorych z PNN może przyczyniać się do rozwoju anoreksji. Hormon ten ujemnie koreluje ze stężeniem kortyzolu, który z kolei jest stymulatorem przyjmowania pokarmów (Leśkiewicz i wsp., 2008). Podwyższone stężenia leptyny u kobiet sugerują rolę i wpływ żeńskich hormonów płciowych na wzmożoną produkcję leptyny w hiperleptynemii. Profil hormonalny u chorych z PNN wskazuje na podwyższone stężenie luteiny (LH) i folikulotropiny (FSH) przy jednoczesnym obniżeniu stężenia hormonów gonadalnych w surowicy całkowitego i wolnego testosteronu, estrogenów, progesteronu (Paklerska i Niemczyk, 2010). Leptyna moduluje również aktywność osi podwzgórzowo-przysadkowo-gonadalnej, integrując funkcje metaboliczne i reprodukcyjne. Anoreksja mocznicowa częściej jednak rozwija się u płci męskiej. Deficyt androgenów, który obserwowany jest w PNN, przyczynia się bezpośrednio do przyrostu tkanki tłuszczowej w organizmie (Mafra i wsp., 2010). Testosteron stymuluje wzrost stężenia glukozy i insuliny, prowadząc do insulinooporności. Stężenie leptyny ujemnie koreluje z wolnym i całkowitym testosteronem, białkami wiążącymi hormony płciowe (SHBG) (Chudek i wsp., 2002). Inny hormon grelina, odgrywający istotną rolę w długoterminowej regulacji masy ciała, w istotny sposób wpływa na przyjmowanie pokarmu w mechanizmie zależnym od hormonu wzrostu (GH) (Laviano i wsp., 2010). Dötsch i wsp. (2005) zwrócili uwagę na trzykrotny wzrost jej stężenia u pacjentów z zaawansowaną niewydolnością nerek. Choroby w zależności od wieku Istnieją różnice w występowaniu i przebiegu chorób kłębuszków nerkowych u osób w różnych przedziałach wiekowych. Najczęstszymi pierwotnymi neuropatiami, które zaobserwowano u osób starszych są błoniaste kłębuszkowe zapalenia nerek oraz ogniskowe-segmentalne stwardnienie kłębuszków nerkowych. W przypadku glomerulopatii wtórnych są to nefropatia cukrzycowa i amyloidowa (Szmyt i wsp., 2007). Glomerulopatia błoniasta (glomerulonephritis membranosa) związana z zaburzeniami w ścianach włośniczek kłębuszkowych, mającymi związek z formowaniem depozytów podna- NAUKA SZKOŁA

23 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ błonkowych, jest schorzeniem dotyczącym osób dorosłych w wieku lat, częściej mężczyzn niż kobiet. U dzieci choroby kłębuszków nerkowych prowadzą do rozwoju schyłkowej niewydolności nerek (SNN). W większości są to glomerulopatie pierwotne (22,8%), wśród nich ogniskowe i segmentalne stwardnienie kłębuszków (focal segmental glomerulosclerosis FSGS), które jest heterogenną zmianą związaną z pierwotnym uszkodzeniem podocytów. Glomerulopatie wtórne stanowią u dzieci około 8,5%, a wrodzony zespół nerczycowy i inne wrodzone choroby kłębuszków nerkowych 6,2% (Zagożdżon i wsp., 2012). Zmiana minimalna, która jest glomerulopatią przebiegającą z objawami zespołu nerczycowego, może się ujawnić w każdym wieku, lecz najczęściej chorują na nią dzieci pomiędzy 24. a 36. miesiącem życia. Rozległe stwardnienie mezangialne (diffuse mesangial sclerosis DMS), czyli nefropatia cechująca się zespołem nerczycowym o dużym nasileniu, ujawnia się najczęściej między 3. a 9. miesiącem życia (Danilewicz, 2011). Masa nerek człowieka zwiększa się do roku życia, by następnie zmniejszać się wraz z wiekiem, powyżej 70 lat zmniejsza się o 20 30% (Silva, 2005). Następuje inwolucja części korowej, zmniejszenie liczby prawidłowych kłębuszków, zwiększenie zaś kłębuszków stwardniałych (Meyer, 1989). Zaobserwowano ponadto ogniskowe lub rozlane zgrubienia błony podstawnej kłębuszków, które wiążą się z magazynowaniem kolagenu typu IV. Zwiększa się liczba komórek mezangialnych, zmniejsza zaś komórek nabłonkowych. Efektem takich zmian jest zmniejszenie powierzchni filtracyjnej oraz filtracji kłębuszkowej. Wraz z wiekiem zmniejsza się wielkość i liczba cewek nerkowych, co bezpośrednio wiąże się z upośledzeniem reabsorpcji i wydalania sodu, jonów wodorowych, ograniczoną syntezą jonów amonowych oraz zagęszczaniem moczu. Nawet niewielkie zachwianie tego rodzaju równowagi homeostatycznej może doprowadzić do kwasicy. W obrębie naczyń nerkowych dochodzi do zwężenia tętnic międzypłatowych oraz zwiększenia krętości tętnic wewnątrzpłacikowych. Ich ściany ulegają znacznemu pogrubieniu związanemu z akumulacją fibroblastyny, co skutkuje z jednej strony słabą reakcją na tlenek azotu NO czy śródbłonkowopochodny hiperpolaryzujący czynnik EDHF (Endothelial Derived Hyperpolarizing Factor), zaś z drugiej nadmierną reaktywnością na angiotensynę II (Urbieta-Caceres i wsp., 2012). Podsumowując, skutkami zmian w nerkach związanych z wiekiem, czyli tzw. age-glomerulopatie, są: utrata znacznej części czynnych nefronów, ograniczony przesącz kłębuszkowy i filtracja sodu oraz wzrost ciśnienia tętniczego. Przewlekła choroba nerek Szacuje się, że w Polsce około 4 mln osób boryka się z przewlekłą chorobą nerek (PChN), którą podobnie jak choroby sercowo-naczyniowe, nadciśnienie tętnicze, otyłość i cukrzycę zaliczamy do chorób cywilizacyjnych XXI wieku. Obecność chorób metabolicznych i cywilizacyjnych oraz wydłużenie średniego wieku życia to główne czynniki przyczyniające się do wzrostu częstości PChN (Imiela i Lewandowicz, 2007). PChN powstaje w wyniku trwałego uszkodzenia bądź też zmniejszenia liczby czynnych nefronów, który dysfunkcja wywołana jest różnymi procesami chorobotwórczymi toczącymi się w miąższu nerek. Pogorszenie czynności nerek może się dokonać w następstwie zaburzeń homeostazy białkowej, lipidowej, wapniowo-fosforanowej, wodno-elektrolitowej czy upośledzenia czynności kluczowych układów enzymatycznych, hormonalnych i neurohormonalnych. Cukrzyca, nadciśnienie, zespół metaboliczny, choroby sercowo-naczyniowe w znaczny sposób upośledzają funkcje nerek zwiększając jednocześnie ryzyko wystąpienia przewlekłej choroby tego gruczołu (Khan, 2012). Nefropatia cukrzycowa, obok przewlekłego kłębuszkowego zapalenia nerek, przyczynia się do końcowego schyłkowego stadium PChN (Hage i wsp., 2011). Zespół pierwotnie kłębuszkowych zmian czynnościowych i strukturalnych nerek charakterystyczny dla nefropatii cukrzycowej jest wynikiem powstającej w cukrzycy mikroangiopatii, bezpośredniej przyczyny defektów metabolicznych i zmian hemodynamicznych w kłębuszkach nerkowych. Nefropatia cukrzycowa dotyczy przede wszystkim czterech kompartmentów tkankowych nerki, a mianowicie kłębuszków, cewek, tkanki śródmiąższowej i naczyń krwionośnych. Zmiany w kłębuszkach obejmują pogrubienie błon podstawnych, naczyń kłębuszków oraz błon podstawnych cewek nerkowych. Miażdżyca tętnic i tętniczek nerkowych stanowi część układowego zajęcia naczyń krwionośnych u pacjentów z cukrzycą. Zmiany cewkowo-śródmiąższowe obejmują zapalenie odmiedniczkowe nerek, pogrubienie błony podstawnej cewek, zanik cewek i włóknienie śródmiąższowe (Sugawara i wsp., 2010). Czynniki metaboliczne, hemodynamiczne i środowiskowe, takie jak hiperglikemia, nieenzymatyczna glikozylacja białek, sorbitol, lipidy krwi, czy zwiększone ciśnienie wewnątrzkłębuszkowe oraz hiperfiltracja, biorą udział w patogenezie nefropatii cukrzycowej. Pod wpływem wyższych stężeń glukozy komórki nabłonkowe, śródbłonkowe i mezangialne wytwarzają więcej kolagenu typu IV i fibronektyny, zaś mniej proteoglikanów, w tym siarczanu heparanu, prowadząc do remodelingu oraz zmiany składu błony podstawnej. Zjawiskiem charakterystycznym dla nefropatii cukrzycowej jest również upośledzona przepuszczalność warstwy śródbłonkowej bariery filtracyjnej (Hałoń, 2011b). Na skutek zwiększonych stężeń glukozy dochodzi do nieenzymatycznej glikacji białek NAUKA SZKOŁA

24 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ i powstania końcowych produktów glikacji (advanced glication end-products AGEs). AGEs prowadzą do progresji zmian cukrzycowych poprzez pobudzenie specyficznego receptora znajdującego się na komórkach w kłębuszku nerkowym, przyczyniają się również do zmian w strukturze błony podstawnej i macierzy mezangium (Ramasamy i wsp., 2011). Końcowe produkty glikacji prowadzą pośrednio do zwiększonego wiązania krążących albumin i IgG poprzez glukozę dołączoną do składowych błony podstawnej włośniczek kłębuszka i macierzy mezangium. Glikacja albumin generuje zaś powstanie rodnika nadtlenkowego i nasilenie stresu oksydacyjnego, głównego czynnika dysfunkcji śródbłonka, aktywacji płytek a w konsekwencji do zaburzeń mikrokrążenia (Jenkins i wsp., 2004). Sorbitol, jeden z rodzajów cukrowców wpływa również destrukcyjnie na funkcje komórek śródbłonka i mezanagium (Tsugawa i wsp., 2004). Lipoproteiny, poprzez możliwość gromadzenia się w mezangium kłębuszka nerkowego, zwiększają wytwarzanie macierzy mezangium. Powodują również napływ monocytów stymulujących proliferację komórek. Dodatkowo powinowactwo VLDL i LDL do glikoprotein staje się bezpośrednią przyczyną dysfunkcji błony filtracyjnej kłębuszka dla białek osocza i nasilenia białkomoczu (Jenkins i wsp., 2004). Wzrost syntezy kolagenu, lamininy i fibronektyny w nefropatii cukrzycowej prowadzi do odkładania się depozytów pozakomórkowych w kłębuszku, do zwiększenia liczby komórek mezangium oraz pogrubienia błony podstawnej (Nerlich i Schleicher, 1989). Uszkodzenie bariery kłębuszkowej skutkuje kumulacją białek osocza i lipoprotein w mezangium i wystąpieniem białkomoczu. Hiperperfuzja jest ściśle związane ze stwardnieniem kłębuszków nerkowych (Hałoń, 2011b). Toksyczne uszkodzenie nerek Toksyczne uszkodzenie nerek może przebiegać pod postacią trzech głównych zespołów klinicznych, a mianowicie: ostrej niewydolności nerek, zespołu nerczycowego i przewlekłej niewydolności nerek. Pierwszy z nich, czyli ostra niewydolność nerek, może wynikać z bezpośredniego wpływu ksenobiotyków, jak również z zaburzeń w ukrwieniu nerek czy niedrożności dróg moczowych (krystaluria). Kolejny zespół nerczycowy jest związany z naruszeniem równowagi immunoregulatorowej. Zaś trzeci przewlekła niewydolność nerek wywołany jest długotrwałym działaniem ksenobiotyków, które przyczynia się do włóknienia i zaniku cewek nerkowych. Nie wszystkie części nefronu są w równym stopniu podatne na działanie substancji toksycznych (Marchewka, 2006). Najbardziej wrażliwe na ksenobiotyki są komórki kanalika proksymalnego, które wykazują się największą aktywnością metaboliczną, dużym gradientem osmotycznym, czy obecnością cewkowych mechanizmów transportowych. Cewka proksymalna ma nieszczelny nabłonek w przeciwieństwie do cewki dystalnej posiadającej grubą warstwę nabłonka z wysokim oporem elektrycznym, dlatego też transport anionów organicznych, kationów, białek, konjugatów z glutationem czy metali ciężkich odbywa się przede wszystkim w cewkach proksymalnych. Metody oceny funkcji nerek Ocena funkcji cewek nerkowych opiera się głównie na poszukiwaniu odpowiednio czułych i nieinwazyjnych metod, które umożliwiłyby wczesne wykrywanie choroby oraz prognozowanie jej przebiegu. Jedną z takich metod oceny funkcji nerek mogą być wydalane wraz z moczem enzymy wytwarzane w komórkach nabłonka cewek nerkowych (Kępka i wsp., 2008). Spośród ponad 50 enzymów wytwarzanych w nabłonku cewek proksymalnych i wydalanych do moczu znaczenie diagnostyczne mają tylko te enzymy, które nie ulegają denaturacji w kwaśnym środowisku moczu i wydalane są w minimalnych ilościach u ludzi zdrowych, zaś ich wydalanie do moczu zwiększa się istotnie w stanach patologicznych. Enzymy spełniające te warunki nazywane są markerami czynności określonej części nefronu. Należą do nich m.in.: fosfataza alkaliczna, 5-nukleotydaza, pirofosfataza, GGTP (gamma-glutamylotransferaza), AspAT (aminotransferaza asparaginianowa), LDH (dehydrogenaza mleczanowa), HEX (heksozaminidaza) oraz fruktozo-1,6-fosfataza (Vianna i wsp., 2011). Większość zmian chorobowych nerek dotyczy uszkodzenia fragmentów strukturalnych nefronu bądź powstania zaburzeń metabolicznych w kilku odcinkach nefronu. Biorąc pod uwagę uszkodzony odcinek nefronu możemy wyróżnić biomarkery dysfunkcji kłębuszków nerkowych czy kanalików proksymalnych. Do markerów oceniających funkcję kłębuszka nerkowego należy mocznik i kreatynina we krwi, oznaczanie kliriensu kreatyniny oraz proteinurii. Oceniając funkcje kanalików bliższych, stosujemy: cystatynę C, białka o wysokiej masie cząsteczkowej, enzymy (rybonukleaza, lizozym), hormony (insulina, somatotropina), białka transportowe (RBP białko wiążące retinol, metalotioneiny), antygeny powierzchniowe (β2-mikroglobuliny) oraz cytokiny (Lisowska-Myjak, 2012). Przy ocenie dysfunkcji kanalików dalszych wykorzystuje się następujące markery: glikoproteinę Tamm-Horfsfalla, osmolarność moczu, ciężar właściwy oraz kalikreinę (Lutz i Krajewska, 1997). Literatura Barisoni L, Mundel P (2003). Podocyte biology and the emerging understanding of podocyte diseases. American Journal of Nephrol- NAUKA SZKOŁA

25 Nefron Przemysław Woźniak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ ogy. 23: Chudek J, Adamczak M, Kokot F, Karkoszka H, Ignacy W, Klimek D, Wiecek A (2002). Relationship between body composition, sex hormones and leptinemia in hemodialyzed patients with chronic renal failure. Clinical Nephrology. 58: Czyżewska-Buczyńska A, Hruby Z, Witkiewicz W (2012). Znaczenie podocytów w patogenezie pierwotnych kłębuszkowych zapaleń nerek. Nefrologia i Dializoterapia Polska. 16: Danilewicz M (2011). Kłębuszkowe choroby nerek klinicznie przebiegające z dużym białkomoczem i/lub zespołem nerczycowym. Polish Journal of Pathology. 1: Dötsch J, Nüsken K, Schroth M, Rascher W, Meissner U (2005). Alterations of leptin and ghrelin serum concentrations in renal disease: simple epiphenomena? Pediatric Nephrology. 20: Hage FG, Dean P, Bhatia V, Iqbal F, Heo J, Iskandrian AE (2011). The prognostic value of the heart rate response to adenosine in relation to diabetes mellitus and chronic kidney disease. American Heart Journal. 162: Hałoń A (2011a). Diagnostyka morfologiczna kłębuszkowych chorób nerek. Budowa kłębuszka nerkowego. Polish Journal of Pathology. 1:3-7. Hałoń A (2011b). Zmiany w nerkach w chorobach metabolicznych. Polish Journal of Pathology. 1: Imiela J, Lewandowicz A (2007). Cystatin C in the diagnosis of chronic kidney disease. Nefrologia i Dializoterapia Polska. 11: Jenkins AJ, Rowley KG, Lyons TJ, Best JD, Hill MA, Klein RL (2004). Lipoproteins and diabetic microvascular complications. Current Pharmaceutical Design. 10: Kępka A, Szajda SD, Zwierz K (2008). Fruktozo-1,6-bisfosfataza marker uszkodzenia cewek nerkowych bliższych. Polski Merkuriusz Lekarski. 24: Khan SR (2012). Is oxidative stress, a link between nephrolithiasis and obesity, hypertension, diabetes, chronic kidney disease, metabolic syndrome? Urological Research. 40: Kretzler M (2002). Regulation of adhesive interaction between podocytes and glomerular basement membrane. Microscope Research of Technology. 57: Kubiak A, Niemir ZI (2006). Znaczenie podocytów w prawidłowym funkcjonowaniu kłębuszka nerkowego oraz w patogenezie kłębuszkowych zapaleń nerek. Część I. Charakterystyka fenotypowa i czynnościowa podocytów w okresie ich różnicowania się i dojrzałości. Postępy Higieny i Medycyny Doświadcalnej. 60: Laviano A, Krznaric Z, Sanchez-Lara K, Preziosa I, Cascino A, Rossi Fanelli F (2010). Chronic renal failure, cachexia, and ghrelin. International Journal of Peptides. 4: Leeuwis JW, Nguyen TQ, Dendoven A (2010). Targeting podocyteassociated diseases. Advanced Drug Delivery Review. 62: Leśkiewicz M, Budziszewska B, Lasoń W (2008). Endocrine effects of antiepileptic drugs. Przegla d Lekarski. 65: Levidiotis V, Power DA (2005). New insights into the molecular biology of the glomerular filtration barrier and associated disease. Nephrology. 10: Lisowska-Myjak B (2012). Serum and urinary laboratory markers for chronic kidney disease. Medycyna Rodzinna. 1:2-9. Lutz W, Krajewska B (1997). Biomarkery w diagnostyce schorzeń nerek powodowanych przez toksyny chemiczne. Medycyna Pracy. 48: Mafra D, Jolivot A, Chauveau P, Drai J, Azar R, Michel C, Fouque D (2010). Are ghrelin and leptin involved in food intake and body mass index in maintenance hemodialysis? Journal of Renal Nutrition. 20: Marchewka Z (2006). Low Molecular Weight Biomarkers in the Nephrotoxicity. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 15: Meyer BR (1989). Renal function in aging. Journal of the American Geriatrics Society. 37: Nerlich A, Schleicher E (1989). Immunohistochemical localization of various components of the basal membrane and interstitial collagen in diabetic nephropathy. Verhandlungen of the Deutsche Pathologische Gesellschaft. 73: Paklerska E, Niemczyk S (2010). Związek leptyny, hormonów anabolicznych, płciowych i kortyzolu w przewlekłej niewydolności nerek (PNN). Nefrologia i Dializoterapia Polska. 14: Quarles LD (2012). Role of FGF23 in vitamin D and phosphate metabolism: implications in chronic kidney disease. Experimental Cell Research. 318: Ramasamy R, Yan SF, Schmidt AM (2011). Receptor for AGE (RAGE): signaling mechanisms in the pathogenesis of diabetes and its complications. Annals of the New York Academy of Sciences. 1243: Ronco C, Rosner MH (2012). Acute kidney injury and residual renal function. Critical Care Forum. 16: Silva FG (2005). The aging kidney: A review. Part I. International Urology and Nephrology. 37: Sugawara A, Uruno A, Kudo M, Matsuda K, Yang CW, Ito S (2010). Effects of PPARγ on hypertension, atherosclerosis, and chronic kidney disease. Endocrine Journal. 57: Szmyt M, Niemir ZI, Czekalski S (2007). Zespół nerczycowy u osób starszych. Najczęstsze przyczyny zespołu nerczycowego w wieku podeszłym (część I). Polski Merkuriusz Lekarski. 23: Tsugawa T, Shinohara R, Nagasaka A, Nakano I, Takeda F, Nagata M, Oda N, Sawai Y, Hayakawa N, Suzuki A, Itoh M (2004). Alteration of urinary sorbitol excretion in WBN-kob diabetic rats treatment with an aldose reductase inhibitor. Journal of Endocrinology. 181: Urbieta-Caceres VH, Syed FA, Lin J, Zhu XY, Jordan KL, Bell CC, Bentley MD, Lerman A, Khosla S, Lerman LO (2012). Age-dependent renal cortical microvascular loss in female mice. American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism. 302: Vianna HR, Soares CM, Tavares MS, Teixeira MM, Silva AC (2011). Inflammation in chronic kidney disease: the role of cytokines. Jornal Brasileiro de Nefrologia. 33: Zagożdżon I, Bałasz-Chmielewska I, Żurowska A, Boguszewska A, Prokurat S, Drożdż D, Szczepańska M, Stefaniak E, Jander A, Ziółkowska H, Makulska I, Sikora P, Runowski D, Siteń G, Kipigroch H, Wierciński R (2012). Glomerulopathies as a cause of endstage renal failure from the polish registry of renal replacement therapy in children Przegla d Pediatryczny. 42: Nephron Przemysław Woźniak Podocytes play an important role in glomerular function. Together with endothelial cells of the glomerular capillary loop and the glomerular basement membrane they form a filtration barrier. Podocytes cooperate with mesangial cells to support the structure and function of the glomerulus. Podocytes injury is observed in primary glomerulonephritis associated with proteinuria. Structural and functional analysis of nephron is an essential part of research in renal diseases. Key words: nephron, podocytes, glomerular NAUKA SZKOŁA

26 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk Streszczenie: Problem ze zdrowiem, chorobami, bólem i cierpieniem towarzyszy ludzkości od początku jej istnienia. Życie i zdrowie człowieka postrzega się jako jedność. To dlatego w każdej cywilizacji i przez całe dzieje wszystkie religie odnoszą się do zdrowia, które jest konieczne dla normalnego życia. Religia uczy ludzi, że bardzo ważne jest stosowanie różnych metod i leków, aby przywrócić zdrowie w razie choroby, bólu i cierpienia. Zdrowie jest naturalnym stanem każdego człowieka. W artykule tym przedstawiam stosunek do zdrowia i medycyny w starożytnych wierzeniach religijnych Mezopotamii, Grecji i Rzymu oraz w czterech religiach: judaizmie, chrześcijaństwie, islamie i buddyzmie. Słowa kluczowe: zdrowie, medycyna, leczenie, religia, Biblia, Koran, judaizm, chrześcijaństwo, islam, buddyzm otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: Artykuł doskonale nadaje się jako materiał źródłowy do realizacji zajęć z przedmiotu przyroda w liceum lub technikum. Treści nauczania: własne, w obrębie wątku tematycznego C.21. Zdrowie. oraz zjawiska naturalne, błyskawice, powodzie, sztormy. Nieokiełzana przyroda w swojej groźnej potędze wymagała, aby się przeciwstawić jej niszczycielskiej mocy. Dlatego na jakimś etapie dziejów pojęto, że jedynym sposobem przetrwania jest zrozumienie oddziaływania przyrody na człowieka. Zawsze i wszędzie ludzie wierzyli w istnienie uzdrowicielskiej mocy, która potrafi przywracać zdrowie fizyczne, a także dobre samopoczucie. Medycyna ludów pierwotnych była wiedzą empiryczną, a liczne doświadczenia związane z urazami dnia codziennego zmusiły ludzi do stosowania czynników terapeutycznych. Starano się m.in. utrzymywać rany w czystości okrywano je liśćmi, odganiano od nich muchy, oczyszczano je przez wywoływanie krwawienia. Obserwacja i eksperyment zaczynały mieć uporządkowany związek przyczynowo-skutkowy. Człowiekowi pierwotnemu nieraz przychodził z pomocą przypadek. Znaczna część spostrzeżeń dotyczyła działania naturalnych specyfików; ludzie często testowali je na sobie samych. W ten sposób poznano działanie środków działających przeciwbólowo, halucynogennie, rozkurczowo, odkażająco oraz antyseptycznie. Na początku medycyna była mocno związana ze strefą magii. Leczącymi, a właściwie uzdrowicielami, byli szamani (O Donnell, 2005). To oni, powołując się na moc nadaną im rzekomo przez bogów, rozwijali najrozmaitsze obrzędy uzdrowicielskie. W czasach miast-państw świat boski oraz ludzki wzajemnie się zbliżały i przenikały. Przenikały się też wartości materialne oraz duchowe, a szamani i szamanki przemieniali się w leczących kapłanów i kapłanki. Wraz ze wzrostem znaczenia świątyń, kapłani stali się pierwszymi lekarzami. Religie miały istotny wpływ na kształtowanie się postaw zdrowotnych w pierwotnych wspólnotach i społeczeństwach. Coraz częściej kapłani różnych religii zdawali sobie sprawę, że należy zaniemgr Małgorzata Maciejczyk: asystent w Zakładzie Fizjologii Zwierząt Instytutu Biologii, Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy Jana Kochanowskiego w Kielcach, ul. Świętokrzyska 15, Kielce Początki Religia jako jedna z najgłębszych indywidualnych spraw ludzkich wywiera ogromny wpływ na życie oraz postępowanie człowieka, wzbudzała i wzbudza wiele emocji. Jest to zjawisko wpływające na rozmaite dziedziny życia, będące podstawą niewiarygodnych ludzkich przedsięwzięć, osiągnięć, a także szeroko rozumianych motywacji (Bohdanowicz, 1995). Wszędzie, gdzie pojawił się człowiek, rozwijał on jakąś aktywność religijną, modlił się, organizował kult, obrzędy, składał ofiary. Nie było w historii kultury takiej cywilizacji, która nie miałaby religii. Przenika ona swoją treścią i wartością, indywidualną, a także wspólnotową, wszystkie płaszczyzny oraz zakresy działań człowieka jako jednostki i całych narodów, zawierając wielokrotnie głębię filozoficzną (Kościelniak, 2002). Każda religia odnosi się z jednej strony do człowieka, a z drugiej do Boga, który jest ze strony człowieka podmiotem czci i bojaźni, zależności i oddania, lecz także nieskończonego nigdy poznania, tęsknoty oraz dążenia do zjednoczenia. Każda religia zakłada istnienie Boga, różnie pojmowanego, jednak zawsze uznawanego jako rzeczywistość, sacrum, stanowiącą źródło i ostateczny cel doczesnego istnienia (Sikora, 2003). Od najdawniejszych czasów człowiek wykazywał dążenie do poznania swojej biologicznej i duchowej natury, próbował określić swoje miejsce w świecie przyrody, a także otoczeniu społecznym. Aby to osiągnąć dążył do poznania dróg i sił, które by mu to umożliwiły. Już wówczas okazało się, że jednym z najważniejszych oraz decydujących czynników w tej mierze jest zdrowie. Badając dzieje ludzkości, można się przekonać, że pojęcie zdrowia ma tak długą i ciekawą historię, jak sam człowiek. Człowiek pierwotny szukał wyjaśnień dla wszystkich zjawisk naturalnych, które zagrażały jego życiu. Traktował w podobny sposób zarówno choroby NAUKA SZKOŁA

27 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ chać działań szkodliwych, a zachęcać do życia zgodnego ze wskazaniami natury. Mezopotamia, Egipt, Grecja, Rzym W Mezopotamii medycyna miała charakter sakralny, chorobom przypisywano nadnaturalne pochodzenie. Z Mezopotamii pochodzi kodeks króla babilońskiego Hammurabiego, który zawiera kilkanaście paragrafów dotyczących działań medycznych. Z tego źródła dowiadujemy się o metodach leczenia chirurgicznego niektórych chorób Jeżeli lekarz wykona operację komuś nożem brązowym i go uleczy należy zapłacić lekarzowi 10 sykli srebra. Jeżeli lekarz wykona operację komuś nożem brązowym i śmierć jego sprowadzi należy ręce mu obciąć. Kapłani wykorzystywali swoją wiedzę do przeprowadzania prymitywnych operacji. Ich zabiegi były bardzo kosztowne oraz wiązały się z wielkim ryzykiem, dlatego niewielu ludzi decydowało się na takie zabiegi (Gabriel, Geaves, 2007). Powszechnie stosowanym zwyczajem było wystawianie człowieka chorego na ulicę w tym celu, aby przechodnie udzielili mu porad zdrowotnych. W starożytnym Egipcie wiedza medyczna spisywana była w księgach boga Thota. Lekarze-kapłani byli zobowiązani do postępowania zgodnego z tymi księgami, w przeciwnym razie byli karani. Kapłani-lekarze cieszyli się dużym szacunkiem i uznaniem. Leczyli ludzi w świątyniach. Prowadzili oni zarówno praktykę ogólną, jak i specjalistyczną, np. Strażnik Oka Króla czy Wielki Opiekun Królewskiego Odbytu, a poza tym odprawiali egzorcyzmy przeciwko złym duchom. Biedakom zapewniali niedrogie leczenie, takie jak bandażowanie, okłady z miodu i ewentualnie zaklęcia. Egipcjanie z obrzydzeniem odnosili się do procesów gnilnych, więc balsamowali zwłoki, aby uchronić je przed rozkładem, i nieustannie przeczyszczali swe jelita w nadziei, że w ten sposób zapobiegną rozkładowi żywego organizmu (Favazza, 2006). Wysoko rozwinięta była higiena oraz profilaktyka. Przepisy higieny obowiązywały nie tylko klasę uprzywilejowaną, ale cały naród. Zalecano czystość osobistą, częste kąpiele, strzyżenie włosów, stosowanie postów i dwa razy w tygodniu lewatywy. Zasady higieny zostały uznane za prawo, które obowiązywało wszystkich, począwszy od faraonów, aż po niewolników (Brzeziński, 2004). Miejscem, gdzie medycyna szczególnie się rozwinęła, była Grecja. Lekarze skupiali się wokół świątyń Asklepiosa, który był synem Apolla i kobiety Koronis. Ciężarną matkę zabiła Artemida. Apollo wyjął Asklepiosa z brzucha Koronis i oddał pod opiekę centaura Chirona. Lecznicze umiejętności Asklepiosa były tak duże, że wkrótce zabrakło zmarłych, którzy zapełniali podziemia Hadesu. Na wieść o tym Zeus uśmiercił półboga. Rozgniewany Apollo w zemście zabił kilku Zeusowych Tytanów. Bóg piorunów przywrócił do życia Asklepiosa, a ten założył ród kapłanów-lekarzy. Świątynie Asklepiosa były miejscami, do których przychodzili chorzy (Bohdanowicz, 1995). Po złożeniu ofiary obmywali oni swoje ciało i oddawali się pod opiekę kapłanów. Leczono snem, ziołami, przeprowadzano proste operacje. Za prekursora współczesnej medycyny uznaje się Hipokratesa, żyjącego od ok. 460 do ok. 377 r. p.n.e. Uważany jest on jednocześnie za najważniejszego przedstawiciela szkoły lekarskiej z wyspy Kos i ojca medycyny. Pochodził z rodziny Asklepiadów, którzy z pokolenia na pokolenie przekazywali umiejętności leczenia. Hipokrates wiele podróżował, leczył i uczył się leczyć od innych. Wygłaszał on swoiste sugestie na temat zdrowia, a także wprowadzał w życie zasady swoich nauk, według których zdrowie oraz choroba zależą od równowagi pomiędzy tym, co nas otacza i na nas oddziałuje, jak wiatr, temperatura, woda, gleba, a indywidualnym sposobem życia, czyli odżywianiem, zwyczajami seksualnymi, pracą i odpoczynkiem. Zauważył, że środowisko zewnętrzne wybitnie wpływa na stan zdrowia oraz psychikę człowieka. Fizjologia według Hipokratesa opierała się na nauce o czterech zasadniczych sokach w organizmie: krwi, śluzie, żółci czarnej i żółci żółtej. Zakłócenie harmonii między tymi czterema sokami w organizmie było, według Hipokratesa, źródłem chorób. Hasło Hipokratesa i jego nauki w prowadzeniu kuracji brzmiało: Przede wszystkim, nie szkodzić (w wersji łacińskiej znane jako: Primum non nocere ). Metoda leczenia Hipokratesa opierała się zatem na obserwacji oraz doświadczeniu, z których wysnuwa się wnioski prowadzące do postawienia diagnozy. Medycyna w Rzymie nie była związana z rolą bogów. Zdrowiu, a także chorobom przypisywano naturalne pochodzenie. Lekarze cieszyli się wieloma przywilejami, np. zwolnieni byli ze służby wojskowej oraz z płacenia podatków. To właśnie w Rzymie powołano pierwszych nauczycieli mających kształcić młode pokolenia przyszłych lekarzy. Judaizm Judaizm to jedna z najstarszych religii monoteistycznych. Zgodnie z tradycją biblijną, jej założycielem jest Mojżesz i od jego imienia określa się ją jako wyznanie mojżeszowe. Judaizm nie ma ściśle jednolitego kultu ani jednolitej, a także scentralizowanej hierarchii religijnej. Obejmuje zasady, oparte na Torze (czyli biblijnym Pięcioksięgu) oraz Talmudzie (będącym komentarzem do Tory), którymi wyznawcy tej religii muszą się bezwzględnie kierować w życiu (Bright, 1994). Tora pełniła i pełni doniosłą rolę w narodzie izraelskim. Była i nadal jest przewodnikiem pokoleń, drogowskazem, księgą spełnionych obietnic oraz zapowiedzią nowych, jest gwarancją odrębności narodowej, a także religijnej. Judaizm w ciągu wieków nie szerzył się na inne pań- NAUKA SZKOŁA

28 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ stwa. Pozostał on w obrębie narodu żydowskiego, który uznaje się za wybrany przez Boga. Według niektórych badaczy judaizm tym różni się od innych religii, że zwraca uwagę bardziej na czyny, niż na wiarę, a więc skupiony jest bardziej na życiu niż na tym, co czeka człowieka później. Ta koncentracja na życiu powoduje, że ideałem judaizmu jest samokontrola, odpowiedzialność, pełna władza nad własnym postępowaniem, dbanie o zdrowie, a także działanie w sposób nadający cechy wyjątkowości zwyczajnym czynnościom życiowym (Sherwin, 2000). Ze względu na dwoistość natury ludzkiej i chęć zaspokajania instynktów z jednej strony, a odpowiedzialność za działania z drugiej, judaizm nie propaguje całkowitego odwrócenia się od różnego rodzaju pokus; wręcz przeciwnie, zabrania skrajnego umartwiania się, jednak domaga się umiarkowania oraz roztropnego życia: umiarkowany przedłuży swe życie (Syr 37, 31). Troska o zdrowie jest w judaizmie zagadnieniem religijnym, ponieważ uważa się ją za religijną powinność, przyjmując, że zdrowe ciało jest podstawą zdrowego umysłu. Zdumiewać może, jak wiele miejsca poświęcone jest w Torze na zagadnienie zdrowia, dobrego samopoczucia, pomyślności i zapobieganiu chorobom. Człowiek, stworzony na obraz i podobieństwo Boże, odzwierciedlał chwałę oraz doskonałość swego Mistrza. W swoim planie stwórczym Bóg przewidział dla człowieka pełnię zdrowia, zarówno fizycznego jak i psychicznego, i dopiero grzech pogrążył całego człowieka, sprowadzając na ziemię choroby oraz śmierć (Favazza, 2006). Pomimo odrzucenia Bożego obrazu w życiu człowieka dobry Bóg nie pozostawił go samemu sobie. W miarę upływu czasu dawał mu różne rady i zalecenia, także w sferze dbałości o zdrowie (Suchy, 1993). Według Tory zdrowie łączy się ściśle z odżywianiem oraz przestrzeganiem higieny. Prawo hebrajskie narzuca bardzo ścisłe przepisy dotyczące higieny ciała i sposobu odżywiania. Pierwsza rozmowa Boga z człowiekiem dotyczyła właśnie jedzenia: Oto daję wam wszelką roślinę wydającą nasienie na całej ziemi i wszelkie drzewa, których owoc ma w sobie nasienie: niech będzie dla was pokarmem (Rdz 1, 29). Pierwotnym założeniem Boga było, aby człowiek spożywał tylko rośliny, jednak po potopie sytuacja się zmieniła. Żywność roślinna nie była tak już łatwo dostępna, więc Bóg dopuścił spożywanie przez ludzi mięsa: wszystko co się porusza i żyje, jest przeznaczone dla was na pokarm, tak jak rośliny zielone, daję wam wszystko (Rdz 9, 3). Ponad tysiąc lat po potopie, gdy pojawił się Mojżesz, Bóg wydał ścisłe instrukcje żywieniowe dotyczące zwierząt czystych i nieczystych, czyli tych których człowiek spożywać nie powinien (Cherry, 2006). Tora zawiera bardzo szczegółowe porady higieniczno-dietetyczne. Święte Księgi wskazują na czas izolacji chorych, czas i miejsce grzebania zmarłych, częstość stosunków płciowych i ich higienę. Porady te mają szczególny charakter również dlatego, że ich autorem jest Bóg (Warzecha, 1995). Przestrzeganie Bożych zasad, a także przykazań zapewnia dobre zdrowie Jeśli wiernie będziesz słuchał głosu Pana twego Boga i będziesz wykonywał to, co jest słuszne w Jego oczach: jeśli będziesz dawał posłuch Jego przykazaniom i strzegł wszystkich Jego praw, to nie ukarzę cię żadną z tych plag, jakie zesłałem na Egipt, bo ja Pan, chcę być twym lekarzem (Wj 15, 26). Najpowszechniejszą terapią Hebrajczyków była modlitwa. Ich modlitwa była nieustannym dialogiem ze Stwórcą. Wyrażała zachwyt, wdzięczność i hołd, była wyzwaniem oraz prośbą o zdrowie i błogosławieństwo (Peter, 1996). Wzór takiej postawy stanowi zachowanie Ezechiasza, który gdy śmiertelnie zachorował, modlił się i płakał; wówczas Bóg mu odpowiedział: Słyszałem twoją modlitwę, słyszałem twoje łzy. (...) Oto dodam do twego życia piętnaście lat (Iz 38, 1 5). Izraelici pogardzali formalną praktyką medyczną, ponieważ pomniejszała ona pozycję Boga. Traktowali oni dusze i ciało jako nierozerwalną całość. Życie człowieka było o tyle bardziej intensywne, o ile więcej było w nim błogosławieństwa Bożego. Choroba kierowała człowieka w stronę śmierci, wyzdrowienie było zaś fenomenem duchowym przywracającym niepodzielność ludzkiej istoty i jej łączność z życiem, którego źródłem jest Jahwe. Dlatego do najcięższych przypadków wzywano najczęściej kapłana lub człowieka pełniącego służbę w świątyni (Chouraqui, 1995). Chrześcijaństwo Chrześcijaństwo jest religią o największej liczbie wyznawców na świecie. Na różnych kontynentach skupia ludzi, którzy wierzą w zbawczą śmierć i zmartwychwstanie Jezusa Chrystusa. Według tej religii Bóg pragnie, abyśmy cieszyli się doskonałym zdrowiem. Biblia chrześcijańska podkreśla wartość ludzkiego fizycznego ciała (Colbert, 2006), które zostało stworzone przez Boga. A zatem wierzący powinien dążyć do zrozumienia oraz zastosowania w praktyce tego, co poprawia stan zdrowia. Troska o zdrowie jest sprawą moralności, dowodem lojalności oraz odpowiedzialną służbą dla Boga. Choroba znalazła się na świecie jako następstwo grzechu, bo do nieśmiertelności Bóg stworzył człowieka uczynił go obrazem swej własnej wieczności (Mdr 2, 23). Pismo Święte wyraźnie mówi, że Bogu zależy na naszym zdrowiu fizycznym i psychicznym: Błogosław, duszo moja, Pana, i nie zapominaj o wszystkich Jego dobrodziejstwach! On odpuszcza wszystkie twoje winy, On leczy wszystkie twe niemoce (Ps 103, 2 3). Najważniejszym przeświadczeniem Starego Testamentu było to, że zarówno choroba, jak i zdrowie zależą od Boga, że to On zsyła na człowieka niemoc i to On uzdrawia NAUKA SZKOŁA

29 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ (Chouraqui, 1995). Ewidentnym przykładem takiej mentalności jest Księga Hioba. Bóg pozwala szatanowi obsypać Hioba trądem złośliwym, od palca stopy aż do wierzchu głowy (Hi 2, 7). Jego choroba to element planu Bożego i nie ma nic wspólnego z wykroczeniem przeciwko prawu. Mimo to znajomi stronią od niego, przypuszczając, że jest wielkim grzesznikiem. Nawet jego żona mówi mu Złorzecz Bogu i umieraj (Hi 2, 9). Ale nie ma sensu odgadywać zamiarów Boga ani z Nim walczyć. Wszystko, co człowiek może zrobić to zaufać Bożemu sądowi, przyjąć niezasłużone cierpienia, zachować wiarę i pokutować. Właśnie tak postąpił Hiob pozbawiony wszystkiego, odzyskuje następnie zdrowie, a także całą majętność w dwójnasób (Szewczyk, 2001). Prawda objawiona w starotestamentalnych zasadach zdrowotnych nie straciła ważności na mocy Nowego Przymierza. Przestrzeganie prawideł zdrowotnych pozwala zachować zdrowie do dzisiaj. Dla Jezusa oraz Jego tożsamości uzdrawianie miało zasadnicze znaczenie. Najważniejszą Jego posługą było przywracanie zdrowia ciałom oraz umęczonym duszom. Chorzy szukający u Chrystusa pomocy doznawali uleczenia dzięki wierze Jego i swojej. Jego technika polegała zazwyczaj na tym, że dotykając chorego, mówił kilka słów. Lista jego uleczeń jest imponująca i obejmuje: gorączkę teściowej św. Piotra, trąd u jedenastu mężczyzn, porażenie, obrzęk, ranę po obciętym uchu u sługi arcykapłana, kalectwo mężczyzny, stan nieprzytomności bliskich śmierci chłopca i dziewczyny, krwotok u kobiety, bezwładną rękę, paraliż sługi setnika, ślepotę u czterech mężczyzn oraz szereg przypadków uwolnienia ludzi od złych duchów, a także przywracanie do życia zmarłych. Uzdrowienia te dotyczą zarówno zaburzeń fizycznych, jak i duchowych. Jezus uzdrawiał wszystkich, których spotkał na swej drodze: i tych, których uważano za ludzi bogobojnych, i tych, o których mówiono, że są grzesznikami (Witaszek, 1997). Z lektury Ewangelii wynika wyraźnie, że Jezus okazywał chorym szczególne względy. Nie tylko wysyłał swoich uczniów, by leczyli ich rany, lecz także ustanowił dla nich specjalny sakrament uzdrowienia i umocnienia. List św. Jakuba świadczy o istnieniu tego gestu sakramentalnego już w pierwszej wspólnocie chrześcijańskiej: Choruje ktoś wśród was? Niech sprowadzi kapłanów Kościoła, by się modlili nad nim i namaścili go olejem w imię Pana (Jk 5, 14 16). Z kolei jako tzw. medycynę zapobiegawczą uznaje się w Biblii posłuszeństwo. Kiedy Jezus uzdrawiał chorych, robił to na podwójnej płaszczyźnie: leczył ciało i ducha. Kiedy uzdrowił chorego u wód Betesdy, powiedział mu: Oto wyzdrowiałeś. Nie grzesz już więcej, aby ci się coś gorszego nie przydarzyło (J 5, 14). W ten sposób wskazał uzdrowionemu na źródło jego nieszczęścia: nieprzestrzeganie Bożych praw życia, niewłaściwy sposób traktowania swego ciała i umysłu, (nazwał to grzechem), a także dał mu błogosławioną radę: już nigdy nie grzesz, a inaczej mówiąc: już nigdy nie łam Bożych przykazań, zwłaszcza przykazania nie zabijaj poprzez świadome i celowe niszczenie własnego zdrowia i życia, bo w przeciwnym razie, twój stan będzie jeszcze gorszy (Colbert, 2006). Zdrowie jest w Biblii pojęciem bardzo szerokim, obejmującym wszystkie aspekty osoby fizyczne, psychiczne, duchowe, społeczne. Według Biblii zdrowie jest czymś więcej niż brakiem choroby. Jest to poczucie dobra, jedności, integralności, kompletności, pokoju i dobrobytu. Wszyscy chrześcijanie są zobowiązani do tego, by zrobić wszystko, co w ich mocy, aby zadbać o swoje zdrowie. Na kartach Biblii opisane zostały zasady, które pozwalają zachować zdrowie ciała, duszy oraz umysłu. Wzmacniające zdrowe nawyki, w tym ćwiczenia, odpowiednia dieta, systematyczny odpoczynek, właściwa praca, unikanie niszczących używek czy zachowań, dbanie o czystość, podtrzymywanie przyjaznych relacji z ludźmi oraz pomaganie bliźnim to główne czynniki prowadzące do zdrowia. Bóg stworzył człowieka do szczęścia, a choroba podobnie jak wszelkie inne zło, które spada na człowieka stoi w sprzeczności z tym Bożym zamiarem. Islam Islam jest religią monoteistyczna, drugą na świecie pod względem liczby wyznawców. Wyznawcy ci nazywani są muzułmanami. Swoją religię uważają za objawioną. Wszystkie dane przez Boga nakazy zostały zawarte w najważniejszej księdze islamu Koranie. Tekst tej księgi pomaga w sprawnym myśleniu, skłania do działania, wyraża ludzkie pragnienia oraz proponuje określony tryb życia i reguły postępowania (Bohdanowicz, 1995). Należy zaznaczyć, że islam jest zarówno systemem religijnym, jak i prawnym, dlatego muzułmanin musi podporządkować się nie tylko prawom Bożym, lecz także uznać wynikające z nich prawa organizacji życia społecznego, obecnie nazywanego prawem cywilnym. Podstawę islamu stanowi pięć zasad i obowiązków muzułmanina: wyznawanie wiary w jedynego Boga, pięciokrotna modlitwa w ciągu doby, post w miesiącu ramadan, jałmużna na rzecz ubogich i pielgrzymka do Mekki przynajmniej raz w życiu. Islam to religia, która dba o psychiczno-fizyczną równowagę człowieka, którą może on osiągnąć wyłącznie poprzez nakazy i zakazy Boga. Według Koranu dla prawidłowego rozwoju człowieka dozwolone są wszelkiego rodzaju dobra, z wyjątkiem pewnych rodzajów napojów i pokarmów, ze względu na ich szkodliwość. Należą do nich: alkohol, wieprzowina, padlina, krew, tytoń, narkotyki. Podstawą tego zakazu są wersety Koranu: O wy, którzy wierzycie! Wino, majsir, bałwany i strzały wróżbiarskie to obrzydliwość wynikająca NAUKA SZKOŁA

