Kemi B Htx Undervisningsvejledning September 2007

Transkript

1 Kemi B Htx Undervisningsvejledning September 2007 Vejledningen indeholder uddybende og forklarende kommentarer til læreplanens enkelte punkter samt en række paradigmatiske eksempler på undervisningsforløb. Vejledningen er et af ministeriets bidrag til faglig og pædagogisk fornyelse. Det er derfor hensigten, at den ændres forholdsvis hyppigt i takt med den faglige og pædagogiske udvikling. Citater fra læreplanen er anført i kursiv i kapitel 1-4. Indledning IDENTITET OG FORMÅL Identitet Formål FAGLIGE MÅL OG FAGLIGT INDHOLD Faglige mål Kernestof Supplerende stof TILRETTELÆGGELSE Didaktiske principper Arbejdsformer It Samspil med andre fag Typer af undervisningsmaterialer Progression...14 Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 1

2 4. EVALUERING Løbende evaluering Prøveformer Bedømmelseskriterier VEJLEDENDE KARAKTERBESKRIVELSER...20 Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 2

3 Indledning Undervisningsvejledningen har to formål, idet den dels uddyber og klargør læreplanen, dels indeholder råd og vink om undervisningens tilrettelæggelse. Kapitel 2 samt afsnittene 4.2 og 4.3 indeholder uddybning af læreplanen mht. de faglige mål, kernestoffet, supplerende stof, og forhold vedrørende den afsluttende prøve. Resten har karakter af råd og vink. I afsnit 4.2 (Prøveformer) beskrives de to prøveformer hver for sig. De paradigmatiske eksempler er flyttet til emu. 1. Identitet og formål 1.1 Identitet Kemifaget beskriver, hvordan alle stoffer er opbygget af atomer, og hvorledes disse stoffer kan nedbrydes eller dannes ved kemiske reaktioner. Faget omhandler kemiske stoffers egenskaber, kemiske reaktioner og de betingelser, der skal være til stede for, at en reaktion kan forløbe. I faget arbejdes teoretisk og praktisk med problemstillinger i relation til væsentlige områder såsom medicin, sundhed, miljø og materialeudvikling, herunder analysemetoder til kontrol og produktionsstyring. Faget er et eksperimentelt fag, hvor kemisk viden udvikles i et samspil mellem eksperimenter, modeller og teorier. Faget har nære relationer til de øvrige naturvidenskabelige og tekniske fag og er centralt for den teknologiske dannelse. 1.2 Formål Faget bidrager til uddannelsens overordnede formål ved, at eleverne opnår indsigt i centrale kemiske begreber og deres anvendelse. Eleverne tilegner sig erfaringer med de naturvidenskabelige fags arbejdsmetoder og tankegange, herunder hvordan teori og praksis spiller sammen ved løsning af konkrete problemstillinger. Desuden opnår eleverne grundlag for at forstå kemisk relaterede problemstillinger i bl.a. biologi, teknik og teknologi. Eleverne tilegner sig indsigt i kemiens anvendelse og betydning i produktion, omverden og teknologi, og de styrkes herved i forståelsen af, hvordan anvendelse af visse stoffer påvirker mennesker og miljø. Elevernes kompetencer i relation til videregående uddannelse inden for teknik og naturvidenskab udvikles gennem arbejdet med faget. 2. Faglige mål og fagligt indhold I læreplanen er der beskrevet en række mål, som skal opnås gennem undervisningen i kemi B. De enkelte forløb vil bidrage med viden og færdigheder, hvorved de vil fungere som byggesten i forhold til de kompetencer, der er beskrevet i målene. En kompetence kan således ikke erhverves ved at gennemføre et enkelt forløb, den skal bygges op gennem flere forløb. På samme måde forholder det sig med kernestoffet og det supplerende stof. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 3

4 2.1 Faglige mål Redegøre for kemiske fænomener på mikro-, makro- og symbolniveau, herunder anvendelsen af kemiske modeller til at beskrive kemiske fænomener Når vi arbejder med kemi, kan vi tale om et fænomen på tre forskellige niveauer: det mikroskopiske med opbygningen af kemiske forbindelser og molekyler, det makroskopiske som det vi kan observere med det blotte øje og symbolniveauet med kemiske formler og reaktionsskemaer. Som lærere og kemikere bevæger vi os relativt frit mellem de tre niveauer, men det gør eleverne ikke, de kan have svært ved at skelne de forskellige niveauer fra hinanden. Det er derfor vigtigt at introducere eleverne til de forskellige måder at betragte og tale om en kemisk reaktion. Det kan fx gøres ved at beskrive forbrænding af magnesium på de tre niveauer. Det makroskopiske niveau: Hvad kan observeres ved forsøget? Hvordan ser magnesium ud? Hvordan ser magnesiumoxid ud? Det mikroskopiske niveau: Hvordan er magnesium, oxygen og magnesiumoxid bygget op? Symbolniveauet: Hvad er formlerne for stofferne? Hvordan kan man skrive et reaktionsskema for reaktionen? Makroniveau (Beskrivelse) Mikroniveau (Forklaring) Repræsentationsformer (Formler og reaktionsskemaer) Kilde: (Ringnes & Hannisdal 2000) I kemi bruges der forskellige slags modeller, der kan være konkrete modeller, visualiseringer, matematiske modeller eller symboler og formler. Der kan læses mere om modeller og modellering i kemi i en artikel af Justi og Gilbert (Justi & Gilbert 2002) (se side 10). Gennemføre enkle beregninger og anvende kemisk systematik Beregninger er en naturlig del af kemiundervisningen - matematik i praksis. Med enkle beregninger menes der anvendelse af simple formler typisk svarende til ph beregning og mængderegning. De simple formler skal dog kunne kombineres og anvendes i en praktisk/laboratoriemæssig sammenhæng. I forbindelse med temaer og det supplerende stof vil eleverne kunne udføre mere komplicerede beregninger indenfor udvalgte områder fx kinetik. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 4

