Решение проблемы альтернативного школьного питания для детей-аллергиков с помощью аддитивных технологий
|
Скачать 258.89 Kb.
|
1 2
ПРОЕКТ "Решение проблемы альтернативного школьного питания для детей-аллергиков с помощью аддитивных технологий" Выполнили: обучающиеся 7А(2) класса Барсуков Василий Карпов Евгений Куницкая Анастасия Руководитель: учитель информатики Королева Екатерина Сергеевна г. Москва, 2017 г. Содержание Аннотация........................................................................................................................3 Введение...........................................................................................................................5 План работы над проектом............................................................................................7 Ресурсное обеспечение проекта...................................................................................8 Описание проектного решения.....................................................................................9 Выводы...........................................................................................................................22 Список литературы и источников..............................................................................24 Приложение....................................................................................................................25 Аннотация За последние пять лет в московских детских садах и школах начались кардинальные изменения в сфере школьного питания: дети обеспечиваются качественными продуктами, которые полностью удовлетворяют их физиологические потребности, а рацион составляется ведущими диетологами РАМН. Однако обзор источников и литературы, а также анкетирование обучающихся и родителей показали, что до сих пор не решен вопрос гипоаллергенного меню. В данном проекте, во-первых был проведен сравнительный анализ заболеваемости детей пищевой аллергией, составлен перечень аллергенных продуктов и школьных блюд, содержащих данные продукты. Во-вторых, составлено альтернативное гипоаллергенное меню. В-третьих, разработано мобильное приложение для расчетов калорийности школьных завтраков и обедов. В-четвертых, созданы 3d-модели блюд школьной столовой для пищевого принтера. Проектная работа предполагает, что применение обучающимися приложения по расчету калорийности питания, а также использование аддитивных технологий для реализации альтернативного школьного меню будут способствовать улучшению качества питания детей за счет использования гипоаллергенных продуктов, снижению рисков заболеваемости пищевой аллергией, обеспечению сбалансированности питания школьников. Организация, на базе которой шла работа над проектом: ГБОУ Школа № 1547 1. Сопровождение и организационное руководство. 2. Занятия в рамках проектной деятельности и уроков информатики. Команда проекта:
Введение По данным Роспотребнадзора, лишь менее 4,3% российских детей, оканчивающих школу, можно считать здоровыми. Среди заболеваний школьников встречаются различные формы аллергии, в том числе пищевая. «Человек – есть то, что он ест», – сказал американский профессор Франц Халберг на международном конгрессе по питанию, так как пища может способствовать отклонениям в здоровье и, наоборот, повышать его уровень. В последние годы, согласно данным Российской Академии медицинских наук было установлено, что ухудшение состояния здоровья и снижение функциональных возможностей современных детей связано со следующими выявленными причинами. Увеличение объема образовательных нагрузок, интенсификация процесса обучения, а также нарушение питания детей и подростков является причинами выраженного утомления школьников. Неправильное или неполноценное горячее питание детей и подростков было отмечено как основной и самый мощный здоровьеразрушающий фактор. Правильное питание, наоборот, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности и успеваемости, физическому и умственному развитию, создает условия для адаптации подрастающего поколения к окружающей среде. Как же решить проблему питания детей-аллергиков, чтобы минимизировать присутствие аллергенов и сохранить сбалансированность питания? С 2012 г. при непосредственном участии Департамента образования г. Москвы начались кардинальные изменения в сфере школьного питания. За пять лет в столичных детсадах и школах удалось достичь впечатляющих результатов: дети обеспечены качественным питанием, которое