Metodika

Pozitivne nastavničke prakse

Jedna od 60 kockica u svemir ide iz BiH

Amna Dervišagić

17.05.2019

Bit će mi drago ako generacija mojih učenika shvati da je ulaganje u znanje najbitnija životna investicija.

Moje ime je Amna Dervišagić i profesorica sam fizike u Općoj gimnaziji Bosanska Krupa. Sa svojim učenicama i učenicima radim na istraživanju uticaja kosmičkog zračenja i stratosferskog okruženja na kontaktne leće. Dobili smo odobrenje za slanje našeg eksperimenta u svemir. Da, pravi svemir, i to raketom i stratosferskim balonom u junu i augustu ove godine! Naime, jedna od 60 kockica će u okviru STEAM-projekta biti poslana na visinu od 150 km raketom i 50 km balonom!

STEAM je akronim koji se odnosi na akademske discipline: nauka, tehnologija, inženjerstvo i matematika. A integrativni STEAM-program baziran je na saradnji sa NASA Goddard Space Flight centrom, NASA Langley istraživačkim centrom i Colorado Space Grant konzorcijem. Ove godine eksperimenti će biti lansirani u svemir putem rakete (NASA Wallops Flight Facility) sa otoka Wallops, Virginia, krajem juna 2019, te balonom za velike visine (NASA Columbia Scientific Balloon Object) iz Fort Sumnera, New Mexico, krajem ljeta 2019. godine. Svake godine stignu deseci hiljada prijedloga iz cijelog svijeta za program Kocke u svemiru (od 2014. više od 21.000 studenata i studentica iz 73 zemlje svijeta poslalo je svoje ideje). Cubes in Space vodi kompanija idoodle Learning, partner NASA-e.

 

Na početku smo razmišljale šta da pošaljemo kako bismo ispitale djelovanje svemirskog okruženja, šta da stavimo u kockicu dimenzije 4 cm, a da je jako bitno za Zemlju i svemir... Odluka je pala: to će biti moja kontaktna sočiva!

 

Jedan od ciljeva programa jeste naučiti đake da postanu analitički i djelotvorni mislioci, sposobni za provođenje tehničke karijere u budućnosti. Ova inicijativa je izazov za učenike i edukatore da dizajniraju eksperiment koji će biti postavljen u malu 40-milimetarsku kockicu. Kako bi đaci bili uključeni u sve važne korake aplikacije, od trenutka podnošenja svojih projekata i stvarnog datuma lansiranja omogućen im je mrežni pristup resursnoj internet-stranici na kojoj mogu komunicirati s virtualnim mentorima i članovima tima za projekte. Kroz to iskustvo razvijaju ključne vještine 21. stoljeća: komunikaciju, saradnju, kritičko mišljenje i kreativnost. Za Kocke u svemiru čula sam od kolegice iz Sombora Lidije Nerandžić – Čanda, koja mi je poslala link da razmislim. Međutim, meni poslati neki izazov da razmislim znači da ću gotovo fanatično istrajati da posao obavim do kraja i uspješno. Tako je bilo i ovaj put.

Sve smo nekako zakotrljale učenica drugog razreda Sara Nuhić i ja. Na početku smo razmišljale šta da pošaljemo kako bismo ispitale djelovanje svemirskog okruženja, šta da stavimo u kockicu dimenzije 4 cm, a da je jako bitno za Zemlju i svemir... Odluka je pala: to će biti moja kontaktna sočiva! Naše istraživanje o sočivima počelo je pitanjima koliko ljudi u svijetu ih nosi; na koje zdravstvene probleme pritom nailaze; jesu li kontaktne leće koje nose na Zemlji prikladne za nošenje i u svemiru; šta bi se dogodilo sa starim kontaktnim lećama koje bismo bacili u svemir; hoće li se slomiti zbog kosmičkog zračenja i, ako hoće, gdje će završiti ti dijelovi; da li bi razgradnja polimera kontaktnih leća stvorila novi materijal za upotrebu na Zemlji; da li bi bakterije koje obično žive na površini leće preživjele UV-zračenje; hoće li DNA kod proteina i suza na leći ostati nepromijenjena? Američko Udruženju hemičara (ACS) procjenjuje da se svake godine baci šest do deset tona kontaktnih leća u otpadne vode Sjedinjenih Država.

