Studiehandledning Fysik och Kemi 973G13 och 973G14 HT 2014, Lärarprogrammet, Linköpings universitet 1
Linköpings universitet 2014-10-16 Lärarprogrammet, ht -14 973G13 och 973G14 Campus Norrköping Välkommen till kurserna Fysik och Kemi! önskar Johnsson, 011-36 31 70, B454 Kursansvarig Kursens upplägg Kursen börjar måndagen den 27 oktober, med en introduktion, och pågår till fredagen den16 januari 2015. Innehållet i kursen är organiserat kring tre teman: Universum och Materia, Kemi och fysik i vardagen samt Kretslopp och flöden. Till vartdera temat är knutet en eller flera examinerande uppgifter samt ett antal övningar, laborationer, seminarier och föreläsningar. Arbetsgrupper Ni kommer att delas in i 3st arbetsgrupper (grupp X, Y och Z) om 3-4 studenter. Samläsning med kursen Naturorienterande ämnen Delar av kursens undervisningsmoment kommer att genomföras tillsammans med kursen Naturorienterande ämnen (F-3). Genom denna samläsning kan vi erbjuda er mycket fler undervisningstimmar (tex föreläsningar och laborationer) än vad som annars skulle vara möjligt. Provkoder och examinerande uppgifter i kursen I kursen ingår 9 provkoder. Fem behandlas i kemikursen och fyra behandlas i Fysikkursen. Uppgifterna är av blandad karaktär vissa är individuella och vissa genomförs i arbetsgrupp. Provkoderna i kemikursen 7,5 hp Provkod Hp Betyg Namn Examinator Bilaga SME4 1 hp U/G Materia KJ 1 SME5 2,5 hp U/G Kemi (Kemi i köket) AB 2 SME6 4 hp U/G/VG Kretslopp och flöden AJ 4 OBL2 Övningar D Övning 1 och 2 KJ, AJ sid 4 OBL3 Laborationer D Laboration 3 och 4 AB sid 5 2
Provkoderna i fysikkursen 7,5 hp Provkod Hp Betyg Namn Examinator Bilaga SME4 1 hp U/G Astronomi KJ 1 SME5 2,5 hp U/G Fysik (Fysik i vardagen) KJ 3 SME6 4 hp U/G/VG Kretslopp och flöden AJ 4 OBL1 Laborationer D Laboration 1 och 2 KJ sid 5 Omexaminationer Observera att flera av de undervisningsmoment som sker i samläsning med kursen Naturorienterande ämnen upprepas flera gånger, och att det eventuellt finns möjlighet för dig att byta tid om du blir sjuk och inte kan delta fråga ansvarig lärare i god tid! Om du ändå missar någon examinerande seminarium, laboration eller övning så finns omexaminationspositioner på schemat. Det är mycket viktigt att du i god tid inför omexaminationen meddelar examinerande lärare att du ämnar delta vid omexaminationen. Undervisningsmoment i kursen Föreläsningar Under kursen ges 12 föreläsningar (se lista nedan i kronologisk ordning). Föreläsningarna förutsätter att man är inläst på den angivna litteraturen. Observera att föreläsningarnas längd är 90 minuter exklusive eventuell rast. Vecka 44-45 (Föreläsare Johnsson Tema Universum och Materia) F1 Big Bang (Big Bang - Hur stjärnor föds/dör) Litteraturen i temat (Fö 1-5): Är utsprid i många olika böcker. Läs gärna de kemikompendier ni får ut i samband med kursstarten, samt tex kapitel 3 (Kosmologi) i boken Naturen, naturvetenskapen och lärandet. F2 Materia 1 (Hur synen på vad materia är har förändrats i ett historiskt perspektiv) F3 Vårt solsystem F4 Materia 2 (Periodiska systemet) F5 Materia 3 (Kemiska bindningar) Vecka 46-48 (Föreläsare Johnsson Tema Fysik i vardagen) F6 Ljus och ljud 1 (För människan, hörbart ljud och synbart ljus) Litt: Fysik för lärare, kap. 12, s.182 och framåt, kap.13. Att förstå skolans naturvetenskap, kap. 16 och 17 Grundskolans naturvetenskap, sid. 151-158 Barn och naturvetenskap, sid. 156-158 Naturen, naturvetenskapen och lärandet, sid. 72-78 3
När kemin stämmer, kap. 2-3 F7 Ljus och ljud 2 (För människan, icke hörbart ljud och icke synbart ljus) F8 Kraft och rörelse (Energi och Newtons lagar) Litt: Fysik för lärare, kap. 3 och 9. Att förstå skolans naturvetenskap, kap. 14 Grundskolans naturvetenskap, sid. 158-166 Barn och naturvetenskap, sid. 14-25, 75-76, 154-155 Naturen, naturvetenskapen och lärandet, sid. 67-70 Vägar till naturvetenskapens värld, kap. 4 F9 El och magnetism (Under föreläsningen visar jag även några experiment) Litt: Inför föreläsningen delar jag ut lite lämpligt material (litet kompendium) Vecka 49-51 (Föreläsare Annika Björn Tema Kemi i vardagen) F10 Kemi i köket 1 Litt: Vägar till naturvetenskapens värld, kap. 3 Naturen, naturvetenskapen och lärandet, kap. 5 Kompendium i kemi, När kemin stämmer, kap. 9 och 15 F11 Kemi i köket 2 Litt: När kemin stämmer, kap. 7 Att förstå skolans naturvetenskap, kap. 19 s. 348-368 Grundskolans naturvetenskap, kap. 10 s.136-142 Kompendium i kemi Vecka 51-03 (Föreläsare Anders Jidesjö Tema Kretslopp och flöden) F12 Kolets kretslopp Litt: Grundskolans naturvetenskap, kap.12, s.175-81 Att förstå skolans naturvetenskap, kap.8, s.113-122, s. 132-134. kap.9 (hela) Vägar till naturvetenskapens värld, kap.6, s.92-106 Övningar i kursen I kemikursen ingår två övningar som båda är examinerande moment. Övning 1. Kemi på atomnivå bindningar och reaktioner. Vecka 45. Under denna övning dyker vi ner lite djupare i atomernas värld och på olika sätt undersöker hur salter och molekylföreningar kan bildas. Litteratur att läsa inför övningen: Kompendium i kemi Ansvarig lärare: Johnsson 4
