Tema 1 VAND - STOF TIL LIV

Tema 2 ... flere temaer

• Energi
• Cellen, cyklen og closettet
• Bioteknologi
• Dansk Land-brug efter 1945
• Vand og Salt
• Kost og livs-vilkår

NATURFAG PÅ HF: OVERVEJELSER GENERELT

Grundlæggende overvejelser :

Vi finder det afgørende, at de tre fag igennem hele skoleåret arbejder tæt sammen, således at eleverne kun oplever situationer, hvor undervisningen i det enkelte fag har sammenhæng med undervisningen i de to andre fag. Et af faggruppens mål er netop at sikre denne forståelse af sammenhæng.

Vi forventer at bruge tre, evt. fire emneforløb til at dække de faglige mål. Hvert forløb vil bestå af en tilløbsfase hvor de enkelte fag arbejder særfagligt og sikrer at særfaglige mål, særfaglige kompetencer samt evt. fællesfaglige kompetencer uddelegeret i samarbejdet nås.

Efter tilløbsfasen vil eleverne kunne sættes i undervisningssitationer hvor de skal bruge deres særfaglige kompetencer i en tværfaglig kontekst og derved opnå den tværfaglige kompetence der er det overordnede mål. I forlængelse af en sådan projektperiode vil det være naturligt at de tre fag sikrer den særfaglige efterbehandling i en periode, der samtidig vil glide over i et tilløb til det næste emne.

Planlægning og materialer

Det er naturligvis afgørende for resultatet at de tre faglærere i god tid har planlagt og drøftet årets forløb, planlagt progression i metode og kernefaglige mål, således at en studieplan for faggruppen kan skrives. Især de første år vil det være vigtigt at lærerne i gruppen får drøftet også det særfaglige indhold i timerne, således at man som lærer er klædt tilstrækkeligt på. Det er i den forbindelse vigtigt at man som lærer i fx biologi har det samlede materiale (lærebøger) i alle tre fag til rådighed.

I forbindelse med materialer skal den samlede naturfaglige lærergruppe på en skole diskuterer behovet for lommeregnere, idet det må gavnligt at eleverne ikke skal forvirres med forskellige krav, endsige at lærerne ikke er overordnet bekendt med lommeregnerens kunnen. Det må være mest rationelt at man brugte samme lommeregnere på 1HF og samme lommeregnere i de naturvidenskabelige tilvalgsfag.

Som med lommeregnere ser vi det med rapportskrivning og journalskrivning. Skolens naturfaglærere skal enes om en standard indenfor rapporter, en standard indenfor laboratorium/observationsjournaler mv. I den forbindelse skal det undersøges om det rapport-program som Texas-Instruments har lanceret er anvendeligt.

Vi foreslår derfor følgende:

• Lommeregnere: TI30 som krav i 1HF
• TI84 som krav på tilvalgshold
• Alle lærere må som konsekvens sikres en ajourføring både maskinelt som i praksis med anskaffelse af TI84'ere.

Rapportprogram: Undersøge og evt. anskaffe Texas-programmet, og hvis det ikke er tilfældet så sikre en entydighed i anvendelse af regneark mv.

Alle lærere må som konsekvens sikres samme programmel og i øvrigt anvendeprogrammerne i undervisningen.

 VAND - STOF TIL LIV

Forløbet om vand er et introduktionsforløb i den et-årige obligatoriske HF-faggruppe: Naturfag.

I forbindelse med arbejdet skal eleverne derfor opnå grundlæggende færdigheder i at:

• anvende naturvidenskabeligt fagsprog, herunder symbolsprog
• observere virkeligheden og forstå enkle sammenhænge mellem teori og praksis
• udføre grundlæggende eksperimentelt arbejde og herunder lære at arbejde i laboratoriet under almindelig laboratoriesikkerhed samt lære at omgås kemikalier på forsvarlig måde i såvel laboratorium som i felten
• foretage de første systematiske observationer og dataindsamlinger under feltarbejde og i laboratoriet
• udtrykke sig med faglig præcision om naturvidenskabelige emner såvel mundtligt som skriftligt
• dentificere og forholde sig til naturvidenskabelige problemstillinger fra hverdagen og fra den aktuelle debat
• sætte lokale natur- og samfundsmæssige forhold ind i en regional eller global sammenhæng og forstå globale processers lokale konsekvenser

Forløbet strækker sig fra skolestart i august og frem til efterårsferien, der naturligt udgør et afbræk i forhold til skolestart og i forhold til sensommerens afslutning. Af erfaring fastholder vi disse naturlige faser i skoleåret og tilpasser vores forløb hertil.