30 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ z dzieła szatana. Unikajcie więc tego! Być może, będziecie szczęśliwi! Szatan chce tylko rzucić między was nieprzyjaźń i zawiść przez wino i majsir i odwrócić was od wspominania Boga i od modlitwy. Czyż wy nie zaprzestaniecie! (Koran, 5, 90 91). Islam jest całościowym systemem życia, dlatego nie pomija on tak ważnych dla człowieka kwestii jak jego własne oraz społeczne zdrowie. Na dobre zdrowie składa się wiele czynników, m.in. spożywanie czystego pożywienia, umiarkowanie w spożywaniu posiłków, brak nałogów, czystość ciała i ubrania, ćwiczenie ciała i umysłu oraz ochrona środowiska. Islam i jego uniwersalne oraz praktyczne zasady dbają o zachowanie równowagi w życiu człowieka, zezwalając mu na dobre, a także pożyteczne rzeczy, a zakazując tych szkodliwych: O ludzie! Jedzcie z tego, co jest na ziemi dozwolone i dobre, i nie chodźcie śladami szatana! Zaprawdę, on jest dla was wrogiem jawnym (Koran, 2, 168). Zdrowie psychiczne jest połączone ściśle ze zdrowiem fizycznym i umysłowym, dlatego zadbanie jednocześnie o obie te sfery życia gwarantuje w ciele człowieka wewnętrzną równowagę, która jest niezbędnym czynnikiem w prawidłowym jego rozwoju. Zadaniem islamu jest przede wszystkim zapobieganie chorobom poprzez codzienną czystość oraz umiarkowanie, w każdym aspekcie życia (Kościelniak, 2002). Islam zaleca swym wyznawcom harmonię. W osiągnięciu wewnętrznej równowagi i pokoju ma pomóc wiara. Całkowite posłuszeństwo i oddanie się Bogu jest dla muzułmanów również sposobem na pokonywanie życiowych trudności. Zgodnie z przesłaniem koranicznym zdrowym zarówno w wymiarze fizycznym, jak i duchowym jest wierzący muzułmanin, natomiast chorymi Koran nazywa niewierzących oraz politeistów (Bielawski, 1980). Oprócz ogólnych uwag na temat stanu zdrowia i choroby, Koran formułuje również konkretne przepisy dotyczące spożywania pokarmów i zachowania higieny. Do dziś uznaje się je za podstawę muzułmańskiego wychowania zdrowotnego. Wielką wagę Koran przywiązuje do wypełniania religijnych obowiązków, które wpływają na stan ducha, od którego zależy zdrowie fizyczne. Regularna modlitwa rytualna odgrywa w tym procesie niebagatelną rolę, ponieważ przez wspominanie Boga uspokajają się ich serca (Koran, 13, 28). Wykonywanie obowiązków powinno przyczynić się do oczyszczenia człowieka z wszelkich pragnień, a także doprowadzić do wewnętrznego zadowolenia. Wyznawcom islamu zaleca się cierpliwe znoszenie trudności życiowych i nieuleczalnych chorób, w których powinni oni dostrzec możliwość odpokutowania za popełnione winy, a przez to osiągnięcie życia wiecznego. W żadnej sytuacji muzułmaninowi nie wolno zrezygnować z leczenia. Zasada muzułmańskiej etyki głosi, że każdy, kto znalazł się w trudnej sytuacji z powodu choroby, wieku czy wypadku, może liczyć na wsparcie wspólnoty. Koran nawołuje, aby rodziny zatroszczyły się o swoich chorych i niepełnosprawnych członków. Buddyzm Buddyzm jest systemem filozoficzno-etycznym przez wielu ludzi uznawanym raczej za filozofię niż za religię. Nie posiada on żadnego elementu spajającego ani żadnego wypracowanego konkretnego systemu ściśle religijnego oraz doktryn. Mimo to uważany jest za w miarę jednolity system. Opiera się on na Czterech Szlachetnych Prawdach, ogłoszonych przez Siddharthę Gautamę, który żył w latach p.n.e. i uznawany jest za twórcę buddyzmu, oraz na przedstawionej przez niego Ośmiorakiej Ścieżce, która ma prowadzić do osiągnięcia Oświecenia. Buddyzm ma ogromny wpływ na styl życia, a także religijność dużej liczby ludzi, w tym niejednokrotnie całych narodów zamieszkujących określone państwa. Wyciska on swoje osobnicze piętno na sposób, w jaki człowiek żyje i myśli (Bohdanowicz, 1995). Buddyzm w swoim założeniu jest zasadniczo łagodnym oraz szlachetnym systemem, który propaguje pokój na całym świecie. Liczne badania pokazują, że filozofia buddyjska stanowi w swym konsensie przemyślaną ideologię, generalnie opartą na przesłankach racjonalizmu, a także znajomości istoty samego człowieka. Na życie składa się wiele różnych działań oraz zachowań, z których każde może się okazać korzystne albo szkodliwie dla nas, a także dla innych. Polem działania buddyzmu są więc zasady i praktyki pomagające zachowywać się tak, aby wynikło z tego jak najwięcej korzyści, a jak najmniej szkody. Rdzeń buddyjskiej nauki etycznej zawiera się w pięciu tzw. wskazaniach (Mejor, 1980). Nie należy mylić ich z przepisami ani chrześcijańskimi przykazaniami; wskazania to po prostu reguły treningowe, za którymi podąża się z własnej, nieprzymuszonej woli, posługując się przy tym rozumem i wrażliwością. Dotyczą one powstrzymywania się od: odbierania życia, brania tego, co nie jest dane, złego seksualnego prowadzenia się, fałszywej mowy i zażywania substancji wywołujących nieuwagę. Życie jest skomplikowane i najeżone trudnościami, dlatego też tradycja buddyjska nie narzuca jednego wzorca działania, który można by zastosować we wszystkich sytuacjach życiowych. W buddyzmie nie mówi się nawet, że jakieś zachowanie jest dobre lub złe, lecz używa się w zamian określeń: zręczne oraz niezręczne. Medycyna buddyjska postrzega zdrowie jako problem równowagi. Ciało ludzkie uważane jest za integralną całość składającą się z tzw. pięciu organów głównych: serca, płuc, śledziony, wątroby, nerek, a także sześciu organów dodatkowych połączonych z innymi delikatną siecią kanałów. Jest ono ściśle związane z otaczającym go środowiskiem. Wiele czynników, takich jak: dieta, NAUKA SZKOŁA

31 Zdrowie i medycyna w religiach świata Małgorzata Maciejczyk EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ styl życia, warunki klimatyczne oraz pogodowe, stan ducha i umysłu oraz predyspozycje genetyczne, mogą mieć dobroczynny lub destrukcyjny wpływ na stan zdrowia. Diagnozy zaburzeń zdrowotnych dokonuje się poprzez badanie pulsu, uryny i kału oraz ocenę ogólno-fizycznego i mentalnego stanu zdrowia w chwili obecnej, a także w przeszłości. Lekarz postrzega stan zdrowia pacjenta w sposób całościowy. Buddyjska filozofia leczenia mówi, że lekarz odpowiedzialny jest za leczenie choroby i udzielanie porad, a pacjent za ich przyczyny. Buddyści uważają, że pierwszą chorobą była niestrawność, a lekarstwem zagotowana woda, natomiast lekarz to osoba, która leczy z bólu, ćwiczy techniki medyczne oraz promuje zdrowie (Ratanakul, 2004). Jeśli choroba nie jest zbyt poważna, zaleca w pierwszej kolejności dietę i nakazuje choremu odpowiednie zachowania. Leczenie polega na udzieleniu przez lekarza wskazówek dotyczących diety, stylu życia oraz przyjmowaniu stosownych preparatów leczniczych. Składniki do ich wytworzenia pozyskiwane są wyłącznie z naturalnych źródeł, takich jak zioła i minerały. Medycyna związana jest ściśle z praktyką religijną zarówno lekarza, jak i pacjenta (Mejor, 1980). Zgodnie z wyobrażeniem buddyjskich lekarzy ciało człowieka usiane jest wieloma punktami. Punkty te są ze sobą połączone liniami, przez które przepływa energia. Jeśli stwierdzone zostaną zaburzenia przepływu energii, wówczas należy je wyregulować poprzez nakłucie igłą określonego punktu na ciele. Masaż to kolejna naturalna forma walki z bólem, stosowana często w medycynie buddyjskiej. Tajemnica zdrowia, tak umysłu, jak i ciała, polega według buddyzmu na tym, by nie rozpaczać nad przeszłością, nie martwić się o przyszłość ani nie uprzedzać kłopotów, lecz żyć chwilą obecną mądrze oraz poważnie. Religia na straży zdrowia Reasumując, w każdym społeczeństwie jedno z najwyższych miejsc w hierarchii wartości zajmuje zdrowie. Jest ono wartością nadrzędną o charakterze uniwersalnym, jest najcenniejszym bogactwem człowieka. Zdrowie nie jest stanem statycznym, lecz zjawiskiem dynamicznym, tworzonym przez ludzi w ich zachowaniach życia codziennego. Każdy wymieniony system religijny niesie w sobie wartościowe elementy przyczyniające się do zachowania zdrowia. Religia na każdym etapie historii stoi na straży zdrowia, zapewniając niezbędne metody i środki do jego poprawy, oraz stara się nieść pomoc podczas choroby, bólu i cierpienia. Literatura Bielawski J (1980). Islam. Warszawa: Krajowa Agencja Wydawnicza. Bohdanowicz J (1995). Religie w dziejach cywilizacji. Gdańsk: Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego. Bright J (1994). Historia Izraela. Wydawnictwo PAX, Warszawa. Brzeziński T (2004). Higiena indywidualna i społeczna, choroby zakaźne i walka z nimi. W: Historia medycyny. Warszawa. Colbert D (2006). Biblia leczy. Kraków: Wydawnictwo M. Colbert D (2006). Co mógł jadać Jezus. Katowice: Wydawnictwo Videograf. Cherry R (2006). Rola tłuszczów i węglowodanów. Kraków: Wydawnictwo M. Chouraqui A (1995). Życie codzienne ludzi Biblii. Warszawa: Państwowy Instytut Wydawniczy. Gabriel T, Geaves R (2007). Religie. Poznań: Wydawnictwo Elipsa. Favazza A (2006). Religia i psychologia. Warszawa: Wydawnictwo Świat Książki. Kościelniak K (2002). Chrześcijaństwo w spotkaniu z religiami świata. Kraków: Wydawnictwo M. Mejor M (1980). Buddyzm. Warszawa: Krajowa Agencja Wydawnicza. O Donell K (2005). Idee świata. Warszawa: Wydawnictwo Świat Książki. Peter M (1996). Dzieje Izraela. Poznań: Papieski Wydział Teologiczny. Ratanakul P (2004). Buddyzm, zdrowie i choroba. Dziennik Eubios azjatyckiej i międzynarodowej bioetyki. 15. Sherwin BL (2000). Jewish Ethics for the Twenty-First Century: Living in the Image of God. Syracuse University Press. Sikora T (2003). Użycie substancji halucynogennych a religia. Kraków: Zakład Wydawniczy Nomos. Suchy J (1993). Czyńcie sobie ziemię poddaną, panujcie nad zwierzętami. Zeszyty Naukowe KUL. 36. Szewczyk K (2001). Dobro, zło i medycyna. Warszawa Łódź: Wydawnictwo Naukowe PWN. Warzecha J (1995). Dawny Izrael. Warszawa: Wydawnictwo ATK. Witaszek G (1997). Życie społeczne w Biblii. Lublin: Wydawnictwa KUL. Cytaty z Biblii: Pismo Święte Starego i Nowego Testamentu, Biblia Tysiąclecia, Poznań Warszawa Cytaty z Koranu: Koran, przekład i opracowanie Józefa Bielawskiego, Warszawa Health and medicine in world religions Małgorzata Maciejczyk The problem with health, diseases, pain and suffering accompanies every society from the beginning of humanity. The life and health of a man are considered as a unity. That is why in every society and during all the history all religions are devoted to the matter of health which is essential for a sensible life. Religion teaches people that it is extremely important to bring methods and remedies to health in order to improve it during the illness, pain and suffering. Health is the natural state of an every human being. In this paper I present attitudes to health and medicine of ancient religious beliefs in Mesopotamia, Greece and Rome and of four religions: judaism, christianity, islam and buddism. Key words: health, medicine, treatment, religion, Bible, Quran, judaism, christianity, islam, buddism NAUKA SZKOŁA

32 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Wirtualna politechnika Otwarte kursy internetowe w edukacji przyrodniczo-technicznej Marcin Zaród Streszczenie: Artykuł prezentuje genezę i ofertę dydaktyczną masowych otwartych kursów internetowych Massive Open Online Courses (MOOC) dostępnych na platformach Coursera, Udacity i EdX. Jako studium przypadku zostaje przeanalizowany kurs elektroniki 6.002x prowadzony przez Massachusetts Institute of Technology. Przedmiotem analizy metodycznej są: program, sposób konstrukcji zadań, mechanizm weryfikacji wiedzy i strona techniczna kursu. Przedstawiono propozycje użycia poszczególnych kursów w nauczaniu fizyki, chemii, biologii, matematyki i informatyki oraz w doradztwie zawodowym związanym z tymi dziedzinami. Omówiono przykłady zastosowania kursów do doskonalenia zawodowego nauczycieli. Key words: masowe kursy internetowe (MOOCs), kurs elektroniki 6.002x, nauczanie przedmiotów przyrodniczych, praktyka szkolna, doskonalenie zawodowe nauczycieli otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: mgr inż. Marcin Zaród: pracownik Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN, stażysta w Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, edukator w programie Za rękę z Einsteinem ; współpracownik łódzkiej świetlicy Krytyki Politycznej i Fundacji Nowoczesnej Edukacji SPUNK Wprowadzenie i metodyka pracy Upowszechnienie Internetu zmieniło rolę szkoły i całego systemu edukacyjnego. Nauczyciel i podręcznik nie są już głównymi źródłami wiedzy. Podobnie jak każde medium, Internet również może być wykorzystany do wspomagania dydaktyki. Szybkość zmian technologicznych i brak odpowiednich narzędzi badawczych sprawia, że opracowania naukowe dotyczące nowych narzędzi są rzadko spotykane. Masowe kursy internetowe Massive Open Online Courses (MOOC), jako zjawisko stosunkowo nowe, nie doczekały się jak dotąd opisu naukowego ani nawet obserwacji metodycznych. Jako zjawisko nowe i dynamicznie rozwijające się, kursy te nie zostały w żaden sposób omówione w polskiej literaturze metodycznej lub naukowej. W poniższym artykule pokażę, w jaki sposób polscy uczniowie i uczennice mogą bezpłatnie uczestniczyć w zajęciach prowadzonych według programów najlepszych uczelni na świecie (np. Massachusetts Institute of Technology; Harvard University; University of California, Berkeley). Spróbuję również pokazać, jak wykorzystać elementy metodyki MOOC do wzbogacenia zajęć edukacji matematyczno-przyrodniczej w szkołach średnich i technikach elektronicznych. Przedstawię również perspektywę zastosowania elementów MOOC przez szkolnych doradców zawodowych. Brak teorii i odpowiedniego zaplecza badawczego (np. standaryzowanych ankiet, wzorców wywiadu) ogranicza perspektywę pracy do obserwacji uczestniczącej. W celu rozszerzenia perspektywy przeprowadziłem 20 rozmów internetowych z uczestnikami i uczestniczkami tego kursu. Jedynie dwoje rozmówców było narodowości polskiej. Rozmowy, podobnie jak kurs, były prowadzone w języku angielskim. Kurs 6.002x został wybrany i opisany jako przykład dobrej praktyki ze względu na interesujący materiał i ciekawe rozwiązania metodyczne. Pozostałe kursy zostały wskazane na podstawie przeglądu ich zawartości (dostępnej dla kursanta zaraz po zapisaniu się) i konstrukcji. Rys historyczny Pierwsze internetowe materiały edukacyjne przypominały cyfrowe wersje książek, oparte głównie na tekście. Potem, w miarę rozszerzania przepustowości i skali sieci, coraz powszechniejsze stawały się zdjęcia i filmy. W latach część uczelni światowych włączyła się w ruch otwartych zasobów edukacyjnych (OpenCourseWare), publikując materiały dydaktyczne całych kursów uniwersyteckich. Do najpopularniejszych zasobów OCW należą wykłady podstaw fizyki prowadzone przez prof. Waltera Lewine z MIT. Najważniejsze daty w historii e-learningu zostały zebrane w tabeli 1. Tabela 1. Ważne daty w historii edukacji internetowej Rok Wydarzenie Eberhard Karls Universität Tübingen udostępnia zasoby edukacyjne w formie OCW. Uruchomienie bazy zasobów edukacyjnych OCW na MIT. Uruchomienie chińskiego projektu otwartych zasobów edukacyjnych CORE Powstanie Khan s Academy Ponad 100 tysięcy uczestników bierze udział w kursie internetowym na Stanford University. Kurs stanie się zalążkiem platformy Coursera Powstają platformy edukacyjne Coursera, EdX i Udacity.

33 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ W zależności od uczelni i wykładowcy, OCW obejmują także filmy z wykładów wzbogacone o konspekty zajęć i zadania. Większość materiałów to udostępniona bezpłatnie cyfrowa wersja treści przygotowanych na potrzeby zwykłych zajęć akademickich. Materiały te nie obejmują zaliczeń online lub innych form obustronnej komunikacji. Wiedza udostępniona w tej formie przypomina tradycyjne podręczniki, wzbogacone jedynie o warstwę multimedialną. Rozwinięciem koncepcji OCW są masowe otwarte kursy internetowe (Massive Open Online Course). W przeciwieństwie do OCW kursy MOOC są od początku projektowane do wykorzystania w Internecie. Zgodnie z nazwą materiały tworzą spójny kurs internetowy, a nie są wyłącznie cyfrową wersję materiałów z kursu tradycyjnego. Podmiotem prowadzącym kurs są firmy (np. platforma Coursera) lub organizacje non- -profit (np. platformy Udacity i EdX). Uczestnictwo w kursach oferowanych przez te trzy platformy jest bezpłatne, ale część kursów pobiera opłatę za wystawienie certyfikatu zakończenia. Charakterystyka ogólna MOOC Większość kursów oferowanych w ramach MOOC dotyczy informatyki, fizyki, chemii i innych dziedzin przyrodniczo-technicznych. Wszystkie trzy platformy MOOC zostały stworzone przez badaczy dziedzin przyrodniczych, co wpłynęło na pierwsze programy kursów. Największą różnorodność kursów oferuje platforma Coursera, na której dostępne są również kursy związane z humanistyką. Platformy EdX i Udacity charakteryzują się mniejszą liczbą dostępnych przedmiotów, ale bardziej jednorodnych pod względem organizacji treści (podobny system zaliczeń i organizacji zajęć). Oferta platform EdX i Coursera to elektroniczne adaptacje kursów tradycyjnych. Jedynie część kursów dostępnych na Udacity powstała bez tradycyjnego odpowiednika na konkretnej uczelni. MOOC korzystają z dorobku metodycznego klasycznych kursów akademickich, ale główną różnicą jest liczba osób uczestniczących. Z oferty platformy Coursera skorzystało ponad 2 mln ludzi. Pierwszy kurs w ramach platformy EdX rozpoczęło ok. 150 tys. osób, z których ukończyło go jedynie 7 tys. Pomimo akademickiego charakteru część uczestników jest w wieku przedmaturalnym. Ci, z którymi rozmawiałem, mówili o chęci sprawdzenia danej dziedziny, przetes- towania danego kierunku studiów i chęci zerknięcia na prawdziwą naukę. Ryc. 1. Przykładowa strona z propozycją kursów (z platformy edx) W przypadku tak dużej skali problemem jest sposób weryfikacji wiedzy i naboru uczestników. Konieczna jest automatyzacja sprawdzania poprawności rozwiązań zadań i projektów. Kontakt uczestników z kadrą kursu jest ograniczony do zapytań na forum internetowym. W części przypadków ramy czasowe kursu są określone, a uczestnicy muszą co tydzień oddawać rozwiązania zadań i projekty zaliczeniowe. Niektóre kursy na platformie Coursera (szczególnie w zakresie nauk humanistycznych) korzystają również z oceny tekstów prowadzonej przez pozostałych uczestników kursu (tzw. peer review). Oprócz różnic pomiędzy platformami, kursy różnią się w zależności od osoby prowadzącej i edycji. W obrębie jednej platformy wspólny jest ogólny interfejs otwierany w przeglądarce internetowej. W Udacity, uczestnik ma dostęp do wszystkich wykładów od samego początku. W zależności od tematyki kursu, od uczestników wymagany jest różny nakład pracy. Według wykładowców ukończenie kursów na platformach Coursera i EdX wymaga poświęcenia od 6 do 16 godzin w tygodniu. Obserwacje własne i dyskusje z innymi kursantami potwierdzają te szacunki.

34 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Studium przypadku: Kurs 6.002x Circuits and electronics Organizacja nauki Kurs rozpoczął się od wykładu wprowadzającego udostępnionego 5 września 2012 r. Ostatni wykład został udostępniony 3 grudnia, a sam kurs zakończył się egzaminem końcowym 20 grudnia. Kurs składał się z 14 tygodni wykładów i 2 tygodni przerw egzaminacyjnych. Brałem udział w zajęciach na prawach zwykłego uczestnika. Kierownikiem kursu i autorem wykładów był prof. Anand Agarwal. W sumie kurs przygotowało dziewięć osób personelu dydaktycznego i dwie osoby personelu technicznego. Wszyscy twórcy kursu są pracownikami lub studentami MIT. W każdym z tygodni wykładowych udostępniano dwa wykłady trwające po ok. 90 minut. Wykłady były podzielone na części trwające po ok. 10 minut. Większość z części kończyła się pytaniem sprawdzającym wiedzę, eksperymentem myślowym lub zadaniem obliczeniowym. Wykłady były prowadzone w języku angielskim; istniała możliwość włączenia napisów w tym samym języku. Ryc. 2. Projektowanie układu oscylującego Całość prac związanych z kursem (włącznie z częścią laboratoryjną) była realizowana za pomocą przeglądarki internetowej. Istniała możliwość zapisania na własnym komputerze filmów i notatek. Dodatkowo udostępniono podręcznik akademicki, materiały studenckie z poprzedniej edycji i notatki wykładowców. Oprócz części obowiązkowej, obejmującej wykłady, laboratoria i prace domowe, kurs oferował też zajęcia fakultatywne. W ramach tych zajęć wykładowcy pokazywali dodatkowe zadania, ciekawe układy pomiarowe i przykłady zastosowania wiedzy kursowej w praktyce (ryc. 2). Tego rodzaju dodatkowe materiały były nagrywane i prezentowane w różnej formie (ujęcia filmowe tabletu, tablicy, pulpitu laboratoryjnego i sali wykładowej). Wszystkie elementy kursu były połączone interfejsem widocznym na ryc. 3. Program Program kursu internetowego odpowiada kursowi 6.002, czyli zajęciom wstępnym z elektroniki, elektrotechniki i informatyki na MIT. Materiał rozpoczynał się od klasycznych problemów układów prądu stałego (od równań Maxwella, przez równania Kirchoffa aż po metodę Thevenina). Jednak zamiast rozwijać materiał w stronę układów prądu zmiennego, kurs wprowadził podstawy logiki cyfrowej i prostych modeli tranzystorów polowych MOSFET. W pierwszych dwóch tygodniach silny nacisk został położony na fizyczną genezę teorii obwodów i płynność Ryc. 3. Widok interfejsu EdX w trakcie wykładu granicy między układem logicznym (perspektywa informatyczna) a jej odpowiednikiem fizycznym. Obwody RLC, filtry, zagadnienia rezonansu i tłumienia były przewidziane w drugiej części kursu. Prowadzący zaczął od różniczkowo-całkowego opisu w dziedzinie czasu. Tygodnie od 6. do 9., kiedy zadania wymagają korzystania z rachunku różniczkowego i całkowego, moi rozmówcy określili jako najtrudniejszy okres w całym kursie lub piekielny miesiąc. Pomimo dużej ilości analizy matematycznej, żadne z zadań nie wymagało rozwiązywania całego równania różniczkowego w formie matematycznej. Większość pytań dotyczyła równań charakterystycznych, które nie wymagają tak dużej biegłości w analizie matematycznej. Równania takie możliwe są do rozwiązania przy użyciu

35 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 4. Projekt zaliczeniowy układ realizujący zadane operacje logiczne wiedzy matematycznej przewidzianej w podstawie programowej z matematyki dla szkoły średniej (poziom podstawowy równania kwadratowe). Nagromadzenie elementów trudnych matematycznie w tych 4 tygodniach oceniam jako celowy zabieg dydaktyczny. Po problemach opisu różniczkowego zalety modelu impedancyjnego (opartego na prostszych matematycznie liczbach urojonych) były szczególnie widoczne. Moi rozmówcy ocenili ten zabieg jako dodatkową motywację do poznania podejścia impedancyjnego. W tygodniach 10. i 11. największym wyzwaniem były zadania projektowe, wymagające projektowania filtrów o małej tolerancji (ryc. 4 i 5). Kurs pokazywał też zastosowania teorii obwodów RLC w innych dziedzinach, np. do analizy wchłaniania leków, transmisji ciepła w budynkach lub konstrukcji amortyzatora. Tego rodzaju myślenie interdyscyplinarne jest rzadko spotykane w innych kursach elektroniki. Ostatnie tygodnie koncentrowały się na konstrukcji wzmacniaczy operacyjnych i ich wykorzystaniu do przetwarzania sygnałów na granicy techniki analogowej i cyfrowej. Ostatni wykład pokazywał granice stosowalności różnych modeli. W ten sposób pokazano istnienie osobnej klasy problemów, wymagających podejść innych niż poznane przez uczestników. Cechą szczególną programu kursu 6.002x był nacisk na szeroki kontekst zastosowań modeli elektronicznych i kształcenie intuicji elektronicznych. Wiele z pytań dotyczyło szukania prawidłowości w modelach i oceny parametrów bez użycia opisu matematycznego. Mechanizmy weryfikacji wiedzy Ryc. 5. Analiza napięć w projekcie zaliczeniowym była jednym z kryteriów oceny W trakcie 12 pierwszych tygodni kursu uczestnicy byli zobowiązani do rozwiązania zadań domowych i problemów pomiarowo-projektowych. Na każdy zestaw zadań domowych składało się od dwóch do pięciu zadań związanych z tematyką wykładu. Od udostępnienia wykładu do oddania pracy domowej uczestnicy i uczestniczki mieli ok. 2 tygodni. Ocena końcowa (zob. ryc. 6) kursu była średnią ważoną ocen z prac domowych, laboratoriów, egzaminu połówkowego i końcowego (wagi odpowiednio: 15%, 15%, 30%, 40%). Warunkiem uzyskania zaliczenia było osiągnięcie co najmniej 60% z całości, bez minimalnych wymagań części składowych. Powyżej poziomu 70% znajdował się drugi zakres oceny. Najwyższy poziom zaczynał się od 90%. Każda z prac domowych obejmowała od trzech do pięciu zadań, z których każde miało od dwóch do sześciu ocenianych niezależnie podpunktów. Za każdy podpunkt można było uzyskać 0 lub 1 punkt. W sumie każda praca domowa wymagała udzielenia od 10 do 22 odpowiedzi. Szacuję, że w 40% wszystkich zadań wymagano odpowiedzi w formie liczb. W 40% oceniano wyprowadzenia w formie ogólnego wzoru (automatyczne ocenianie dobrze sobie radziło z różnymi formami zapisu). Pozostałe 20% to zadania związane z czytaniem lub przyporządkowywaniem wykresów. Laboratoria były oceniane niezależnie od prac domowych. Można je podzielić na pomiarowe i projektowe. W częściach pomiarowych oceniane było wyznaczenie parametrów na podstawie analizy danego obwodu. Ryc. 6. Sposób prezentacji wyników w kursie EdX na przykładzie postępów autora

36 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Ryc. 7. Przykład ocenionego zadania Uczestnik sam wskazywał rodzaj i zakres pomiaru, czasami wymagane było również uzupełnienie obwodu o jakiś element. W zadaniach projektowych uczestnik projektował obwód z danych elementów. Przedmiotem oceny była np. zgodność przebiegów układu projektowanego z kryteriami. Proporcja zagadnień projektowych do pomiarowych wynosiła ok. 1:1. Laboratoria były podzielone na mniejszą liczbę części niż prace domowe. Rozwiązanie tygodniowego zestawu laboratorium plus praca domowa zajmowało mi przeciętnie około 4 godzin w tygodniu, niezależnie od czasu koniecznego do obejrzenia i opanowania wykładów. Większość punktów niezbędnych do zaliczenia kursu można było zdobyć na dwóch egzaminach. Pierwszy obejmował połowę materiału, drugi całość. Egzaminy składały się z sześciu zadań, z czego trzy były wcześniej obecne w pracach domowych. Za dwa najprostsze zadania można było uzyskać łącznie 17 punktów na 29 (lub 28 w przypadku egzaminu końcowego) możliwych. Następne trzy zadania były umiarkowanie trudne i dawały 8 punktów. Ostatnie zadanie, warte 4 punkty, było najtrudniejsze. Na rozwiązanie egzaminu uczestnicy mieli 24 godziny. Odpowiedzi do każdego z zadań można było zgłaszać maksymalnie trzy razy, za każdym razem uzyskując informację o poprawności odpowiedzi (ryc. 7). Podobnie jak w przypadku kursu standardowego, dozwolone było korzystanie z książek i notatek, ale zabronione było konsultowanie odpowiedzi z innymi osobami. W przypadku kursu internetowego wymaganie to było egzekwowane słowem honoru i podpisaniem odpowiedniej deklaracji. Co ciekawe, jedno z zadań na każdym egzaminie było możliwe do rozwiązania w sposób eksperymentalny, przy pomocy dostępnego dla studentów narzędzia do modelowania obwodów. Uwagi metodyczne Podzielenie wykładów na mniejsze fragmenty ułatwia przyswojenie materiału i rozplanowanie pracy własnej. Taka forma organizacji materiału (5 10 minut wykładu, następnie 5 minut sprawdzenia i pracy własnej) była bardzo efektywna pod kątem zapamiętywania i przyswajania materiału. Rozmówcy ocenili ją jako sprzyjającą powtarzaniu i organizacji nauki. Metoda ta jest stosowana również w trakcie tradycyjnego odpowiednika kursu 6.002x. Istotną przewagą wersji cyfrowej nad tradycyjną jest możliwość powtórnego odtworzenia trudniejszych fragmentów i przerwy w wykładach mające na celu sprawdzenie rozumienia aktualnego tematu. Uczestnik miał możliwość poznania prawidłowej odpowiedzi na pytanie sprawdzające, bez konsekwencji udzielenia błędnej odpowiedzi. Większość wykładów stanowiły nagrania głosowe ilustrujące treści pisane w tym samym czasie na tablecie lub tablicy multimedialnej. Wywód był pisany i rozwijany w trakcie trwania wykładu, tak jak na zwykłej tablicy szkolnej. Zaletą takiego sposobu prezentacji jest możliwość podążania za tokiem rozumowania, co ułatwia zapamiętywanie osobom z przewagą pamięci wzrokowej. Wadą wskazywaną przez niektórych rozmówców była duża ilość informacji gromadzących się na niektórych slajdach i drobne pomyłki prowadzącego. Dodanie filmów i informacji rozszerzających kontekst wykładów ułatwiało zrozumienie treści podstawowych. W ocenie moich rozmówców najciekawszy był cyfrowy model wzmacniacza muzycznego (dostępny dla

37 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ każdej osoby uczestniczącej w kursie), pokazujący jak brzmienie różnych gatunków muzyki zależy od ustawień elementów elektronicznych wzmacniacza. Zadania zaliczeniowe były skonstruowane tak, aby maksymalnie zachęcić do dalszych prób. Niepoprawne odpowiedzi można było poprawiać dowolną liczbę razy, aż do upływu terminu. Błędne odpowiedzi nie powodowały obniżenia punktów. Dodatkowo, dwie najsłabiej ocenione prace domowe i laboratoria każdego z uczestników nie były brane pod uwagę w ocenie końcowej. W ten sposób minimalizowany był wpływ zdarzeń losowych. Po upływie terminu publikowano rozwiązania zadań w formie szczegółowego opisu. Nie była to wyłącznie poprawna wartość, ale np. opis metody i równania prowadzące do rozwiązania (ryc. 8 pokazuje przykładowe omówienie zadania pokazanego na ryc. 7). Oddanie pracy domowej polegało na wypełnieniu pól w przeglądarce i naciśnięciu przycisku sprawdzającego. Uczestnik otrzymywał natychmiastową ocenę. Ze względu na automatyzację była ona ograniczona do: dobrze, źle, błąd wprowadzenia. Aby zminimalizować negatywny efekt związany z małą informacją zwrotną, każde z zadań domowych było podzielone na kilka pytań cząstkowych pokazujących tok rozumowania. Zadania często były skonstruowane w formie narracyjnej, często nawet z humorystycznym komentarzem autora. Odpowiadanie na poszczególne podpunkty przypominało cały tok rozumowania, zacierający granicę między zadaniem a podręcznikiem (zob. ryc. 7). Przystępność formy była wskazana, ponieważ pod względem trudności zadania były dość wymagające. Większość problemów wynikała z konieczności użycia nowej wiedzy, dostrzeżenia prawidłowości lub uogólnienia a nie z trudności obliczeń matematycznych. Uczestnicy kursu ukuli określenie moment aha oznaczające kluczową obserwację, po której zadanie robi się proste. Szacuję, że około 60% zadań domowych opierała się na takim samorozwoju. W 20% problemem było dobranie pokazanego w zadaniu wykresu lub modelu do zadanej sytuacji. Pozostałe zadania to głównie problemy doskonalące intuicję lub stosowanie metod pomocniczych. Zastosowanie kursów MOOC w polskiej edukacji Rodzaje zastosowań Kursy opracowywane są na podstawie programów zajęć wiodących dydaktyków na świecie. Ich wnioski są uzupełniane o badania wyników dużych grup uczestników w kolejnych edycjach kursów. Moi rozmówcy informowali mnie o użyciu MOOC do wzbogacenia programu szkół średnich w Mongolii, Indiach i USA. W połączeniu z międzynarodowym charakterem wiedzy przyrodniczej prowadzi to do tezy o możliwości zastosowania kursów MOOC również w polskich warunkach. Poniższy rozdział stanowi próbę ogólnej klasyfikacji zastosowań, propozycje zastosowań konkretnych kursów zostaną podane w rozdziałach dotyczących konkretnych przedmiotów. Kurs MOOC może być użyty do organizacji kółka przedmiotowego, przygotowującego uczestników do studiów wyższych o odpowiednim profilu. Kursy są Ryc. 8. Omówienie rozwiązania zadania często oparte na zajęciach wprowadzających do danej dziedziny, mogą być zatem formą rozbudowania programu w klasach o profilu akademickim. Ze względu na duży nakład pracy wymagany od uczestników, najlepszą formą byłoby nauczanie mieszane (tzw. blended learning). Uczniowie mogą oglądać wykłady kursowe w ramach prac domowych. Zadania i projekty wymagane przez kurs byłyby rozwiązywane

38 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ wspólnie, w formie warsztatów lub dyskusji. Zaletą takiego podejścia jest mniejszy nakład pracy wymagany od osoby uczącej, bo wszystkie elementy kursu są prezentowane i sprawdzane przez platformę. Nauczyciel może wtedy ograniczyć się do roli moderatora warsztatów i wyjaśniania najtrudniejszych elementów. Wskazane jest tylko, aby osoba prowadząca zajęcia ukończyła wcześniejszą edycję kursu, co ułatwi jej tłumaczenie materiału. Uczestnictwo nauczyciela w kursie może być traktowane jako forma wzbogacenia jego wiedzy przedmiotowej. Pierwszą zaletą jest możliwość powtórzenia lub poznania materiału związanego z odpowiednią dziedziną. Szczególnie cenne jest to dla pedagogów, którzy ukończyli podyplomowe studium pedagogiczne. Studia podyplomowe, ze względu na krótszy czas trwania, nie zawsze mogą skupić się na detalach i najnowszych odkryciach danej dziedziny. Jednak taka forma powtórki może być cenna nawet dla nauczycieli uczących dziedziny, którą studiowali. Znajomość przedmiotów wstępnych daje też nauczycielom informację o tym, jakiej wiedzy od licealistów oczekują uczelnie wyższe. Drugą korzyścią z uczestnictwa jest kontakt z dopracowaną metodyką. Wiedza prezentowana na kursach może leżeć poza możliwościami uczniów. Jednak dla nauczyciela cenna jest również dobra praktyka metodyczna. Sposoby formułowania zadań domowych, omówienia rozwiązań, dobór eksperymentów do danej teorii każdy z tych elementów może być źródłem dobrej praktyki metodycznej. Nauczanie w szkole średniej różni się oczywiście od nauczania na studiach wyższych, jednak wiele elementów można łatwo zaadaptować (zob. poniżej). Rozszerzenie wiedzy przedmiotowej oraz poznawanie dobrych praktyk metodycznych stanowią o przydatności kursów MOOC w procesie doskonalenia nauczycieli. Kolejna koncepcja to wykorzystanie kursów MOOC w doradztwie zawodowym lub edukacyjnym. W takim podejściu uczeń nie musi kończyć całego kursu, ale jedynie pierwszych kilka zadań. Celem jest tutaj poznanie specyfiki różnych dziedzin akademickich, co może być cenne dla osób wahających się np. pomiędzy chemią a biochemią. W ten sposób można przetestować dany kierunek studiów, bez konieczności poświęcania mu dłuższego czasu. Przykładowo jeśli dana uczennica waha się między elektroniką a informatyką, może przejrzeć materiał 6.002x. Jeśli kurs się jej nie spodoba, to może to być informacja o tym, że lepszym wyborem będzie informatyka uniwersytecka z ograniczoną częścią elektroniczną. Zmniejsza się w ten sposób szansa na zmarnowanie semestru na nietrafionych studiach. Ostatnia hipoteza, którą tutaj jedynie zarysuję, to użycie kursów MOOC w nauce języka. Wszystkie kursy przedstawione w tym artykule wymagają użycia języka angielskiego. Struktury gramatyczne stosowane w nauce są prostsze niż te z języka codziennego, ale pojawia się konieczność nauki specjalistycznego słownictwa. Chęć zrozumienia wykładu ze swojej dziedziny Tabela 2. Propozycje kursów MOOC związanych z fizyką może stanowić dodatkowy czynnik motywujący. Autor tekstu posługuje się językiem angielskim na poziomie C1, co umożliwiło bezproblemowe uczestnictwo lub ocenę każdego z poniższych kursów. Rozmówcy z kursu 6.002x oceniali swoje umiejętności językowe jako poziom średni lub dobry (pomiędzy A2 a B1). Dużym ułatwieniem jest możliwość włączenia napisów angielskich w każdym z kursów. Wiele z problemów językowych można również rozwiązać dzięki pracy w grupie lub współpracy dydaktyków przyrodniczych z językowymi. Zastosowanie w dydaktyce fizyki Kurs Dyscyplina Platforma Termin * P rozszerzenie programu, W wiedza nauczyciela, M metodyka, Z doradztwo zawodowe Kursy MOOC oferują wiele możliwości rozszerzenia nauczania fizyki (zob. tab. 2). Kursy How Things Work i Introduction of Engineering Mechanics są szczególnie interesujące dla uczniów zainteresowanych kierunkami politechnicznymi związanymi z mechaniką (budowli i maszyn). Krótki czas trwania sprawia, że mogą być przydatne w doradztwie zawodowym, jako próba oceny atrakcyjności danych kierunków dla ucznia. Zakres tematyczny tych kursów utrudnia wykorzystanie zawar- Długość [tyg.] How Things Work 1 mechanika Coursera 4 marca W, Z Introduction to Physics fizyka Udacity Ciągły 7 P, M Quantum Mechanics and Quantum Computation fizyka teoretyczna EdX luty W, Z Introduction to Astronomy astronomia Coursera P, Z Energy 101 elektrotechnika Coursera 28 stycznia W, Z Introduction to Engineering Mechanics mechanika, budownictwo Coursera 25 lutego Z Zastos.* 8.02x: Electricity and Magnetism fizyka EdX 18 lutego P, W, M, Z 6.002x: Circuits and Electronics elektronika, elektrotechnika EdX Wiosna P, W, M, Z

39 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ tego w nich materiału jako rozszerzenia przedmiotu. Pierwszy z tych kursów może być ewentualnie użyty jako źródło inspiracji do tworzenia własnych eksperymentów związanych z mechaniką. Kurs Energy 101 ma podobne zastosowania, z tym, że adresowany jest dla osób zainteresowanych energetyką. Może być on też interesujący dla nauczycieli Przyrody, chcących pokazać związki między fizyką a gospodarką energetyczną. Kursy 6.002x i 8.02x mają zdecydowanie szersze zastosowanie, ponieważ pierwsze tygodnie każdego z nich pokrywają się z podstawą programową. Z tego powodu łatwo użyć części zadań, wykładów i warsztatów do wzbogacenia lekcji. Ze względu na dłuższy czas trwania, jedynie fragmenty tych kursów powinny być używane w doradztwie zawodowym. Oczywiście, jeśli uczeń lub uczennica są zainteresowani, mogą skończyć cały kurs, jednak z punktu widzenia orientacji zawodowej wystarczą pierwsze 4 tygodnie każdego z nich. Kurs 8.02x jest szczególnie interesujący z punktu widzenia metodycznego, ponieważ osobą prowadzącą jest prof. Walter Lewine, którego wykłady cieszą się dużą popularnością w ramach OCW. Kurs 6.002x jest godny polecenia również dla uczniów i nauczycieli z techników elektrycznych, elektronicznych i mechatronicznych ze względu na nacisk na kształcenie intuicji inżynierskich. Kurs Quantum Mechanics and Quantum Computation charakteryzuje się wyższym poziomem złożoności matematycznej, co ogranicza zakres jego stosowania do uczniów i uczennic szczególnie zdolnych i zainteresowanych mechaniką kwantową. Czyni to z niego potencjalnie dobre narzędzie orientacji zawodowej dla osób myślących o studiowaniu fizyki uniwersyteckiej, ukierunkowanej na problemy teoretyczne. Podobną rolę dla ukierunkowanych na astronomię może pełnić kurs Introduction to Astronomy, z tym, że łatwiej wykorzystać go do poszerzenia programu szkolnego. Kurs Introduction to Physics obejmuje najszerszy zakres materiału, częściowo pokrywający się z podstawą programową. Może być użyty do poszerzenia programu lub doskonalenia metodycznego, jednak jest zbyt ogólny, aby rozszerzyć wiedzę dobrze przygotowanego nauczyciela. Ogólny charakter kursu minimalizuje jego przydatność w orientacji zawodowej. Ze względu na ogólny charakter może on służyć jako uzupełnienie wiedzy fizycznej dla osoby uczącej przedmiotu Przyroda, która nie miała wystarczającego kontaktu z tą dziedziną. Zastosowanie w dydaktyce chemii Tabela 3. Propozycje kursów MOOC związanych z chemią Kurs Dyscyplina Platforma Termin 3.091x: Introduction to Solid State Chemistry chemia, fizyka i inżynieria materiałowa * P rozszerzenie programu, W wiedza nauczyciela, M metodyka, Z doradztwo zawodowe Kursów MOOC związanych z chemią jest mniej i są one trudniejsze do powiązania z programem szkoły (tab. 3). Kursy i Nanotechnology obejmują głównie zjawiska związane z chemią nowych materiałów, co czyni je przydatnymi w doradztwie zawodowym osób myślących o studiowaniu inżynierii materiałowej. Kurs Nanotechnology jest mniej wymagający czasowo i łatwo go przystosować do zajęć na kółku chemicznym. Autorka kursu prowadziła go m.in. dla nauczycieli amerykańskich szkół średnich, co stanowi pewien sygnał co do jego przydatności w procesie doskonalenia zawodowego. Kursy i Analytical Chemistry są bardziej wymagające, co utrudnia ich zastosowanie. Mimo to warto przejrzeć materiały związane z 3.091x ze względu na interesujące eksperymenty i punkty wspólne z fizyką. Kurs Introductory to Analytical Chemistry dotyczy konkretnego działu chemii i jest stosunkowo wymagający czasowo i intelektualnie. Ogranicza to jego stosowanie do pracy z uczniami zdolnymi lub myślącymi o studiowaniu chemii uniwersyteckiej, z zacięciem do chemii organicznej i teoretycznej. Kurs Chemistry: Concept Development and Application obejmuje najszerszy i stosunkowo prosty materiał. Pierwsza część tego kursu pokrywa się z rozszerzonym programem chemii w szkole średniej, co ułatwia jego zastosowanie. Poleciłbym go również osobom uczącym Przyrody, które nie miały wcześniej kontaktu z podstawami chemii. Jest on trochę ogólny, aby polecać go do badania orientacji zawodowej. Jest on interesujący z punktu widzenia metodyki, bo pokazuje sposoby nauczania rozumowania naukowego w chemii. Długość [tyg.] Zastos.* EdX 5 lutego P, W, M, Z Introductory Organic Chemistry Part 1 chemia organiczna Coursera 28 stycznia P, W, Z Analytical Chemistry chemia analityczna Coursera W Chemistry: Concept Development and Application Nanotechnology: The Basics chemia ogólna Coursera P, M chemia, fizyka i inżynieria materiałowa Coursera P, W, M, Z

