Progression i kemiundervisningen Vivi Ann Långvik NO Biennalen april 2015

Transkript

1 Progression i kemiundervisningen Vivi Ann Långvik NO Biennalen april Varför kan vatten inte brinna? Varför fastnar inte spindlar i sitt eget nät? Varför blir äpplen man bitit i viviann@krc.su.se bruna efter en stund?

2 Vår världsbild Till grund för den moderna naturvetenskapen ligger tron att naturen är begriplig. (G.H. Von Wright) Men blir den begriplig för våra elever? Kemi: är att göra det osynliga synligt atomos se det osynliga modelltänkande

3 Grundskolans NO i styrdokumeten Liknande, stora teman, indikerar att progression antas Mål Åk F 3 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 Koppling 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 Progression, varifrån vart? För progression måste man veta var eleverna är i sin inlärningsprocess idag Man måste också kunna bedömma om inlärning sker, och till vilka delar det sker bristfälligt Man behöver ha idéer, tankar kring vad man kan göra åt det Det finns en del tekniska hjälpmedel Bred arsenal av metoder, verktyg är viktigt För att bygga förståelse: fokusera på det viktigaste, ge feedback Läraren bör försöka nå bortom elevens rådande kompetens och förmåga Något om bedömning (också ett stöd för eleven) (Anders Jönsson) (Christian Lundahl) v/medarbetare/jidesjo anders?l=sv (Anders Jidesjö)

6 Några tekniska hjälpmedel Låt eleverna bli resurser för varandra Stöd eleverna att bli subjekt i sin egen inlärning Wonderwall Exit tickets Trafikljus Mentometrar Checklistor Små whiteboards

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 Elevuppgift löses framför klassen vad är ett bra svar, varför HUR tänker eleverna; ett fel svar kan vara viktigare att belysa än att få ett riktigt Concept cartoons hjälper elever att träna argumentering (se skolverket eller Kemiskafferiet på vår hemsida)

8 Pedagogiska hjälpmedel Kamratbedömning (från elev till elev) Läraren behöver varierande material att jobba med för att kunna välja material, som passar och som intresserar 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

9 Tänkarfrågor ger stöd åt elevens självständiga tänkande 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 omarrangeras e) tändstickan väger mindre efter att den brunnit f) annan orsak, vilken? När 5 g socker adderas till 100 cm 3 vattn, väger det mer än 100 g efter tillsatsen? Sant Falskt 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

10 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.

11 Näringsämnen i mat Dessa experiment görs vid många (alla?) 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

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

13 Förståelse i laborationsarbetet några exempel Massans oförstörbarhet elevers tankesätt Använd våg (AgNO 3 + NaCl), Vad händer vid förbränning? När ljus brinner, vart tar massan vägen? Förbränn stålull på balansvåg. Varifrån kommer massan i ett stort träd? Effekt av gasavgång. Väger gaser? Syror och baser Finns i naturen och oss människor Hur fungerar indikatorer? Vilken sorts kemiska ämnen är de? Löslighet CaCl 2 + NaHCO 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 IB 69 (åskådliggör atomer och bindningar)ib 63 Molbegreppet med godis

14 Progression i kemiförståelse ett exempel Förskolan: barn lär sig göra iakttagelser, förklaringar är inte alltid nödvändiga. De får en introduktion till produktiva frågor och kanske rättvisa (eng. fair) tester 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 och vänjer sig vid att fler ämnen har egenskaper, som kan studeras. Modelltänkande.viktigt! De lär sig några kemiska reaktioner (löslighet, surhet och motsatsen, flyktighet, aggregationstillstånd, 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. Se Eleverna lär sig om villkoren för att rekationer ska 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

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

16 Varför fastnar spindlar inte 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.

17 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.

18 Har ni frågor och kommentarer?