5 Kemisk systematik skal forstås på flere måder. Det periodiske system, stofklasser og reaktionstyper er eksempler på systematisering af kemisk viden, men kemisk systematik kan også forstås som den systematik der anvendes ved opskrivning af reaktionsskemaer og navngivning af kemiske stoffer. - Designe og gennemføre enkle kemiske eksperimenter, herunder opstille og afprøve hypoteser og vælge relevant laboratorieudstyr - Opsamle, efterbehandle og vurdere eksperimentelle data - Koble teori og eksperimenter - Omgås og redegøre for forsvarlig brug af kemikalier i laboratoriet og i hverdagen Når eleverne skal designe et eksperiment, skal de kunne gøre det ud fra metoder, som de har stiftet bekendtskab med i andre sammenhænge. Eksempler: Hvis eleverne skal bestemme indholdet af umættede forbindelser i lightergas, skal de kunne resonere sig frem til en metode på baggrund af deres erfaringer med, at dobbeltbindinger kan påvises med dibrom. Hvis eleverne skal bestemme saltindholdet i smør/sojasovs, skal de kunne tilpasse en metode med udgangspunkt i en vejledning til bestemmelse af saltindholdet i fx havvand Eleverne skal på baggrund af deres erfaringer fra skole og hverdag kunne opstille en hypotese, som de kan afprøve i laboratoriet. Eksempel: Eleverne kan have en hypotese om, at en fedtfattig leverpostej er light, alene fordi den indeholder mere vand og dermed mindre fedt Når der arbejdes med kemikalier og sikkerhed bør der inddrages eksempler på omgang med kemikalier i hverdagen. Eksempler: Blanding af klorin og syreholdige rengøringsmidler Brug af maling/træbeskyttelse Mærkning af maling Forskellige former for syre til afkalkning Dokumentere eksperimentelt arbejde og formidle kemisk viden såvel skriftligt som mundtligt til forskellige målgrupper. Eleverne kan producere forskellige former for skriftlig dokumentation. De kender til både logbøger, journaler og rapporter, og hvordan disse kan bruges til skriftlig formidling af eksperimenter. Dette er nøjere beskrevet i afsnit 3.2 Eleverne kan også formidle deres viden mundtligt og/eller visuelt eventuelt med støtte fra it. Anvende faglig viden til at identificere og diskutere enkle kemiske problemstillinger fra teknologi, hverdag og den aktuelle debat Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 5

6 Indsamle, udvælge og anvende informationer om kemiske emner Eleverne kan genkende og diskutere kemiske problemstillinger og begreber i en dagligdags sammenhæng. Det kan være grænseværdier for kemiske stoffer i drikkevand, E-numre, vejsalt, forurening fra fyrværkeri, brintbiler, biobrændsel eller brændselsceller. De ved, hvordan de kan skaffe sig nye informationer om et emne, og hvordan de kan bruge disse i en diskussion, der inddrager både kemiske, tekniske og samfundsmæssige vinkler. 2.2 Kernestof Kernestoffet er - kemi i en anvendelsesorienteret og teknisk sammenhæng - stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og isomeri - kemisk sprogbrug (formelsprog, nomenklatur, reaktionsskema) - simple beregninger (mængdeberegning, ph-beregning) - et bredt udvalg af organiske stofklasser (egenskaber og anvendelser) - udvalgte uorganiske stoffers egenskaber og anvendelse - udvalgte reaktionstyper - kemisk ligevægt - reaktionshastighed på kvalitativt grundlag, herunder betydningen af temperatur, koncentration og katalyse - kvantitative og kvalitative analyser - kemisk syntese - anvendelse af relevant laboratorieudstyr - kemikalier og sikkerhed Kernestoffet skal forstås som det umistelige i faget, og de nævnte elementer skal indgå i undervisningen. De kan indgå med forskellig vægt, og der kan gås mere eller mindre i dybden med de enkelte elementer. Nedenstående er således ikke bindende, men det giver bl.a. et billede af, hvilket niveau og behandlingsdybde for kernestoffet der er forudsat for B-niveauet. De temaer og projekter, der indgår i undervisningen, vil ofte tage udgangspunkt i teknologiske/industrielle sammenhænge. Det kan fx være produktion af gødning, fjernvarmerør og biobrændsel samt miljø- og samfundsmæssige problemstillinger i relation til disse. I de sammenhænge, hvor der arbejdes med et særfagligt udgangspunkt, bør det faglige stof perspektiveres i forhold til teknologi og teknik. Tilstandsformer og tilstandsbetegnelserne (g), (l), (s) og (aq) indføres så tidligt som muligt og gerne i forbindelse med eksperimentelt arbejde. Konsekvent brug af tilstandsbetegnelserne hjælper eleverne til at se sammenhængen mellem mikro- makro og symbolniveauet. Stoffers indbyrdes blandbarhed undersøges og diskuteres. Det vil i den forbindelse være naturligt at inddrage intermolekylære bindinger, polære/upolære molekyler samt hydrofile/hydrofobe grupper. Eleverne opnår i den forbindelse en forståelse af, at der findes forskellige former for intramolekylære Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 6