Kernen i forløbet er et felt- og laboratoriearbejde på i alt tre hele skoledage fordelt over tre uger. Således at fagenes naturlige forbindelse til den virkelige fysiske verden udenfor skoleværelset demonstreres på en grundig og oplevelsesorienteret måde. Vi er endnu lidt uklare i forhold til dagenes konkrete faglige indhold, se programmet nedenfor, men der kan anvendes ekskursioner med alle fag, ligesom der kan anvendes halve dage til konkret indsamling af materiale der efterfølgende samme dag beskrives og anvendes i laboratoriet.

Som tilløb til de eksperimentelle dage, og sideløbende hermed skal de enkelte fag nå en række særfaglige mål, ligesom der i dette første forløb naturligt er en række tværfaglige (eller metafaglige) kompetencer som den enkelte elev skal besidde for at kunne få det bedst mulige udbytte af de efterfølgende forløb. Det drejer sig primært om en række metode værktøjer (laboratoriejournalen/observationsnoten, gruppe-/pararbejde i laboratorium og felt, sikkerhedsprocedure i omgang med laboratorieudstyr i laboratoriet som i felten, sikkerhed i fastholdelse af de indsamlede observationer, firstclass-konferencesystem), men også om den overordnede forståelse af hvad naturvidenskab egentlig er.

Arbejdet med de særfaglige mål sikres af den enkelt lærer, mens arbejdet med de metafaglige mål deles mellem de tre fag. Men igen: i vores optik kan der ikke ske undervisning i et af de tre fag uden at der er en fælles klarhed via den fælles forberedelse lærerne imellem (studieplanen), et fælles kendskab til det anvendte materiale, samt en fælles forståelse af de krav der skal stilles over eleverne i forhold til den progressionsplan der er aftalt (igen jf. studieplanen).

Studieplan:

Vi vil bl.a foreslå følgende værker som basis, idet det jo dog er sådan at mange værker i større eller mindre grad vil kunne sikre det faglige behov på C-niveau.

Vi har valgt ikke at lave en konkret sidetals-angivelse da andre værker kunne komme på tale.

• Signe Søndergaard og Lise Alsted Henriksen: Tæt på (Systime, 2004)
• Grundlæggende økologibog – fokus planter og primærproduktion, fx: Biologi på Tværs.
• Karsten Duus: Alle Tiders geografi (Bibl.data mangler)
• Leif Christensen: Naturgrundlag, menneske og miljø. Merkator 1992
• Helge Mygind: Kemi 2000 C-niveau (Bibl.data mangler)
• Temahæfte: Vand og andre opløsningsmidler. Marianne Svenningsen og Kirsten Brink Lund. (Bibl-data mangler)

Som appetitvækker til den naturvidenskabelige metode kan bruges:

Robert Piersig: Zen og kunsten at vedligeholde en motorcykel (1972) hvor der er en pragtfuld beskrivelse af den naturvidenskabelig metode som en langsom, grundig og stor tromlende og principiel ufejlbarlig enhed.

Lektionsplan

Med det forholdsvise store timetal som faggruppen har tilsammen, og som dækker en stor del af elevernes samlede skema, er der gode vilkår for at udnytte den synergieffekt der er de i de tre fags fælles naturvidenskabelige kerne.

Skemateknisk forventer vi at dage til fag aftales med de øvrige lærere i en klasse. Man skal huske på at eleverne er til rådighed hele tiden, og det derfor kun handler om at få lærernes skema til at gå op i forhold til lærerens forpligtelser i andre klasser/ hold.

Evaluering af forløbet

Afslutningsvis samle op og se på hvad de kan i uge 38, evt. test.

