מידעון  הגף להוראת מדע וטכנולוגיה 
מרפ"ד משולב תל-אביב-יפו אוקטובר 2001

הצעות לפעילויות עם תלמידים
בנושא פרוביוטיקה

הצעה לפעילות ממוחשבת בנושא פרוביוטיקה 

מיקרואורגניזמים -– העולם הסמוי מן העין
ד"ר שרה קלצ'קו, מיקי גוטמן, יונה הולצמן-בנשלום
הידעתם ? ? ?
על פני כל סנטימטר רבוע של עור גופנו מתקיימים כמיליון חיידקים!
בגרם אחד של קרקע מעובדת יכולים להימצא כ300- מיליון  מיני חיידקים שונים!
במ"ל אחד של נוזל מקיבת מעלי הגירה (שנפחה הכולל מגיע ל100- ליטר) מצויים כעשרה ביליון חיידקים ממינים רבים וכמיליון חד-תאיים אחרים! 
אם נניח לחיידק אחד ממין אשריכיה קולי (המצוי במעי של כל בני האדם הבריאים), להתחלק משך 6 ימים רצופים בקצב חלוקה של אחת לשעה,  נפחם של כל החיידקים שיתקבלו יהיה גדול פי 10,000 מנפחו של כדור הארץ!

המיקרואורגניזמים אינם נראים לעין אך אי אפשר להתעלם ממקומם המרכזי בקיום החיים על פני כדור הארץ.  עוד משחר ההיסטוריה הם שרתו את האדם, אף מבלי שידע על קיומם:
•	נוח המוזכר בספר בראשית (ט'- כ') היה כנראה יצרן היין הראשון, סינים יצרו בירה
	     מאורז כ- 2300 שנה לפני הספירה. סינים ויפנים יצרו רוטבי סויה מהחמצת שעועית כבר לפני מאות שנים. במרכז אסיה מייצרים משקה כוהלי מחלב גמלים מוחמץ כבר אלפי שנים. סביר להניח כי אף אחד מהייצרנים האלה לא ידע שהוא מנצל מיקרואורגניזמים לשם כך.
•	ייצור הלחם והגבינות, מוצרי מזון בסיסיים בתרבויות רבות, המוזכרים בספרים עתיקים 
	     ובהם גם ספר התנ"ך (ספר שמואל וספר איוב), וכן גם שימור מזונות בתהליכי החמצה שהיו ידועים לאדם כבר לפני אלפי שנה, מבוססים על השימוש במיקרואורגניזמים.
•	במהלך המלחמות של נפוליאון במאה ה19- השתמשו בקומפוסט שהופק מהפרשות בעלי 
	     חיים ושאריות צמחים כדי לקבל מלחי ניטריט המשמשים בתעשית חומר הנפץ. יצרני חומר הנפץ לא ידעו כלל שהם תלויים ביכולתם של מיקרואורגניזמים לפרק חומר אורגני למלחי 
     	ניטריט.

מיקרואורגניזמים תופסים מקום מרכזי בכל החידושים הטכנולוגיים בתחומי החקלאות, הרפואה והביוטכנולוגיה. פיתוח תעשייה וחקלאות אשר מתבססות על טכנולוגיות מתקדמות, הגדילו משמעותית את ייצור המזון ואיפשרו גידול מדהים באוכלוסיית המין האנושי על פני כדור הארץ. המצאות וחידושים בתחום הרפואה והגנטיקה מסייעים לרפא מחלות זיהומיות ותורשתיות, להאריך את תוחלת החיים ולשפר את איכותם.

מיקרוביולוגיה בעידן האינטרנט
טכנולוגיית המידע ובמיוחד רשת האינטרנט, הן בין החידושים המסעירים שהתפתחו בתחום הטכנולוגיה במאה העשרים. ילדים שנולדו בשני העשורים האחרונים של המאה העשרים ובתחילת המאה העשרים ואחת, משחקים, מתקשרים, עובדים ויוצרים קהילות באופן שונה לחלוטין מזה של הוריהם והם בעלי ידע ואורייניים הרבה יותר מהוריהם בחידושים המרכזיים של החברה האנושית. יש המכנים דור זה – דור הרשת.
אחד הגורמים המרכזיים המתמודד עם דור הרשת, הם המורים והמחנכים בבתי הספר. המציאות החדשה מעוררת שאלות רבות העוסקות באופן שבו יש לבנות תכניות לימודים המתאימות לדור הרשת וכיצד להביא לשילוב מושכל של רשת האינטרנט בהוראה. 
הפעילויות ודרכי ההוראה המוצעים במאמר זה מנסים לשלב דרכי הוראה של "דור הרשת" לבין 
אחד הנושאים החשובים והמרתקים שמעסיקים חוקרים בתחום הביולוגיה בפיתחה של המאה 
ה- 21.