7 bindinger. Hydrogenbindingens særlige karakter belyses gennem eksempler fra organisk og uorganisk kemi. De intermolekylære bindingers betydning for fysiske egenskaber diskuteres med udgangspunkt i konkrete eksempler. Der anvendes systematisk navngivning, men også trivialnavne medtages, hvor det er naturligt. I nogle tilfælde anvendes udelukkende trivialnavne. Det er fx helt rimeligt at kalde H 2 O for vand og NH 3 for ammoniak. Formel- og symbolsprog inddrages løbende, da det er umuligt at opfylde de faglige mål uden at anvende disse. Af hensyn til elevernes tilegnelse af mundtlig udtryksfærdighed er det vigtigt at være opmærksom på, at de forbindelser, der arbejdes med, navngives og ikke bare omtales som formler. I forbindelse med ph-beregninger vil det være naturligt at inddrage beregning af ph i vandige opløsninger af syrer og baser med forskellig styrke. Pufferligningen er ikke kernestof på kemi B. Indenfor organisk kemi bør eleverne opnå et grundigt kendskab til et bredt udvalg af stofklasser mht. opbygning, funktionelle grupper, navngivning, stoffernes fysiske og kemiske egenskaber (herunder reaktionstyper) samt relevante isomere former. Stofklasserne bør udvælges, så eleverne opnår kendskab til flere forskellige funktionelle grupper, og således at mangfoldigheden i den organiske kemi bliver tydelig for eleverne. Det vil være hensigtsmæssigt at udvælge stofklasserne, så der er mulighed for i det supplerende stof at beskæftige sig med stoffer, som er relevante i forbindelse med fx fødevarer, lægemidler, materialer og energi. Udvalget af uorganiske stoffer kan foretages ud fra flere kriterier fx anvendelse, demonstration af systematik eller særligt vigtige stoffer. Det vil være hensigtsmæssigt, at et forløb indeholdende uorganisk kemi kan knyttes til en industriel proces, et stofkredsløb, brugsmetaller, et miljømæssigt problem eller stoffer fra hverdagen. Der udvælges flere forbindelser, og det vil være hensigtsmæssigt at inddrage forbindelser af både metaller og ikke-metaller, så den store bredde i de uorganiske forbindelser bliver illustreret. Når der står udvalgte reaktionstyper, er der ikke noget krav om, at alle elever skal kende til bestemte reaktionstyper fx redoxreaktioner og afstemningen af disse. Læreren kan beslutte hvilke reaktionstyper, der er relevante i forhold til de temaer og projekter, der arbejdes med i klassen. Det vil dog være naturligt at inddrage syre-base-reaktioner, da ph-beregninger er en del af kernestoffet. I forbindelse med sure og basiske opløsninger er det væsentligt at fokusere på forskellen mellem en syre og en sur opløsning tilsvarende for base/basisk opløsning, da mange elever har fejlforestillinger om dette. I forbindelse med kemisk ligevægt er det ikke nødvendigt at arbejde med heterogen ligevægt. Eleverne bør kunne arbejde med begreberne reaktionsbrøk, ligevægtskonstant og ligevægtsloven og vha. disse afgøre, om der er ligevægt i et system. Desuden skal de kunne argumentere for forskydning af ligevægten både ved anvendelse af ligevægtsloven og Le Chateliers princip. Det er ikke hensigten, at de skal kunne beregne koncentrationer efter en ligevægtsforskydning. I forbindelse med reaktionshastighed på kvalitativt grundlag omtales katalyse i flere sammenhænge fx inddragelse af katalyse i laboratoriet, i industriel produktion, i dagligdagen og i biokemien. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 7

8 I arbejdet med kvantitative og kvalitative analyser bør eleverne kende til almindelige analysemetoder fx en titrering. Det er muligt, at skolen råder over avanceret apparatur til titrering, men eleverne bør også være fortrolige med principperne i analysemetoden. Afhængigt af skolens udvalg af apparatur kan de kvantitative analysemetoder strække sig fra titreringer til GC og spektrofotometri og evt. mere avancerede analysemetoder. Kvalitative analyser kan være påvisning af sukker, diverse funktionelle grupper eller ioner. Metoderne kan variere fra fældning og kompleksdannelse til TLC. Ved eksperimentel undervisning i kemi vil der altid være risiko for ulykker og derfor er der givet en række regler, som skal minimere risikoen for, at elever eller lærere kommer til skade under arbejdet. Den bedste sikring mod skader og ulykker er, at lærerne har indgående viden om hvilke risikomomenter, der kan opstå under det eksperimentelle arbejde samt, at lærerne ved, hvilke sikkerhedsforanstaltninger, der kan tages i den konkrete situation. Ved eksperimentelt arbejde er eleverne omfattet af arbejdsmiljølovens udvidede område. Bestemmelserne i dette område retter sig mod arbejde, uanset hvem der udfører arbejdet, og hvor det udføres. Det gælder således også, selv om arbejdet ikke udføres for en arbejdsgiver (Lovens 2 stk. 3). "Elevers praktiske øvelser af arbejdsmæssig karakter" er f.eks. omfattet heraf, hvorimod eleverne ikke er omfattet af arbejdsmiljøloven, når de modtager teoretisk undervisning. Arbejdstilsynet skriver i At-meddelelse nr følgende: Ved planlægningen af undervisningen skal skolen sørge for, at eleverne kan udføre arbejdet med de praktiske øvelser sikkerheds- og sundhedsmæssigt fuldt forsvarligt i forhold til elevernes alder, indsigt, arbejdsevne og øvrige forudsætninger. Derfor skal der ikke alene tages hensyn til, om der er truffet de nødvendige sikkerhedsforanstaltninger. Det skal også inddrages, om eleverne har opnået rutine i god laboratoriepraksis, og om arbejdet kan foregå under tilstrækkelig instruktion. Alle kemilærere bør have et indgående kendskab til: - Elevers praktiske øvelser på de gymnasiale uddannelser. At-meddelelse nr Arbejdsmiljøvejviser 48, Undervisning marts 2007 Alle kemilærere bør have kendskab til og adgang til følgende regler som vedrører kemikalier: - At-vejledning C.0.1 om grænseværdier for stoffer og materialer, april At-vejledning C.1.3 om arbejde med stoffer og materialer, februar Klassificering, emballering, mærkning, salg og opbevaring af kemiske stoffer og produkter, Miljøministeriet, bekendtgørelse nr. 329 af 16. maj Listen over farlige stoffer, Miljøministeriet, bekendtgørelse nr. 923 af 28. september Bekendtgørelse om foranstaltninger til forebyggelse af kræftrisikoen ved arbejde med stoffer og materialer, Arbejdstilsynets bekendtgørelse nr. 908 af 27. september 2005 Regelsættet, der regulerer eksperimentelt arbejde i kemi, er meget omfattende, fordi der findes detaljerede regler for indretning og brug af laboratorier og mange regler for indkøb, opbevaring og brug af Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 8

