Philip Kruse Jakobsen Silkeborg Gymnasium Kernestof på tværs. Fur, 2 3 marts 2009
Min grundlæggende tese Naturgeografis position i det nye gymnasium nødvendiggør at vi er meget bevidste og synlige omkring NG videnskabsteori og metode. Dels fordi reformen kræver det (eks. AT) men også for at positionere NG i forhold til de øvrige (NV) fag. Dette har konsekvenser for vores undervisning. Eksempelvis på den måde vi tænker praktiske undersøgelser og især eksperimentelt arbejde Vi skal ikke forsøge at lege dårlige fysikere.
Det metodisk særlige ved naturgeografi 1. Rummet rumlige mønstre C. S. Pierces abduktion 2. Idiografisk tilgang (den geografiske trekant) 3. Naturhistorisk metode
Abduktion...abduktion er det at se efter et mønster i et givet fænomen og forslå en hypotese herudfra. C. S. Peirce
Alfred Wegners originale tegning
Vi bruger oftest abduktion Earth science relies heavily on the abductive method of inferring unknown causes from known effects. As Peirce noted, Earth science differs significantly in this respect from experimental sciences such as physics and chemistry, where induction and deduction are the predominant methods Theory of Earth Science, Wolf von Engelhart og Jörg Zimmerman
Deduktion. Regel: Alle bønner fra denne pose er hvide. Case: Disse bønner er fra denne pose. Resultat: Disse bønner er hvide Induktion. Case: Disse bønner er (tilfældigt udvalgt) fra denne pose. Resultat: Disse bønner er hvide. Regl: Alle bønner I denne pose er hvide. Abduktion. Resultat: Disse bønner er (mærkeligt nok) hvide. Regel: Alle bønner i denne pose er hvide. Case: Disse bønner er fra denne pose.
Deduktion Regel: I miljøer uden ilt vil kul omdannes til diamant ved tryk over 55kbar og en temperatur over 1000 C Case: I et eksperiment blev kul udsat for et tryk på 80 kbar og en temperatur på 1200 C Resultat: I dette eksperiment vil der produceres diamanter.
Induktion Case: En række eksperimenter er blevet udført hvor kul uden ilt blev udsat for forskelligt tryk, men altid ved 1000 C Resultat: I alle eksperimenter hvor trykket var over 55kbar, og kun i disse, blev der dannet diamant. Regel: Der dannes diamant, hvis kul uden ilt udsættes for tryk på mere end 55 kbar og ved 1000 C.
Abduktion Resultat: Diamanter er blevet fundet i en vulkansk gang tæt på overfladen i Sydafrika Regel: Diamanter dannes kun ud fra kul eller kulholdige sedimenter når temperaturen når mindst 1000 C og trykket er mindst 55kbar. Case: I forbindelse med dannelsen af den vulkanske gang blev materiale bragt op til overfladen fra en dybde hvor trykket var mindst 55kbar og temperaturen mindst 1000 C.
Forløb m. naturhistorisk metode Formål: Forløbet har det helt overordnede formål at bevidstgøre eleverne om den naturhistoriske metode som en kilde til naturvidenskabelig erkendelse. Gennem eksemplarisk anvendelse af den naturhistoriske metode på det glacialmofologiske kernestof er formålet at vise den naturhistoriske metode som en nøgle til at forstå de 99% af Jordens historie som hovedsageligt kan undersøges gennem naturhistoriske principper. Derudover er det et væsentligt mål at vise hvorledes den naturhistoriske metode benyttes aktivt og er uvurderlig den dag i dag eks. i forbindelse med kampen om retten til ressourcerne i det Aktiske Ocean.