40 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Zastosowanie w dydaktyce biologii i geografii Oferta kursów związanych z biologią i geografią jest bardzo rozbudowana. Najciekawsze kursy pokazałem w tabeli nr 3. Dla uczniów zainteresowanych biochemią i biologią komórki, najbardziej interesujący będzie kurs 7.00x prowadzony przez prof. Erica Landera, jednego z liderów projektu poznania ludzkiego genomu. Stanowi on szansę rozbudowania wiedzy szkolnej i przygotowania do trudnych studiów. Kurs nie miał jeszcze premiery, ale inne zajęcia na platformie EdX miały zawsze świetnie przygotowaną stronę metodyczną. Nie wymaga on rozbudowanej wiedzy wstępnej, a oferuje możliwość kontaktu z najlepszymi naukowcami badającymi zagadnienia biologii molekularnej. Z tego powodu Tabela 4. Propozycje kursów MOOC związanych z biologią i geografią Kurs Dyscyplina Platforma Termin 7.00x: Introduction to Biology The Secret of Life Introductory Human Physiology biologia molekularna, biochemia fizjologia, medycyna, pielęgniarstwo * P rozszerzenie programu, W wiedza nauczyciela, M metodyka, Z doradztwo zawodowe wydaje mi się wartościowy również jako sposób poszerzenia wiedzy nauczycieli. Dla osób zainteresowanych studiami na kierunkach medycznych interesujące mogą być kursy Introductory Human Physiology, Clinical Problem Solving (medycyna) i Fundamentals of Pharmacology (farmacja). Dotyczą one zagadnień kluczowych dla tych kierunków, co sprawia, że stanowią cenny mechanizm orientacji zawodowej oraz jako materiał dla klas akademickich o profilu lekarskim lub farmaceutycznym. Clinical Problem Solving ma szczególną wartość z punktu widzenia metodyki, ponieważ pokazuje podstawy myślenia diagnostycznego, stosowanego przez lekarzy. Ze względu na popularność tematyki medycznej w popkulturze, Długość [tyg.] Zastos.* EdX 5 marca P, W, M?, Z Coursera 25 luty P,W,Z Clinical Problem Solving medycyna Coursera 11 luty P, M, Z Animal Behaviour biologia zwierząt Coursera sierpień P?, W?, M? Computational Neuroscience neurobiologia, bioinformatyka Coursera kwiecień P, Z Fundamentals of Pharmacology farmacja Coursera P, Z Contraception: Choices, Culture and Consequences edukacja seksualna Coursera 28 stycznia P, W, M Nutrition, Health, and Lifestyle nauka o żywieniu Coursera kwiecień P, W, M Climate Literacy ochrona środowiska, zmiany klimatyczne Coursera Maj W, M Introduction to Sustainability ekologia, sozologia Coursera 11marca W, M, Z Planet Earth nauki o Ziemi Coursera P, W, M, Z przykłady z tego kursu łatwo wykorzystać do zainteresowania uczniów. Działy te zdecydowanie wykraczają poza program szkoły średniej, co ogranicza ich zastosowanie w normalnej praktyce nauczycielskiej. Przydatne mogą być jedynie elementy wiedzy fizjologicznej z pierwszego kursu. Z punktu widzenia biologii zwierząt, godny uwagi wydaje się kurs Animal Behaviour. Nie do końca pokrywa się on z podstawą programową, ale obejmuje elementy przyrody, które cieszą się zainteresowaniem uczniów (duże ssaki, ptaki, ekologia). Materiały (filmy, wiedza przyrodnicza) będzie można łatwo wykorzystać do wzbogacenia programu nauczania przyrody na poziomie szkoły podstawowej. Kurs ten również nie miał jeszcze swojej premiery. Contraception i Nutrition nie wymagają dużej wiedzy biologicznej, a mogą być przydatne dla uczniów i nauczycieli zainteresowanych tematyką edukacji seksualnej i żywienia. Kursy te są stosunkowo krótkie i praktyczne, co ułatwia ich zastosowanie np. do wzbogacenia godziny wychowawczej lub kółka biologicznego o porady praktyczne. Kursy te oparte są na wiedzy akademickiej, co czyni je bardziej wiarygodnym źródłem wiedzy niż np. informacje medialne. Zajęcia Introduction to Sustainability prezentują naukowe źródła koncepcji zrównoważonego rozwoju. Z tego powodu mogą one pomóc w orientacji zawodowej osób zainteresowanych ochroną środowiska lub geografią. Aktualność tej tematyki czyni te zajęcia szczególnie wartościowe dla nauczycieli chcących poszerzyć swoją wiedzę. Podobne uwagi odnoszą się również do kursu Climate Literacy, pokazującego złożoność zagadnień związanych ze zmianami klimatycznymi. Moduł Planet Earth obejmuje szerszy zakres tematyczny, związany z podstawami nauk o Ziemi. Można go użyć do rozszerzenia nauczania geografii lub jako źródło wiedzy i inspiracji metodycznych dla nauczycieli

41 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ przyrody niemających wcześniejszego kontaktu z geografią. Kurs Computational Neuroscience jest wart uwagi ze względu na rzadko spotykaną tematykę, łącząca neurobiologię z informatyką. Wymaga on dość wysokich kompetencji informatycznych (leżących poza zakresem wymagań wobec nauczyciela biologii), ale może być interesujący dla uczniów szczególnie uzdolnionych. Problemy świadomości, neurobiologii i sztucznej inteligencji cieszą się zainteresowaniem mediów, co czyni je szczególnie atrakcyjnymi dla uczniów. Zastosowanie w dydaktyce matematyki i informatyki Kursy MOOC związane z matematyką i informatyką prezentują bardzo zróżnicowany poziom (tab. 5). College Algebra i Intermediate Algebra obejmują materiał polskiej szkoły średniej. Stanowią zatem możliwość poznania i porównania różnych praktyk metodycznych. Ostatni z tych kursów stanowi pomost między polską Tabela 5. Propozycje kursów MOOC związanych z matematyką i informatyką Kurs Dyscyplina Platforma Termin * P rozszerzenie programu, W wiedza nauczyciela, M metodyka, Z doradztwo zawodowe Długość [tyg.] College Algebra algebra Udacity Ciągły 4 P, M Intermediate Algebra algebra Coursera 28 stycznia P, M, Z Zastos.* Introduction to Mathematical Thinking matematyka Coursera 4 marca P, W, M, Z Pre-Calculus analiza matematyczna Coursera 28 stycznia P, M Calculus: Single Variable analiza matematyczna Coursera 7 stycznia P, M, Z CS50x: Introduction to Computer Science I programowanie EdX 4 luty P, W, M, Z Introduction to Computer Science programowanie Udacity ciągły 7 P,W, M Introduction to Theoretical Computer Science algorytmika Udacity ciągły 7 P, W, Z CS188.1x: Artificial Intelligence sztuczna inteligencja EdX 18 lutego P, Z Control of Mobile Robots teoria sterowania Coursera 28 stycznia P, M, W, Z szkołą średnią a uczelnią, co sprawia, że może być przydatny jako dodatkowe narzędzie sprawdzające kompetencje matematyczne wymagane na uczelni wyższej. Podobne uwagi odnoszą się do modułów Pre-Calculus i Calculus: Single Variable, przygotowujących do nauki analizy matematycznej. Kurs Introduction to Mathematical Thinking ma inny charakter. Nie koncentruje się na konkretnych działach matematyki, ale stanowi pomost między kompetencjami obliczeniowymi a myśleniem matematycznym. Kurs skupia się na kształceniu myślenia matematycznego, rozumianego raczej jako postawa intelektualna niż jako biegłość obliczeniowa. Z tego powodu wydaje się użyteczny do rozszerzenia zajęć, kształcenia nauczycieli i doradztwa zawodowego (np. w zakresie ekonomii lub ekonometrii). W przypadku informatyki istnieje wiele kursów programowania i podstaw informatyki. Kursy CS550x i Introduction to Computer Science stanowią wprowadzenie do programowania w języku Python. Znajomość podstaw programowania jest cenna w wielu zastosowaniach szkolnych (np. modele informatyczne na lekcji fizyki), co czyni te kursy interesującą formą doskonalenia zawodowego. Dla nauczycieli informatyki kursy te mogą stanowić źródło zadań na kółko programistyczne lub jako formę sprawdzenia się dla uczniów szczególnie zdolnych. Kurs CS188.1x: Artificial Intelligence zdecydowanie wykracza poza podstawę programową szkoły średniej. Jednak zagadnienia sztucznej inteligencji są fascynujące i mogą stanowić podstawę do pracy z uczniami szczególnie uzdolnionymi. Kurs Control of Mobile Robots omawia podstawowe zagadnienia związane z teorią sterowania i robotyką. Elementy tego kursu mogą być wykorzystane w kształceniu techników-mechatroników i automatyków oraz w doskonaleniu zawodowym nauczycieli odpowiednich przedmiotów zawodowych. Popularność robotyki wśród uczniów sugeruje, że część tych wykładów może również zainteresować licealistów i nauczycieli. Aktualność i praktyczność tych zagadnień sprawia, że wiedza zawarta w tym kursie może być przydatna również w doradztwie zawodowym. Podsumowanie Różnorodność kursów MOOC sprawia, że niemożliwe jest sformułowanie jednoznacznych ocen opisujących całe zjawisko. Zbyt wiele zależy od konkretnego kursu i umiejętności słuchacza. Niewątpliwie konieczne są dalsze badania nad MOOC, ukierunkowane na specyfikę każdej dyscypliny matematyczno-przyrodniczej. Największą przeszkodą w zastosowaniu kursów MOOC jest prawdopodobnie brak znajomości języka angielskiego. Drugi potencjalny problem to wymagany nakład czasu i pracy. Trzeci to różnice w modelu dydaktyki akademickiej i powszechnej.

42 Wirtualna politechnika Marcin Zaród EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Wiele z tych problemów może być rozwiązanych dzięki współpracy nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, anglistów, dyrekcji szkoły i uczniów. W razie potrzeby można też korzystać z lokalnego zaplecza akademickiego lub Internetu. Autor tekstu również deklaruje pomoc w doborze i przystosowaniu kursu do konkretnej potrzeby edukacyjnej. Na podstawie dotychczasowych obserwacji uczestniczących i rozmów z uczestnikami stawiam hipotezę, że udział w niektórych MOOC nie leży poza zasięgiem intelektualnym ucznia lub uczennicy zainteresowanych studiami matematyczno-przyrodniczymi. Druga hipoteza to potencjalna użyteczność kursów jako źródła dobrych praktyk metodycznych, szczególnie w zakresie e-learningu i edukacji wyższej. Trzecią najsłabszą, według mnie hipotezą jest użyteczność tej formy w doradztwie zawodowym lub dydaktyce języka angielskiego. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń z MOOC i dydaktyką fizyki jestem jednak przekonany, że kursy MOOC stanowią wartościowe narzędzie edukacji biologiczno-środowiskowej. Virtual university. Massive open online courses as a tool of the science education Marcin Zaród Article presents a genesis and capabilities of the noncommercial Massive Open Online Courses (MOOCs) available on platforms Coursera, Udacity and EdX. Massachusetts Institute of Technology electronics course 6.002x was selected as a case study. Course curriculum, tasks construction, examination procedures and technical issues are analyzed. Article discusses introduction of MOOC into everyday school practice. Key words: Massive Open Online Courses (MOOCs), electronics course 6.002x, teaching science, school practice, professional development of teachers

43 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Geoportal krajowy ważnym źródłem informacji przestrzennej o środowisku geograficznym w procesie edukacji Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski Streszczenie: W artykule zaprezentowano możliwości wykorzystania krajowego geoportalu do pozyskiwania informacji o środowisku geograficznym na potrzeby edukacji. Jako szersze tło funkcjonowania krajowego punktu dostępowego do referencyjnych danych przestrzennych przybliżono dyrektywę INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) i proces tworzenia Krajowej Infrastruktury Informacji Przestrzennej. Omówiono zasoby udostępniane poprzez Geoportal na szczeblu krajowym i jego funkcjonalności. Key words: geoportal krajowy, środowisko geograficzne, dydaktyka przedmiotów przyrodniczych, dyrektywa INSPIRE, Krajowa Infrastruktura Informacji Przestrzennej otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: dr Paulina Pokojska: adiunkt na Wydziale Geografii i Studiów Regionalnych UW dr Wojciech PokojskI: adiunkt na Wydziale Geografii i Studiów Regionalnych UW, adiunkt na Wydziale Turystyki i Rekreacji Akademii Wychowania Fizycznego w Warszawie Wstęp W ostatnim 20-leciu obserwujemy dynamiczny rozwój środków masowego przekazu, w tym Internetu. W dziedzinie udostępniania danych o środowisku w początkowym okresie rozwoju Internetu, określanym jako faza odbioru treści (Kazanowski, 2007), można było korzystać głównie z opracowań tekstowych. W drugiej fazie rozwoju Internetu nastąpił rozwój narzędzi umożliwiających interaktywne korzystanie z jego zasobów. W dziedzinie informacji o środowisku znaczącą rolę zaczęły odgrywać aplikacje umożliwiające interaktywne przeglądanie map, zawierających informacje o komponentach środowiska geograficznego, jego stanie i zagrożeniach. Wiele instytucji gromadzi i udostępnia dane przestrzenne. W Polsce dane tworzące Krajową Infrastrukturę Informacji Przestrzennej na mocy unijnej dyrektywy INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe), są gromadzone i udostępniane przez instytucje administracji publicznej różnego szczebla oraz jednostki badawcze. W niniejszej pracy przedstawiono geoportal krajowy, utworzony w ramach projektu geoportal.gov. pl i pełniący rolę centralnego punktu dostępowego do danych, usług i metadanych przestrzennych w Polsce. W dobie rozwoju społeczeństwa informacyjnego umiejętność pozyskania informacji przestrzennej z sieci i ich analizy, w tym z geoportali prowadzonych przez organy administracji publicznej, staje się powoli nieodzowna. Geoportal krajowy, jako jedno z kluczowych źródeł informacji przestrzennej o środowisku w sieci, powinien być wykorzystywany zarówno w pracy dydaktycznej, jak i do poszerzenia własnej wiedzy przez nauczycieli przyrody, geografii, biologii i ochrony środowiska na różnych poziomach kształcenia. Dyrektywa INSPIRE i Krajowa Infrastruktura Informacji Przestrzennej 14 marca 2007 r. ogłoszono unijną dyrektywę IN- SPIRE, ustanawiającą infrastrukturę informacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej. Dyrektywa weszła w życie 15 maja 2007 r. Jak zapisano w art. 2 dyrektywy, opiera się ona na infrastrukturach informacji przestrzennej ustanowionych i prowadzonych przez państwa członkowskie (w tym również i Polskę). Na mocy dyrektywy rozpoczęto długotrwały proces przystosowywania do jej wymogów, zasobów danych cyfrowych zgromadzonych w polskich instytucjach. Celem dalekosiężnym jest harmonizacja zbiorów cyfrowych i ich dostosowanie do wymogów interoperacyjności 1 ; wprowadzenie dyrektywy ma zapewnić dostęp do danych zarówno instytucjom, jak i zwykłym użytkownikom, ułatwiać wyszukanie danych przestrzennych poprzez specjalnie opracowane zbiory metadanych oraz eliminować przypadki dublowania cyfrowych zasobów przestrzennych przez różne instytucje. W dyrektywie zdefiniowano ważne pojęcia, do których się odnosi, w tym pojęcia infrastruktury informacji przestrzennej oraz danych przestrzennych. W myśl dyrektywy infrastrukturę informacji przestrzennej tworzą: metadane, zbiory danych przestrzennych oraz usługi danych przestrzennych; usługi i technologie sieciowe; porozumienia w sprawie wspólnego korzystania, dostępu i użytkowania oraz mechanizmy kontroli i monitorowania, procesy i procedury ustanowione, stosowane lub udostępniane zgodnie z niniejszą dyrektywą. Dane przestrzenne są natomiast rozumiane jako wszelkie dane odnoszące się bezpośrednio lub po- 1 Interoperacyjność w myśl ustawy jest rozumiana jako możliwość łączenia zbiorów danych przestrzennych oraz współdziałania usług danych przestrzennych bez powtarzalnej interwencji manualnej w taki sposób, aby wynik był spójny a wartość dodana zbiorów i usług danych przestrzennych została zwiększona.

44 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ średnio do określonego położenia lub obszaru geograficznego. W art. 11. dyrektywy zapisano, jakie usługi dotyczące danych przestrzennych powinny zapewnić państwa członkowskie. Należą do nich: a) usługi wyszukiwania, umożliwiające wyszukiwanie zbiorów oraz usług danych przestrzennych na podstawie metadanych, b) usługi przeglądania, umożliwiające co najmniej: wyświetlanie, nawigowanie, powiększanie i pomniejszanie, przesuwanie lub nakładanie na siebie zbiorów danych przestrzennych, c) usługi pobierania, umożliwiające pobieranie kopii całych zbiorów danych przestrzennych lub części takich zbiorów, d) usługi przekształcania, umożliwiające przekształcenie zbiorów danych przestrzennych w celu osiągnięcia interoperacyjności, e) usługi umożliwiające uruchamianie usług danych przestrzennych. W artykule 11 określono także, że usługi te powinny być: proste w użyciu, publicznie dostępne oraz dostępne za pośrednictwem Internetu lub innego odpowiedniego środka telekomunikacji. Kolejnym bardzo ważnym zapisem dla obywateli Unii Europejskiej jest przepis, zgodnie z którym państwa członkowskie zapewniają nieodpłatny publiczny dostęp do usług wyszukiwania i przeglądania (art. 14), jednak w myśl art. 11 powszechny dostęp do danych nie dotyczy zbiorów uznanych za niejawne lub do których dostęp podlega ograniczeniom, np. z powodu ochrony praw osobowych czy prawa własności intelektualnej. Dyrektywa INSPIRE wpisuje się szeroko w rozwój społeczeństwa informacyjnego, w swoim założeniu ma zapewnić obywatelom Unii Europejskiej dostęp do danych przestrzennych, doprowadzić do standaryzacji i interoperacyjności zgromadzonych dotychczas zasobów, przyczynić się do uporządkowania zbiorów zgodnie z nowymi zasadami, ograniczyć ich nadmiarowość i zoptymalizować koszty pozyskania danych. Państwa członkowskie UE są zobowiązane do wdrożenia dyrektywy, a następnie do monitorowania krajowej infrastruktury informacji przestrzennej. Proces wdrażania dyrektywy jest długotrwały, kolejne etapy tworzenia i wdrażania przepisów wykonawczych wraz z oczekiwanymi datami ich wprowadzenia są ujęte w harmonogramie (tzw. mapie drogowej) INSPIRE. Wdrożenie ostatniego przepisu wykonawczego jest zaplanowane na 15 maja 2019 r. (Gaździcki, 2009). Urzędy i inne jednostki, w gestii których pozostaje zarządzanie danymi przestrzennymi, rozpoczęły prace nad ustanowieniem Krajowej Infrastruktury Informacji Przestrzennej, która będzie spełniać wymogi dyrektywy INSPIRE. W Polsce koordynatorem działań związanych z Infrastrukturą informacji Przestrzennej jest minister właściwy ds. administracji publicznej. Funkcja krajowego punktu kontaktowego ds. wdrażania dyrektywy INSPIRE w Polsce została w 2007 r. przydzielona przez Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji Głównemu Geodecie Kraju, który następnie powołał Radę ds. Implementacji INSPIRE (INSPIRE. Infrastruktura...). Od 2010 r., zgodnie z ustawą o infrastrukturze informacji przestrzennej, działa w Polsce Rada Infrastruktury Informacji Przestrzennej, pełniąca funkcję opiniodawczą i doradczą. Na mocy dyrektywy INSPIRE, państwa członkowskie zostały zatem zobowiązane do udostępnienia danych w takiej formie elektronicznej, aby można je było wyszukać poprzez metadane i przeglądać. Szczegółowo dane te są wymienione w załącznikach I III dyrektywy, a polskie instytucje, które mają sprawować nad nimi pieczę i których zadaniem jest wdrażanie zaleceń dyrektywy, są wskazane w obowiązującej w Polsce ustawie z 4 marca 2010 r. o Infrastrukturze Informacji Przestrzennej (dalej jako ustawa IIP), uchwalonej trzy lata po ogłoszeniu dyrektywy INSPIRE i będącej jej transpozycją do prawa polskiego. Wyszczególnienie 34 tematów danych przestrzennych zostało ujęte w trzech rozdziałach załącznika do ustawy o IIP. W rozdziale 1 załącznika wymieniono dziewięć grup tematycznych danych przestrzennych: systemy odniesienia za pomocą współrzędnych, systemy siatek georeferencyjnych, nazwy geograficzne, jednostki administracyjne, adresy (rozumiane jako informacje o lokalizacji nieruchomości), działki ewidencyjne, sieci transportowe, hydrografia i obszary chronione. W rozdziale 2 ujęto cztery tematy: ukształtowanie terenu, użytkowanie ziemi, ortoobrazy i geologia. Najwięcej grup tematycznych, bo aż 21, ujęto w rozdziale 3: jednostki statystyczne, budynki, gleba, zagospodarowanie przestrzenne, zdrowie i bezpieczeństwo ludności, usługi użyteczności publicznej i służby państwowe, urządzenia do monitorowania środowiska, obiekty produkcyjne i przemysłowe, obiekty rolnicze oraz akwakultury, rozmieszczenie ludności, gospodarowanie obszarem, strefy ograniczone i regulacyjne oraz jednostki sprawozdawcze, strefy zagrożenia naturalnego, warunki atmosferyczne, warunki meteorologiczno-geograficzne, warunki oceanograficzno-geograficzne, obszary morskie, regiony biogeograficzne, siedliska i obszary przyrodniczo jednorodne, rozmieszczenie gatunków, zasoby energetyczne, zasoby mineralne. Tematy danych przestrzennych, ujęte w dyrektywie INSPIRE oraz w ustawie o IIP, zostały przydzielone tzw. organom wiodącym, na których ciąży odpowiedzialność w zakresie organizacji, koordynacji i monitorowania działań związanych z tworzeniem, utrzymywaniem i rozwijaniem infrastruktury danych przestrzennych (Inspire. Infrastruktura...). W ustawie wskazano 12 organów wiodących; są nimi ministrowie infrastruktury, gospodarki, kultury i dziedzictwa narodowego, rolni-

45 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ ctwa i rozwoju wsi, środowiska, zdrowia oraz Główny Geodeta Kraju, Główny Geolog Kraju, Prezes Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej, Główny Inspektor Ochrony Środowiska, Główny Konserwator Przyrody, Prezes Głównego Urzędu Statystycznego. Największa liczba tematów (15) została przydzielona Głównemu Geodecie Kraju, który funkcję tę realizuje za pomocą Głównego Urzędu Geodezji Geoportal oferuje i Kartografii, oraz możliwości zarządzania Ministrowi Środowiska (5), pozostałe organy realizują wyszukiwania obiektów dostępnymi danymi, swoją działalność przedstawionych na określoną ustawą mapach, wykonywania o IIP w zakresie jednego lub dwóch pomiarów tematów danych przestrzennych. W wyniku prac tych organów w sieci zaczęły funkcjonować coraz liczniejsze oficjalne portale geoinformacyjne, których głównym zadaniem jest zapewnienie dostępu do danych przestrzennych zarówno instytucjom, jak i zwykłym użytkownikom. Zasoby infrastruktury informacji przestrzennej, pozostające pod nadzorem GUGIK, składają się z zasobów: centralnego, wojewódzkich i powiatowych. Gromadzenie i prowadzenie państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego oraz udostępnianie danych w ramach infrastruktury informacji przestrzennej należy: do Głównego Geodety Kraju w zakresie zasobu centralnego, do marszałków województw w zakresie zasobów wojewódzkich oraz do starostów w zakresie zasobów powiatowych. Ponadto pozostałe organy wiodące mają za zadanie udostępniać publicznie (w zakresie art. 11 ustawy o IIP) dane, za które są odpowiedzialne. Geoprzeglądarka a geoportal Tworzenie portali mapowych, jako punktów dostępowych do danych gromadzonych i przetwarzanych przez właściwe jednostki administracyjne i jednostki badawcze, jest elementem prężnie rozwijającej się dziedziny geoinformatyki tzw. WebGIS-u. Wśród internetowych portali mapowych pod względem ich konstrukcji i funkcjonalności, jakie oferują, można wyróżnić geoprzeglądarki i geoportale (Rzeszowski, Jasiewicz, 2009). Klasyfikując portale mapowe, Rzeszewski i Jasiewicz wyróżniają dodatkowo tzw. współtworzony GIS, w którym danych dostarczają sami użytkownicy, jednak w przypadku portali zarządzanych przez instytucje administracji publicznej, możliwości korygowania i dodawania danych przez szeroką rzeszę użytkowników są rzadko spotykane. Geoprzeglądarka internetowa jest prostszą postacią portalu mapowego niż geoportal. Nie oferuje ona dodatkowych funkcjonalności, jak np. wyszukiwanie obiektów po nazwach czy adresach czy wykonywanie pomiarów; jej podstawowym zadaniem jest umożliwienie przeglądania zasobów. Cechą charakterystyczną geoprzeglądarki jest ustalony sposób wyświetlania mapy oraz brak dostępu do surowych danych (Rzeszowski, Jasiewicz, 2009). Geoportal, jako bardziej zaawansowana forma punktu dostępu do danych geoprzestrzennych, oferuje możliwości zarządzania dostępnymi danymi, wyszukiwania obiektów przedstawionych na mapach, wykonywania pomiarów, kreowania zapytań, których wynikiem jest selekcja obiektów spełniających sformułowane kryteria wyszukania, a niekiedy algebra map. Geoportale mogą dotyczyć terytorium całego kraju, województw i powiatów, mogą dotyczyć także wybranych tematów (są to wówczas geoportale tematyczne). Rzeszowski i Jasiewicz zauważają także, że w geoportalach dodatkowo umieszczane są tutoriale, artykuły techniczne i fora dyskusyjne. Projekt Geoportal.gov.pl Krajowy geoportal, działający w rządowej domenie pod adresem internetowym (dalej jako Geoportal), jest najważniejszym w skali kraju punktem dostępowym w zakresie referencyjnych danych przestrzennych. W myśl ustawy o IIP obowiązek tworzenia i utrzymywania geoportalu krajowej infrastruktury informacji przestrzennej spoczywa na Głównym Geodecie Kraju, który realizuje to zadanie za pomocą GUGiK. Geoportal ten to infrastruktura węzłów Krajowej Infrastruktury Informacji Przestrzennych (KIIP), świadcząca usługi od wyszukiwania i udostępniania danych, po ich analizę. Sieć węzłów KIIP działa na trzech poziomach: centralnym, wojewódzkim i powiatowym. W powiatach znajdują się bazy danych ewidencji gruntów i budynków (EGiB), natomiast w województwach składnice danych topograficznych. Geoportal udostępnia informacje geoprzestrzenne w formie przekierowań lub wskazań do danych zewnętrznych (Opis projektu...). Jak podaje J. Dygaszewicz (2006), Geoportal jest przeznaczony dla osób fizycznych, podmiotów gospodarczych, społeczności lokalnych, potencjalnych inwestorów krajowych i zagranicznych i ma przyczynić się do wzrostu konkurencyjności polskich przedsiębiorstw i tworzenia nowych miejsc pracy, podniesienia kultury kontaktu obywatela z urzędem za pośrednictwem Internetu i rozwoju społeczeństwa informacyjnego (Dygaszewicz, 2006). Poprzez witrynę geoportal.gov. pl można zakupić dane przestrzenne z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego. Geoportal jest przewidziany jako dodatkowy, skuteczny i wydajny kanał dystrybucyjny informacji z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, umożliwiający profesjonalną, ujednoliconą w skali kraju sprzedaż informa-

46 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ cji z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego (Dygaszewicz, 2006). Serwis mapowy został udostępniony w sieci w 2007 r., w 2010 r. odnotowano ok. 8 tys. wejść dziennie i ok. 2 3 mln wejść rocznie (Inspire. Infrastruktura...). Z serwisu mogą korzystać zarówno zarejestrowani, jak i niezarejestrowani użytkownicy tych pierwszych we wspomnianym okresie było ok. 6 tys. Zwykli użytkownicy mają bezpłatny dostęp do usług przeglądania udostępnianych zbiorów i wyszukiwania obiektów, natomiast bezpośredni dostęp do zbiorów ( surowych danych) mają jedynie uprawnione instytucje (ustawa o IIP oraz pkt III regulaminu korzystania z Geoportalu). Należy tu przytoczyć regulaminowy zapis, dostępny na Geoportalu, w myśl którego przy korzystaniu z usług portalu nie wolno zwielokrotniać przeglądanych danych, sprzedawać i udostępniać przeglądanych treści. Dane należące do Krajowej Infrastruktury Informacji Przestrzennej są udostępniane poprzez trzypoziomowy system punktów dostępowych (tzw. węzłów). Każdy z węzłów udostępnia dane właściwe swojej jednostce administracyjnej, tj. powiatowi, województwu, a w przypadku węzła krajowego całej powierzchni kraju. Dane udostępniane w węźle najwyższego szczebla pochodzą z węzłów niższego szczebla i są udostępniane w oryginalnej skali lokalnej. W Geoportalu możliwe jest przeglądanie zasobów wielkoskalowych dla całego kraju (o ile są one już przygotowane i udostępnione niektóre zasoby, jak np. Baza Danych Topograficznych, są wciąż w opracowaniu). Zasoby danych przestrzennych w krajowym geoportalu Ryc. 1. Okno mapy w Geoportalu (wejście ze strony powitanej poprzez ikonę Mapy ) Zasoby danych przestrzennych, które każdy użytkownik może wyszukiwać i przeglądać, są wyszczególnione w panelu legendy, znajdującym się po lewej stronie obszaru mapy (ryc. 1). W ramach geoportalu zostały udostępnione zaimplementowane następujące bazy danych przestrzennych, tworzące Krajowy System Informacji Geograficznej (KSIG): Baza Danych Ogólnogeograficznych (BDO), Baza Danych Topograficznych (TBD), wojskowa mapa topograficzna VMapL2, Ewidencja Gruntów i Budynków (EGiB), Państwowy Rejestr Granic (PRG), Państwowy Rejestr Nazw Geograficznych (PRNG), Mapa Sozologiczna Polski (SOZO), Mapa Hydrograficzna Polski (HYDRO). Poprzez przeglądarkę map Geoportalu dostępne są także ortofotomapy satelitarna i lotnicza (formalnie ortofoto-

47 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ mapa lotnicza należy do TBD) oraz zeskanowane mapy topograficzne w różnych skalach. Zasób ten należy odróżnić od cyfrowych zasobów TBD, VMapL2, BDO. Zasoby TBD i BDO są zwektoryzowanymi zasobami cyfrowymi (udostępnianymi także w postaci modelu rastrowego), które powstawały/powstają na podstawie dostępnych najnowszych źródeł danych, głównie zdjęć lotniczych i satelitarnych. Zeskanowane mapy są natomiast cyfrowym zapisem analogowych arkuszy map w różnych skalach, wydawanych w różnych okresach. Użytkownik Geoportalu ma także dostęp do numerycznego modelu terenu oraz do danych katastralnych, które pochodzą z dwóch źródeł: powiatowych ośrodków geodezyjnych oraz Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa (ARiMR). Topograficzna Baza Danych (TBD) jest systemem gromadzenia i zarządzania danymi topograficznymi o treści i dokładności odpowiadającej w przybliżeniu poziomowi informacyjnemu cywilnych map topograficznych w skali 1: TBD składa się z zasobów podstawowego i kartograficznego. Na zasób podstawowy składają się trzy komponenty: wektorowa baza danych obiektów topograficznych tworzona na podstawie technologii GIS (TOPO), numerycznego modelu rzeźby terenu (NMT) oraz bazy ortofotomap cyfrowych (ORTOFOTO) (Gotlib i in., 2006). Zasób kartograficzny jest przeznaczony do prezentacji danych. W skład zasobu TBD wchodzą następujące działy: punkty osnowy geodezyjnej fotogrametrycznej, budowle i urządzenia, drogi i koleje, granice (jednostki podziału terytorialnego), hydrografia, kompleksy pokrycia terenu, kompleksy użytkowania terenu, tereny chronione, uzbrojenie terenu. Baza Danych Ogólnogeograficznych (BDO) odpowiada szczegółowością skali 1: Zasoby zgromadzone w ramach BDO mają odgrywać rolę danych referencyjnych na poziomie regionalnym i ogólnopolskim, m.in. na potrzeby budowy krajowego i regionalnych systemów informacji przestrzennej. Na strukturę organizacyjną BDO składa się osiem grup tematycznych: podział administracyjny, pokrycie terenu, rzeźba terenu, osadnictwo i obiekty antropogeniczne, transport, obszary chronione, nazwy geograficzne, hydrografia. Zasoby są także generalizowane do pochodnych skal 1: oraz 1: Baza Danych Ogólnogeograficznych jest zorganizowana w ramach trzech modeli: modelu danych wektorowych (GIS), modelu danych kartograficznych (WEK), modelu rastrowym (RAS) (Gotlib i wsp., 2006). Baza pozostaje w gestii CODGiK. Źródłem danych BDO była wojskowa mapa VMapL1 oraz zdjęcia satelitarne. VMapL2 (Vector Smart Map, Level 2) została opracowana przez Służbę Topograficzną Wojska Polskiego poprzez wektoryzację diapozytywów wojskowych map topograficznych w skali 1: Dane są zapisane w formacie wektorowym VPF. W zasobach KIIP mapa jest podzielona na dziewięć części (tzw. bibliotek), w ramach których funkcjonuje dziesięć warstw tematycznych (Gotlib i wsp., 2006). Ortofotomapy na obszarze Polski mają rozdzielczość 0,25 m i 0,5 m w zależności od standardu dokładnościowego. Na obszarach przygranicznych wykorzystano wysokorozdzielcze zdjęcia satelitarne z satelity IKONOS (Bielecka, 2005). Daty udostępnionych w Geoportalu zdjęć można sprawdzić w skorowidzu dostępnym na powitalnej stronie Geoportalu. Udostępniane zasoby pochodzą z różnych źródeł. Ortofotoobrazy mogą być albo w barwach naturalnych, albo panchromatycznych. Zapisane są w formacie GeoTIFF. W Geoportalu możliwe jest przeglądanie ortofotoobrazów w pełnej rozdzielczości. Dostępność ortofotomapy pozwala na jej wykorzystanie w tworzeniu i aktualizacji map pokrycia i użytkowania terenu, w pracach projektowych związanych z zagospodarowaniem przestrzennym i architekturą krajobrazu, w analizie zmian wieloczasowych oraz lepszej prezentacji innych danych dostępnych na geoportal.gov.pl (Preuss, Dygaszewicz, 2006). Tryby przeglądania danych Zasoby mogą być przeglądane teoretycznie w dowolnej skali, jednak należy mieć świadomość, że dostępność zasobów w danej skali jest limitowana ich szczegółowością i np. ortfotomapa lotnicza lub dane katastralne z racji swojego lokalnego charakteru będą uwidacznianie jedynie w skalach szczegółowych, a nie przeglądowych. Z kolei zasób BDO nie będzie dostępny w skali 1:10.000, ponieważ jest on zbyt zgeneralizowany, by celowe było jego przeglądanie w tak szczegółowej skali. Przeglądanie zasobów mają ułatwić cztery tryby KATASTER, ORTO, RASTER i TOPO (ryc. 1), każdy z nich ma ustaloną kolejność pojawiania się wybranych zbiorów w miarę zwiększania skali przeglądanych zasobów. W trybie KATASTER w zakresie skal od 1: do 1: są wyświetlane zasoby z Bazy Danych Ogólnogeograficznych, w zakresie od 1: do 1:1000 jest wyświetlana ortofotomapa lotnicza wraz z informacjami z Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych. Na ortofotomapę w zakresie skal od 1: do 1:1000 są nakładane dane katastralne, a w zakresie skal do 1: do 1:1.000 dane ewidencyjne. Tryb ORTO pozwala wyświetlić dwa zasoby: ortofotomapę satelitarną (skala od 1: do 1: ) oraz ortofotomapę lotniczą (skala większa od 1: ); na obydwa zasoby są nakładane nazwy obiektów fizjograficznych oraz miejscowości z PRNG. W trybie RASTER użytkownik może przeglądać zeskanowane arkusze map ogólnogeograficznych i map

48 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ topograficznych w skalach: 1: , 1: , 1: , 1:50.000, 1:25.000, 1: Tryb TOPO jest przeznaczony do przeglądania treści baz danych referencyjnych. W zakresie skal 1: do 1: są wyświetlane dane z zasobu obiektów ogólnogeograficznych (BDO), w zakresie od 1: do 1: są wyświetlane zasoby mapy wojskowej VMap L2 (mapa wojskowa), a w zakresie skal od 1: do 1:1.000 są wyświetlane dane z zasobu BDOT (Baza danych obiektów topograficznych). W żadnym z trybów nie jest ujęty numeryczny model terenu, należy zatem samodzielnie wskazać tę warstwę w panelu legendy, aby móc ją przeglądać. Cyfrowy model terenu powstał na bazie modeli DTED1 i DTED2 i można go przeglądać w skalach mniejszych niż 1: Nazwy zasobów, które są dostępne w aktualnie ustalonej skali, są zapisane w panelu legendy kolorem czarnym (przy czym zasoby automatycznie wyświetlane z racji przyjętego trybu są oznaczone ptaszkiem ), nazwy zasobów niedostępnych w danej skali są zaś zapisane kolorem jasno szarym. Użytkownik może oczywiście nie korzystać z dostępnych trybów i przeglądać zasoby w dowolny sposób, wybierając je ręcznie w panelu legendy, spośród zasobów dostępnych w przyjętej przez niego skali. Mapy są zapisane w układzie współrzędnych 1992, a współrzędne siatki kilometrowej tego układu wraz ze współrzędnymi geograficznymi dla każdego punktu na mapie są podawane w lewym dolnym rogu mapy (ryc. 1). W prawym dolnym rogu dostępna jest podziałka (ryc. 1). Narzędzia i funkcjonalności Kolejność warstw można dowolnie przesuwać w panelu legendy poprzez przeciągnięcie myszką. Przydatną Ryc. 2. Lista rozwijalna dołączona do każdego zasobu w panelu legendy funkcjonalnością jest możliwość wprowadzenia różnego stopnia przeźroczystości warstw, co pozwala jednocześnie odczytywać treści z więcej niż jednej warstwy. Funkcja ta znajduje się na rozwijalnej liście, ukrytej pod małą strzałką, która pojawia przy podświetleniu nazwy zasobu w panelu legendy po lewej stronie (ryc. 2). Na rozwijalnej liście przy niektórych zasobach może występować pozycja Lokalizowalność, co oznacza, że do warstwy są dołączone informacje opisowe. Informacje te możemy odczytać korzystając z narzędzia Właściwości obiektu (należy wybrać to narzędzie na pasku, a następnie kliknąć na wybranym obiekcie na warstwie, dla której jest dostępna lokalizowalność). Na rozwijalnej liście, ukazującej się przy wyborze nazwy zasobu, można także znaleźć informacje o przeglądanym zasobie i jego dostawcy (ryc. 2). W górnym pasku narzędziowym obok narzędzi nawigacji udostępniono narzędzia pozwalające na wykonanie pomiarów długości i powierzchni na mapach: W serwisie funkcjonuje także wyszukiwarka nazw miejscowości i obiektów fizjograficznych oraz wyszukiwarka metadanych (zakładka Szukaj obiektów geograficznych w panelu legendy ryc. 1). Wyszukiwarka korzysta z Państwowego Rejestru Nazw Geograficznych, prowadzonego od 1994 r. przez Głównego Geodetę Kraju. Rejestr ma charakter referencyjny; w 2007 r. zawierał on ponad 165 tys. nazw, w tym 103 tys. nazw miejscowości oraz 62 tys. obiektów fizjograficznych (Gotlib i wsp., 2007). Rejestr jest aktualizowany i zgodnie z komunikatem administratora Geoportalu z 28 sierpnia 2012 r., zawierał on obiekty. Każda nazwa ma oznaczoną lokalizację geograficzną. Możliwe jest zawężenie wyszukiwania poprzez wskazanie (oprócz nazwy) kategorii obiektu spośród kilkudziesięciu kategorii obiektów fizjograficznych i kilkunastu kategorii miejscowości. Wyszukiwarka umożliwia także odnalezienie działki o wskazanym numerze z zasobu ewidencji gruntów i budynków. Usługi WMS Geoportal, oprócz stałego dostępu do zasobów ujętych w panelu legendy, oferuje także dostęp do innych zasobów, głównie poprzez usługę sieciową WMS (Web Map Service). Poprzez Geoportal możliwe jest przeglądanie zasobów gromadzonych na serwerach instytucji branżowych, odpowiedzialnych za gromadzenie i przetwarzanie tematycznych danych o środowisku. WMS jest usługą pozwalającą na kreowanie zapytań i przeglądanie zasobów w postaci plików rastrowych, generowanych z danych zgromadzonych na serwerach. W Geoportalu użytkownik może skorzystać ze zbiorów zgromadzonych na serwerach KIIP, w tym miejskich i powiatowych systemów informacji przestrzennej, oraz do takich instytucji jak GDOŚ, KZGW, GUS, PIG czy UAM. Możliwe jest także przeglądanie zbioru danych z innego serwera, nie uwzględnionego w spisie adresów przygotowanym w ramach Geoportalu;

49 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ warunkiem jest wpisanie właściwego adresu serwera, np. pod adresem: można znaleźć mapę zasadniczą Warszawy. Do połączenia z danymi zgromadzonymi na serwerach innych instytucji poprzez usługę WMS wykorzystujemy narzędzie Zdefiniuj źródła danych na pasku narzędziowym. Po wyświetleniu okna dialogowego użytkownik może wybrać jeden z dostępnych adresów (np. serwera GDOŚ lub GUS), może także wpisać samodzielnie inny adres serwera udostępniającego dane. Adresy serwerów można znaleźć w sieci na stronach instytucji udostępniających dane; ponadto zestawienia adresów, niektóre regularnie uaktualniane, są zamieszczane w portalach informacyjnych (np. gisplay, geoforum, gis-net) na blogach i witrynach internetowych, prowadzonych przez osoby pasjonujące się geoinformacją (np. blog Terra Observer: blogspot.com/2009/02/polskie-serwery-wms.html). Instytucją udostępniającą bogate zasoby poprzez usługę WMS jest Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska. Pod adresem wms użytkownik znajdzie zasięgi obszarów chronionych (parków narodowych, krajobrazowych, rezerwatów, zespołów przyrodniczo-krajobrazowych, obszarów chronionego krajobrazu i obszarów Natura 2000). Zasięgi te można nałożyć na dowolny zasób, np. na ortofotomapę czy Bazę Danych Ogólnogeograficznych (ryc. 3). Poprzez nałożenie różnych warstw informacyjnych dostępnych w Geoportalu możemy ocenić zasięgi obszarów chronionych na tle ortofotomapy, map topograficznych w różnej skali i o różnej szczegółowości, granic administracyjnych, działek ewidencyjnych itp. Państwowy Instytut Geologiczny pod adresem udostępnia Ryc. 3. Zasoby z serwera GDOŚ na tle Bazy Danych Ogólnogeograficznych m.in. mapę obszarów zagrożonych podtopieniami, opracowaną w skali 1: w latach Ciekawe zasoby poprzez serwery WMS udostępniają Regionalne Dyrekcje Lasów Państwowych. Regionalne Dyrekcje w Zielonej Górze 2 i Krakowie 3 udostępniają wiele warstw w ramach Regionalnego Systemu Udostępniania Informacji o Lasach oraz Stanie ich Ochrony dla RDLP, wśród których są m.in. mapa drzewostanów, mapa dróg przeciwpożarowych, mapa lasów o szczególnych walorach przyrodniczych (HCVF High Conservation Value Forests), przebieg szlaków turystycznych, zasięgi obszarów chronionych, zasięgi nadleśnictw, leśnictw, oddziałów i obrębów leśnych. Adresy wspomnianych dwóch serwisów nie występują na liście serwisów WMS zamieszczonej w oknie dialogowym Zdefiniuj 2 URL: [ ]. 3 URL: =WMS& [ ]. źródła danych ; można jednak z powodzeniem wprowadzać tu adresy innych, nieuwzględnionych serwerów. Narzędziami ułatwiającymi pracę użytkownikom Geoportalu jest zapamiętywanie okna roboczego mapy ( Mapa użytkownika ) oraz tworzenie linku do mapy, który można przesłać pocztą elektroniczną. Korzystającym z Geoportalu zostały także zapewnione narzędzia mające na celu umożliwienie wyszukiwania metadanych. W zakładce Szukaj danych (metadane), znajdującej się w panelu legendy, można sprawdzić zasięgi całych serii map w Polsce lub na wybranym obszarze (karta Serie ) lub też wyszukać pojedyncze arkusze (karta Zbiory ). W karcie Usługi można sprawdzić zasięg danych udostępnianych poprzez usługę WMS z wojewódzkiego i powiatowego szczebla KIIP (można tu także wyświetlić dane przestrzenne zgromadzone na tych serwerach).

