Zrób swój własny jogurt

Wiadomości ogólne

• Czas trwania zajęć: 45 minut (rezultaty można odczytać po upływie 48h)
• Potencjalne pytania badawcze:

1. Który z badanych produktów spożywczych zawiera żywe kultury bakterii?

• Hipoteza sformułowana przez uczniów:
  

1. Jeśli w jogurtach spożywczych znajdują się żywe kultury bakterii, po dodaniu ich do mleka rozpoczną proces fermentacji laktozy: powstanie jogurt.
2. Jeżeli badany jogurt nie zawiera żywych kultur bakterii w badanej próbie rozwiną się bakterie gnilne i po 48h inkubacji w temperaturze pokojowej mleko nie będzie nadawać się do spożycia.

---

Doświadczenie

• Potrzebne materiały, przyrządy:
  
• 4 pojemniki 250 ml,
• mleko tłuste, homogenizowane,
• 3 opakowania jogurtów spożywczych zawierających żywe kultury bakterii (wybierz różne firmy),
• termometr,
• łyżka,
• spożywcza folia celofanowa,
• marker,
• kuchenka gazowa lub płytka do podgrzewania.
  
  

• Uwagi dotyczące BHP:
  
  Kuchenka lub płyta elektryczna przeznaczona do podgrzewania mleka powinna być odpowiednio zabezpieczona. Ze względu na pracę z gorącym płynem uczniowie nie mogą poruszać się po klasie bez zgody nauczyciela. Zalecane okulary ochronne i fartuchy laboratoryjne.

• Zmienne występujące w doświadczeniu:
  
• zmienna niezależna (jaką zmienną/wielkość będziemy zmieniać?): rodzaj jogurtu dodawanego do mleka;
• zmienna zależna (jaką zmienną/wielkość będziemy mierzyć - obserwować?): smak, zapach, konsystencja i kolor mleka po 48h inkubacji;
• zmienne kontrolne (czego w naszym eksperymencie nie będziemy zmieniać?): czas i warunki inkubacji (wilgotność powietrza, temperatura).
  
  
• Kontrola:
• mleko, do którego nie będziemy dodawać jogurtu.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

Zadanie A:

Uczniowie sprawdzają, który z badanych artykułów spożywczych zawiera żywe kultury bakterii. Używając kupionych w sklepie jogurtów jako starterów procesu fermentacji, produkują własny jogurt.

• Metody:

1. Podgrzać mleko do temperatury 95^o C na 5 - 15 s.
2. Garnek z mlekiem wstawić do miski z zimną wodą i mieszając, schłodzić do temperatury 48^o C.
3. Mleko rozlać do czterech pojemników.
4. Pojemniki podpisać nazwą firmy, której produkt będziemy testować. Jeden pojemnik oznaczyć jako „kontrola”.
5. Do podpisanych pojemników z mlekiem dodać dużą łyżkę jogurtu określonej firmy. Do pojemnika z napisem „kontrola” nic nie dodajemy.
6. Wymieszać zawartość pojemników, za każdym razem myjąc bądź zmieniając łyżkę.
7. Pojemniki zakryć spożywczą folią celofanową.
8. Inkubować w temperaturze pokojowej przez 48h.

• Proponowana interpretacja wyników:
  
  Po upływie 48h uczniowie oglądają, jakim zmianom uległo mleko w każdym z czterech pojemników. Sprawdzają kolor, barwę, smak i konsystencję badanych prób oraz kontroli. Spostrzeżenia zapisują w zeszycie. Na podstawie przeprowadzonych obserwacji odpowiadają na pytanie: Który z badanych jogurtów zawierał żywe kultury bakterii?

• Proponowane modyfikacje doświadczenia:
  
  Uczniowie mogą zbadać jak szybko przebiega proces fermentacji w zależności od temperatury inkubacji mleka. W takim wypadku badane próby można inkubować w temperaturze: 4, 21, 45 i 65^o C.

Uwaga: W materiałach do pobrania załączono materiał dodatkowy (dotyczący m. in. bakterii i fermentacji), który uzupełnia zakres przedstawiony powyżej.

---

Podstawa programowa

• Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:

a) wymagania ogólne – cele

• I Znajomość różnorodności biologicznej i podstawowych procesów biologicznych: uczeń opisuje, porządkuje i rozpoznaje organizmy, wyjaśnia zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w wybranych organizmach i w środowisku, przedstawia i wyjaśnia zależności pomiędzy organizmem a środowiskiem, wykazuje ewolucyjne źródła różnorodności biologicznej.
• II Znajomość metodyki badań biologicznych: uczeń planuje, przeprowadza i dokumentuje obserwacje i proste doświadczenia biologiczne; określa warunki doświadczenia (…), formułuje wnioski, przeprowadza obserwację preparatów (…)
• III Rozumowanie i argumentacja: uczeń interpretuje informacje i wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe między faktami, formułuje wnioski i przedstawia opinie związane z omawianymi zagadnieniami biologicznymi.

b)   wymagania szczegółowe - treści nauczania

• III Systematyka: 6) uczeń przedstawia miejsca występowania bakterii i protestów oraz ich znaczenie w przyrodzie i dla człowieka.

---

Materiały do pobrania

• pdf Fermentacja - procedura 156 KB
• pdf Fermentacja - karta pracy - wersja A 130 KB
• doc Fermentacja - karta pracy - wersja A 386 KB
• pdf Fermentacja - materiały dodatkowe 251 KB
• doc Fermentacja - materiały dodatkowe 839 KB

---

Słowniczek

EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.

 

OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.

 

Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:

Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.

Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.

Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:

• ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
• ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
• ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.

ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.

  

W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.

  

Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.

 

Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.

---

Bibliografia

1. Forum mleczarskie, jak się robi jogurt; http://www.forummleczarskie.pl/RAPORTY/260/3/jogurt-naturalny/
2. Probiotyczne bakterie fermentacji mlekowej; http://www.pm.microbiology.pl

---