9789147911912

Frank 1

Lärarhandledning

Gunnar Björndahl Robert Obing Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

1

Innehåll Introduktion Kommentarer - Block 1 Laborationer och övningar - Block 1 Kommentarer - Block 2 Laborationer och övningar - Block 2 Kommentarer - Block 3 Laborationer och övningar - Block 3 Kommentarer - Block 4 Laborationer och övningar - Block 4 Kommentarer - Block 5 Övningar - Block 5 Svar på frågorna ur läroboken Materialet motsvarar ca 200 A4-sidor.

All text får kopieras på den skola som köpt in lärarhandledningen.

Texterna finns som pdf-filer och/eller Word-filer, det sistnämnda för att du som lärare ska kunna anpassa laborationerna till dina elever och förhållandena på din skola.

ISBN 978-91-47-91191-2 ©2012 Gunnar Björndahl, Robert Obing och Liber AB Redaktör: Thomas Aidehag Formgivare: Lotta Rennéus

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

2

Frank 1 Naturkunskap

Introduktion till lärarhandledningen Lärarhandledningens indelning Den här lärarhandledningen hör till de två böckerna Frank Blå Naturkunskap 1a1 (47-08538-5) och Frank Gul Naturkunskap 1b (47-08539-2). Den är uppdelad på de områden som kurserna innehåller, i olika mappar enligt nedanstående: Block 1: Det naturvetenskapliga arbetssättet (gemensam) Block 2: Celler, gener och gen-etik (endast Frank Gul Nk 1b) Block 3: Energi, naturresurser och hållbar utveckling (gemensam) Block 4: Livsstil och hälsa (endast Frank Gul Nk 1b) Block 5: Sex och relationer (gemensam) Svar på frågorna i böckerna

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

3

Ämnets syfte Kurserna Naturkunskap 1a1 samt 1b, för yrkesprogram respektive studieförberedande program i gymnasieskolan enligt Gy2011, är i princip en arvtagare till både kurserna i naturkunskap för samhällsvetare m.fl. från 1960-talet, och Naturkunskap A som kärnämneskurs för alla gymnasieprogram sedan Lpf 94. Syftet är alltså både att ge en allmän orientering om naturvetenskap till personer som (troligtvis) inte direkt har för avsikt att arbeta inom dessa sektorer senare i livet, och att tillämpa den naturvetenskapliga kunskapen på frågor som rör miljö- och resursproblem samt den egna kroppen och hälsan.

Eftersom mänsklighetens samlade kunskap inom de här områdena i stort sett är ett resultat av det naturvetenskapliga arbetssättet, så måste även det tas upp.

I alla fall de elever som läser kursen Naturkunskap 1b torde vara intresserade av samhällsfrågor, och då är det förstås även på sin plats att ta upp naturvetenskapen som ett samhälleligt fenomen mer ingående.

Det centrala innehållet i ämnesplanen De teoretiska kunskaper som eleverna förväntas ha efter en avslutad kurs finns angivet i det centrala innehållet i ämnesplanen. Så här skriver Skolverket om Naturkunskap 1a1: Undervisningen i kursen ska behandla följande centrala innehåll: •

Frågor om hållbar utveckling: energi, klimat och ekosystempåverkan. Ekosystemtjänster, resursutnyttjande och ekosystemens bärkraft.

•

Olika aspekter på hållbar utveckling, till exempel vad gäller konsumtion, resursfördelning, mänskliga rättigheter och jämställdhet.

•

Naturvetenskapliga aspekter på, reflektion över och diskussion kring normer, rörande människans sexualitet, lust, relationer och sexuella hälsa.

•

Naturvetenskapliga arbetsmetoder, till exempel observationer, klassificering, mätningar och experiment samt etiska förhållningssätt kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet.

•

Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att undersöka naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning.

•

Hur naturvetenskap kan granskas kritiskt samt hur ett naturvetenskapligt förhållningssätt kan användas för att kritiskt pröva ovetenskapligt grundade påståenden.