Övning 2. Fotosyntes och respiration. Vecka 02. Fokus för denna övning är fotosyntesen utgångspunkten för växternas energi- och materialförsörjning och därmed, i slutänden, för närapå allt liv på jorden. Vi undersöker också växternas fysiologi och metabolism, och tar oss på så sätt in kolets biologiska kretslopp. Litteratur att läsa inför övningen: Grundskolans naturvetenskap, kap.12, s.175-81 Att förstå skolans naturvetenskap, kap.8, s.113-122, s. 132-134. kap.9 (hela) Vägar till naturvetenskapens värld, kap.6, s.92-106 Ansvariga lärare: Anders Jidesjö Laborationer i kursen (Observera för att få laborera i kemi (labb 3 och 4) måste ni först delta i seminariet labsäkerhet torsdag v.48). I kursen ingår fyra laborationer som samtliga är obligatoriska moment. Labb 1 (Fysik). Ljus och ljud. Vecka 46. Under denna laboration undersöker vi begreppen ljus och ljud. Ansvarig lärare: Johnsson Labb 2 (Fysik). Kraft och rörelse. Vecka 47. Under denna laboration undersöker vi olika begrepp inom mekaniken. Ansvarig lärare: Johnsson Ansvarig lärare: Johnsson Labb 3 (Kemi). Kemin i köket 1. Vecka 49. Under denna laboration undersöker vi några av kökets kemikalier utifrån begreppen löslighet och utfällning. Litteratur: Kompendium i kemi Ansvarig lärare: Annika Björn Labb 4 (Kemi). Kemin i köket 2. Vecka 50. Under denna laboration undersöker vi hur några av kökets kemikalier kan reagera med varandra. Litteratur: Kompendium i kemi Ansvarig lärare: Annika Björn Kursavstämning måndag v.47 Efter föreläsningen på måndagen träffas vi och diskuterar kursen upplägg så långt. Medverkande lärare i kursen Johnsson klas.johnsson@liu.se Anders Jidesjö anders.jidesjo@liu.se Annika Björn annika.bjorn@liu.se 5
Kurslitteratur Anderberg E, Johansson S, Östklint O. (2012) Fysik för lärare. Studentlitteratur. Andersson, B. (2008) Att förstå skolans naturvetenskap Forskningsresultat och nya idéer. Studentlitteratur. Andersson, B. (2008) Grundskolans naturvetenskap Helhetssyn, innehåll och progression. Studentlitteratur. Ekstig, B. (2002) Naturen, naturvetenskapen och lärandet. Studentlitteratur. Elfström m.fl. (2008) Barn och naturvetenskap upptäcka, utforska, lära. Liber. Helldén, G. m.fl (2010) Vägar till naturvetenskapens värld. Liber. Lindegren, R. (2007) När kemin stämmer. Studentlitteratur. Kompendium i kemi. Kopierat material, delas ut under v.44. Artiklar/Bokkapitel Andrée, M. (2012) Vardagsanknytning som pedagogiskt redskap Utdrag ur: Från Skola och Naturvetenskap politik, praktik, problematik i belysning av ämnesdidaktisk forskning. Berg, A. Löfgren, R. och Eriksson, I. (2007) Kemiinnehåll i undervisningen för nybörjare. En studie av hur ämnesinnehållet får konkurrera med målet att få eleverna intresserade av naturvetenskap. Nordina. Finns att hämta på: https://www.journals.uio.no/index.php/nordina/article/view/377/409 6
Kursen i koncentrat Observera att inga omexaminationer ligger inlagda under den här beskrivningen. Aktivitet v.44 Tema: Universum och materia Mån: Kursintroduktion Mån: Föreläsning Big Bang Tor: Föreläsning Materia 1 Fre: Planetvandring Fre: Föreläsning Vårt solsystem v.45 Mån: Föreläsning Materia 2 Mån: Föreläsning Materia 3 Tor: Övning 1 Kemi på atomnivå bindningar och reaktioner Tor: Redovisning av Populärvetenskaplig film Fre: Inlämning av texten Ansvarig lärare v.46 Tema: Fysik i vardagen Mån: Föreläsning Ljus och ljud 1 Mån: Föreläsning Ljus och ljud 2 Ons: Laboration 1 Ljus och ljud v.47 Mån: Föreläsning Kraft och rörelse (obs!! följs av en kort kursavstämning) Ons: Laboration 2 Kraft och rörelse v.48 Tis: Föreläsning El och magnetism Tis: Studiebesök på Fenomenmagasinet i Gamla Linköping Ons: Seminarium Ljus och ljud Ons: Labsäkerhet (Obligatoriskt för genomförande av laboration 3 och 4) Fre: Inlämning av Bildspelet Lekplatsen Annika* v.49 Tema Kemi i vardagen Mån: Föreläsning Kemi i köket 1 (OBS!! Kan behövas flyttas) Fre: Laboration 3 Kemi i köket 1 v.50 Mån: Föreläsning Kemi i köket 2 Ons: Laboration 4 Kemi i köket 2 Fre: Handledning av uppgiften Kemi i köket Annika Annika** Annika Annika Annika v.51 Tema Kretslopp och flöden (observera dock att examinationen av Kemi köket ligger på onsdag) Tis: Seminarium Materiens flöden och energins omvandlingar 1 Anders Ons: Seminarium Kemi i köket Annika Tor: Seminarium Materiens flöden och energins omvandlingar 1 Anders Fre: Inlämning av Filmen Kemi i köket Annika *Annika ansvarig lärare ersätts dock av Lena Lundman. 7
