Սիրտը՝ գործողության մեջ. ինքնաշեն մոդել

Ինքնաշեն սրտի մոդելի ստեղծման գաղափարը ծնվեց ճամբարային գործունեության ընթացքում հնչած պարզ, բայց հենքային հարցերից․ «Ինչպե՞ս է սիրտը իրականում աշխատում», «Ինչո՞ւ է արյունը միշտ շարժվում նույն ուղղությամբ», «Ինչո՞ւ է սրտի մոդելների մի մասը կարմիր ներկված, մյուսը՝ կապույտ »,«Ինչո՞վ են զարկերակները տարբերվում երակներից»։

Սովորական բացատրություններն և համացանցային անիմացիաները բավարար չէին  սովորողների հետաքրքրասիրությունը հագեցնելու համար․ նրանք ցանկանում էին տեսնել շարժումը, սրտի կառուցվածքը և սեփական ձեռքերով ստեղծել այն, ինչ սովորում էին դասագրքից։

Այս պահանջից էլ ծնվեց գաղափարը՝ ոչ թե պարզապես դիտարկել պատրաստի մոդել, այլ ինքնուրույն կառուցել աշխատող լաբորատոր սարք, որը կկենդանացնի սրտի և արյունատար համակարգի աշխատանքը։ Սարքաշինության լաբորատորիայի հետ համագործակցությունը հնարավորություն տվեց գաղափարը վերածել իրական նախագծի՝ համադրելով կենսաբանության բովանդակությունը ինժեներական մտածողության հետ։

Սարքը պատրաստված է նրբատախտակից, էլեկտրական պոմպերից, թափանցիկ խողովակներից, սնուցման աղբյուրից, անջատիչներից և ռիթմ ապահովող էլեկտրական մոդուլից։ Թափանցիկ խողովակներով հերթականությամբ հոսող կարմիր և կապույտ հեղուկները նմանակում են արյան շրջանառությունը՝ դարձնելով սրտի աշխատանքը տեսանելի ու ընկալելի։Աշխատանքի լուսաբանումը սարքաշինության լաբորատորիայի բլոգում։

Նախագծի նպատակը միայն սարք պատրաստելը չէր։ Այն հնարավորություն տվեց զարգացնել ստեղծագործական մտածողությունը, ձեռք բերել գործնական հմտություններ և գիտակցել, որ գիտությունը հնարավորություն է ստեղծում  ոչ միայն սովորելու, այլև ստեղծագործելու։

Սովորողների համար հետաքրքիր էր, ինչո՞ւ ոչ նաև անսովոր,  որ կենսաբանական այսպիսի բարդ թեման ուսումնասիրվում է ոչ թե միայն գրքով կամ համակարգչային տարբեր անիմացիաներով, այլ փայտի, խողովակների, պոմպերի և էլեկտրական սխեմաների միջոցով։ Աշխատանքային գործընթացում սովորողները ակտիվորեն առաջարկում էին լուծումներ, քննարկում էին, վիճաբանում, փորձարկում բազմաթիվ տարբերակներ և ուրախանում նույնիսկ փոքր հաջողություններով, օրինակ՝ երբ հեղուկը առաջին անգամ սկսեց շարժվել ,  սովորողների ոգևորությունը աննկարագրելի էր։

Նախագծի սկզբնական փուլում ճամբարականները ծանոթացել են մարդու սրտի և անոթային համակարգի կառուցվածքին և իրականացվող ֆունկցիային։ Նրանք ուսումնասիրել են՝

 1․սրտի խոռոչների դասավորությունը

 2․զարկերակների և երակների կառուցվածքը, տարբերությունները

 3․արյան հոսքի ուղղությունը և կարգավորումը

Այս փուլում սովորողները համեմատել են մարդու և տարբեր կենդանիների սրտի կառուցվածքները, կապը այլ օրգան-համակարգերի հետ։Տեսական գիտելիքները ամրապնդելու համար նրանք կատարել են գծագրումներ, քննարկել յուրաքանչյուր օղակի նշանակությունը և նկարագրել, թե ինչպես է արյունը մատակարարում թթվածին ու սննդանյութեր ամբողջ օրգանիզմում, ինրպես նաև հեռացնում հյուսվածքներից ածխաթթու գազը և նյութափոխանակության արգասիքները։

Գործնական փուլ․ սրտի մոդելի պատրաստում

Տեսական գիտելիքները ստանալուց հետո սովորողները սկսեցին իրական մոդելի պատրաստումը։ Աշխատանքը կատարվել է լաբորատոր պայմաններում՝ հետևյալ հերթականությամբ․