полностью удовлетворяет их физиологические потребности, а рацион составлен ведущими диетологами РАМН. Но вопрос гипоаллергенного меню до сих пор не решен. Поэтому наш проект актуален. Для решения данной проблемы мы: Во-первых, провели сравнительный анализ заболеваемости детей пищевой аллергией, чтобы выявить процент обучающихся с данным заболеванием, составить перечень аллергенных продуктов. Во-вторых, произвольно проверили школьное меню за неделю на наличие аллергенных продуктов. Оказалось, что школьное меню не гарантирует пищевой безопасности, обучающимся приходится отказываться от некоторых блюд, увеличивая количество отходов в столовой. В проектной работе мы предлагаем возможность выбора обучающимися альтернативного гипоаллергенного меню. Снижение нагрузки сотрудников столовой предложено обеспечивать за счет аддитивных технологий – работы пищевого 3D принтера, для которого разрабатываются в программе 3ds Max модели школьных сбалансированных блюд. Цель работы: Создание приложения, которое будет помогать обучающимся рассчитывать калорийность индивидуального школьного питания (завтраков и обедов). На основе данного приложения разработать альтернативное гипоаллергенное школьное меню для пищевого 3d-принтера. Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:
Методы решения задач: 1.Контент-анализ литературы по проблеме 2. Расчетный метод 3. Анкетирование 4. Информационно-технологический 5. 3d-моделирование План работы над проектом
Ресурсное обеспечение проекта 1. Программа Autodesk 3ds Max 2. Платформа appinventor.mit.edu 3. 3d-принтер PRUSA I3 STEEL 300 × 300 BIZON Описание проектного решения 1. Пищевая аллергия Впервые термин аллергия был введен австрийским педиатром Клеменсом Пирке в 1906 г. Он происходит от двух греческих слов: allos – "иной" и ergon – "действую". Аллергия – это реакция иммунной системы и организма на воздействия определенных факторов (аллергенов). На сегодняшний день аллергические реакции считаются одним из самых часто встречающихся заболеваний. При этом надежных методов лечения, которые бы позволяли полностью избавиться от аллергии, на данный момент не существует [7]. Наиболее типичными аллергенами являются:
Распространенные симптомы аллергии включают в себя: отёк слизистой носа (аллергический ринит), покраснение и боли в области конъюнктивы, слезотечение (аллергический конъюнктивит), бронхоспазм, свистящее дыхание и одышка, иногда возникают приступы астмы, боль в ушах, снижение слуха, различные высыпания на коже (экзема, крапивница и контактный дерматит), головная боль. Опасной для жизни человека является резкое повышение чувствительности организма к аллергену (анафилаксия). В этом случае требуется экстренное вмешательство медицинской помощи, иначе возможен летальный исход. За последние десятилетия проблема аллергии приняла масштаб глобальной медико-социальной проблемы. По данным Всемирной организации здравоохранения около 40% населения Земного шара страдает различными аллергическими заболеваниями. Самую первую и наиболее значительную антигенную нагрузку организм человека получает в виде пищевых продуктов. Поэтому, пищевая аллергия является одной из частых и ранних причин формирования аллергических болезней. Пищевая аллергия – это реакция иммунной системы, которая появляется вскоре после приема определенной пищи. Даже небольшое количество пищевого аллергена может спровоцировать появление симптомов аллергии, таких как нарушение пищеварения, крапивница или отек стенки дыхательных путей. Большинство пищевых аллергенов являются белками, содержащимися в таких продуктах, как: морепродукты, арахис, орехи, рыба, яйца, молоко, пшеница. Факторы риска: ухудшение экологии, развитие промышленности, стрессы, изменение характера питания, наследственность, другие виды аллергии, возраст, астма. Таким образом, пищевая аллергия – это серьезная проблема для детского здоровья, которая требует постоянного внимания и контроля со стороны семьи, школы, государства. 