**Annika ansvarig lärare ersätts dock av Malin Montelius. v. 02 Ons: Föreläsning Kolets kretslopp Tor: Övning 2 Fotosyntes och respiration v.03 Ons: Seminarium Kretslopp och flöden Anders Anders Anders 8
Bilaga 1. Tema Universums och materia Gruppuppgift. Skriftlig och muntlig examination Examination av provkoderna: Fysik - SME 4 Kemi SME 4 Kemi - OBL2 (övning 1) Mål Uppgiften är en del i examinationen av följande kursmål: - relatera universums, solsystemets och jordens uppkomst, förändring och sammansättning till livets förutsättningar på jorden - använda ett urval av kemins centrala begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara företeelser och system ur materie- och energiperspektiv - redogöra för kemins och fysikens särart samt dess roll/betydelse för individ, natur och samhälle i ett nutida och historiskt perspektiv Bakgrund I det första temat Universum och materia introduceras naturvetenskapen kring ett antal centrala och bärande begrepp. I temat behandlas materiens partikelnatur, uppbyggnad, grundläggande egenskaper och omvandlingar. Människans sammanställning av grundämnen i periodiska systemet och enkel taxonomi behandlas. Materiens uppbyggnad behandlas utifrån begrepp som atom, molekyl, proton, elektron, neutron, laddning, attraktion, repulsion. Kemiska reaktioner, samt olika typer av kemiska bindningar tas upp. Materiens egenskaper och byggnad kopplas till universums utveckling genom en enkel framställning av Big-bang. Vidare behandlas stjärnors (planeters) födelse och död. Genomförande Uppgiften till detta innehåll ska lösas i arbetsgruppen. a.) Ni ska skriva en text där ni redogör för temat centrala begrepp och ni framställer innehållet som en berättelse. Berättelsen ska vara skriven för att visa er förståelse för innehållet. Ni har således frihet i hur ni väljer framställningen. Tanken med detta är att ni i framtida undervisning kommer ha nytta av att i utbildningen ha tränat på att hantera innehållet i en berättelse. Texten ska omfatta cirka 2000 ord och hålla god språklig kvalitet. Arbetet mailas till Johnsson senast fredagen den 7:e november. Respons fås på återgående mail. b.) Till detta kommer att ni ska i samma grupper se och analysera någon populärvetenskaplig film. Det kan vara alltifrån science fiction till vetenskapliga dokumentärer. Vid seminariet visar ni era valda filmavsnitt samt ni ska muntligt redogöra för vilka naturvetenskapliga begrepp som behandlades. Vad som kan anses vara en verklighet naturvetenskaplig beskrivning eller ren fiktion. Syftet med detta moment är att diskutera hur elever kan möta det naturvetenskapliga innehållet utanför 9
skolan och att som lärare kunna knyta an till sådana erfarenheter. Varje arbetsgrupp får cirka 20-25 minuter i anspråk (inkluderar både filmvisning och en diskussion som arbetsgruppen håller i). c.) Arbetsgruppen skall genomföra en s.k. planetvandring. Arbetsgruppen får tilldelat ett antal planeter. Vi vandringen (trädgårdsföreningen) beskriver arbetsgruppen muntligt sina planeter. Ytterligare information fås i samband med kursstarten. Stöd för genomförandet av uppgiften - Föreläsningar (1-5) - Kurslitteraturen - Övningen Ansvarig lärare: Johnsson 10
Bilaga 2 Tema Kemi i vardagen (Kemi i köket) Gruppuppgift. Muntlig och skriftlig examination Examination av: Kemi SME 5 Kemi - OBL 3 (Laboration 3 och 4) Mål Uppgiften är en del i examinationen av följande kursmål: - använda kemins centrala begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara företeelser och system ur materie- och energiperspektiv - exemplifiera hur estetiska uttrycksformer och IKT kan användas i undervisning med naturvetenskapligt innehåll - jämföra olika kemiska modeller i ett didaktiskt perspektiv Uppgiften består av 2 st. deluppgifter. Uppgift A: Kemi med kökets kemikalier Syfte Syftet med denna uppgift är att belysa kemin i den mest vardaglig kontext vi kan tänka oss köket! Syftet är också att fokusera på hur man kan förstå och (för andra) förklara kemiska fenomen genom att skapa relationer mellan det vi kan observera av ett fenomen makronivån - med det som för ögat är osynligt - atomnivån - och hur de kemiska symbolerna är ett sätt att representera detta. Detta omfattar frågor som handlar om hur vi på olika sätt kan försöka synliggöra eller visualisera atomernas värld. Uppgiften skall mynna ut i en film som: - demonstrerar och, genom visualisering av atomnivån, förklarar kemin i två enkla experiment med kemikalier från köket Filmen skall ha karaktären av lärarhandledning. Genomförande Uppgiften tar sin utgångspunkt i föreläsningarna och laborationerna Kökets kemi 1 och 2, där centrala begrepp och modeller inom kunskapsområdet introduceras. Ni skall, till att börja med, välja ut 3st experiment som på något sätt belyser begreppen: - fas och fasövergång - löslighet/lösa upp och/eller utfällning/kristallisation - kemisk reaktion Ni kan antingen leta efter lämpliga experiment på nätet, och eller så väljer ni från de exempel som ansvarig lärare erbjuder under laborationen. Om ni väljer att leta själva skall ni tänka på att experimentet skall vara av den karaktären att det kan utföras av elever i 4-6, och endast kräva material och kemikalier som man kan hitta i köket. 11