50 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Zasoby udostępniane poprzez Geoportal można także przeszukać poprzez kartę Metadane, umieszczoną obok karty Mapa. Narzędzie wyszukiwania pozwala wyszukać zbiory, z zastosowaniem takich kluczy wyszukiwania jak nazwy, słowa kluczowe, parametry, skale, nazwy i kody EPSG układów współrzędnych. Korzystanie z zasobów Geoportalu jest także możliwe poprzez aplikacje klienckie takie jak np. Quantum GIS. Aplikacje te umożliwiają łączenie się z serwerami WMS, WFS i WCS na całym świecie. W ramach projektu Geoportal.gov.pl, oprócz korzystania z serwerów WMS (czy to poprzez serwis Geoportal.gov.pl, czy to poprzez aplikację kliencką) możliwe jest także pobieranie niektórych danych poprzez usługi WFS (Web Feature Service) oraz WCS (Web Coverage Service). Przykładowo pod adresem wfservice.aspx są udostępnione w zapisie wektorowym granice administracyjne gmin, powiatów i województw dla Polski. W Quantum GIS skorzystanie z usługi WFS jest możliwe poprzez wtyczkę WFS. Zastosowanie w dydaktyce Treści dostępne za pośrednictwem Geoportalu mogą być wykorzystane przez nauczycieli geografii, przyrody i biologii w realizacji nowego podejścia dydaktycznego określanego jako twórcze nauczanie, które polega na rozwijaniu i modyfikowaniu materiałów oraz sposobów nauczania, które rozbudzają zainteresowania uczniów (Szmidt, 2007). W celach kształcenia sformułowanych w programach nauczania przyrody i biologii na wszystkich szczeblach nauczania podkreślana jest potrzeba rozwinięcia wśród uczniów umiejętności korzystania z różnych źródeł informacji, także za pomocą technologii informacyjnokomunikacyjnych. Umiejętność korzystania z zasobów Geoportalu wpisuje się w realizację tak sformułowanych celów. Korzystanie z Geoportalu pozwala także zrealizować kolejny przykładowy cel wymieniony w podstawie programowej II etapu edukacyjnego nauczania przyrody (klasy IV VI) (Podstawa programowa...), jakim jest wykonywanie obserwacji, pomiarów i doświadczeń. Jak zapisano w treściach nauczania dotyczących środowiska lokalnego, sformułowanych w programie nauczania przyrody (klasy IV VI), uczeń identyfikuje na planie i mapie topograficznej miejsce obserwacji i obiekty w najbliższym otoczeniu, określa wzajemne położenie obiektów na planie, mapie topograficznej i w terenie oraz posługuje się podziałką liniową do określania odległości, porównuje odległość. W treściach nauczania dotyczących krajobrazów Polski i Europy zadaniem ucznia jest rozpoznawanie na mapie form hipsometrycznych i charakteryzowanie wybranych form krajobrazowych Polski. Do realizacji wszystkich tych treści i zadań z powodzeniem można wykorzystać zasoby danych przestrzennych dostępne w Geoportalu. Geoportal wpisuje się także w realizację programu nauczania biologii dla szkół ponadgimnazjalnych w zakresie rozszerzonym (Grabowska, Grabowski, bdw) 4, w którym podkreślono rolę komputera stanowiącego wyposażenie pracowni biologicznej w efektywnym przebiegu procesu dydaktycznego. Jednym z wymienionych szczegółowych celów kształcenia biologii w szkole ponadgimnazjalnej jest poznanie przyczyn aktualnego stanu środowiska w skali lokalnej, krajowej, światowej oraz sposobów przeciwdziałania jego niekorzystnym zmianom Mapa Sozologiczna Polski, dostępna poprzez Geoportal pozwoli wzbogacić lekcje poświęcone tym zagadnieniom. Korzystanie z Geoportalu pozwoli uczniom rozwinąć umiejętność wyboru 4 URL: version/1/file/nlo_biologia_zr_program_nauczania.docx. i korzystania z różnych źródeł wiedzy do wyjaśnienia zjawisk i procesów biologicznych, wpisaną do programu nauczania. Zasoby zgromadzone w Geoportalu pozwolą urozmaicić wiele lekcji poświęconych środowisku geograficznemu; powyżej przedstawiono jedynie przykładowe obszary zastosowań Geoportalu. Umiejętności korzystania z Geoportalu są potrzebne na wszystkich poziomach nauczania, w tym szczególnie w edukacji wyższej. Z zasobów Geoportalu w dużej mierze korzystają studenci kierunków geodezyjnych, geograficznych, gospodarki przestrzennej, ochrony środowiska i architektury krajobrazu. Treści udostępniane poprzez Geoportal powinny także zainteresować studentów kierunków administracji oraz uczestników szkoleń przeznaczonych dla administracji rządowej i samorządowej. Zakończenie Geoportal.gov.pl jest projektem, który cały czas jest rozwijany. Obecnie trwają prace nad kontynuacją projektu w ramach projektu Geoportal2. Testowa wersja Geoportalu2 jest dostępna na powitalnej stronie Geoportalu. Prace nad jego przygotowaniem mają zostać zakończone pod koniec 2013 r. Szerokie udostępnienie zasobów Krajowej Infrastruktury Informacji Przestrzennej otwiera przed obywatelami społeczeństwa informacyjnego wiele nowych możliwości, zarówno poznawczych, jak i edukacyjnych czy biznesowych. Nauczyciele przedmiotów przyrodniczych z pewnością zaliczą krajowy geoportal do narzędzi poszerzających zasób wiedzy zarówno własnej, jak i swoich uczniów. Znajomość geoportalu będzie stanowić mocne podwaliny do poszukiwania i poznawania kolejnych źródeł informacji przestrzennej.

51 Geoportal krajowy Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Literatura Bielecka E (2005). Systemy Informacji Geograficznej. Teoria i zastosowania. Wydawnictwo PJWSTK. Dygaszewicz J (2006). Projekt geoportal.gov.pl i jego znaczenie dla udostępniania danych państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego. Roczniki Geomatyki Dyrektywa 2007/2/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z 14 marca 2007 r. ustanawiająca infrastrukturę informacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej (INSPIRE) (Dz. Urz. UE L 108 z 2007 r., s. 1). Gaździcki J (2009). INSPIRE od idei do realizacji. URL: Dostęp: Gotlib D, Iwaniak A, Olszewski R (2006). Budowa krajowej infrastruktury danych przestrzennych w Polsce harmonizacja danych referencyjnych. Wrocław: AR. Gotlib D, Iwaniak A, Olszewski R (2007). GIS. Obszary zastosowań, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. Grabowska M, Grabowski S, Biologia. Program nauczania dla szkół ponadgimnazjalnych. Warszawa: Operon. Dostępny na: file/nlo_biologia_zr_program_nauczania.docx. Dostęp: INSPIRE. Infrastruktura Informacji Przestrzennej w Europie. Raport Państwa Członkowskiego: Polska. Dostępny na: Dostęp: Kaznowski D (2007). Fazy rozwoju Internetu. Dostępny na: kaznowski.blox.pl/2007/10/fazy-rozwoju-internetu.html, Dostęp: Opis projektu geoportal.gov.pl. Dostępny na: gov.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=1&ite mid=1, Dostęp: Podstawa programowa z komentarzami. T. 5. Edukacja przyrodnicza w szkole podstawowej, gimnazjum i liceum. Przyroda, geografia, biologii, fizyka, chemia. Dostępny na: pliki/biologia/nowa_podstawa_programowa_biologia.pdf. Preuss R, Dygaszewicz J, Ortofotomapa w sieci projekt geoportal. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. 16. Dostęp: Rzeszewski M, Jasiewicz J (2009). WebGIS od map w Internecie do geoprzetwarzania. W: Zwoliński Z, Bogucki Z, ed. GIS-platforma integracyjna geografii, Poznań: Wydawnictwo Naukowe. Szmidt KJ (2007). Pedagogika twórczości. Gdańsk: GWP. Ustawa z 4 marca 2010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej w Polsce (Dz. U. Nr 76, poz. 489 ze zm.). Dostępna na: isap.sejm.gov.pl/detailsservlet?id=wdu Dostęp: National geoportal as an important source of spatial information about geographic environment in education Paulina Pokojska, Wojciech Pokojski Possibilities of applications of national geoportal Geoportal.gov.pl in education are presented in the paper. European Union directive INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) is discussed as an important law frame of national reference data infrastructure in Poland. Resources of spatial data and functionalities of national geoportal are described. Key words: national geoportal, geographic environment, teaching science, directive INSPIRE, national data infrastructure in Poland

52 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Charakterystyka skutecznej EZR w szkole w świetle dokumentów ONZ i badań przeprowadzonych w Polsce i w Wielkiej Brytanii Anna Batorczak Streszczenie: Od samego początku powstania koncepcji zrównoważonego rozwoju edukacja jest postrzegana jako konieczny warunek do jej osiągnięcia. Przyjęte na najwyższym, międzynarodowym szczeblu zobowiązania do realizacji edukacji dla zrównoważonego rozwoju (EZR) zawierają konkretne zalecenia co do celów, zadań, metod oraz grup i obszarów oddziaływania. Obecnie realizacja EZR powinna opierać się na wytycznych określonych dla wdrażania, przyjętej przez ONZ, a koordynowanej przez UNESCO, Dekady EZR ( ) oraz zawartych w Strategii Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ. Szczególnie ważnym miejscem wdrażania edukacji jest szkoła. W niniejszym artykule została podjęta próba określenia, na podstawie wytycznych zawartych w najnowszych dokumentach obligujących do wdrażania EZR oraz wyników badań prowadzonych w Polsce i w Wielkiej Brytanii, charakterystyki skutecznej edukacji dla zrównoważonego rozwoju w edukacji szkolnej. Słowa kluczowe: edukacja dla zrównoważonego rozwoju, Anglia, Wielka Brytania, Strategia EZR, UNESCO otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: mgr Anna Batorczak: koordynator krajowych i międzyn. projektów dot. zrównoważonemu rozwojowi w Uniwersyteckim Centrum Badań nad Środowiskiem Przyrodniczym UW w Warszawie. Autorka opracowań i scenariuszy zajęć. Obecnie prowadzi badania do pracy doktorskiej porównującej stan EZR w Polsce i Wielkiej Brytanii w ramach projektu dofinansowanego przez NCN. Publikacja powstała w ramach realizacji projektu dofinansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki grant 3301 Wprowadzenie Edukacja jest postrzegana jako warunek konieczny urzeczywistnienia zrównoważonego rozwoju 1. Tak jak przezwyciężenie problemów współczesnego świata i wejście na drogę zrównoważonego rozwoju może odbyć się jedynie dzięki podjęciu wspólnych działań przez wszystkie kraje, tak i edukacja służąca tej sprawie musi być wspólnym, międzynarodowym celem. Zalecenia do wdrażania edukacji dla zrównoważonego rozwoju (EZR) zostały przyjęte w wielu dokumentach i deklaracjach podejmowanych na najwyższych szczeblach (Lenart, 2005). Do najważniejszych międzynarodowych inicjatyw obligujących kraje świata do szerokiego wprowadzania edukacji na rzecz zrównoważonego rozwoju należą: Agenda 21 dokument przyjęty w na Konferencji Narodów Zjednoczonych Środowisko i Rozwój w Rio de Janeiro w 1992 r. Dekada Edukacji na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju proklamowana w 2002 r. przez Zgromadze- 1 Europejska Komisja Gospodarcza ONZ, Strategia Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju, Ministerstwo Środowiska, Warszawa 2008 (dalej jako strategia EZR), s. 3. nie Ogólne Narodów Zjednoczonych na lata Dekada jest koordynowana przez agendę ONZ ds. Wychowania, Nauki i Kultury (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization UNESCO). Strategia Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju przyjęta w 2005 r. przez ministrów ds. środowiska i edukacji państw regionu Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ 2. Zobowiązania międzynarodowe na poziomie wykonawczym znajdują odzwierciedlenie w polityce i dokumentach strategicznych poszczególnych państw. Podkreśla się w nich rolę edukacji dla skutecznego wprowadzania zasad zrównoważonego rozwoju. Zrównoważony rozwój jest procesem społecznej przemiany, który dotyczy wszystkich ludzi na świecie, tym samym edukacja musi być skierowana do każdego. Edukacja dla zrównoważonego rozwoju (EZR) ma charakter edukacji przez całe życie i dotyczy wszystkich placówek oświatowych, odbywa się również poza placówkami oświatowymi. Edukacja szkolna jest szczególnie ważnym miejscem realizacji EZR ponieważ w ten sposób dociera do największej liczby osób w ukierunkowanym procesie nauczania/uczenia się. Osiągnięcie zrównoważonego rozwoju zależy od skutecznego prowadzenia EZR. W niniejszym artykule została omówiona charakterystyka skutecznej edukacji na rzecz zrównoważonego rozwoju w świetle założeń zawartych w najnowszych dokumentach obligujących do wdrażania EZR oraz wynikająca z badań i ewaluacji skuteczności wdrażanych w praktyce procesów edukacyjnych. 2 Europejska Komisja Gospodarcza ONZ (EKG ONZ) liczy 56 członków (państwa europejskie, państwa byłego ZSRR, Izrael, Kanada i USA).

53 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Założenia zawarte w najnowszych dokumentach obligujących do wdrażania EZR Do najważniejszych, aktualnych międzynarodowych zobowiązań należą: wskazania do realizacji na lata ogłoszonej przez ONZ, zaś koordynowanej przez UNESCO Dekady Edukacji dla Zrównoważonego rozwoju, wytyczne zawarte w strategii EZR. Aktualna lista zaleceń do skutecznego wdrażania EZR w ramach Dekady EZR została zamieszczona w Deklaracji z Bonn dokumencie będącym zwieńczeniem Światowej Konferencji UNESCO zorganizowanej z okazji półmetka Dekady w 2009 r. 3 Organizatorem konferencji poświęconej Edukacji dla Zrównoważonego Rozwoju było UNESCO jako instytucja koordynująca przebieg Dekady EZR oraz Niemieckie Ministerstwo Edukacji i Badań i Niemiecka Komisja UNESCO. Podczas konferencji, uczestnicy (reprezentanci krajów z całego świata) wymieniali się doświadczeniami z przebiegu pierwszych pięciu lat Dekady oraz zastanawiali się nad dalszymi działaniami i wzmocnieniem skuteczności planowanych działań. Konferencja skupiała się wokół czterech głównych tematów: włączania EZR w systemy edukacji, wymiany doświadczeń, w szczególności pomiędzy krajami Północy i Południa, kontynuacji dotychczasowych działań i planowania dalszych strategii działań 4. Zwieńczeniem konferencji było opracowanie dokumentu Deklaracji z Bonn, w której zebrano wskazania do wdrażania EZR w drugiej połowie Dekady. W Deklaracji z Bonn podkreślono wagę działań i decyzji podejmowanych na poziomie polityki naro- 3 URL: 4 URL: html. dowej poszczególnych krajów. Szczegółowe zalecenia w tym obszarze dotyczyły 5 : promowania udziału EZR w programach edukacyjnych i wzmacniania jej roli w podnoszeniu jakości edukacji, podnoszenia świadomości społecznej na temat zrównoważonego rozwoju i EZR, zapewnienia odpowiednich środków oraz finansowania EZR, obecności zagadnień ZR w politykach narodowych, utworzenia mechanizmów współpracy i wymiany doświadczeń, które uwzględniałyby różnorodność kulturową różnych krajów. W odniesieniu do praktycznego wdrażania EZR w edukacji formalnej zalecono, aby: zagadnienia zrównoważonego rozwoju były wprowadzane do programów edukacyjnych w zintegrowany i systematyczny sposób poprzez rozwinięcie efektywnego pedagogicznego podejścia, edukację nauczycieli, dobre praktyki nauczania, podstawę programową i materiały edukacyjne. Podkreślono przekrojowy charakter tematyki ZR, odnoszący się do wielu dziedzin i przedmiotów; instytucje kształcące nauczycieli i zajmujące się ich doskonaleniem zawodowym włączały tematykę EZR do szkoleń. Zwrócono uwagę na przygotowanie nauczycieli do tego, by potrafili realizować EZR w klasach liczących wielu uczniów oraz prowadzili ewaluację podejmowanych procesów EZR; młodzież była włączana w planowanie i wdrażanie EZR; prowadzić badania, których rezultaty oraz przykłady dobrych praktyk zostałyby wykorzystywane w programach edukacyjnych, programach szko- 5 URL: download/esd2009_bonndeclaration pdf. leń, a także służyłyby opracowaniu systemów ewaluacji i wskaźników oceny; wykorzystywać tradycyjną wiedzę i lokalną kulturę do wzbogacania EZR. Początek Dekady EZR oraz ogłoszenie strategii EZR nastąpiły w 2005 r. Działania te podjęła Organizacja Narodów Zjednoczonych, będąca przedstawicielstwem wszystkich narodów świata i mająca za cel zapewnienie pokoju i bezpieczeństwa międzynarodowego, rozwój współpracy między narodami oraz popieranie przestrzegania praw człowieka. Tym samym podkreśliła ona znaczenie edukacji jako kluczowego warunku dla efektywnego wdrażania zasad zrównoważonego rozwoju. W strategii EZR zawarto szczegółowe cele, wyznaczono zadania oraz podano wskazówki jak powinna przebiegać realizacja zadań tak, aby EZR mogła być skuteczna we wszystkich wskazanych obszarach oddziaływania. Najważniejszym zaleceniem strategii EZR jest włączanie tematyki zrównoważonego rozwoju do programów nauczania na wszystkich poziomach kształcenia. To zalecenie według dokumentu strategii powinno być wdrażane zgodnie z następującymi zasadami 6 : EZR wymaga zmian w strukturze programów i metod nauczania, tak aby nie był to wyłącznie proces przekazywania wiedzy, ale aby było to wspólne badanie rzeczywistych sytuacji życiowych, podejmowane razem przez uczniów i nauczyciela. Celem takich wspólnych badań jest identyfikowanie i analiza aktualnych problemów i poszukiwanie dla nich możliwych rozwiązań; instytucje edukacji formalnej dostarczając wiedzę oraz kształtując świadomość i wpływając na odpowiednie zachowania uczniów same powinny funkcjonować według zasad zrównoważonego rozwoju. W placówce oświatowej, w praktyczne działania na rzecz ZR powinni być włączeni uczniowie, na- 6 Strategia EZR, s

54 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ uczyciele, osoby zarządzające, pozostały personel, a także rodzice i inne osoby spoza szkoły; obok edukacji formalnej bardzo ważną rolę spełnia edukacja nieformalna i pozaformalna. Mają one istotny wkład w budowanie społeczeństwa obywatelskiego, a także odgrywają dużą rolę w kształceniu dorosłych; istotną rolę odgrywają szkolenia zawodowe i dokształcające. Powinny powstawać programy szkoleniowe adresowane do różnych grup zawodowych, które podnosiłyby kwestie podstawowej odpowiedzialności w danym zawodzie oraz jej skutkach gospodarczych, społecznych i środowiskowych; szczególnie ważne dla sukcesu EZR są szkolenia początkowe i dalsze kształcenie zawodowe dla osób zajmujących się nauczaniem, ponieważ wraz z podnoszeniem świadomości oraz rozwijaniem wiedzy odnoszącej się do zrównoważonego rozwoju, nauczający mogą być bardziej skuteczni i pracować korzystając z przykładów najlepszych praktyk; EZR powinna być wspierana przez rządy, ponieważ poinformowani obywatele i świadomi konsumenci są niezbędnym warunkiem praktycznego wprowadzania zasad zrównoważonego rozwoju; ważnym wyzwaniem jest zmobilizowanie środków masowego przekazu, w celu rozpowszechniania wiarygodnych informacji i komunikatów dotyczących kwestii związanych ze zrównoważonym rozwojem; aby EZR stała się częścią programu zmian w kierunku bardziej zrównoważonego społeczeństwa, należy zmienić sam system kształcenia. W tym celu konieczne są badania i szeroka współpraca w tym zakresie. Wyniki badań powinny być powszechnie udostępniane i wcielane w różne elementy systemu kształcenia i w praktykę. Poza wyżej omówionymi zasadami w strategii EZR szczegółowo omówiono charakterystykę skutecznej EZR. W odniesieniu do edukacji formalnej jest to edukacja, która 7 : jest realizowana poprzez: a) włączanie tematów związanych z ZR do wszystkich odpowiednich przedmiotów i szkoleń, b) specyficzne tematy i programy, tworzone na jej potrzeby; umożliwia zdobywanie w trakcie nauki odpowiednich doświadczeń wynikających z aktywnego angażowania się i przestrzegania zasad ZR w placówkach oświatowych, a także miejscu pracy, rodzinach i społecznościach; tworzy platformę współpracy i nawiązywania partnerstwa zarówno pomiędzy różnymi placówkami oświatowymi jak i innymi zainteresowanymi podmiotami (np. z sektora prywatnego i przemysłu) omawia zagadnienia globalne, regionalne, krajowe i lokalne w aspekcie cyklów życiowych. Uwzględnia nie tylko ich wpływ na środowisko, lecz także następstwa gospodarcze i społeczne; wykorzystuje aktywne metody nauczania takie jak: dyskusja, analiza filozoficzna, poszukiwanie wartości, symulacje, metody scenariuszy zajęć, przedstawianie na modelach, odgrywanie ról, gry, technologie informacji i komunikacji, badania, studia przypadku, wycieczki i zajęcia w terenie, projekty własne realizowane przez uczących się, analizy praktyczne, doświadczenia z miejsca pracy oraz rozwiązywanie problemów; wspiera się na właściwych materiałach szkoleniowych, takich jak publikacje metodyczne, pedagogiczne i dydaktyczne, podręczniki, pomoce wizualne, broszury, studia przypadku i przykłady dobrych praktyk, źródła elektroniczne, audio i video. 7 Strategia EZR, s Wyniki przeprowadzonych badań odnoszących się do skuteczności wdrażanych w praktyce procesów edukacyjnych w Polsce i w Wielkiej Brytanii Polska Przyjęcie tych ważnych, zainicjowanych przez ONZ zobowiązań, jakimi są Dekada EZR oraz strategia EZR w wielu krajach, również w Polsce, zaowocowało dyskusją nad kształtem i zakresem edukacji dla zrównoważonego rozwoju. Takimi, zasługującymi na szczególną uwagę, ważnymi wydarzeniami służącymi tej dyskusji w ostatnim okresie były: w 2009 r. konferencja Na szlaku zrównoważonego rozwoju, zorganizowana przez Departament Edukacji Ekologicznej Ministerstwa Środowiska w Warszawie; w 2009 r. zainicjowana przez jeleniogórski Wydział Uniwersytetu Ekonomicznego, siódma konferencja poświęcona edukacji dla zrównoważonego rozwoju 8 ; w 2010 r. konferencja z udziałem dydaktyków uniwersyteckich kształcących nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, która miała miejsce na Uniwersytecie Warszawskim 9 ; w 2012 r. konferencja Współczesne Wyzwania Edukacji Ekologicznej w Polsce, zorganizowana 8 Konferencja: Edukacja dla Zrównoważonego Rozwoju zorganizowana przez jeleniogórski Wydział Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu we współpracy z Polsko-Niemiecką Siecią Naukowców na rzecz Zrównoważonego Rozwoju, Oddziałem Polskim Europejskiego Stowarzyszenia Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych, Grupy roboczej Edukacja dla zrównoważonego rozwoju Państwowej Rady Ochrony Środowiska oraz Wyższą Szkołą Ekonomiczną w Białymstoku i pod patronatem Ministra Środowiska, Polskiego Komitetu do spraw UNESCO i rektora Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu. Konferencja odbyła się w październiku 2009 r. 9 Konferencja: Edukacja środowiskowa w społeczeństwie wiedzy zorganizowana przez Uniwersytet Warszawski, Wydział Biologii, Pracownię Dydaktyki Biologii w Warszawie w 2010 r.

55 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ przez Ośrodek Działań Ekologicznych Źródła w Miedzeszynie. Te ważne wydarzenia zgromadziły przedstawicieli rządu, naukowców, dydaktyków, metodyków, liderów organizacji pozarządowych, nauczycieli i innych specjalistów z dziedziny edukacji dla zrównoważonego rozwoju. Były okazją do wymiany doświadczeń i opinii na temat najróżniejszych aspektów EZR. Dyskusje w odniesieniu do edukacji formalnej często koncentrowały się wokół nowej Podstawy Programowej Kształcenia Ogólnego. Najnowsza podstawa programowa została wprowadzona w roku szkolnym 2009/2010 na mocy rozporządzenia Ministra Edukacji Narodowej z r. Jej opracowanie było podyktowane koniecznością uwzględnienia wymogów Unii Europejskiej w polskim systemie kształcenia. Prowadzone w Polsce od 2010 r. badania, dotyczące EZR w edukacji formalnej, podejmują analizę kontekstu dydaktycznego Podstawy Programowej Kształcenia Ogólnego pod kątem wskazania możliwości realizacji tematyki zrównoważonego rozwoju na lekcjach poszczególnych przedmiotów. W trakcie konferencji Edukacja środowiskowa w społeczeństwie wiedzy 10, skierowanej do dydaktyków uniwersyteckich kształcących nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, zorganizowanej na Uniwersytecie Warszawskim, poświęcono temu zagadnieniu trzy prezentacje (K. Potyrała: Konteksty dydaktyczne podstawy programowej nauczania biologii, M. Jagiełło: Komentarze do podstawy programowej z biologii, czyli dlaczego należało wprowadzić zmiany, A. Berlińska, A. Kozłowska-Rajewicz, M. Czapla: Zrównoważony rozwój upowszechnianie zagadnienia w podstawie programowej kształcenia ogólnego) 10 Konferencja: Edukacja środowiskowa w społeczeństwie wiedzy zorganizowana przez Uniwersytet Warszawski, Wydział Biologii, Pracownię Dydaktyki Biologii w Warszawie w 2010 r. przedstawione w publikacji monograficznej opracowanej pod redakcją Tuszyńskiej (2010). Na szczególną uwagę zasługuje szczegółowa analiza podstawy programowej przeprowadzona przez Gajuś- -Lankamer i Wójcik (2010). W swoich konkluzjach podkreślają, że nowa Podstawa Programowa Kształcenia Ogólnego wdrażana w polskiej szkole od roku szkolnego 2009/2010 daje możliwość prowadzenia EZR na wszystkich etapach edukacyjnych zgodnie ze strategią EZR, lecz rzeczywiste efekty tej edukacji nie będą możliwe do osiągniecia, jeżeli w procesie kształcenia nauczyciele będą skupiali się wyłącznie na przekazywaniu wiedzy. Skuteczność EZR może być osiągnięta poprzez opracowanie programów nauczania i stosowaniu metod, dzięki którym będzie możliwe zajmowanie się konkretnymi problemami i poszukiwaniem ewentualnych rozwiązań. Wielu badaczy i dydaktyków zwraca uwagę na duże możliwości podejmowania praktycznych działań służących realizacji EZR w szkole dzięki stosowaniu metody projektu edukacyjnego. Z analizy założeń EZR i charakterystyki projektów edukacyjnych przeprowadzonych przez Hłuszyk (2005) wynika, że cele realizowane z zastosowaniem strategii projektu edukacyjnego i cele EZR pokrywają się. Strategia projektu edukacyjnego pozwala na międzyprzedmiotowe, całościowe i zintegrowane ujmowanie zagadnień służących przekazywaniu wiedzy na temat ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju (Cichy 2006). Umożliwia również, zalecane przez strategię EZR, nabywanie doświadczeń życiowych i zawodowych spoza budynku szkoły poprzez podejmowanie inicjatyw lokalnych na rzecz zrównoważonego rozwoju. Metoda projektu daje uczniom szanse samodzielnego rozwiązywania problemów teoretycznych i praktycznych oraz osobistego podejmowania decyzji (Samonek-Miciuk 2010). Kolejnym wyzwaniem dla prowadzenia skutecznej edukacji ekologicznej i EZR, jakie pojawia się w publikacjach podejmujących zagadnienie EZR w polskim systemie edukacji formalnej, jest przygotowanie nauczycieli i edukatorów. Zdaniem Samonek-Miciuk (2010) dobrze przygotowany, kompetentny i refleksyjny nauczyciel jest podstawowym warunkiem osiągnięcia celów EZR w szkole. Jednak sprostanie wymaganiom prowadzenia EZR w szkole, czyli kształtowania świadomości ekologicznej, postaw i umiejętności, które umożliwią uczniom poznanie zintegrowanego, a zarazem złożonego obrazu świata, a także przygotują do życia w lokalnej wspólnocie jest niełatwym zadaniem dla nauczyciela. W związku z tym, proces kształcenia nauczycieli wymaga, aby nauczyciele nie tylko pogłębiali swoją wiedzę dotyczącą środowiska w aspekcie przyrodniczym, ekonomicznym, społecznym i kulturowym, ale potrafili także wykazywać się umiejętnością doboru celów i procedur ich osiągnięcia (Samonek-Miciuk, Pedryc-Wrona, 2010). Sylwetka edukatora zrównoważonego rozwoju została opracowana przez Gajuś-Lankamer i Wójcik (2010) na podstawie analizy dokumentów określających zadania edukacji formalnej i nieformalnej w obszarze zrównoważonego rozwoju. W odniesieniu do prowadzenia EZR w szkole, badaczki wymieniły następujące umiejętności takiego edukatora: umiejętność opracowania autorskich programów EZR (od rozpoznania problemu, oraz określenia i konstrukcję celów kształcenia poprzez dopasowanie treści kształcenia i dobrania procedur osiągania celów po ewaluację procesu realizacji programu i jego efektów); tworzenie warunków do realizacji programu nauczania, które uwzględniałyby zarówno kalendarz pracy szkoły, jak i ustalenie miejsca zajęć oraz odpowiednie pomoce dydaktyczne i wymagane zasoby ludzkie;

56 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ pozyskiwanie środków finansowych na realizację programu. Pomimo zaawansowanego okresu wdrażania zarówno zaleceń Dekady, jak i strategii EZR, prowadzona w Polsce dyskusja nadal dotyczy przede wszystkim przeglądu tego, jakie w ogóle są podejmowane działania w szeroko rozumianym znaczeniu edukacji dla zrównoważonego rozwoju w Polsce. Brakuje podejścia strategicznego i skoordynowania działań edukacyjnych, tak aby cele i zadania zawarte w strategii EZR i Dekada EZR zostały osiągnięte w praktyce. Wielka Brytania W Wielkiej Brytanii odzewem na ogłoszenie przez ONZ Dekady EZR było przyjęcie przez rząd Strategii Zrównoważonych Szkół (The Sustainable Schools Strategy), w myśl której wszystkie szkoły do 2020 r. mają realizować zasady zrównoważonego rozwoju. Mimo, że przyjęta strategia nie ma charakteru ustawowego i w związku z tym jej realizacja jest dobrowolna, została ona podjęta w szerokim zakresie. Odpowiedzią na tę inicjatywę były również liczne badania dotyczące stanu, zakresu i charakteru EZR. Podjęto próbę określenia czynników warunkujących efektywność oraz określenia barier w realizacji EZR. Wyniki najważniejszych opracowań zostały zebrane przez Symonsa (2008) w raporcie opracowanym na zlecenie SEEd (Sustainability and Environmental Education) instytucji, której zadaniem jest koordynowanie rządowej Strategii Zrównoważonych Szkół. Raport zawiera rezultaty badań przeprowadzonych w Wielkiej Brytanii w latach przez ośrodki akademickie, organizacje pozarządowe oraz instytucje odpowiedzialne za sprawowanie nadzoru pedagogicznego. Badania dotyczyły określenia: jakie jest podejście do wdrażania EZR w szkole, charakterystyki dobrych praktyk w realizacji EZR, w jaki sposób można wspierać EZR podczas realizacji zajęć lekcyjnych oraz w funkcjonowaniu szkoły, jakie są bariery we wdrażaniu EZR, jakie są potrzeby w zakresie szkoleń doskonalących dla nauczycieli. Na podstawie analizy raportów z przeprowadzonych badań Symons (2008) zidentyfikował cztery główne charakterystyki szkół skutecznie realizujących edukację dla zrównoważonego rozwoju. 1. Całościowe podejście szkoły do wprowadzania zasad zrównoważonego rozwoju zarówno w polityce szkoły, jak i w programach nauczania W tym kontekście istotne są rezultaty badań przeprowadzonych przez ośrodek akademicki National College for School Leadership (NCSL), a także wnioski raportów ewaluacyjnych napisanych przez inspektorów z niezależnej instytucji sprawującej nadzór pedagogiczny nad szkołami w Anglii OFSTED (Office of Standards in Education) oraz konsultacje przeprowadzone na poziomie rządowym przez Departament ds. Edukacji i Umiejętności (Departament for Education and Skills). Wynika z nich, że szkoły najbardziej skuteczne w realizacji EZR to te, w których wprowadzanie zasad zrównoważonego rozwoju jest głównym punktem odniesienia dla ich polityki i funkcjonowania. Przekłada się to na wyrażoną misję i etos szkoły, zarządzanie placówką, prowadzenie programów edukacyjnych, zaangażowanie uczniów, nauczycieli oraz całego personelu, a także współpracę z osobami i instytucjami spoza szkoły. Zwrócono uwagę, że kiedy podejmowane są pojedyncze inicjatywy lub kiedy tematyka zrównoważonego rozwoju jest jedynie tematem lekcji, a brakuje całościowego podejścia, uczniowie nie mają okazji do wzmocnienia nabytej wiedzy i doświadczenia. Jackson (2007) w swoich badaniach wykazała, że o ile większość szkół zgadza się, że wdrażanie zasad zrównoważonego rozwoju do polityki i praktyki szkoły ma duże znaczenie, o tyle szkół, które faktycznie wdrażają te koncepcje, jest stosunkowo niewiele. 2. Angażowanie się w aktywności związane z prawdziwym życiem : współpraca ze społecznością lokalną a także działania wspierające społeczności i inicjatywy globalne Przykłady praktyk szkolnych analizowanych przez organizację ekologiczną WWF (World Wide Fund) pokazują, że współpraca z organizacjami i instytucjami spoza szkoły wzbogaca realizację programów edukacyjnych. Z raportów OFSTED podsumowujących rezultaty oceny pracy szkoły w odniesieniu do prowadzenia EZR w szkołach wynika, że najbardziej skutecznymi w realizacji EZR są szkoły, które współpracę z osobami i instytucjami spoza szkoły wykorzystują jako wzmocnienie prowadzonej edukacji. W szczególności wspólne działania uczniów i rodziców na rzecz społeczności lokalnych mają pozytywny wpływ na rozwijanie u uczniów poczucia odpowiedzialności i zaangażowania. Takie same konkluzje znalazły się we wnioskach z badań przeprowadzonych przez NCSL, gdzie stwierdzono, że szkoły, które z sukcesem realizują EZR, angażują się w wiele programów, wykraczających poza realizację minimum podstawy programowej. Osoby prowadzące w tych szkołach EZR, widzą swoją rolę w poszerzaniu działań edukacyjnych o doświadczenia spoza murów szkolnych. Jacson (2007) zwróciła uwagę na pozytywną rolę współpracy ze społecznością lokalną i biznesem. 3. Udział uczniów w podejmowaniu decyzji W swoich dwóch raportach (2003 r. i 2008 r.) OF- STED podkreśliło znaczenie powierzania młodzieży

57 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ odpowiedzialności za podejmowane w szkole działania na rzecz zrównoważonego rozwoju, takie jak np.: oszczędzanie energii, segregacja odpadów, działania poprawiające funkcjonowanie szkoły i jej otoczenia. Takie same konkluzje wynikają z raportu WWF. Uczniowie chętniej i skuteczniej biorą udział w działaniach na rzecz zrównoważonego rozwoju, jeśli sami o tym decydują. Jackson zauważyła, że udział uczniów w podejmowaniu decyzji kształtuje ich umiejętności współpracy i tworzenia wspólnej wizji, a także wpływa na kształtowanie postaw obywatelskich i zmienia w pozytywny sposób nastawienie uczniów do samego procesu uczenia się. 4. Szerokie pojmowanie koncepcji zrównoważonego rozwoju Z analizy badań nad skutecznością EZR przeprowadzonej przez Symonsa (2008) wynika, że w większości szkół koncepcja zrównoważonego rozwoju jest utożsamiana z tematyką środowiska przyrodniczego i jego ochroną. Badania przeprowadzone przez NCSL oraz OFSTED potwierdzają, że w szkołach skutecznie realizujących EZR koncepcja zrównoważonego rozwoju jest rozumiana jako wzajemne powiązanie trzech sfer: środowiskowej, gospodarczej i ekonomicznej. Takie podejście przekłada się na nauczanie o problematyce EZR na lekcjach różnych przedmiotów, wykorzystywanie wiedzy nabytej podczas lekcji, na praktyczne działania, umiejętności kojarzenia faktów i uzmysłowiania sobie konsekwencji, zarówno działań własnych, jak i innych, podejmowanych na różnym poziomie decyzyjnym. Z badań przeprowadzonych przez Symonsa (2008) wyłoniły się także bariery, jakie są napotykane w realizacji EZR. Brak czasu i pieniędzy to najczęściej wymieniane przeszkody. Nauczyciele podkreślali w szczególności brak czasu na planowanie zajęć oraz dokształcanie. Zwrócono również uwagę, na to, że w szkołach realizuje się bardzo wiele inicjatyw wykraczających poza minimum podstawy programowej i trudno jest podejmować wszystkie te inicjatywy. Zaznaczanie opcji braku pieniędzy przeważnie nie było komentowane, a sporadycznie pojawiały się wypowiedzi o braku pieniędzy na inwestowanie w zagospodarowanie terenu szkoły, np. na wykonanie oczka wodnego. Nauczyciele wskazują też na słaby priorytet EZR. Edukacja dla zrównoważonego rozwoju nie jest obowiązkowa i mimo stosunkowo wielu zachęt do jej podejmowania ze strony rządu i instytucji oświatowych, to brak obowiązku realizacji powoduje, że działania te schodzą na drugi plan albo są całkowicie pomijane. OFSTED przeprowadza kontrole dotyczące realizacji EZR w szkołach okazyjnie, a nie jako element stałego nadzoru pedagogicznego. W raportach inspektorzy OF- STED zwrócili uwagę, ze wiele szkół było zdziwionych charakterem kontroli, ponieważ nie wiedzieli, że EZR może być oceniana w ramach nadzoru pedagogicznego. W niektórych szkołach takie kontrole były przyjęte z zadowoleniem, ponieważ jak wypowiadali się dyrektorzy szkół nie spodziewano się, że ich wysiłki w realizację EZR zostaną docenione. Często komentowanym ograniczeniem był brak odpowiedniej wiedzy. W tym kontekście jako barierę wymieniano również czas potrzebny na szukanie odpowiednich źródeł informacji. Zwracano również uwagę, że tematyka ZR jest często kontrowersyjna i podejmowanie takich tematów jest dla nauczycieli niekomfortowe. Niektórzy nauczyciele uważali, że tematyka ZR jest zbyt trudna w pracy z młodzieżą. Angielscy nauczyciele zwracali też uwagę na brak odpowiednich szkoleń. Wprawdzie istnieje oferta szkoleń doskonalących, ale wiele poruszanych w nich tematów powtarza się, podczas gdy brakuje innych, bardziej specyficznych, np. na temat energii i wody. Nauczyciele wskazywali na to, że, wprawdzie oferta projektów i programów edukacyjnych odnosząca się do tematyki ZR jest bardzo duża, ale nakładające się inicjatywy edukacyjne wychodzące od organizacji pozarządowych powodują, że czasami trudno jest się rozeznać w ofercie konkurujących ze sobą organizacji. Funkcjonowanie budynków i stan otoczenia szkoły nie stanowi przykładu praktycznego wdrażania zasad ZR. Nauczyciele podkreślali, że to istotnie osłabia otrzymany przez uczniów na lekcjach przekaz odnośnie ZR. Podsumowanie Z analizy aktualnych międzynarodowych dokumentów obligujących do realizacji EZR oraz na podstawie rezultatów badań oceniających skuteczność, a także słabe strony prowadzonej w szkołach EZR, wyłania się następująca charakterystyka skutecznej edukacji dla zrównoważonego rozwoju w odniesieniu do edukacji szkolnej: 1. Przestrzeganie zasad zrównoważonego rozwoju jest uznane za misję lub istotną funkcję szkoły. 2. W działania na rzecz ZR są zaangażowani wszyscy członkowie szkolnej społeczności. 3. Problematyka ZR zarówno jest podejmowana na lekcjach przedmiotów, jak i przekłada się na praktyczne działania wdrażające ZR, które przejawiają się w usprawnieniu funkcjonowania szkoły, zagospodarowaniu otoczenia szkoły oraz współpracę z osobami i instytucjami spoza szkoły. 4. Zarządzanie szkołą, jej otoczeniem oraz funkcjonowanie zgodnie z zasadami ZR, dają uczniom możliwość angażowania się i zdobywania bezpośrednich doświadczeń. W ten sposób wzmacnia się wiedzę zdobytą podczas zajęć lekcyjnych.