ביבליוגרפיה:
1.	"מעולמם של חיידקים: פרקים במיקרוביולוגיה", נתן ציתרי ,אוניברסיטה משודרת משרד 
	הביטחון.
2.	 "עולם החיידקים" , הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, יחידות 1-12.
3     .Macmillan  , (1995), . “General Microbiology”, Roger Y Stanier et al
4. “Microbiology, concepts and applications” , Michael J.Pelczar etal., (1993),                    McGraw-Hill,Inc.                                                                                                 
5.   "עולם המיקרואורגניזמים"  www.amalnet.k12.il/micro.

הצעות להוראת המיקרוביולוגיה בכתה
חלק זה בסקירה, מבוסס על פעילות מקוונת במיקרוביולוגיה שהתבצעה בשנה"ל תשס"א, והתבססה על האתר – עולם המיקרואורגניזמים של רשת עמ"ל, שפותח ע"י שרה קלצ'קו ומרים גוטמן. מוצגים כאן רעיונות מרכזיים והצעות להוראת המיקרוביולוגיה. המעוניין לקבל פירוט רב יותר של הפעילויות המוצעות, יוכל למוצאן באתר זה (כתובת האתר: www.amalnet.k12.il/micro)

אנו מציעות ללמד את נושא המיקרואורגניזמים בשני שלבים עיקריים: 
שלב ראשון - יוקדש להכרת עולם המיקרואורגניזמים ויתבצע באמצעות הוראה בכיתה ובמקביל - קריאת מאמרים קצרים על ידי התלמידים.
שלב שני - יוקדש להעמקת הידע בנושאים שייבחרו על ידי התלמידים מתוך נושאים שיוצגו לפניהם בכיתה. בשלב זה מוצעות הפעלות מגוונות משולבות אינטרנט ומקורות מידע אחרים.
שלב ראשון בהוראה
מוצע לפתוח בהצגת החלוקה של עולם החי לשלוש או חמש ממלכות (על-פי שתי התיאוריות הקיימות כיום) ומקומם של המיקרואורגניזמים בממלכות אלה. יוסברו לתלמידים האפיונים המייחדים את החיידקים ומבנה תאיהם. חשוב בשלב זה של הלמידה לתת תמונה מאוזנת ואף חיובית של המיקרואורגניזמים תוך הדגשת תרומתם הרבה לקיומם של החיים ולמחקר המדעי.
במקביל להוראת הנושא בכיתה (במשך כשבועיים) התלמידים יופנו למציאת קטעי עיתונות פופולרית – יומית או מדעית, הן מהעיתונות הכתובה והן מהעיתונות באינטרנט. לכל מקור מידע עיתונאי שנאסף, יוכן כרטיס מתאים (שם המאמר, מקורו, הנושאים שהוא דן בהם, באילו אורגניזמים הוא עוסק, התופעות הקשורות למיקרואורגניזמים ו/או תכונותיהם).  כל מקור מידע יוצג על ידי התלמידים בכיתה, באמצעות מצגת ממוחשבת או הצגה בע"פ (בהתאם לגודל הכיתה ולמשך הזמן שעומד לרשות המורה).
בתום הצגת מקורות המידע, מומלץ לערוך דיון מסכם ולהוביל את התלמידים להכנת מפת מושגים של עולם המיקרואורגניזמים (ראו הצעה עמ' 10).
המטרה היא כי בתום שלב זה בלמידה, התלמידים יכירו את כל מושגי היסוד הקשורים לעולם המיקרואורגניזמים ויפתחו ראייה כוללת של הנושא מהיבט האקטואליה (קרי – העיתונות) כדי שיוכלו לגשת לפעילויות העמקה בנושאים שייבחרו על ידם.

