Kemi för livet kräver förståelse och guidning Vivi Ann Långvik NO Biennalen mars 2015

Transkript

1 Kemi för livet kräver förståelse och guidning Vivi Ann Långvik NO Biennalen mars Varför kan vatten inte brinna? Varför fastnar inte spindlar i sitt eget nät? viviann@krc.su.se Varför blir äpplen man bitit i bruna efter en stund?

2 Vår världsbild Till grund för den moderna naturvetenskapen ligger tron att naturen är begriplig. (G.H. Von Wright) Kemi: är att göra det osynliga synligt

3 Grundskolans NO i styrdokumeten Liknande, stora teman, men gärna med progression Mål Åk 4 6 Åk 7 9 Anm. Året runt i naturen Kemin i naturen Kemin i naturen Jfr Bi, Fy Kropp, hälsa Vardag, samhälle Vardag, samhälle Kraft, rörelse Ämnen i vår omgivning Världsbild Världsbild Berättelser Metoder, arbetssätt Metoder, arbetssätt Metoder, arbetssätt

4 Kopplingen centralt innehåll och syfte Bi/Fy/Ke/Te Åk F 3 Året runt i naturen, kropp och hälsa, kraft och rörelse, material och ämnen i vår omgivning, berättelser om natur och naturvetenskap, metoder och arbetssätt. Tekniska lösningar, arbetssätt för att utveckla tekniska lösningar, teknik, människa, samhälle, miljö Åk 4 6 Biologi, fysik och kemi, i naturen, i vardagen och samhället, och världsbilden, metoder och arbetssätt. Tekniska lösningar, arbetssätt för att utveckla tekniska lösningar, teknik människa och miljö Åk 7 9 Natur och samhälle, kropp och hälsa, Biologi och världsbilden, metoder och arbetssätt. Kemin /Fysiken i naturen, i vardagen och samhället, och världsbilen, metoder och arbetssätt. Tekniska lösningar, arbetssätt för att utveckla tekniska lösningar, teknik människa och miljö Förmågor: Använda kunskaper för att granska information, kommunicera och ta ställning Genomföra systematiska undersökningar, använda begrepp, modeller, teorier för att förklara samband i naturen och samhället

5 Vad gynnar lärande? Den didaktiska triangeln Sök på Framgång i undervisningen Lärarens kompetens, engagemang Goda ämneskunskaper God didaktisk kompetens Bred arsenal av metoder, verktyg Förmåga att fokusera på det viktigaste, ge feedback Att läraren försöker nå bortom elevens rådande kompetens och förmåga Innehåll/form Samspel lärare/elev Yttre kontext

6 Uppföljning Sker inlärning? Vilken inlärning har inte skett? Vad kan man göra åt saken? Inlärning gynnas av strategier och uppföljning Dylan Williams Nyckelstrategier Klarlägg, förmedla förståelse Dela inlärningssyftet med eleverna Ge feed back som leder vidare Låt eleverna bli resurser för varandra Stöd eleverna att bli subjekt i sin egen inlärning

7 Meningsfull inlärning Strävar till sammanhängande förståelse Naturvetenskapliga begrepp som tas upp inom olika ämnen bör stöda elevens förståelse (t.ex. densitet, energi, värme) Grafiska representationer fokuserar på struktur i kunskapsmassan Kräver ett positivt skolklimat, där eleverna vill och vågar fråga och läraren vågar inte veta, men kan ta reda på Begreppskartor visar hur begreppen relaterar till varandra, hierarkiskt Underlättar strukturering av kunskap Kan visa på elevens förhandsuppfattningar V diagram, synliggör aktiviteter som sker då man söker svar på ett problem Något om bedömning (också ett stöd för eleven) (Anders Jönsson) (Christian Lundahl) v/medarbetare/jidesjo anders?l=sv (Anders Jidesjö)