Možda zvuči nevjerovatno, ali sebi sam postavila isto pitanje kao i Rolf Halden koji je rekao: Počeo sam se pitati je li neko napravio istraživanje o tome šta se događa sa kontaktnim lećama koje se više ne upotrebljavaju. Njegov tim je već radio na istraživanju plastičnog zagađenja i to je bio zapanjujući poziv na buđenje, kada nisu mogli pronaći studije o tome šta se dešava nakon upotrebe kontaktnih leća. Počeli smo istraživati ​​tržište SAD-a i otkrili smo da 15 do 20 posto nosilaca leća baca leće niz umivaonik i one u konačnici završavaju u postrojenjima za obradu otpadnih voda, kaže Charlie Rolsky, doktor nauka koji je predstavio rad. Halden, Rolsky i Varun Kelkar rade u Centru za ekološko inženjerstvo Biodesign Instituta na državnom univerzitetu Arizona (ASU). Ovo je prilično velik broj, budući da samo 45 miliona ljudi u SAD-u nosi kontaktne leće, zaključio je on tada.

Analiza onoga što se dešava s kontaktnim lećama izazov je iz nekoliko razloga. Prvo – one su prozirne, zbog čega ih je teško promatrati u kompliciranom okruženju postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Nadalje, plastika koja se koristi u kontaktnim lećama razlikuje se od ostalog plastičnog otpada kao što je polipropilen, koji se može naći u svemu, od akumulatora do tekstila. Umjesto toga, leće se često izrađuju kombinacijom poli ili metilmetakrilata, silikona i fluoropolimera kako bi se stvorio mekši materijal koji omogućava prolaz kisika kroz leću do oka. Dakle, nejasno je kako tretman otpadnih voda utiče na kontaktne leće.

Kako bi riješili to pitanje, istraživači su izložili nekoliko polimera pronađenih u kontaktnim lećama mnogih proizvođača na anaerobne i aerobne mikroorganizme, prisutne u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda u različitim vremenskim periodima, te proveli Ramanovu spektroskopiju kako bi ih analizirali. Otkrili smo da je došlo do značajnih promjena u vezama kontaktnih leća nakon dugotrajnog izlaganja mikroorganizmima, kaže Kelkar. Tim je zaključio da su mikrobi u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda zapravo promijenili površinu kontaktnih leća, slabeći veze u plastičnim polimerima. Kada plastika izgubi dio svoje čvrstoće, fizički će se slomiti. To dovodi do stvaranja manjih plastičnih čestica, koje će u konačnici dovesti do stvaranja mikroplastike, zaključio je Kelkar.

 

Procjenjuje se da će do 2050. godine pola ljudske populacije biti kratkovidno, a od toga jedna milijarda ekstremno kratkovidna. To upućuje na potrebu stvaranja novih materijala za sočiva pacijenata, kako bi im nošenje bilo što podnošljivije.

 

Vodeni organizmi mogu pogrešno protumačiti mikroplastiku kao hranu, a budući da su plastike neprobavljive – to dramatično utiče na probavni sistem morskih životinja. Ove životinje su dio dugog lanca ishrane, a neke na kraju pronalaze put do ljudske hrane, što dovodi do neželjene izloženosti ljudi plastičnim zagađivačima i zagađivačima koji se lijepe na površine plastike. Sve ovo pronašla sam na službenim stranicama ACS-a i u naučnim časopisima, te sam ostala zatečena činjenicom da bacanje leća u odvode, a i ja sam bila jedna od onih koje to rade, može toliko uticati na okolinu. Iz tog razloga bitno je postaviti pitanje da li bismo sočiva nekada mogli baciti i u svemir.