שלב שני בהוראה
הפעלת תלמידים בגישות מגוונות בשילוב האינטרנט.
סוגי פעילויות מתאימים להוראה בגישה זו בנושאים שונים מפורטים להלן:
1. הכרת סביבות קיום  של מיקרואורגניזמים באמצעות תיכנון "גן חיות של מיקרואורגניזמים". ניתן לחלק את התלמידים לקבוצות כשכל אחת חוקרת סביבת-חיים אחת: מים, קרקע,  פסולת אורגנית, אוויר וגופם של בעלי חיים. כל קבוצה מכינה כרטיסים לכל אחד מהמיקרואורגניזמים המתקיים בסביבת הקיום שהיא חוקרת וכל הקבוצות ביחד מקימות "גן חיות של מיקרואורגניזמים". דגם של פעילות כזו מוצע באתר שלהלן:
http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/index.html

2. הכרת קבוצות שונות של מיקרואורגניזמים - מועילים ומזיקים.
אפשר לבצע עם התלמידים שני סוגי פעילויות: "מוזיאון של מיקרואורגניזמים" או "לוח מודעות מבוקשים". מחלקים את התלמידים לקבוצות, שכל אחת מהן מתמקדת בסוג מסוים של מיקרואורגניזמים:
א. מועילים, כמו למשל: אלה הקשורים בתעשיית מזון, תרופות, הנדסה גנטית, הדברה ביולוגית, מיקרואורגניזמים מפרקים, מיקרואורגניזמים הממלאים תפקיד במחזורי החומרים בטבע. 
ב. מזיקים, כגון: גורמי מחלות, גורמי זיהום מזון ומקורות מים, ברי שימוש ללוחמה ביולוגית    
     וכו'. 
ג. מתקיימים בסביבות חיים מוגדרות, כגון: מים, קרקע, סביבות קיום קיצוניות וכו'.

התלמידים בונים כרטיס לכל אורגניזם עליו הם לומדים ומצרפים תמונה. מהתמונות הנאספות בונים יחד מוזיאון (באמצאות מצגת ממוחשבת או פוסטרים בכיתה).
לחילופין, אפשר להשתמש במידע הנאסף להכנת לוח מודעות ובו מיקרואורגניזמים מבוקשים לצרכים שונים, במתכונת של הצעות עבודה בעיתונות. דוגמה ללוח מודעות כזה אפשר למצוא באתר הבא:  http://www.microbe.org/microbes/friend_or_foe.asp

3.	חקרשת בנושאים שונים הקשורים לעולם המיקרואורגניזמים, כגון:
•	עמידות לאנטיביוטיקה – ראו דוגמה מפורטת באתר
            http://www.amalnet.k12.il/micro/dang.htm#anti

•	 הכרת חשיבותם של מיקרואורגניזמים במחזורי החומרים בטבע: חיידקי המתאן. 
             http://www.amalnet.k12.il/micro/muza.htm#meth

•	 חיידקים פרוביוטיים - ראו דוגמה מפורטת בהמשך 
http://www.amalnet.k12.il/micro/matmon02.htm

4.	פעילות חקר בשילוב ניסויים, כמו לדוגמה: הניסויים המוצעים תחת הפעילות 
	"הפוסטולטים של קוך", באתר עולם המיקרואורגניזמים, כמפורט באתר 
http://www.amalnet.k12.il/micro/moilim.htm#koch
 אפשר לבצע ניסויים להחמצת ירקות, כמו כרוב או מלפפונים (באמצעות מעקב אחר שינויים ב-pH, בטמפ' ובאוכלוסיות החיידקים בתחמיצים בשלבים שונים בתהליך).
ניתן לעקוב אחר תהליכי פירוק של פסולת אורגנית וייצור קומפוסט (באמצעות מעקב אחר המדדים - טמפרטורה, גזים המשתחררים בתהליך הפירוק, נפח הפסולת, זריעת מיקרואורגניזמים מדגימות פסולת על פלטות אגר מזין). 

5. 	פעילות חקר תיאורטית באמצעות מאמרים המופיעים באתרים שונים, או מעיתונות 
	פופולארית בנושאים עדכניים כגון  לוחמה או טרור ביולוגי. מאמרים בעברית בנושא זה 
	תוכלו למצוא במאגרי המידע באתרים המצוינים לעיל.   לדוגמה:
        באתר עולם המיקרואורגניזמים, בקבוצת החיידקים המסוכנים, תחת הכותרת: "מי אשם 
	באמת? שימוש במיקרואורגניזמים ככלי נשק ביולוגיים".