Vejledning til grundfagene Naturfag, Fysik og Kemi

Transkript

1 Vejledning til grundfagene Naturfag, Fysik og Kemi Juni 2004 Udg. 14 juni 1

2 Indholdsfortegnelse INDLEDNING...3 FORMÅL OG PERSPEKTIV...3 KOMPETENCEMÅL...4 MODELLERINGS- OG REPRÆSENTATIONS KOMPETENCE...5 BEREGNINGSKOMPETENCE...5 EKSPERIMENTEL KOMPETENCE OG KOMPETENCE TIL AT ARBEJDE I VÆRKSTED ELLER LABORATORIUM...5 KOMPETENCE TIL INFORMATIONS- OG VIDENSSØGNING OG FAGLIG IT-ANVENDELSE...6 KOMPETENCE TIL KOMMUNIKATION OMKRING NATURVIDENSKABELIG FORSTÅELSE...6 TILRETTELÆGGELSE AF UNDERVISNINGEN...6 EKSEMPEL 1. FAGET I VÆRKSTEDET...7 EKSEMPEL 2. PROJEKTORGANISERING...7 EKSEMPEL 3. PARALLELFORLØB...7 INDHOLD...7 PROGRESSION...8 DET EKSPERIMENTELLE ARBEJDE...8 DET EKSPERIMENTELLE ARBEJDE OG VÆRKSTEDERNES UDSTYR...9 OM FORSKELLIGE TYPER AF EKSPERIMENTELT ARBEJDE...9 DATAOPSAMLING- OG BEARBEJDNING...12 DOKUMENTATION...12 LØBENDE DOKUMENTATION...12 SÆRSKILT DOKUMENTATION GODKENDT TIL EKSAMEN...12 PROGRESSION I DOKUMENTATIONEN...13 OMFANG AF DOKUMENTATION...14 EKSAMEN...14 ELEVENS FORBEREDELSE AF EKSAMEN...14 UDVÆLGELSE AF DOKUMENTATION TIL EKSAMEN...15 TILRETTELÆGGELSE AF EKSAMEN...15 SAMMENHÆNG MED PROJEKTOPGAVEN I GRUNDFORLØBET...15 DEN FLERFAGLIGE PRØVE... FEJL! BOGMÆRKE ER IKKE DEFINERET. BILAG...16 BILAG 1. NATURFAG...16 BILAG 2. FYSIK...19 BILAG 3. KEMI

3 Indledning Denne vejledning er udarbejdet som en fælles vejledning for de naturvidenskabelige fag fysik, kemi og naturfag. Der er mange fællestræk mellem fagene, og derfor vil mange overvejelser over fagenes formål, planlægning, tilrettelæggelse, gennemførelse og evaluering være de samme. Når der i vejledningen her omtales naturvidenskabelige fag, er det en fælles betegnelse for naturfag, fysik og kemi. Ved specifikke faglige forhold omtales de enkelte fag med deres respektive betegnelser. Vejledningen skal udfolde og præcisere fagets rolle i erhvervsuddannelserne. Baggrunden for revisionen af beskrivelsen af grundfagene har været et ønske om at sikre sammenhæng mellem grundfag og område- og specialefag, at synliggøre og sikre den faglige progression mellem niveauerne, at bringe fagene i samspil med de øvrige elementer i den valgte uddannelse, så eleven møder erhvervsområdets faglighed så hurtigt som muligt, samt at gøre prøveformer og eksamen mere praksisnære. Grundfagene er beskrevet på 2 niveauer; dels i et fagbilag og dels i en vejledning. Fagbilaget præciserer grundfagets dobbelte rolle i forhold til den enkelte erhvervsuddannelse og ungdomsuddannelsesperspektivet. Fagets mål er beskrevet som kompetencemål, og kompetence forstås her, som den evne eleven har til, på baggrund af faglig indsigt, at handle hensigtsmæssigt i en given situation. Derved bliver det elevens handlinger, der afdækker i hvilken grad, eleven besidder de enkelte kompetencer, og dermed også elevens handlinger, som giver grundlag for bedømmelse af eleven. Kompetencemålene skal således også tjene som grundlag for den realkompetencevurdering, der er forudsætning for udarbejdelse af elevens personlige uddannelsesplan. Vejledningen skal udfolde og præcisere fagets rolle i erhvervsuddannelserne og dermed give inspiration og anvisninger for tilrettelæggelsen af undervisningen og valg af indhold, som skal tilgodese elevens forudsætninger og valg af uddannelse. Fagets udmøntning kan altså variere fra elev til elev såvel som fra skole til skole. Skolen beskriver i den lokale undervisningsplan, hvordan grundfaget gennemføres i den enkelte uddannelse. I det arbejde skal vejledningen medvirke til en tydeliggørelse af faget, dets indhold, tilrettelæggelse og gennemførelse. Denne vejledning omhandler kun sporadisk fagenes C-niveauer. Revisionen af C-niveauerne vil blive foretaget sideløbende med gymnasieområdets læreplansarbejde. Formål og perspektiv Ifølge fagbilaget er det overordnede formål for naturfag, fysik og kemi i erhvervsuddannelserne tæt koblet til uddannelsernes praksis. Eleverne skal opleve naturvidenskaben som forklaringsramme for nogle af de naturvidenskabelige elementer, som de møder i deres uddannelsesforløb, så de f.eks. oplever hvordan naturvidenskab indgår i produktionsprocesser i det moderne samfund. De naturvidenskabelige fag skal underbygge forståelsen af, at erhvervets anvendelse af teknik og teknologi bygger på et fysisk, kemisk og/eller matematiske grundlag. Eleverne møder med en naturvidenskabelig viden, som i erhvervsuddannelserne skal bringes i spil med og anvendes i forhold til erhvervet. Det vil sige, at udfordringen til elevernes naturvidenskabelig forståelse er, at den skal kunne anvendes i de andre/nye sammenhænge. Gennem arbejdet med de naturvidenskabelige fag, skal eleverne opnå indsigt i, hvilke spørgsmål det er fagligt relevante at stille med naturvidenskaben som udgangspunkt således, at de får konfronteret deres egne opfattelser af erhvervsmæssige eller dagligdags fænomener med de naturvidenskabelige forklaringer. 3

4 Det er vigtigt at understrege, at fagenes rolle skal ses i et meget tæt samspil med de uddannelser, som fagene indgår i som en del af et obligatorisk indhold i en uddannelse. Fagene skal handle om erhvervet og bidrage til, at eleven opnår en erhvervsfaglig kompetence, som også bygger på et naturvidenskabeligt indhold. Fagene skal bidrage til elevens forståelse af de naturvidenskabelige fags betydning for den teknologiske udvikling og for dens påvirkning af mennesket, erhverv og samfund. Eleverne skal opleve, at fysik, kemi og matematik har betydning for samfundets udvikling og blive i stand til at vurdere fagene i forhold til den rolle, som de spiller i vekselvirkningen mellem erhverv og samfund. Den naturvidenskabelige undervisning skal med andre ord yde sit bidrag til uddannelsens almendannende dimension. Det særlige kendetegn som de naturvidenskabelige fag har med hensyn til at anvende en naturvidenskabelig metode, der bygger på hypotesedannelse og eksperimentel afprøvning til opnåelse af viden, skal medvirke til, at eleverne får et grundlag for at kunne vurdere naturvidenskabelige metoders anvendelighed. I fagene møder eleverne en række fundamentale teorier og modeller, som er udviklet og ændret gennem historien, og som danner grundlag for vores fortolkning og opfattelse af omverdenen. For C-niveauet gælder det særlige, at arbejdet med fagene skal sikre, at eleverne opnår studiekompetence. Det sker gennem arbejdet med de naturvidenskabelige emner fra kernestoffet og supplerende stof, samt gennem de arbejdsmetoder og arbejdsformer der vælges. Kompetencemål I fagbilagene for naturfag, fysik og kemi er målene for undervisningen beskrevet som kompetencemål. Kompetencerne er ikke isolerede kompetencer, men kompetencer som overlapper og supplerer hinanden, og som alle skal være til stede hos eleven for at kunne hævde, at eleven besidder en naturvidenskabelig kompetence. Kompetencerne dækker både over snævre faglige kompetencer og over mere brede kompetencer, som er overlappende i forhold til andre fag i uddannelserne. Eksempelvis kompetencer omkring anvendelse af it-værktøjer, arbejdsformer- og metoder, dokumentation og formidling. Kompetencerne skal opfattes som progressive gennem de forskellig niveauer i faget. Det er gennem arbejdet med det konkrete indhold/stof, at eleverne får mulighed for at udvikle disse kompetencer. Udviklingen af kompetencerne er ikke knyttet til et bestemt stof, men forudsætter, at eleverne beskæftiger sig med relevant stof i forhold til den uddannelse og det niveau, som de har valgt. Det betyder også, at det giver en frihed i forhold til at udvælge stof og derved opnå den tætte tilknytning til de aktuelle uddannelser, som fagenes formål netop stiller krav om. Målene i fagbilagene er formuleret ud fra betragtninger omkring centrale naturfaglige kompetencer, som de kommer til udtryk i Fremtidens Naturfaglige uddannelser 1. Fagene er bundet på sit eget formål, men i den konkrete didaktisk praksis, må fagene endvidere bidrage til uddannelsens samlede formål. Det betyder, at nogle af kompetencerne er af mere generel karakter. Eksempelvis er kompetence til informationssøgning og formidling af naturfaglig forståelse universelle og bidrager derfor til udvikling af elevens bredere kompetencer. Det betyder også, at undervisningen i fagene ikke er undervisning i videnskabsfag, men i undervisningsfag der bygger på videnskabsfag. Derfor indeholder undervisningsfagene kompetencer, som ikke direkte henhører under videnskabsfag. Nedenfor omtales de centrale kompetencer, som fagenes mål er opbyget ud fra, hvorefter disse er mere konkretiserede for de enkelte niveauer i bilag Fremtidens naturfaglige uddannelser. Naturfag for alle vision og oplæg til strategi. Uddannelsesstyrelsens temahæfteserie nr

5 Modellerings- og repræsentations kompetence De naturvidenskabelige fag anvender fysiske, kemiske og matematiske modeller til at beskrive virkeligheden. Modellerne er ikke virkelighed, men snarere forestillinger eller teorier om virkeligheden. På de laveste niveauer i fagene anvendes simple modeller, som på de højere niveauer udbygges med kompleksitet og detaljeringsgrad. Elevernes skal kunne forstå og anvende modellerne i forhold til konkrete faglige problemstillinger, og på denne måde anvende modellerne som beskrivelsesmiddel. Modeller kan f.eks. være modeller af magnetfelter, formler, molekyler, eller funktioner. Bohrs atommodel er en model, som fx kan anvendes til forklare spændingsrækken og dennes betydning for eksempelvis korrosion. Et andet eksempel kan være en molekylmodel af et vandmolekyle. Her er opbygningen fx illustreret ved plastikkugler og kan forklares ud fra atommodellen. Selve strukturen af molekylet indikerer, at det er polært. Dette kan bruges som forklaring på opløselighed af salte i vand. Det kan også være at opstille en lineær model for sammenhængen mellem en væskes rumfang og masse og heraf udlede begrebet massefylde f.eks. som fortolkning af hældningskoefficienten. Beregningskompetence I naturfag udgør faget matematik en del af faget. På F- og E-niveau primært som et værktøj, der anvendes i forbindelse med f.eks. eksperimentelt arbejde. På D- og C-niveau har matematik også en værktøjsfunktion, men de matematiske discipliner bliver mere tydelige, og faget kan hente indhold, hvor udgangspunktet ikke nødvendigvis er fra fysik eller kemi. Det er ikke tanken, at matematikindholdet skal præsenteres som en stringent, logisk opbygget disciplin, men det kan være vigtigt på et C-niveau at fremhæve, at der er fundamental forskel på de matematiske udledningers natur og de eksperimentelt funderede teorier fra fysik og kemi. Matematikken har i fagene Fysik og Kemi ikke nogen selvstændig rolle, men eleverne skal kunne opstille matematiske udtryk og foretage beregninger, der hvor det måtte være relevant i forbindelse med det fysik- eller kemifaglige arbejde. Eksperimentel kompetence og kompetence til at arbejde i værksted eller laboratorium Et særligt kendetegn for de naturvidenskabelige fag er det eksperimentelle arbejde, eksempelvis den hypotetisk deduktive metode, hvor hypoteser testes gennem eksperimenter. Det er vigtigt, at eleverne får lov til selv at formulere hypoteser om sammenhænge og teste disse ved indsamling af forsøgsdata. Det er også væsentlig at opfatte det eksperimentelle arbejde som nogle brede handlemuligheder, som eleverne har for at blive klogere på et bestemt område. I afsnittet omkring det eksperimentelle arbejde omtales forskellige mulige indfaldsvinkler hertil. Elevernes kompetence til at udføre eksperimentel arbejde skal gennem niveauerne præges af en større og større faglig metodisk stringens. På et F-niveau vil det ofte have interesse at undersøge f.eks. et bestem fænomen fra et værksted, hvor undersøgelserne måske primært vil have karakter af kvalitative undersøgelser, der skal påvise bestemte forhold, eller være simple beregninger. Det kan f.eks. også være gasser ved svejseprocesser, proteinstof og opvask eller energiberegninger. På højere niveauer kan eleverne eksempelvis lave en eksperimentel undersøgelse af sammenhænge, som de ikke på forhånd kender. Det kan eksempelvis ske ved, at eleverne først identificerer de variable, som synes relevante, og dernæst fastlægger en forsøgsrække, hvor de forskellige variables indbyrdes afhængighed undersøges, fx ved at måle temperaturen i en kartoffel under bagningen i en almindelig ovn og i en mikrobølgeovn. Eleverne kan på forhånd gætte på, hvordan opvarmningskurverne vil se ud, og så teste om det passer. Man kan også overveje, hvilket kemisk stof der ville være egnet som middel mod for meget mavesyre. Det kan så testes ved modelforsøg i reagensglas. 5

6 Ved gennemførelse af eksperimentelt arbejde skal der være fokus på sikkerheden, hvad enten arbejdet foregår i et værksted eller i et laboratorium. Eleverne skal udvikle gode arbejdsvaner og udvise agtpågivenhed over for mulige risikomomenter, eksempelvis i forbindelse med kemikalier og elektricitet. De skal endvidere kunne behandle og bortskaffe kemiske stoffer på korrekt vis. Kompetence til informations- og videnssøgning og faglig it-anvendelse En væsentlig del af den didaktiske praksis er elevernes arbejde med at tilegne sig informationer om naturvidenskabelige problemstillinger, og derefter forholde sig hertil. Informationerne kan skaffes på mange forskellige måder, og det er vigtigt, at eleverne lærer at anvende en bred række af forskellige informationskilder i deres læreprocesser. Det kan være gennem anvendelse af lærebøger, tidsskrifter, virksomhedsoplysninger, forskellige billedmedier, interview, databøger, artikler, cd-rom og relevante websteder. Alle disse muligheder er at betragte som læringsressourcer, ligesom lærere og andre elever også er det. Elevernes informationssøgning kan resultere i store mængder stof om et emne, og læreren må gennem vejledning af eleverne sikre sig, at de udvælger og strukturerer de relevante dele af dette stof og forholder sig kritisk til de oplysninger, som de har fundet. Eleverne skal lære at anvende elektroniske medier som hjælpemidler i deres læreproces, både i det daglige arbejde i forbindelse med f.eks. dataopsamling, databearbejdning, tekstbehandling, regneark, simulering og søgninger, og som hjælpemidler til formidling omkring deres naturvidenskabelige arbejde. Kompetence til kommunikation omkring naturvidenskabelig forståelse Eleverne skal arbejde med dokumentation og formidling af deres arbejde. Det vil styrke elevernes evne til at kommunikere om emner af naturvidenskabelig art, hvis de fremlægger resultaterne af deres arbejde. Herved kan man sætte fokus på elevernes evne til at udtrykke sig fagligt klart og forståeligt om emnerne. En kompetence som også vil få betydning i forbindelse med en eksamination i faget. Kommunikationen kan være mundtlig, skriftlig, billedmæssig eller foregå på anden vis eks. elektronisk. Elevernes dokumentation af deres arbejde med faget vil være et centralt udgangspunkt for opøvelse af kommunikationskompetence. Eleverne kan fremlægge for hinanden, overfor gruppen eller overfor læreren. Man kan fremlægge resultater, problemstillinger, beregninger, forklare fremgangsmåder eller fagligt stof. Fremstillingen kan evt. foregå via en web-side. Tilrettelæggelse af undervisningen Undervisningen på erhvervsskolerne og dermed også undervisningen i de naturvidenskabelige fag, påvirkes af de krav som erhvervslivet stiller til kommende medarbejdere. Der stilles krav om forskellige kompetencer hos den enkelte medarbejder, både specifikke faglige og mere brede kompetencer. Viden og faglig indsigt, evne til at udvikle og eksperimentere vil for mange virksomheder være kompetencer, som er vigtige at medarbejderne besidder. Her kan undervisningen i de naturvidenskabelige fag bidrage til kompetenceudviklingen og undervisningen bør ses og gennemføres i dette lys. Undervisningen skal tilrettelægges og gennemføres i sammenhæng med andre fag i elevens uddannelsesforløb, når faget indgår som et obligatorisk fag i uddannelsen. Gennemføres faget som valgfag eller valgfri supplerende undervisning, kan faget gennemføres som enkeltstående fag. Undervisningen tager sit afsæt i konkrete, relevante faglige helheder, og bidrager på denne måde til helheden i de gennemførte læringsaktiviteter. Progressionen, også den metodiske progression, er væsentlig at medtænke i planlægningen af undervisningen. 6

7 Eleverne vil ofte blive udfordret på deres opfattelse af naturfaglige fænomener. I denne fase af undervisningen er det vigtigt, at dialogen bliver et anvendt redskab i begrebsafklaringen. Eleverne skal lære at formidle og argumentere med naturvidenskabelige argumenter som værktøj. Beslutninger om den konkrete organisering af undervisningen sker lokalt på skolerne. Forskellige rammefaktorer vil påvirke beslutningerne, og der findes ikke nogen rigtig måde at gøre det på. Det afgørende i gennemførelsen af undervisningen er, at de naturvidenskabelige fag indgår i de faglige helheder, som eleverne arbejder med. Dette kan sikres på flere måder. Nedenfor gives eksempler herpå. Eksempel 1. Faget i værkstedet Faget kan gennemføres som et integreret forløb med de øvrige fag i en læringsaktivitet. Der arbejdes så meget som muligt i værkstedet og eksperimenter gennemføres på værkstedets udstyr og materialer, suppleret med relevant fysik- og kemifagligt udstyr. En del af teorien kobles til det praktiske arbejde, og en mindre del formidles via læreren. Forløbet kan på forhånd være fast defineret med hensyn til indhold og undervisnings- og arbejdsform. Eksempel 2. Projektorganisering. Kendetegnet for en projektorganisering er, at faget er integreret i en projektorganiseret læringsaktivitet, hvor dele de forskellige fags mål bidrager til projektets samlede mål. Indholdet vil her være kendetegnet ved valgmuligheder, som eleverne skal tage stilling til undervejs i forløbet i deres arbejde med den aktuelle problemstilling. Typisk vil en sådan organisering betyde, at eleverne arbejder med forskellige problemstillinger, og derfor også med forskelligt indhold. Der skal her gives eleverne brede rammer for anvendelse af værksteder, kemi/fysikfaglige lokaler og teorilokaler. Eksempel 3. Parallelforløb Faget er planlagt i sammenhæng med de øvrige fag i uddannelsesforløbets læringsaktiviteter, og det konkrete indhold er udvalgt i forhold hertil. Undervisningen gennemføres ikke integreret, men som et parallelt forløb hvor det naturvidenskabelige stof bidrager til læringsaktivitetens didaktiske helhed. Typisk vil en sådan organisering betyde, at undervisningen foregår i kombination af værksteder, kemi/fysikfaglige lokaler og teorilokaler. Der kan selvfølgelig være andre måder at organisere undervisningen på, blot er det afgørende at sikre sammenhængen til elevens uddannelse og de øvrige fag heri. Indhold Fagenes indhold skal, for at kunne levet op til formålet, udvælges i forhold til det uddannelsesområde, som det indgår i. Det vil sige, at fagene skal beskæftige sig med problemstillinger med relevans for det aktuelle uddannelsesområde, hvori faget indgår som en obligatorisk del. Der kan altså ikke være tale om at udvælge indhold af almen art, ligesom undervisningens planlægning, tilrettelæggelse og gennemførelse skal ske i sammenhæng med de øvrige fag, der er i uddannelsesområdet. På denne måde sikres fagenes relevans i forhold til uddannelsen/indgangen, ligesom elevernes naturfaglige kompetencer får en tydelig praksisdimension. Fagene kan optræde både som obligatoriske fag i en uddannelse/indgang, og som valgfrie supplerende forløb på grund- og hovedforløbet eller som valgfag på hovedforløb. Hvis faget ikke indgår som en obligatorisk del af et uddannelsesforløb, kan det være aktuelt at udvælge indhold, som ikke henhører under én bestemt uddannelse. 7

8 På fagenes D- og C-niveau bliver fagenes studierettede funktion tydeligere, og der vil på C- niveauet være behov for at behandle naturvidenskabelige emner af mere almen karakter. Naturfag består af elementer fra fagene fysik, kemi og matematik. De tre fag beskriver forskellige områder, men støtter hinanden. I naturfag kobles de tre fag, og de faglige begreber og arbejdsmetoder fra fysik og kemi indgår i et integreret samspil med matematiske metoder. Fysik og kemi har som fag sit udgangspunkt i det respektive videnskabsfag. Indholdet i undervisningen er ikke knyttet til et bestemt niveau, og elever der har valgt forskellige niveauer kan godt arbejde med de samme emner. Der skal i sådanne tilfælde stilles forskellige krav til elevernes arbejde med indholdet, f.eks. i forhold til teori, dokumentation og metode, jf. de forskellige niveauers mål. Progression Progressionen i den daglige undervisning forudsætter, at der tages udgangspunkt i elevernes niveau og de krav, der stilles med hensyn til abstraktion og kompleksitet. Det er vigtigt, at eleverne får mulighed for at arbejde både i dybde og bredde med stoffet således, at de får tid til fordybelse og mulighed for at skabe sig overblik. Progressionen skal ligeledes være tydelig igennem fagets forskellige niveauer, og skal kunne genfindes i alle fagets områder og metoder. Progressionen kan findes i f.eks.: Fagets indhold, som kan fastlægges fra det simple til det mere komplekse. Eller hvor mere komplekst stof først kan arbejdes med på et enkelt niveau, og senere på et mere komplekst. Opgaverne som kan være mere eller mindre åbne, og der kan sikres progression ved, at eleverne efterhånden arbejder med mere åbne opgaver, eksempelvis i form af åbne problemstillinger. Arbejdsmetoderne hvor den naturvidenskabelig arbejdsmetodes korrekthed langsomt udvikles, og hvor der efterhånden inddrages mere komplekst udstyr til dataopsamling og - bearbejdning. Der kan arbejdes med progression i forhold til at eleverne arbejder med f.eks. standardeksperimenter og senere selv formulerer og designer et undersøgelsesforløb. Arbejdsformerne, hvor der løbende kan stilles krav om mere selvstændige arbejdsformer, så eleverne gradvis får større og større ansvar i arbejdet. Cases hvor der kan inddrages en konkret virksomheds aktuelle produktionsforhold og naturfaglige problemstillinger som grundlag for undervisningen. Problemstillingerne kan f.eks. være defineret på forhånd eller eleverne skal selv identificere og formulere disse. Det eksperimentelle arbejde De naturvidenskabelige fag er præget af den naturvidenskabelige arbejdsmetode, hvor det eksperimentelle arbejde er centralt for at skabe en vekselvirkning mellem teori og eksperiment. Der kan være flere forskellige didaktiske begrundelser for at lægge vægt på det eksperimentelle arbejde i undervisningen: Set fra et læringsmæssigt synspunkt er det eksperimentelle arbejde afgørende for elevernes erkendelsesproces. Læring og erkendelse er et resultat af en aktiv mental konstruktionsproces, hvor eleven skaber sin forståelse af de naturvidenskabelige fænomener i arbejdet med fagets beskrivelsesformer, herunder eksperimentelt arbejde som noget centralt i den naturvidenskabelige arbejdsmetode. Målet med det eksperimentelle arbejde kan også være at indøve den videnskabelig arbejdsmetode, hvor eksperimentet anvendes til f.eks. at teste en hypotese, demonstrerer et fænomen, eller til at udføre kvalitative eller kvantitative målinger. 8

9 Motivationsmæssigt kan det eksperimentelle arbejde medvirke til at give elevernes interesse for fagene. Det kan gøre fagene mere praksisnære, og eksperimenter kan udføres på det, som eleven er optaget af, f.eks. i forbindelse med naturfaglige problemstillinger, som de møder indenfor deres uddannelsesområde. Elevernes motivation for at gennemføre eksperimentelt arbejde kan også styrkes gennem kreative eksperimenter, hvor eleverne har stor indflydelse på bl.a. via eksperimenter at undersøge en aktuel problemstilling. Eleverne kan her gives stor frihed til at designe sine undersøgelser og udforme eksperimenter. Det eksperimentelle arbejde i undervisningen omfatter både elevforsøg og demonstrationsforsøg, der udføres af læreren. Ved tilrettelæggelsen af det eksperimentelle arbejde skal der ske en variation og progression i såvel den praktiske udførelse som i det faglige indhold. Det betyder, at der veksles mellem forskellige former. Den faglige metodiske korrekthed, herunder også dokumentationen for det eksperimentelle arbejde, skal blive tydeligere jo højere niveau eleverne arbejder på. For alle eksperimenter gælder, at risiko- og sikkerhedsforhold inddrages i undervisningen, herunder korrekt håndtering af udstyr og kemikalier. Eleverne skal opnå gode arbejdsvaner og kunne færdes med omtanke og sikkerhedsmæssigt forsvarligt under det eksperimentelle arbejde. Ved alle forsøg, der udføres af både elever og lærer, skal relevante risiko- og sikkerhedsforhold inddrages i undervisningen. Det gælder også forsøg, der udføres på værkstedernes udstyr, eller evt. i forbindelse med eksperimenter udført i samarbejde med virksomheder. Det eksperimentelle arbejde og værkstedernes udstyr Eksperimenter kan ikke kun gennemføres i skolens laboratorium. Det kan f.eks ske i skolens værksteder, i virksomheder eller i det fri. Erhvervsuddannelsernes veludstyrede værksteder indeholder oplagte muligheder for at gennemføre eksperimenter på branchens udstyr. I den udstrækning det kan lade sig gøre, giver det mulighed for at gøre eksperimentet og dermed undervisningen meget praksisnær for eleverne. Det kan f.eks. være eksperimentelt arbejde der omhandler, svejseudstyr, svejsegasser, energi, tilberedningsprocesser, kemikalier, plast, mv. Om forskellige typer af eksperimentelt arbejde I undervisningen indgår der forskellige typer af eksperimentelt arbejde. Elevernes eksperimentelle arbejde kan omhandle flere forskellige former, hvor der stilles forskellige krav til form, selvstændighed og samarbejde. Det eksperimentelle arbejde kan have mange forskellige former afhængig af hvilket naturvidenskabeligt fag, det handler om. Begreber og udtryk som forsøg, undersøgelse, eksperiment, observation, iagttagelse m.v. er alle udtryk for det eksperimentelle arbejde. Det ikke muligt at opliste faste definerede og entydige principper for den eksperimentelle metode. I forhold til den konkrete undervisning kan det være nyttigt at se på den eksperimentelle metode i forhold til en opdeling i typer med et vist særkende. Opdelingen kan f.eks. ses i forhold til: Iagttagelser Undersøgelser Observationer Eksperimenter Forsøg Cases 9

10 I praksis vil de forskellige typer overlappe hinanden, og ofte vil der i et arbejde med en problemstilling eller et emne kræves, at der arbejdes med flere af metoderne samtidigt. Nedenfor beskrives de forskellige typers særkende. Iagttagelser Iagttagelser af naturvidenskabelige fænomener vil ofte være det, som kan være med til at vække elevernes interesse og skabe forundring over fænomenet. Det kan være simple iagttagelser som f.eks.: Hvorfor er vore energiomkostninger så store på vores værksted? - Hvorfor tæres køleren på min bil? - Hvorfor springer proppen af flasken til madolien kort tid efter at jeg har taget den ud af køleskabet? - Hvorfor mistrives mine planter? - Hvorfor betyder hastigheden så meget ved færdselsulykker? osv Iagttagelse kan først og fremmes anvendes som udgangspunkt for et mere dybtgående arbejde, som f.eks. at foretage en undersøgelse af fænomenet. Iagttagelse kan også anvendes som en form for observation hvor eleverne f.eks. prøver at iagttage og beskrive væsentlige fysik- eller kemifaglige forhold i en konkret virksomhed/produktion. Dette kan igen danne udgangspunkt for et mere dybtgående arbejde, f.eks. et casearbejde med virksomheden. Undersøgelser Forskelligt fra iagttagelse er en undersøgelsen en målrettet proces, der gennemføres for at beskrive såvel kendte som ukendte sammenhænge. Det følgende eksempel skal illustrere undersøgelsen som metode. Eksempel: Korrosion i industrianlæg Emnet for undervisningen er en undersøgelse af de korrosionsproblemer, som vvs-uddannede kan møde i arbejdet med industrianlæg. Læreren har valgt at gennemføre nogle enkle illustrative forsøg, dels for at give eleverne lejlighed til at afprøve arbejde i grupper med klassiske laboratoriemetoder, og dels for at illustrere vigtige fysiske og kemiske forhold ved korrosion. For at belyse den kemiske proces ved en korrosion vises hvordan forskellige tærede rør, der stammer fra nedtagne industrianlæg, ser ud. Tæringen forklares ud fra spændingsrækken. Der fremvises tillige tærede dele fra den udvendige del af industrianlægget, herunder tagrender og ventilationshætter. For at illustrere atmosfærens sammensætning af gasarter og deres oxidative egenskaber opstilles en forsøgsrække, hvor rustdannelsen undersøges under forskellige betingelser. Herefter iværksættes aktiviteter for at belyse virkningerne af luftforureningen, og der gennemføres en række undersøgelser: måling af nedbørens surhedsgrad i en periode (parallelt med observation af vejrforhold for at belyse forureningens oprindelse) måling af niveauet for en række skadelige luftarter i gadeniveau indsamling af oplysninger om skader på bygninger Undersøgelsen kunne også interessere sig for andre forhold omkring fænomenet korrosion. Der er forhold, som undersøgelsen ikke afklarer, men de aktiviteter der gennemføres, har alle til formål at belyse fænomenet, som det kommer til udtryk i det aktuelle industrianlæg. Der er altså ikke tale om gennemførelse af et eksperiment i klassisk forståelse. Eleverne kan have stor grad af indflydelse på forløbet, og selvom der ofte vil være bestemte forventninger til resultaterne, kan disse ikke altid helt præcist forudses. 10

11 Observationer En observation er rettet mod et på forhånd fastlagt fænomen. Eleverne kan enten hver for sig eller i grupper observere det samme fænomen. For at opnå pålidelighed og sammenlignelighed af de indsamlede data, må eleverne anvende en aftalt systematik omkring observationen og efterfølgende dokumentation heraf. Eksempelvis kan fænomenet der skal observeres være tæring. Eleverne kan observere hvor tæring findes i f.eks. en bil, eller installationer som f.eks. vand og ventilation og hvilke faktorer i det nære miljø der kan tænkes at påvirke denne. De indsamlede data bearbejdes og kan danne grundlag for at afsøge teoretiske forklaringer herpå. Eksperimenter Eksperimentet har en særlig placering blandt naturvidenskabernes arbejdsmetoder. Gennem eksperimenter kan der indsamles data med henblik på opstilling af en hypotese eller en teori. Til forskel fra undersøgelsen beskæftiger eksperimenter sig med at observere på udvalgte kontrollerbare variable og deres sammenhænge. Typisk vil eksperimentet indeholde: formål og problemformulering udførelse indsamling, bearbejdning og formidling af data Eksperimentet kan have kvalitativ eller kvantitativ udformning. Eksempelvis et kvalitativt eksperiment der analyserer på stofindhold f.eks. i fødevarer, eller et kvantitativt eksperiment der fastlægger mængden af bestemte stoffer i fødevarerne. Forsøg Forsøg og eksperimenter bruges ofte om samme type eksperimentelt arbejde. Der skelnes her mellem forsøg og eksperiment på den måde, at forsøg typisk er eksperimentelt arbejde, som på forhånd er beskrevet i kogebogsform. Denne form for lukkede eksperimenter kan være velegnet på alle niveauer afhængig af indholdet. For den usikre og mindre selvstændige elev, kan det være en god form at arbejde med, og forsøg kan rettes mod helt grundlæggende fænomener, som sikrer, at elevens arbejde retter sig mod fagets kernestof. Casen som undersøgelsesmetode I undervisningen vil anvendelse af case-metoden også være aktuel i forhold til de naturvidenskabelige fag. En case beskæftiger sig med virkeligheden. Ofte er undervisning på afstand af den konkrete virkelighed. Casen kan være med til at mindske denne afstand og være det bindeled mellem teori og virkelighed, som giver eleven mulighed for at erkende denne forbindelse. Virkeligheden kommer via casen i forgrunden, og teorien finder et vedkommende anvendelsesområde. Casen kan være med til at gøre undervisningen praksisnær. I erhvervsuddannelserne er der tæt kontakt mellem skole og virksomheder. Det giver en usædvanlig god mulighed for at arbejde med en konkret virkelighed, i det øjeblik en virksomhed vil stille interne data til rådighed for undervisningen på skolen. Casemetoden kan i kraft af sin fortælling måske vække en genkendelse i form af begivenheder fra praktikundervisningen, fra andre fag eller fra elevernes hverdag, hvilket kan give en større naturvidenskabelig forståelse heraf. Endvidere kan casemetoden gøre det muligt at integrere forskellige fag eller fagområder, da en case kan være så sammensat, at den må bearbejdes ud fra flere forskellige synsvinkler, for at den kan forstås og forklares i sin helhed. På denne måde kan casen sikre sammenhængen mellem grund- og områdefag. En naturvidenskabelig case vil ofte benytte sig af flere forskellige metoder i det eksperimentelle arbejde. Det vil typisk være et længerevarende forløb, som indeholder både iagttagelser, under- 11

12 søgelser, observationer og eksperimenter. Metoderne vil være afhængige af den aktuelle cases problemstillinger. Dataopsamling- og bearbejdning Ved dataopsamling- og bearbejdning i forbindelse med det eksperimentelle arbejde skal eleverne opnå fortrolighed med at anvende måleudstyr, herunder it-baseret udstyr til dataopsamling og databearbejdning. Dataopsamlingsudstyr kan anvendes i laboratoriet, i værkstedet eller udenfor uddannelsesinstitutionen, f.eks. i virksomheder. Bl.a. dataloggere, videocamera, camera eller mobiltelefoner er relevant udstyr til dataopsamling i undervisningen. Databearbejdningen kan foregå ved hjælp af it-udstyr, ligesom tabelværker og forskellige databøger (bogform eller it-baserede) her vil være relevante. Dokumentation. Eleven skal løbende udarbejde dokumentation for sit arbejde med faget. Udarbejdelsen af dokumentationen har to formål. For det første at eleven løbende får mulighed for at forholde sig til sin læring og for det andet at dokumentationen er udgangspunkt for eksamen. Der skelnes mellem løbende dokumentation og særskilt dokumentation som skal godkendes til eksamen. Løbende dokumentation. En elevs dokumentation er individuelt udformet, men vil selvfølgelig være præget af det arbejde, der tilrettelægges for elevens hold. Denne individualisering er med til at tilgodese forskelle i læringsstile, emnevalg og fagligt standpunkt og giver også læse/skrive-svage mulighed for at bruge andre dokumentationsformer end de rent skriftlige. Eksempler på dokumentation kan være forsøgsbeskrivelser, beregninger, beskrivelser af fænomener, billeder, forklaring/eksemplificering af begreber, noter omkring teoretiske emner herunder sikkerhed i laboratoriet og elevens plan for eksamen. Særskilt dokumentation godkendt til eksamen. Inden eksamen skal eleven have mulighed for at udvælge, klargøre og bearbejde sin dokumentation. Dokumentation udarbejdet tidligt i et undervisningsforløb har historisk karakter, forstået sådan, at det standpunkt som en given dokumentation afspejler, er et standpunkt opnået på netop det tidspunkt, hvor dokumentationen er udarbejdet. Eleven har sandsynligvis i perioden efter opnået en yderligere kompetencetilvækst. Derfor skal eleven også gives mulighed for at bearbejde sin dokumentation, så den afspejler elevens aktuelle standpunkt. Der kan selvfølgelig være dele af dokumentationen, det ikke vil være relevant at bearbejde, f.eks. måleresultater. Dokumentationen godkendt til eksamen skal være opdelt i to tydeligt adskilte emner. Da der i naturfag skal være mulighed for at prøve eleven i både kemi- og fysikfaglige spørgsmål skal emnerne være med indhold af både kemi og fysik. Emnerne kan enten være opdelt i et emne med kemiindhold og et emne med fysikindhold, eller de to emner kan begge indeholde både kemi- og fysikfaglige elementer. Anvendelse af matematiske elementer skal fremgå af dokumentationen. I Fagene Kemi og Fysik skal der i de to emner sikres bredde i stoffet. F.eks. kan der i Kemi vælges et emne inden for den organiske kemi og et inden for den uorganiske kemi. 12

13 Dokumentationen skal lægge op til og understøtte elevens praktiske arbejde i eksamensforløbet. Der skal med andre ord være sammenhæng mellem det praktiske arbejde i en eksamenssituation og den fremlagte dokumentationen. Læreren skal med sin godkendelse af dokumentationen sikre, at der ved eksamen er mulighed for at prøve både bredt i fagets mål. Læreren godkender dokumentation til brug ved eksamen ud fra sit kendskab til eleven. Kravene til godkendelsen af dokumentationen knyttes til lærerens vurdering af, om eleven kan gennemføre en eksamen med udgangspunkt i denne. Der er altså her mulighed for at tage hensyn til specielle forhold omkring en elev. Udvælgelsen af dokumentation til eksamen skal sikre, at eleven ved eksamen får mulighed for at give et klart billede af, hvilket læringsresultat eleven har nået. Det er derfor vigtigt, at dokumentationen er udarbejdet af eleven selv, og at bilag f.eks. i form af udskrifter fra websider kun medtages, når de relateres til undervisningens mål omkring informations- og kommunikationskompetence. Bilag skal være relevante i forhold til det arbejde, som dokumentationen beskriver. Undervisningens mål omkring korrekt brug af udstyr og kemikalier vil ved eksamen blive prøvet i forbindelse med udførelsen af eksperimentel arbejde. Eleven kan dog for at underbygge punktet i sin dokumentation medtage notater om f.eks. stoffers farlighed. Gennemføres eksamen som gruppeeksamen, kan elevernes dokumentation enten være individuel eller fælles for gruppen. Individuelle dokumentationer skal i det tilfælde omhandle samme emne, og gruppen skal på forhånd have aftalt fremlæggelse og gennemførelse af praktisk arbejde. Ved fælles dokumentation er alle gruppens medlemmer ansvarlige for hele dokumentationen. Progression i dokumentationen Kravene til godkendelse af dokumentation stiger gennem niveauerne. På F-niveauet er det forståelsen af de naturvidenskabelige elementer i erhvervet, der er det centrale. Der kan ikke stilles krav til større matematisk forståelse; at kunne udregne en størrelse ved brug af en formel er tilstrækkeligt. På E-niveauet skal der være en større sikkerhed omkring begreber og naturfaglige arbejdsmetoder. Enheder skal være sikre, eksperimenter skal vurderes osv..på D-niveauet er der krav om faglig korrekthed og stor selvstændighed. På C-niveauet skal elevens studiekompetence afspejles gennem en tydelig fordybelse i emnerne. Eksempel på emne Nedenstående eksempel på dokumentation er rettet mod indgangen Mekanik, transport og logistik. Emne: Bremser Elevens hold har arbejdet fysikfagligt med udgangspunkt i bremser. Udover de emner der er nævnt nedenfor, kunne en del af klassen også have valgt at arbejde med hydraulisk udveksling i bremsesystemet. Dokumentation: Noter fra gennemgang af bevægelseslære Målinger af bilers hastigheder (beregninger udført i Excel) Noter fra gennemgang om eksempler på kræfter (bl.a. tyngdekraft og friktionskraft) Beregning af bremselængder ved forskellige hastigheder Notat (elevudarbejdet) om friktion og friktionskoefficienter Kopi fra autofagbog: Eksempler på friktionskoefficienter 13

14 Udskrift fra færdselsstyrelsens hjemmeside: Lovkrav til bremser Forsøgsbeskrivelse: Bestemmelse af friktionskoefficient mellem bremseklods og skive Udskrift vedr. forskellige typer bremsevæske (herunder deres kogepunkter) Notat (elevudarbejdet) om hvad der sker, når bremsevæske har for lavt et kogepunkt Elevens plan for eksamen Elevens plan for eksamen kan indeholde: Fortælle om baggrunden for projektet Fremvise dokumentation Gennemgå en beregning af en bremselængde Udføre friktionsforsøget forklare hvordan man måler præcist med newtonmeter Forklare begrebet friktion Forklare hvad der sker med friktionskoefficienten hvis man spilder bremsevæske på skiven Eleven kan vælge at medtage og bearbejde hele ovenstående dokumentation til eksamen og hermed vise bredden i arbejdet, eller vælge dele heraf. Læreren skal godkende den udvalgte og bearbejdede dokumentation og på denne måde sikre, at eleven har et godt udgangspunkt for sit eksamensforløb. Omfang af dokumentation Omfanget af elevens arbejde med dokumentation kan variere afhængig af elevens forudsætninger, dokumentationens form og emnets karakter. Derfor kan der ikke fastsættes bestemte tidsmæssige krav til elevens arbejde, men hovedformålet med dokumentationen vil til enhver tid være at styrke elevernes refleksion over og forståelse af stoffet. Omfanget af lærerens arbejdstid med at korrigere, evaluere og bedømme elevens dokumentation antages at svare til 80 minutter pr elev pr 2 ugers undervisning. Eksamen Skolerne skal fastsætte en eksamensplan og et eksamensreglement med bestemmelser omkring eksamen. Herved konkretiseres bestemmelserne omkring gennemførelsen af eksamen i fagene. Formålet med eksamen er, at eleverne får mulighed for at dokumentere sin naturvidenskabelige kompetence, og bliver bedømt herpå. Elevens forberedelse af eksamen Den ændrede eksamensform skal resultere i, at forberedelsen til eksamen bliver en del af elevens læreproces. Det er i den fase, at eleven skal få klarhed over sin faglige kompetence ved at udvælge og bearbejde dokumentation og forberede sig til eksamensforløbet. Elevernes forberedelse til eksamen bliver en vigtig del af undervisningen. Det vil være muligt for eleverne at forberede sig grundigt på eksamensforløbet, blot skal det ske indenfor de regler, der er beskrevet i skolens eksamensplan og eksamensreglement. Uanset om eleverne vælger individuel eller gruppeeksamen, har de mulighed for at være velforberedt til eksaminationen. Det kan f.eks. betyde, at eleverne på forhånd udarbejder en plan for eksamensforløbet. Er der tale om en gruppeeksamen, kan der udarbejdes en plan, hvor eleverne har aftalt en fordeling af opgaverne, hvem der fremlægger hvad og hvilke eksperimentelle/praktiske opgaver de enkelte skal løse. Denne plan skal foreligge til censor og eksaminator ved eksamens start. Alle gruppemedlemmer er ansvarlige for den fulde dokumentation. 14

15 Udvælgelse af dokumentation til eksamen Eleverne skal til eksamen fremlægge dokumentation for 2 emner. De to emner udvælger eleven/gruppen i samarbejde med læreren. I faget Naturfag skal de to emner tilsammen indeholde både fysikfaglige og kemifaglige emner. Enten eet fysikfagligt og eet kemifagligt eller 2 emner der er kombinerede fysik- og kemifaglige. I Fysik og Kemi skal der sikres faglig bredde i emnerne ved udvælgelsen af dokumentationen. Eleverne skal gives mulighed for at udvælge forskellig dokumentation således, at eleven/gruppen kan udvælge dokumentation for emner, som de finder bedst egnede. Det er naturligt, at eleverne/grupperne dokumenterer forskellige emner, hvis de i undervisningen har arbejdet individuelt eller gruppevis med forskellige emner eller lignende. Dokumentationen skal godkendes af læreren for, at eleven kan indstilles til eksamen. Tilrettelæggelse af eksamen Eksamen kan tilrettelægges individuelt eller gruppevis. Eleven vælger mellem individuel eller gruppeprøve. Gruppestørrelsen kan højst være på 3 elever. Den praktiske del af eksamen er vigtig for at kunne bedømme eleverne i forhold til de mål, der er for faget. Der drejer sig især om elevernes evne til at kunne arbejde eksperimentelt med faget og kunne arbejde sikkerhedsmæssigt korrekt. Derfor skal eksamen også give mulighed for at kunne bedømme i forhold til disse mål, og det vil derfor ikke være muligt at gennemføre en mundtlig eksamen, hvor der ikke inddrages udstyr og lignende i forløbet. Det er vigtigt, at eleverne i deres planlægning af eksamen indarbejder den praktiske del af eksamen, så det bliver en relevant del, som er med til at underbygge dokumentationen. Det praktiske forløb kan være gennemførelsen af eksperimenter, konkrete eksempler på kemiske reaktioner, fremvisning og forklaring af tekniske funktionsmåder og lignende. Det overordnede mål med eksaminationens praktiske del er, at den skal understøtte og forbedre elevernes mulighed for at kunne fremvise sin forståelse for og praktiske håndtering af naturfaglige kompetencer. Der kan være eksperimenter der af tidsmæssige eller af praktiske årsager ikke kan gennemføres. Der kan i sådanne tilfælde gennemføres dele heraf, og resultater opnået ved tidligere gennemførelse kan synliggøre elevens eksperimentelle arbejde fra undervisningen. Sammenhæng med projektopgaven i grundforløbet Hvis faget gennemføres som en obligatorisk del af et grundforløb, og der i grundforløbet indgår en afsluttende projektopgave, kan den ene af de særskilte dokumentationer udarbejdes i forbindelse hermed, og derefter indgå i en eksamen. Dokumentationen skal fremsendes til censor. Hvis det afsluttende projekt i grundforløbet indgår som en ekstra del af eksaminationen i faget, kan skolen fastsætte, at projektet ikke fremsendes til censor, og at eleven blot medbringer dette til eksamen. Den nærmere beskrivelse heraf skal fremgå af skolens eksamensplan. 15

16 Bilag De efterfølgende bilag er udarbejdet med den hensigt at konkretisere de enkelte mål i fagene, og bl.a. gennem eksempler illustrere progressionen mellem niveauerne. Bilagene for de enkelte niveauer skal læses således, at et aktuelt niveau bygger oven på det forrige. Bilag 1. Naturfag Niveau F Eleven kan: 1) anvende fysiske og kemiske begreber og modeller til at forklare erhvervsfaglige problemstillinger med naturfagligt indhold. Beskrivelse og eksempler Eleverne skal kunne anvende modeller som beskrivelsesmiddel i forhold til faglige problemstillinger samt kunne anvende forskellige modeller i forbindelse med det eksperimentelle arbejde. Eleverne skal kunne anvende modeller til at forklare virkeligheden. Eksempelvis formler til beregninger, Bohrs atommodel til f.eks. at forklare spændingsrækken og dennes betydning for eksempelvis korrosion, eller en model af magnetfelter til forklaring af induktion. Eleverne skal kunne anvende naturfaglige begreber i forbindelse med de faglige problemstillinger de arbejder med. Eksempelvis kraft og moment i forbindelse med maskiners virkemåde. 2) foretage beregninger i sammenhæng med det naturvidenskabelige arbejde. Eleverne skal kunne foretage beregninger i forbindelse med udførelsen af eksperimentelt arbejde. De skal kunne indsætte i de formler, der knytter sig til eksperimentet, så de på den måde oplever, at matematikken kan anvendes i praksis. Eleverne skal ligeledes kunne foretage enkle beregninger f.eks. i forbindelse med energiberegninger. 3) ud fra en naturfaglig tankegang arbejde eksperimentelt med faget. Eleverne skal kunne anvende forskellige eksperimentelle metoder på et enkelt niveau. Eleverne skal primært kunne anvende kogebogsopskrifter, men skal også afprøve metoder, hvor de selv har større indflydelse på arbejdet. 4) arbejde sikkerhedsmæssigt korrekt med udstyr og kemikalier. Eleverne skal kunne arbejde i laboratoriet eller i værkstedet på en sådan måde, at de tager højde for sikkerheden. Eleverne skal udvise gode arbejdsvaner med hensyn til anvendelse af udstyr og kemikalier i forbindelse med det eksperimentelle arbejde. De skal udvise agtpågivenhed overfor mulige risikomomenter. 5) søge, udvælge og anvende relevante naturfaglige informationer fra forskellige informationskilder, herunder it-baserede informationskilder 6) dokumentere og formidle resultater af sit arbejde med naturfaglige emner. Eleverne skal kunne søge relevante oplysninger om emner evt. via relevante websider eller i bogmateriale (databog, andre lærebøger, leksikon eller lignende). Eleverne skal kunne formidle resultaterne af de naturfaglige emner, som de arbejde med. De skal kunne udtrykke sig klart og forståeligt om emnerne. 16

17 Niveau E Eleven kan: 1) udvælge og anvende fysiske, kemiske begreber og modeller til at forklare centrale naturfaglige problemstillinger indenfor erhvervs- og samfundsmæssige områder Beskrivelse og eksempler Eleverne skal kunne anvende modeller som beskrivelsesmiddel i forhold til både faglige problemstillinger og problemstillinger af mere generel karakter, samt kunne anvende forskellige modeller i forbindelse med det eksperimentelle arbejde. Eleverne skal kunne anvende modeller til at forklare virkeligheden. F.eks. anvendelse af funktioner til beskrivelse af sammenhænge, modeller for stofkredsløb, reaktionsligninger til forklaring af forbrænding Eleverne skal kunne anvende naturfaglige begreber til at forstå og forklare problemstillinger af naturfaglig art, eksempelvis metallers reaktion ved bearbejdning, rengøringsmidlers farlighed eller forureningsproblematikker. 2) anvende matematiske udtryk og beregninger i sammenhæng med det naturfaglige arbejde Eleverne skal kunne anvende grafisk fremstilling i forbindelse med det eksperimentelle arbejde, eksempelvis beregne hældningskofficienter. Eleverne skal kunne anvende mere komplekse formler, eks til beregning af erstatningsmodstanden i en parallel modstandskobling, 3) arbejde eksperimentelt med faget gennem f.eks. forsøg, undersøgelse, eksperiment, observation eller iagttagelse Eleverne skal kunne anvende forskellige eksperimentelle metoder på et enkelt niveau, herunder naturvidenskabens hypotetisk deduktive metode, hvor hypoteser testes igennem eksperimenter. Eleverne skal kunne anvende kogebogsopskrifter, men skal også kunne anvende metoder hvor de selv har indflydelse på. Eleverne skal selv og samarbejde kunne formulere hypoteser om sammenhænge og teste disse ved indsamling af forsøgsresultater og anvendelse af matematiske beregninger. 4) forholde sig til naturfagenes betydning for den teknologiske udvikling og for dens påvirkning af mennesket, erhverv og samfund Eleverne skal kunne forklare eventuelle sammenhænge mellem en aktuel branche og den teknologiske udvikling, og hvordan det påvirker f.eks. hverdagen. Det kan f.eks. være begrundelser for at udstyre biler med katalysatorer, sammenhæng mellem forurening og energiforbrug, tilsætningsstoffer i fødevarer eller brug af forskellige emballagetyper. 5) arbejde sikkerhedsmæssigt korrekt med udstyr og kemikalier 6) søge, udvælge og anvende relevante naturfaglige informationer fra forskellige informationskilder Eleverne skal i laboratoriet eller værkstedet, vise opmærksomhed i forhold til sikkerheden og udvise gode arbejdsvaner. De skal kunne vurdere og agere i forhold til mulige risikomomenter, herunder kunne bortskaffe kemikalier på rigtig vis. Eleverne skal kunne søge, udvælge og anvende relevante oplysninger og tekster om valgte emner via anvendelse af relevante websider, eller via bogmateriale (databog, andre lærebøger, leksikon eller lignende). Eleverne skal kunne anvende oplysninger og tekster, fra f.eks. aviser, tidsskrifter og fagblade til perspektivering af naturfaglige problemstillinger. 7) anvende relevante it-værktøjer til f.eks. informationssøgning, beregninger og dokumentation 8) dokumentere og selvstændigt formidle resultater af arbejdet med naturfaglige emner. Eleverne skal kunne anvende it-værktøjer til beregninger (f.eks. excel og programmer til fremstilling af kurver og grafer) og til dokumentation, f.eks. i forbindelse med fremlæggelser. Eleverne skal kunne formidle emner af naturfaglig art. De skal kunne udtrykke sig klart og forståeligt om de naturfaglige emner, både skriftligt og mundtligt. Eleverne skal kunne udvælge og begrunde udvalgte naturfaglige emner til præsentation. 17