58 Charakterystyka skutecznej EZR w szkole Anna Batorczak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Tematyka ZR ma charakter międzyprzedmiotowy i jest podejmowana z perspektywy różnych przedmiotów. 6. W EZR wykorzystuje się metody aktywizujące pracę uczniów, a szczególnie ważną metodą jest podejmowanie wspólnych działań (realizacja projektów edukacyjnych) z osobami i instytucjami spoza szkoły. Uczniowie wzbogacają swoją wiedzę i rozwijają myślenie krytyczne dzięki nabywaniu wiedzy i osobistych doświadczeń z prawdziwego życia. 7. Uczniowie mogą sami decydować o tym, co i w jaki sposób będzie realizowane. 8. Nauczyciele są odpowiednio przygotowani do prowadzenia EZR zarówno dzięki wiedzy i umiejętnościom zdobytym w trakcie kształcenia przygotowującego do wykonywania zawodu, jak i dzięki możliwości korzystania z bogatej i na bieżąco aktualizowanej oferty kursów doskonalących. 9. Przykłady dobrych praktyk są upowszechniane. 10. EZR jest wspierana działaniami rządu i władz edukacyjnych, a także zagwarantowane są fundusze na praktyczną realizację. 11. Wdrażanie EZR jest oceniane w badaniach ewaluacyjnych. Uzyskane wyniki są analizowane pod kątem osiągnięć i barier, a następnie wykorzystywane do uzyskania lepszych wyników. Ewaluacja jest przeprowadzana na poziomie placówki (samo- ewaluacja) jak i podejmowana przez władze oświatowe. Literatura Cichy D (2005). Uwarunkowania edukacji dla zrównoważonego rozwoju. W: Cichy D, red. Edukacja środowiskowa wzmocnieniem zrównoważonego rozwoju, Warszawa: Instytut Badań Edukacyjnych, WSP ZNP. Gajuś- Lankamer E, Wójcik AM (2010). Edukacja dla zrównoważonego rozwoju. Poradnik dla studentów i nauczycieli, Lublin: UMCS. Gajuś-Lankamer E, Wójcik AM (2010). Analiza ciągłości edukacji dla zrównoważonego rozwoju w aspekcie środowiskowym na różnych poziomach kształcenia ogólnego w Polsce. W: Borys T, red. Edukacja dla zrównoważonego rozwoju. Tom IV Edukacja dla ładu środowiskowego, Wrocław: Fundacja Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych; Heren B, red. (2004). One School at a Time. A Decade of Learning for Sustainability. WWF-UK. Hłuszyk H (2005). Projekty edukacji szkolnej sposobem wzmacniania zrównoważonego rozwoju. W: Cichy D, red. Edukacja środowiskowa wzmocnieniem zrównoważonego rozwoju. Warszawa: Instytut Badań Edukacyjnych, WSP ZNP. Jackson L (2007). Leading Sustainable Schools: what the research tell us. WWF-UK. Lenart W (2005). Edukacja środowiskowa wyzwaniem międzynarodowym. W: Tuszyńska L, red. Edukacja środowiskowa społeczności lokalnych w Polsce i w innych krajach Unii Europejskiej. Warszawa: Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego. OFSTED (2003). Taking the first step towards an education for sustainable development. Good practice in primary and secondary schools (HMI 1658). OFSTED, UK. OFSTED (2008). Schools and sustainability. A Climate for change? OFSTED, UK. Samonek-Miciuk E, Pedryc-Wrona M (2010). Edukacja dla trwałego i zrównoważonego rozwoju w procesie kształcenia profesjonalnych przyszłych nauczycieli przedmiotów przyrodniczych. W: Tuszyńska L, red. Edukacja środowiskowa w społeczeństwie wiedzy, Warszawa: Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Symons G (2008). Practice, Barriers and Enablers in ESD and EE: A Review of the Research, SEEd, Field Studies Council Head Office, UK. Tuszyńska L, red. (2010). Edukacja środowiskowa w społeczeństwie wiedzy. Warszawa: Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. The effectiveness of education for sustainable development in practice, formal education Anna Batorczak From the very beginning of the concept of sustainable development education is seen as a necessary condition to achieving it. Adopted at the highest international level obligations for implementation of ESD cover specific indications as to the objectives, tasks, methods and groups and areas of impact. Currently, the realization of EZR should be based on the guidelines set out by the UN Decade for ESD ( ) coordinated by UNESCO and UNECE Strategy for ESD. The school is particularly important place for the implementation of education. In this article an attempt was made to describe the characteristics of effective education for sustainable development in formal education on the basis of the guidelines contained in the latest documents and the results of research carried out in Poland and the UK. Key words: sustainable development education, England, Great Britain, Strategy for ESD, UNESCO

59 Czy bać się przyrody? Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Czy bać się przyrody? Urszula Poziomek Strzeszczenie: Od 1 września 2013 r. nauczyciele przedmiotów przyrodniczych w szkołach ponadgimnazjalnych (liceach ogólnokształcących i technikach) rozpoczną realizację nowego przedmiotu Przyrody. W artykule znajdziecie Państwo informacje o odbiorcach tego przedmiotu, kwalifikacjach nauczycieli do nauczania przyrody, liczbie godzin przeznaczonych na realizację tego przedmiotu oraz samej podstawie programowej i możliwych jej interpretacjach a także wskazówki metodyczne dotyczące realizacji zajęć i oceniania. Słowa kluczowe: szkoły ponadgimnazjalne, przyroda, podstawa programowa, doradztwo metodyczne otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: mgr Urszula Poziomek: specjalista ds. badań i analiz Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, nauczycielka dyplomowana biologii w LXXV LO im. Jana III Sobieskiego w Warszawie; współautorka podręczników szkolnych do nauki biologii na III i IV etapie edukacyjnym, współautorka raportu Eurydice Science Education in Europe, 2011 Tekst powstał w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego. 1 września 2013 r. nauczyciele przedmiotów przyrodniczych w szkołach ponadgimnazjalnych (liceach ogólnokształcących i technikach) rozpoczną realizację nowego przedmiotu przyrody. Budzi on w środowisku nauczycielskim wiele emocji. Powodów jest kilka: Podstawa programowa przyrody różni się od podstawy innych przedmiotów zawiera oprócz wyraźnie i jednoznacznie sformułowanego celu kształcenia przykłady tematów zajęć z tego przedmiotu i odpowiadające im przykładowe treści nauczania. Dopuszcza przy tym realizację własnego wątku, skonstruowanego przez nauczyciela, a także dostosowanie programu nauczania do odbiorców (modyfikację treści nauczania). Wobec powyższego obowiązek wiernej realizacji zapisów podstawy programowej dotyczy właściwie tylko celu kształcenia. Przyroda nie jest przedmiotem egzaminacyjnym na maturze, zatem wiadomości i umiejętności opisane treściami nauczania i celem kształcenia nie będą diagnozowane egzaminem zewnętrznym, co dla nauczyciela przyrodnika w szkole ponadgimnazjalnej jest sytuacją nową, nietypową. Brakuje ciekawych, innowacyjnych programów do realizacji tego przedmiotu te, które zostały opublikowane, nie w pełni uwzględniają specyfikę i innowacyjność tego przedmiotu. Brakuje narzędzi dydaktycznych do realizacji przedmiotu, np. konspektów zajęć, kart pracy, protokołów doświadczeń. Z drugiej strony przedmiot przyroda stwarza zupełnie nowe dotychczas nieobecne w polskiej szkole możliwości: nauczyciel rezygnując z pozycji mentora może stać się dla uczniów doradcą w pogłębianiu umiejętności racjonalnego rozumowania, a uczniowie z kolei mają szansę na holistyczne i wieloaspektowe podejście do problemów przyrodniczych. Czy zatem obawiać się przedmiotu przyroda? Nie, po prostu trzeba go poznać i dobrze przygotować się do jego realizacji. W artykule znajdziecie Państwo informacje o odbiorcach tego przedmiotu, kwalifikacjach nauczycieli do nauczania przyrody, strukturze podstawy programowej i możliwych jej interpretacjach, liczbie godzin przeznaczonych na realizację tego przedmiotu, a także wskazówki metodyczne dotyczące realizacji zajęć i oceniania. Dla kogo przyroda jest obowiązkowa? Przyroda jest przedmiotem niestandardowym klasyfikuje się jako przedmiot uzupełniający, a jednocześnie jest obowiązkowa dla określonej grupy uczniów. Warto wspomnieć, że oprócz przyrody w kategorii przedmiotów uzupełniających znalazły się: historia i społeczeństwo, ekonomia w praktyce i zajęcia artystyczne. Przyroda jest obowiązkowa dla tych uczniów szkół ponadgimnazjalnych, którzy nie wybiorą żadnego z przedmiotów przyrodniczych, czyli biologii, chemii, fizyki i geografii do realizacji w zakresie rozszerzonym. Warto zwrócić uwagę na fakt, że będą to uczniowie nie wiążący swojej przyszłości edukacyjnej oraz zawodowej z tymi dziedzinami wiedzy, a w pewnej części także niezainteresowani nimi. Kto będzie uczył przyrody w szkole ponadgimnazjalnej? Rozporządzenie MEN z 17 kwietnia 2012 r. wprowadza do Rozporządzenia z 12 marca 2012 r. nowy przepis 3a, którego ust. 2 stanowi: 2. Kwalifikacje do nauczania przyrody jako przedmiotu uzupełniającego w szkołach ponadgimnazjalnych posiada również osoba, która ma kwalifikacje do nauczania biologii,

60 Czy bać się przyrody? Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ geografii, fizyki lub chemii, określone w 2 ust. 1. Zajęcia z tego przedmiotu uzupełniającego mogą być również prowadzone przez zespół dwóch lub więcej osób posiadających kwalifikacje do nauczania biologii, fizyki, geografii lub chemii (MEN, 2012a). Po reformie z 1999 r., kiedy to do szkół podstawowych wprowadzono przedmiot o nazwie przyroda, narzucono obowiązek uzyskania dodatkowych kwalifikacji do jego nauczania. Nie ma takiego warunku przy realizacji przyrody w szkole ponadgimnazjalnej. Wynika to z podstawowej różnicy między tymi dwoma przedmiotami o tej samej nazwie: podstawa programowa przyrody dla liceum i technikum oraz cytowane wyżej rozporządzenie wskazują na możliwość realizacji zarówno wątków przedmiotowych, jak i tematycznych przez kilku nauczycieli specjalistów w poszczególnych przedmiotach przyrodniczych, natomiast przyrody w szkole podstawowej uczy tylko jeden nauczyciel. Co zawiera podstawa programowa przyrody? Podstawa programowa przyrody, podobnie jak podstawy innych przedmiotów ogólnych, zawiera: cele kształcenia (wymagania ogólne), treści nauczania (wymagania szczegółowe) zalecane warunki i sposób realizacji. Dodatkowymi jej elementami są wątki tematyczne i przykładowe tematy zajęć. Cele kształcenia Wymagania ogólne dla przyrody ograniczają się do jednego celu głównego. Jest nim rozumienie metody naukowej, polegającej na stawianiu hipotez i ich weryfikowaniu za pomocą obserwacji i eksperymentów. Został on dodatkowo wzmocniony zdaniem ze wstępu: Celem zajęć przyroda jest poszerzenie wiedzy uczniów z zakresu nauk przyrodniczych (MEN, 2009). Chodzi zatem o to, by uczniowie, nie ucząc się już biologii czy fizyki, nadal mieli kontakt z najnowszymi osiągnięciami nauk przyrodniczych, w tym pokrewnej medycyny czy technologii i inżynierii, oraz by rozwijali i pogłębiali umiejętność posługiwania się w życiu codziennym oraz w innych dziedzinach wiedzy metodą naukową. Warto zwrócić uwagę na słowo poszerzanie, którym posłużyli się autorzy podstawy w komentarzu nie chodzi tutaj o pogłębianie wiedzy, co jest domeną zakresu rozszerzonego, lecz o poszerzanie horyzontów myślowych uczniów (Spalik i wsp., 2009). Celem jest przekonanie ich, że metoda naukowa, której podstawą jest rozumowanie, jest przydatna i pomocna w codziennym życiu przy rozwiązywaniu różnych problemów oraz zajmowaniu stanowiska w sprawach społecznych czy zawodowych. Chodzi zatem też o to, by na zajęciach edukacyjnych z przyrody kształtować postawy obywatelskie uczniów. Treści nauczania Wymagania szczegółowe, czyli treści nauczania, są w przyrodzie potraktowane innowacyjnie odnoszą się one bowiem do wątków tematycznych i przedmiotowych i przykładowych tematów zajęć w obrębie tych wątków, które zapisane są w formie tabelarycznej i w części zatytułowanej Wątki tematyczne i tematy zajęć. W komentarzu do podstawy napisano przy tym, że realizację tego przedmiotu można dostosować do konkretnej grupy uczniów i wybranego przez nich profilu edukacyjnego oraz że kurs może zawierać albo wątki tematyczne, (...) albo wątki przedmiotowe. We wstępie natomiast znalazł się inny, ważny zapis dopuszcza się realizację wątku tematycznego zaproponowanego przez nauczyciela. Autorzy podstawy nie sprecyzowali przy tym, jakie powinny być proporcje między wątkami przedmiotowymi i tematycznymi we wstępie podano jedynie przykładowe rozwiązanie. Z analizy tych zapisów wynika, że nauczyciel realizujący przyrodę ma dużą swobodę w wyborze treści nauczania i to z pewnością stanowi o niekonwencjonalności tego przedmiotu. Wątki tematyczne i przedmiotowe W podstawie programowej przyrody pojawiły się nowe terminy wątki tematyczne i wątki przedmiotowe. W obrębie trzech obszarów wiedzy Nauka i świat, Nauka i Technologia oraz Nauka wokół nas zaproponowano przykładowe tematy zajęć, które są uporządkowane w wątki tematyczne (rzędy tabeli) lub wątki przedmiotowe (kolumny tabeli). W podstawie zaproponowano wprawdzie liczbę godzin dydaktycznych (1 2) do realizacji każdego z przykładowych tematów, ale nie jest to wymóg formalny, tak więc nauczyciel może dostosować liczbę godzin do form i metod, jakie zastosuje przy ich realizacji. Czy warto pisać program własny przyrody? Zapisy w podstawie programowej i komentarzu do niej wyraźnie sugerują, że nauczyciel może realizować własny program nauczania przyrody, w którym cele kształcenia będą zgodne z celami kształcenia zapisanymi w podstawie programowej. Natomiast treści nauczania mogą być zgodne z podstawą programową, ale mogą też zostać zmodyfikowane albo wymienione na zupełnie nowe w przypadku decyzji o realizacji nowego, autorskiego wątku. Ważne, by były one interdyscyplinarne, spójne z zainteresowaniami uczniów (profilem klasy), a także pasją czy zainteresowaniami samego nauczyciela. Istotne jest przy tym, by program poszerzał wiedzę z przedmiotów przyrodniczych, a nie ją pogłębiał. W szczególności nie powinno się mechanicznie przenosić do przedmiotu przyroda zagadnień z przedmiotów przy-

61 Czy bać się przyrody? Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ rodniczych realizowanych w wersji rozszerzonej (Spalik i wsp., 2009, 71). Warto zatem już dziś przed wejściem w życie podstawy programowej przyrody pokusić się o skonstruowanie własnego, dostosowanego do specyfiki uczniów programu nauczania przyrody indywidualnie lub we współpracy z innymi nauczycielami przedmiotów przyrodniczych. Realizacja wątków tematycznych przez różnych nauczycieli jest okazją do zorganizowania ścisłej współpracy nauczycieli przedmiotów przyrodniczych uczących w danej szkole (Spalik i wsp., 2009). Zgodnie z zapisami podstawy program powinien zawierać co najmniej cztery wątki (tematyczne lub przedmiotowe), przy czym mogą być to wątki z podstawy programowej lub też zaproponowane i szczegółowo opisane przez nauczyciela. Warto zwrócić tutaj uwagę na fakt, że nie jest zapisane w podstawie ani też w komentarzu, ile przedmiotów powinno tworzyć wątek tematyczny. Tabela sugeruje, że wszystkie cztery. Możliwe jednak, a nawet bardziej sensowne, wydaje się tworzenie wątków dwuprzedmiotowych. Nauczyciele praktycy doskonale wiedzą, że pewne obszary wiedzy biologicznej świetnie korelują z chemią, a inne z fizyką. Podobnie: geografia fizyczna z fizyką i chemią, a geografia społeczna z obszarami bliskimi biologii, choćby dotyczącymi zdrowia czy ewolucji człowieka. Warto też zwrócić uwagę na fakt, że pisząc własny program przyrody, nauczyciel może wreszcie uniknąć pośpiechu i jego powierzchownej realizacji z powodu ograniczeń czasowych. Może zatem skupić się razem ze swoimi uczniami na rozwijaniu umiejętności racjonalnego rozumowania, świadomego korzystania z materiałów źródłowych, ich analizy, wnioskowania, dyskutowania, prezentowania rezultatów pracy, komunikowania się w zespole i innych cennych w życiu świadomego obywatela kompetencji. Konstruując zatem własny program należy uwzględnić w nim takie metody i formy pracy, które kształtują te kompetencje. Jak uczyć przyrody? Na pewno niekonwencjonalnie i niestandardowo. Przyroda daje szanse uczenia inaczej, bez kontekstu egzaminu zewnętrznego, umożliwia też zmianę roli nauczyciela z mentora w doradcę. Nie będzie egzaminu zewnętrznego z przyrody, warto więc pokazać przedmioty przyrodnicze i wiedzę z nich wynikającą z innej strony jako przydatne w życiu codziennym, przykładowo w radzeniu sobie z przekłamaniami w mediach czy manipulacją w reklamie. Zaproponowane w podstawie treści nauczania zachęcają do rozwijania umiejętności dyskusji, formułowania problemów badawczych i stawiania hipotez, merytorycznego argumentowania stanowiska w sprawie, odróżniania opinii od faktów. Warto więc tak realizować lekcje, by rozwijać te umiejętności. Przykład treści: Uczeń: (...) przedstawia swoje stanowisko wobec GMO, klonowania reprodukcyjnego, (...) zapłodnienia in vitro, badań prenatalnych (...) i innych problemów etycznych związanych z postępem genetyki, biotechnologii i współczesnej medycyny (MEN, 2009a). Szczególnie przydatne wydają się zatem: metody badawcze np. eksperyment laboratoryjny lub naturalny; metody obserwacyjne np. obserwacja żywych okazów roślin czy zwierząt czy stosowanych na zajęciach środków dydaktycznych; metody słowne w szczególności warte polecenia są praca z tekstami popularnonaukowymi 1 i dyskusja (spontaniczna lub panelowa) (Cichy, 1991). Nie można zapomnieć też o polecanej w komentarzu do podstawy metodzie projektu. 1 Warte polecenia to Wiedza i Życie, Świat Nauki. Można też do tego celu wykorzystać artykuły naukowe publikowane w EBiŚ. Warto również spróbować metody badawczej, stosowanej w edukacji amerykańskiej i zachodnioeuropejskiej, czyli IBSE (Inquiry Based Science Education), która pozwala uczniom przejąć inicjatywę badawczą zarówno w obszarze formułowania problemów badawczych i hipotez, jak i znajdowania procedur uzyskania wyników i możliwości weryfikacji założeń 2. Założenia tej metody są zbieżne ze znaną i stosowaną od dawna w polskiej edukacji strategią problemową (Nęcka 1994). Z pewnością warto już dziś nawiązać kontakt z ośrodkami przyrodniczej edukacji pozaformalnej centrami nauki, muzeami, ogrodami botanicznymi i zoologicznymi czy gospodarstwami ekologicznymi. Lekcje przyrody, zblokowane i realizowane w terenie z pewnością będą miały większą wartość niż szkolne, realizowane z udziałem tablicy i kredy czy nawet komputera i projektora. Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE przygotowuje interaktywną bazę ośrodków przyrodniczej edukacji pozaformalnej, która będzie udostępniona w Internecie. Jak oceniać uczniów na lekcjach przyrody? Ocena z przedmiotu uzupełniającego ma ten sam status, co ocena z przedmiotów obowiązkowych, a zatem ocenianie postępów ucznia z tego przedmiotu powinno być zgodne z przepisami prawa oświatowego 3 i WSO szkoły. Należy przy tym pamiętać, że poziom wiadomości i umiejętności uzyskany przez uczniów na zajęciach z przyrody nie będzie diagnozowany egzami- 2 Informacje o tej metodzie w języku polskim można znaleźć pod adresami: t&view=article&id=52&itemid=46, 3 Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 30 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków i sposobu oceniania, klasyfikowania i promowania uczniów i słuchaczy oraz przeprowadzania sprawdzianów i egzaminów w szkołach publicznych (Dz. U. Nr 83 poz. 562 ze zm.).

62 Czy bać się przyrody? Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ nem zewnętrznym. Ten fakt powinien zachęcać nauczycieli uczących tego przedmiotu do stosowania elementów oceniania kształtującego 4 (formative assessment) i rezygnacji ze sprawdzianów diagnostycznych. Kryteria oceniania powinny być ustalone na podstawie wymagań edukacyjnych zapisanych w programie nauczania, a podstawą oceny powinny być przykładowo: aktywny udział w zajęciach (np. merytoryczny udział w dyskusji), podejmowane działania i rezultaty pracy w zespole zadaniowym lub projektowym, czy też pracy indywidualnej (np. przygotowanie prezentacji i wystąpienia na określony temat). Godziny przeznaczone na realizację przyrody ramowe plany nauczania Rozporządzenie MEN w sprawie ramowych planów nauczania w szkołach publicznych z 7 lutego 2012 r. ściśle określa minimalne wymiary godzin do realizacji przedmiotów, lecz także otwiera nowe możliwości organizacji procesu dydaktycznego w szkołach. Minimalny wymiar godzin przeznaczonych na realizację jednego z dwóch przedmiotów uzupełniających przyrody oraz historii i społeczeństwa to 120 godzin. Pozostałe dwa, czyli zajęcia artystyczne lub ekonomia w praktyce, realizowane będą przez 30 godzin każde. Rozporządzenie pozwala również dyrektorom liceów i techników na realizację przedmiotów uzupełniających w oddziale (wszyscy uczniowie przypisani do jednej klasy), grupie oddziałowej (część uczniów przypisanych do jednej klasy) lub grupie międzyoddziałowej (uczniowie z różnych klas), a za zgodą organu prowadzącego także w grupie międzyszkolnej (MEN, 2012b). Z pewnością warto godziny przeznaczone na przyrodę blokować w planie (po dwie, a nawet po cztery), bo 4 Dodatkowe informacje na temat tego sposobu oceniania można uzyskać m.in. pod adresem daje to większe szanse na przeprowadzanie zajęć w terenie, wykonanie doświadczenia czy pracy z użyciem strategii problemowej czy anglosaskiego IBSE. Mając minimum 30, a maksimum 120 godzin do dyspozycji (120 godzin przedmiotu w cyklu nauczania, co najmniej 4 zainteresowanych nauczaniem nauczycieli), nauczyciel biologii, chemii, geografii czy fizyki może sam lub w zespole w sposób twórczy je zagospodarować, z pożytkiem dla własnego rozwoju zawodowego i rozwoju umiejętności rozumowania naukowego odbiorców swoich zajęć. O tym, kto z nauczycieli będzie realizował ten przedmiot w szkole, zadecyduje dyrektor szkoły, miejmy nadzieję, że po konsultacjach z zespołem przedmiotów przyrodniczych lub też całą radą pedagogiczną. W kwietniu br. dyrektorzy szkół przygotowywać będą tzw. ramówki na rok szkolny 2013/2014. Warto interesować się przydziałem godzin przyrody, nie tylko we własnym interesie nauczyciela, lecz także w interesie uczniów, bo tylko interdyscyplinarne nauczanie przyrody pozwoli zrealizować cele kształcenia i intencje twórców podstawy programowej tego przedmiotu. Literatura Cichy D, red. (1991). Dydaktyka biologii w szkole podstawowej, Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne. MEN (2009). Podstawa programowa przedmiotu przyroda. W: Podstawa programowa z komentarzami, t. 5: Edukacja przyrodnicza w szkole podstawowej, gimnazjum i liceum: przyroda, geografia, biologia, chemia, fizyka. Warszawa: MEN; MEN (2012a). Rozporza dzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 17 kwietnia 2012 r. zmieniaja ce rozporza dzenie w sprawie szczegółowych kwalifikacji wymaganych od nauczycieli oraz określenia szkół i wypadków, w których można zatrudnić nauczycieli niemaja cych wyższego wykształcenia lub ukończonego zakładu kształcenia nauczycieli (Dz. U. poz. 426). MEN (2012b). Rozporza dzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 7 lutego 2012 r. w sprawie ramowych planów nauczania w szkołach publicznych (Dz. U. poz. 204). Nęcka E (1994). Twórcze rozwia zywanie problemów, Kraków: Oficyna Wydawnicza Impuls. Spalik K, Jagiełło M, Skirmuntt G, Kofta W (2009). Komentarz do podstawy programowej przedmiotu przyroda w liceum. W: Podstawa programowa z komentarzami, t. 5 Edukacja przyrodnicza w szkole podstawowej, gimnazjum i liceum: przyroda, geografia, biologia, chemia, fizyka. Warszawa: MEN; Should we be afraid of Science? Urszula Poziomek Since the September 1 st 2013 science teachers in secondary schools: liceum (comprehensive high school), and technikum (senior vocational high school) will introduce a new subject the Science. This subject raises a lot of emotions in the pedagogical environment for several reasons: - Science Core Curriculum differs in its structure from the curricula of other subjects, - There is an obligation to implement only the curriculum learning outcomes not its content, - Science cannot be taken at the final external examination (matriculation), - There is a lack of interesting, innovative programs to teach this subject, - There is a continuous shortage of teaching tools for the implementation of Science subject. So should we be afraid of Science? No, we just have to understand it and make friends with it. In this paper you will find information about the recipients of this course, teachers qualified to teach Science, the number of hours devoted to teaching the subject as well as about the Science Core Curriculum and its possible interpretations and methodological guidance on its implementation and evaluation activities. Key words: secondary school, Nature, Science, Core curriculum, methodological guidance

63 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz Streszczenie: Założenia komunikacji społecznej i mediacji są tłem dla propozycji dydaktycznej rozwiązywania problemów środowiskowych podczas lekcji z przedmiotu przyroda na IV etapie edukacyjnym. Artykuł prezentuje podstawy analizy SWOT, przydatne nie tylko w praktyce szkolnej, lecz także w rzeczywistej mediacji złożonych konfliktów środowiskowych. Słowa kluczowe: konflikty środowiskowe, komunikacja społeczna, mediacja, lekcja, szkoła średnia, IV etap edukacyjny, analiza SWOT otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: dr hab. Katarzyna Potyrała: prof. UP, kierownik Zakładu Edukacji, Komunikacji i Mediacji Przyrodniczej Instytutu Biologii, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie mgr Katarzyna Nycz: absolwentka Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie Czy nasza gmina powinna zbudować oczyszczalnię ścieków? Czy zgadzamy się, by nieopodal przebiegała autostrada? Czy w Polsce powinny powstać elektrownie jądrowe? Spory, w których przynajmniej dla jednej ze stron główną wartością jest środowisko, to obecnie codzienność. Uczniowie szkół średnich powinni więc nauczyć się, jak na chłodno analizować propozycje, które mają wpływ na środowisko naturalne. Poniżej przedstawiamy konspekt lekcji z przedmiotu przyroda, przygotowanej dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych, w ramach której mają oni za zadanie przeprowadzić analizę SWOT, rozważając, czy w ich gminie powinno powstać nowoczesne składowisko odpadów. Dla wygody korzystania z tego materiału na początku przedstawiamy konspekt lekcji oraz jej tok z komentarzami, a dopiero na końcu informacje na temat idei analizy SWOT do przedstawienia podczas lekcji oraz ogólne wiadomości dotyczące komunikacji i mediacji, stanowiące potrzebne podłoże teoretyczne dla nauczycieli prowadzących zajęcia. Konspekt lekcji Temat: Konflikt ekologiczny jako częste zjawisko XXI wieku Podstawa programowa: nauka i technologia, ochrona przyrody i środowiska Zakres treści: analiza SWOT, przyczyny konfliktów ekologicznych Cele lekcji w zakresie: 1. wiadomości uczeń poznaje: potencjalne przyczyny mogące doprowadzić do zaistnienia ekologicznych sytuacji spornych, pojęcie oraz sposoby zastosowania analizy SWOT, kategorie czynników sprawczych, na których oparta jest omawiana analiza; 2. umiejętności: identyfikowanie konfliktów ekologicznych, ocena wartości przyrodniczych na podstawie analizy, stosowanie komunikacji oraz procesu negocjacyjnego w rozwiązywaniu problemów środowiskowych, wykorzystywanie przeprowadzonej analizy w sytuacjach konfliktowych, ocena możliwości rozwoju danej inwestycji lub wprowadzanie obszaru chronionego dzięki przeprowadzonej technice analitycznej; 3. postawy: kształtowanie aktywnej postawy uczniów podczas rozwiązywania problemów, uświadomienie znaczenia procesu komunikacyjnego w różnych sytuacjach życiowych. Metody nauczania: dyskusja Techniki nauczania: mapa mentalna, burza mózgów Strategie nauczania: P, O Typ lekcji: poświęcona opracowaniu nowego materiału Środki dydaktyczne: arkusze papieru, tabele ułatwiające przeprowadzenie analizy SWOT instrukcja przedstawiająca elementy jakie ma zawierać przygotowany przez uczniów projekt. Formy organizacji pracy na lekcji: praca grupowa równym frontem Literatura pomocnicza: Kalinowska A (2008). Artykuł 13. W poszukiwaniu społecznego wsparcia w zarza dzaniu Konwencja o różnorodności biologicznej. Polska praktyka na tle doświadczeń światowych. Warszawa: Agencja Wydawnicza A. Grzegorczyka. Romanowska M, Gierszewska G (2009). Analiza strategiczna przedsiębiorstwa. Warszawa: Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne. Tylińska R (2005). Analiza SWOT instrumentem w planowaniu rozwoju. Warszawa: Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne.

64 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Tok lekcji 1. Faza wstępna 1.1. Sprawy organizacyjno-porządkowe Nauczyciel sprawdza obecność, zapisuje w dzienniku stan klasy i temat lekcji Wprowadzenie do problematyki Nauczyciel poprzez zastosowanie burzy mózgów wspólnie z uczniami zastanawia się nad potencjalnymi przyczynami mogącymi doprowadzić do zaistnienia sytuacji spornych, których podłożem są prośrodowiskowe inwestycje, postrzegane przez część społeczeństwa jako zagrożenie. Spostrzeżenia i pomysły całej klasy zapisywane są na tablicy w formie schematu. Komentarz: Specyficznym wyrazem stanu i przemian świadomości ekologicznej są konflikty środowiskowe. Sytuacja konfliktowa wytwarza się i funkcjonuje między ludźmi wskutek ich przeszłych, obecnych i przyszłych (planowanych) działań w środowisku. Jest bezpośrednią, autentyczną interakcją, w której poczynania każdej z zainteresowanych stron dążą do utrudnienia konkurencji realizacji celów dotyczących korzystania z zasobów środowiskowych. Temat zaproponowanych zajęć skupia się więc wokół sytuacji spornych z uwzględnieniem ich przyczyn w których głównym przedmiotem jest stan środowiska. Istotne jest przekazanie wiadomości na temat analizy SWOT, jej wykorzystania i znaczenia w zapobieganiu, łagodzeniu lub rozwiązywaniu konfliktów społecznych. 2. Faza główna Przykładowy schemat stworzony w trakcie burzy mózgów (opracowanie własne) 1. Prowadzący wprowadza pojęcie analizy SWOT. Nauczyciel tłumaczy uczniom, na czym polega ta technika posługując się przygotowanymi przez siebie tabelami. Komentarz: Występowanie sytuacji spornej jest kwestią naturalną. Wszędzie tam, gdzie spotykają się ludzie, dochodzi do zderzenia skrajnie różnych wartości oraz odmiennych interesów, pojawienia się konfliktów i sporów. Wszystkie te elementy są ze sobą powiązane. Podobnie sytuacja wygląda w przypadku konfliktów natury ekologicznej będących konfliktami wielostronnymi. Niezmiernie ważną rzeczą w zapobieganiu i rozwiązywania sporów jest komunikacja międzyludzka. Wzajemna rozmowa pozwala na zaprezentowanie swojego punktu widzenia stronie przeciwnej, a także na próbę zrozumienia przeciwnika przez chęć jego wysłuchania. Głównym celem takiego dialogu powinno być dążenie do wypracowania wzajemnego kompromisu, a więc wkroczenie w sferę negocjowania. Często jednak przez zbyt emocjonalne podejście znalezienie wspólnego rozwiązania nie jest rzeczą łatwą i wymaga udziału trzeciej, postronnej osoby. Podejmując próbę komunikacji ważne jest, aby każda ze stron przygotowana była w kwestii dotyczącej sporu poprzez zgromadzenie informacji i argumentów, zastanowienie się nad pozytywnymi i negatywnymi skutkami wprowadzenia np. jakiejś inwestycji lub obszaru chronionego, potencjalnego wpływu na społeczności lokalne oraz reakcji z ich strony. POZYTYWNE (w osiąganiu celów) NEGATYWNE (w osiąganiu celów) WEWNĘTRZNE (cechy otoczenia) STRENGTHS (mocne strony) WEAKNESSES (słabe strony) ZEWNĘTRZNE (cechy jednostki) OPPORTUNITIES (szanse) THREATS (zagrożenia) mocne strony słabe strony szanse zagrożenia wszystko to, co stanowi dla analizowanego obiektu: wszystko to, co stwarza dla analizowanego obiektu: atut, przewagę, zaletę słabość, barierę, wadę szansę korzystnej zmiany niebezpieczeństwo zmiany niekorzystnej wszystko to, co posiada gmina, jej aktywność oraz to, co umożliwia jej osiągnięcie celu wszystko to, czego nie posiada gmina, dlaczego nie jest aktywna lub to, co stoi jej na drodze do osiągnięcia celu wszelkie sprzyjające sytuacje, które można wykorzystać w celu osiągnięcia dobrych wyników działalności zmiany zewnętrznych czynników, które mogą mieć ujemny wpływ na działalność

65 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Przykładowe opracowanie z uczniami analizy SWOT dotyczącej gminy (opracowanie własne) MOCNE STRONY - atrakcyjne walory turystyczno-krajobrazowe - obecność stanowisk unikalnych gatunków chronionych roślin, zwierząt i grzybów - duży udział obszarów chronionych, np. park krajobrazowy Beskidu Małego, rezerwat Madohora - rozwiązany problem segregacji odpadów - zmniejszenie zanieczyszczenia wód powierzchniowych i gleby na skutek wrzucania śmieci - poparcie społeczne dla selektywnej zbiórki odpadów - składowanie odpadów w jednym miejscu - brak szkodliwych dla środowiska przypadkowych składowisk odpadów niebezpiecznych - brak terenu do składania odpadów niebezpiecznych bądź trudnych do zagospodarowania - możliwość zwolnienia z podatku - pozytywny wpływ na zdrowie i jakoś życia mieszkańców SZANSE - możliwość stworzenia wizerunku gminy jako miejsca czystego ekologicznie - ograniczenie lokalnych źródeł zanieczyszczeń gleb i wód - wzrost świadomości ekologicznej w mieście - zwiększenie powierzchni terenów leśnych - prowadzenie akcji propagującej budowę składowiska odpadów - właściwa pielęgnacja terenów zalesionych - stosowanie nowoczesnych technologii segregacji odpadów 2. Nauczyciel informuje uczniów o ćwiczeniu, jakie będą wykonywać. Tłumaczy, że ich zadaniem będzie ocena za pomocą techniki analizy SWOT możliwości stworzenia nowoczesnego składowiska śmieci. Inwestycja ta miałaby powstać na otwartym terenie znajdującym się w okolicy miejscowości Rzyki Praciaki (jedna z miejscowości gminy zamieszkałej przez uczniów) i będącym w bliskim sąsiedztwie z granicą Rezerwatu Madohora. Prowadzący komunikuje uczniom, że sytuacja ta nie odnosi się do rzeczywistości i jest przez niego wymyślona. W celu wykonania ćwiczenia nauczyciel prosi uczniów, aby podzielili się na cztery grupy. Zadaniem każdej z nich jest dokładne opracowanie czterech kategorii czynników sprawczych dotyczących gminy i odnoszących się do przedstawionej przez prowadzącego inwestycji. Praca odbywać się będzie równym frontem. Fakt, że wszyscy uczniowie mają do wykonania to samo ćwiczenie, nie stanowi problemu, ponieważ każda grupa z pewnością zaprezentuje czynniki, których nie przytoczą inne zespoły. W ten sposób całość (informacje zebrane ze wszystkich grup) stworzy precyzyjnie przeanalizowaną sytuację pomysłu wprowadzenia nowoczesnego składowiska odpadów. 3. Praca w grupach (15 min.). 4. Prezentacja grup. SŁABE STRONY - brak środków finansowych - zaśmiecone środowisko - degradacja cennych walorów przyrodniczych - obecność dzikich wysypisk śmieci - niewystarczający poziom świadomości ekologicznej społeczeństwa - brak racjonalnego wykorzystania odpadów - koncentracja zanieczyszczeń na obrzeżach miasta oraz wzdłuż gminnych dróg - przewaga gleb o średniej jakości i dużej podatności na degradację ZAGROŻENIA - duża emisja zanieczyszczeń powietrza - zbyt wolny rozwój systemu gospodarki odpadami - utrata powszechnego dostępu do zasobów środowiska - zbyt małe nakłady na ochronę środowiska i przyrody - brak szczelnych zbiorników na odpady - zakwaszanie gleby 5. Uczniowie uzupełniają czynniki przedstawione przez inne grupy, które nie znalazły się w ich pracy. 6. Po wykonaniu ćwiczenia zadaniem nauczyciela jest wywołanie dyskusji, w którą zaangażowani będą wszyscy uczniowie. Jej celem są rozważania na temat tego, jak zareagowałaby społeczność i jakie działania oraz decyzje należałoby podjąć, a jakie z pewnością zostaną podjęte przez władze lokalne, gdyby pomysł wprowadzenie nowoczesnego składowiska okazał się rzeczywistością. 7. Uczniowie tworzą notatkę obejmującą ostateczną wersję analizy SWOT oraz wyliczenie ww. decyzji władz lokalnych.

66 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Faza podsumowująca 1. Prowadzący pyta uczniów, czy słyszeli w radiu, telewizji lub też czytali w Internecie bądź czasopismach o jakiejś sytuacji konfliktowej mającej związek ze środowiskiem naturalnym. 2. Nauczyciel z przygotowanych przez siebie informacji (np. dolina-rospudy-czy-istnieje-zloty-srodek.html) tłumaczy uczniom, na czym polegał nagłaśniany przez media konflikt związany z terenem doliny Rospudy. 3. Prowadzący tłumaczy uczniom, na czym będzie polegało ich zadanie domowe. W tym celu nauczyciel prosi uczniów, aby dobrali się parami, następnie podchodzi do każdej dwójki, prosząc o wylosowanie jednej karteczki. Na karteczkach znajdują się m.in. takie określenia jak: spalarnia odpadów, elektrownia atomowa, elektrownia wodna, elektrownia wiatrowa, port lotniczy, zakład przemysłowy (uczeń decyduje o rodzaju przemysłu np. chemiczny, spożywczy itd), kompleks wypoczynkowo-rekreacyjny, budowa obwodnicy, powiększenie istniejącego obszaru chronionego. W przypadku większej liczby grup niż liczba wyżej wymienionych przedsięwzięć nauczyciel może wymyślić nowe pomysły lub pozwolić na to, aby przykłady się powtarzały. Zadaniem każdej grupy jest dokładne zastanowienie się nad lokalizacją przydzielonej jej inwestycji. Ważne jest, aby uczniowie pomyśleli o tym, czy na wybranym obszarze są odpowiednie warunki. Przykładowo, stworzenie takiej inwestycji jak elektrownia wodna jest niemożliwe na terenie, który nie jest odpowiednio zasobny w wody powierzchniowe. Uczniowie powinni wziąć pod uwagę zamieszkaną przez nich gminę. W przypadku gdy dana gmina nie posiada odpowiednich warunków, grupy mogą wykroczyć poza jej granicę, jednak niezbędne jest, aby uzasadnili swoją decyzję konkretnymi argumentami. 4. Nauczyciel rozdaje uczniom instrukcje na temat elementów, jakie powinien zawierać przygotowany przez nich projekt (Instrukcja wykonania zadania załącznik I). 5. Nauczyciel informuje klasę, że prace będą ocenianie i na ich wykonanie mają dwa tygodnie. Uczniowie mogą również wykorzystać różne zdjęcia lub zaprojektować i przedstawić wygląd inwestycji (nie jest to jednak wymagane). Instrukcja wykonania zadania załącznik I W przygotowanym projekcie powinny znajdować się następujące elementy: mapa ilustrująca położenie geograficzne rejonu, w którym ma powstać zaplanowana inwestycja, z zaznaczeniem jej lokalizacji na planie; w przypadku wybrania innej niż własna gminy argumenty uzasadniające wybór uczniów; krótka charakterystyka gminy zawierająca przykładowo opis: - położenia fizyczno-geograficznego, - budowy geologicznej, - unikatowych gatunków fauny i flory, - wód powierzchniowych i gruntowych, - klimatu, - rodzaju gleby; analiza SWOT (na wzór przeprowadzanej podczas lekcji); krótki esej (nie więcej niż 1,5 strony) zawierający rozważania na temat: - uciążliwości związanych z funkcjonowania powstałej inwestycji lub wdrażania terenów chronionych, - wpływu inwestycji lub wdrażania terenów chronionych, na środowisko (np. atmosferę, wody gruntowe lub powierzchniowe, przyrodę, tereny leśne w zależności od rodzaju inwestycji), - szkodliwe związki lub substancje chemiczne, jakie mogą dostać się do atmosfery, wód gruntowych, gleby jeśli istnieje taka możliwość. Dodatkowe informacje dla nauczycieli Analiza SWOT informacje Analiza SWOT jest techniką analityczną polegającą na uporządkowaniu posiadanych informacji o danej sprawie na cztery grupy, zwane kategoriami czynników strategicznych, do których należą: - S (strengths) mocne strony: wszystko to, co stanowi atut, przewagę, zaletę analizowanego obiektu; - W (weaknesses) słabe strony: wszystko to, co stanowi słabość, barierę, wadę analizowanego obiektu; - O (opportunities) szanse: wszystko to, co stwarza dla analizowanego obiektu szansę korzystnej zmiany, - T (threats) zagrożenia: wszystko to, co stwarza dla analizowanego obiektu niebezpieczeństwo zmiany niekorzystnej. SWOT to bardzo rozpowszechniony obecnie schemat analizy. Najczęściej stosowany jest w uproszczonej formie, tzn. przybiera postać czterech list czynników (zwykle przedstawianych w formie tabelarycznej). Pełna użyteczność techniki SWOT ujawnia się dopiero wtedy, gdy cztery pozornie niezależne grupy czynników zostaną poddane analizie wzajemnych powiązań. W praktyce ćwiczenie to sprowadza się do odpowiedzi na serię pytań: Czy dana mocna strona pozwoli nam wykorzystać daną szansę? Czy dana mocna strona pozwoli nam zniwelować dane zagrożenie? Czy dana słaba strona ogranicza możliwość wykorzystania danej szansy?

