матеріал 12

86. Вакцинація та сталий розвиток: сучасні технології та виклики

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №86. Вакцинація та сталий розвиток: сучасні технології та виклики

Очікувані результати навчання

Формулює проблему дослідження [12 ПРО 1.1.1];
Формулює гіпотезу дослідження [12 ПРО 1.2.2-1 П];
Здійснює дослідження та фіксує результати [12 ПРО 1.4.2];
Формулює висновки за результатами дослідження [12 ПРО 1.5.2];
Ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або в співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1];
Пропонує варіанти розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.3.1-1];
Оцінює самостійно або в співпраці з іншими значення природничих наук, техніки й технологій для суспільного прогресу та сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1].

Мета уроку: пояснити, як сучасні підходи у створенні вакцин визначають глобальне громадське здоров’я.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

Ціль 3: Міцне здоров’я і благополуччя.
Ціль 9: Інновації й інфраструктура.
Ціль 10: Зменшення нерівності.

Ключові слова: мРНК-вакцини, вірусні вектори, пандемія, колективний імунітет, фальсифікація вакцин.

План уроку:

Мотивація (5 хв): чи можна створити вакцину за 1 день?
Теоретичний блок (10 хв): як працюють сучасні вакцини та які технології їх створюють.
Життєва ситуація (10 хв).
Самостійна практика (15 хв).
Рефлексія (5 хв).
Додаткові джерела (після уроку).

Очікувані результати для вчителя:

Учні демонструють розуміння ключових сучасних технологій вакцинації.
Учні аналізують глобальні проблеми, пов’язані з доступністю вакцин.
Учні моделюють процес створення вакцини та обговорюють його складності.

Очікувані результати для учнівства:

Я розумію, як працюють сучасні вакцини та які технології їх створюють.
Я можу пояснити, як вакцинація допомагає в боротьбі з глобальними епідеміями.
Я знаю виклики, пов’язані з доступністю вакцин у різних країнах світу.

Мотивація

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

🎯 Мета:

Викликати інтерес до сучасних технологій розробки вакцин.

Показати, що виклики вакцинації виходять за межі науки — це ще й логістика, фінанси.

Підвести до головної теми уроку: які сучасні підходи у створенні вакцин та як вони визначають глобальне громадське здоров’я?

🛠 Як провести:

Запропонуйте учням оцінити реалістичність ідеї «вакцини за 1 день» до і після уроку.

Використайте порівняння між традиційними вакцинами та мРНК-технологіями.

Поставте питання про етичні та соціальні аспекти швидкої розробки вакцин.

❓Запитання для обговорення:

Чи можна прискорити розробку вакцин без втрати безпеки?

Чому багаті країни отримують вакцини раніше за бідні?

Як технології допоможуть зробити вакцинацію доступнішою в майбутньому?

Повторення пройденого:

На минулому уроці ми говорили про історію вакцинації. А зараз говоритимемо про те, як вакцини змінили сучасний світ.

👉 Факт 1: Завдяки вакцинації світ позбувся натуральної віспи. Медична фотографиня із Британії Джанет Паркер стала останньою жертвою хвороби на планеті. У 1980 році ВООЗ офіційно оголосила, що натуральна віспа ліквідована в природі за допомогою вакцинації. На це було витрачено 2,4 млрд доз противіспяної вакцини.

Рис 1. Випадки паралічу від поліовірусу у світі. Джерело: OurWorldInData

👉 Факт 2: Поліомієліт майже зник у розвинених країнах, хоча ще 50 років тому він паралізовував сотні тисяч дітей щороку.

👉 Факт 3: Вакцинація проти кору щороку рятує понад 1 мільйон життів.

Нещодавно ми були свідками того, як у світі з’явився новий вірус, і людству потрібно було розробити вакцину якомога швидше.

