Bubble Boy

Opdrachten bij het ECENT artikel Ombouwen van reguliere lessen tot context-concept lessen.

Context:
In Amerika leeft een jongen die bekend staat als de Bubble Boy. Deze jongen heeft door een genetische afwijking geen immuunsysteem. Daardoor moet hij leven in een soort tent (Bubble). Hij komt zo niet in contact met ziekteverwekkers als bacteriën en virussen. Artsen zoeken nu naar een behandelmethode zodat de Bubble Boy weer vrij rond kan lopen. Nu bestaat een normaal immuunsysteem uit een aantal celtypen waarmee ziekteverwekkers onschadelijk kunnen worden gemaakt. Met huidige technieken is het mogelijk om de Bubble Boy deze cellen zelf weer te laten maken. Wij moeten alleen nu eerst uitzoeken om welke celtypen het gaat.

Perspectief:
Functie onderzoeken

Vraag:
Welke cellen heeft de Bubble Boy nodig om ziekteverwekkers onschadelijk te maken?

Activiteiten:

• Klassikaal: Waardoor worden we ziek van bacteriën en virussen? Antwoorden van leerlingen aanvullen
• Vervolgens worden de onderstaande ontwerpproblemen aan leerlingen voorgelegd. Ieder probleem wordt eerst klassikaal geïntroduceerd, daarna denken leerlingen er individueel over na, vervolgens bediscussiëren ze hun oplossing in een groepje en worden de geselecteerde oplossingen klassikaal besproken en de feitelijke oplossing kort uitgelegd (zie tabel 3 voor verwachte antwoorden en de hierop volgende uitleg). 1. Hoe kunnen binnengedrongen bacteriën onschadelijk worden gemaakt?(macrofaag) 2. Hoe kan onderscheid worden gemaakt tussen lichaamseigen materiaal en ziekteverwekkers? (specifieke herkenning antigeen met receptoren) 3. Hoe kan voor ieder antigeen een aparte receptor aanmaken? (B-cellen / antistoffen) 4. Hoe kunnen virusgeïnfecteerde cellen worden aangepakt? (T-cellen)
• Daarna volgt uitleg over rol stamcellen bij ontwikkeling van macrofagen, B-cellen en T-cellen. Leerlingen wordt vervolgens gevraagd hoe de Bubble Boy dan zou kunnen worden geholpen. Eventueel hint: wat zou je dan moeten transplanteren?

Antwoord:
Stamceltransplantatie, waarna er T-cellen, B-cellen en macrofagen worden gevormd.

Inzicht:
Het immuunsysteem bestaat uit drie celtypen (macrofagen, B-cellen en T-cellen) die samen zorgen voor herkenning en onschadelijk maken van bacteriën en virussen.

Ontwerpproces van de docent

Chantal denkt meteen aan ziekten als context voor lessen over het immuunsysteem. Het blijkt echter nog niet eenvoudig een geschikte ziekte te vinden. Voor diagnose en behandeling van veel ziekten (zoals griep, AIDS, hooikoorts) is of maar beperkte kennis van immuunsysteem nodig of juist veel meer dan ze wil behandelen. Ze wil namelijk van het immuunsysteem alleen macrofagen, B-cellen en T-cellen aan de orde stellen. Ze besluit vervolgens nog wat plaatjes te kijken via google afbeeldingen (immune system diseases) om op nieuwe ideeën te komen. Ze ziet dan een plaatje van de Bubble Boy. Dit lijkt haar een geschikte context omdat ze vermoedt dat hij leerlingen aanspreekt en omdat zo alle geselecteerde celtypen van het immuunsysteem een centrale rol krijgen. In de begeleidende tekst staat dat er op dit moment er twee behandelingsmogelijkheden zijn: gentherapie of stamceltransplantatie. Ze wil in de lessen niet het accent leggen op beide behandelmethoden maar op het ontdekken van het immuunsysteem dat de Bubble Boy eigenlijk nodig heeft om goed te functioneren. Vandaar dat ze kiest voor het perspectief functie onderzoeken waarmee leerlingen zelf een immuunsysteem voor de jongen kunnen gaan herontwerpen. Ze wil daarna zelf aangeven dat deze celtypen uit stamcellen ontstaan en dat middels stamceltransplantatie dus de jongen geholpen zou kunnen worden.
Bij het voorbereiden van de rode draad binnen de activiteiten maakte ze gebruik van de uitgebreidere aanpak behorend bij het functionele perspectief, waarbij ze de eerste vraag buiten beschouwing laat, omdat in dit geval leerlingen nog niet weten hoe het systeem in elkaar zit.

In tabel 3 wordt haar eigen herontwerp van het immuunsysteem weergegeven. Deze tabel moet worden gelezen van links naar rechts, daarbij wordt het nadeel van de geselecteerde manier telkens weer wordt geherformuleerd in het nieuwe ontwerpprobleem. Van de niet-cursief beschreven manieren en nadelen verwacht ze dat leerlingen deze ook kunnen bedenken. De cursief gedrukte tekst is uitleg van haar of zijn hints voor leerlingen. Tijdens het herontwerp realiseert ze zich dat leerlingen hiermee alleen zinvol aan de slag kunnen als ze weten waardoor je ziek wordt van virussen en bacteriën. Ze besluit dit eerst klassikaal met hen te bespreken.

 Tabel 3: Herontwerp van het immuunsysteem m.b.v. functioneel perspectief.