Så här skriver Skolverket om Naturkunskap 1b: Undervisningen i kursen ska behandla följande centrala innehåll: •

Frågor om hållbar utveckling: energi, klimat och ekosystempåverkan. Ekosystemtjänster, resursutnyttjande och ekosystemens bärkraft.

•

Olika aspekter på hållbar utveckling, till exempel vad gäller konsumtion, resursfördelning, mänskliga rättigheter och jämställdhet.

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

4

•

Samband mellan individens hälsa, dagliga vanor och livsstilar i samhället, till exempel i fråga om träning, kost, droger, konsumtion och påverkan på miljön. Hur naturvetenskap kan användas som utgångspunkt vid kritisk granskning av budskap och normer i medierna.

•

Naturvetenskapliga aspekter på, reflektion över och diskussion kring normer, rörande människans sexualitet, lust, relationer och sexuella hälsa.

•

Evolutionära aspekter och etiska perspektiv på bioteknikens möjligheter och konsekvenser för mänsklighetens utveckling och för biologisk mångfald. Cellen och livets minsta delar som utgångspunkt för diskussioner om till exempel genteknik och andra aktuella forskningsområden.

•

Naturvetenskapliga arbetsmetoder, till exempel observationer, klassificering, mätningar och experiment samt etiska förhållningssätt kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet.

•

Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att undersöka naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning.

•

Hur naturvetenskap kan granskas kritiskt samt hur ett naturvetenskapligt förhållningssätt kan användas för att kritisk pröva ovetenskapligt grundade påståenden.

Möjliga svårigheter för eleverna Allmänt kan man väl säga att elever som läser Naturkunskap 1a1 eller 1b kan ha varierande positiv eller negativ inställning till olika naturvetenskapliga ämnen. Men att de inte valt NAeller TE-programmet behöver inte vara liktydigt med att de är ointresserade av alla delar av kursen i naturkunskap.

Inom alla de sektorer av naturvetenskap som ingår i kursen konfronteras man också med att eleverna får information från en mängd olika håll, och att allting kanske inte är lika vederhäftigt eller vetenskapligt underbyggt. Särskilt det första blocket, om det naturvetenskapliga arbetssättet, kan förhoppningsvis ge eleverna större möjligheter att kritiskt granska påståenden som dyker upp i media och den allmänna debatten.

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

5

block 1

Det naturvetenskapliga arbetssättet Kommentarer

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

6

Inledning I böckerna omfattas detta i kapitel 1, Vetenskapens långa resa (Frank Blå Nk 1a1) och s. 24-25 i kapitel 2, samt i block 1, Naturvetenskap – ett sätt att tänka (Frank Gul Nk 1b).

Här kanske man måste betona vad som kännetecknar vetenskap jämfört med olika lösa icke-vetenskapliga påståenden. Precis som i andra sammanhang gäller det också här – kanske särskilt tydligt – att man som lärare måste ha ett mycket bredare perspektiv än vad eleverna behöver behärska. Sett i samhället i stort är det ju också så, att naturvetenskapen i vissa fall är omstridd, och att det ofta uppstår missförstånd. Bland annat politiker och journalister verkar gärna vilja se allting, även naturvetenskapliga teorier, som ”förhandlingsbara”. Ett tydligt exempel är klimatfrågan. Alla debattörer som av någon orsak ställer sig avvisande till de mer etablerade uppfattningarna om global uppvärmning får därför stor uppmärksamhet, oavsett om de kanske bara utgör någon procent av de personer som på ett kompetent sätt uttalar sig i frågan. Många journalister är givetvis också medvetna om det här dilemmat.

Vad används naturvetenskapen till?