Рис 2. Масове виробництво вакцин на автоматизованій лінії. Джерело: NewsMedical

👉Факт 1: Під час пандемії COVID-19 вакцина була розроблена рекордно швидко — всього за 11 місяців, тоді як зазвичай це займає десятки років.

👉Факт 2: Сучасні мРНК-вакцини можна «спроєктувати» набагато швидше, ніж класичні, та проти будь-якого білкового антигена, змінюючи генетичний код.

👉 Факт 3: Одна з ключових проблем — не створити вакцину, а забезпечити її безпеку та доставку по всьому світу. Зокрема, ознайомтеся з прикладом ініціативи COVAX, створеної під час пандемії COVID-19 для більш справедливого розподілу вакцин між країнами світу.

Рис 3. Відсоток вакцинованого населення хоча б однією дозою від COVID-19 за країнами світу у 2021 році. Джерело: NYT.

Обговоріть:

Чи можливо в майбутньому повністю викорінити всі інфекційні хвороби?
Чому деякі хвороби повертаються, навіть якщо є вакцини?
Чи залежить ваша безпека від вакцинації інших людей?
Чи можливо, що в майбутньому вакцини створюватимуться за 1 день?
Що важливіше — швидкість розробки чи довгострокова безпека вакцин?
Чому доступ до вакцин у бідних країнах залишається проблемою?

📺 Відео для перегляду: «Чому вакцини працюють?»

Відео

Тобі може знадобитися

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 10 хв.

🎯 Мета:

Ознайомити учнів із сучасними типами вакцин.

Пояснити, чому вчені розробляють різні види вакцин для різних випадків.

Викликати дискусію про виклики доступності вакцин у світі.

🛠 Як провести:

Використайте порівняльну таблицю або схему, щоб пояснити принцип дії вакцин.

Запитайте учнів, яку технологію вони вважають найбільш ефективною та чому.

Поставте перед класом дилему: «Якби вам потрібно було швидко вакцинувати 1 мільярд людей, яку технологію ви б обрали?»

❓ Запитання для дискусії:

Чому не існує «універсальної вакцини від усіх хвороб»?

Як мРНК-технологія виробництва вакцин може змінити майбутнє медицини?

Чому деякі країни мають кращий доступ до вакцин, ніж інші?

Сучасні вакцини – це високотехнологічні розробки, що рятують мільйони життів

Рис 4. Як працює мРНК вакцина? Джерело: CarpathiaGov.ua

👉 Факт 1: Наразі людство використовує різні типи вакцин, і вони працюють по-різному.

👉 Факт 2: Деякі новітні вакцини (саме мРНК) не містять вірусів взагалі — вони «вчать» імунітет реагувати на небезпеку.

👉 Факт 3: Вакцинація допомагає одужати не лише окремій людині, а й усьому суспільству, створюючи колективний імунітет.

Основні типи сучасних вакцин:

Рис 5. Порівняння дії різних типів вакцин. Джерело: Wellcome

мРНК-вакцини (Pfizer, Moderna)
📌 Не містять вірусів. Натомість організм отримує інструкцію (мРНК), яка допомагає йому створити копію вірусного білка. Це стимулює імунну систему виробляти антитіла.
- Перевага: швидкість розробки, можливість модифікації під нові штами.
- Недолік: потребує зберігання за дуже низьких температур.
Векторні вакцини (AstraZeneca, Johnson&Johnson)
📌 Використовують безпечний вірус (зазвичай аденовірус мавпи) як засіб доставки — «кур’єра», що доставляє генетичну інструкцію для набуття імунної відповіді.
- Перевага: ефективність та можливість зберігання при стандартних температурах.
- Недолік: ризик вироблення імунітету до самого вектора та неможливість його повторного використання при імунізації від інших хвороб.
Інактивовані вакцини (Sinovac, Bharat Biotech)
📌 Містять «вбитий» вірус, який не може викликати хворобу, але навчає імунну систему його розпізнавати.
- Перевага: перевірена технологія, що використовується понад 100 років.
- Недолік: потрібно кілька доз для створення міцного імунітету.