Den naturhistoriske metode (efter Jens Morten Hansen) Genkendelseskriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå tings og levende arters dannelsesmæssige slægtskab eller oprindelige sammenhæng. Kronologikriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå fortidige begivenheders rækkefølge og dermed skelne mellem forandringer og deres mulige årsager. Bevaringskriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå, om der mangler noget i den historie, som de to øvrige kriterier fortæller. Rekonstruktionsprincipperne, hvormed man ved hjælp af de ovennævnte rent strukturelle kriterier kan skrælle gradvist ældre begivenheder af den nuværende tilstand og derved erkende forudgående tilstande. Derved kan man komme frem til forståelse af en udgangstilstand og derpå modellere (rekonstruere) begivenhederne i retvendt orden, således at det giver forståelse af udviklingen frem til den nuværende tilstand. Superpositionsprincippet: sedimentære bjergarter aflejres vandret med nyeste øverst.
Stenos tegning fra 1667 af en kæmpehajs hoved og tænder. Ved sammenligning med fossile glossopetrae ( tungesten ), som mange steder kunne findes højt oppe i bjergene og langt fra havet, fastslog Steno sit første strukturelle princip (genkendelseskriteriet): Når et fast legeme ligner et andet fast legeme, ikke blot ved dets ydre form, men også ved de enkelte deles og smådelenes finere anordning, så er de to legemer dannet på samme måde og i samme omgivelser. Steno var endda klar over, at de mindste smådele (atomerne) kunne være udskiftet som følge af senere kemisk omdannelse. Det afgørende er, at strukturerne er ens. Genkendelseskriteriet er altså rent strukturelt.
Genkendelseskriteriet. Struktur/form til proces
Selv uden kemiske forskelle vidner forskelle i former om forskellige processer
En trænet geologs inddeling af et profil i Grønland Samme form samme dannelse forskellig form forskellig dannelse
Kronologikriteriet Hvad kom først? Skelne mellem forandringer og deres årsager. Eksempler på bjergarter. Eks. magmatisme_dk.swf
Bevarelseskritetiet unkonformitet Når noget er bevaret fortæller det os noget om tiden efter aflejringen Når noget mangler fortæller os også noget.
Hvad lægger I mærke til på nedenstående billede?
Dato Aktiviteter Lektier 03 09 2008 Introduktion til den naturhistoriske metode. Fritekst, Udrag fra artikel om -Øvelse med tolkning ud fra form. (topografisk Naturhistoriske metode af Jens klassifikation) Morten Hansen (kernestof) 05 09 2008 EKSKURSION PÅ CYKEL til grusgrav. -Øvelser med tegning/tolkning af profil -Øvelse med læsning og tolkning af kort på vejen derud. -Hvis tid også en øvelse med geologisk tid. Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 28 29, 2. udg., GOforlaget, Læs kun afsnittet "Aldersbestemmelse af fossiler og geologiske lag" samt figuren s 30 31 (kernestof) 08 09 2008 Efterbehandling af ekskursion. -Rentegning af profil. -Undersøgelse af evt. ledeblokke fra profil. -Øvelse med fluvial struktur på Mars i GIS Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 104 110. Fokus på fig.4.2. 4.4 og 4.5
Opgave: Klassificer ud fra den udleverede nøgle området ud fra højdekurverne. Bemærk kortet viser udelukkende form/struktur. Vi skal således forsøge at identificere former som er ens og former som er forskellige. Dette gør vi fordi man i henhold til kriterierne opstillet i den naturhistoriske metode kan hævde: At ting som er strukturelt ens må være dannet af samme processer mens områder som er strukturelt forskellige må være dannet af forskellige processer.