Naturvetenskapen används alltså både till att lösa praktiska problem och till att vidga vår kunskap om omvärlden. Den senare aspekten berör också olika sätt att forma en individs totala livsåskådning. Problemet är hur man ska balansera mellan i synnerhet vetenskap och religion. Det är särskilt svårt att diskutera evolutionen, då man rör sig i helt olika ”sfärer” eller ”paradigm”. Eftersom evolutionsteorin är en del av den biologiska vetenskapen är den ständigt under kritisk granskning, och som en följd av det, också i ständig förändring. Däremot förändras inte religiösa ståndpunkter på det viset – även om religion som samhälleligt fenomen också förändras under årens lopp. Det blir hur som helst konstigt att påstå att en person ”tror på evolutionen”, i meningen att det är fråga om någon form av religion.

Som mer utvecklas nedan anser heller inte alla att de praktiska landvinningarna av naturvetenskaplig forskning alltid har varit till fördel för mänskligheten.

Det naturvetenskapliga arbetssättet Här bör man reda ut hur man skiljer på vetenskap och icke-vetenskap, och hur man bör göra för att grunda sina påståenden på vetenskapliga undersökningar.

Det gäller också att få eleverna att förstå ”gången” med hypotesprövning. Som lärare bör man dock ha klart för sig, att alla filosofer/vetenskapsteoretiker inte håller med om att den här ”idealbilden” av vetenskapligt arbete är den som alltid tillämpas.

Teorier och modeller – hur används begreppen?

Dessvärre är båda orden missbrukade och använda i en mängd olika sammanhang. Ordet ”teori” bör alltså inte, som i vardagsspråket, betyda ”lösliga spekulationer”, utan i stället ”den bästa förklarande sammanfattningen vi för närvarande har”. ”Modell” är lite mer svårdefinierat. Om man använder modellbegreppet strikt så innebär det också att vi har att göra med den bästa möjliga förklarande sammanfattningen,

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

7

men att man tydligare än med begreppet teori inser att det inte är fråga om hela sanningen.

Inom undervisning måste man förstås också tillämpa enklare modeller och metaforer/ liknelser.

Det kan kännas konstigt att man ibland måste förenkla så mycket att man kan riskera att befästa en alltför förenklad bild/modell av ett fenomen. Det händer att gamla gymnasieelever som träffar sin lärare efter högskolestudier tolkar problemet som ”det du sa var ju inte sant!”

Orsakssamband och försiktighetsprincipen Tillämpningar av de här diskussionerna finner man förstås både inom”miljö” och beträffande hälsa och sjukdom, inbegripet livsstil.

Det som är viktigt för eleverna, är att förstå att samband bl.a. inom sektorn hälsa och sjukdom är statistiska. Alla storrökare får inte lungcancer. Men ingen skulle väl låta bli att vara försiktig med motiveringen ”Jag hör nog till de 1 % som inte kan smittas av hiv” – så den statiska sannolikheten spelar stor roll för våra beslut och handlingar.

Det är också viktigt att eleverna förstår att forskning inte alltid är perfekt. Orsaken är förstås att även forskning är en mänsklig verksamhet, och att vi som mänskliga individer oftast är långt ifrån perfekta. Om man bortser från medvetet fusk så finns också fall när man är så äregirig och karriärsugen att man arbetar med fenomen som efter hand visar sig bero på feluppfattningar. Principen att man offentligt redovisar hur forskningsarbetet har gått till samtidigt med resultaten är förhoppningsvis en garanti mot att det går alltför mycket på tok.

En ytterligare svårighet är att forskare som i princip studerar samma fenomen kan ha fått sin träning i olika intellektuella miljöer, och därför lever och arbetar i olika paradigm. Då kan man både lägga upp undersökningarna och tolka resultaten på helt olika sätt. Ett känsligt område är beteendestudier – särskilt när man tillämpar resultaten på människan.

Här är risken att det man uppfattar som ”forskningsresultat” både bygger på den ideologi man omfattar och att resultaten i sin tur används för ”ideologiproduktion”.