2. Особенности организации школьного питания Ответственность за питание школьников несут родители. Именно семья прививает ребёнку правильное отношение к еде, культуру пищевого поведения. Партнёром родителей в этом процессе является учебное заведение. Родители, отправляя ребёнка в школу, хотят быть уверены, что он не останется голодным, получит полноценное горячее питание. Во-первых, питание школьника должно быть регулярным, не менее четырех раз в день. В каждый прием пищи должно входить горячее блюдо. Чтобы пища быстро переваривалась и лучше усваивалась, необходимо принимать ее в одно и то же время. Во-вторых, в меню школьника должны входить продукты, содержащие белки, жиры, углеводы, витамины и минералы. Такая пища служит базой вещественного и энергетического обмена. Белки играют важную роль в жизнедеятельности человеческого организма, ведь они участвуют в производстве клеток, выработке гормонов и антител. Продукты богатые белком: сыр, молоко, яйца, мясо, рыба, бобовые. Углеводы необходимы, чтобы восполнить затраченную энергию. Продукты богатые углеводами: фрукты, ягоды, овощи, мед, крупы. Жиры оказывают положительное влияние на иммунитет ребенка, обеспечивают усвоение некоторых витаминов. Но следует помнить, что избыток жиров в рационе – шаг к нарушению обмена веществ. Продукты богатые жирами: орехи, сало, масло (оливковое, топленое, рапсовое). Минеральные соли и витамины энергетической ценности не имеют, но также жизненно необходимы. Минеральные вещества участвуют в обменных процессах, поддерживают постоянство условий внутренней среды организма. Витамины стимулируют обменные процессы, повышают сопротивляемость организма заболеваниям. Недостаток витаминов в пище ведет к расстройству обмена веществ, к нарушениям роста и развития детей, является причиной многих серьезных заболеваний. В-третьих, необходимо учитывать физическую активность и образ жизни обучающегося, сколько калорий он расходует за день. В калориях и килокалориях принято выражать энергетическую потребность человека и энергетическую ценность пищевых продуктов. Один грамм белка при окислении в организме выделяет 4,1 ккал, жира – 9,3 ккал, углеводов – 4,1 ккал. Рационально организованное питание нормируется по калорийности, по содержанию в пище белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей и воды. Не менее половины потребности детей в белках и жирах должно удовлетворяться за счет продуктов животного происхождения. Таблица 1. Суточное количество калорий для детей в возрасте от 6 до 17 лет
Для детей школьного возраста рекомендуется четырехразовое питание с распределением пищи по калорийности в течение дня: завтрак – 25%, обед – 40%, полдник – 15%, ужин – 20%. Оптимальное соотношение белков, жиров и углеводов должно быть 1:1:4, то есть ребенок должен получать углеводов в 4 раза больше, чем жиров и белков. Питание обучающихся организуется в соответствии с санитарно-эпидемиологическими требованиями [5]. Каждый учащийся имеет право на ежедневное получение питания. Предоставление завтраков и обедов производится исключительно на добровольной заявительной основе. Часы приема пищи устанавливаются в соответствии с распорядком дня учебы обучающихся в общеобразовательных учреждениях и рекомендуемыми интервалами между их приемами. В режиме учебного дня на обед и отдых предусматривается две перемены по 20 минут. Отпуск учащимся питания в столовых общеобразовательных учреждений осуществляется по классам (группам) в соответствии с графиком приема пищи, утверждаемым руководителем общеобразовательного учреждения по согласованию с заведующим производством (руководителем) столовой общеобразовательного учреждения [3]. Таблица 2. График приема пищи
Питание для обучающихся муниципальных общеобразовательных учреждений организуется в соответствии с примерным 24-дневным цикличным меню рационов горячего двухразового приема пищи (завтрак, обед). Практически все столичные школы оснащены информационной системой «Проход и питание». Ученики проходят в школу и покупают еду в столовой только с помощью электронных носителей (социальная карта учащегося или карточка, браслет «Москвенок»). Посмотреть историю посещения учебного заведения и историю покупок в буфете и столовой родители могут в личном кабинете портала mos.ru. Также есть возможность наладить и оперативное информирование по электронной почте или через push-уведомления. С помощью mos.ru родитель может установить электронный запрет на покупку отдельных видов продуктов, например шоколадных батончиков, выпечки или бутербродов, а также лимит трат ребенка в столовой. 