Ni skall sedan, tillsammans i gruppen, utföra de tre experimenten samt diskutera er fram till förklaringar på atomnivå av det ni observerar. Er uppgift är sedan att producera en filmsekvens där ni demonstrerar och förklarar de två experimenten. Förklaringen av experimenten skall involvera någon slags visualisering av vad som händer på atomnivå och med utgångspunkt i materiens partikelmodell, och i modeller rörande atomens uppbyggnad och kemisk bindning. Den skall m.a.o. dels fokusera atomernas/molekylernas/jonernas läge och rörelser i förhållande till varandra, men också vilka slags kemiska bindningar som förekommer, hur de bryts och hur nya bindningar skapas. Didaktisk reflektion - Ni skall avslutningsvis i gruppen diskutera och reflektera kring experimenten i relation till den obligatoriska, didaktisk litteratur som är kopplad till denna uppgift (Se längs ner under Stöd för uppgiftens genomförande. Obs! 2 artiklar ingår.); vad kan vara viktigt att som pedagog vara medveten om när man utför och pratar om experimenten i en barngrupp? Vad filmen skall innehålla mer precist Utöver vad som beskrivits ovan skall filmen innehålla: - en kort introduktion med koppling till styrdokumenten - en beskrivning av respektive experiments karaktär samt vilka centrala begrepp de har potential att synliggöra - kopplat till de 2 experiment som behandlar begreppen fasövergång och kemisk reaktion: en kontrastering av begreppet fasövergång (exempel på fysikalisk omvandling) mot begreppet kemisk reaktion (kemisk omvandling); varför är den omvandling som sker i ena experimentet fysikalisk och i den andra kemisk? - kommentarer av genomförandet, observationerna och resultatet: vilka praktiska utmaningar har ni noterat att experimenten erbjuder? Vad har ni noterat är viktigt att fokusera i observationerna? - en reflektion av laborationernas kemiinnehåll i relation till den didaktiska litteratur ni läst (se ovan). Reflektion skall utgå ifrån, och vara en sammanfattning av, diskussionerna i gruppen. - En avslutning med information om vilka ni är som gjort filmen, vilken kurs ni går (namn och termin/år) samt vilka källor ni använt. Observera: Ni kan filma med telefon, surfplatta eller kamera, vi har inga speciella krav! Det kan vara svårt att få till filmen i en enda tagning, så tänk i termer av att ni producerar ett antal filmsekvenser. Har ni erfarenhet av att arbeta med redigeringsprogram för film, så är det jättebra om ni kan försöka klippa ihop filmsekvenserna till en sammanhållen film. Har ni inte det så är det helt ok att lämna in filmen i form av sekvenser, men bra då om ni numrerar dem i kronologisk ordning. Handledning Fredag v.50 får ni möjlighet att under ett handledningstillfälle bolla frågor och funderingar med ansvarig lärare. 12
Kamratrespons En rekommendation! När ni börjar bli klara med filmen rekommenderar vi att arbetsgrupperna granskar varandras filmer. Om ni gör detta får ni reda på hur er film uppfattas av utomstående, och ni får chans att utifrån denna information förbättra filmen innan den slutgiltiga inlämningen. Av erfarenhet vet vi att produktioner som inte är enbart textbaserade tjänar på en sådan här slags granskning. Granskningen kan fokusera följande frågor: - Vad uppfattar ni som bildspelets starka och positiva sidor? Peka också på meningar, ord, fotografier, illustrationer som ni särskilt uppskattar. - Vad uppfattar ni är svårt att som tittare/lyssnare förstå? Ge förslag på förbättringar! Fokusera speciellt på : o Om ni upplever att filmen kopplar det man kan se i experimentet (observationer) till förklaringar på atomnivå, och om ni upplever förklaringarna som begripliga? Vad uppfattar ni är svårt att som läsare/lyssnare förstå? Ge förslag på förbättringar! o Om ni upplever att visualiseringarna av atomnivån underlättar förståelsen. Finns risk att visualiseringen kan missförstås? I så fall, ge förslag på hur man skulle kunna modifiera den. - Är kemin korrekt beskriven? När ni är klara med granskningen är det bra om ni träffas i arbetsgrupperna och ger varandra muntlig respons på bildspelen. Begrunda sedan den respons ni