Etik och forskning De etiska aspekterna rör förstås både vilka problemställningar man ägnar sig åt, hur själva forskningsarbetet bedrivs, och hur resultaten används. Ofta definieras etik som läran om vad som är rätt och fel, och moral som hur man praktiskt tillämpar de etiska principerna. Det kan givetvis hända att olika etiska principer kolliderar. En tydlig konflikt är när man inom forskning använder försöksdjur, som orsakas lidande, för att minska mänskligt lidande!

M.K. Gandhi, ekosoferna, bl.a. med Arne Naess i Norge, och andra kritiker av ”det etablerade vetenskaps- och teknologi-idealet” har menat att det inte är säkert att alla våra tekniska landvinningar, grundade på naturvetenskaplig kunskap, verkligen har gynnat mänskligheten som helhet.

Etiska aspekter kommer ofta upp när det gäller miljö- och resursfrågor samt inom gentekniken (bara i Frank Gul Nk 1b). Beträffande genteknik bör man även lyfta fram

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

8

block 1

Det naturvetenskapliga arbetssättet Laborationer och övningar

Innehåll Att skriva laborationsrapport

s. 2

Den magiska kannan

s. 3

Gråsuggans nischer

s. 5

Jag ska på resa

s. 7

Laborationer kring materia

s. 8

Mätningar och spridningsmått

s. 10

Odlingsförsök med krasse

s. 11

Svarta lådan

s. 13

Varför stämmer horoskop

s. 15

Vattenbalans - formulera och testa hypoteser

s. 18

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

9

block 2

Celler, gener och gen-etik Kommentarer

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB Frank 1 © Författarna och Liber AB

Får kopieras Får kopieras

1

10

Inledning (Frank Gul s. 36–69) Här bör man ta upp bara så mycket av cellbiologi att eleverna förstår både genetik och senare ekologi, biologisk mångfald och miljöfrågor. Då bör de även ha viss kunskap om viktiga biomolekyler.

Cellens liv Det är viktigt att eleverna får klart för sig, att alla levande organismer har cellen som grundenhet – det som ibland kallas cellteorin – och att nya celler endast bildas ur gamla celler; oftast med hjälp av delning, men också genom sammansmältning, dvs. befruktning. Viktigt både för molekylär genetik och klassisk genetik är uppbyggnaden av prokaryota celler respektive eukaryota djur- och växtceller. Det är även lämpligt att ta upp rollerna för de viktigaste organellerna, samt principen för cellernas ämnesomsättning.

I det här sammanhanget bör man också ta upp en del om olika typer av mikroskop samt hur man arbetar med ljusmikroskop.

Grundläggande genetik Grunderna i genetik bör vara intressanta både för att förstå sig själv och hur det biologiska arvet fungerar i allmänhet, och för att förstå principerna både med växt- och djurförädling och med användning av GMO. Som lärare bör du därför ge dels en allmän orientering om genetik, dels sådana kunskaper att eleverna därefter kan förstå olika resonemang som berör genteknik.

Bland det mest centrala är kopplingen mellan gener och egenskaper, då från DNA ® RNA ® protein ® resultat i cellen, och hur man kom fram till denna ”dogm” (teori).

Som alltid gäller det att se till väsentligheter och inte låta annat skymma alltför mycket.

Genetiken kan ju delas upp i molekylär och klassisk, och de olika inriktningarna kan även kallas ”cellens genetik” resp. ”individens genetik”.

Många biologer/didaktiker intresserar sig mycket för hur undervisningen i genetikavsnitten kan bedrivas. Här finns olika åsikter, och motsättningarna kan bl.a. annat förklaras av olika syn på hur pass detaljerade förklaringsmodeller man ska använda sig av. Sådana problem har man med begreppet ”gen”, men även med DNAmolekylen, kromatider, kromosomer och kromatin i cellkärnan. En speciell fråga är huruvida man ska betrakta DNA-dubbelspiralen som en eller två molekyler – det är ju enbart vätebindningar mellan kedjorna, inte några kovalenta bindningar.

Ofta inser man också, att om man tillämpar alltför strikt vetenskaplig stringens, så gör man faktaområdet svårgripbart för många elever. Det gäller särskilt för elever med måttligt stora bakgrundskunskaper.