9 kemikalier. Ansvaret for at reglerne overholdes er fordelt på arbejdsgiveren, den lokale sikkerhedsgruppe og på de enkelte lærere. Se evt.: Branchearbejdsmiljørådet Undervisning og forskning, udgiver en hjemmeside om Risikomomenter på det gymnasiale område. Hjemmesiden findes på: Hjemmesiden indeholder eller giver henvisninger til alle relevante regler for brug af kemikalier og indretning af undervisningslaboratorier, og den er forsynet med link til bekendtgørelser, vejledninger mv. Af hensyn til undervisningen på valgfaget kemi A er det vigtigt, at lærerne på parallelle kemi B hold koordinerer deres undervisning. Det er især vigtigt i forhold til undervisningen i organisk kemi. 2.3 Supplerende stof Eleverne vil ikke kunne opfylde de faglige mål alene ved hjælp af kernestoffet. Det supplerende stof uddyber og perspektiverer kernestoffet, og der kan inddrages nye emneområder. Det supplerende stof udvælges, så der er mulighed for at arbejde med problemstillinger fra dagligdag, omverden og teknologi. Det supplerende stof skal desuden give mulighed for samspil med de øvrige fag i studieretningen. De faglige mål kan ikke nås alene gennem kernestoffet på det mest grundlæggende niveau. Men kernestoffet er så bredt beskrevet, at der kan arbejdes meget med dette både i bredden og i dybden fx gennem temaer og projekter. Hvis man gør det, vil det ikke altid være nødvendigt at inddrage nye kemiske emner for at opfylde de faglige mål. Lærer og elever på det enkelte hold sammensætter vha. det supplerende stof et forløb, der er relevant i forhold til det enkelte uddannelsesforløb. Det er vigtigt ved udvælgelsen af det supplerende stof at være opmærksom på, at kernestoffet og det supplerende stof tilsammen bidrager til opfyldelsen af målene. Det supplerende stof kan med fordel udvælges, så det giver mulighed for at arbejde med emner, der er relevante i forhold til samarbejdet med de øvrige fag i studieretningen. Eleverne bør inddrages i valget af tema, mens det er læreren, der udvælger det faglige indhold i temaet. I forbindelse med projekter udvælger eleverne i samråd med læreren det supplerende stof, som derfor kan variere eleverne i mellem. Referenceliste Justi,R.S. & Gilbert, J. K. (2002) Models and modelling in chemical education. Chemical Education: Towards Research-based Practice (eds Gilbert,J.K., de Jong,O., Justi,R.S., Treagust,D.F., & Van Driel,J.H.), pp Kluwer Academic Publishers, Dordrecht Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 9

10 Ringnes,V. & Hannisdal, M. (2000) Kjemi i skolen - undervisning og læring. Høyskoleforlaget AS, Kristiansand Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 10

11 3. Tilrettelæggelse 3.1 Didaktiske principper Undervisningen skal tage udgangspunkt i et fagligt niveau svarende til elevernes niveau fra grundskolen. Undervisningen tilrettelægges således, at eleverne opnår en bred forståelse af kemi og kemiens betydning i hverdag og omverden. Der inddrages i stor udstrækning problemstillinger fra hverdag, teknologi og samfund. Undervisningen organiseres i temaer således, at der er balance mellem basal kemisk viden og anvendelse af denne i forskellige sammenhænge. I begyndelsen af forløbet tages et konkret udgangspunkt, som kan være en konkret undersøgelse i laboratoriet eller et fænomen fra elevernes dagligdag. Der skal skabes et samspil mellem fagets konkrete og abstrakte elementer, så eleverne får indsigt og forståelse på begge niveauer. Gennem undervisningsforløbet skal der foregå progression fra forsøg til eksperiment, fra det konkrete til det abstrakte og fra enkelte til flere frihedsgrader for eleverne. Undervisningen tilrettelægges således, at eleverne bringes i en aktiv læringsrolle. I grundskolen har de fleste elever lært noget om det periodiske system, syrer og baser, natriumchlorid og atomets opbygning. De har desuden en vis erfaring med at arbejde i laboratoriet. Elevernes viden er i stor udstrækning indlejret i de temaer, som de har arbejdet med i fysik/kemi. Det er de færreste elever, der har en systematisk kemisk viden. Som lærer er det en pædagogisk udfordring at tage udgangspunkt i den viden, som eleverne kommer med fra grundskolen og få den indlejret i en systematisk sammenhæng. Det dog vigtigt, at der i undervisningen tages højde for, at eleverne kommer med en viden om kemi, både fra deres hverdag og tidligere skolegang. Når der står, at undervisningen organiseres som temaer, skal det præciseres, at et emne som Syrebase ikke kan være et tema, det er et fagligt systematisk forløb. Rengøringsmidler kan derimod være et tema, der indeholder en del syre-basekemi, men udgangspunktet er rengøringsmidlerne, og det er udgangspunktet, der gør hele forskellen. Det er vigtigt, at de systematiske forløb ikke bliver for omfattende, og at de indgår i et samspil med temaer og projekter. For at inddrage elevernes hverdagserfaringer kan de første temaer med fordel tage udgangspunkt i et hverdagsagtigt emne Brød og bagning (paradigmatisk eksempel 2), fedtbestemmelse, Solbeskyttelse og solcreme (paradigmatisk eksempel 4) eller fremstilling af surmælksprodukter (paradigmatisk eksempel 3). Senere i forløbet kan der inddrages mere komplekse problemstillinger. Den øgede kompleksitet kan være betinget af: det eksperimentelle arbejde det faglige indhold abstraktionsniveau inddragelse af faglig viden fra andre fag eller fagområder indenfor kemien inddragelse af viden og informationer fra virksomheder, produktion og samfund Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 11