67 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Czy dana słaba strona potęguje ryzyko związane z danym zagrożeniem? Technika ta wykorzystywana jest do strategicznego planowania danego projektu lub rozwiązania biznesowego. Jednak poprzez stworzenie takiej analizy i głębsze zastanowienie się można zauważyć, że zawiera ona konkretne argumenty w postaci pozytywnych i negatywnych, stron w danej kwestii. Najbardziej znanym procesem komunikacyjnym bazującym na posługiwaniu się i rzucaniu w przeciwną stronę mocnymi argumentami jest negocjowanie, w którym mocne strony jednego indywiduum są słabymi dla drugiego i odwrotnie. Przeprowadzenie takiej analizy może posłużyć nie tylko planowaniu, ale pozwoli każdej ze stron poznać przeciwnika zastanowić się nad sytuacją i dostrzec alternatywne rozwiązanie. Edukacja środowiskowa a komunikacja i mediacja Ze względu na dużą skalę zagrożeń ekologicznych istnieje potrzeba uświadomienia całemu społeczeństwu, że harmonijna współpraca człowieka z naturą i czyste środowisko to zachowanie zdrowia przez ludzi. Dbając o otoczenie, człowiek dba również o siebie, zarówno w sposób bezpośredni jak i pośredni ucząc młode pokolenie szacunku do natury. Świat przyrody jest więc podstawą życia jednostki i całego społeczeństwa. Aby edukacja ekologiczna przynosiła pożądane rezultaty, wszyscy powinni zadbać o właściwą postawę wobec przyrody. Wiedzę młodemu pokoleniu przekazują najczęściej członkowie rodziny, nauczyciele, wychowawcy. Możliwa jest też sytuacja odwrotna. To młodzież może kształtować postawy rodziców poprzez wdrażanie w domu wiedzy nabytej w szkole lub zdobytej samodzielnie na skutek zainteresowania tematyką ekologii i ochrony środowiska. Pozyskiwanie wiedzy oraz jej krążenie w społeczeństwie poprzez dzielenie się zdobytymi informacjami zapewnia wzrost świadomości. Niezmiernie ważne jest to, że kształtowanie postaw danej jednostki ma ogromny wpływ nie tylko na nią, ale przede wszystkim na całą zbiorowość ludzi poprzez dbanie o środowisko, w którym się znajdujemy (schemat 1). Edukacja środowiskowa może przybierać różnorakie formy (schemat 2) w zależności od placówki prowadzącej działania. Na inne zadania kładzie nacisk szkoła, a jeszcze inne leżą w gestii lokalnych samorządów terytorialnych. Schemat 1. Model edukacji środowiskowej (opracowanie własne) Schemat 2. Działania poszerzające świadomość ekologiczną (opracowanie własne)

68 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Proces uświadamiania społeczeństwa o istnieniu problemów ekologicznych odbywa się najczęściej na płaszczyźnie lokalnej. Coraz częściej pojawiają się jednak działania mające na celu dotarcie do znacznie większej grupy odbiorców. Istotną rolę w promowaniu różnego typu akcji pro-środowiskowych odgrywają media publiczne (schemat 3). Na podstawie licznych i zróżnicowanych wyjaśnień pojęcia komunikowanie, Dobek-Ostrowska (2004, 13) stworzyła uniwersalną definicję: Komunikowanie jest procesem porozumiewania się jednostek, grup lub instytucji. Jego celem jest wymiana myśli, dzielenie się wiedzą, informacjami i ideami. Proces ten odbywa się na różnych poziomach, przy użyciu zróżnicowanych środków i wywołuje określone skutki. Głodowska (1994) jako negatywne działania stosowane przez uczestników procesu komunikacyjnego wymienia: polaryzację, to znaczy tendencję do wyrażania skrajnych opinii, etykietowanie, a więc spostrzeganie problemów przez ich nazywanie, mieszanie faktów i wniosków, traktowanie wniosków na równi z rzeczywistymi faktami, przesadną pewność siebie w rozwiązywaniu różnych problemów, statyczną ocenę, czyli brak umiejętności zmiany swojej opinii, przypisywanie ludziom i zdarzeniom tych samych cech. Ze względu na cel, jaki chcą osiągnąć osoby porozumiewające się, procesy komunikowania dzielą się na dwa typy: komunikowanie informacyjne oraz perswazyjne (schemat 4). W pierwszym przypadku, informacja jest przekazywana w taki sposób, aby odbiorca był w stanie ją zrozumieć. Dodatkowo w celu jej utrwalenia dyskutuje się na jej temat i powtarza. W tego rodzaju procesie wykorzystuje się pewne metody. Są one odpowiednio wybierane przez nadawców i ściśle związane z właściwościami demonstrowanej wiadomości. Do podstawowych metod informacyjnych należą: narracja, opis, demonstracja, definiowanie. Schemat 3. Rola mediów i ich wpływ na społeczeństwo (opracowanie własne) Schemat 4. Typy komunikowania (Dobek-Ostrowska, 2004)

69 Mediacja problemów środowiskowych propozycje rozwiązań dydaktycznych Katarzyna Potyrała, Katarzyna Nycz EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Komunikowanie perswazyjne różni się od informacyjnego tym, że dąży do tego, aby nadawca działał na odbiorcę zmieniając jego postępowanie czy nawet postawy. Zmiana zachowań odbiorcy na takie, które preferuje nadawca, odbywa się dobrowolnie, bez przymusu. Proces ten nazwany jest również procesem interaktywnego uzależnienia, w którym odbiorca może zgodzić się i być podatny na wpływ nadawcy pod warunkiem, że ten spełni i urzeczywistni jego żądania. Mediacja jako pewnego rodzaju fenomen społeczny i specyficzna forma działalności człowieka jest terminem trudnym do zdefiniowania. Liczne formuły w literaturze przedmiotu potwierdzają tę opinię. Trudność w objaśnieniu tego słowa powoduje używanie synonimów, takich jak: koncyliacja, rozjemstwo, postępowanie pojednawcze, ugodowe. W wąskim rozumieniu tego wyrazu najważniejszą cechą mediacji jest jej dobrowolny i pozasądowy charakter. W szerszym rozumieniu występującym częściej mediacja dotyczy niejednorodnych postępowań, których celem jest pojednawcze rozwiązanie sporu przy pomocy osoby trzeciej (Gmurzyńska, 2009). Głównym celem mediacji jest więc pojednanie, zawarcie umowy, która będzie zadowalać obie strony. W trakcie prowadzenia postępowania pojednawczego skonfliktowane strony mogą poznać swój punkt widzenia na dany problem. Z kolei mediator powinien uzmysłowić zainteresowanym, że każda strona może się czuć zwycięzcą i nie ma zwycięstwa jednej strony nad drugą. Takie rozwiązanie powoduje tzw. efekt kreowania wartości, a dotychczasowy konflikt może się przerodzić w poprawne relacje interpersonalne. Byłby to zatem optymalny sposób osiągnięcia porozumienia. Jeśli mimo to nie zostanie ono zrealizowane, należy szukać innych rozwiązań. Postępowanie ugodowe służy najczęściej rozwiązywaniu konfliktów i sporów, ale może także im zapobiegać. W tej formie komunikowania ważne są funkcje mediacji. Przede wszystkim istotna jest sytuacja dialogowa. Jeśli obie strony posługują się monologiem, są wtedy skoncentrowane na sobie i nie dostrzegają strony przeciwnej Natomiast w sytuacji dialogu powstaje nowa perspektywa spostrzegania danej sprawy spornej. Ludzie uczą się trudnej sztuki wzajemnego zrozumienia, sprawności rzeczowego wyjaśniania. Zarówno dla uczestników tego procesu, jak i dla samego mediatora ważna staje się umiejętność aktywnego słuchania. Mediacja przyczynia się do zmiany postawy ludzi biorących w niej udział oraz pozytywnych relacji w przyszłości z innymi. Czyni człowieka odpowiedzialnym za własne zachowanie, podkreśla rolę dialogu. Rozwiązywanie problemów środowiskowych powinno odbywać się zgodnie z podstawowymi założeniami komunikacji i mediacji. Wprowadzeniem do tego typu zagadnień mogą być na przykład lekcje przyrody na poziomie ponadgimnazjalnym rozumiane jako jednostki dydaktyczne o charakterze interdyscyplinarnym, mogące szczególnie zainteresować humanistów przyszłych pedagogów, socjologów, dziennikarzy i animatorów kultury przyrodniczej. Literatura Dobek-Ostrowska B (2004). Podstawy komunikowania społecznego. Wrocław: Wydawnictwo Astrum. Głodowski W (1994). Komunikowanie interpersonalne, Warszawa: Hansa Communication. Gmurzyńska E (2009). Rodzaje mediacji. W: Mazowiecka L (red.). Mediacja. Warszawa: Wolters Kluwer. Mediation of environmental problems proposals of didactic solutions The assumptions of social communication and science mediation are the background of the didactic proposal of environmental problems solutions during science lesson at the secondary school level. The article presents the basis for SWOT analysis which can be useful not only for school practice but also in real mediation of complex environmental conflicts. Key words: environmental conflicts, social communication, mediation, lesson, secondary school, SWOT analysis

70 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek Strzeszczenie: Poród jest stanem fizjologicznym który budzi z oczywistych względów wiele emocji. Stosunek człowieka do porodu przeszedł długą drogę od podejścia naturalnego, opartego o zaufanie do instynktu rodzącej do głębokiej medykalizacji porodu, pozbawiającej rodzącą wpływu na jego przebieg i powoli powraca do punktu wyjścia. Proponowane narzędzia dydaktyczne korzystają z wielu różnorodnych źródeł informacji na temat porodu od wypowiedzi na forach internetowych po opracowania naukowe. Przyjęte założenie jest zgodne z celem kształcenia nowego przedmiotu przyrody: Rozumienie metody naukowej, polegającej na stawianiu hipotez i ich weryfikowaniu za pomocą obserwacji i eksperymentów. Słowa kluczowe: przyroda, nauka wokół nas, zdrowie, poród otrzymano: ; przyjęto: ; opublikowano: Odniesienie do podstawy programowej przyrody Cele kształcenia: Rozumienie metody naukowej, polegającej na stawianiu hipotez i ich weryfikowaniu za pomocą obserwacji i eksperymentów. Cel realizowany jest przez zespołową formę pracy każda z grup pracuje nad innym aspektem porodu, analizując materiały źródłowe i wnioskując na podstawie analizy. W podsumowaniu zespoły dzielą się rezultatami swojej pracy, formułując stanowisko wobec pytania z tematu lekcji i ustalając optymalne warunki dla porodu. Treści nauczania: C. Nauka wokół nas. 21. Zdrowie: Uczeń: opisuje stan zdrowia w aspekcie fizycznym, psychicznym i społecznym; analizuje wpływ czynników zewnętrznych i wewnętrznych na zdrowie; analizuje zdrowie jako wartość indywidualną i społeczną. Temat: Poród stan fizjologiczny czy choroba? Odniesienia do podstawy programowej dla III i IV etapu edukacyjnego (zakres podstawowy, biologia) III etap Cele kształcenia: III. Poszukiwanie, wykorzystywanie i tworzenie informacji. IV. Rozumowanie i argumentacja. Treści nauczania: VII. Stan zdrowia i choroby. Uczeń: 1. przedstawia znaczenie pojęć zdrowie i choroba (...); 6. uzasadnia konieczność okresowego wykonywania podstawowych badań kontrolnych (np. badania stomatologiczne, podstawowe badania krwi i moczu, pomiar pulsu i ciśnienia krwi. IV etap edukacyjny Cele kształcenia: I. Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. II. Rozumowanie i argumentacja. mgr Agata Zabadaj: absolwentka Wydziału Fizyki i Astronomii przy Uniwersytecie Wrocławskim, nauczycielka fizyki w Zespole Szkół Nr 6 im. Króla Jana III Sobieskiego w Jastrzębiu-Zdroju. mgr Urszula Poziomek: specjalista ds. badań i analiz Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, nauczycielka dyplomowana biologii w LXXV LO im. Jana III Sobieskiego w Warszawie; współautorka podręczników szkolnych do nauki biologii na III i IV etapie edukacyjnym, współautorka raportu Eurydice Science Education in Europe, Odbiorcy: Uczniowie szkoły ponadgimnazjalnej, realizujący zakres podstawowy przedmiotów przyrodniczych i przedmiot uzupełniający przyrodę. Czas trwania zajęć: 2 x 45 minut w bloku. Główny cel zajęć: kształtowanie umiejętności analizy danych i wnioskowania dotyczącego klasyfikacji porodu jako stanu fizjologicznego lub stanu choroby, a co za tym idzie optymalnych warunków porodu. Prace U. Poziomek zostały wykonane w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego. Cele szczegółowe: uczeń: odbiera, analizuje i ocenia informacje pochodzące z różnych źródeł, ze szczególnym uwzględnieniem prasy, mediów i Internetu analizuje otrzymane od nauczyciela materiały źródłowe, interpretuje informacje, wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe między faktami, formułuje wnioski (...);

71 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ na podstawie analizy wyciąga i formułuje wnioski dotyczące optymalnych warunków przebiegu porodu; współpracuje w zespole rozwija umiejętności komunikacyjne, przedstawia rezultaty pracy zespołowej. Metody: wykład, problemowa, słowna (praca z materiałem źródłowym). Formy pracy: zbiorowa, w zespole. Źródła: materiały źródłowe (dane zebrane w tabelach, teksty źródłowe), umieszczone w kartach pracy, film o porodzie fizjologicznym. Literatura: Rozporządzenie Ministra Edukacji Narodowej z dnia 23 grudnia 2008 r. w sprawie podstawy programowej wychowania przedszkolnego oraz kształcenia ogólnego w poszczególnych typach szkół (Dz. U. z 2009 r. Nr 4, poz. 17 ze zm., załącznik nr 4 z Komentarzem). Pozostałe pozycje źródłowe są umieszczone w kartach pracy. Przebieg zajęć dydaktycznych część I (45 ) Faza wstępna (5 ) Nauczyciel przedstawia cele zajęć, podaje informację o przebiegu zajęć w części I i II, krótko przedstawia tło zajęć, formułując pytania badawcze: Czy poród jest stanem fizjologicznym czy chorobą? Jaka pozycja ciała rodzącej kobiety jest optymalna w czasie porodu? Czy ingerencja medyczna w przebieg porodu jest zawsze konieczna? Dlaczego porody odbywają się zazwyczaj w szpitalu, a nie w domu? Dlaczego większość kobiet chce, by towarzyszyła im przy porodzie bliska osoba? Faza realizacji (40 minut) Nauczyciel wyświetla film (2 47 ): Inne źródła: (1 12 ) (48 ) Nauczyciel zaprasza do wypowiedzi uczniów formułując podstawowe pytania (można zapisać je na tablicy lub flipcharcie) (10 ): Czy poród jest chorobą czy stanem fizjologicznym? Jakie warunki należy stworzyć dla rodzącej i rodzącego się dziecka? Wybrani przez nauczyciela lub chętni uczniowie przedstawiają swoją opinię na ten temat, argumentując swoje stanowisko. Można przeprowadzić krótkie głosowanie i zapisać wyniki. Nauczyciel przedstawia kryteria oceny pracy na zajęciach 1, rozdaje karty pracy. Karty pracy są zróżnicowane, każda z nich dotyczy innego aspektu porodu. Uczniowie zapoznają się z kartami pracy, ewentualnie zadają pytania (każdy uczeń w zespole otrzymuje tę samą kartę pracy), pracują w zespołach, przygotowują się do prezentacji wyników pracy (25 ). Uwaga: Zaleca się, by zespoły były maksymalnie trzyosobowe, zatem kilka zespołów zadaniowych opracowuje tę samą kartę pracy. Nauczyciel jest dyspozycyjny wobec uczniów, udziela wskazówek, pomaga w analizie materiałów źródłowych przez zadawanie ukierunkowanych, otwierających pytań. 1 Przykładowo: samoocena, ocena koleżeńska i ocena nauczyciela pod względem zaangażowania, wkładu pracy i rezultatu pracy (jakości prezentacji wyników pracy zespołu). Przebieg zajęć dydaktycznych część II (45 ) Faza realizacji cd. (35 ) Nauczyciel nauczyciel proponuje zastosowanie metody polegającej na analizie materiałow źrodlowych przedstawiających poród w różnych aspektach historycznym, społecznym, biologicznym (5 ). Uczniowie, liderzy zespołów lub wybrani przez nauczyciela, przedstawiają rezultaty pracy zespołowej przed klasą. Każdy zespół ma 5 minut na zaprezentowanie zadań. Nauczyciel pokazuje zadanie z karty pracy, omawiane przez ucznia za pomocą projektora w trakcie prezentacji rezultatów pracy przez uczniów (wcześniej należy przygotować kopie kart pracy w komputerze) lub rzutnika pisma (wcześniej należy przygotować wydruki na folii), utrzymuje dyscyplinę czasową wypowiedzi. Faza podsumowująca (10 ) Uczniowie podsumowują i zapisują w widocznym miejscu wnioski sformułowane na podstawie analiz przeprowadzonych w zespołach, dotyczące interpretacji porodu jako stanu fizjologicznego lub choroby i optymalnych warunków w trakcie porodu fizjologicznego, potrzeb psychicznych rodzącej. W podsumowaniu może dojść do stwierdzenia, że brak jest możliwości udzielenia jednoznacznej odpowiedzi na zadane w temacie pytanie (bo w trakcie porodu mogą pojawić się komplikacje, które zmieniają proces fizjologiczny w stan wymagający interwencji medycznej). Ocenianie Nauczyciel (po lekcji) na podstawie obserwacji oraz wypełnionych imiennych kart pracy wystawia oceny wszystkim uczestniczącym w zajęciach uczniom za pracę na lekcji. W czasie zajęć należy stosować ocenianie

72 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ kształtujące przekazywać informację zwrotną, wzmacniającą samodzielne i zespołowe działania uczniów. Załączniki: Karta pracy nr 1 Czy poród jest chorobą? Karta pracy nr 2 Czy kobiety zawsze rodziły w szpitalu? Krótka historia porodu. Karta pracy nr 3 Jaka pozycja ciała sprzyja sprawnemu i bezpiecznemu urodzeniu dziecka? Karta pracy nr 4 Dlaczego kobiety chcą, by bliska osoba była obecna przy porodzie? Kartoteka nauczyciela do kart nr 1, 2, 3, 4. Childbirth conspectus of Science educational classes Agata Zabadaj, Urszula Poziomek Childbirth is a physiological state that usually stirs for obvious reasons many emotions The attitude of the society towards childbirth has come a long way from a natural approach, based on confidence in maternal instinct, up to a full medical-care one that deprives the woman giving birth of any influence on the process, and finally, slowly returning to the first stage The proposed learning tools use a wide range of sources of information on childbirth- from posts on Internet forums to scientific publications. The current postulate is consistent with the purpose of learning a new subject- Nature: understanding the scientific method, hypotheses generation and their verification by observation and experimentation. The reference material contains information concerning observational data. Key words: science, science around us, health, labor Karta pracy nr 1 Czy poród jest chorobą? Imię i nazwisko ucznia:... Zapoznaj się z tekstami i wykresem poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. I. Definicja choroby wg Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) 1 Choroba jest takim stanem organizmu, kiedy to czujemy się źle, a owego złego samopoczucia nie można jednak powiązać z krótkotrwałym, przejściowym uwarunkowaniem psychologicznym lub bytowym, lecz z dolegliwościami wywołanymi przez zmiany strukturalne lub zmienioną czynność organizmu. Przez dolegliwości rozumiemy przy tym doznania, które są przejawem nieprawidłowych zmian struktury organizmu lub zaburzeń regulacji funkcji narządów. II. Zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) w sprawie porodu, ogłoszone w Fortalezie w Brazylii w kwietniu 1985 r. 2 (fragmenty) (...) 3. Cała społeczność powinna być informowana o różnych formach opieki okołoporodowej, aby umożliwić kobiecie wybór takiej opieki, jaką ona preferuje. (...) 5. Nieformalne systemy opieki okołoporodowej (łącznie z osobami tradycyjnie pomagającymi w porodzie), jeśli istnieją, muszą współistnieć z oficjalnym systemem opieki i, dla dobra matki, współpraca między nimi musi być zachowana. Taka współpraca może stać się wysoce efektywna, gdy żaden z systemów nie uważa się za lepszy od drugiego. (...) 9. Szpitale powinny ogłaszać własne dane statystyczne dotyczące porodów, np. cięć cesarskich. (...) 13. W krajach, które odnotowują najniższy odsetek śmierci okołoporodowej, odsetek cesarskich cięć wynosi mniej niż 10%. W żadnym rejonie geograficznym odsetek cesarskich cięć nie powinien przekraczać 10 15%. (...) 15. Nie ma dowodów na to, że rutynowe, elektroniczne monitorowanie płodu podczas porodu ma pozytywny wpływ na jego wynik. Monitorowanie powinno się wykonywać tylko w starannie wyselekcjonowanych przypadkach (związanych z wysokim prawdopodobieństwem śmiertelności okołoporodowej ), oraz przy porodach indukowanych. Poszczególne kraje powinny prowadzić badania mające na celu określenie grup ciężarnych, u których zastosowanie monitorowania może przynieść korzyści. Do czasu zakończenia tych badań służby zdrowia powinny powstrzymać się od kupowania sprzętu do monitorowania. (...) 18. Nie ma usprawiedliwienia dla rutynowego nacinania krocza. 19. Nie powinno indukować się porodów dla wygody. W żadnym rejonie geograficznym odsetek porodów indukowanych nie powinien przekraczać 10%. 20. W trakcie porodu powinno unikać się podawania środków analgetycznych i anastetycznych, jeśli nie są one zalecane, dla przeciwdziałania lub zapobiegania komplikacjom. 21. Pęknięcie pęcherza płodowego jest oczekiwane w późnej fazie drugiego okresu porodu. Nie ma naukowego uzasadnienia dla jego rutynowego, wczesnego przebijania. III. Porada prawna dla kobiety w ciąży 3 Pytanie: Jestem w ciąży i niedługo rodzę. Słyszałam, że mój mąż ma prawo do tygodnia lub dwóch do opieki nade mną i naszym dzieckiem po porodzie. Czy jest to prawda i kto może coś takiego wypisać. Odpowiedź: Interesujące Panią zagadnienie zostało uregulowane przez ustawę z dnia 25 czerwca 1999 r. o świadczeniach pieniężnych z ubezpieczenia społecznego w razie choroby i macierzyństwa (Dz.U t.j. z późn. zm.) i wydane na podstawie tego aktu prawnego rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia z dnia 22 lipca 2005 r. w sprawie orzekania o czasowej niezdolności do pracy (Dz.U ). Z w/w przepisów wynika, że ubezpieczony małżonek (w ZUS-ie) celem opieki nad Panią po porodzie, na podstawie zaświadczenia lekarza ma prawo do zwolnienia z wykonywanej pracy i za czas tej nieobecności do otrzymywania zasiłku opiekuńczego: art. 32 ust. 1 ustawy stwierdza, że osoba ubezpieczona zwolniona od wykonywania pracy z powodu konieczności osobistego sprawowania opieki nad: 1) dzieckiem w wieku do ukończenia 8 lat w przypadku: (...) b) porodu lub choroby małżonka ubezpieczonego, stale opiekującego się dzieckiem, jeżeli poród lub choroba uniemożliwia temu małżonkowi sprawowanie opieki, (...) ma prawo do zasiłku opiekuńczego. 1 URL: 2 URL: 3 URL:

73 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ IV. Wyniki badań 4 Wykres nr 1. Odczucia kobiet związane z przebytym porodem (dane deklaratywne, populacja badana = 1111 kobiet) 4 U. Waldenström, Experience of labor and birth in 1111 women, Journal of Psychosomatic Research, Volume 47, Issue 5, November 1999, Pages , URL: Pytania i polecenia 1. Wybierz z umieszczonych wyżej tekstów i wykresu po jednym argumencie przemawiającym za stanowiskiem, że poród nie jest chorobą. 3. Jeśli tak, to zapisz ten argument: źródło I argumenty 4. Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 1 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka II III V 2. Czy Twoim zdaniem jest możliwe wybranie z tych informacji argumentu na rzecz stanowiska, że poród jest chorobą? Tak Nie 1 Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli.

74 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Karta pracy nr 2 Czy kobiety zawsze rodziły w szpitalu? Krótka historia porodu Imię i nazwisko ucznia;... Zapoznaj się z tekstami poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. Poród u ludów pierwotnych 1 U ludów pierwotnych ciąża i poród stanowiły wydarzenie nie tylko dla rodziców dziecka, ale także dla całej wspólnoty plemiennej. Narodziny związane były z atmosferą tajemniczości i magiczności. Aktowi narodzin towarzyszyły modły, zaklęcia i magia. Metodą prób i błędów udoskonalano akt narodzin. Kobiety rodziły na ogół samodzielne lub pod opieką matek, sióstr, kobiet wywodzących się z kręgu rodziny, ale niekiedy do porodu dopuszczano ojca dziecka. W czasach pierwotnych, gdy następował poród żony, mąż pomagał partnerce, podtrzymywał ją, nierzadko przyjmował na świat swego potomka. (...) Poród u ludów pierwotnych prawdopodobnie przebiegał w pozycji siedzącej lub w wodzie. Na podstawie obserwacji lub intuicyjnie wiedziano, że narządy rodne nie powinny dotykać podłoża, dlatego często dziecko rodziło się do wnętrza świeżo zdartej zwierzęcej skóry, która była niewątpliwie czystsza niż ziemia. Najstarsze doniesienia na temat pozycji porodowych pochodzą z neolitu, czyli późnego okresu kamiennego, który przypadał na 5 6 tysięcy lat p.n.e. J. Mellart brytyjski archeolog znalazł w wykopaliskach w dzisiejszej Anatolii, wizerunek bogini, rodzą- 1 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Talma Ł., Baczek G.: Poród w ujęciu historycznym. [w:] Położna. Nauka i praktyka, 2008, 2; 60 66, Niżnikiewicz J.: Tajemnice starodawnej medycyny i magii. Tower Press, Gdańsk 2003, Heimrath T.: Problem doboru właściwej pozycji w porodzie, Katowice, Ann. Acad. Med. Siles., supl. cej na tronie. Także znaleziska pochodzące z ok lat p.n.e. z Iranu przedstawiają rodzącą w pozycji kucznej, a pochodzące z okolic Nesazio na Istrii kobietę klęczącą podczas porodu, która jednocześnie karmi piersią inne dziecko, co mogło mieć na celu nasilenie skurczów macicy. Poród odbywał się w domu rodzącej. Poród w starożytnym Rzymie 2 W starożytnym Rzymie poród odbywał się w domu rodzącej. W tym okresie stosowano krzesła porodowe, choć inne źródła wskazują na poród na łóżku, choć nieznana jest pozycja. Bardzo rewolucyjne okazało się dzieło Soranosa z Efezu (91 138) z II r. n.e. dotyczące sztuki położniczej O chorobach kobiecych ( Gynaikeia ). Jako pierwszy zajął się on systematyczną teorią położnictwa, prawami i zasadami opieki położniczej. To on opisał instrumenty potrzebne do porodu oraz krzesło porodowe. Miało ono stosunkowo wąskie siedzisko i kształt podkowy. Opisał także pozycję pionową w czasie porodu i konieczność asystowania w czasie aktu narodzin trzech kobiet: dwie miały stać po bokach rodzącej, trzecia podtrzymywała ją od tyłu. Poród w Persji 3 W XI wieku w Persji sztuka położnicza pozostawała wyłącznie domeną kobiet, lekarz pełnił jedynie rolę doradcy. Poród odbywał się w domu rodzącej, najczęściej w pozycji siedzącej lub klęczącej. 2 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Słomko Z., Waszyński E.: Rozwój ginekologii od empirii do nauki. [w:] Klin. Piernat. Ginekol. Tom XV. Poznań 1995, Heimrath T.: Problem doboru właściwej pozycji w porodzie, Katowice, Ann. Acad. Med. Siles., supl. Psychosomatyczne Uwarunkowania Porodu Naturalnego, 1989: Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Matuszewska E.; Zarys historii zawodu położnej. Piel i Poł: 1988, 3. Poród zmedykalizowany 4 W XX wieku zaczęto nagminnie stosować nowe metody postępowania, często niewygodne i niepraktyczne dla rodzącej oraz nowoczesną aparaturę. Dopiero w latach trzydziestych naszego wieku zaczęto zauważać rodzącą i jej męża. Zaczęto prowadzić badania nad wpływem różnych pozycji podczas porodu, nad obecnością ojca dziecka w akcie narodzin, nad wpływem stresu na płód. (...) Cel, jakim było zapewnienie medycznego bezpieczeństwa kobiet i noworodków, spowodował coraz większą ingerencję w mechanizm porodu i podporządkowanie go działaniom z zewnątrz. (...) W latach 70. ubiegłego wieku w Państwowej Klinice Ginekologiczno-Położniczej w Dublinie opracowany został zbiór procedur pod nazwą aktywne prowadzenie porodu, który w pierwotnym zamyśle miał zapobiec wzrostowi cesarskich cięć. (O Driscoll et al. 1973). Był to określony scenariusz, według którego miał się toczyć każdy poród. Rozpocząć się powinien od przebicia błon płodowych. W I okresie szyjka musiała rozwierać się w tempie 1 cm na godzinę, zaś parcie nie mogło trwać dłużej niż dwie godziny. Gdy te warunki nie były spełnione należało sztucznie stymulować skurcze. (...) Medykalizacja porodu sprawiła, że ten naturalny akt przez lata kojarzył się z łóżkiem i leżeniem płasko przez cały czas. W wielu szpitalach nawet na chwilę kobieta nie mogła przyjąć innej pozycji niż ta najdogodniejsza dla personelu medycznego asystującego podczas porodu. Pozycja na wznak na łóżku porodowym jest najmniej fizjologiczną pozycją porodową jednak umożliwia dokładną kontrolę postępu porodu oraz łatwiejszy dostęp do rodzącego się dziecka. 4 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Brzeziński T.(red.): Historia medycyny. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2000.

75 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Pytania i polecenia 1. Wymień 3 cechy wspólne występujące w opisach porodów w różnych okresach historycznych i różnych miejscach? Co mogło być przyczyną utrwalenia się takich a nie innych zwyczajów, rytuałów porodowych w czasach historycznych? Jakie przyczyny mogły spowodować rezygnację z utrwalonych wcześniej zwyczajów czy rytuałów porodowych w czasach współczesnych? Zwróć uwagę na możliwą różnorodność tych przyczyn (np. wewnętrzne, związane ze stanem fizycznym i psychicznym rodzącej kobiety, zewnętrzne, związane z rozwojem cywilizacji, rozwojem medycyny itp.) Czy zatem poród w świetle przedstawionych danych powinien być traktowany jako choroba czy jako stan fizjologiczny? Uzasadnij swoje stanowisko Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 1 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli.

76 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Karta pracy nr 3 Jaka pozycja ciała sprzyja sprawnemu i bezpiecznemu urodzeniu dziecka? Imię i nazwisko ucznia:... Zapoznaj się z tekstami poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. Wpływ pozycji wertykalnych na przebieg porodu 1 Szyjka macicy rozwiera się szybciej. Gdy jesteś w pozycji pionowej, główka dziecka mocniej naciska na szyjkę macicy i przyspiesza jej rozwieranie. W pozycji leżącej ucisk główki na szyjkę jest minimalny, więc proces rozwierania jest wolniejszy i trudniejszy. (...) Skurcze macicy są bardziej regularne i skuteczne. W pozycji pionowej skurcze macicy są bardziej regularne, silniejsze, częstsze. Czas porodu w porównaniu z porodem tradycyjnym skraca się nawet o 35%! (...) mięśnie krocza pozostają rozluźnione. Dziecko jest lepiej dotlenione. Gdy poród odbywa się w pozycji pionowej, łożysko jest lepiej ukrwione, a co za tym idzie dziecko otrzymuje więcej tlenu. Natomiast podczas leżenia na plecach uciśnięta zostaje aorta zstępująca i żyła główna wewnętrzna, co utrudnia dotlenianie dziecka. Ułatwione jest oddychanie. Przy pionowym ułożeniu ciała kobieta może wykorzystać swobodny i głęboki oddech do zmniejszania napięcia. (...) W czasie leżenia na plecach oddech staje się na tyle płytki, że wykorzystanie przepony jest praktycznie niemożliwe. (...) Zmniejsza się lęk i napięcie. W organizmie kobiety wydziela się mniej adrenaliny hamującej skurcze, a więcej naturalnej oksytocyny. Dzięki temu poród przebiega szybciej. (...) 1 URL: macica pęcherz płodowy szyjka macicy pochwa Rys. 1. Prawidłowe ułożenie płodu w trakcie porodu pozycja spionizowana (wertykalna), źródło: Wikipedia (zmienione) Parcie jest łatwiejsze. Gdy kobieta stoi, kuca lub siedzi, kanał rodny skierowany jest do dołu. Na przesuwające się dziecko działa więc dodatkowa siła grawitacji, która wzmacnia siłę skurczy. (...) Wpływ pozycji leżącej na przebieg porodu 2 Unieruchomienie na łóżku porodowym spowalnia lub nawet zatrzymuje akcję porodową, ponieważ wzmaga niepokój, który zakłóca równowagę hormonalną i mechanizm porodu. Leżenie na plecach powoduje, że kanał rodny skierowany jest skośnie do góry. (...) Dziecko z trudnością przesuwa się w kanale rodnym w stronę ujścia, gdyż przyciskane jest siłą grawitacji do kręgosłupa matki. Siła ciąże- 2 URL: Rys. 2. Prawidłowe ułożenie płodu w pozycji leżącej (horyzontalnej), źrodło: armymedical.tpub.com

77 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ nia, tak pomocna w czasie porodu aktywnego, staje się poważnym utrudnieniem, gdy kobieta rodzi w pozycji na wznak. W pierwszym okresie szyjka macicy, nie pobudzana uciskiem główki, rozwiera się wolniej. W okresie parcia rodząca musi wypchnąć dziecko pod górę w stronę ujścia. Skurcze macicy z trudem pokonują siłę grawitacji, która przyciąga dziecko w dół do kręgosłupa matki. Długotrwałe leżenie na plecach powoduje ucisk ciężarnej macicy na aortę zstępującą oraz żyłę główną wewnętrzną. Uciskana żyła wrotna zakłóca krążenie, powodując często niedotlenienie dziecka. Poród przedłuża się, a wysiłek matki i dziecka jest wielokrotnie większy. Gdy kobieta staje się zależna od procedur medycznych i decyzji innych osób, traci zaufanie do własnej siły i intuicji. Czuje się jak przedmiot pozbawiony możliwości decydowania o sobie.(...) Rezultat jest taki, że kobieta w pozycji leżącej musi wypychać dziecko ku górze i przeciwko sile ciążenia.[1,2] Pytania i polecenia 1. Jakie korzyści i utrudnienia (dla rodzącej, dla dziecka, dla opieki medycznej) wiążą się z opisanymi rysunkami i tekstem pozycjami porodu? pozycja korzyści utrudnienia wertykalna/pionowa leżąca/pozioma 2. Czy Twoim zdaniem jest możliwe stworzenie określonych warunków sprzyjających procesowi porodu w warunkach szpitalnych? Tak Nie 3. Jeśli tak, to zaproponuj konkretne rozwiązania: Czy możesz stwierdzić na podstawie uzyskanych danych z karty pracy czy poród (przebiegający bez komplikacji i powikłań) powinien być traktowany jako choroba czy jako stan fizjologiczny? Uzasadnij swoją opinię Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 3 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka 3 Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli.

78 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Karta pracy nr 4 Dlaczego kobiety chcą, by bliska osoba była obecna przy porodzie? Imię i nazwisko ucznia:... Zapoznaj się z tekstami poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. Fora internetowe Wypowiedź ojca 1 (pisownia oryginalna) w 2001 roku rodziła się tam moja córka...fakty kazano żonie wypełniać dokumenty zanim została przyjęta (ja jechałem z pracy), brak intymności, łóżka oddzielone na trakcie tylko kotarami, krzyki rodzących i położnych (chyba że za dopłatą pokój rodzinny), żonę zastałem z bólami na korytarzu bo na jej miejscu rodziła jakaś inna która nie zdążyła dojść do swojego łóżka, szybka zmiana pościeli i kolej na moja żonę łóżko było jeszcze wilgotne od wcześnieszego porodu. Wypowiedzi rodzących kobiet 2 (pisownia oryginalna) ja rodzilam 3 godziny. do szpitala pojechalismy dla pewnosci bo mnie troche kregoslup bolal ale zero skurczow. po badaniu lekarz powiedzial ze mam juz 7,5cm rozwarcia(!). urodzilam 3 godziny pozniej.jesli chodzi o wspomnienia fizyczne to ok nie bylo az tak źle, ale wspomnienia psychiczne...szkoda gadac... (nie drzyj tak mordy przeciez to wcale nie boli) (ale z ciebie panikara). naprawde szkoda slow. (Asix202) Moja akcja porodowa trwała 8 minut :) ale lekarzy i położnych miło nie wspominam z najlepszej kliniki w Poznaniu!!! nie mogłam urodzić naturalnie ponieważ gdy miałam skurcze parte to kazano mi głęboko oddychać, gdy dla mnie to było niemożliwe!!!? Najpierw zostałam wyzwana że nie chodziłam do szkoły rodzenia a potem lekarz bez mojej zgody wyznaczył że urodzę przy pomocy vacuum. Działo się to tak szybko że nawet mój chłopak nie zdążył zareagować i nie dali mu przeciąć pępowiny :( no a za poród trzeba było zapłacić 150zł... Urodziłam śliczną i zdrową dziewczynkę która dostała 10 punktów. Osoba którą najmilej wspominam z porodu to studentka która trzymała mnie za rękę i tłumaczyła mi czy 1 URL: w,62, , ,bylem_przy_porodzie_ojciec_.html. 2 URL: wszystko jest na dobrej drodze czy też nie. Ale nasi lekarze do bani!!!!pozdrawiam (Paula976) Opinie naukowców Bezpieczeństwo psychiczne w czasie porodu 3 Największym szczęściem w życiu są narodziny nowego człowieka. (...) Pragnieniem kobiety jest odbycie bezpiecznego porodu, wejście w macierzyństwo z zadowoleniem i poczuciem sukcesu oraz odczuciem, że jest to pozytywne wydarzenie rodzinne. Oczekują tego od położnych sprawujących nad nimi opiekę pielęgnacyjną i towarzyszących kobiecie przez cały okres ciąży, porodu i połogu. Wymaga to od położnych i pielęgniarek coraz lepszych umiejętności i większej wiedzy, a to z kolei wymusza zmianę postaw tej grupy zawodowej i umiejętności patrzenia na kobietę oraz gotowość do sprawowania opieki nad nią oraz jej dzieckiem, zarówno w okresie przedporodowym, jak i okołoporodowym, a także nad jej rodziną. Uczestnictwo bliskiej osoby w porodzie 4. Uczestnictwo ojca w porodzie przejawia się w jego działaniu. Zakres działania może być różnorodny, zależny od prezentowanej postawy wobec wspólnego porodu. (...) Liczne badania retrospektywne i prospektywne nad zagadnieniem postawy i roli ojca w porodzie oceniają niejednorodnie ten problem. Autorzy wyróżniają dwie krańcowo odmienne postawy ojców w czasie porodu: bierną (obserwatora, świadka, towarzysza) i aktywną (trenera, instruktora). (...) Znaczący postęp w medycynie perinatalnej na świecie i w kraju w ostatnich kilkunastu latach dotyczy również opieki psychosomatycznej podczas porodu. Dzisiejsza koncepcja aktywnej postawy ojca w porodzie rodzinnym ustala się w wyniku gromadzenia doświadczeń z przebytych porodów rodzinnych oraz dzięki relacjom i opiniom uzyskiwanym w toku badań nad porodem z udziałem ojca. (...) Obserwuje się stale rosnące zainteresowanie porodami rodzinnymi wśród kobiet ciężarnych. Z danych piśmiennictwa wynika, że na poród rodzinny częściej decydują się młodzi ludzie, z wykształceniem wyższym lub średnim, mieszkający w aglomeracjach miejskich. (...) 3 A. Malarewicz, Pielęgniarstwo powołanie? Zawód? Nauka? Nursing a vocation? Profession? Science?, Studia Medyczne 2008/9: U. Sioma-Markowska, R. Poręba, Analiza postaw ojców w porodzie rodzinnym w materiale Katedry i Oddziału Klinicznego Ginekologii i Położnictwa w Tychach Śla skiej Akademii Medycznej. Wyniki badań naukowych 5 Tabela 1. Decyzja o wyborze porodu rodzinnego (liczebność populacji badanej 500, zmienione 6 ) Kto podjął decyzję? Rodzące matki [%] Sama/sam 9,2 4,0 Wspólnie z mężem/żoną 86,8 86,8 Mąż/żona podjął/podjęła decyzję 4,0 9,2 Towarzyszący ojcowie [%] Tabela 2. Formy aktywności ojców w czasie porodu rodzinnego (zmienione) Czynności wykonywane przez ojca dziecka Udzielał wsparcia psychicznego 93,6 Kierował i kontrolował sposób oddychania Pomagał w przyjmowaniu dogodnej pozycji porodowej Pomagał przy parciu (wypieraniu dziecka z kanału rodnego) Średnia częstość występowania w badanej grupie ojców [%] 31,6 58,0 65,6 Przecinał pępowinę 84,0 Był z żoną przez cały okres poporodowy 92,8 5 U. Sioma-Markowska, R. Poręba, Analiza postaw ojców w porodzie rodzinnym... 6 Zmiana polega na uproszczeniu formy tabel, dane są zgodne ze źródłem.

79 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Pytania i polecenia 1. Jakie korzyści i utrudnienia (dla rodzącej, dziecka, ojca, opieki medycznej) wiążą się z obecnością ojca rodzącego się dziecka przy porodzie w warunkach szpitalnych? Dla kogo korzyści utrudnienia rodzącej kobiety rodzącego się dziecka ojca dziecka 4. Czy fakt możliwej obecności ojca lub innej bliskiej osoby w czasie porodu świadczy o traktowaniu porodu jako stanu fizjologicznego czy też jako choroby? Uzasadnij swoją opinię służb medycznych 2. Czy Twoim zdaniem przygotowanie i udział w porodzie rodzinnym ma pozytywny wpływ na jakość związku między kobietą a mężczyzną? Tak Nie 3. Uzasadnij swoje stanowisko w tej sprawie: Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 7 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka 7 Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli.