fått, och bearbeta er film utifrån de delar av responsen ni själva uppfattar som relevanta och viktiga. Avslutningsvis lägger ni in filmen på LISAM senast fredag v.51. Uppgift B: Kemin i kökets sysslor Med de grunder i kemi ni tillskansat er under arbetet med uppgift ovan är det nu dags att kliva in i de processer som pågår i ett kök. När vi lagar mat, syltar eller bakar sätter vi igång, eller hindrar uppkomsten av, olika kemiska processer. Likaså när vi diskar stekpanna, tar bort chokladfläcken från tröjan eller svabbar av golvet. I denna uppgift skall ni välja ut en frågeställning kopplad till ett fenomen som på något sätt har att göra med köket, och det vi gör där. Exempel på frågeställning kan vara: - Varför svider det i ögonen när man skär lök? - Mikrovågsugn på vilken mat funkar den bäst? - Varför skär sig majonnäsen? - Vad händer när man bakar bröd/muffins etc? - Ta bort matfläckar husmorstips och hur de funkar - Konservering hur gjorde man förr i tiden? - Hur gör man en vinägrettsås på bästa sätt (ur ett kemiskt perspektiv)? - När ska man salta spaghettivattnet? Köttet som ska stekas? 13
- Vad påverkar hållbarheten hos olika livsmedel och hur kan man förlänga den? - Grava lax hur funkar det? - Bomull, nylon och ull vilket material är sämst/bäst att få fläckar på? - Tillsatser i maten vad och varför (några exempel)? - Diskmedel, tvål och såpa vad är skillnaden? - Diska i hårt vatten varför är det så svårt? Ni skall sedan - med hjälp av kurslitteratur och internet fördjupa er i frågeställningen och identifiera vilket kemiinnehåll som ryms i den, i termer av de centrala begrepp som kurslitteraturen behandlar: vilken slags kemi sysslar vi med när vi bakar bröd? Ni skall också formulera en förklaring på atomnivå baserad på dessa begrepp. Examination Uppgiften (båda uppgifterna) examineras gruppvis och dels skriftligt (digitalt) i form av en film som lämnas in på Lisam senast fredag v.51, dels muntligt vid ett seminarium tidigare under v.51 där de båda uppgifterna presenteras. Presentation av filmen På seminariet skall ni: - Visa er film samt kommentera den i termer av detta är vi speciellt nöjda med, detta kunde vi gjort bättre, detta var lätt respektive svårt att förstå och detta var lätt respektive svårt att förklara. - Beskriva under vilka skeden i arbetet med filmen ni upplevde att ni lärde er mest (kemi) samt reflektera kring vad ni tror det var som då möjliggjorde detta lärande. Varje film får ca 10 minuter seminarietid för presentationen. Frågeställning om Kemin i kökets sysslor På seminariet skall ni också under ca 10 minuter presentera arbetet med er frågeställning inför övriga grupper. Presentation skall innehålla följande: - En presentation av frågeställningen. Denna får gärna demonstreras praktiskt på plats i de fall det är möjligt/relevant. - En beskrivning av vilken slags kemi sysslan/fenomenet i frågeställningen är ett exempel på, samt en på valfritt sätt genomförd - förklaring på atomnivå av frågeställningen. Stöd för genomförandet av uppgifterna: - 2 föreläsningar: Kemin i köket I och II - 2 laborationer: Kemin i köket I och II - 1 handledningstillfälle - Litteratur: o Kompendium i kemi o När kemin stämmer, kap. 7, 9 och 15 14
o Vägar till naturvetenskapens värld, kap. 3 o Naturen, naturvetenskapen och lärandet, kap. 5 o Att förstå skolans naturvetenskap, kap. 19 s. 348-368 o Grundskolans naturvetenskap, kap. 10 s.136-142 o Artikel: Berg, A., Löfgren, R. och Eriksson, I. (2007) Kemiinnehåll i undervisningen för nybörjare. En studie av hur ämnesinnehållet får konkurrera med målet att få eleverna intresserade av naturvetenskap. Nordina. Finns på: https://www.journals.uio.no/index.php/nordina/article/view/377/409 o Artikel: Andrée, M. (2012) Vardagsanknytning som pedagogiskt redskap Utdrag ur: Från Skola och Naturvetenskap politik, praktik, problematik i belysning av ämnesdidaktisk forskning. I övrigt rekommenderas att ni läser: - När kemin stämmer, kap.10-14, 16 Ansvarig lärare: Annika Björn 15
Bilaga 3 Tema Fysik i vardagen (Ljus, ljud, kraft och rörelse) Gruppuppgift. Muntlig och skriftlig examination. Examination av: Fysik SME 5 Fysik OBL 1 (Laboration 1 och 2) Mål Uppgiften är en del i examinationen av följande kursmål: - använda fysikens centrala begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara företeelser och system ur materie- och energiperspektiv - redogöra för fysikens särart samt dess roll/betydelse för individ, natur och samhälle i ett nutida och historiskt perspektiv - jämföra olika fysikaliska modeller i ett didaktiskt perspektiv Temat består av två delområden Ljus och ljud samt Kraft och rörelse Bakgrund Naturens krafter är alla osynliga för ögat men ändå ständigt närvarande i