1. Նախագծում և գծագրում

Ճամբարականները նախ գծագրել են սրտի և խոշոր անոթների սխեման՝ պահպանելով իրական անատոմիական կառուցվածքը։ Այդ գծագիրը ծառայել է որպես մոդելի հիմք։

2. Փայտից տարրերի կտրում և ձևավորում

Լաբորատորիայի սարքավորումներով նրանք կտրել են համապատասխան բաղադրիչները։ Յուրաքանչյուր տարր մանրակրկիտ մշակվել է, հարթեցվել և պատրաստվել գունավորման։

3. Գունավորում և նշագրում

Գործնական աշխատանքների կարևոր փուլերից էր սրտի խոռոչների և անոթների գունավորումը՝

Կարմիր գույնով  ներկվել են այն հատվածները, որոնցով հոսում է թթվածնով հարուստ արյունը (զարկերակային ),իսկ կապույտով՝ այն հատվածները, որտեղ հոսում է թթվածնով աղքատ արյունը (երակային )։

4. Անոթների, խողովակների և պոմպերի տեղադրում

Գունավորումից հետո մոդելին ամրացվել են ճկուն խողովակներ և փոքր հզորությամբ պոմպեր, որոնք պարբերաբար շարժում են ներկված հեղուկը։

Այսպիսի լուծման շնորհիվ ստացած մոդելում հեղուկը շարժվում է  է նույն ուղղությամբ ինչ իրական օրգանիզմում։

Արդյունքում ստացվեց կենսաբանության դասավանդման համար նախատեսված ինքնաշեն լաբորատոր սարք, որը ուսումնական գործընթացը դարձնում է ավելի պատկերավոր, հետաքրքիր և արդյունավետ։

Իհարկե, նախագիծն առանց դժվարությունների չէր։
Ամենամեծ մարտահրավերներից էին․

lխողովակների ճիշտ տեղադրումը, որպեսզի հեղուկը չհոսի հակառակ ուղղությամբ,

lհոսող հեղուկի շարժը տեսնելի դարձնելու նպատակով, օդամղիչ պոմպերի տեղադրումը

lմեխանիկական աշխատանքի ժամանակ ճշգրտության պահպանումը

Այս դժվարությունները, սակայն, դարձան ուսուցման կարևոր մաս․ սովորողները հասկացան, որ սխալը ոչ թե ձախողում է, այլ հետազոտության փուլ, որը օգնում է հասկանալ գործընթացի իրական մեխանիզմները։

Այս նախագիծը էապես տարբերվում էր սովորական ուսումնական պարապմունքից և կենսաբանական այլ նախագծերից։ Եթե սովորական դասապրոցեսի ընթացքում սովորողը հիմնականում լսող , դիտող և քննարկող  է,  ապա այստեղ նա դարձավ ստեղծող, փորձարկող և հետազոտող։ Սովորողները ոչ միայն սովորեցին, թե ինչպես է աշխատում սիրտը, այլ նաև զգացին, որ կարող են բարդ գիտական գաղափարները վերածել իրական, աշխատող համակարգերի։

Միջառարկայական կապերի (կենսաբանություն, ֆիզիկա, տեխնոլոգիա) ինտեգրումը ապահովեց ուսուցման ամբողջականությունը՝ ցույց տալով, որ առարկայական գիտելիքները մեկուսացված չեն, այլ փոխկապակցված և կիրառելի իրական խնդիրների լուծման մեջ։ Սովորողները գործնականում կիրառեցին ինչպես կենսաբանական հասկացություններ (արյան շրջանառություն, սրտի ռիթմ), այնպես էլ ինժեներական և տեխնիկական հմտություններ (գծագրում, մեխանիկական մշակում, էլեկտրական սխեմաների կիրառում)։

Արդյունքում կարելի է եզրակացնել, որ նմանատիպ նախագծային և փորձարարական աշխատանքների կիրառումը կենսաբանության դասավանդման մեջ բարձրացնում է ուսուցման արդյունավետությունը, նպաստում է սովորողների մոտիվացիայի աճին և ձևավորում է կայուն գիտելիքներ և գործնական հմտություններ։ Այս մոտեցումը նպատակահարմար է կիրառել միջին և ավագ դպրոցում՝ որպես ուսումնական նախագծի, լաբորատոր աշխատանքի կամ ստուգատեսային գործունեության ձև։

Սարքը նպատակահարմար է օգտագործել միջին և ավագ դպրոցում՝ «Արյունատար համակարգ», «Սիրտ» և «Նյութափոխանակություն» թեմաների ուսումնասիրման ընթացքում՝ որպես դիտարկման և  հետազոտման գործիք։