12 3.2 Arbejdsformer Der skal vælges varierede arbejdsformer. Projektarbejde indgår som en naturlig del af undervisningen, særfagligt eller i samspil med andre fag. Tilegnelse af basal kemisk viden og færdigheder indgår som en integreret del af de enkelte temaer og projekter. Nogle temaer inddrager i høj grad praktisk arbejde i laboratorier og værksteder, mens andre er af mere teoretisk karakter. Tidligt i undervisningsforløbet tilrettelægges et eksperimentelt forløb, hvor eleven planlægger og gennemfører enkle naturvidenskabelige eksperimenter. Det praktiske arbejde i laboratorier og værksteder udgør mindst 1/5 af fagets uddannelsestid. Den mundtlige dimension skal tilgodeses gennem diskussion og formidling af kemiske emner. Besøg på virksomheder og kontakt til eksterne eksperter indgår i et omfang, som er relevant for det enkelte tema. Undervisningen skal organiseres, så eleverne bringes i en aktiv læringsrolle. Eleverne skal ikke være passive modtagere af viden, de skal selv være aktive i læringsprocessen. Det er i den forbindelse vigtigt at anvende forskellige arbejdsformer, da forskellige arbejdsformer tilgodeser forskellige elevtyper. Projektarbejde med udgangspunkt i en selvvalgt problemstilling kan være med til at motivere og engagere mange elever. Et projektarbejde i kemi kan enten tage udgangspunkt i en kemisk eller en samfundsmæssig/teknologisk problemstilling. Hvis et projekt tager udgangspunkt i en aktuel problemstilling, vil det naturligt inddrage stofområder, som ikke traditionelt opfattes som en del af kemien. Det betyder, at faglighedsbegrebet udvides, så det i højere grad kommer til at omfatte en perspektivering af faget. Når der står, at det praktiske arbejde i laboratoriet udgør mindst 1/5 af fagets uddannelsestid, betyder det, at eleverne skal arbejde i laboratoriet i mindst det antal timer. Planlægning og efterbehandling af forsøgene indgår ikke i denne timeramme. Det eksperimentelle arbejde kan organiseres på forskellig vis. Laboratoriearbejdet vil have vidt forskellig funktion afhængigt af, om eleverne har arbejdet med et emne teoretisk, inden de går i laboratoriet. Det er fx muligt at lave forsøg med reaktionshastighed både med og uden en teoretisk indsigt i emnet. Teori før laboratoriearbejde. Eleverne selv skal designe et forsøg, der viser en række faktorers betydningen for reaktionshastigheden (paradigmatisk eksempel 7). Refleksion i forbindelse med udarbejdelse af design og gennemførelse af forsøget. Laboratoriearbejde før teori. Lav forsøg med reaktionshastighed ud fra en vejledning udled faktorer af betydning reflekter over hvorfor (paradigmatisk eksempel 7). Refleksion i forbindelse med efterbehandling. Tidligt i undervisningsforløbet skal eleven stifte bekendtskab med, hvordan man planlægger og gennemfører enkle naturvidenskabelige eksperimenter svarende til det naturvidenskabelige eksperiment. Dette kan gøres i samarbejde med andre naturvidenskabelige fag eller som særfag. Det paradigmatiske eksempel Naturfaglig undren (paradigmatisk eksempel 5.1) er et eksempel på, hvordan det kan gennemføres i samarbejde med fysik og biologi som en del af studieområdet i grundforløbet. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 12

13 I forbindelse med ud af huset aktiviteter er det vigtigt at foretage nogle grundige pædagogiske overvejelser, der sikrer elevernes udbytte af aktiviteten. Nogle gange kan arrangementerne erstattes af ind i huset aktiviteter, det kan være besøg af eksterne foredragsholdere eller besøg på andre af skolens afdelinger. I forbindelse med de enkelte temaer skal eleverne udarbejde et kursusarbejde. Kursusarbejdet er en præsentation af temaet, hvor der demonstreres overblik og faglig dybde. Kursusarbejderne kan indeholde journaler, rapporter, plancher, elektroniske præsentationer, artikler m.m., og eleverne udarbejder nogle af disse i grupper og andre individuelt. Det skriftlige arbejde skal i øvrigt dokumentere elevernes evne til at fordybe sig i udvalgte kemifaglige problemstillinger og til at redegøre for, diskutere og analysere eksperimentelle data. Et kursusarbejde udgør den samlede dokumentation fra et tema eller projekt. Et kursusarbejde kan være en mappe, der indeholder en samling af de arbejder, der er blevet produceret i det pågældende tema/projekt. Den kan fx bestå af en diaspræsentation, to laboratoriejournaler, et mindmap og en teoretisk opgave. Det kan også være en projektrapport med problemformulering, problembehandling teoretisk og praktisk osv. Kursusarbejdet har karakter af en portfolio, og det er ikke hensigten, at eleverne skal bearbejde de indsamlede arbejder yderligere. Skriftligheden er en naturlig del af undervisningen, idet den kan støtte elevernes læreproces gennem udarbejdelse af mindmaps, begrebskort, skriftlige oplæg og lignende. Eleverne skal også udarbejde journaler og rapporter til dokumentation af deres arbejde i laboratoriet. I disse skal der være en redegørelse for eksperimentet samt en analyse og diskussion af de eksperimentelle data. De kan desuden skrive større rapporter, hvor de behandler problemstillinger, der ikke udelukkende er af eksperimentel karakter. I forbindelse med sådanne projekter kan der med fordel anvendes processkrivning. Opgaveløsning indgår som en del af undervisningen og anvendes på B-niveau til at understøtte læringen af kemi. Opgaveløsning udgør sammen med rapporter og andet skriftligt arbejde grundlaget for den skriftlige karakter i faget. 3.3 It It anvendes i forbindelse med det eksperimentelle arbejde således, at eleverne lærer at anvende udstyr og programmer til dataopsamling og databehandling. It skal desuden anvendes i forbindelse med visualisering og modellering af kemiske forbindelser og reaktioner. Derudover skal it anvendes til informationssøgning og til præsentation af undersøgelser og projekter. Det er naturligt at anvende it i kemiundervisningen. I de paradigmatiske eksempler gives der eksempler på, hvorledes it kan indgå i forskellige temaer og projekter fx anvendelse af dataopsamling og regneark i Mikroorganismer på arbejde diaspræsentation i Naturfaglig undren Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 13