3. Сравнительный анализ заболеваемости детей пищевой аллергией Нами было проведено анкетирование 68 родителей школьников с целью изучения особенностей и характера проявления аллергических реакций обучающихся ГБОУ Школа № 1547 (приложение № 1). По результатам анализа анкет выявлено следующее. У 60% детей никогда не выявлялись аллергические реакции, 40% детей страдают аллергией или ее симптомы проявлялись ранее. Рис. 1 Процентное отношение проявления аллергических реакций Согласно полученным данным, чаще всего аллергические реакции проявляются на следующие пищевые продукты: ягоды красного цвета, персики, абрикосы, курага, цитрусовые, яйца, мед, молоко, сладости, сок, шоколад, приправы, орехи, консерванты. У некоторых детей наблюдается проявление аллергии на несколько аллергенов. Аллергические реакции проявляются чаще всего в форме: сыпи на коже – у 37% исследуемых детей, зуд – у 26% и отек Квинке – 7%. Также отмечаются такие реакции как кашель, слезотечение. У некоторых детей отмечалось комплексное проявление аллергической реакции. Рис. 2 Наиболее часто регистрируемые аллергические реакции у обучающихся ГБОУ Школа №1547 (%) У большинства детей (67%) с возрастом аллергические реакции либо исчезают, либо проявляются значительно реже, не изменилась частота проявлений аллергии у 19% детей, у 14% детей с взрослением аллергия стала проявляться чаще (рис. 3). Рис. 3. Проявление аллергии с учетом возраста ребенка У большинства детей, страдающих аллергией, родственники не имеют такой предрасположенности (74%), однако у 15 % детей родственники также испытывали подобные реакции организма на те же аллергены. Если посмотреть на возраст, когда впервые регистрируется аллергия, то чаще всего ее проявления наблюдаются в периоде с 1 до 3-х лет (25%), у детей до года (20%), с 3-х до 7 лет и в группе от 7-ми до 13-ти лет регистрируется 15%. Рис. 4 Проявление аллергии в различных возрастных группах Также результаты анкетирования показали, что завтракать по утрам успевают 83% обучающихся (57 из 68 детей). Обеды в столовой приобретают лишь – 42%, выбирают ассортимент буфета во время обеда – 15% , приносят обед из дома – 29 %, обедают дома после уроков – 13%. Рис. 5 Структура школьного питания Согласно данным по заявкам на льготное и платное питание по договору ГБОУ Школа № 1547 (2-й корпус) с компанией «Конкорд» всего 39% обучающихся 1-11 классов получают горячее питание:
Проанализировав полученную информацию, мы пришли к следующим выводам: 1. Почти у каждого третьего ребенка (из 68 опрошенных) регистрируется проявление пищевой аллергии в течение жизни, что выше показателя статистических данных по России. 2. Наиболее частыми аллергенами являются такие продукты питания, как: ягоды красного цвета, персики, абрикосы, курага, цитрусовые, яйца, мед, молоко, сладости, сок, шоколад, приправы, орехи, консерванты. 3. Для обучающихся 10 класса, участвующих в анкетировании, характерно исчезновение или более редкое проявление аллергических реакций организма с возрастом, что возможно связано с приспособленностью организма и совершенствованием иммунной системы. 4. Чаще всего первые признаки аллергических заболеваний регистрируются в возрасте от 1 до 3 лет. Предполагаем, что это связано с изменениями в рационе ребенка, введением новых лекарств и особенностями детского организма данного возраста. 5. Нельзя исключать влияние генетических факторов на проявление аллергии, почти у трети детей, по результатам анкетирования родственники имеют такой же аллерген. Для детей с пищевой аллергией не обеспечивается полностью безаллергенная среда и питание. Это мы доказали, рассмотрев состав недельного школьного меню с 9.10 по 13.10.2017 г. Например, школьнику с аллергией на молоко необходимо исключать данные блюда из завтраков на протяжении всей недели. Таблица 3. Школьное меню с 09.10.2017 по 13.10.2017
Таким образом, школьное меню не является полностью безопасным. Дети вынуждены отказываться от аллергенных продуктов и блюд в столовой, при этом растет количество отходов. Также сбор данных по обеспечению горячим питанием школьников показал, что 61% обучающихся не получают сбалансированного и правильного питания. Мы предлагаем следующее рационализаторское решение: аллергенным блюдам школьного меню предложить альтернативные (приложение № 3). Тогда каждый школьник, зная свою индивидуальную норму калорийности завтрака или обеда, сможет выстраивать сбалансированное питание. Снижение нагрузки сотрудников столовой (приготовление дополнительного гипоаллергенного меню) обеспечивается за счет аддитивных технологий – работы пищевого 3D принтера, для которого разрабатываются 3D-модели школьных блюд. 4. Расчет калорийности индивидуального школьного питания Чтобы рассчитать калорийность индивидуального школьного питания, необходимо учитывать рост, вес, возраст