vår vardag. Vi upplever dem och deras effekt när vi fäster magneten på kylskåpet, hoppar studsmatta och får statiskt hår eller när bilen sladdar på den isiga vintervägen. Om krafterna är osynlig kan materien å andra sidan anses vara synlig för ögat i kemin pratar vi då om ämnen och material, i fysiken om objekt eller kroppar. Men det finns också en osynlig nivå av materien byggstenar i form av atomer och molekyler, elektroner och protoner. Såväl den synliga som den osynliga nivån av materien kan befinna sig i rörelse. Att den sladdande bilen rör sig är uppenbart för oss (även om de krafter som verkar är osynliga), men att fenomen som bilens röda färg och motorns bullrande också är en effekt av materia i rörelse osynliga elektroner och molekyler - är mindre uppenbart. I denna uppgift som består av två deluppgifter - skall vi fokusera på hur krafter och rörelser av olika slag manifesterar sig i vår vardag. Ljus och ljud Gruppuppgift. Muntlig examination Via örat och ögat tar vi emot information i form av ljus och ljud om världen omkring oss. Våra förmågor att se och höra är, och har varit, livsnödvändiga för oss - med dem kan vi exempelvis uppfatta faror, orientera oss i vår omgivning och kommunicera med varandra. Via örat och ögat tar vi emot information i form av ljus och ljud om världen omkring oss. Våra förmågor att se och höra är, och har varit, livsnödvändiga för oss - med dem kan vi exempelvis uppfatta faror, orientera oss i vår omgivning och kommunicera med varandra. Naturens ljus och ljud kan också generera positiva upplevelser som välbefinnande och fascination - en färgsprakande solnedgång, vårens första lärka, vågornas skvalpande. Naturen 16
erbjuder dessutom en mängd fenomen i relation till ljus och ljud som människan lärt sig nyttja växternas färger, tupparnas galande, solljusets energi. Människan har också lärt sig att alstra och kontrollera ljus och ljud på olika sätt för att sedan använda dessa i allt från nyttosyften till rena upplevelsesyften. Exempel på detta är vardagliga fenomen som mikrovågsugnar och musikinstrument. Ett annat intressant nyttosyfte är användningen av ljus och ljud av olika slag för att diagnostisera och behandla ohälsa. Samtidigt och paradoxalt nog kan, mer eller mindre naturliga inslag av, ljus och ljud i vår omgivning skapa ohälsa. Genomförande Uppgiften tar sin utgångspunkt i föreläsningarna Ljus och ljud 1 och 2, där centrala begrepp och modeller inom kunskapsområdet ljus och ljud introduceras. Med dessa kunskaper i bagaget skall du och din grupp arbeta vidare, dels teoretiskt med en vald litteraturuppgift, dels praktiskt med valda experiment av olika slag. Du och din grupp skall därför, och till att börja med, välja ut: Ett fenomen/frågeställning att, med hjälp av litteratur, fördjupa er i inom något av områdena: - Ljus/Ljud och välbefinnande/hälsa/ohälsa - Ljus/Ljud och Vård - Ljus/Ljud i naturen Val av fördjupning till litteraturuppgiften. Nedan följer ett antal förslag på fenomen/frågeställningar att fördjupa sig i inom de ovan beskrivna områden. Ljus och välbefinnande/hälsa/ohälsa: Är det farligt att sola? Är det farligare att sola i solarium än utomhus? Solglasögon hur funkar de och hur påverkar de vår synhälsa? Glasögon hur funkar det och hur påverkar de vår synhälsa? Linser hur funkar det och hur påverkar de vår synhälsa? Belysning i klassrummet - hälsa och välbefinnande. Belysning i bostaden hälsa och välbefinnande? Dagsljus och hälsa vilka samband? Väggfärg och välmående samband? Ljus och vård: Laserljus i sjuk- och skönhetsvård hur funkar det? Röntgen i sjukvården hur funkar det? IR-ljus i sjuk- och skönhetsvård hur funkar det? Spektroskopi i sjukvården hur funkar det? Ljusterapi i sjukvården när och hur? Färg- och ljusval i den vårdande miljön är det viktigt? Ljus i naturen: Växternas färger hur och varför? Norrsken- hur funkar det? Hur ser djur ett exempel. Ljus i rymden, finns det? Regnbågen hur funkar det? Blixtar vad är det som syns egentligen? 17
Ljud och välbefinnande/hälsa/ohälsa: srummets ljudmiljö hur påverkas vi? Fläktar och andra lågfrekventa ljud hur påverkas vi? Trafikbuller hur påverkas vi? Är det farligt att på konsert? Hur påverkas hörseln av en öroninflammation? Hörapparater hur funkar det? Ljud och vård: Ultraljud i sjukvården hur funkar det? Musikterapi när och hur? Ljud i naturen: Hur kommunicerar djur med ljud ett exempel. Hur hör djur - ett exempel. Hur alstrar djur ljud och vad fyller det för funktion ett exempel. Åska vad är det som låter? Utgångspunkten för fördjupningen är den obligatoriska kurslitteraturen (se nedan under Stöd för genomförandet av uppgiften ), och med hjälp av internet och bibliotek tar ni er sedan vidare. Didaktisk Reflektion