14 Det er ikke hensigten, at eleverne skal præsenteres for meget avanceret udstyr til fx dataopsamling, men de skal opleve, at visse eksperimenter og undersøgelser lettere eller endda kun mulige at gennemføre med dataopsamling. 3.4 Samspil med andre fag Kemi indgår i samspillet mellem fagene. Kemi indgår i direkte samspil med teknologi og teknikfag. Kemi skal indgå i funktionelt tværfagligt samarbejde med flere forskellige fag. Samspillet med andre fag kan foregå på forskellig vis. Fagene kan indgå som ligeværdige partnere i et funktionelt tværfagligt forløb eller det ene fag kan fungere som støttefag eller perspektivering i forhold til det andet. I flere af de paradigmatiske eksempler spiller kemi sammen med et eller flere andre fag fx danskfaget indgår i temaet Enzymer i forbindelse med udarbejdelsen af en populærvidenskabelig artikel biologifaget indgår i Naturfaglig undren, Brød og bagning og Mikroorganismer på arbejde i studieområdet i grundforløbet og i Solbeskyttelse og solcreme samt Enzymer i studieretningsforløbet fysikfaget indgår i Naturfaglig undren i studieområdet i grundforløbet og i Naturens farver i studieretningsforløbet teknologihistorie indgår i studieretningsforløbet i En rejse med jern teknologifaget kan indgå i Brød og bagning samt Solbeskyttelse og solcreme matematikfaget indgår i studieområdet i grundforløbet i: Mikroorganismer på arbejde 3.5 Typer af undervisningsmaterialer Kernestof og supplerende stof kan ikke alene dækkes af materiale fra en lærebog. Andre teksttyper skal indgå, det kan fx være avisartikler, populærvidenskabelige artikler, uddrag af fagbøger og fagtidsskrifter, materiale fra Internettet og fra databaser. Radio, tv og Internettet leverer en daglig strøm af information, hvoraf noget har kemisk relevans og naturligt vil kunne gå ind og belyse såvel dagsaktuelt stof som den generelle behandling af undervisningsstoffet. Film, materiale på video, cd-rom og DVD, undervisningsprogrammer, animationer samt interaktive medier vil også kunne fungere som undervisningsmateriale. 3.6 Progression Der skal ske en progression både med hensyn til graden af lærerstyring, antallet af frihedsgrader og graden af valgfrihed mht. niveau og fagligt indhold. Eleverne får gradvist større medbestemmelse og valgfrihed i forhold til, hvilke emner og elementer de vil arbejde med indenfor kemien. Det kan have den konsekvens, at eleverne engagerer sig i forskellige områder, hvorved de kommer til at lære noget forskelligt. Det er i den forbindelse vigtigt, at eleverne deler deres viden med hinanden, samtidig med at den nyerhvervede kemiske viden sættes ind i en systematisk sammenhæng. Dette kan eventuelt gøres ved at organisere undervisningen som en vekslen Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 14

15 mellem temaer/projekter og systematiske faglige forløb, så det sikres, at der sker en faglig forankring og progression. I løbet af undervisningen i kemi B skal der foregå en progression fra forsøg til eksperiment. Det betyder, at der i starten arbejdes med forsøg, hvor formålet og undersøgelsesmetoden er fastlagt af læreren, og der kan eventuelt inddrages en fortrykt vejledning. Senere i forløbet arbejdes der med eksperimenter, hvor eleven skal arbejde mere selvstændigt og selv foretage valg. Der gås fra ingen til flere frihedsgrader for eleven. Der skal desuden foregå en progression fra det konkrete til det abstrakte. Det betyder, at der i starten af kemi B primært arbejdes med håndgribelige fænomener, som eleverne kan observere i laboratoriet. Der kan også tages udgangspunkt i fænomener, som eleverne kender fra medierne eller fra deres hverdag. Det er i den forbindelse vigtigt, at de konkrete eksempler beskrives på både mikro-, makro- og repræsentationsniveauet, så fænomenet behandles både konkret og abstrakt. En matematisk beskrivelse af et kemisk fænomen er også en abstraktion. Øget inddragelse af matematik er således også en progression fra det konkrete til det abstrakte. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 15

16 4. Evaluering 4.1 Løbende evaluering Evalueringen baseres på observationer i laboratoriet, diskussioner i undervisningen, fremlæggelser, dokumentationer fra undervisningen, test og screeninger samt individuelle samtaler mellem lærer og elev. Evalueringen skal give vejledning om ændringer af studie- og arbejdsmetoder med henblik på at øge elevens udbytte af undervisningen. Eleven reflekterer over sin faglige og metodiske udvikling og sætter personlige mål i samarbejde med læreren. Det er væsentligt, at den løbende evaluering har fokus på elevens læringsproces, og hvorledes denne kan styrkes. Den løbende evaluering er tosidet i sin karakter, idet den både har betydning for elevens og lærerens fremtidige arbejde. Den løbende evaluering kan med fordel have karakter af en formativ evaluering dvs. en fremadrettet evaluering, der indgår som en integreret del af elevens læreproces. Det er hensigtsmæssigt, at der sker en systematisering af den løbende evaluering fx i form af 2 årlige vejledningssamtaler. Vejledningssamtalerne kan fx tage udgangspunkt i en mappe med de arbejder, som eleverne har lavet indenfor de sidste 3-6 måneder. Målet med en sådan samtale er, at eleven skal have indsigt i, hvordan læringen skrider fremad, og hvad der skal til for yderligere fremgang. Eleven skal lave et referat af samtalen. Referatet skal indeholde de væsentligste kommentarer og forslag til forbedringer med hensyn til elevens videre læringsproces. Det er vigtigt, at det er eleven, der skriver referatet, idet det kan foranledige en yderligere refleksion over læringsprocessen. 4.2 Prøveformer Der afholdes en mundtlig prøve, og skolen vælger for det enkelte hold mellem prøveform a) og prøveform b). Som det fremgår af læreplanen, vælger skolen prøveformen, men det vil være naturligt, at lærer og elever tages med på råd. Eksaminationsgrundlaget er holdets undervisningsbeskrivelse. Der evalueres i de faglige mål og i alt det stof, der er gennemgået i forløbet, både det kernefaglige og det supplerende stof. Dele af det supplerende stof vil ligge udenfor det traditionelle kemifaglige område. Det betyder, at eleverne kan blive eksamineret i stof, der ikke traditionelt henregnes til kemi. Eksamensopgaverne skal dog formuleres så hovedvægten lægges på de kemifaglige elementer. Ved titler forstås alene overskriften, som kan være ganske kort eller længere, og som kan indeholde titlen på et eksperiment. Titlerne på eksamensopgaverne skal være eksaminanderne bekendt senest 5 hverdage før eksamen lørdag regnes ikke som en hverdag. Dette giver eksaminanderne mulighed for at danne sig et overblik over og for at strukturere det læste stof i forhold til opgaverne. Det er god praksis, at eksaminator fremsender eksamensopgaverne til censor i så god tid, at censor har en reel mulighed for at kommentere opgaverne inden offentliggørelsen af titlerne. Censor kan henstille til eksaminator, at enkelte opgaver udelades, ændres eller tilføjes. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 16