Обговоріть у групах:

Чому мРНК-вакцини стали проривом у медицині?
Який тип вакцин, на вашу думку, найбільш перспективний для майбутнього?
Як можна забезпечити рівномірний доступ до вакцин у всьому світі?

📺 Відео для перегляду: «Як працюють мРНК-вакцини?»

Життєва ситуація

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 15 хв.

Організація роботи:

Поділіть клас на пари або малі групи.

Дайте кожній парі завдання і час на розрахунки ефективності вакцин та аналізу ризиків.

Запропонуйте парам представити свої висновки перед класом.

Стимулюйте дискусію: «Чи варто було дозволяти використання вакцин, про які було відносно мало даних?»

Заохочуйте критичний аналіз: «Чи могли уряди або вчені зробити щось по-іншому, щоб зменшити страхи людей?»

Як вчені перевіряють ефективність вакцин? Сьогодні спробуємо себе в такій ролі:

Щоб зрозуміти, як добре працює вакцина, дослідники проводять клінічні випробування.
Під час пандемії COVID-19 було протестовано кілька вакцин, зокрема мРНК-вакцини Pfizer та Moderna.

Як проходять такі випробування?

Учасників об’єднують у дві групи:
Одна отримує реальну дозу вакцини.
Інша (контрольна) отримує плацебо.
Дослідники відстежують, скільки людей у кожній групі захворіло.
Аналізують можливі побічні ефекти, зокрема від мРНК вакцин від COVID-19 після введення дози іноді виникав міокардит — запалення м’язової тканини серця.

Результати клінічних випробувань наведено в таблиці:

Випробування	Група	Кількість учасників	Підтверджені випадки COVID після вакцинації	Міокардит (випадків на мільйон щеплень)
Moderna	Вакцина	15,209	55	181
Moderna	Плацебо	15,206	744	–
Pfizer	Вакцина	21,720	8	97
Pfizer	Плацебо	21,728	162	–

Завдання:

Визначте ефективність вакцини для кожного з двох типів вакцин (Pfizer та Moderna) і порівняйте різницю у відсотках частоти захворюваності на міокардит.
Користуйтесь формулами на Рис. 6

ПІДКАЗКА: Ефективність вакцини — це відсоткова зміна кількості випадків захворювання на COVID-19 у популяції (групі) до вакцинації (плацебо) і після вакцинації.

Рис 6. Формули для розрахунків ефективності вакцин. Джерело: Bioninja

Порівняйте ризик захворюваності на міокардит:

У якої вакцини цей побічний ефект виявлявся частіше?
Чи виправданий ризик захворіти на міокардит, враховуючи кількість врятованих життів?

Обговорення в парах:

Як ви оцінюєте баланс між ефективністю вакцини та можливими побічними ефектами?
Чи можна покращити безпеку вакцин у майбутньому?
Як науковці приймають рішення щодо масового використання вакцин?

Відео для ознайомлення: «Як тестують вакцини?»

Відео

Попрактикуймо самостійно

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 10 хв.

Поради:

Заохочуйте учнів використовувати історичні дані для аргументації своїх думок.

Надайте додаткові ресурси для глибшого розуміння теми.

Підкресліть важливість критичного аналізу інформації та наукового підходу до оцінки ефективності медичних втручань.

Запропонуйте учням виконати завдання індивідуально або в парах, щоб розвивати навички аналізу графіків і таблиць.

Після виконання завдань організуйте обговорення: порівняйте відповіді учнівства.

Завдання «Поліомієліт»:

Поліомієліт — це інфекція, спричинена вірусом.

Лікар вакцинував групу пацієнтів проти поліомієліту.
Він дав кожному пацієнту дві дози вакцини з інтервалом у 3 місяці.