Rapporten skrives i uge 37-38 og skal ”blot” bestå af samlingen af journaler og observationersjournalerne (samme skabelon som lab-journal). Det er derfor afgørende for dette forløb at vi sikrer os at eleverne producerer disse noter, en central del af kontrollen for studieaktivitet i denne periode knytter sig derfor an hertil. Med en enkelt behandling, en oversigt samt en kommentar fra den enkelte elev afleveres rapporten (først i det efterfølgende emneområde skal eleverne lære den konkret videnskabelige rapport, den videnskabelige artikel-form, at kende)

Afløb fra emnet Vand – Stof til Liv.

I ugerne 39-41 er fagene i den fase hvor de som efterløb på emnet trækker de faglige linier op og går et skridt mere i den snævre faglighed. Her er det naturligvis vigtigt at den direkte kobling til det fællesfaglig emneområde bevares, ligesom man som lærer skal holde sig orienteret om hvad der sker i de to andre fag. Men omvendt er vi meget enige om at det er i disse særfaglige perioder at vi har et fagligt ansvar for at lære eleverne om hvorfor og præcisere hvordan kemi som fag adskiller sig fra biologi. Alt efter den konkrete plan for det næste emne vil fagene glide over i faglige sider der vil begynde at forberede det næste emne.

Kernen i dette første forløb kunne måske også beskrives som: En sommer-fortælling om landskabsudvikling, planteliv og vands selvsomme egenskaber

Kernefaglige stofområder der skal sikres i dette første emneområde:

KEMI:

Opløselighed, polær-upolær stoffer, vands egenskaber, tilstandsformer – ”aq”, Frigørelse af energi ved ændring af tilstandsform fra gas til væske til fast form. Vands kondensering, Varme fylde.

Evt. Iltmålinger i vand vand: iltelektrode, Winkler – metode, ”bobler”-problemet med at registrere det rigtige.

GEOGRAFI:

• Introduktion til kortlæsning
• Landskabsudvikling og observationer af landskabsformer
• Vands kredsløb, strømmende vand, stillestående vand, afstrømning
• Dødishuller, isens og vandets formende kraft, Gudenå-dalen, Vandets kredsløb, Dannelse og form, smeltevandsdale, -sand etc., rådata, at omsætte det tredimensionelle til det todimensionelle kort, Kortlæsning – oplysninger, Regndannelse, Vands kondensering, dugpunktstemp.Tropiske cykloner, Varmefylde,

BIOLOGI:

• Vand som livsvilkår og introduktion til økosystem-ideen.
• planters vandoptagelse og transpiration, spalteåbninger, fotosyntese og respiration (uden at vi går for langt i energiomsætningen), men simple fotosyntese- og respiration-forsøg (dataopsamling etc.), vandindhold i jord, målinger af luftfugtighed, temperatur, Indsamling af plantemateriale og beskrivelse heraf.

Introduktion til økosystem

• Generelle tværfaglige krav:
• Begrebspræcision.
• Rapporteringspræcision.
• At skrive en journal
• At arbejde i laboratoriet
• At udføre et feltforsøg og sikre at observationerne er klare.
• Meget vigtigt at vi fastholder eleverne på at skrive og regne præcist.

Arbejdet er eksamensrelevant. Det vil sige, at vi til eksamen skal være i stand til at medtage fx det metodiske fra dette forløb. Men også grundlæggende faglighed omkring ”Vand” i alle tre fag.

Resten af året: Forslag:

I alt vil vi arbejde med 4 emneområder. Dvs. at vi vil sikre alle de faglige mål med 4 overskrifter.

•  Vand - Stof til Liv
• Landbrug, en biokemisk udnyttelse af jorden
• Cellen, Cyklen og Klosettet
• Energi en nødvendighed for liv

Som udgangspunkt har vi sat os det mål at fastholde den tværfaglige eksamination som en trefagsstørrelse. Vi skal derfor sikre, at hele årets undervisning er eksamensrelevant, og vi vil anvende kemi's (og til dels biologi's) erfaring med inddragelse af det praktiske og eksperimentelle arbejde til eksamen.