Stoga smo ustvari željele istražiti hoće li se i kako struktura i optička svojstva kontaktnih leća promijeniti, te hoće li mikroorganizmi na površini kontaktnih leća i otopina u kojoj se pohranjuju u laboratoriju na Zemlji preživjeti ovaj ekstremni okoliš jer se moraju boriti s intenzivnim UV-zračenjem, smanjenim pritiskom i niskim temperaturama. Željele smo saznati može li stratosfera biti kritična prepreka mikrobiološkim istraživanjima na velikim udaljenostima jer bakterije obično ne preživljavaju niske temperature i izloženost ultraljubičastom zračenju.

Zašto je ovo bitno? Prvo – procjenjuje se da će do 2050. godine pola ljudske populacije biti kratkovidno, a od toga jedna milijarda ekstremno kratkovidna. To upućuje na potrebu stvaranja novih materijala za sočiva pacijenata, kako bi im nošenje bilo što podnošljivije, posebno jer se globalna klima ubrzano mijenja, ozonski omotač sve više oštećuje, te će se temperaturni i ostali uslovi života na Zemlji drastično promijeniti. Ako sada znamo da je mikrogravitacija ključ za stvaranje drugačijih materijala, ako znamo da su se leće potpuno promijenile u ekstremnim uslovima svemira – to znači da je vrijeme da počnemo razmišljati o budućim generacijama koje ne trebaju ekstremne uslove na zemlji dočekati nespremno. Ne kažem da se ovo prvi put spominje, ali će mi biti drago ako generacija mojih učenika shvati da je ulaganje u znanje najbitnija investicija za život.

Nakon što smo se registrovale (u početku samo Sara Nuhić i ja) na njihovu internet-stranicu, morale smo popuniti jednu anketu. Ispunile smo i Intent to Fly Form ili Obrazac za namjeru letenja. Tu se napiše naslov eksperimenta, koji ne smije biti literaran kao Sočiva u Svemiru, nego treba biti u naučnoj formi, naprimjer: Uticaj kosmičkog zračenja na optička i mehanička svojstva kontaktnih sočiva. Također, obavezno se mora postaviti hipoteza ili više njih u formi Ako to, onda to i zato što... Taj prvi korak je najvažniji, jer ako nam odobre zahtjev za let – onda nam otvaraju sljedeća vrata, a to je pisanje samog istraživanja.

Doista je bilo teško smisliti šta istraživati, budući da su unaprijed postavili stroge kriterije dozvoljenih materijala; naprimjer ne mogu se slati žive životinje, kukci, biljke, ne smiju ići laseri, izvori radioaktivnog zračenja, te ostali opasni ili zapaljivi materijali koji se inače mogu istraživati u kockici, ali na Zemlji.

 

Za sada je svima nama enigma šta će se dogoditi sa sočivima. Nešto smo predvidjeli hipotezama, pa ćemo vidjeti, zato se sve ovo i zove eksperiment.

 

Naš obrazac je odmah prošao selekciju i odobreno nam je da napravimo projekat. To znači da su prepoznali vrijednu ideju, što nam je dalo veliku nadu, ali i povećalo odgovornost da do kraja završimo misiju. U projekat se uključilo još deset učenica i učenika: Ines i Adna Ismailovski, Elma Ramić, Sarah Šertović, Alma Arnautović, Sajra Fajić, Ismet Bešić, Dženneta Bratić, Ajša Halkić i Armin Pašalić. Aplikacija se sastojala od zahtjevnih dijelova, dokumenata i opisa: šta je svrha projekta, opis eksperimenta, definicija nezavisne i zavisne varijable, prognoze, komunikacijski plan i na kraju dijagram u kojem se u 3D-programu moralo u milimetar nacrtati kako izgleda materijal u kockici. I na kraju – u svemir šaljemo par mekanih i par polutvrdih kontaktnih leća u fiziološkoj otopini. Za sada čekamo transport zbog strogih pravila uvoza i ograničenja za aerotransport. U Ameriku trebaju stići do 3. juna. Organizatori, nakon što finaliziraju spisak zemalja učesnica, šalju link za direktno (live) praćenje lansiranja.

