Danmarks Fysik- og Kemilærerforening
Fællesfaglige fokusområder Undervisningsmateriale

Brug rummet til den fælles prøve i naturfag

Af Mikkel Theiss Kristensen, astrofysiker, cand. scient., formidler Tycho Brahe Planetarium

Som bekendt for mange er der kommet en ny prøve i folkeskolen – den fælles prøve i naturfag (fysik/kemi, biologi og geografi). Der findes i dag mange vejledninger til undervisere om forberedelsen og afholdelsen af prøven, men det kan være svært at finde inspiration til konkrete forløb. I denne artikel vil der blive givet nogle eksempler på, hvordan astronomi og rumfart kan bruges til tværfaglige forløb.

Rummet som ramme

I disse år er der en stigende interesse for astronomi og rumfart, hjulpet godt på vej af den danske astronaut Andreas Mogensens tur til den Internationale Rumstation i efteråret 2015. Selv inden for mainstream medier, ser vi en stigende interesse. Hollywood har de seneste år produceret film som Interstellar og Gravity, der er nået ud til et meget bredt publikum. Astronomi og rumfart vækker en naturlig fascination i de fleste mennesker, børn som voksne, blandt andet fordi den stiller og søger svar på livets store spørgsmål.  Derfor er rummet en rigtig god ramme til brug for tværfaglige forløb.
Astronomi og rumfart er af natur tværfagligt. Skal man sende en mission til Mars, skal man kende til banebevægelser, kemien i brændstof og kontaminationsfare af jordorganismer fra ens fartøj. Man skal også have viden om landskabet, man skal undersøge og de processer, der kan have skabt det – og det er bare for at nævne nogle få elementer af en rummission.

 

Eksempler på rammefortællinger
En marsmission

Missioner til Mars kan antage mange skikkelser. Ved at lade eleverne udforme en marsmission selv, vil de komme til at berøre en masse tværfaglige emner. Ved at udføre en række modelforsøg kan eleverne udvikle deres modelleringskompetencer. De skal overveje, hvordan forholdsvis enkle forsøg kan videreføres til en rigtig marsmission.

Først er der spørgsmålet, om det skal være en bemandet eller ubemandet mission. En bemandet mission giver anledning til en diskussion om astronauters helbred i rummet – særligt mht. stråling og vægtløshed. Her er der rig mulighed for samspil mellem biologi og fysik/kemi. Hvad er stråling og hvordan påvirker det levende organismer, og hvordan får man sammensat en fyldestgørende menu til rejsen, er også spørgsmål, som kan tages op. Ubemandede missioner kan også bringe flere fag i spil – hvilke miljøer og økosystemer er der at finde på Mars, og hvordan sørger vi eventuelt for ikke at kontaminere dem med organismer fra Jorden?

Derefter kan man spørge sig selv, hvad det er, som skal undersøges. Det kan være en test af udstyr – kan vi lande vores fartøj sikkert, eller kan vi producere nok elektrisk energi til alle instrumenter ved hjælp af solenergi? Der ligger en masse forsøg og viden om kredsløb og energi i disse spørgsmål. Hensigten med en mission kan være at lede efter liv, og i så fald åbner der sig en helt ny palet af biologiemner. En række forskellige forsøg bliver også udført på en mission, og det giver anledning til at udføre lignende modelforsøg i fysik/kemi-lokalet. Det kan fx være at måle jordbundens pH-værdi eller solcellers effektivitet.

FK3 2017 2 1

Elevernes modelleringskompetencer kan også sideløbende komme i spil. Turen til Mars kræver, at man krydser den enorme afstand på millioner af kilometer mellem Jorden og Mars, men behøver det være Mars, man tager til? Her kan eleverne diskutere dette spørgsmål ud fra en modelpræsentation af solsystemet – hvilke andre planeter er der at besøge og hvordan adskiller de sig fra Mars? Her kan man bl.a. komme ind på andre planeters opbygning og sammensætning og få eleverne til at overveje hvordan modeller afviger fra virkeligheden.

