Učni načrt za laboratorijske vaje (biotehnologija in mikrobiologija) je bil sprejet na 43. seji Strokovnega sveta RS za splošno izobraževanje, 31. 5. 2001.
VSEBINA
1 Cilji predmeta
1.1 Splošni cilji predmeta
1.2 Operativni cilji predmeta
2 Standardi znanj
III. SPECIALNO - DIDAKTIČNA PRIPOROČILA IN MEDPREDMETNE POVEZAVE
IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA
1. Položaj predmeta v programu
Predmet laboratorijske vaje je oblikovan predvsem kot podpora izbirnemu strokovnemu predmetu - biotehnologija.
Predmet omogoča dijakom, da na temelju eksperimentalnega dela in teoretičnega pouka odkrijejo bistvo obravnavane vsebine pri predmetu biotehnologija. Dijaki se naučijo uporabljati vire informacij in kritično vrednotiti podatke, dobljene na osnovi eksperimentalnega dela ali iz strokovne literature.
Ob koncu izobraževanja so dijaki sposobni uporabljati tudi zahtevnejšo laboratorijsko opremo, opazovati spremembe pri različnih reakcijah, izvajati meritve in jih zapisovati. Naučijo se eksperimentalnih veščin, ki so pomembne za nadaljnji študij in za uporabo v praksi. Pravilno znajo ravnati z odpadki in s tem varovati okolje.
Predmet laboratorijske vaje posreduje znanje, potrebno za nadaljevanje izobraževanja in za delo v različnih laboratorijih.
2. Časovni obseg: 70 ur v drugem, 70 ur v tretjem in 70 ur v četrtem letniku tehniške gimnazije biotehnološke usmeritve.
S premetom laboratorijske vaje želimo, da bi dijaki:
1. Cilji
Operativni cilji so opredeljeni za vsako poglavje oziroma učno snov.
2. Dejavnosti
Navajajo primere laboratorijskih vaj. Primere je mogoče nadomestiti z drugimi.
3. Vsebine
Vsebine so navedene le v obliki poglavij in podpoglavij in niso natančno razčlenjene. Opredeljujejo jih cilji in pojmi.
4. Pojmi
Pojmi in cilji opredeljujejo vsebino premeta. Nekatere pojme so dijaki že usvojili pri biologiji, kemiji in fiziki in jih ponavljajo. Ker so ključnega pomena za izvedbo laboratorijskih vaj, so vključeni v predmetni katalog.
2. LETNIK
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
Dijak
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
3. LETNIK
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOG. |
|
|
|
|
|
4. LETNIK
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
CILJI |
DEJAVNOSTI - AKTIVNOSTI |
VSEBINE |
POJMI |
POVEZAVA Z VSEBINAMI PRI PREDMETU BIOTEHNOLOGIJA |
|
|
|
|
|
Standardi znanj ob zaključku šolanja so opredeljeni s pojmi, ki naj bi jih dijaki ob zaključku šolanja poznali, razumeli in znali uporabljati. S pojmi so opredeljena tudi znanja, ki jih dijaki usvojijo s praktičnim delom.