ученика и ежедневный уровень активности. Для расчетов мы использовали формулу Харриса-Бенедикта. Суточная норма калорий = BMR * уровень активности. Величина BMR (базальный метаболизм) – это минимальное количество энергии, необходимое организму для обеспечения эффективной работы дыхательной, кровеносной, нервной систем, печени, почек и других органов. Около 70% всех калорий, потребляемых организмом в течение дня, идут на обеспечение базального метаболизма. BMR (юноши) = 88.36 + (13.4 * вес, кг) + (4.8 * рост, см) – (5.7 * возраст, лет) BMR (девушки) = 447.6 + (9.2 * вес, кг) + (3.1 * рост, cм) – (4.3 * возраст, лет) Уровни активности в течении недели мы разделили на три разновидности:
Также мы учли, что для детей школьного возраста рекомендуется четырехразовое питание со следующим распределением пищи по калорийности в течение дня:
В расчеты мы включили завтрак, обед, приходящиеся на пребывание обучающихся в школе. 1) калорийность завтрака = суточная норма калорий * 0, 25 2) калорийность обеда = суточная норма калорий * 0, 4 3) калорийность полдника = суточная норма калорий * 0, 15 4) калорийность ужина = суточная норма калорий * 0, 2 5. Проектирование приложения автоматического расчета калорийности На начальном этапе проектирования приложения мы подготовили формулы и расчеты создания программного кода, разработали дизайн и интерфейс, выбрали программную среду, создали эскиз приложения.  Рис. 6 Дизайн приложения. Окна ввода и вывода информации Рис. 7 Разработка интерфейса приложения в appinventor.mit.edu Код приложения разработали с помощью платформы appinventor.mit.edu. Для получения, обработки и вывода данных используются блоки "Текст" и "Кнопка". При клике на кнопку «Результат» происходит расчет данных и вывод информации.  Описание кода программы приведено в приложении №5. 6. Аддитивные технологии в школьном питании: проектирование 3d моделей блюд школьного меню На сегодняшний день на рынке 3D-печати представлено уже несколько различных моделей пищевых 3D-принтеров, которые изготавливают продукты питания путем экструзии геле- или пастообразных пищевых смесей. Основное применение подобных принтеров – придание необычной формы готовым блюдам. С другой стороны, 3D-печатные продукты питания уже активно применяются для космонавтов. Если рассматривать трехмерную печать в перспективе, то с помощью принтеров можно будет создавать не просто продукты питания. Благодаря настройкам станет возможным изменение калорийности блюд, подстраивание принтеров под потребности человека. 3D-принтер для еды печатает съедобные и питательные модели блюд. Для печати используются только свежие продукты. Можно напечатать практически любую еду, в зависимости от выбранного блюда результат печати готов к употреблению сразу после печати или же сначала требуется термическая обработка. Кулинарные пищевые принтеры предлагают продукт, полностью готовый к подаче на стол. Например, модель Cornicopia компании Fluid Interfaces Group (в переводе с латыни: "Рог изобилия"). В модели принтера предусмотрены три основных узла: узел Robotic Chef производит механическую и при необходимости термическую обработку загружаемых продуктов. узел Virtuoso Mixer смешивает полученные ингредиенты, фиксирует соотношения продуктов, запоминая наиболее удачные комбинации вкусов. узел Digital Fabricator – пищевой принтер, который печатает и в случае необходимости обрабатывает пищу термически. Благодаря полному контролю над процессом и ингредиентами этот принтер предоставляет сбалансированную пищу. Цены на пищевые 3D принтеры со временем будут снижаться – но уже сейчас некоторые модели вполне доступны для использования:
Размеры принтера Foodini: 438x430х430 мм. В верхней части расположены 5 капсул-контейнеров объемом 123 мл каждая, общий объем загруженных продуктов может доходить до 600 мл и выше. В картриджи заправляются пастообразные ингредиенты – картофель и фарш, соус, крем и прочее. Так как принтер принимает только обработанные продукты, пользователю необходимо предварительно измельчить их в блендере. Для содержимого каждого из картриджей можно задавать желаемую температуру и давление. Картридж подает содержимое при заданном давлении на стеклянную поворотную платформу диаметром 26 см. Капсулы подвижны, и это позволяет выкладывать на платформе разные формы и узоры любым продуктом. Одновременно может двигаться только одна капсула – так достигается послойное выкладывание продуктов. Скорость печати: 