Mars-forløb på Tycho Brahe Planetarium

Netop denne arbejdsmetode arbejder vi med inde på Tycho Brahe Planetarium i forløbet ”Missionen til Mars”. Erfaringerne fra dette forløb er, at lærere oplever en god tværfaglighed, og at alle fag kommer i spil. Eleverne arbejder undersøgelsesbaseret og tilrettelægger selv deres mission og hvilke ting, de vil undersøge. Forløbet er bygget op således, at eleverne får en kort introduktion til Mars med, hvad man undersøger deroppe nu og hvilke slags missioner, der findes. Efter det skal eleverne gruppevis udforme og designe en mission, hvor de skal bruge en række opstillede forsøg til at undersøge præmissen for deres mission. Det kan være, de vil undersøge, hvordan deres mission får strømelektrisk energi, og for at undersøge dette kan de undersøge  solcellers effekt.

Der er mellem 6-10 forsøg at give sig i kast med, men forsøgene skal passe til deres missionsformål. Inden de får lov til at arbejde videre med forsøgene skal de have godkendt deres mission af læreren eller underviseren, for de skal vise, at de har reflekteret over hvilke forsøg, som passer til deres missions formål. Herefter bliver de sluppet løs for at løse deres formulerede problemstilling. Forsøgene inkluderer bl.a. måling af pH-værdi af Mars-lignende jord med henblik på at undersøge, hvilke afgrøder man kan gro, robotprogrammering for at undersøge, hvordan man kører en robot og en station med forskellige stenprøver og miljøkort over Mars, hvor det er muligt at finde et godt landingssted.
Til sidst i forløbet præsenterer grupperne deres resultater, og der er mulighed for at diskutere og kommentere andre gruppers fundresultater. På den måde får eleverne bragt deres kommunikationskompetencer i spil samtidig med præsentationen er med til at konsolidere deres nye viden.

Turen til den internationale rumstation ISS/I kredsløb om Jorden

Rumfarten behøver ikke at tage eleverne ud på en tænkt og lang mission til en anden planet. Jordobservationer og bemandet rumfart til den internationale rumstation ISS kan også inspirere til en række tværfaglige problemstillinger.
I øjeblikket foregår alt bemandet rumfart til ISS, som er i kredsløb små 400 km over jordoverfladen. Af de mange forsøg som bliver udført deroppe kan nævnes: hvordan vægtløshed påvirker mennesker, planter og materialer-, test af ny rumfartsteknologi (blandt andet oppustelige beboelsesmoduler og brændstof) og observationer af ændringer af Jordens klima. Her kommer biologi i spil med krop og sundhed samt organismers opførsel i anderledes miljøer, fysik/kemi kan spille ind med de forskellige stofkredsløb samt Jordens opbygning, mens geografi kan tage emner som klima og demografi op.
Jordobservationer er et aktivt forskningsområde i øjeblikket, og der er flere og flere rumprogrammer med formål at kortlægge Jordens miljø- og klimaudvikling. Igen kan fysik/kemi bringes stofkredsløb på banen, men her er også mulighed for at gå i dybden med nogle mere tekniske emner i form af el-energiforsyning og energiproduktion på satellitten. Økosystemer er et område, som biologi kan bidrage med, og det taler lige ind i geografiemner som klima og demografi. Hvorfor vælger mennesker fx at bosætte sig ved floddeltaer, og hvilke konsekvenser har klimaændringer på vandstrømningerne og derved bosætterne?

Astronomi og rumfart behøver altså ikke at bruges som et emne i sig i undervisningen. Tværtimod får det lov til at komme fuldt til sin ret ved at bruges som ramme, for ved at få alle fag i spil, giver det et mere korrekt billede af, hvordan rumforskning fungerer.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.