Лікар-імунолог дослідив по три зразки крові від кожного з пацієнтів:

(зразок 1), взятий за 2 тижні до першої дози вакцини;
(зразок 2), взятий через 2 тижні після першої дози вакцини;
(зразок 3), взятий через 2 тижні після другої дози вакцини.

Він виміряв концентрацію антитіл проти вірусу поліомієліту в крові пацієнтів кожного разу.
Результати показано на графіку (Рис. 7).

Рис 7. Діаграма 1 – Концентрація антитіл у зразках крові при дослідженні ефективності вакцини від поліомієліту. Джерело: AQA

Інструкції:

Розрахуйте у відсотках зростання середньої концентрації антитіл у крові пацієнтів, порівнюючи між собою зразки 2 і 3.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповідь = ___________________________________________%

Поясніть різницю між середніми концентраціями антитіл у зразках крові 1, 2 і 3.

Завдання «Перевірка нових вакцин»:

Нові вакцини потрібно перевірити, перш ніж їх можна буде продавати. На графіку (Рис. 8) показано, скільки часу зайняли різні етапи тестування нового препарату.

Рис 8. Тривалість етапів дослідження ліків. Джерело: AQA

Наскільки більше часу зайняв етап клінічних досліджень, ніж лабораторних?

Відповідь: на _________________ років

Під час першої фази клінічних випробувань препарат тестують лише на здорових добровольцях та використовують низькі дози.
Запропонуйте власні висновки, чому при цьому залучаються тільки здорові добровольці й використовуються тільки низькі дози для тестування препарату.

У фазах 2 та 3 клінічних випробувань зазвичай проводиться подвійне сліпе дослідження, коли одній групі вводять справжню вакцину, а іншій — плацебо. До того ж жоден пацієнт жодної групи не знає, що отримує саме він – справжній препарат чи фізіологічний розчин без ліків. Поясніть, чому такий спосіб досліджень є обов’язковою практикою перед ліцензуванням вакцин.

Рефлексія

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

Діяльність учителя:

Дайте можливість кільком учням висловити свої головні висновки.

Підкресліть важливість теми: «Сучасні технології вакцинації рятують мільйони життів і роблять світ більш безпечним».

Обговоріть зв’язок між наукою, доступністю вакцин та світовим здоров’ям.

✅ Підготуйте учнів до наступного уроку:
«Наступного разу ми зробимо ще один крок. Створимо та презентуємо власний постер про вакцинацію, щоб поширити науково обґрунтовану інформацію».

На завершення уроку важливо підбити підсумки, обговорити ваші висновки та власне ставлення до теми сучасної вакцинації.

📝 Індивідуальна робота:

Запишіть три найважливіші факти, які ви дізналися про сучасні технології вакцинації та їхній вплив на світ.
Як би ви довели людині, яка сумнівається в безпечності вакцин, чому їхній позитивний ефект перекриває мінімальні ризики? Сформулюйте короткий, переконливий аргумент.
Доповніть речення: «Я вважаю, що сучасні вакцини важливі, тому що…»

Визначте, наскільки добре ви розібралися в темі, обравши відповідну кількість «щеплень-емодзі»:

💉💉💉💉💉💉💉💉💉💉

У вільний від відпочинку час

Відео TedEd «Як діють вакцини» — https://www.youtube.com/watch?v=rb7TVW77ZCs

Відео

Відео TedEd «Чому поліомієліт такий небезпечний» — https://www.youtube.com/watch?v=_ivM7J2ao1s

Відео

Відео «Найсмертоносніший вірус на планеті» — https://www.youtube.com/watch?v=4u5I8GYB79Y

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №86. Вакцинація та сталий розвиток: сучасні технології та виклики

Очікувані результати навчання

Мета уроку: пояснити, як сучасні підходи у створенні вакцин визначають глобальне громадське здоров’я.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

Ціль 3: Міцне здоров’я і благополуччя.
Ціль 9: Інновації й інфраструктура.
Ціль 10: Зменшення нерівності.