17 Prøveform a) Prøveform a): Mundtlig prøve på grundlag af en opgave, som dækker både teoretisk stof og eksperimentelt arbejde inden for samme område. Opgaven tager udgangspunkt i et kursusarbejde jf. pkt. 3.2, og der kan indgå bilag. Titlerne på opgaverne skal være eksaminanderne bekendt senest 5 hverdage før prøven. Eksaminationstiden er 30 minutter. Der gives 30 minutters forberedelsestid. Eksaminationen former sig som en samtale mellem eksaminand og eksaminator. Ved den mundtlige prøve trækker eleven en opgave, der henviser til et af de kursusarbejder 1, som eleven har udarbejdet i forbindelse med undervisningen. Eksamensopgaverne skal tilsammen være dækkende for de faglige mål og undervisningens faglige indhold. Hvis et kursusarbejde ikke indeholder en eksperimentel dimension, skal det i eksamensopgaven kobles med et eksperimentelt arbejde indenfor det samme område, så alle eksamensopgaver indeholder en eksperimentel og en teoretisk dimension. Eksempler på eksamensopgaver Tema: En rejse med jern Redegør for produktion af hydrogengas i laboratoriet. Du kan i den forbindelse komme ind på følgende: ideer og overvejelser i forbindelse med eksperimentet, spændingsrækken, sikkerhedsforhold og teoretisk udbytte. Du skal desuden komme ind på anvendelse, egenskaber og produktion af stål. Projekt: Krop og kemi Gennemgå den problemstilling, som du har valgt at arbejde med i dit projekt indenfor emnet: Krop og kemi. Du skal i den forbindelse komme ind på, hvilke kemiske stoffer og/eller reaktioner, der kan have betydning for problemet og dets eventuelle løsning. Fortæl om en eller flere af de analyser og/eller synteser, som du har lavet i laboratoriet i forbindelse med projektet - husk at inddrage relevant teori. Prøveform b) Prøveform b): Eksperimentel mundtlig prøve på grundlag af en opgave, som omfatter et kendt eksperiment og en teoretisk delopgave inden for samme område. Titlerne på opgaverne skal være eksaminanderne bekendt senest 5 hverdage før prøven. Eksaminationstiden er 105 minutter for 3 eksaminander. Der gives 15 minutters forberedelsestid. Prøven er eksperimentel, hvor op til 3 eksaminander ad gangen arbejder individuelt med eksperimentet inden for 105 minutter. Eksaminanderne har adgang til alle hjælpemidler. Eksaminator og censor samtaler med eksaminanderne om opgavens eksperimentelle og teoretiske aspekter. Når eksaminanderne har trukket og forstået deres eksamensopgave, har de 15 minutters forberedelse uden adgang til laboratoriet. Derefter går de i laboratoriet, hvor eksaminator og censor cirkulerer rundt 1 Se beskrivelsen i afsnit 3.2 Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 17

18 mellem eleverne. I første spørgerunde skal eksaminanderne redegøre for deres plan for det eksperimentelle arbejde, og deres overvejelser over de sikkerhedsmæssige aspekter. Gennem samtale med eksaminanderne danner eksaminator og censor sig et samlet indtryk af den enkelte eksaminands viden og færdigheder. Samtalen kan fx forløbe efter følgende skabelon: 1. Redegørelse for, hvad eksaminanden vil demonstrere og fortælle om 2. Redegørelse for eksperimentet, mens det udføres 3. Redegørelse for principper og teori i relation til eksperimentet 4. Redegørelse for teoretiske emner i tilknytning til eksamensopgaven 5. Eventuelt en yderligere perspektivering af de berørte emner. Oprydning, votering og individuel karaktergivning er inkluderet i de 105 minutter. Eksempler på eksamensopgaver Tema: Reaktionshastighed Du skal gennemføre eksperimentet: Reaktion mellem thiosulfationer og syre Du skal redegøre for sikkerhed, principper, praktiske forhold og teori i relation til eksperimentet. Fremlæggelsen skal indeholde en overordnet beskrivelse af nedenstående punkter: hvad er reaktionshastighed faktorer der påvirker reaktionshastighed Du kan desuden komme ind på katalysatorer grafisk fremstilling af en reaktions hastighed måder hvorpå man kan måle reaktionshastighed hastighedsudtryk Tema: Solbeskyttelse og solcreme Du skal fremstille og teste en eller flere solcremer. Du skal redegøre for sikkerhed, materialevalg og andre praktiske forhold i relation til eksperimentet. Du skal desuden redegøre for følgende: fedtstoffers opbygning og navngivning emulsioner og emulgatorer polaritet opbygning og funktion af solfiltre UV-stråling Du kan komme ind på Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 18