VSEBINE |
POJMI |
Osnove eksperimentalnega dela v biotehnološkem laboratoriju |
uporaba opreme biotehnološkega laboratorija, natančnost, točnost, poročila o opravljenem delu |
Varnost v biotehnološkem laboratoriju |
uporaba splošne in posebne zaščitne opreme, aseptično delo, sterilizacija medija, bioreaktorja, opreme |
Osnove laboratorijske tehnike v biotehnološkem laboratoriju |
tehtanje, priprava raztopin, priprava preparatov, inokulacija, izolacija čiste kulture |
Osnovne fizikalne meritve, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
merjenje viskoznosti snovi, uporaba refraktometra |
Osnovne kemijske metode, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
nevtralizacijska analiza, oksido - redukcijska analiza, komplekometrična analiza |
Kemijske tehnike, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
spektrofotometrija, turbidimetrija, merjenje pH |
Separacijske metode |
izbira pravilne separacijske tehnike, glede na vzorec, uporaba separacijskih metod |
Osnove biokemijskih in molekularno-bioloških tehnik, uporabnih v biotehnološkem laboratoriju |
imobilizacija, spremljanje delovanja encima, izvedba imunskih testov, izolacija in analiza DNK, delo s kulturami rastlinskih in živalskih tkiv |
Osnove bioprocesne tehnike |
postavitev laboratorijskega bioprocesa |
Spremljanje in vodenje laboratorijskih bioprocesov |
izvedba različnih laboratorijskih bioprocesov, uporaba različnih biokultur |
VSEBINE |
ZNANJA |
2. LETNIK |
Dijak |
Osnove eksperimentalnega dela v bioteh -nološkem laboratoriju |
- zna uporabljati osnovno opremo biotehnološkega laboratorija - načrtuje in izvede biotehnološki eksperiment - pojasni ob primeru razliko med natančnostjo, točnostjo, specifičnostjo in občutljivostjo - uporablja delovne protokole - izbere ustrezno metodo dela - zna urediti laboratorijski dnevnik - oblikuje skice, grafe ... - izdela poročilo o opravljenem delu - pravilno navaja uporabljene vire literature |
Varnost v biotehnološkem laboratoriju |
- prepozna in oceni nevarnosti v biotehnološkem laboratoriju - uporabi znanja za kontrolo nevarnosti - zna uporabljati splošno in posebno zaščitno opremo, - zna uporabljati pripomočke za gašenje - dela aseptično - zna sterilizirati medij, bioreaktor in opremo |
Osnove laboratorijske tehnike v bioteh-nološkem laboratoriju |
- zna tehtati z različnimi vrstami tehtnic, ki se uporabljajo v biotehnološkem laboratoriju - zna natančno in točno delati - zna preveriti topnost posameznih snovi - uporablja tabele in grafe za topnost snovi - pripravlja raztopine, ki jih potrebuje za poizkuse - izračuna deleže, koncentracije ali razmerja raztopin - zna identificirati mikroorganizme - zna izolirati čisto kulturo
|
Osnovne fizikalne meritve, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
- določi optimalne pogoje za potek bioprocesa - sklepa, kako posamezni fizikalni dejavniki vplivajo na bioproces - uporablja refraktometer za določanje količine suhe snovi v bioproduktu |
Osnovne kemijske metode, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
- uporablja nevtralizacijske metode - uporablja oksido-redukcijske metode - določa trdoto vode
|
3. LETNIK |
Dijak |
Kemijske tehnike, uporabne v biotehnološkem laboratoriju |
- spremlja aktivnost encimov - meri absorbanco - uporablja turbidimeter - meri pH - zna določati mikrobno biomaso na različne načine (štetje na hemocitometru, merjenje motnosti, štetje kolonij na ploščah, določanje suhe snovi vzorcev z refraktometrom) |
Separacijske metode |
- zna ločevati in določevati biomolekule po različnih separacijskih metodah (kromatografija, elektroforeza, centrifugiranje, filtracija, ekstrakcija, destilacija) - izbere pravilno separacijsko tehniko za izolacijo biotehnološkega produkta |
Osnove biokemijskih in molekularno-bioloških tehnik, uporabnih v biotehnološkem laboratoriju |
- zna imobilizirati delovne kulture in encime - spremlja delovanje encima upoštevaje temeraturo, pH ... - izvede imunske teste - izolira in analizira DNK - spremlja posledice mutacij - dela s kulturami rastlinskih in živalskih tkiv |
4. LETNIK |
Dijak |
Osnove bioprocesne tehnike |
- pripravi delovno biokulturo - pripravi substrat - pripravi bioreaktor - samostojno vodi bioproces - spremlja potek bioprocesa - meri porabo substrata, priraščanje biomase, tvorbo produkta, tvorbo stranskih produktov - regulira bioprocesne parametre na osnovi dobljenih rezultatov - zna izolirati produkt |
Spremljanje in vodenje laboratorijskih bioprocesov |
- izvede različne primere laboratorijskih bioprocesov (submerzna aerobna kultivacija, submerzna anaerobna kultivacija, aerobni proces, emerzna kultivacija, mlečnokislinska fermentacija, razgraditev odpadkov, razgraditev encimov, kultivacija rastlinskih tkivnih kultur) - uporablja različne biokulture (bakterije, kvasovke, glive, tkivne kulture) - izbere pravilni način kultivacije - izbere anaerobno ali aerobno kultivacijo glede na vrsto bioprocesa |
Učni načrt pri predmetu laboratorijske vaje temelji na poglabljanju znanj, ki jih dijaki pridobijo pri predmetu biotehnologija, tako da se teoretične osnove prepletajo z eksperimentalnim delom. To daje dijakom možnost, da aktivno pridobivajo znanje in izbirajo najustreznejše rešitve.