0, 1 мм в секунду в высоту (площадь 100 мм). Нами были разработаны 3D-модели блюд школьного питания в программе Autodesk 3ds Max, которые можно загрузить в пищевой принтер через USB, Card Reader или по WI-FI. Рис. 8 "3D-модель бублика" Рис. 9 "3D-модель котлеты"   Выводы В результате проведенной нами работы были получены статистические данные по заболеваемости обучающихся ГБОУ Школа № 1547 пищевой аллергией, выявлен процент детей с данным заболеванием, составлен перечень аллергенных продуктов. Блюда школьных завтраков и обедов с аллергенными продуктами предложено заменить на альтернативные. В помощь обучающимся разработано приложение для расчета калорийности индивидуального школьного питания. Таким образом, каждый школьник сможет исключить из своего завтрака или обеда аллергенные блюда и сбалансировать питание блюдами, напечатанными на пищевом 3D-принтере. Таким образом, решена важная проблема минимизации отходов в школьных столовых. Мы считаем, что применение обучающимися приложения по расчету калорийности и сбалансирования питания, а также использование аддитивных технологий будет способствовать: - улучшению качества питания детей за счет использования гипоаллергенных продуктов; - снижению рисков заболеваемости пищевой аллергией; - обеспечению сбалансированности питания школьников. Предложения: 1. Написать методическое пособие по использованию приложения. 2. Выступить на научных конференциях. 3. Распространять приложение во всех классах школы и продолжать мониторинг школьного меню. Источники |
1 2
Похожие:
 |
Программа организации и развития школьного питания в моу «Озёрная... Создание условий, способствующих укреплению здоровья, формированию навыков правильного питания, поиск новых форм обслуживания детей,... |
|
Методическое пособие гигиена детей и подростков. Детское питание.... Гигиена детей и подростков. Детское питание. Формирование рационов питания детей и подростков школьного возраста в организованных... |
 |
Приказ от 14 марта 1995 г. N 60 об утверждении инструкции по проведению... В целях совершенствования охраны и укрепления здоровья детей, улучшения качества и эффективности проведения профилактических осмотров... |
|
Конкурс направлен на решение следующих задач Рс (Я)» объявляют о проведении II республиканского конкурса детского технического творчества «легомир». Конкурс направлен на приобщение... |
|
Программа социально педагогической направленности дошкольного образования... Программа предназначена для подготовки детей к школьному обучению, рассчитана на детей старшего дошкольного возраста (5 7 лет) и... |
|
Организация технологического процесса приготовления сложных горячих блюд школьного питания Выполнил Токарев Алексей Костантинович студент 4 курса специальности 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания |
|
Питание детей при целиакии Янкина Г. Н Из питания детей с целиакией исключаются глютенсодержащие продукты из пшеницы, ржи, ячменя и овса. Из злаковых продуктов разрешается... |
|
Рабочая программа внеклассных занятий для детей школьного возраста... «Оленегорская специальная (коррекционная) школа-интернат для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, VIII вида» |
|
Средняя общеобразовательная школа В соответствии с должностными обязанностями водителя школьного автобуса, перевозящего детей, в целях качественной и безопасной работы... |
|
Конкурсная инструкция Россия, Московская область, город Ступино, улица Чайковского, д. 54, для организации школьного питания |
|
Образовательная программа дополнительного образования детей «Робототехника» Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий... |
|
Выводы Глава II. Опытно- экспериментальная работа по развитию певческой... ... |
|
Решение областной межведомственной комиссии по оздоровлению и занятости... По вопросу «Утверждение расчета стоимости дневного рациона питания в организациях отдыха и оздоровления детей области на период оздоровительной... |
|
Решение олимпиадных заданий школьного и муниципального уровней разных... Объяснить особенности заданий, алгоритм их выполнения, использование картографического материала для выполнения заданий |
|
I. Пояснительная записка стр. 3 Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа для детей школьного возраста |
|
«Формирование познавательной активности детей младшего школьного... Тема: Формирование познавательной активности детей младшего школьного возраста средствами творческих заданий |