19 parabener og andre konserveringsmidler DNAs opbygning mutationer 4.3 Bedømmelseskriterier Bedømmelsen er en vurdering af, i hvilket omfang eksaminandens præstation lever op til de faglige mål, som er angivet i pkt Der lægges vægt på eksaminandens evne til at: - forklare principper i eksperimenter, herunder teoretiske overvejelser, planlægning, resultatbearbejdning og fortolkning af resultater - redegøre for kemiske fænomener på mikro-, makroniveau og symbolniveau - forholde sig til kemiske problemstillinger i teknologi, omverden og dagligdag - kommunikere faglig viden samt anvende kemisk sprog Der gives én karakter på baggrund af en helhedsbedømmelse. Det kan ikke forventes, at den enkelte eksamensopgave ved den mundtlige prøve lægger op til en vurdering af alle de faglige mål. Ifølge bekendtgørelse nr. 262 af 20/03/2007 (Bekendtgørelse om karakterskala og anden bedømmelse) skal begrebet fejl og mangler spille en rolle ved karakterfastsættelsen, men det er vigtigt også at hæfte sig ved det, eksaminanden faktisk kan. Ved bedømmelsen har helhedsvurderingen større vægt end detaljen. Det er vigtigt at kunne skelne mellem en overfladisk og en mere dybtgående besvarelse af eksamensopgaven og kunne skelne mellem sjuskefejl og egentlige forståelsesfejl. Det er derfor vigtigt at være opmærksom på det positive, og det er ikke rimeligt at trække ned hver gang, der forekommer en fejl. Karakteren fremkommer ikke som et gennemsnit af delkarakterer. De enkelte færdigheder skal afvejes, så bedømmelsen bliver en helhedsvurdering af eksaminandens præstation. Se kapitel 5 for vejledende karakterbeskrivelser Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 19

20 5. Vejledende karakterbeskrivelser Generel information om den nye karakterskala kan ses på Informationsmaterialet indeholder en overordnet beskrivelse af de 7 karakterer. Nedenstående er vist en vejledende beskrivelse for karaktererne 12, 7 og 02. Beskrivelsen er udarbejdet med udgangspunkt i læreplanens faglige mål og bedømmelseskriterier. 12 Fremragende.der demonstrerer udtømmende opfyldelse af fagets mål, med ingen eller få uvæsentlige mangler Mundtligt, prøveform a Med få uvæsentlige mangler viser eksaminanden omfattende stofkendskab og demonstrerer indgående kendskab til kemiske teorier og modeller. Eksaminanden kan selvstændigt og med få uvæsentlige mangler redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimenter. Eksaminanden udtrykker sig klart, præcist og forståeligt under anvendelse af det kemiske sprog. Fremlæggelsen er selvstændig og velstruktureret, og eksaminanden indgår sikkert i en samtale om den faglige problemstilling, så stort set alle de væsentlige aspekter inddrages. Eksaminanden kan selvstændigt perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. Mundtligt, prøveform b Eksaminanden udfører selvstændigt og med stor sikkerhed og overblik eksperimentet og kan med få uvæsentlige mangler redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimentet. Med få uvæsentlige mangler viser eksaminanden omfattende stofkendskab og demonstrerer indgående kendskab til kemiske teorier og modeller. Eksaminanden udtrykker sig klart, præcist og forståeligt under anvendelse af det kemiske sprog. Fremlæggelsen er selvstændig og velstruktureret, og eksaminanden indgår sikkert i en samtale om den faglige problemstilling, så stort set alle de væsentlige aspekter inddrages. Eksaminanden kan selvstændigt perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. 7 God. der demonstrerer opfyldelse af fagets mål, med en del mangler Med en del mangler viser eksaminanden godt stofkendskab og demonstrerer godt kendskab til kemiske teorier og modeller. Eksaminanden kan redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimenter, men en del mangler forekommer. Eksaminanden udtrykker sig i nogen grad klart, præcist og forståeligt under anvendelse af det kemiske sprog. Fremlæggelsen er sammenhængende og eksaminanden indgår med nogen sikkerhed Eksaminanden kan udføre eksperimentet og kan redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimentet, men en del mangler forekommer. Med en del mangler viser eksaminanden godt stofkendskab og demonstrerer godt kendskab til kemiske teorier og modeller. Eksaminanden udtrykker sig i nogen grad klart, præcist og forståeligt under anvendelse af det kemiske sprog. Fremlæggelsen er sammenhængende og ek- Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 20

21 02 Tilstrækkelig der demonstrerer den minimalt acceptable grad af opfyldelse af fagets mål i en samtale om den faglige problemstilling, så en del af de væsentlige aspekter inddrages. Eksaminanden kan i nogen grad perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. Eksaminanden har et begrænset stofkendskab, og kendskab til kemiske teorier og modeller demonstreres med væsentlige mangler. Eksaminanden kan delvist redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimenter, idet adskillige mangler forekommer. Eksaminanden udtrykker sig noget uklart, upræcist og ikke altid forståeligt, og anvendelsen af det kemiske sprog har væsentlige mangler. Fremlæggelsen er noget usammenhængende, og eksaminanden bidrager i begrænset omfang til den samtale. Eksaminanden kan i ringe omfang perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. saminanden indgår med nogen sikkerhed i en samtale om den faglige problemstilling, så en del af de væsentlige aspekter inddrages. Eksaminanden kan i nogen grad perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. Eksaminanden kan med en del usikkerhed udføre eksperimentet og kan delvist redegøre for teoretiske og praktiske principper i eksperimentet, idet adskillige mangler forekommer. Eksaminanden har et begrænset stofkendskab, og kendskab til kemiske teorier og modeller demonstreres med væsentlige mangler. Eksaminanden udtrykker sig noget uklart, upræcist og ikke altid forståeligt, og anvendelsen af det kemiske sprog har væsentlige mangler. Fremlæggelsen er noget usammenhængende, og eksaminanden bidrager i begrænset omfang til den samtale. Eksaminanden kan i ringe omfang perspektivere den faglige problemstilling i forhold til teknologi, omverden og/eller dagligdag. Htx-bekendtgørelsen, juni 2007 bilag 17 Kemi B 21