Dakle, sočiva stavljamo u kutijicu koja sa ostalim kutijicama ide u jedan čvrsti kontejner, pa u raketu koja će biti lansirana i boraviti određeno vrijeme u vasioni, na maksimalnoj visini do 300 km, iako obično ide do 150 km. Taj teret se nakon nekog vremena vraća nazad; organizatori kutijice stavljaju u koverte i vraćaju nama da istražimo šta se dogodilo s lećama. To je komunikacijski plan. Kada utvrdimo šta se dogodilo, šaljemo im povratne informacije. Sve ove postupke opisali smo i u planu, u aplikaciji. Mi možemo pratiti lansiranje, a hoćemo li imati neku drugu mogućnost da gledamo putanju kockice, odnosno rakete u svemiru, ne znam, ali moguće je i to. Za sada je svima nama enigma šta će se dogoditi sa sočivima. Nešto smo predvidjeli hipotezama, pa ćemo vidjeti, zato se sve ovo i zove eksperiment.

 

Naši nastavni planovi i programi vrlo oskudno dotiču ove teme, tako da sam bila svjesna da od djece ne mogu očekivati mnogo, ali sam znala da u njima mogu razviti interes za naučno istraživanje.

 

Mnogo smo radili proteklih mjeseci. Poslije operacije desnog oka i značajnog gubitka vida na to oko, te neizvjesne prognoze i za lijevo oko, odlučila sam uraditi sve moguće i nemoguće dok me vid iole služi, pa sam na aplikaciji radila uglavnom u kasnim noćnim satima. U školi baš i nisu pokazali interesovanje za ovaj rad – nisam dobila nikakvu pomoć, čak ni sa službenim molbama za mikrobiološku analizu sočiva prije slanja u svemir. Nisu ni djeca dobila neki poticaj za ono što su radila, ali opet su nam se nekako otvarala mnoga vrata. Dobila sam pristup bazi naučnih radova, stranicama za besplatno preuzimanje literature, pa je zahvaljujući tome naša aplikacija izrasla u respektabilan naučni rad. Većinu vremena dok smo radili na projektu bila sam na bolovanju, pa sam s djecom često komunicirala preko Messenger-grupe Sočiva u svemiru. Polako sam ih uvodila u koncepte i pojmove naučnog istraživanja. Naši nastavni planovi i programi vrlo oskudno dotiču ove teme, tako da sam bila svjesna da od djece ne mogu očekivati mnogo, ali sam znala da u njima mogu razviti interes za naučno istraživanje. Naime, djeca općenito vrlo malo znaju o citiranju literature, o varijablama, dijagramima, hipotezama i slično, a njihovo e-učenje pretvara se u kopiranje prve stranice na nekom pretraživaču, i to sam morala promijeniti kod njih. Nadalje, komunikacija među đacima o onome što rade bila je, također, vrlo oskudna, tako da su mi se s pitanjima uglavnom javljali pojedinačno, u Inbox, kako njihovi drugari ne bi pomislili da su se prosuli, kako oni to kažu. Ali malo-pomalo, otvarajući ih kao male sehare, uspjela sam podići njihovo samopouzdanje u postavljanju pitanja i razviti kod njih pravo naučno razmišljanje.