8 Några tekniska hjälpmedel Wonderwall Exit tickets Trafikljus Mentometrar Checklistor Små whiteboards

9 Ex. på pedagogiska hjälpmedel Kamratbedömning (från elev till elev) Lös elevuppgifter framför klassen och diskutera vad som är ett bra svar och varför Fråga efter HUR eleverna tänker; ett fel svar kan vara viktigare att belysa än att få ett riktigt Concept cartoons hjälper elever att träna argumentering Demonstration av överraskande fenomen kan inleda eller avsluta lektionen Laborationer kräver koppling till teori och efterarbete för att eleverna ska förstå varför laborationen görs Öppna och halvöppna laborationer, kräver planering och feed back Låt eleverna testa på tänkar frågor

10 Tänkarfrågor, ett par exempel När en tändsticka brinner, förstörs materien Sant Falskt Vad är orsaken till ditt svar? a) den kemiska reaktionen förstör materia b) materie konsumeras av flamman c) massan aska är mindre än massan tändsticka före den brann upp d) atomerna förstörs inte, de arrangeras bara om e) tändstickan väger mindre efter att den brunnit f) annan orsak 5 g socker adderas till 100 cm 3 vatten, väger det mer än 100 g efter tillsatsen? Falskt Sant Vad är orsaken till ditt svar? a)vattnet löser sockret, det är bara det som väger b)massa måste bestå av både socker och vatten, det väger mer c)det väger mer, men mindre än 105 g, för att sockret väger mindre när det löst sig

11 Elevers funderingar kan bli produktiva frågor Med utgångspunkt i barnens frågor, kan man ställa mot och följdfrågor. Läraren kan försöka leda in frågan mot en följdfråga: kan vi testa det? Fokusera på vad du vill att barnen ska göra (ställa hypotes, göra förutsägelser, tolka ev. resultat, få barnen att kommunicera, generalisera etc.) Det är viktigt att ibland utgå från elevernas frågeställningar, även om man som lärare kan behöva styra upp den för att den ska bli realistisk och givande. Läraren behöver många, varierande material att jobba med för att kunna välja material, som passar in och som kan intressera barnen

12 Naturvetenskapligt arbetssätt hur ska man utföra experiment på ett rättvist sätt? Vilket löser sig bättre i vatten, koksalt eller rörsocker? Vi testar ta en frivillig elev som hjälp -Oberoendenvariabel -Beroende variabel -Kontrollvariabler Ett vetenskapligt arbetssätt behöver tränas många gånger, precis som kritiskt tänkande

13 Näringsämnen i mat Dessa experiment görs vid många skolor Ämne: Reagens: Namn: Resultat: Protein NaOH + CuSO4 Biuret eller Hellers Blå färg ring Kolhydrat (socker) NaOH + CuSO4 Trommers prov Ljusblå till tegelröd Kolhydrat Jod Blåfärgning Mörkblå (stärkelse) Fett Filterpapper Fettavtryck Fettavtryck Fett t.ex. etylacetat Extraktion Indusnt. ger fettet

14 Öppen laboration om mat Tänkbara frågeställningar Hur intoducerar man en Vad och varför bör vi äta? öppen laboration om mat? Vad finns i maten? IB 55 IB Kräver förberedelse i form av kunskaper Kan energi tas från vilket kol som helst? Baka utan socker? IB67 Hur förvaras och lagras mat? mat? Vad händer vid tillredning av Ta bort matfläckar lektionsgenomgång Vilken sorts fett bör vi äta, varför Bör kopplas till diskussion för och var finns det? att ge förståelse Antioxidanter i mat vad är det? IB 53

15 Förståelse i laborationsarbetet några exempel Massans oförstörbarhet elevers tankesätt Använd våg (AgNO 3 + NaCl), Vad händer vid förbränning? Ljus brinner, vad händer? Vart tar massan vägen? Förbränn stålull på balansvåg. Varifrån kommer massan i ett stort träd? Effekt av gasavgång. Väger gaser? Syror och baser Historisk överblick Hur fungerar indikatorer? Vilken sorts ämnen måste de vara? Löslighet CaCl 2 + Na 2 CO 3 Vad händer med vattnet då salter löser sig? Hydrofob effekt: jfr vatten på olika alkoholer IB nr. 51 Kemisk bindning & stökiometri 1+1 blir inte 2. Hur är det möjligt? Väta eller inte väta papper Magisk sand Legobitar som modell vid reaktioner IB 69 (åskådliggör atomer och bindningar) IB 63 Molbegreppet med godis