Klassifikation
Dato Aktiviteter Lektier 03 09 2008 Introduktion til Den naturhistoriske metode. Fritekst, Udrag fra artikel om -Øvelse med tolkning ud fra form. (topografisk Naturhistoriske metode af Jens klassifikation) Morten Hansen (kernestof) 05 09 2008 EKSKURSION PÅ CYKEL til grusgrav. -Øvelser med tegning/tolkning af profil -Øvelse med læsning og tolkning af kort på vejen derud. -Hvis tid også en øvelse med geologisk tid. Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 28 29, 2. udg., GOforlaget, Læs kun afsnittet "Aldersbestemmelse af fossiler og geologiske lag" samt figuren s 30 31 (kernestof) 08 09 2008 Efterbehandling af ekskursion. -Rentegning af profil. -Undersøgelse af evt. ledeblokke fra profil. -Øvelse med fluvial struktur på Mars i GIS Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 104 110. Fokus på fig.4.2. 4.4 og 4.5
Geologisk tid Cykel tidslinie 5410 m= 4560.000.000år 1m=843000 år
GEOLOGISK TIDSLINIE M. TOILETRULLE Eleverne skal i grupper undersøge en konkret æra som de får udstukket af mig. Der skal skrives en kort tekst til en hjemmeside. Og denne tekst skal danne grundlag for en spadseretur langs Jordens udviklingshistorie. Denne udføres i uge 39. Her kunne man så tage geologiske indikationer med eks fossiler. De skal bl.a. forholde sig til en række spørgmål: Hvor ligger DK på dette tidspunkt? Havniveau, dyr, planter, atmosfære, begivenheder,spor i dk? Hjemmesiden er for at vi kan fastholde sammenhængen mens toiletrullen er for at vi skal få en fysisk fornemmelse af at der har været rigtig lang tid! til rådighed når man skal tolke Jordens historie.
Dato Aktiviteter Lektier 03 09 2008 Introduktion til Den naturhistoriske metode. Fritekst, Udrag fra artikel om -Øvelse med tolkning ud fra form. (topografisk Naturhistoriske metode af Jens klassifikation) Morten Hansen (kernestof) 05 09 2008 EKSKURSION PÅ CYKEL til grusgrav. -Øvelser med tegning/tolkning af profil -Øvelse med læsning og tolkning af kort på vejen derud. -Hvis tid også en øvelse med geologisk tid. Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 28 29, 2. udg., GOforlaget, Læs kun afsnittet "Aldersbestemmelse af fossiler og geologiske lag" samt figuren s 30 31 (kernestof) 08 09 2008 Efterbehandling af ekskursion. -Rentegning af profil. -Undersøgelse af evt. ledeblokke fra profil. -Øvelse med fluvial struktur på Mars i GIS Bog Naturgeografi Jorden og mennesket, 104 110. Fokus på fig.4.2. 4.4 og 4.5
Rindende vand på Mars?
11-09-2008 Forberedelse ekskursion: Introduktion til glacialmorfologi Bog Naturgeografi - Jorden og -Tildeling af lokalitet til de enkelte grupper. Disse er valgt mennesket, 104-110. som eksemplariske landskabsmorfologiske strukturer. -Åbne div. Temaer i GIS fra området. Skabe overblik. 15-09-2008 Forberedelse ekskursion: Det glaciale landskab -arbejde med område. Bla. Konstruere 3d-højdemodel i GIS Bog Naturgeografi - Jorden og mennesket, 113-124. Hav fokus på dit eget landskabselement. Bemærk samme lektie til næste gang 17-09-2008 Forberedelse ekskursion, -arbejde med område. Fokus på hvad skal vi undersøge/indsamle på lokaliteten? -Sluttelig en diskussion af kort over Danmarks prækvartære overflade. Bog Naturgeografi - Jorden og mennesket, 113-124. Hav fokus på dit eget landskabselement. Bemærk samme lektie til næste gang 18-09-2008 HELDAGSEKSKURSION 22-09-2008 Efterbehandling af ekskursion Behandling af indsamlet materiale. Rapportskrivning. 1) Bog Naturgeografi - Jorden og Skriv en dannelsesmodel for landskabselementet mennesket, 111-113. 2) Hvilke metoder og iagttagelser har du anvendt. (husk de Animation af sidste istid. fire elementer i den naturhistoriske metode)
HELDAGSEKSKURSION HELDAGSEKSKURSION
Forberedelse af ekskursion DEL 1: LANDSKABSANALYSE (Dette punkt skal være lavet inden ekskursionen) Du skal analysere gruppens punkt (landskabselement) mht. følgende punkter: Hvilken landskabsform er der grundlæggende tale om (dal, flade, bakke etc.) Hvilke processer har været ansvarlige for dannelsen Erdertegnpåmere end én proces Kan du identificere flere forskellige hændelser (eks. sedimentation efterfulgt af erosion) Kan du få øje på en kronologi altså hvad der skete før hvad Er der sket afgørende ændringer i landskabet siden istidens afslutning? (denne kan i også forsøge at undersøge på stedet) Hvilke aspekter af den naturhistoriske metode har du anvendt og hvordan? Din besvarelse skal suppleres af et 3D kort.