Ni skall avslutningsvis diskutera och reflektera kring experimenten i relation till den obligatoriska, didaktiska litteratur som är kopplad till denna uppgift. Vad tänker ni kan vara viktigt att som pedagog vara medveten när man utför och pratar om experimenten i en barngrupp? Examination av uppgift Ljus och ljud På seminariet v.49 skall ni muntligt, och under ca 15 minuter, presentera ert arbeta med litteraturuppgiften. Presentation skall innehålla följande: - En bakgrund till fenomenet/frågeställningen varför är detta intressant/viktigt? - Ett utredande svar på frågeställningen ur ett naturvetenskapligt perspektiv. Redogörelsen skall omfatta centrala begrepp inom kunskapsområdet vågrörelselära (exempelvis våglängd och frekvens). - En historisk beskrivning med utgångspunkt i frågan Hur har vår kunskap om fenomenet vuxit fram och vilka var, och är, drivkrafterna? Beroende på fenomen kan ett historiskt perspektiv också omfatta frågor som Hur såg våra tidiga förklaringar av fenomenet ut? Förekommer det i sagor och myter? Finns gammal kunskap om fenomenet som vi inte längre använder oss av idag, och i så fall, hur ser den ut? Den muntliga presentationen skall kompletteras med en skriftlig referenslista. Två dagar innan seminariet v.48 skall ni mejla en kort sammanfattning av arbetet (ca 1 sida) till för att han skall få möjlighet att förbereda sig. Ansvarig lärare: Johnsson 18
Kraft och rörelse Gruppuppgift. Skriftlig examination. På en lekplats kan man studera fysik med hela kroppen och själv undersöka några av fysikens grundläggande principer. Er uppgift är att besöka en eller flera lekplatser för att där undersöka och analysera hur begreppen kraft och rörelse manifesteras i olika lekar. Uppgiften skall mynna ut i ett bildspel som redovisar och förklarar era undersökningar. Bildspelet skall vara av en undervisande karaktär och målgrupp är lärarstudenter på grundlärarprogrammet, 4-6. Genomförande Uppgiften tar sin utgångspunkt i föreläsningen och laborationen Kraft och rörelse vecka 47, där centrala begrepp och modeller inom kunskapsområdet introduceras. Därefter genomför ni ert besök på lekplatsen. Börja med att, om möjligt, själva prova och med kroppen uppleva de lekar/aktiviteter som lekplatsens redskap erbjuder. Dokumentera med kamera alla moment av lekarna. Analysera sedan lekarna utifrån några av fysikens begrepp och principer (se mer nedan) - Vilka krafter verkar på den som gungar under gungandets olika delar? När känner man sig tyngst? Lättast? Vilka energiomvandlingar sker? Vad händer om man lutar sig ut, eller in, när karusellen snurrar? Använd sedan lekplatsen för att genomföra en systematisk undersökning av några inom mekaniken vanliga begrepp. Det kan exempelvis handla om att använda rutschkanan för att undersöka vilka bollar som rullar fortast nedför, eller om valet av byxor (=materialet) påverkar hur fort man åker. Klätterställningen kan exempelvis användas till att undersöka hur snabbt olika föremål faller till marken. Analysera och förklara de resultat ni får utifrån fysikens begrepp och modeller. Dokumentera allt ni gör i undersökningen med kamera. Vad skall ingå i undersökningen och analysen av lekplatsen mer precist? 1. Nedan finns exempel på begrepp som ni kan använda er av i er undersökning av lekplatsen: - Gravitation och tyngdkraft - Energi - Jämvikt - Tyngdpunkt - Friktion - Rotation - Luftmotstånd - Acceleration - Hastighet - Fritt fall 2. Varje lek inklusive den systematiska undersökningen skall också analyseras ur ett energiperspektiv; vilka energiomvandlingar sker och mellan vilka energiformer? 19
Sammanställning av bildspel Avslutningsvis skall ni, och med utgångspunkt i fotografierna ni tagit på lekplatsen, sammanställa ett bildspel (t.ex. i Power Point) som redovisar resultatet av de analyser och den systematiska undersökning ni genomfört. Bearbeta fotografierna med vedertagna representationer inom fysiken såsom kraftpilar, och komplettera fotografierna med förklarande text och/eller ljud. Utöver detta skall bildspelet dessutom innehålla: - En bild(sekvens) motsvarande en kort introduktion med koppling till styrdokumenten - En bild med information om vilka ni är som gjort filmen, vilken kurs ni går (namn och termin/år) samt förteckning över vilka källor ni använt. - En bild(sekvens) där ni kommunicerar en reflektion i relation till den didaktiska litteratur ni läst; hur skulle man kunna kommunicera med centrala begrepp (några exempel) ni arbetet med, med barn? Vari ligger svårigheterna? Vidare: Vilka möjligheter och begränsningar kan lekplatsen som undervisningsmiljö erbjuda? Kamratrespons en rekommendation! När ni börjar bli klara med bildspelet rekommenderar vi att arbetsgrupperna