Mnogo je ljudi koji su nam pomogli u stručnom i medijskom dijelu. Nabrojat ću ih u znak zahvalnosti: Armin Marić, koji je sve vrijeme bio moja najveća podrška, Optika LCL Tomić Zagreb, Mreža za izgradnju mira i Goran Bubalo, RTV USK, Federalna televizija, oftalmolog dr. Suvad Karčić, dr. sci. Halid Makić sa Biotehničkog fakulteta, Nemanja Rakić, gospodin Jovica, dr. Aleksandra Nina sa Instituta za fiziku iz Beograda, prof. dr. Mićo Mitrović, Siniša Vučenović, koji je vjerovao da sam dorasla ovom zadatku, inače moj mentor na postdiplomskom studiju, Daniel Maestro, Irma Didović, zlatar Krupić, koji nam je posudio preciznu vagu... Literaturu sam kupila gdje sam stigla, a najinteresantnije je to što nam apsolutno niko nije mogao reći mnogo o stratosferi i njenim uslovima, o čemu smo sami kopali po izvorima na internetu.

 

Naučnici od Aristotela, preko Galilea i Einsteina, pa sve do velikih izumitelja naše generacije dugo su ukazivali na vrijednost znatiželje u procesu otkrivanja i učenja. Osnovna pitanja zašto i kako uobičajena su u djetinjstvu. Međutim, bez poticaja ili prilike prirodna znatiželja može izblijedjeti dok se prerušavamo u odrasle.

 

Sada smo naučile da kao stanovnice Zemlje možemo saznati kako je svemirska tehnologija osigurala načine za prenos života sa Zemlje izvan ozonskog sloja. Na stratosferskim visinama ultraljubičasto zračenje, niske temperature, niski tlakovi, nedostatak hranjivih tvari danas su veliki izazov za naučnike.

Dobili smo odmah zeleno svjetlo za let raketom na visinu od 150 km i stratosferskim balonom u gornje slojeve stratosfere, što je zaista velika, velika čast za našu zemlju. Kao veliki kuriozitet, obje naše aplikacije su primljene, i za raketu i za balon. Vrlo je važno napomenuti da raketa prima samo 60 kockica iz cijelog svijeta, a balon nešto više. Korištenjem šanse za istraživanje svemira, program Cubes in Space nudi učenicima i edukatorima priliku da nauče dosta toga o metodologiji za izradu naučnog rada, od dizajna do procesa recenzije. Takva znanja i vještine neophodne su za učenike 21. stoljeća, rekla je Amber Agee – DeHart, osnivačica programa Cubes in Space. Naučnici od Aristotela, preko Galilea i Einsteina, pa sve do velikih izumitelja naše generacije dugo su ukazivali na vrijednost znatiželje u procesu otkrivanja i učenja. Osnovna pitanja zašto i kako uobičajena su u djetinjstvu. Međutim, bez poticaja ili prilike prirodna znatiželja može izblijedjeti dok se prerušavamo u odrasle. Stvaranje i održavanje zdrave radoznalosti o svijetu oko nas temelj je cjeloživotnog učenja. Radoznalost je bila i jedan od pokretača globalne inicijative za lansiranje kocke u svemir, namijenjene učenicima u dobi od 11 do 14 godina. U današnjem svijetu vještine u područjima tehnologije, inženjerstva i matematike temelj su za radna mjesta. Drugim riječima, STEM-profesije su ključne za održivi razvoj i rješavanje složenih izazova koje treba prevladati za izgradnju budućnosti. Moram reći da sam veoma ponosna na ovaj podvig! Presretna sam što će se boje zastave Bosne i Hercegovine naći u društvu vrlo respektabilnih i razvijenih zemalja čije škole su, sigurna sam, također ponosne na svoje učenice i učenike. Dobila sam i signale u idoodleu da će me imenovati za evropsku ambasadoricu programa Cubes in Space, o čemu ću pisati kada se to desi!

Najnovije

Rad sa teškim đacima

Najvažniji dio je klasifikacija

Amna Dervišagić

Eksperiment za čas fizike

Važnost mjerenja atmosferskog pritiska

Maksuda Muratović

Još jedan zanimljiv eksperiment za učionicu

Povodom dana osnivanja Mense: uloga pamćenja u nastavi fizike

Amna Dervišagić

Zapisi iz učionice

Inkluzivna nastava preko leđa nastavnika

Mirza Ahmetović

Zapisi iz učionice

Analiza pismene vježbe

Mirza Ahmetović