MÖJLIGA SVÅRIGHETER FÖR ELEVERNA Problemet, åtminstone för en del elever, är att det kan bli för mycket av olika lösryckta fakta på en gång. Det gäller att verkligen ha en ”klar linje” i sin framställning och att börja med enkla och tydliga principer.

Frank 1 ©1 Författarna och Liber AB Frank Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

FårFår kopieras kopieras

2 11

block 2

Celler, gener och gen-etik Laborationer och övningar

Innehåll Celler i mikroskop

s. 2

DNA ur kiwi

s. 7

Isolering av DNA från lök

s. 8

Kvantitativa egenskaper i naturen

s. 12

Mikroskopstudier av kromosomer

s. 13

Modellförsök i klassisk genetik

s. 16

Studie av alleler hos majs

s. 20

Frank 1 © Författarna och Liber AB Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras Får kopieras

1 12

block 3

Energi, naturresurser och hållbar utveckling Laborationer och övningar

Innehåll Avgasers reaktion med vatten

s. 2

Ekologiskt fotavtryck

s. 4

Ekosystem i balans

s. 6

Energifrågor

s. 9

Energiomvandlingar

s. 10

Hur mycket energi kommer från solen?

s. 13

Hur neutraliserar du en sur sjö

s. 15

Miljöpolitiska debatter

s. 16

Mitt hus

s. 18

Omvandling av ljusenergi till värme och vatten

s. 20

Solens strålar ger oss liv

s. 21

Vi testar verkningsgraden hos några apparater

s. 23

Frank Författarna och Liber AB Frank1 1©Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får Fårkopieras kopieras

1 13

Block 3

Hel-/halvklass halvkklass

Tidsåtgång Beroende på elevernas laborationsvana tar laborationen 80–100 minuter.

Riskbedömning Vid förbränning av svavel bildas retande gaser

Avgasers reaktion med vatten När vi eldar ved, bensin eller sopor bildas olika kemiska föreningar (främst koldioxid men även andra föreningar) vid reaktionen mellan syre och det brännbara ämnet. När de här föreningarna kommer ut i atmosfären löser de sig i molnens vatten och faller sedan som nederbörd.

Syfte Att undersöka hur de bildade gaserna påverkar vattnets pH. OBS! Retande gaser bildas vid förbränningen av svavel, därför bör försöket ske i dragskåp.

Materiel • • • • • • • • • • • • • • •

diskborste skyddsglasögon diskmedel provrörsställ svavel träkol kranvatten pH-stickor brännare (eller ljus) tändstickor BTB kemikaliesked 100 ml bägare mätcylinder 250 ml E-kolv med gummipropp

Utförande 1. Mät upp 25–50 ml kranvatten och mät pH-värdet.

2. Häll över vattnet i E-kolven. Tillsätt så mycket BTB till vattnet att du ser en tydlig färg.

3. Lägg kolven stadigt på det uppochnervända provrörstället på ett sådant sätt att det BTB-färgade vattnet finns så långt ner i den liggande kolven som möjligt.

Frank Författarna och Liber AB Frank1 1Lärarhandledning © Författarna och©Liber AB

Får Fårkopieras kopieras

142

block 4

Livsstil och hälsa Laborationer och övningar

Innehåll Ett friskare Sverige

s. 2

Fyra filmer om alkohol

s. 3

Hälsodagbok

s. 4

Hälsotester

s. 5

Räkna ut ditt BMI

s. 6

Frank Författarna och Liber AB Frank11©Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får Fårkopieras kopieras

1 15

Frank 1

Lärarhandledning

Liber AB, 113 98 Stockholm Tfn 08-690 90 00 www.liber.se Kundservice tfn 08-690 93 30 e-post: kundservice.liber@liber.se

Best.nr 47-91191-2 Tryck.nr 47-91191-2

Frank 1 Lärarhandledning © Författarna och Liber AB

Får kopieras

16