80 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Kartoteka nauczyciela przykładowe, oczekiwane lub mogące się pojawić odpowiedzi uczniów na polecenia i pytania w karcie pracy Pytania i polecenia (karta nr 1) 1. Wybierz z umieszczonych wyżej tekstów i wykresu po jednym argumencie przemawiającym za stanowiskiem, że poród nie jest chorobą. Odpowiedzi te zaznaczono kolorem brązowym. źródło I II III V argumenty Dolegliwości związane z ciążą i porodem nie wynikają z nieprawidłowych zmian struktury organizmu lub zaburzeń regulacji funkcji narządów. WHO zaleca jak najmniejszą ingerencję w przebieg porodu, tak więc traktuje ten proces jako naturalny, który powinien być jedynie wspierany przez służby medyczne. W punkcie b, odnoszącym się do sytuacji, kiedy takie zwolnienie można otrzymać, poród i choroba są wyraźnie rozdzielone od siebie (poród lub choroba). Z wykresu wynika, że ponad 90% przebadanych kobiet ma pozytywne odczucia wobec przebytego porodu nie może być to zatem choroba, która z reguły nie wiąże się z pozytywnymi wrażeniami. 2. Czy Twoim zdaniem jest możliwe wybranie z tych informacji argumentu na rzecz stanowiska, że poród jest chorobą? X Tak Nie 3. Jeśli tak, to zapisz ten argument: Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka Obecność bliskiej osoby Większe poczucie bezpieczeństwa Brak stresu u rodzącej większy komfort dziecka, lepsze dotlenienie organizmu w trakcie porodu Brak ingerencji medycznej w sytuacji prawidłowego przebiegu porodu (nie przyśpieszanie, nie indukowanie, nie nacinanie rodzącej itp.) Większa odpowiedzialność za przebieg porodu, wzrost empatii wobec rodzącego się dziecka Wsparcie ze strony rodzącej dla dziecka, lepsze dotlenienie dziecka Zapewnienie odpowiednich warunków po porodzie Większe poczucie bezpieczeństwa, chęć karmienia naturalnego, szybszy powrót do pełnej sprawności psychofizycznej Większe poczucie bezpieczeństwa, dostęp do naturalnego pokarmu

81 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Kartoteka nauczyciela przykładowe, oczekiwane lub mogące się pojawić odpowiedzi uczniów na polecenia i pytania w karcie pracy Odpowiedzi te zaznaczono kolorem brązowym. Pytania i polecenia (karta nr 2) 1. Wymień 3 cechy wspólne występujące w opisach porodów w różnych okresach historycznych i różnych miejscach? spionizowana, wertykalna pozycja kobiety w trakcie porodu (siedząca, kuczna, w klęku itp.) wsparcie rodzącej ze strony innych kobiet, osób bliskich, czasem lekarza poród zazwyczaj odbywał się w domu lub w miejscu do tego przeznaczonym, na odosobnieniu 3. Jakie przyczyny mogły spowodować rezygnację z utrwalonych wcześniej zwyczajów czy rytuałów porodowych w czasach współczesnych? Zwróć uwagę na możliwą różnorodność tych przyczyn (np. wewnętrzne, związane ze stanem fizycznym i psychicznym rodzącej kobiety, zewnętrzne, związane z rozwojem cywilizacji, rozwojem medycyny itp.). Rozwój medycyny, dążenie do wygody osób wspierających rodzącą, pomagających przy porodzie, słabsza kondycja fizyczna kobiet, powstawanie i funkcjonowanie określonych wzorców kulturowych Co mogło być przyczyną utrwalenia się takich a nie innych zwyczajów, rytuałów porodowych w czasach historycznych? Doświadczenia związane z przeżywalnością rodzących i dzieci, potrzeby rodzącej, traktowanie porodu przez pierwotne społeczności jako czynności fizjologicznej, inne Czy zatem poród w świetle przedstawionych danych powinien być traktowany jako choroba czy jako stan fizjologiczny? Uzasadnij swoje stanowisko. Stan fizjologiczny wynikający z naturalnego stanu ciąży przez okres ciąży organizm przygotowuje się do porodu a w jego trakcie realizuje regulowany hormonalnie proces. Choroba w sytuacji, gdy warunki fizyczne rodzącej lub dziecka, nieprawidłowości rozwojowe ciąży lub płodu nie pozwalają przeprowadzić go siłami natury. 5. Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka Obecność bliskiej osoby Wyższy poziom bezpieczeństwa Mniejszy stres matki, większy komfort pokonywania dróg rodnych Wertykalna pozycja ciała Wykorzystanie siły grawitacji, mniej wysiłku przy wypieraniu dziecka z dróg rodnych Szybszy poród, krótszy okres dyskomfortu związanego z przechodzeniem przez wąski kanał rodny Dyskretna opieka medyczna Większe poczucie bezpieczeństwa Możliwość udzielenia szybkiej pomocy medycznej w przypadku nagłych komplikacji

82 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Kartoteka nauczyciela przykładowe, oczekiwane lub mogące się pojawić odpowiedzi uczniów na polecenia i pytania w karcie pracy Odpowiedzi te zaznaczono kolorem brązowym. Pytania i polecenia (karta nr 3) 1. Jakie korzyści i utrudnienia (dla rodzącej, dla dziecka, dla opieki medycznej) wiążą się z opisanymi rysunkami i tekstem pozycjami porodu? pozycja korzyści utrudnienia wertykalna/pionowa leżąca/pozioma Rodząca wykorzystuje siłę grawitacji co skraca poród, dziecko szybciej przechodzi przez kanał rodny Lekarz lub położna może łatwo monitorować kolejne stadia porodu, obserwować pojawiającą się główkę dziecka, bez wysiłku wyjąć rodzące się dziecko Skrępowanie rodzącej, trudności z monitorowaniem porodu przez służbę medyczną, konieczność dostosowania się opieki medycznej do rodzącej Rodząca pokonuje nie tylko opór własnego ciała, ale i siłę grawitacji, bo wypiera płód prostopadle do osi jej działania 2. Czy Twoim zdaniem jest możliwe stworzenie określonych warunków sprzyjających procesowi porodu w warunkach szpitalnych? X Tak Nie 3. Jeśli tak, to zaproponuj konkretne rozwiązania: Można pozwolić rodzącej na przyjmowanie dowolnej, dogodnej dla niej pozycji ciała w trakcie trwania porodu, ograniczyć ingerencje medyczne tylko do sytuacji bezwzględnie jej wymagających, pozwolić na obecność osoby bliskiej jeśli rodząca wykaże taką chęć, inne Czy możesz stwierdzić na podstawie uzyskanych danych z karty pracy czy poród (przebiegający bez komplikacji i powikłań) powinien być traktowany jako choroba czy jako stan fizjologiczny? Uzasadnij swoją opinię. Nie mogę stwierdzić, bo mam za mało danych. Może być traktowany jako choroba jeśli występują komplikacje. Poród nie jest chorobą bo jest naturalną konsekwencją ciąży i jeśli kobieta i płód są zdrowi to mogą przejść przez poród siłami natury, wykorzystując między innymi siłę grawitacji. 5. Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka Pozycja dogodna dla rodzącej np. wertykalna Sprawniejsze oddychanie, lepsze natlenienie organizmu, niższy poziom stresu Szybszy poród, lepsze natlenienie dziecka przy przejściu przez kanał rodny Rodząca odpowiada za przebieg porodu, służby medyczne wspierają jedynie rodzącą Większa odpowiedzialność za przebieg porodu, empatia wobec rodzącego się dziecka Większy komfort dla rodzącego się dziecka

83 Poród konspekt zajęć edukacyjnych z przyrody Agata Zabadaj, Urszula Poziomek EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Kartoteka nauczyciela przykładowe, oczekiwane lub mogące się pojawić odpowiedzi uczniów na polecenia i pytania w karcie pracy Odpowiedzi te zaznaczono kolorem brązowym. Pytania i polecenia (karta nr 4) 1. Jakie korzyści i utrudnienia (dla rodzącej, dziecka, ojca, opieki medycznej) wiążą się z obecnością ojca rodzącego się dziecka przy porodzie w warunkach szpitalnych? Dla kogo korzyści utrudnienia rodzącej kobiety rodzącego się dziecka ojca dziecka służb medycznych Większe poczucie bezpieczeństwa, zacieśnianie więzi z partnerem Mniejszy stres u rodzącej, większy komfort (np. lepsze natlenienie) rodzącego się dziecka Poczucie współodpowiedzialności za przebieg porodu, wczesny i intymny kontakt z dzieckiem Większa stabilność emocjonalna rodzącej, dodatkowa osoba monitorująca rodzącą Skrępowanie wobec służby zdrowia, niepewność co do odczuć partnera... brak Nieznajomość własnych reakcji na sytuacje nietypowe, nowe, brak przygotowania na pewne naturalne procesy związane z porodem Konieczność zejścia na dalszy plan, bardziej dyskretnego monitorowania sytuacji 2. Czy Twoim zdaniem przygotowanie i udział w porodzie rodzinnym ma pozytywny wpływ na jakość związku między kobietą a mężczyzną? X Tak Nie 3. Uzasadnij swoje stanowisko w tej sprawie: Poród jest wydarzeniem pełnym emocji i wspólne przeżywanie go wzmacnia więzi między bliskimi osobami. 4. Czy fakt możliwej obecności ojca lub innej bliskiej osoby w czasie porodu świadczy o traktowaniu porodu jako stanu fizjologicznego czy też jako choroby? Uzasadnij swoją opinię. Proces fizjologiczny zazwyczaj w czasie choroby, szczególnie poważnej, osoby bliskie nie są w stanie zapewnić właściwej opieki, ich obecność jest potrzebna, ale tylko wtedy, kiedy nie zakłóca czynności medycznych. W czasie porodu obecność bliskiej osoby może całkowicie zastąpić wsparcie medyczne, a rodząca może urodzić tylko i wyłącznie siłami natury. 5. Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka Brak zbędnych ingerencji medycznych Obecność bliskiej osoby Zapewnienie spokoju i bezpieczeństwa rodzącej Może przyjąć optymalną dla siebie pozycję, swobodnie oddychać i wykorzystać siły naturalne, ma niższy poziom stresu Większe poczucie bezpieczeństwa, niższy poziom stresu Poczucie bezpieczeństwa, niższy poziom stresu Lepsze natlenienie organizmu dziecka. Jak wyżej Jak wyżej

84 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Nowe zadania PPP Materiał przygotowują pracownicy Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE oraz eksperci zewnętrzni Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych Instytutu Badań Edukacyjnych (PPP IBE) od ponad dwóch lat pracuje nad zadaniami narzędziami diagnostycznymi dla III etapu edukacyjnego, które w sposób nowoczesny, zgodny ze standardami europejskimi i światowymi będą diagnozowały poziom wiadomości i umiejętności uczniów w zakresie przedmiotów przyrodniczych, opisanych podstawą programową. Pracownia kontynuuje dzieło realizowane od roku 2008 przez Instutut Filozofii i Socjologii PAN w ramach projektu Polska PISA Spójność społeczna, przeciwdziałanie wykluczeniu i szanse rozwojowe. Oddziaływanie pomiaru edukacyjnego na system edukacji. Opracowanie formuły oceniania, która sprzyja rozwojowi złożonych umiejętności. Część opracowywanych narzędzi spełnia nie tylko funkcję diagnostyczną, ale również funkcję edukacyjną i może sprawdzić się jako materiał dydaktyczny w pracy z uczniami na zajęciach edukacyjnych. Wzorce, które służą PPP IBE do budowania narzędzi to przykładowo: odtajnione zadania międzynarodowego badania PISA, amerykańskiego egzaminu SAT czy angielskiego egzaminu po kursie A level. Niezwykle istotne dla Pracowni, w szczególności dla twórców zadań jest przestrzeganie wysokich standardów jakości narzędzi odbywa się to przez przeprowadzanie pilotaży, standaryzacji i wielokrotnej korekty, a także recenzowania ostatecznej formy przez wysokiej klasy specjalistów w zakresie danego przedmiotu. Ostateczna forma narzędzia, jaką można zobaczyć w publikacjach na stronie Bazy Narzędzi Dydaktycznych (BND): bnd.ibe.edu.pl to efekt mozolnej, trwającej niekiedy ponad rok pracy nad zadaniem. W BND znaleźć można odtajnione, równie wysokiej jakości zadania z kolejnych cykli prowadzonego przez PPP IBE badania Laboratorium myślenia. Zadania publikowane w BND są zamknięte, ale ich konstrukcja jest urozmaicona od prostych zadań wielokrotnego wyboru, poprzez zadania typu prawda/fałsz do zadań złożonych, na przyporządkowanie, wymagających przykładowo dobrania odpowiedniego uzasadnienia do wskazanej wcześniej odpowiedzi. Dzięki tej złożonej konstrukcji zadania mogą rozwijać i diagnozować umiejętności złożone uczniów 1, wbrew utrwalonej w wielu środowiskach edukacyjnych opinii, że nie jest to możliwe. Każde zadanie opatrzone jest komentarzem zawierającym: odniesienia do celów kształcenia i treści nauczania z podstawy programowej dla danego etapu edukacyjnego, omówienie możliwego sposobu dojścia do prawidłowego rozwiązania, zwracające uwagę na najczęściej popełniane przez uczniów błędy, rozkłady odpowiedzi diagnozowanych uczniów (tylko wtedy, gdy było ono standaryzowane lub przeszło badanie pilotażowe). Komentarze zawierają również sugestie wykorzystania zadania jako narzędzia diagnostycznego na teście lub jako dydaktycznego do pracy na lekcji. Warto czytając komentarze zwrócić uwagę na analizę najczęściej popełnianych przez uczniów błędów. Pokazują one często utrwalone w umysłach uczniów, błędne rozumienie procesu czy pojęcia (ang. miscon- 1 Umiejętności złożone w nauczaniu historii i przedmiotów przyrodniczych, praca zbiorowa pod redakcją B. Ostrowskiej, K. Spalika, Wydawnictwo IFiS PAN, Warszawa 2010, publikacja dostępna pod adresem: macje/artykul/549-umiejetnosci-zlozone-w-nauczaniu-historii- -i-przedmiotow-przyrodniczych. ception), którego poznanie może ułatwić nauczycielowi efektywne nauczanie. Zadania w Bazie Narzędzi Dydaktycznych są przeznaczone zarówno dla nauczycieli, jak i samych uczniów, którzy mogą testować swoje umiejętności z ich pomocą. Autorzy zadań przykładają dużą wagę do tego, by zadania były dla uczniów interesujące, by czytając wstęp do zadania uczeń miał możliwość dowiedzenia się czegoś ciekawego, nowego. PPP IBE jest świadoma ogromu potrzeb dydaktycznych nauczycieli przedmiotów przyrodniczych IV etapu edukacyjnego, związanych z wejściem w życie nowej podstawy programowej na tym etapie i już rozpoczęła prace nad konstrukcją zadań do zakresu podstawowego, których publikacja rozpocznie się w ciągu bieżącego roku. Specjalnie dla Czytelników Edukacji Biologicznej i Środowiskowej Pracownia będzie przygotowywać pakiety nowych, niepublikowanych nigdzie wcześniej zadań z biologii, chemii, fizyki i geografii (lub też międzyprzedmiotowych) wraz z komentarzami do publikacji w cyklu. Zadania będą selekcjonowane do EBiŚ pod kątem ich uniwersalności diagnostycznej i dydaktycznej. Oznacza to, że nawet jeśli zadanie będzie przypisane do treści programowej dla III etapu edukacyjnego, jego konstrukcja umożliwi również diagnozowanie lub kształtowanie umiejętności uniwersalnych, opisanych celami kształcenia zarówno dla III, jak i IV etapu kształcenia. Takie umiejętności to przykładowo: analiza danych, wnioskowanie, wyrażanie opinii wraz z merytorycznym jej uzasadnieniem, odróżnianie faktu od opinii, znajomość podstawowych procedur badawczych. Zadania powstały w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego.

85 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Biologia Zadanie Na rysunku przedstawiono cztery organizmy występujące w lesie. Ich nazwy wypisano w poniższej tabeli. Dla każdego z organizmów określ, czy jest on samożywny czy cudzożywny. organizm Komentarz cudzożywny czy samożywny? 1. brzoza cudzożywny / samożywny 2. hubiak (grzyb) cudzożywny / samożywny 3. mech cudzożywny / samożywny 4. koźlarz (grzyb) cudzożywny / samożywny Zadanie sprawdza podstawową wiedzę biologiczną aby prawidłowo je rozwiązać, uczeń powinien jedynie rozumieć, co oznaczają pojęcia organizm samożywny i organizm cudzożywny oraz wiedzieć, do której W I odcinku autorami koncepcji zadań są odpowiednio: z biologii dr Wojciech Grajkowski, pracownik naukowy PPP IBE, z geografii p. Dominik Marszał, nauczyciel przyrody, uczestnik szkoleń warsztatowych dla twórców zadań, organizowanych przez PPP IBE, z chemii p. Barbara Spietelun, studentka IV roku na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, stażystka w PPP IBE. Autorami komentarzy są odpowiednio: dr Wojciech Grajkowski (biologia), dr Tomasz Nowacki (geografia) i dr Małgorzata Musialik (chemia) pracownicy naukowi PPP IBE. z tych grup zaliczają się rośliny, a do której grzyby. Pewnym utrudnieniem jest jedynie dobór gatunków. Na dołączonym do zadania rysunku dwa z nich (brzoza i koźlarz) wyrastają bezpośrednio z gleby, natomiast dwa kolejne (mech i hubiak) rosną na pniu drzewa. Uczniowie, którzy nie w pełni rozumieli podział na organizmy samożywne i cudzożywne mogli zasugerować się tym zróżnicowaniem. Wyniki uzyskane podczas standaryzacji zadania na grupie 251 uczniów III klas gimnazjum sugerują, że w wielu przypadkach tak właśnie było. W wierszu pierwszym brzoza została poprawnie sklasyfikowana jako organizm samożywny przez 80% uczniów. Podobny wynik (82%) uzyskano dla wiersza drugiego, prawdopodobnie dlatego, że hubiak jest nie tylko grzybem, ale również pasożytem, co sprawia, że jego cudzożywność wydaje się uczniom bardziej oczywista. Niepokojące są natomiast wyniki uzyskane w kolejnych dwóch wierszach. Jedynie 42% uczniów oznaczyła mech jako organizm samożywny, 39% uczniów zaś prawidłowo wskazała, że koźlarz jest organizmem cudzożywnym. Jak wspomniano, taki rozkład odpowiedzi mógł być spowodowany tym, że na rysunku koźlarz wyrastał z gleby, a mech porastał korę drzewa. Przytoczone wyniki nie oznaczają niestety bynajmniej, że około 40% badanych potrafiło rozróżnić organizmy samożywne od cudzożywnych, ponieważ odsetek prawidłowych rozwiązań całego zadania wynosił zaledwie 21%. Można zatem przyjąć, że jedynie co piąty uczeń klasy III gimnazjum potrafi w praktyce rozróżniać organizmy samożywne od cudzożywnych. Jest to o tyle zaskakujące, że pojęcia te nie tylko są wprost wymienione w punkcie 1.5 Postawy Programowej ( Uczeń wymienia czynniki niezbędne do życia dla organizmów samożywnych i cudzożywnych; ocenia, czy dany organizm jest samożywny czy cudzożywny ), ale również przewijają się wielokrotnie w trakcie realizacji kolejnych działów. Samożywność i cudzożywność występują bowiem chociażby jako cechy charakterystyczne poszczególnych grup organizmów w dziale Systematyka (np. w punktach 3.5, 3.7 czy 3.8), pojawiają się także w dziale Ekologia w kontekście sieci troficznych (punkt 4.9). Aby lepiej zrozumieć przyczyny tak słabego wyniku uczniów, z dwanaściorgiem z nich przeprowadzono wywiady, w których pytano o tok rozumowania, który doprowadził ich do udzielenia w teście określonej odpowiedzi. W większości przypadków okazało się, że uczeń nie znał definicji pojęć samożywność i cudzożywność i próbował odgadnąć ich znaczenie na podstawie samego brzmienia słów. Samożywny oznaczał zatem według niektórych uczniów organizm, który sam się żywi czyli samodzielnie zdobywa pokarm. Pytanie badacza, czy w takim razie człowiek jest organizmem samożywnym, czy cudzożywnym okazywało się zwykle kłopotliwe, ujawniając dezorientację ucznia co do faktycznego znaczenia omawianych pojęć. Dopiero wskazanie powiązania samożywności ze zdolnością do fotosyntezy naprowadzało uczniów na właściwe rozwiązanie.

86 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Aby dokładniej zdiagnozować skalę problemu, kolejną grupę 263 uczniów poproszono o rozwiązanie następującego zadania: Do organizmów samożywnych zaliczamy: A) rośliny prowadzące fotosyntezę. B) wszystkie organizmy poza pasożytami. C) drapieżniki i roślinożerców. D) zwierzęta samodzielnie zdobywające pokarm. Rozkład wyboru poszczególnych odpowiedzi przedstawiał się w badanej próbie następująco: A 60%, B 10%, C 6%, D 19%. Prawidłowej odpowiedzi udzieliło 60% badanych, co nie jest wynikiem szczególnie dobrym, biorąc pod uwagę, jak elementarnego zagadnienia dotyczyło zadanie, jednak zdecydowanie lepszym niż uzyskane w poprzednim zadaniu 21%. Pokazuje to, że pytając wprost o wyuczone definicje uzyskujemy zafałszowany obraz rzeczywistej wiedzy uczniów. Okazuje się bowiem, że chociaż 60% badanych było w stanie wybrać spośród czterech możliwości właściwą definicję pojęcia organizm samożywny, to posłużyć się nim w praktyce potrafiło już zaledwie 21%. Jeśli zatem chcemy rzeczywiście poznać poziom wiedzy uczniów, powinniśmy jak najczęściej stosować zadania osadzone w realnym kontekście, zamiast tych odwołujących się jedynie do abstrakcyjnych regułek i definicji. Geografia Wstęp do zadań 1 i 2 Dolina rzeki Łabędziej Bronek wybiera się z kolegami na ryby. Mają zamiar wędkować w 3 różnych miejscach. Chłopiec opracował mapę, na zdjęciu satelitarnym oznaczył parking, planowaną trasę wyprawy, planowane miejsca połowu oraz granicę parku krajobrazowego. Zadanie 1 Bronek w trakcie pracy nad mapą korzystał z ulotki Wędkowanie w Parku Krajobrazowym Jeziora Prawego Brzegu Doliny Rzeki Łabędziej. Jakie informacje można odczytać analizując mapę? Zaznacz odpowiednie miejsca w tabeli. 1 2 Na podstawie mapy można określić kierunek geograficzny, w którym płynie rzeka wzdłuż granicy parku. położenie źródła rzeki Łabędziej względem punktu 2. Czy można określić? o X Tak / o Nie o Tak / o X Nie

87 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Komentarz do zadania 1 Zadanie wymaga analizy i interpretacji materiału ilustracyjnego. Kluczem do udzielenia poprawnej odpowiedzi w pierwszym wierszu zadania jest dostrzeżenie, iż kierunek biegu rzeki, można zidentyfikować na podstawie informacji opisowej zawartej w nazwie parku krajobrazowego Jeziora Prawego Brzegu.... Należy także upewnić się czy wiemy jaką orientację ma zdjęcie. Poprawne wykonanie zadania i wskazanie odpowiedzi tak wymaga więc umiejętności złożonego rozumowania, z tą częścią zadania poradziło sobie 59,7% badanych uczniów. Drugi wiersz zadania sprawdza, czy uczeń utożsamia bieg rzeki na całej długości z widocznym na zdjęciu odcinkiem. Na niewidocznym fragmencie (od źródła do granicy zdjęcia) rzeka mogła wielokrotnie zmieniać kierunek swojego biegu, a zatem jej źródło może znajdować się w miejscu, którego nie jesteśmy w stanie określić, a poprawną odpowiedzią jest nie. W tej części zadania także wymaga się od ucznia umiejętności złożonego rozumowania, poprawnej odpowiedzi udzieliło jedynie 43,5% badanych. Z prawidłowym rozwiązaniem całego zadania poradziło sobie 37% przebadanych uczniów. Zadanie bada umiejętności, które są ćwiczone na różnych etapach nauczania przyrody i geografii. W szkole podstawowej, zgodnie z podstawą programową, uczeń powinien obserwować zjawiska zachodzące w cieku wodnym (...), rozróżniać prawy i lewy brzeg (wymagania szczegółowe, punkt 4.8), w gimnazjum zgodnie z zapisem punktu 1.4 wymagań szczegółowych identyfikuje położenie i charakteryzuje odpowiadające sobie obiekty geograficzne na fotografiach, zdjęciach lotniczych i satelitarnych. W szkole ponadgimnazjalnej, podstawa programowa dla rozszerzenia geografii zawiera wymagania szczegółowe dotyczące hydrosfery, a w nich pkt 4.3 uczeń charakteryzuje sieć rzeczną (...). Zadanie 2 Chłopcy zastanawiają się, czy złowią gatunki ryb charakterystyczne dla wód płynących, czy stojących Oceń typ wód zaznaczając odpowiednie miejsca w tabeli. Komentarz do zadania 2 stojące wody płynące 1 Miejsce wędkowania 1. ox o 2 Miejsce wędkowania 2. o ox 3 Miejsce wędkowania 3. ox o Zadanie sprawdza umiejętność odczytywania informacji z materiału graficznego, w tym przypadku zdjęcia satelitarnego. Zadaniem ucznia jest odróżnienie wód płynących od stojących, można o tym wnioskować, sprawdzając czy dany akwen łączy się z głównym nurtem rzeki. Nie wymaga to przeprowadzania skomplikowanego toku rozumowania, a jedynie uważnego odczytania informacji graficznej, co potwierdziły dość wysokie wyniki jakie osiągnęli uczniowie rozwiązujący to zadanie. Ocena wód znajdujących się w miejscach oznaczonych numerami 1 i 2 okazała się dla przeważającej większości uczniów łatwa. Poprawnej odpowiedzi udzieliło odpowiednio: dla miejsca 1 (wody stojące) 75,3% uczniów, dla miejsca 2 (wody płynące) 74,7%. Większe trudności pojawiły się przy łowisku numer 3 (wody stojące) 44,2%. Uczniowie być może rozpoznawali w tym miejscu starorzecze, ale mieli wątpliwość, czy uznać je za wody stojące czy płynące, gdyż znajduje się dość blisko nurtu rzeki. Całe zadanie rozwiązało poprawnie 31,8% uczniów. Także to zadanie bada umiejętności, które są ćwiczone na różnych etapach nauczania. Podstawy programowe nauczania geografii w gimnazjum i w szkole ponadgimnazjalnej (poziom rozszerzony) zawierają wymagania szczegółowe dotyczące czytania i interpretacji różnych źródeł informacji geograficznej, w tym także zdjęć satelitarnych. Ponadto w szkole ponadgimnazjalnej, uczniowie realizujący zakres rozszerzony geografii powinni charakteryzować sieć rzeczną i typy genetyczne jezior (...) (wymagania szczegółowe, pkt 4.3). Podsumowując oba zadania należy zauważyć, że ten sam materiał graficzny może posłużyć do ułożenia zadań o różnym stopniu trudności, co może być przydatne w ramach dostosowywania wymagań do indywidualnych potrzeb uczniów.

88 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Chemia Zadanie Kinga przeczytała na opakowaniu płatków śniadaniowych, że zawierają one truskawki liofilizowane. Zaciekawiona zaczęła szukać informacji na ten temat i znalazła taką definicję: Liofilizacja to suszenie zamrożonych substancji w obniżonej temperaturze i pod zmniejszonym ciśnieniem w procesie sublimacji (tekst: B. Spietelun). Przeanalizuj tekst i oceń prawdziwość poniższych informacji: Lp. Informacja 1. Proces liofilizacji truskawek polega na usunięciu z nich wody. 2. W czasie liofilizacji woda nie zmienia swojego stanu skupienia. 3. Liofilizacja truskawek powoduje zmniejszenie ich masy. Komentarz Prawda czy fałsz? Prawda / Fałsz Prawda / Fałsz Prawda / Fałsz Celem suszenia owoców jest obniżenie zawartości wody do poziomu uniemożliwiającego rozwój bakterii i grzybów oraz zachodzenie procesów biochemicznych niekorzystnych z punktu widzenia trwałości produktu. Liofilizacja, czyli suszenie sublimacyjne zamrożonych substancji, jest ważną metodą usuwania wody z produktów mało odpornych na obróbkę cieplną (np. owoców, warzyw, szczepionek i leków). Produkty są najpierw zamrażane w temperaturze poniżej 0 C, a następnie podlegają sublimacji w próżni. Parowanie wody następuje bezpośrednio z kryształów lodu, przy znacznie obniżonym ciśnieniu (rzędu Pa), niezbędnym do uzyskania odpowiedniej szybkości sublimacji rozpuszczalnika. Owoce liofilizowane, ze względu na łatwość przechowywania i wysoką zawartość niezbędnych składników odżywczych, są cennym składnikiem produktów żywnościowych o długim terminie przydatności do spożycia. Tematyka zadania powinna zainteresować uczniów, ponieważ z jednej strony dotyczy produktów żywnościowych, z którymi uczniowie stykają się na co dzień, a z drugiej strony pokazuje, że zjawiska i procesy omawiane na lekcjach (w tym przypadku przemiany fazowe wody) znajdują praktyczne zastosowanie w życiu codziennym, np. do konserwacji żywności. Uczniów może też zainteresować aspekt zdrowotny żywności konserwowanej za pomocą liofilizacji. Aby prawidłowo odpowiedzieć na pytania postawione w tym zadaniu, uczeń powinien: rozumieć, że proces suszenia polega na usunięciu wody z substancji (wiersz 1); rozumieć, że woda ulega przemianom fazowym i że zamrożenie truskawek oznacza zmianę stanu skupienia wody z ciekłego w stały, a w wyniku sublimacji woda przejdzie ze stanu stałego w stan gazowy, z pominięciem stanu ciekłego (wiersz 2); rozumieć, że usunięcie wody z produktu (truskawek) spowoduje zmniejszenie jego masy (wiersz 3). W zadaniu tym badana jest umiejętność wnioskowania na podstawie posiadanych wiadomości i analizy tekstu. Jak odpowiadali uczniowie? Standaryzację zadania przeprowadzono na grupie 97 uczniów z III klasy gimnazjum. W tabeli obok przedstawiono rozkład procentowy odpowiedzi uczniów na pytania postawione w poleceniu do zadania. Odsetek uczniów, którzy odpowiedzieli poprawnie na pytanie 1 dotyczące istoty procesu liofilizacji, wyniósł 75,3%. Odpowiedź błędna mogła być wynikiem Lp. Informacja Prawda czy fałsz? 1. Proces liofilizacji truskawek polega na usunięciu z nich wody. 2. W czasie liofilizacji woda nie zmienia swojego stanu skupienia. 3. Liofilizacja truskawek powoduje zmniejszenie ich masy. Prawda (75,3%) / Fałsz (23,7%) Prawda (20,6%) / Fałsz (78,4%) Prawda (73,2%) / Fałsz (25,8%) braku zrozumienia, na czym polega proces suszenia. Uczniowie mogli też kojarzyć suszenie jako proces odparowywania zachodzący w podwyższonej temperaturze, w strumieniu ciepłego powietrza, a nie z sublimacją lodu w obniżonej temperaturze. Ponadto, na błędną odpowiedź mógł wpłynąć brak znajomości przemian fazowych wody. Z kolei 78,4% uczniów udzieliło prawidłowej odpowiedzi na pytanie w wierszu 2, poprawnie kojarząc proces mrożenia i sublimacji jako zmianę stanu skupienia wody. Uczniowie, którzy wybrali błędną odpowiedź, mogli nie rozumieć, że proces mrożenia i sublimacji dotyczył wody zawartej w owocach. Ponad 70% uczniów wyciągnęło logiczny wniosek, że skutkiem suszenia/ sublimacji wody z truskawek będzie zmniejszenie masy owoców. Na udzielenie błędnej odpowiedzi mogły wpłynąć takie czynniki, jak brak zrozumienia, że skutkiem liofilizacji truskawek jest usunięcie z nich wody. Całe zadanie zostało prawidłowo rozwiązane przez 53,6% uczniów. Największą trudność sprawiło uczniom pytanie dotyczące wpływu suszenia na masę truskawek (wiersz 3), a najłatwiejsze okazało się pytanie dotyczące zmian stanu skupienia wody (wiersz 2).

89 Nowe zadania PPP Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Prezentowane zadanie było pierwotnie przeznaczone dla III etapu edukacyjnego z przypisanymi następującymi wymaganiami z podstawy programowej: Cele kształcenia wymagania ogólne: 1.1. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno-komunikacyjnych Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych. Treści nauczania wymagania szczegółowe: 1.3. Substancje i ich właściwości. Uczeń obserwuje mieszanie się substancji; opisuje ziarnistą budowę materii; tłumaczy, na czym polega zjawisko dyfuzji, rozpuszczania, mieszania, zmiany stanu skupienia; planuje doświadczenia potwierdzające ziarnistość materii Reakcje chemiczne. Uczeń opisuje różnice w przebiegu zjawiska fizycznego i reakcji chemicznej; podaje przykłady zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących w otoczeniu człowieka. Ze względu na uniwersalny charakter badanej umiejętności, a także spójność celów kształcenia z innymi etapami edukacyjnymi, zadanie to można wykorzystać przy realizacji następujących podpunktów z podstawy programowej: dla przedmiotu chemia IV etap edukacyjny, poziom podstawowy: 3.5. Chemia wspomaga nasze zdrowie. Chemia w kuchni. Uczeń wyjaśnia przyczyny psucia się żywności i proponuje sposoby zapobiegania temu procesowi; przedstawia znaczenie i konsekwencje stosowania dodatków do żywności, w tym konserwantów. dla przedmiotu fizyka III etap edukacyjny: 2.9. Energia. Uczeń opisuje zjawiska topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji.

90 Recenzja płyty Marcin Chrzanowski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Recenzja płyty Here comes Science zespołu They Might Be Giants Marcin Chrzanowski Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych, Instytut Badań Edukacyjnych Muzyka i taniec zawsze budzą emocje i zajmują wyjątkowe miejsce w życiu młodych ludzi. Muzyka stanowi szczególną formę wyrazu i jako odrębna forma języka pozwala się im określić, wypowiedzieć i niejednokrotnie zamanifestować swoją postawę, poglądy, czy też zdanie na jakiś temat. Potwierdzenie tych słów można znaleźć przeglądając raporty dotyczące badań zainteresowań polskiej młodzieży gimnazjalnej w większości można znaleźć informację, że polscy gimnazjaliści w czasie wolnym słuchają muzyki. Nauczyciele mogą w prosty sposób przekuć zainteresowania muzyczne swoich uczniów na głębsze zainteresowanie naukami przyrodniczymi. W jaki sposób jednak przemycić modę na przyrodę? To, co oddajemy uczniom do rąk, musi być odpowiednio opakowane materiał muzyczny musi być nośny, a teledyski dowcipne i zróżnicowane, zarówno w formie i w treści, żeby młody widz szybko się nimi nie znudził. Nauczyciele z pewnością są świadomi wszystkiego, co napisałem powyżej. Jak zauważyłem na prowadzonym przeze mnie blogu, dotyczącym nauczania chemii oraz przedmiotów przyrodniczych 1, przeciętnie raz dziennie wśród fraz z wyszukiwarek, po których na niego trafiano, pojawia się hasło fajna piosenka o.... W mojej płytotece mam wydawnictwo, które mogłoby zainteresować wszystkich nauczycieli przedmio- 1 URL: tów przyrodniczych poszukujących ciekawych piosenek do wykorzystania w trakcie lekcji. Here comes Science to 14. z kolei i 3. jeśli chodzi o zagadnienia edukacyjne album studyjny wydany przez zdobywców nagrody Grammy, amerykański duet They Might Be Giants. Płyta, będąca niezwykłym muzycznym kolażem, zawiera 19 utworów i została wydana w postaci pakietu CD wraz z płytą DVD. Na DVD znajdują się animowane teledyski do każdej z piosenek. Ponadro teledyski te są dostępne na portalu YouTube. Album jest niezwykle zróżnicowany tematycznie. Poruszane są w nim zagadnienia ponadprzedmiotowe, takie jak metodologia prowadzenia eksperymentów, jak również przedmiotowe, np.: fotosynteza, występowanie i zastosowanie pierwiastków chemicznych w życiu czy stany skupienia materii. W wywiadzie opublikowanym na portalu Fredericksburg.com jeden z wokalistów grupy, John Flansburgh, przyznał, że jako uczeń był bardzo słaby z przedmiotów przyrodniczych 2. Między innymi dlatego zespół zdecydował się skonsultować poprawność merytoryczną tekstów. Doradzał im Eric Siegel 3, kierownik The New York Hall of Science (Nowojorski Salon Nauki, centrum nauki i technologii) 4. Materiał na płycie nie stanowi oczywiście zwartego i wyczerpującego kursu. Może jednak być ciekawym urozmaiceniem lekcji, przede wszystkim z punktu widzenia uczniów. Teksty piosenek są dowcipne, a teledyski zróżnicowane w stylu i formie, dzięki czemu łatwo zapadają w pamięć. Zdecydowanym atutem płyty jest sama warstwa dźwiękowa muzyka, której młodzi ludzie nie będą się wstydzili słuchać: od alternatywy, 2 URL: 3 URL: -gel. 4 URL: przez punk rock czy pop z elementami dance aż do fragmentu przypominającego klasyczną fugę. Piosenki są wykonane po angielsku. Płytę można więc polecić nauczycielom uczącym przedmiotów przyrodniczych w tym języku, nauczycielom prowadzącym zajęcia pozalekcyjne albo po prostu samym uczniom do pracy w domu. Sposób przedstawienia problemów w piosenkach oraz na filmach wydaje się najbardziej odpowiedni dla gimnazjalistów. Nie oznacza to jednak, że nie sprawi ona wiele przyjemności również młodszym czy starszym uczniom. Płyta nie jest dostępna w polskich sklepach, ale można ją zamówić przez Internet w najpopularniejszych zagranicznych księgarniach i sklepach muzycznych (m.in. Amazon) 5. Wystarczy jednak dostęp do Internetu, gdyż wszystkie teledyski z tej płyty można obejrzeć w serwisach umożliwiających bezpłatne umieszczanie i oglądanie filmów, m.in. na YouTube. 5 URL:

91 Recenzja płyty Marcin Chrzanowski EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Lista utworów z płyty Here comes Science z wolnym tłumaczeniem autora niniejszego tekstu tytułów utworów na język polski oraz adresami internetowymi stron, na których umieszczone zostały teledyski z opisywanego krążka Zrzuty z oficjalnych teledysków: Meet the Elements i Put It to the Test 1 Science Is Real Nauka jest prawdziwa 2 Meet the Elements Poznaj pierwiastki 3 I Am a Paleontologist Jestem Paleontologiem 4 The Bloodmobile Krwiomobil 5 Electric Car Samochód elektryczny 6 My Brother the Ape Mój brat Małpa 7 What Is a Shooting Star? Co to jest spadająca gwiazda? 8 How Many Planets? Ile jest planet? 9 Why Does the Sun Shine? Dlaczego Słońce świeci? 10 Why Does the Sun Really Shine? Dlaczego Słońce naprawdę świeci? 11 Roy G. Biv Roy G. Biv piosenka o tęczy 12 Put It to the Test Przeprowadź test 13 Photosynthesis Fotosynteza 14 Cells Komórki 15 Speed and Velocity Prędkość oraz szybkość 16 Computer Assisted Design Projektowanie wspomagane komputerowo 17 Solid Liquid Gas Stały, ciekły, gazowy 18 Here Comes Science Nadciąga nauka 19 The Ballad of Davy Crockett (in Outer Space) Ballada o Davym Crockecie

92 Recenzja książki Mirosława Parlak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Recenzja książki Pomagamy dzieciom w badaniu świata M. Kwaśniewskiej i W. Żaby-Żabińskiej Mirosława Parlak Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach Pomagamy dzieciom w badaniu świata, M. Kwaśniewska, W. Żaba-Żabińska, wydawca: Grupa Edukacyjna S.A., Kielce 2012 (skan okładki ze strony: okazje.info) We wczesnej edukacji coraz większą uwagę zwraca się na przeprowadzanie przez dziecko operacji myślowych, mniejszą zaś na kształtowanie wiedzy pamięciowej. Funkcja poznawcza w takim właśnie wymiarze ma być realizowana we wszystkich dziedzinach i obszarach edukacji. Myślenie rozwija się na drodze własnej działalności dziecka, w toku rozwiązywania problemów. Rola nauczyciela polega na pobudzaniu aktywności wychowanków, wprowadzaniu ich w takie sytuacje, w których wychowankowie dostrzegają problemy, zainteresują się nimi i chcą je rozwijać na miarę swoich możliwości. Dzięki rozwiązywaniu problemów dziecko rozumie związki i zależności zachodzące w otaczającym świecie, uczy się funkcjonować w środowisku. Rozwiązywanie problemów wymaga od ucznia wykazania się umiejętnościami wykorzystania zdobytej wiedzy. W umyśle dziecka zachodzą więc różnorakie procesy, takie jak: przewidywanie, planowanie, sprawdzanie, ocenianie, wnioskowanie i inne, czemu towarzyszy przypominanie, wyobrażanie, analiza i synteza, porównywanie. Zadaniem nowoczesnej edukacji jest organizowanie takich sytuacji, w których zaangażowane zostanie myślenie dziecka. Istnieje więc zapotrzebowanie na literaturę, w której nauczyciele znaleźć mogą stosowne informacje oraz inspiracje do efektywnej pracy. W odpowiedzi na potrzeby praktyki edukacyjnej nakładem Wydawnictwa Grupa Edukacyjna S.A. ukazała się godna polecenia książka Małgorzaty Kwaśniewskiej i Wiesławy Żaby-Żabińskiej Pomagamy dzieciom w badaniu świata. Zabawy badawcze. Omawiana pozycja jest książką wyjątkową. Stanowi bowiem wyjątek wśród publikacji z zakresu pedagogiki przedszkolnej. Jest ona dedykowana nie tylko nauczycielom wychowania przedszkolnego, lecz i rodzicom, którzy mogą w niej znaleźć przykłady zabaw angażujących aktywność dzieci oraz inspiracje do realizowania własnych pomysłów w tym zakresie. Książka składa się z czterech części. Pierwsza z nich stanowi wartościową podbudowę teoretyczną prezentowanych poglądów przybliża nauczycielom prawidłowości rozwoju dzieci, szczególnie zaś wyjaśnia dziecięcą potrzebę poznawania i doświadczania świata. Autorki ukazują możliwości organizowania w przedszkolu oraz w warunkach domowych zabaw badawczych, których zadaniem jest poznawanie przez dzieci różnorodnych zjawisk z zakresu przyrody nieożywionej. Przedstawione przez Autorki założenia teoretyczne są wstępem do kolejnego rozdziału, poświęconego przedstawieniu roli, jaką mają do spełnienia dorośli w zaspokajaniu naturalnej dziecięcej potrzeby poznawania otaczającej rzeczywistości. Zgadzają się one m.in. z poglądami Jeana Piageta na temat warunków efektywności kształcenia i wpisania działań nauczyciela w naturalne procesy życiowe dziecka: należy stworzyć dziecku takie warunki, które w jak najlepszy sposób stymulować jego rozwój we wszystkich sferach. Przytaczając poglądy psychologów Autorki przedstawiają warunki niezbędne do zorganizowania takiego środowiska, które ma zaspokajać potrzeby poznawcze dziecka. W tej części publikacji Autorki przedstawiają również istotne wskazania metodyczne, które powinny obowiązywać nauczycieli wychowania przedszkolnego podczas organizowania sytuacji edukacyjnych służących wspomaganiu dzieci w procesie poznawania świata. Działania nauczyciela, mając charakter etapowy, powinny przebiegać w następującej kolejności (s ): 1) diagnoza poziomu rozwoju dzieci, 2) organizacja warunków, 3) sytuacja wyjściowa, 4) pierwsze pomysły dzieci, 5) doświadczanie, badanie, eksperymentowanie, 6) wyciąganie wniosków, 7) wyjaśnienie nauczyciela, 8) praktyczne odniesienia, 9) sprawdzenie poziomu przyswojonej wiedzy, 10) wzmacnianie motywacji do dalszych poszukiwań. Autorki wyczerpująco opisują konkretne działania, jakie powinny podejmować nauczyciele, aby osiągnąć

93 Recenzja książki Mirosława Parlak EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ zamierzenia wskazane w kolejnych etapach, które będą pomocne nauczycielowi w ich organizacji. W rozdziale trzecim książki podjęto trud przedstawienia klasyfikacji zabaw służących rozwijaniu umiejętności badawczych dzieci. Znalazły tu miejsce podziały i charakterystyki zabaw znanych z literatury przedmiotu: klasyfikacja Bożeny Muchackiej oraz zabawy zaproponowane przez D. Chauvela i V. Michael. Autorki zwracają uwagę, że ich wspólnym mianownikiem jest (...) dążenie do rozbudzania dziecięcej ciekawości poprzez bezpośredni kontakt z wybranymi zjawiskami (s. 23). Oprócz wyżej wymienionych klasyfikacji w tej części książki znalazła też miejsce koncepcja własna Autorek. Przedstawione są w niej zagadnienia mające na celu zapoznanie dzieci na drodze ich własnej aktywności badawczej ze zjawiskami przyrody nieożywionej przede wszystkim z zakresu fizyki i w mniejszym stopniu z chemii. Przyjęta przez Autorki tematyka stanowi największą wartość prezentowanej koncepcji, bowiem nauczyciele nie zawsze ją doceniają, zapominając, że obie dyscypliny wiedzy fizyka i chemia tłumaczą wszystko, co dzieje się wokół nas. Ponadto realizacja problematyki dotyczącej powyższych dziedzin stwarzać może problemy zarówno natury metodycznej, jak i merytorycznej. W czwartym, ostatnim rozdziale prezentowanej pozycji znalazły miejsce przykłady szczegółowo zaplanowanych sytuacji edukacyjnych, uszeregowanych według konkretnych zagadnień. W każdej z prezentowanych sytuacji edukacyjnych określone zostały cele zajęć oraz niezbędne środki dydaktyczne. Autorki proponują zajęcia, których przedmiotem poznania przez dzieci mogą być następujące rzeczy i zjawiska (s ): ruch ciał, tarcie, siła tarcia, fale dźwiękowe, prawo powszechnego ciążenia, siła wyporu, stany skupienia substancji, przemiany fazowe: parowanie, skraplanie, sublimacja, resublimacja, topnienie, krzepnięcie, I zasada termodynamiki, przemiany gazowe, odbicie i załamanie światła, rozszczepienie światła białego, zwierciadła, przyciąganie elektrostatyczne, właściwości magnetyczne materii, prąd przemienny, fale elektromagnetyczne, rozpuszczalność substancji, chromatografia cieczowa. Dodatkowym walorem przedstawionych propozycji są przygotowane dla nauczyciela najważniejsze zagadnienia merytoryczne z zakresu poznawanych przez dzieci zagadnień. Istotny jest też fakt, że Autorki nie poprzestają na jednej propozycji, oferują kilka przykładowych zabaw, aby nauczyciel mógł wybrać taką, jaka najlepiej przystaje do indywidualnych warunków, w których prowadzą zajęcia. Książkę kończy zestawienie literatury szczególnie polecanej nauczycielom. Omawiana książka z całą pewnością zainteresuje pedagogów, a także kandydatów przygotowujących się do tego zawodu. Nie ulega wątpliwości, że powinna znaleźć poczesne miejsce w biblioteczce każdego nauczyciela.

94 Recenzja książki Wiesław Stawiński EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Recenzja książki Edukacja środowiskowa Ryszarda Kowalskiego Prof. Wiesław Stawiński Autorem prezentowanej książki jest dr Ryszard Kowalski, kierownik Zakładu Edukacji Biologicznej i Ochrony Przyrody Instytutu Biologii na Wydziale Przyrodniczym Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach. Jak sam wyjaśnia w rozdziale wstępnym: Książka ta jest subiektywnym spojrzeniem jej autora na zmieniające się relacje ludzi do przyrodniczego i społecznego otoczenia. Dotyczy ona wybranych problemów ekologii człowieka, ze szczególnym uwzględnieniem związków z przyrodą, a w mniejszym stopniu procesów społecznych opisywanych przez socjologów, pedagogów i psychologów. Treść jej jest oparta na analizie wyników wieloletnich badań autora oraz obserwacji, przemyśleń i doświadczeń nabytych w pracy dydaktycznej, działalności społecznej i organizacyjnej, prowadzonej przez niego w kilku uczelniach oraz pracy społecznej w LOP, Straży Ochrony Przyrody i in. organizacjach. Autor podaje własną zasługującą na upowszechnienie rozszerzoną definicję edukacji środowiskowej. Na podkreślenie zasługuje też głębokie osadzenie książki w literaturze naukowej i beletrystycznej oraz konfrontacja teoretycznych podstaw edukacji środowiskowej z realnym życiem edukowanej społeczności uczniów, rodziców, nauczycieli, studentów, członków samorządów i instytucji kościelnych. Teksty zawarte w książce stanowią zarazem zwarty system informacji przekazywanych studentom i aktywnie nabywanych Edukacja środowiskowa. Wybrane zagadnienia z osobistą refleksją, R. Kowalski, wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczo- Humanistycznego w Siedlcach, Siedlce 2012, ss. 336 i 12 stron ilustr. (skan okładki od autora recenzji) przez nich w toku procesu dydaktycznego wykładów, ćwiczeń praktycznych i dyskusji. Postulat dawania przykładu przez edukatorów, rodziców i przedstawicieli władz samorządowych i państwowych jest stale aktualny, gdyż słowa płyną a przykłady pociągają oczywiście dobra przykłady! Tak, książka pisana jest nie tylko głową, lecz i sercem. Prowokuje do rzetelnej dyskusji nad treścią i formą edukacji środowiskowej. Zachęca do jej przeczytania przez wszystkich zaangażowanych w prace nad jej doskonaleniem a więc przez studentów, nauczycieli, pracowników dydaktycznych i naukowych oraz decydentów w MEN i MNiSW.