Ключові слова: мРНК-вакцини, вірусні вектори, пандемія, колективний імунітет, фальсифікація вакцин

План уроку:

Мотивація (5 хв): чи можна створити вакцину за 1 день?
Теоретичний блок (10 хв): як працюють сучасні вакцини та які технології їх створюють.
Життєва ситуація (10 хв).
Самостійна практика (15 хв).
Рефлексія (5 хв).
Додаткові джерела (після уроку).

Очікувані результати для учнівства:

Я розумію, як працюють сучасні вакцини та які технології їх створюють.
Я можу пояснити, як вакцинація допомагає в боротьбі з глобальними епідеміями.
Я знаю виклики, пов’язані з доступністю вакцин у різних країнах світу.

Мотивація

Повторення пройденого:

👉 Факт 3: Вакцинація проти кору щороку рятує понад 1 мільйон життів.

👉 Факт 2: Сучасні мРНК-вакцини можна «спроєктувати» набагато швидше класичних та проти будь-якого білкового антигена, змінюючи генетичний код.

Обговоріть:

Чи можливо в майбутньому повністю викорінити всі інфекційні хвороби?
Чому деякі хвороби повертаються, навіть якщо є вакцини?
Чи залежить ваша безпека від вакцинації інших людей?
Чи можливо, що в майбутньому вакцини створюватимуться за 1 день?
Що важливіше — швидкість розробки чи довгострокова безпека вакцин?
Чому доступ до вакцин у бідних країнах залишається проблемою?

📺 Відео для перегляду: «Чому вакцини працюють?»

Відео

Тобі може знадобитися

Сучасні вакцини — це високотехнологічні розробки, що рятують мільйони життів

👉 Факт 1: Наразі людство використовує різні типи вакцин, і вони працюють по-різному.

Основні типи сучасних вакцин:

мРНК-вакцини (Pfizer, Moderna)
📌 Не містять вірусів. Натомість організм отримує інструкцію (мРНК), яка допомагає йому створити копію вірусного білка. Це стимулює імунну систему виробляти антитіла.
- Перевага: швидкість розробки, можливість модифікації під нові штами.
- Недолік: потребує зберігання за дуже низьких температур.
Векторні вакцини (AstraZeneca, Johnson&Johnson)
📌 Використовують безпечний вірус (зазвичай аденовірус мавпи) як засіб доставки — «кур’єра», що доставляє генетичну інструкцію для набуття імунної відповіді.
- Перевага: ефективність та можливість зберігання при стандартних температурах.
- Недолік: ризик вироблення імунітету до самого вектора та неможливість його повторного використання при імунізації від інших хвороб.
Інактивовані вакцини (Sinovac, Bharat Biotech)
📌 Містять «вбитий» вірус, який не може викликати хворобу, але навчає імунну систему його розпізнавати.
- Перевага: перевірена технологія, що використовується понад 100 років.
- Недолік: потрібно кілька доз для створення міцного імунітету.

Обговоріть у групах:

Чому мРНК-вакцини стали проривом у медицині?
Який тип вакцин, на вашу думку, найбільш перспективний для майбутнього?
Як можна забезпечити рівномірний доступ до вакцин у всьому світі?

📺 Відео для перегляду: «Як працюють мРНК-вакцини?»

Життєва ситуація

Як вчені перевіряють ефективність вакцин? Сьогодні спробуємо себе у такій ролі:

Щоб зрозуміти, як добре працює вакцина, дослідники проводять клінічні випробування.
Під час пандемії COVID-19 було протестовано кілька вакцин, зокрема мРНК-вакцини Pfizer та Moderna.

Як проходять такі випробування?