11-09-2008 Forberedelse ekskursion: Introduktion til glacialmorfologi Bog Naturgeografi - Jorden og -Tildeling af lokalitet til de enkelte grupper. Disse er valgt mennesket, 104-110. som eksemplariske landskabsmorfologiske strukturer. -Åbne div. Temaer i GIS fra området. Skabe overblik. 15-09-2008 Forberedelse ekskursion: Det glaciale landskab -arbejde med område. Bla. Konstruere 3d-højdemodel i GIS Bog Naturgeografi - Jorden og mennesket, 113-124. Hav fokus på dit eget landskabselement. Bemærk samme lektie til næste gang 17-09-2008 Forberedelse ekskursion, -arbejde med område. Fokus på hvad skal vi undersøge/indsamle på lokaliteten? -Sluttelig en diskussion af kort over Danmarks prækvartære overflade. Bog Naturgeografi - Jorden og mennesket, 113-124. Hav fokus på dit eget landskabselement. Bemærk samme lektie til næste gang 18-09-2008 HELDAGSEKSKURSION 22-09-2008 Efterbehandling af ekskursion Behandling af indsamlet materiale. Rapportskrivning. 1) Bog Naturgeografi - Jorden og Skriv en dannelsesmodel for landskabselementet mennesket, 111-113. 2) Hvilke metoder og iagttagelser har du anvendt. (husk de Animation af sidste istid. fire elementer i den naturhistoriske metode)
Først tur til Dansand
Hvad er der sket her?
Profiltegning
DEL2: Profilet fra Grusgraven hos DANSAND Her skal I optegne profilet fra grusgraven. Eksempel på profiltegning ses til højre (det er ikke fra den grusgrav). I kan supplere jeres tegning med et fotografi, men der skal også være en håndtegnet profiltegning.
Om profiltegningen: En sådan profiltegning er faktisk en tolkning. Når man inddeler profilet i en række enheder udnytter man netop genkendelseskriteriet. Dette bruges til at identificere områder som formmæssigt fremtræder ens fra områder som formmæssigt fremtræder forskelligt. Dette er en form for klassificering som vi også har prøvet det med satellitbilleder. Vi kan med genkendelseskriteriet også forsøge at sige noget om hvilke processer der er ansvarlige for de enkelte fremtrædelsesformer. Er det rindende vand? Er det is? Løb vandet hurtigt eller langsomt etc. Man skal forsøge at vælge en passende signatur for de enkelte enheder. Undersøg om der ud fra jeres optegning af profilet eller jeres fotos er spor som gør at I kan benytte bevaringskriteriet. (se efter steder hvor der er tegn på at noget er fjernet mens andet er blevet bevaret der er eksempler på dette i profilet.) Kan I ud fra profilet sige noget om kronologien. Har der været flere uafhængige begivenheder og i givet fald hvad kom først?
En moderne grusgrav
Eleverne fremlægger på de enkelte lokaliteter
Elevbesvarelse:
Det videre forløb Den naturhistoriske metode er inddraget i et senere forløb om olie. Mange elever har valgt at skrive AT synopsis i NG pga. metode
Konklusion Kernestof på tværs mere metodebevidsthed Abduktion Naturhistorisk metode