16 Illustrera en reaktion

17 Progression i förståelse av kemi och kemiska reaktioner ett exempel Förskolan: barn lär sig göra iakttagelser, förklaringar är inte alltid nödvändiga De får en första introduktion till produktiva frågor och kanske rättvisa prövningar Åk 1 3 Materien består av mindre delar i olika kombinationer (atomos). Vi kan indirekt studera det vi inte kan se (grönt pulver, består av ). Partikelteorin De lär sig några grundämnen Storleksordning på atomer och molekyler Elever vänjer sig vid att fler ämnen har egenskaper, som kan studeras De lär sig om en del reaktioner (sura, motsatsen dvs. basiska, olika aggregationstillstånd, lösligheter, flyktighet, reaktivitet, färg, etc.). introduktion till intramolekylära bindningar De får undersöka vardagsämnen mha av dessa egenskaper; Kretslopp och hållbarhetsbegreppet Eleverna börjar få en naturlig uppfattning om storleksordningen på atomer/molekyler och en förståelse för olika kemiska mellanmolekylära bindningar Eleverna lär sig om villkoren för att rekationer ska kunna ske, dvs. molekylers reaktivitet (Gibbs fria energi). Endoterma och exoterma reationer, spontana reaktioner som begrepp. Utökning av förtståelsen till viktiga samhälleliga fenomen som miljö, medicin, energihushållning och hållbart samhälle

18 Progression i förståelse av löslighet Partikelteorin bör vara introducerad Eleverna kan fundera på och träna på lösningar och blandningar Löser sig salt och socker olika i vatten? Vad får ämnena att lösa sig mer eller mindre? Introduktion av salter, och något om olika lösligheter i vatten hos salter Visa på vad som händer molekylärt när joner löser sig i vatten. Kanske kan du ta upp ph inverkan på löslighet, ex. Na 2 CO 3? Efter det: visa 2 provrör med dels CaCl 2, dels med NaHCO 3, lösta i vatten Vad händer om jag slår ihop lösningarna? De flesta har noterat att vatten och olja inte löser sig i varandra. Men hur är det med olika alkoholer? Testa mha karamellfärgat vatten Gasers löslighet i vatten isballonger. CO 2 i haven (miljö) Matens löslighet, fettlösliga vitaminer (varför?). Konservering och preparering Hur kan kroppen uppta mat och mediciner? Hur sprids ämnen i naturen?

19 Varför fastnar inte spindlar i sitt eget nät? Låt barnen komma med teorier Försök hitta på några situationer från vardagen där ämnen tydligt vägrar att fästa sig/blanda sig (olja vatten, teflon pannor, vattenavstötande skor och kläder etc.) Låt barnen fundera på vad det kan vara som gör att det blir så? Lämpliga laborationer: färga ett papper med dels vaxkrita, dels vattenfärg, klipp ut blommor med uppvikta blomblad, som sätts i vatten/se vad som händer. spraya skyddsmedel för mockaskor på halva hushållspappret och kolla effekten av en vattendroppe på de olika ytorna efter ett tag. Forskarens svar: alla trådar är inte klibbiga, ochh dessutom har spindlar ett ämne på sina ben som gör att de inte fastnar i tråden. Benen är också håriga för att minska kontaktytan.

20 Varför kan vatten inte brinna? Vad händer vid förbränning, tror du? Tänk t.ex.på ett ljus. Vad består lågan av och vart tar materien vägen? Kan man visa på vad som bildas vid förbränningen? Varför blir stål tyngre vid förbränning? Är det samma sorts energi vid förbränning av ljus som när vi förbränner mat? Hur gör man upp eld, nu och tidigare? Vattnets kemiska sammansättning är syre och väte, men syrgas och vätgas, kan bilda vatten (ånga), det är explosivt! Brinnande is, är bara skenbart vatten som brinner IB49 Jämför med grundskolans kursplaner i bi/fy/ke/tk Forskarens svar: vatten består av väte och syre. Vid förbränning reagerar ett ämne med syre. Vätet kan inte reagera med mera syre, när det bildat vatten. Alltså kan det inte brinna.

21 Har ni frågor och kommentarer?