Учасників об’єднують у дві групи:
Одна отримує реальну дозу вакцини.
Інша (контрольна) отримує плацебо.
Дослідники відстежують, скільки людей у кожній групі захворіло.
Аналізують можливі побічні ефекти, зокрема від мРНК вакцин від COVID-19 після введення дози іноді виникав міокардит — запалення м’язової тканини серця.

Результати клінічних випробувань наведено в таблиці:

Випробування	Група	Кількість учасників	Підтверджені випадки COVID після вакцинації	Міокардит (випадків на мільйон щеплень)
Moderna	Вакцина	15,209	55	181
Moderna	Плацебо	15,206	744	–
Pfizer	Вакцина	21,720	8	97
Pfizer	Плацебо	21,728	162	–

Завдання:

Визначте ефективність вакцини для кожного з двох типів вакцин (Pfizer та Moderna) і порівняйте різницю у відсотках частоти захворюваності на міокардит. Користуйтесь формулами на Рис. 6

Порівняйте ризик захворюваності на міокардит:

У якої вакцини цей побічний ефект виявлявся частіше?
Чи виправданий ризик захворіти на міокардит, враховуючи кількість врятованих життів?

Обговорення в парах:

Як ви оцінюєте баланс між ефективністю вакцини та можливими побічними ефектами?
Чи можна покращити безпеку вакцин у майбутньому?
Як науковці приймають рішення щодо масового використання вакцин?

Відео для ознайомлення: «Як тестують вакцини?»

Відео

Попрактикуймо самостійно

Завдання «Поліомієліт»:

Поліомієліт — це інфекція, спричинена вірусом.

Лікар-імунолог дослідив по три зразки крові від кожного з пацієнтів:

(зразок 1), взятий за 2 тижні до першої дози вакцини;
(зразок 2), взятий через 2 тижні після першої дози вакцини;
(зразок 3), взятий через 2 тижні після другої дози вакцини.

Інструкції

Розрахуйте у відсотках зростання середньої концентрації антитіл у крові пацієнтів, порівнюючи між собою зразки 2 і 3.

Відповідь = ___________________________________________%

Поясніть різницю між середніми концентраціями антитіл у зразках крові 1, 2 і 3.

Завдання «Перевірка нових вакцин»:

Наскільки більше часу зайняв етап клінічних досліджень, ніж лабораторних?

Відповідь: на _________________ років

Під час першої фази клінічних випробувань препарат тестують лише на здорових добровольцях та використовують низькі дози.
Запропонуйте власні висновки, чому при цьому залучаються тільки здорові добровольці та використовуються тільки низькі дози для тестування препарату.

У фазах 2 та 3 клінічних випробувань зазвичай проводиться подвійне сліпе дослідження, коли одній групі вводять справжню вакцину, а іншій — плацебо. До того ж жоден пацієнт жодної групи не знає, що отримує саме він — справжній препарат чи фізіологічний розчин без ліків. Поясніть, чому такий спосіб досліджень є обов’язковою практикою перед ліцензуванням вакцин.

Рефлексія

📝 Індивідуальна робота:

Запишіть три найважливіші факти, які ви дізналися про сучасні технології вакцинації та їхній вплив на світ.
Як би ви довели людині, яка сумнівається в безпечності вакцин, чому їхній позитивний ефект перекриває мінімальні ризики? Сформулюйте короткий, переконливий аргумент.
Доповніть речення: «Я вважаю, що сучасні вакцини важливі, тому що…»

Визначте, наскільки добре ви розібралися в темі, обравши відповідну кількість «щеплень-емодзі»:

💉💉💉💉💉💉💉💉💉💉

У вільний від відпочинку час

Відео TedEd «Як діють вакцини» — https://www.youtube.com/watch?v=rb7TVW77ZCs

Відео

Відео «Чому поліомієліт такий небезпечний» — https://www.youtube.com/watch?v=_ivM7J2ao1s

Відео

Відео «Найсмертоносніший вірус на планеті» — https://www.youtube.com/watch?v=4u5I8GYB79Y

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе