Fænomenale apparater. et IBSE-forløb for mellemtrinnet i samarbejde med EUD

Transkript

1 Fænomenale apparater et IBSE-forløb for mellemtrinnet i samarbejde med EUD

2 Processen Eleverne Materialer Afdække elevernes viden om tryk; el og magnetisme samt pumper og ventiler Sæt scenen: Science fair for yngre klasser Udvælgelse af arbejdsspørgsmål og formulering af hypotese Udvælgelse af metode til fastholdelse af elevernes ideer og hypoteser. Send modeller til EUD. Udvælgelse af metode til fastholdelse af Processen. Stiller åbne spørgsmål til processen Stilladserer elevernes dataindsamling Stilladserer at eleverne finder mønstre og sammenhænge Arbejder med grubletegninger Stiller spørgsmål om og undersøger tryk; el og magnetisme samt pumper og ventiler Laver en arbejdstegning og/eller model med afsæt i viden om fænomenerne. Dette formidles på klassen. Konstruerer fænomenale apparater på EUD Eleverne tester de byggede apparater og opsamler data Eleverne systematiserer data Grubletegninger Beskrivelse af science fair samt mulige apparater Kilder om fænomenerne (bøger, netkilder, besøg på uformelle læringsmiljøer) Tegnematerialer, papir, pap, sakse, hobbyknive, malertape mm. Materialeforslag sendes til EUD inden besøg. Kameraer, logbøger mm. Logbøger, kamera, forsk. måleapparater mm. Elevproducerede registreringsskemaer, fotos, video mm. Støtte eleverne i udvælgelse af kilder til fortolkning af data Facilitere valideringen / det kildekritiske perspektiv Eleverne fortolker de systematiserede data og laver evt. modeller Eleverne drager konklusioner og sammenholder disse med hypoteserne Elevproducerede registreringsskemaer, fotos mm. Kilder om fænomenerne (bøger, netkilder, ressourcepersoner) Udvælgelse af formidlingsform og evt. målgruppe Eleverne formidler deres færdige apparat (brugsvejledning, instruktionsvideo, datamateriale mm.) Plancher, fænomenale apparater, fotos, modeller, video, manualer, mm.

3 OPSTARTSFASE Fagligt fokus I dette forløb arbejdes med tre overordnede begrebsområder: El og magnetisme (induktion, transformation, elektromagnetisme) Pumper og ventiler (kugleventil, fjederventil, kontraventil) Tryk og temperatur (overtryk, undertryk, bar, køleteknik) Eleverne inspireres til at arbejde med overstående begrebsområder og omsætte deres viden til fænomenale apparater. Se en beskrivelse af kompetenceområderne under bilag. Afdækning af elevernes forforståelse For at afdække elevernes eksisterende viden og færdigheder bruges tre grubletegninger. Her kan eleverne, på klassen eller i små grupper, diskutere hvad de forstår ved disse begreber. Dette kan danne grundlag for lærerens videre planlægning og kan med fordel laves nogle uger før forløbsopstart. Derved kan forløbet tilpasses til elevernes eksisterende viden og færdigheder. Sæt scenen Scenen sættes ved, at der skal være en Science fair på skolen for de yngre klasser. Jeres skoleleder kommer i klassen og fortæller, at lige Jeres klasse er blevet udvalgt til skulle bygge nogle fænomenale apparater, så de yngre elever på skolen kan undersøge forskellige fysiske fænomener ved hjælp af disse apparater. De overordnede fysiske begreber er: el, magnetisme, pumper, ventiler, tryk og temperatur. Endvidere fortæller skolelederen, at klassen skal bygge apparaterne på den lokale erhvervsskole, hvor man har de rigtige faciliteter til at bygge sådanne fænomenale apparater. Udvælgelse af arbejdsspørgsmål Hvilket begreb/begreber skal eleveres fænomenale apparater arbejde med? I denne fase kunne dine elever stille spørgsmål som hvad kan man bruge en ventil til?, Hvordan virker den?, Hvordan kan vi lave et apparat, hvor ventiler er i fokus?. Du skal her være opmærksom på, at dine elever arbejder med områder

4 de ikke ved eller har erfaringer med i forvejen. Arbejdet med emnet skal gerne lede til ny indsigt og færdigheder og ikke kun bekræfte eksisterede viden og færdigheder. Vi skal have dem til at undre sig over ting, de ikke rigtig ved eller kan. Vi vil gerne, at eleverne bliver lidt som Pippi det har jeg ikke prøvet før, så det kan jeg sikkert godt. I denne fase er det en god ide at have materialer klar, som eleverne kan undersøge. Endvidere vil det også i denne fase være hensigtsmæssigt at undersøge internettet for ideer til deres fænomenale apparater. Hvordan har andre arbejdet med at fremstille en maskine, som eksempelvis viser noget om elektromagnetisme. Har man mulighed for det, kan det være inspirerende at besøge et uformelt læringsmiljø som Univers på Als, Eksperimentariet i København eller Phäenomenta i Flensburg eller lignende i nærheden af skolen eller i forbindelse med et lejrskoleophold. Hypotesedannelse Så er eleverne parate til at brainstorme på hvilke hypoteser, der meningsfyldt kan opstilles. I dette forløb skal eleverne fremstille et apparat, der kan demonstrere, hvad man eksempelvis kan bruge ventiler til. Ventilen er i fokus og bliver den uundværlige del af apparatet. Her er det nødvendigt, at eleverne arbejder med at fremstille en skitse med deres ideer, og det bliver den skitse med en beskrivelse af hvad apparatet skal kunne og hvordan det skal virke, som bliver deres hypotese/apparat ide. Herefter skal eleverne overveje deres valg af materialer: Er træ, metal, plast eller måske en kombination af forskellige materialer det mest velegnede? Overvej hvordan eleverne fastholder holder deres arbejde og diskussioner gennem hele processen (se Logbog for fænomenale apparater under bilag). Diskussion af undersøgelsesdesign Med hypotesen, altså deres beskrivende skitse, i hus er eleverne parate til det sidste trin i opstartsfasen - at diskutere undersøgelsesdesignet med læreren. Kan det lade sig gøre at fremstille det ønskede apparat? Det er her nødvendigt, at eleverne på baggrund af deres hypotese og fremlæggelse af denne tegner en ny og mere præcis skitse, hvor nye ideer og respons fra de andre elever og læreren er indtænkt. ARBEJDSFASE Undersøgelse / eksperimenter Nu skal eleverne i gang med at konstruere deres apparat på EUD. Her skal du overveje, hvordan du vil fastholde eleverne i deres arbejdsproces. Stil gerne åbne spørgsmål til konstruktionsprocessen, som understøtter elevernes observationer og refleksioner undervejs. Her følger et link til forskellige metoder til denne fase:

5 Eleverne er i gang med at bygge deres apparater med hjælp fra EUD-eleverne Systematisering og bearbejdning af data Hjemvendt til skolen, med deres apparat under armen, skal eleverne i gang med at teste hvad apparatet kan. Det er også vigtigt at få snakket med grupperne om hvad og hvordan gruppen kan få data ud af apparatet. Et eksempel kunne være: hvordan måler vi, hvor meget strøm vores apparat genererer og hvad vil det kunne drive? eller hvor langt kan vores rørpost sende?, er der forskel på hvilket materiale vi sender? osv. Det er vigtigt, at du her hjælper eleverne med at stilladsere deres systematiske dataindsamling for eksempel med logbøger, billeder, registreringsskemaer mm. til efterfølgende fortolkning af data. Justering af rørpost Fortolkning af data Når undersøgelserne er afsluttet, er det tid til at eleverne systematiserer og bearbejder deres indsamlede data. Her er det din rolle at støtte eleverne i arbejdet med at finde mønstre og sammenhænge. Side om side med eleverne går I nysgerrigt på opdagelse i det indsamlede materiale. Stemmer hypoteser og data overens? Man kunne her arbejde med en slags apparat specifikation : Hvad kan produktet? Hvor meget strøm / tryk / hastighed mm. kan det generere? Tag gerne billeder og videoer af de forskellige apparater i anvendelse.

6 OPSAMLINGSFASE Konklusion I denne fase skal eleverne nu trække linjer tilbage til hypoteserne og deres arbejdsskitse. Hvad har de lært og var det muligt at fremstille apparatet eller hvilke ændringer er der blevet lavet. Endvidere skal eleverne forholde sig til den teori de har bearbejde i forbindelse med udarbejdelse af deres apparat. Hvordan kan man anvende apparatet til at belyse det begreb eleverne ville bearbejde. Man kan have bøger, links, små videosekvenser der kan understøtte teorien bag, som deres apparat demonstrerer. Formidling og perspektivering Nu skal elevernes fænomenale apparater præsenteres på Science fair for den valgte målgruppe. Man kunne med fordel invitere forældre til at deltage i denne event. Eleverne skal således være opmærksom på, at der i dette tilfælde er to målgrupper både børn og voksne. Et andet vigtigt aspekt er, at det fænomenale apparat arbejder med et overordnede begreb som i præsentationen skal komme tydeligt frem, således at det ikke kun bliver en formidling af, hvordan deres fænomenale apparater virker. Formidling for forældre eller venskabsklasse

7 BILAG I forløbet arbejdes med udvikling af følgende kompetencer Undersøgelseskompetence - Eleven kan gennemføre undersøgelser af energiformer - Eleven har viden om energiformer - Eleven kan udvikle enkle produkter - Eleven har viden om udvikling og vurdering af produkter Modelleringskompetence - Eleven kan anvende sammensatte modeller til at beskrive processer - Eleven har viden om sammensatte modeller - Eleven kan diskutere enkle modellers egnethed - Eleven har viden om muligheder og begrænsninger ved modeller Perspektiveringskompetence - Eleven kan beskrive natur og teknologis anvendelse i samfundet - Eleven har viden om natur og teknologis anvendelse i samfundet Kommunikationskompetence - Eleven kan mundtligt og skriftligt udtrykke sig med brug af naturfaglige og teknologiske fagord og begreber - Eleven har viden om naturfaglige og teknologiske fagord og begreber Materialeliste El og magnetisme Magneter, spoler, batterier, strømforsyning, ledninger, krokodillenæb, galvanometre, søm, voltmetre, lakeret kobbertråd, elektrikerrør, jernkerner, gaffatape Pumper og ventiler Cykelventiler, cykelslager, bilventiler, cykelpumper, badebolde, tragte, spande, bolde og kugler og forskellig størrelse og flydeevne, vand Tryk og temperatur Syltetøjs- og rødbedeglas, manometre (-1 til +1 bars overtryk), termometre, slange, slangestudse, koniske gummepropper, pakninger, møtrikker, søjleboremaskine med 13 mm bor, flødeboller, balloner, husholdningssprit, stinkskab eller udsugning

8 Logbog for Fænomenale Apparater 1. Trin: Problem Hvad er jeres første tanker om jeres fænomenale apparat? 2. trin: Viden Hvad ved I om teknikken bag jeres apparat? Hvor kan I finde flere oplysninger? 3. trin: Hypotese Hvordan mener I, at I kan lave jeres apparat? I skal beskrive hvordan I tror den kan fungere og I skal lave en arbejdstegning af hvordan den skal bygges. 4. trin: undersøgelse/ eksperiment Hvordan har I bygget apparat? Synes I at jeres maskine virker tilfredsstillende, eller er der noget der skal gøres bedre? Hvad kan gøres bedre? 5. trin: Diskussion Hvordan virkede jeres apparat? Hvilke data kan I få ud af apparatet? 6. trin: Systematisering Hvad viser jeres data? 7. trin: Hypotesen forkastes Selvom jeres apparat fungerer, kan der stadig være noget der skal gøres bedre.

9 8. trin: Hypotesen bekræftes Når alting er gennemprøvet og I (og lærerne) synes at alt er som det skal være, er I klar til at præsentere jeres apparat.

10

11

12