95 Nowości ze świata nauki Redakcja i Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Nowości ze świata nauki Czego amerykańscy naukowcy NIE odkryli? W audycjach telewizyjnych i radiowych cały czas słyszymy, że amerykańscy naukowcy odkryli niesamowite zjawiska i prawa natury. A co robią uczeni z innych krajów? O nich czasem usłyszymy, ale chyba stanowczo za rzadko, dlatego w tej właśnie rubryce będziemy opisywać najnowsze odkrycia naukowców z całego świata. Depesze przygotowały: Redakcja i Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE Balsam na regenerację kości Chemicy z Universität Duisburg-Essen (UDE) opracowali pastę z nanocząstek, która umożliwia szybszą regenerację uszkodzonych kości. W skład pasty wchodzą syntetyczne nanocząstki fosforanu wapnia wraz z fragmentami DNA zawierającymi geny kodujące dwa białka, które stymulują rozrost tkanki kostnej i tworzenie się w niej nowych naczyń krwionośnych (Chernousova i wsp., 2013). Leczenie złamań i ubytków kości powstałych w wyniku wypadku lub operacji usunięcia guza stanowi duże wyzwanie w medycynie klinicznej. Profesor Matthias Epple, kierownik zespołu chemików odpowiedzialnego za badania nad pastą przyspieszającą regenerację kości, wyjaśnia że terapie alternatywne takie jak przeszczep kości z innych części ciała pacjenta oraz leczenie z użyciem syntetycznego fosforanu wapnia, mają skutki uboczne w postaci zwiększonego ryzyka infekcji, długiego czasu odbudowy kości oraz niskiej stabilności mechanicznej nowej tkanki kostnej. Zespół badaczy połączył właściwości kościotwórcze syntetycznych nanocząstek fosforanu wapnia (głównego budulca kości) z dodatkową stymulacją wzrostu kości za pomocą DNA transfekowanego do komórek sąsiadujących z miejscem iniekcji pasty. Po wstrzyknięciu w miejsce ubytku, nanocząstki są wchłaniane przez sąsiadujące komórki, węglan wapnia ulega rozpuszczeniu w kwaśnym środowisku lizosomów, a DNA zostaje uwolnione do wnętrza komórek i wbudowane do ich genomu. Komórki z wprowadzonym DNA zaczynają wytwarzać czynniki wzrostu, które przyspieszają wzrost kości i redukują czas potrzebny na rekonwalescencję pacjenta. Kluczowe w tej terapii są geny dwóch czynników wzrostu: białka morfogenetycznego kości (BMP-7), które stymuluje komórki kościotwórcze oraz czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF-A), który pobudza wzrost naczyń krwionośnych odżywiających komórki kości. Epple spodziewa się długotrwałego efektu stymulującego wzrost kości, który będzie się utrzymywał w ciągu miesięcy, a nawet lat potrzebnych do całkowitego wyleczenia urazu. Nie będzie też konieczne powtarzanie iniekcji z nanopastą w miejsce ubytku kości. Badacze z UDE mają nadzieję, że ich odkrycie będzie za kilka lat wykorzystywane w traumatologii i leczeniu osteoporozy. Małgorzata Musialik, PPP Ryc. Sposób działania pasty regenerującej kości Pasta z nanocząstek fosforanu wapnia (oznaczonego jako CaP) i DNA, stabilizowana karboksymetylocelulozą (CMC), jest wstrzykiwana w miejsce ubytku kostnego. W wyniku ekspresji białek BMP-7 i WEGF-A powstaje nowa tkanka kostna wraz z naczyniami krwionośnymi (źródło: Chernousova i wsp., 2013). Literatura Chernousova S, Klesing J, Soklakova N, Epple M (2013). RSC Adv. DOI /C3RA23450A bone-paste-material.

96 Nowości ze świata nauki Redakcja i Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Kałamarnice potrafią... latać Fakt, że kałamarnice wyskakują z wody znano już ponad pół wieku temu. Jednak dopiero teraz japońscy naukowcy z Uniwersytetu Hokkaido odkryli, że potrafią one... latać. W fazie odrzutowej i szybowania zwierzęta te mają rozłożone płetwy. Dzięki temu mogą regulować właściwości aerodynamiczne lotu o długości ok. 30 m, odbywającego się z prędkością ok. 10 m/s, a nawet przyspieszać. Zazdrościmy ptakom, że tak swobodnie latają po niebie. Ale lot ptaszorowatych (tzw. ryb latających) nie wygląda już tak beztrosko... I nic w tym dziwnego, ponieważ decydują się one na latanie najczęściej wtedy, kiedy są atakowane przez drapieżnika! Ale czy wiedzieli Państwo, że wśród zwierząt zamieszkujących oceany świata nie tylko ptaszorowate mają zdolności do latania? Odkrycie japońskich naukowców z Uniwersytetu Hokkaido jest niezwykłe. Byli oni świadkami tego, jak kałamarnice z rodzaju strzalikowatych (Ommastrephidae) lataja. Jak sami przyznają, powołując się na liczne publikacje, wyskakiwanie kałamarnic z wody było znane już w 1949 r., ale nikt do tej pory nie zdołał jednoznacznie nazwać tego zjawiska lot czy skok? Pytanie niby banalne, ale jakoś to zjawisko trzeba przecież nazwać. Lataniem określa się ruch zwierzęcia w powietrzu, w trakcie którego występuje czynne sterowanie siłami aerodynamicznymi (Dudley i wsp., 2007). Zgodnie z tą definicją można z pewnością stwierdzić, że żaby nie lataja, lecz skacza. W takim razie jak jest z tymi kałamarnicami? Kota Muramatsu wyjaśnia fenomen lotu kałamarnic (w tle na monitorze: lecąca ławica) Źródło: NHK World, Uczeni, żeby przekonać się o tym tajemniczym zachowaniu strzalikowatych, po prostu wypłynęli na morze i zrobili wiele zdjęć korzystając z lustrzanek. Tak, takich zwykłych lustrzanek, z których wielu amatorów fotografii korzysta! Z pewnością najbardziej zajmującą częścią pracy naukowców była analiza ogromnej liczby zdjęć, na których uwieczniono w sumie aż 1459 kałamarnic. Wśród nich była tylko jedna wynurzająca się z wody, 14 kałamarnic w fazie odrzutowej, aż 1355 szybujących i 89 nurkujących. Dlaczego naukowcy zdołali utrwalić na zdjęciu tylko jedno zwierzę wyskakujące z wody? Wytłumaczenie tego jest wyjątkowo proste: kałamarnice pojawiały się nagle i nieoczekiwanie na powierzchni wody pod ostrym kątem (Muramatsu i wsp., 2013). Dokładna analiza zdjęć pozwoliła naukowcom z Uniwersytetu Hokkaido stwierdzić, że kałamarnice wynurzające się z wody i nurkujące z powrotem mają złożone płetwy. Za to odkryli oni, że zwierzęta w fazie odrzutowej i szybowania mają rozłożone płetwy i mogą regulować właściwości aerodynamiczne lotu o długości ok. 30 m odbywającego się z prędkością ok. 10 m/s. Okazało się również, że w fazie odrzutowej kałamarnice zwiększają prędkość przemieszczania się w powietrzu. Japońscy uczeni mogli więc dojść tylko do jednego wniosku: kałamarnice lataja, a nie skacza! Jak odkrycie jest przełomowe, to i tytuł publikacji jest doniosły. Oceaniczne kałamarnice naprawdę latają (ang. Oceanic squid do fly) (Muramatsu i wsp., 2013). Literatura Takao Ishikawa Dudley R, Byrnes G, Yanoviak SP, Borrell B, Brown RM, McGuire JA (2007). Gliding and the functional origins of flight: biomechanical novelty or necessity? Annu Rev Ecol Evol Syst. 38: Muramatsu K, Yamamoto J, Abe T, Sekiguchi K, Hoshi N, Sakurai Y (2013). Oceanic squid do fly. Mar Biol. doi: /s

97 Nowości ze świata nauki Redakcja i Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Bakterie produkują złoto Bakterie Delftia acidovorans potrafią formować nanocząstki złota w roztworze zawierającym jony Au(III) podali r. na łamach czasopisma Nature Chemical Biology kanadyjscy naukowcy (Johnston i wsp., 2013). Jony złota(iii) są formą jonową złota najbardziej rozpowszechnioną w ziemskich warunkach naturalnych (Usher i wsp., 2009). Bakteria Delftia acidovorans przekształca je w nienaładowane nanocząstki w procesie ochrony czynnej. Jony złota (Au 3+ ) są bowiem dla niej toksyczne, w przeciwieństwie do złota w postaci stałej kolonie Delftia acidovorans, podobnie jak inne kolonie bakteryjne, mogą żyć na samorodkach złota. Metale takie jak złoto, srebro czy rtęć w postaci jonowej (Au 3+, Ag + czy Hg 2+ ) hamują wzrost i rozwój bakterii (to dlatego w przypadku bardzo trudno gojących ran poleca się leki oraz opatrunki zawierające jony srebra) (Niehs 1999). Jak wykazały badania przeprowadzone przez Kanadyjczyków, bakterie D. acidovorans wydzielają metabolit wtórny delftibaktynę (ang. delftibactin), który poprzez wytrącanie nienaładowanych nanocząstek złota z roztworu powoduje obniżenie stężenia jonów Au 3+ w otoczeniu bakterii. W artykule zaproponowano dwa różne mechanizmy powodujące wydzielanie złota z roztworu. Pierwszy to chelatacja, czyli tworzenie kompleksu wielordzeniowego jonu złota(iii) przez delftibaktynę i bezpośrednie wytrącanie utworzonego kompleksu chelatowego z roztworu. Drugi to kompleksowanie chelatowe jonu złota(iii) przez delftibaktynę, a następnie jego redukcja do formy atomowej w reakcji oksydacyjnej dekarboksylacji, OH OH OH Au 3+ delfibaktyna jon złota kompleks chelatowy delfibaktyna-złoto po czym chelatowanie kolejnego jonu złota(iii) przez tę samą cząsteczkę i bezpośrednie wytrącanie kompleksu delfibaktyna złoto (jak w pierwszym modelu). W tym samym artykule autorzy podają, że proces redukcji złota przez delftibaktynę uzyskaną z komórek bakteryjnych D. acidovorans zachodzi w warunkach laboratoryjnych w roztworach o odczynie obojętnym i w temperaturze pokojowej, jest szybki i znacznie bardziej wydajny od tradycyjnych sposobów otrzymywania nanocząstek złota przy użyciu cytrynianów. Jak twierdzi Frank Reith z University of Adelaide z Australii, współautor podobnej pracy, dotyczącej gromadzenia nanocząstek złota, tym razem wewnątrz komórek bakterii Cupriavidus metallidurans (Reitha i wsp., 2009), niewykluczone, że w przyszłości będzie można wykorzystać delftibaktynę do syntezy katalizatorów OH OH Au OH zawierających nanocząstki złota oraz do oczyszczania wód odpadowych pochodzących z kopalni metali ciężkich. Literatura Marcin Chrzanowski, PPP Johnston CW, Wyatt MA, Li X, Ibrahim A, Shuster J, Southam G, Magarvey NA (2013). Gold biomineralization by a metallophore from a gold-associated microbe. Nature Chemical Biology. 9(2). Usher A, McPhail DC, Brugger J (2009). A spectroscopic study of Au(III) halide-hydroxidecomplexes at C. Geochimica Cosmochimica Acta. 77:3359. Niehs DH (1999). Microbial heavy-metal resistance. Applied Microbiology and Biotechnology. 51. Reitha F i wsp. (2009). Mechanisms of gold biomineralization in the bacterium Cupriavidus metallidurans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 9(106):42. Opracowanie: M. Chrzanowski

98 Nowości ze świata nauki Redakcja i Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Czyste dżinsy czyste powietrze? Czy płyn do prania może sprawić, że uprane w nim ubrania będą oczyszczały powietrze? Takiego rewolucyjnego odkrycia w zakresie ochrony środowiska dokonał prof. Tony Ryan z Uniwersytetu Sheffield (UK), współwłaściciel firmy Catalytic Clothing. Informację na ten temat podały Scientific American (marzec 2012) oraz Financial Times (październik 2012). Tony Ryan wyprodukował prototyp jeansów, których materiał zawierał nanocząstki TiO 2 (dwutlenek tytanu), pomagające w rozkładzie tlenków azotu, które są jedną z przyczyn zanieczyszczenia powietrza. Wystarczyło raz uprać ubranie w zawierającym nano-tio 2 płynie CatClo, aby nanocząsteczki wniknęły w tkaninę, bez konieczności powtarzania. Na proces ten nie ma wpływu samo pranie, a także wybór materiału, chociaż jeans nadaje się do tego najlepiej. Gdy CatClo oddziałuje z tlenkami azotu, są one przekształcane w azotany (substancje nieszkodliwe), które są usuwane z tkaniny podczas następnego prania. W procesie tym konieczny jest też udział światła, wszystko jedno, czy słonecznego, czy sztucznego. Nanocząstki TiO 2 są od dawna powszechnie używane w kosmetykach, m.in. w filtrach przeciwsłonecznych jako chroniące przed promieniowaniem ultrafioletowym. Ich potencjał fotokatalityczny był już wcześniej wykorzystywany przy produkcji farb, szkła oraz materiałów budowlanych. Jednak być może dopiero masowe zastosowanie ich do ubrań będzie miało szansę odnieść sukces w zakresie ochrony środowiska. Prof. Tony Ryan (University of Sheffield, UK) i jego pole dżinsowe Źródło: (za zgodą Univ. Sh.) Enzo Arévalo-Garcia, PPP

99 II Ogólnopolska Noc Biologów na UW Aleksandra Skawina EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Dotknąć biologii II Ogólnopolska Noc Biologów na UW Aleksandra Skawina Koordynator Nocy Biologów na Wydziale Biologii UW fot.: O. Morawska, Samorząd WB UW 30-minutowe wykłady m.in. o komórkach macierzystych, dopalaczach, białkach G, walczących z rakiem bionanorobotach czy kwiecie śmierci, stoiska, na których można było spotkać np. mutanta muszki owocówki, a także laboratoria, warsztaty, gry edukacyjne i inne atrakcje. 11 stycznia 2013 r., w piątek w tym samym czasie w 21 ośrodkach naukowych w całej Polsce odbyła się druga już Noc Biologów. W atrakcjach zorganizowanych w ramach tego wydarzenia na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego wzięło udział ponad tysiąc osób, a ponad trzystu licealistów uczestniczyło w zajęciach laboratoryjnych. Zajęcia w budynku Wydziału Biologii rozpoczęły się po zmroku, o 16:00. Ale Noc Biologów UW zaczęła się dużo wcześniej, gdy jeszcze było jasno. Pierwsi miłośnicy biologii spotkali się już o godzinie 10:00 w Ogrodzie Botanicznym Uniwersytetu Warszawskiego. Pracownicy Ogrodu Botanicznego UW przygotowali zajęcia dla dwóch grup licealistów. Uczniowie mogli poznać warsztat pracy etnobotanika i dowiedzieć się do czego dzisiejszemu biologowi może być potrzebna wiedza o tradycyjnych sposobach użytkowania roślin. Mieli także okazję by posmakować herbaty z mieszanki ziół przygotowanej przez ukraińską babkę-zamawiaczkę, a także własnoręcznie sprawdzić, jak działa prasa zielnikowa i zobaczyć pokaz slajdów z wypraw badawczych w najodleglejsze zakątki świata. Kolejne zajęcia przygotowane przez pracowników Ogrodu Botanicznego UW dotyczyły przystosowań roślin do najbardziej niekorzystnych warunków życia. Uczniowie zobaczyli, co znajduje się w środku owadożernego dzbanecznika, i dowiedzieli się, jak oplątwa pobiera wodę bez użycia korzeni. Na własne oczy zobaczyli także wiele innych ciekawostek ze świata roślin, które choć pochodzą z różnych odległych części świata bez przeszkód rosną w Szklarniach Ogrodu Botanicznego. W budynku Wydziału Biologii UW zajęcia rozpoczęły się o godzinie 16:00. Pracownicy i studenci wydziału przygotowali aż 21 (krótkich) wykładów, 11 różnych laboratoriów i warsztatów oraz niemal 20 stoisk z ciekawostkami, grami i atrakcjami dla wszystkich chętnych. Wszystkie te atrakcje trwały do godziny 22:30. Wykłady odbywały się w trzech salach jednocześnie, a każdy z nich trwał 30 minut tak długo, by przekazać jak najwięcej ciekawych informacji, i na tyle krótko, by słuchaczy nie znudzić i nie uśpić, mimo, że była to Noc. Podzielono je tematycznie. Należało więc dokonać wyboru najciekawszego z trzech odbywających się jednocześnie tematów, co okazało się bardzo dużym wyzwaniem. W tym roku można było dowiedzieć się m.in., jaki wpływ na metabolizm roślin ma natężenie światła i dlaczego w świecie zwierząt są obecni kanibale. Trzy wykłady poświęcono tematowi komórek macierzystych. Słuchacze mogli się dowiedzieć, jaka jest funkcja Celem Nocy Biologów jest popularyzacja nauk biologicznych. Poprzez liczne wykłady, laboratoria i pokazy badacze przedstawiają tej nocy ludzką twarz biologii. Wszystkie zajęcia przygotowywane są na takim poziomie, by były zrozumiałe co najmniej dla uczniów liceum i starszych uczniów gimnazjum, ale wśród uczestników Nocy nie brakuje osób w bardzo różnym wieku, trochę młodszych i trochę starszych, a nawet studentów uniwersytetów trzeciego wieku. Wstęp na większość zajęć jest wolny, na inne obowiązują zapisy przez Internet są to zwykle zajęcia odbywające się w laboratoriach, które mogą pomieścić jedynie określoną liczbę osób. Wszystkie zajęcia są bezpłatne. Koordynatorem krajowym wydarzenia ponownie był prof. dr hab. Przemysław Wojtaszek z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu. takich komórek i jak można wykorzystać je w medycynie, a także dlaczego odkrycie indukowanych komórek macierzystych (ips) zostało uhonorowane w 2012 r. nagrodą Nobla. Można też było poznać wpływ substan- fot.: J. Wodziński, Samorząd WB UW

100 II Ogólnopolska Noc Biologów na UW Aleksandra Skawina EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ cji psychoaktywnych na organizm człowieka i różnicę między dopalaczami a prawdziwymi narkotykami. Słuchacze poznali również tajemnice bionanorobotów, które mogą aktywnie walczyć z rakiem, choć ich zastosowanie w medycynie wciąż należy do przyszłości. Tematy medyczne rozwinięte zostały także przez naszego gościa z Wydziału Fizyki UW. W czasie tego wykładu słuchacze poznali odpowiedzi na takie pytania jak: czy możliwe jest, by za pomocą promieniowania wykryć zmiany nowotworowe, i w jaki sposób wykorzystać fotony i pozytony w diagnostyce medycznej? W czasie innego cyklu wykładów słuchacze mogli poznać wyniki największych triasowych wykopalisk paleontologicznych w Polsce, które odbyły się w 2012 r. jednocześnie w czterech różnych stanowiskach na Śląsku, a których skutkiem było odkopanie licznych skamieniałości gadów i płazów sprzed ponad 200 mln lat (w tym kolejnego pancerza najstarszego w pełni opancerzonego żółwia). Słuchacze dowiedzieli się także, jakie tajemnice kryją białka G wspólne odkrycie chemików i biologów, uhonorowane nagrodą Nobla Budzący gorące emocje temat zapłodnienia in vitro zgromadził bardzo liczne grono słuchaczy, które powiększyło się jeszcze bardziej, gdy przedstawiane były zalety dobrego poznania struktury naszego materiału genetycznego DNA. Widowiskowy pokaz zdjęć udokumentował historię podglądania różnych obiektów słuchacze mogli na własne oczy zobaczyć zdjęcia obiektów powiększonych za pomocą mikroskopu elektronowego. Problem starzenia się dotyczy większości świata żywego, ale uczestnicy Nocy Biologów dowiedzieli się, że istnieją takie organizmy, których ten problem nie dotyczy. Słuchacze poznali także tajemnice ptasiego śpiewu zobaczyli co dzieje się w mózgu ptaka w czasie jego pieśni i dowiedzieli się, w jak wielu różnych językach ptaki mogą się porozumiewać. Kolejny cykl wykładów pozwolił poznać tajemnice i cuda świata roślin, zarówno te widoczne gołym okiem, jak i całkowicie ukryte wewnątrz ich komórek. Słuchacze poznali tajemnice różnorodnych kolorów roślin, dowiedzieli się także ciekawostek o kwiecie śmierci, czekoladzie, roślinach wielkich, starych i cennych. W czasie wykładów można uczestnicy warsztatów samodzielnie dokonywali podstawowych manipulacji i obserwacji żywych zarodków modelowego nicienia Caenorhabditis elegans, mogli także założyć swoją własną hodowlę mikrobiologiczną i nawinąć na patyczki DNA z wnętrza komórek cebuli było zobaczyć, jak są zbudowane chloroplasty, i dowiedzieć się, skąd rośliny czerpią niemal nieskończone ilości energii. Obok tematów roślinnych zostały zaprezentowane problemy zoologiczne słuchacze dowiedzieli się m. in., że pijawki to nie tylko wstrętni krwiopijcy i dlaczego konie machają ogonem. Przedstawione zostały także problemy z funkcjonowaniem zegara biologicznego człowieka XXI wieku oraz okazało się, jak niewiele różnią się społeczeństwa owadów od społeczeństw ludzi. W tym samym czasie, w różnych laboratoriach Wydziału Biologii odbywały się warsztaty lub zajęcia laboratoryjne, kierowane głównie do uczniów liceów. W czasie tych zajęć uczniowie fot.: P. Mazurkiewicz, Koło Fotografii Przyrodniczej UW fot.: O. Morawska, Samorząd WB UW mogli się własnoręcznie zapoznać z warsztatem pracy mikrobiologa, embriologa czy cytologa. Ze względu na ograniczoną wielkość pomieszczeń na zajęcia te należało zapisać się jeszcze przed rozpoczęciem Nocy, ale w trakcie tego wydarzenia pojawiały się pojedyncze wolne miejsca i można było dołączyć do już utworzonej wcześniej grupy. Takie zajęcia laboratoryjne były powtarzane dwu lub nawet trzykrotnie w czasie Nocy, tak by jak największe grono zainteresowanych nimi gości, mogło wziąć w nich udział. Uczniowie na własne oczy mogli zobaczyć komórki macierzyste i własnoręcznie wykonać doświadczenie z ich wykorzystaniem. Uczestnicy warsztatów embriologicznych samodzielnie dokonywali podstawowych manipulacji i obserwacji żywych zarodków modelowego nicienia Caenorhabditis elegans. Zapoznali się także z podstawowymi pracami

101 II Ogólnopolska Noc Biologów na UW Aleksandra Skawina EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ fot.: O. Morawska, Samorząd WB UW mikrobiologa i mogli założyć swoją własną hodowlę mikrobiologiczną. Dzięki chromatografii uczniowie na własne oczy przekonali się, z jakich kolorów tak naprawdę jest złożony kolor zielony liści roślin, a pod mikroskopem obejrzeli liczne przyprawy i rośliny pochodzące prosto z talerza. Uczniowie mogli także poznać skład komórek dzięki elektroforezie i na własne oczy przekonać się, że motyl i świerszcz nie są puste w środku. Za pomocą prostych zabiegów uczniowie wyciągnęli i nawinęli na patyczki DNA z wnętrza komórek cebuli. Mogli też na własne oczy zobaczyć i eksperymentować z metodami obrony przed drapieżnikiem, jakie mają słodkowodne bezkręgowce. W czasie całej Nocy Biologów, podczas gdy w salach wykładowych odbywały się wykłady, a w laboratoriach trwały zajęcia, w holu wydziału można było podejść do stoisk przygotowanych przez młodych badaczy i porozmawiać z nimi, a także obejrzeć, dotknąć, a niekiedy powąchać i zjeść prezentowane przez nich ciekawostki; można było także wziąć udział w licznych grach edukacyjnych. Stoiska przygotowane były przede wszystkim przez studentów wydziałowych kół naukowych, a ponadto przez pracowników i doktorantów wydziału. Na własne oczy można było zobaczyć, jakie zwierzęta kąpią się z nami w jeziorze, i na własnej skórze poczuć, jak działają używane w monitoringu przejść dla zwierząt fotopułapki urządzenia, które robią fotografie zwierzętom, gdy te znajdą się w pobliżu czujnika i czujnik wykryje ich ruch. Na własne uszy można się było przekonać, że ryby także mają głos prezentowane były dwa gatunki ryb, mruki i duchy, które (choć rozmawiają różnymi językami) emitują fale elektryczne. Fale te, umiejętnie zarejestrowane i przetworzone przez wzmacniacz są dobrze słyszalne ludzkim uchem. Stoiska umożliwiły zwiedzającym m. in. zapoznanie się z mutantami muszek owocowych muchy bez skrzydeł, z podkręconymi skrzydłami, czerwonymi oczami i wiele innych, którym zwiedzający mogli przyjrzeć się dokładniej z wykorzystaniem binokularu i lup, a także samodzielnie posegregować na grupy pomieszane osobniki mutantów. Można było także zapoznać się ze stworzoną ponad pół wieku temu słynną linią na własne uszy można się było przekonać, że ryby także mają głos komórkową HeLa, poznać tajemnicę jej nazwy i zobaczyć te komórki w prawdziwej hodowli laboratoryjnej. Uczestnicy wydarzenia mogli zobaczyć bakterie Escherichia coli, w których komórkach były obecne różne białka z rodziny GFP, świecące w świetle UV. Po włączeniu takiej lampy możliwe było zobaczenie na własne oczy różnokolorowych wzorów, w jakie wysiane zostały bakterie. Dzieci (z pomocą studentów) mogły zbudować z różnokolorowych koralików model komórki nerwowej oparty na planszach rysunkowych i poznać podstawowe informacje na temat budowy i funkcjonowania neuronów oraz połączeń między neuronami. Starsi uczestnicy mogli własnoręcznie zbudować model mózgu i dowiedzieć się jaką rolę pełnią poszczególne części i struktury mózgu. Można było także obejrzeć preparaty mózgu fot.: K. Archacka

102 II Ogólnopolska Noc Biologów na UW Aleksandra Skawina EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ fot.: J. Wodziński, Samorząd WB UW gryzoni oraz sprawdzić, jak własny mózg reaguje na różnego rodzaju iluzje optyczne, przedstawione w formie papierowej i komputerowej. Na własne oczy można było zobaczyć GMO i zajrzeć do wnętrza (modelu) bakterii, a także poznać kilka przykładów nowoczesnych zastosowań informatyki w pracy biologa. Młodsi uczestnicy zagrali m. in. w grę Monopol środowiskowy na ogromnej planszy ta przestrzenna gra miała przybliżyć uczestnikom wady i zalety zarówno energii konwencjonalnej, jak i odnawialnej. Dzieci dowiedziały się, czym różni się wróbel od mazurka i kiedy kruk to tak naprawdę gawron. Otrzymywały szablony różnych gatunków ptaków żyjących na codzień w mieście i kolorowały je pod opieką studentów. Każdy młody uczestnik Nocy miał okazję do stworzenia własnego modelu komórki z przedmiotów, z którymi spotykamy się na co dzień, np. owoców mógł go później zjeść. Dzieci mogły własnoręcznie zbudować morfologicznie poprawny model owada i obejrzeć żywe świerszcze i motyle. fot.: P. Mazurkiewicz, Koło Fotografii Przyrodniczej UW W czasie Nocy Biologów każdy mógł obejrzeć i dotknąć prawdziwych skamieniałości kręgowców (w tym m.in. dinozaurów) i bezkręgowców. Warto było zapoznać się z preparatami pasożytów (glista psia, tasiemce, pchły itp.), możliwa była ich obserwacja z wykorzystaniem podstawowych narzędzi pracy parazytologa: mikroskopu i binokularu. W czasie tegorocznej Nocy Biologów Wydział Biologii UW odwiedziło z pewnością ponad tysiąc osób. Ponad trzystu licealistów wzięło udział w zajęciach laboratoryjnych. O Nocy Biologów mówiono i pisano w licznych mediach lokalnych i ogólnopolskich, w tym w Programie Pierwszym Polskiego Radia. Strona Facebook Nocy Biologów w tygodniu poprzedzającym wydarzenie odwiedzona została przez niemal 7000 osób; 85% spośród nich to uczniowie liceum, gimnazjum oraz studenci. Już planowana jest kolejna edycja tego wydarzenia, w styczniu 2014 roku. Informacje na ten temat będą z pewnością pojawiały się już wczesną jesienią na stronie głównej Nocy Biologów (nocbiologow.home.pl) oraz na stronie Facebook wydarzenia ( Noc Biologów na Uniwersytecie Warszawskim ). Serdecznie zapraszamy! fot.: P. Mazurkiewicz, Koło Fotografii Przyrodniczej UW

103 Zdjęcie numeru Gabriela Krzysztofik EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/ Zdjęcie numeru Tygrzyk paskowany Autor fotografii: mgr Biologii Gabriela Krzysztofik, absolwentka Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach Miejsce wykonania fotografii: Polska. Woj. świętokrzyskie, Szewce gm. Sitkówka Nowiny (własny ogród). Data: sierpień 2012 Tryb : Makro. Nikon coolpix S203. 3x optical zoom. Opis fotografii Pająk Tygrzyk paskowany (Argiope bruennichi): Gatunek pająka sieciowego z rodziny krzyżakowatych. Samice osiągają do 25mm, samce tylko 7mm. Pająk ten nazwę swą zawdzięcza ubarwieniu podobnemu do futra tygrysa. Głowotułów ma srebrzysty, odwłok zaś srebrzysty lub złotawy z czarnymi poprzecznymi prążkami. Gatunek ten występuje w Europie w strefie umiarkowanej. W Polsce na południu głównie na terenach porośniętych wysoka trawą zarówno suchych, jak i wilgotnych łąkach, nieużytkach, a nawet ogrodach, krzewach owocowych. Podlega ścisłej ochronie gatunkowej. Systematyka Domena: Eukarionty Królestwo: Zwierzęta Typ: Stawonogi Podtyp: Szczękoczułkowce Gromada: Pajęczaki (Arachnida) Rząd: Pająki (Aranae) Rodzina: Krzyżowate (Araneidae) Rodzaj: Tygrzyk (Argiope) Gatunek: Tygrzyk paskowany (Argiope bruennichi)

104 Arkusz do analizy SWOT MOCNE STRONY SŁABE STRONY SZANSE ZAGROŻENIA EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013

105 Karta pracy nr 1 Czy poród jest chorobą? Imię i nazwisko ucznia:... Zapoznaj się z tekstami i wykresem poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. I. Definicja choroby wg Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) 1 Choroba jest takim stanem organizmu, kiedy to czujemy się źle, a owego złego samopoczucia nie można jednak powiązać z krótkotrwałym, przejściowym uwarunkowaniem psychologicznym lub bytowym, lecz z dolegliwościami wywołanymi przez zmiany strukturalne lub zmienioną czynność organizmu. Przez dolegliwości rozumiemy przy tym doznania, które są przejawem nieprawidłowych zmian struktury organizmu lub zaburzeń regulacji funkcji narządów. II Zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) w sprawie porodu, ogłoszone w Fortalezie w Brazylii w kwietniu 1985 r. 2 (fragmenty) (...) 3. Cała społeczność powinna być informowana o różnych formach opieki okołoporodowej, aby umożliwić kobiecie wybór takiej opieki, jaką ona preferuje. (...) 5. Nieformalne systemy opieki okołoporodowej (łącznie z osobami tradycyjnie pomagającymi w porodzie), jeśli istnieją, muszą współistnieć z oficjalnym systemem opieki i, dla dobra matki, współpraca między nimi musi być zachowana. Taka współpraca może stać się wysoce efektywna, gdy żaden z systemów nie uważa się za lepszy od drugiego. (...) 9. Szpitale powinny ogłaszać własne dane statystyczne dotyczące porodów, np. cięć cesarskich. (...) 13. W krajach, które odnotowują najniższy odsetek śmierci okołoporodowej, odsetek cesarskich cięć wynosi mniej niż 10%. W żadnym rejonie geograficznym odsetek cesarskich cięć nie powinien przekraczać 10 15%. (...) 15. Nie ma dowodów na to, że rutynowe, elektroniczne monitorowanie płodu podczas porodu ma pozytywny wpływ na jego wynik. Monitorowanie powinno się wykonywać tylko w starannie wyselekcjonowanych przypadkach (związanych z wysokim prawdopodobieństwem śmiertelności okołoporodowej), oraz przy porodach indukowanych. Poszczególne kraje powinny prowadzić badania mające na celu określenie grup ciężarnych, u których zastosowanie monitorowania może przynieść korzyści. Do czasu zakończenia tych badań służby zdrowia powinny powstrzymać się od kupowania sprzętu do monitorowania. (...) 18. Nie ma usprawiedliwienia dla rutynowego nacinania krocza. 19. Nie powinno indukować się porodów dla wygody. W żadnym rejonie geograficznym odsetek porodów indukowanych nie powinien przekraczać 10%. 1 URL: 2 URL: W trakcie porodu powinno unikać się podawania środków analgetycznych i anastetycznych, jeśli nie są one zalecane, dla przeciwdziałania lub zapobiegania komplikacjom. 21. Pęknięcie pęcherza płodowego jest oczekiwane w późnej fazie drugiego okresu porodu. Nie ma naukowego uzasadnienia dla jego rutynowego, wczesnego przebijania. III. Porada prawna dla kobiety w ciąży 3 Pytanie: Jestem w ciąży i niedługo rodzę. Słyszałam, że mój mąż ma prawo do tygodnia lub dwóch do opieki nade mną i naszym dzieckiem po porodzie. Czy jest to prawda i kto może coś takiego wypisać. Odpowiedź: Interesujące Panią zagadnienie zostało uregulowane przez ustawę z dnia 25 czerwca 1999 r. o świadczeniach pieniężnych z ubezpieczenia społecznego w razie choroby i macierzyństwa (Dz.U t.j. z późn. zm.) i wydane na podstawie tego aktu prawnego rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia z dnia 22 lipca 2005 r. w sprawie orzekania o czasowej niezdolności do pracy (Dz.U ). Z w/w przepisów wynika, że ubezpieczony małżonek (w ZUS-ie) celem opieki nad Panią po porodzie, na podstawie zaświadczenia lekarza ma prawo do zwolnienia z wykonywanej pracy i za czas tej nieobecności do otrzymywania zasiłku opiekuńczego: art. 32 ust. 1 ustawy stwierdza, że osoba ubezpieczona zwolniona od wykonywania pracy z powodu konieczności osobistego sprawowania opieki nad: 1) dzieckiem w wieku do ukończenia 8 lat w przypadku: (...) b) porodu lub choroby małżonka ubezpieczonego, stale opiekującego się dzieckiem, jeżeli poród lub choroba uniemożliwia temu małżonkowi sprawowanie opieki, (...) ma prawo do zasiłku opiekuńczego. IV. Wyniki badań 4 Wykres nr 1. Odczucia kobiet związane z przebytym porodem (dane deklaratywne, populacja badana = 1111 kobiet) 3 URL: 4 U. Waldenström, Experience of labor and birth in 1111 women, Journal of Psychosomatic Research, Volume 47, Issue 5, November 1999, Pages , URL: EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013

106 I Pytania i polecenia 1. Wybierz z umieszczonych wyżej tekstów i wykresu po jednym argumencie przemawiającym za stanowiskiem, że poród nie jest chorobą. źródło argumenty II III V 2. Czy Twoim zdaniem jest możliwe wybranie z tych informacji argumentu na rzecz stanowiska, że poród jest chorobą? Tak Nie 3. Jeśli tak, to zapisz ten argument: Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 1 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka 1 Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli. EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013

107 Karta pracy nr 2 Czy kobiety zawsze rodziły w szpitalu? Krótka historia porodu Imię i nazwisko ucznia;... Zapoznaj się z tekstami poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. Poród u ludów pierwotnych 1 U ludów pierwotnych ciąża i poród stanowiły wydarzenie nie tylko dla rodziców dziecka, ale także dla całej wspólnoty plemiennej. Narodziny związane były z atmosferą tajemniczości i magiczności. Aktowi narodzin towarzyszyły modły, zaklęcia i magia. Metodą prób i błędów udoskonalano akt narodzin. Kobiety rodziły na ogół samodzielne lub pod opieką matek, sióstr, kobiet wywodzących się z kręgu rodziny, ale niekiedy do porodu dopuszczano ojca dziecka. W czasach pierwotnych, gdy następował poród żony, mąż pomagał partnerce, podtrzymywał ją, nierzadko przyjmował na świat swego potomka. (...) Poród u ludów pierwotnych prawdopodobnie przebiegał w pozycji siedzącej lub w wodzie. Na podstawie obserwacji lub intuicyjnie wiedziano, że narządy rodne nie powinny dotykać podłoża, dlatego często dziecko rodziło się do wnętrza świeżo zdartej zwierzęcej skóry, która była niewątpliwie czystsza niż ziemia. Najstarsze doniesienia na temat pozycji porodowych pochodzą z neolitu, czyli późnego okresu kamiennego, który przypadał na 5 6 tysięcy lat p.n.e. J. Mellart brytyjski archeolog znalazł w wykopaliskach w dzisiejszej Anatolii, wizerunek bogini, rodzącej na tronie. Także znaleziska pochodzące z ok lat p.n.e. z Iranu przedstawiają rodzącą w pozycji kucznej, a pochodzące z okolic Nesazio na Istrii kobietę klęczącą podczas porodu, która jednocześnie karmi piersią inne dziecko, co mogło mieć na celu nasilenie skurczów macicy. Poród odbywał się w domu rodzącej. Poród w starożytnym Rzymie 2 W starożytnym Rzymie poród odbywał się w domu rodzącej. W tym okresie stosowano krzesła porodowe, choć inne źródła wskazują na poród na łóżku, choć nieznana jest pozycja. Bardzo rewolucyjne okazało się dzieło Soranosa z Efezu (91 138) z II r. n.e. dotyczące sztuki położniczej O chorobach kobiecych ( Gynai- 1 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Talma Ł., Baczek G.: Poród w ujęciu historycznym. [w:] Położna. Nauka i praktyka, 2008, 2; 60 66, Niżnikiewicz J.: Tajemnice starodawnej medycyny i magii. Tower Press, Gdańsk 2003, Heimrath T.: Problem doboru właściwej pozycji w porodzie, Katowice, Ann. Acad. Med. Siles., supl. 2 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Słomko Z., Waszyński E.: Rozwój ginekologii od empirii do nauki. [w:] Klin. Piernat. Ginekol. Tom XV. Poznań 1995, Heimrath T.: Problem doboru właściwej pozycji w porodzie, Katowice, Ann. Acad. Med. Siles., supl. Psychosomatyczne Uwarunkowania Porodu Naturalnego, 1989: keia ). Jako pierwszy zajął się on systematyczną teorią położnictwa, prawami i zasadami opieki położniczej. To on opisał instrumenty potrzebne do porodu oraz krzesło porodowe. Miało ono stosunkowo wąskie siedzisko i kształt podkowy. Opisał także pozycję pionową w czasie porodu i konieczność asystowania w czasie aktu narodzin trzech kobiet: dwie miały stać po bokach rodzącej, trzecia podtrzymywała ją od tyłu. Poród w Persji 3 W XI wieku w Persji sztuka położnicza pozostawała wyłącznie domeną kobiet, lekarz pełnił jedynie rolę doradcy. Poród odbywał się w domu rodzącej, najczęściej w pozycji siedzącej lub klęczącej. Poród zmedykalizowany 4 W XX wieku zaczęto nagminnie stosować nowe metody postępowania, często niewygodne i niepraktyczne dla rodzącej oraz nowoczesną aparaturę. Dopiero w latach trzydziestych naszego wieku zaczęto zauważać rodzącą i jej męża. Zaczęto prowadzić badania nad wpływem różnych pozycji podczas porodu, nad obecnością ojca dziecka w akcie narodzin, nad wpływem stresu na płód. (...) Cel, jakim było zapewnienie medycznego bezpieczeństwa kobiet i noworodków, spowodował coraz większą ingerencję w mechanizm porodu i podporządkowanie go działaniom z zewnątrz. (...) W latach 70. ubiegłego wieku w Państwowej Klinice Ginekologiczno-Położniczej w Dublinie opracowany został zbiór procedur pod nazwą aktywne prowadzenie porodu, który w pierwotnym zamyśle miał zapobiec wzrostowi cesarskich cięć. (O Driscoll et al. 1973). Był to określony scenariusz, według którego miał się toczyć każdy poród. Rozpocząć się powinien od przebicia błon płodowych. W I okresie szyjka musiała rozwierać się w tempie 1 cm na godzinę, zaś parcie nie mogło trwać dłużej niż dwie godziny. Gdy te warunki nie były spełnione należało sztucznie stymulować skurcze. (...) Medykalizacja porodu sprawiła, że ten naturalny akt przez lata kojarzył się z łóżkiem i leżeniem płasko przez cały czas. W wielu szpitalach nawet na chwilę kobieta nie mogła przyjąć innej pozycji niż ta najdogodniejsza dla personelu medycznego asystującego podczas porodu. Pozycja na wznak na łóżku porodowym jest najmniej fizjologiczną pozycją porodową jednak umożliwia dokładną kontrolę postępu porodu oraz łatwiejszy dostęp do rodzącego się dziecka. 3 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Matuszewska E.; Zarys historii zawodu położnej. Piel i Poł: 1988, 3. 4 Historia zawodu położnej, opracowanie studentki II roku położnictwa Poznańskiej Akademii Medycznej, na podstawie Brzeziński T.(red.): Historia medycyny. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013

108 Pytania i polecenia 1. Wymień 3 cechy wspólne występujące w opisach porodów w różnych okresach historycznych i różnych miejscach? Co mogło być przyczyną utrwalenia się takich a nie innych zwyczajów, rytuałów porodowych w czasach historycznych? Jakie przyczyny mogły spowodować rezygnację z utrwalonych wcześniej zwyczajów czy rytuałów porodowych w czasach współczesnych? Zwróć uwagę na możliwą różnorodność tych przyczyn (np. wewnętrzne, związane ze stanem fizycznym i psychicznym rodzącej kobiety, zewnętrzne, związane z rozwojem cywilizacji, rozwojem medycyny itp.) Czy zatem poród w świetle przedstawionych danych powinien być traktowany jako choroba czy jako stan fizjologiczny? Uzasadnij swoje stanowisko Jakie warunki wg Ciebie wydają się optymalne do odbycia porodu i dlaczego? 1 Warunek optymalny Dlaczego korzyści dla kobiety Dlaczego korzyści dla rodzącego się dziecka 1 Można opisać więcej warunków niż rzędów w tabeli. EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013

109 Karta pracy nr 3 Jaka pozycja ciała sprzyja sprawnemu i bezpiecznemu urodzeniu dziecka? Imię i nazwisko ucznia:... Zapoznaj się z tekstami poniżej i odpowiedz na pytania lub wykonaj polecenia. Wpływ pozycji wertykalnych na przebieg porodu 1 Szyjka macicy rozwiera się szybciej. Gdy jesteś w pozycji pionowej, główka dziecka mocniej naciska na szyjkę macicy i przyspiesza jej rozwieranie. W pozycji leżącej ucisk główki na szyjkę jest minimalny, więc proces rozwierania jest wolniejszy i trudniejszy. (...) Skurcze macicy są bardziej regularne i skuteczne. W pozycji pionowej skurcze macicy są bardziej regularne, silniejsze, częstsze. Czas porodu w porównaniu z porodem tradycyjnym skraca się nawet o 35%! (...) mięśnie krocza pozostają rozluźnione. Dziecko jest lepiej dotlenione. Gdy poród odbywa Wpływ pozycji leżącej na przebieg porodu 2 Unieruchomienie na łóżku porodowym spowalnia lub nawet zatrzymuje akcję porodową, ponieważ wzmaga niepokój, który zakłóca równowagę hormonalną i mechanizm porodu. Leżenie na plecach powoduje, że kanał rodny skierowany jest skośnie do góry. (...) Dziecko z trudnością przesuwa się w kanale rodnym w stronę ujścia, gdyż przyciskane jest siłą grawitacji do kręgosłupa matki. Siła ciążenia, tak pomocna w czasie porodu aktywnego, staje się poważnym utrudnieniem, gdy kobieta rodzi w pozycji na wznak. W pierwszym okresie szyjka macicy, nie pobudzana uciskiem główki, rozwiera się wolniej. W okresie parcia rodząca musi wypchnąć dziecko pod górę w stronę ujścia. Skurcze macicy z trudem pokonują siłę grawitacji, która przyciąga dziecko w dół do kręgosłupa matki. 2 URL: macica pęcherz płodowy szyjka macicy pochwa się w pozycji pionowej, łożysko jest lepiej ukrwione, a co za tym idzie dziecko otrzymuje więcej tlenu. Natomiast podczas leżenia na plecach uciśnięta zostaje aorta zstępująca i żyła główna wewnętrzna, co utrudnia dotlenianie dziecka. Ułatwione jest oddychanie. Przy pionowym ułożeniu ciała kobieta może wykorzystać swobodny i głęboki oddech do zmniejszania napięcia. (...) W czasie leżenia na plecach oddech staje się na tyle płytki, że wykorzystanie przepony jest praktycznie niemożliwe. (...) Zmniejsza się lęk i napięcie. W organizmie kobiety wydziela się mniej adrenaliny hamującej skurcze, a więcej naturalnej oksytocyny. Dzięki temu poród przebiega szybciej. (...) Parcie jest łatwiejsze. Gdy kobieta stoi, kuca lub siedzi, kanał rodny skierowany jest do dołu. Na przesuwające się dziecko działa więc dodatkowa siła grawitacji, która wzmacnia siłę skurczy. (...) Rys. 1. Prawidłowe ułożenie płodu w trakcie porodu pozycja spionizowana (wertykalna), źródło: Wikipedia (zmienione) 1 URL: ciaza_i_porod/1,79332, html. Rys. 2. Prawidłowe ułożenie płodu w pozycji leżącej (horyzontalnej), źrodło: armymedical.tpub.com EDUKACJA BIOLOGICZNA I ŚRODOWISKOWA 1/2013, załącznik for the by the Authors and Instytut Badań Edukacyjnych 2013