Pri posredovanju pojmov izhajamo iz znanja, ki so ga dijaki pridobili pri kemiji in biologiji. Pred začetkom obravnavanega sklopa naj dijaki ponovijo temeljne pojme kemije in biologije. Ker se pojmi velikokrat dopolnjujejo, navajamo dijake na samostojno iskanje lastnosti pojmov na podlagi eksperimentalnega dela in iz strokovne literature. Z eksperimentalnim delom bodo dijaki preučevali lastnosti snovi, pridobivali podatke, jih urejali, ugotavljali zakonitosti. Pomembno je, da učitelj skupaj z dijaki načrtuje izvedbe eksperimentov, tako da je dijak v središču procesa izobraževanja.
Učno snov predstavimo dijakom problemsko. Pojme razvijamo na temelju primerov, to pa pomeni, da je treba opravljati eksperimente vedno primerjalno. Takšna zasnova podpira višje spoznavne cilje: opazovanje in zapisovanje opažanj, iskanje medsebojne odvisnosti pojavov, oblikovanje sklepov, njihovo posploševanje in povezovanje s teoretično razlago. Naloga učitelja je tudi usmeriti dijake k informacijskim virom, jih voditi pri iskanju podatkov in kritičnem vrednotenju le-teh.
Pri izbiranju eksperimentov oziroma primerov vaj za pojme postopno prehajamo od preprostih k vedno zahtevnejšim.
V predmetnem katalogu je navedena je povezava z vsebinami pri predmetu biotehnologija.
Vsebine predmeta laboratorijske vaje se povezujejo s predmeti:
- kemija,
- biologija,
- mikrobiologija,
- kmetijstvo,
- fizika,
- računalništvo.
Preverjanje znanja zadeva:
A) znanje in razumevanje
B) zajemanje in obdelavo podatkov
C) eksperimentalne veščine
A) Znanje in razumevanje
Dijaki naj znajo in razumejo- tehnike laboratorijskega dela s pripomočki in aparaturami,
- zakonitosti, dejstva, definicije, pojme in teorije,
- varnostne ukrepe pri delu v laboratoriju,
- načine ravnanja z biotehnološkimi odpadki.
B) Zajemanje in obdelava
Dijaki naj bodo sposobni z besedami ali v drugi ustrezni obliki (opisno, shematično, grafično, numerično)
- poiskati, zbrati, urediti in predstaviti informacije iz različnih virov,
- smiselno uporabiti podatke,
- smiselno razložiti dogajanja v biotehološkem procesu,
- postavljati napovedi in hipoteze,
- uporabiti znanje v novih primerih, zastaviti nove probleme, kritično analizirati.
C) Eksperimentalne veščine
Dijaki naj zanjo
- načrtovati poizkuse, ovrednotiti metode ter predlagati možne izboljšave,
- spremljati, opazovati, zapisovati ugotovitve in merjenja,
- razložiti in ovrednotiti eksperimentalna opazovanja in podatke ter jih interpretirati,
- uporabljati tehnike laboratorijskega dela ter pripomočke in aparature.
- odnos do dela,
- sposobnost za načrtovanje,
- sposobnost za opazovanje,
- sposobnost za interpretacijo.
- ustno preverjanje (ustni zagovor vaj)
- pisno preverjanje: NE
- ocenjevanje dela in izdelkov (ocena poročil vseh opravljenih vaj): enkrat v ocenjevalnem obdobju.