granskar varandras bildspel. Granskningen kan fokusera följande frågor: - Vilka uppfattar ni som bildspelets starka och positiva sidor? Peka på meningar, fotografier, illustrationer som ni särskilt uppskattar. - Vad uppfattar ni är svårt att som läsare/lyssnare förstå? Ge förslag på förbättringar! Fokusera speciellt på: o Representationer som kraftpilar används de på ett sätt som underlättar förståelsen? Kan de missförstås? Om inte, ge förslag på förbättringar! o Fotografier vs. förklaringar hänger de samman och hjälper varandra? Om inte, ge förslag på förbättringar! - Är fysiken korrekt beskriven? Examination av uppgift 3B Bildspelet lämnas in på Lisam senast fredag vecka 48. På bildspelets första sida skall det finnas en titel, namn på de som gjort bildspelet samt en referenslista. Stöd för genomförandet av uppgiften - Föreläsningen Kraft och rörelse - Laboration - Kraft och rörelse - Besök på Fenomenmagasinet 20
- Litteratur: o Fysik för lärare, kap. 3 och 9 o Grundskolans naturvetenskap, sid. 158-166 o Att förstå skolans naturvetenskap, kap. 14 o Barn och naturvetenskap, sid. 14-25, 75-76, 154-155 o Naturen, naturvetenskapen och lärandet, sid. 67-70 o Vägar till naturvetenskapens värld, kap. 4 Ansvarig lärare: Johnsson 21
Bilaga 4 Tema Kretslopp och flöden Individuell uppgift. Muntlig och skriftlig examination Examination av: Fysik SME 6 Kemi SME 6 Kemi OBL 2 (övning 2) Mål Uppgiften är en del i examinationen av följande kursmål: - använda ett urval av kemins centrala begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara företeelser och system ur materie- och energiperspektiv - självständigt planera ett undervisningsmoment med fysik/kemiinnehåll och med grund i didaktisk forskning och nationella styrdokument motivera val av innehåll, undervisningsform och lärresurser - redogöra för kemins och fysikens särart samt dess roll/betydelse för individ, natur och samhälle i ett nutida och historiskt perspektiv. - jämföra olika kemiska/fysikaliska modeller i ett didaktiskt perspektiv Bakgrund I veckorna 50 och 51 fortsätter fördjupningen om naturvetenskapens karaktär. Vidare byggs kunskaperna om materiens byggnad och omvandlingar ut till frågor om materiens och energins kretslopp och flöden genom natur och samhälle. Detta innehåll kopplas till förändringar i naturen samt hur vi som människor använder naturresurser för att skapa nyttor och värden, som samtidigt skapar problem och utmaningar. Särskilt behandlas kvävets och kolets kretslopp med exemplifieringar av jordbruk, matproduktion, avfall, vattenrening och biogasproduktion. Vidare behandlas energins flöden i genomgångar av olika energibehov och vilken slags energi som behövs för olika nyttor och hur detta säkerställs genom energisystem. Uppvärmning och transporter är de två viktigaste exemplen som tas upp i kursen. Till innehållet kommer diskussioner om aktuella samhällsutmaningar och vad sådana kopplingar betyder för elevers lärande. Genomförande Författa en lektionsplanering I denna kursdel ska ni författa en individuell text som omfattar cirka 4000 ord där ovan nämnda innehåll behandlas samt kopplas till en lektionsplanering för aktuella årskurser. Dels ska texten alltså innehålla en ämnesfördjupning där detta innehåll ingår och redovisas, samt en konkret lektionsplanering som visar hur detta innehåll kan behandlas i årskurserna 4-6, vad uppdraget säger, hur bedömningen genomförs, vilka uppgifter eleverna får arbeta med samt 22
vilka mål som är tänkta att uppnå med upplägget. Dessa texter ska lämnas in på LISAM fredag vecka 2 och gås sedan igenom i seminarieform i vecka 3. Examination v.3 Den individuella texten återkopplas och examineras individuellt. Till seminariet i vecka 3 får ni återkoppling på sådant som varit gemensamma problem och svårigheter i uppgiften, såväl sådant som rör innehållet som lektionsplaneringarna. Syftet med seminariet är att knyta ihop kursmomentet och lyfta fram gemensamma svårigheter till diskussion och tillföra förklaringar. Redogörelse för materiens omvandlingar och kretslopp är poänggivande för Kretslopp och flöden kemi 4 hp. Redogörelse för energins omvandlingar och flöden genom natur och samhälle är poänggivande för Kretslopp och flöden fysik 4 hp. Stöd för genomförandet av uppgiften Som stöd för att lösa denna uppgift får ni specifikt två seminarier i vecka 51, en föreläsning om kolets kretslopp samt tidigare relevant undervisning i kursen. Ni ska använda relevanta delar i kurslitteraturen och kan utöver denna söka information på egen hand. Använda referenser ska anges i texten. Till seminarierna kommer relevanta tips på litteratur att ges, men poängen är också att ni först ska söka på egen hand. Ansvarig lärare: Anders Jidesjö 23