Det overordnede faglige mål er at eleverne i det sidste projekt, fra omkring påske til sommer, vil være i stand til at arbejde selvstændigt med en naturvidenskabelig problemstilling, udarbejde hypoteser knyttet til problemstillingen, etablere og gennemføre en naturvidenskabelig undersøgelse med et eksperimentelt setup (herunder kontrolleret indsamling af data), udarbejde en egentlig analyse af de opnåede data, samt ikke mindst vise en sikker vurdering af den udarbejdede analyse med henblik på at konkludere hvorvidt den valgte hypotese kan bekræftes eller ej.

I dette afsluttende arbejde vil vi kunne vende tilbage og anvende feltarbejdet, ligesom den naturvidenskabelige oplevelse og den naturvidenskabelige fortælling som vi finder afgørende kan fastholdes.

 Tema . Th Lang

Naturfaglige emneforløb i HF.

En skitse.

• Energi
• Cellen, cyklen og closettet
• Bioteknologi
• Dansk Land-brug efter 1945
• Vand og Salt
• Kost og livs-vilkår

2. Faglige mål og fagligt indhold

2.1 Faglige mål

Kursisterne skal kunne:

• anvende naturvidenskabeligt fagsprog – herunder symbolsprog
• relatere observationer, modelfremstillinger og symbolfremstillinger til hinanden
• skelne mellem en teoretisk model og den observerede virkelighed og forstå enkle sammenhænge mellem teori og praksis
• udføre eksperimentelt arbejde under hensyntagen til almindelig laboratoriesikkerhed og omgås kemikalier på forsvarlig måde i hverdagen
• foretage systematiske observationer og dataindsamling under feltarbejde og i laboratoriet
• opstille enkle hypoteser og forklare betydningen af kontrolforsøg
• opsamle data og bearbejde resultater fra kvalitative og kvantitative eksperimenter og undersøgelser
• identificere og diskutere fejlkilder ved vurdering af resultater fra eksperimentelt arbejde
• udtrykke sig med faglig præcision om naturvidenskabelige emner såvel mundtligt som skriftligt
• indhente og vurdere naturvidenskabelig information fra forskellige kilder
• analysere figurer og data og sætte dem i relation til relevante forklaringsmodeller
• analysere fællesfaglige problemstillinger og opstille enkle problemformuleringer ud fra en naturvidenskabelig tilgang
• identificere og forholde sig til naturvidenskabelige problemstillinger fra hverdagen og fra den aktuelle debat
• sætte lokale natur- og samfundsmæssige forhold ind i en regional eller global sammenhæng og forstå globale processers lokale konsekvenser.

2.1 Fagligt indhold

Undervisningen tager udgangspunkt i fællesfaglige problemstillinger. Den omfatter såvel fagenes kernestof som supplerende stof, der perspektiverer og uddyber kernestoffet.

Der arbejdes med fællesfaglige emner inden for eller på tværs af følgende områder:

• naturvidenskab i hverdagen
• sundhed
• levevilkår
• miljø
• resurseudnyttelse, produktion og teknologi
• stoffer, materialer og produkter.

Andre områder, herunder naturvidenskabernes historie og udvikling, kan inddrages.

Biologi

Kernestoffet er:

• udvalgte organiske stoffer og deres biologiske betydning herunder DNA´s opbygning og funktion
• cellers struktur og funktion samt udvalgte cellulære processer
• almene genetiske begreber og sammenhænge herunder samspillet mellem arv og miljø
• den biologiske baggrund for anvendt bioteknologi
• udvalgte organsystemers opbygning og funktion set i sundhedsmæssig sammenhæng
• udvalgte økologiske processer og deres betydning.

Geografi

Kernestoffet er udvalgte geofaglige områder inden for:

• vejrforhold og klima
• energistrømme og kredsløb i naturen
• naturbetingede resurser, produktion og teknologi
• befolknings- og erhvervsforhold.

Kemi

Kernestoffet er:

Stoffers opbygning

• grundstoffernes periodiske system
• udvalgte organiske og uorganiske stoffers opbygning, navngivning, tilstandsform og blandbarhed.

Kemiske reaktioner

• simple redoxreaktioner - herunder forbrændingsreaktioner
• syre-base-reaktioner og pH-begrebet.

Kemiske beregninger

• mængdeberegninger i relation til reaktionsskemaer under anvendelse af masse, molar masse, stofmængde, volumen og stofmængdekoncentration.