Svendsen, Juel, Strømme - Naturfag for lærere 5.-10. trinn

Page 1

Naturfag for lærere

5.–10. trinn

Bodil Svendsen, Lars Arne Juel og Alex Strømme
naturfag for lærere 5.–10. trinn

bodil svendsen, lars arne juel og alex strømme naturfag for lærere 5.–10. trinn

©GyldendalNorskForlagAS2023

1. utgave, 1. opplag 2023

ISBN978-82-05-57099-3

Omslagsbilde:GuusWellesen,NTNU

Omslagsdesign: Cecilie Mohr / CMYK Design

Layout: Bøk Oslo AS

Sats: have a book

Brødtekst: Minion 10,5/15 pkt.

Papir: 90 g Lets Go Silk

Trykk: Mediehuset Andvord, Norge

Allehenvendelserombokakanrettestil Gyldendal Akademisk

Postboks 6730 St. Olavs plass 0130 Oslo

www.gyldendal.no/akademisk akademisk@gyldendal.no

Materialetervernetetteråndsverkloven.Utenuttrykkeligsamtykkeereksemplarfremstilling, somutskriftogannenkopiering,baretillattnårdeterhjemletilov(kopieringtilprivatbruk,sitato.l.) elleravtalemedKopinor(www.kopinor.no).

Utnyttelseistridmedlovelleravtalekanmedføreerstatnings-ogstraffeansvar.

AlleGyldendalsbøkererprodusertimiljøsertifisertetrykkerier. Se www.gyldendal.no/miljo

Forord

Boka er skrevet til naturfagstudenter på GLU 5–10 og PPU/FPPU, men også til naturfaglærere i grunnskolen. Vår intensjon med boka er at den skal være med på å klargjøre hva som forventes av deg som naturfaglærer på 5.–10. trinn. Vi som har skrevet denne boka, har som lærere og lærerutdannere ofte opplevd at lærerstudenter og nyutdannede lærere etterspør tips til fagstoff, fagdidaktiske verktøy og metoder til å bruke i naturfag. Også lærere med lengre fartstid kan ha behov for faglig oppdatering og støtte til hvordan og hvorfor stoffet skal undervises. Boka inneholder både naturfaglige og fagdidaktiske temaer.

Vi har valgt ut fagstoff som kan knyttes opp til kompetansemål for 5.–10. trinn i naturfag, og knytter fagstoffet til praksis. Tanken er at det er nyttig å se fagstoffet i lys av naturfagdidaktikk og at kombinasjonen mellom fag og fagdidaktikk kan gi næring for tanker og refleksjoner videre rundt din egen naturfagundervisning. Selv om boka inneholder mye fagstoff, er den likevel ikke en grunnbok i alt som skal dekkes i skolens naturfag i trinnene 5–10.

Vi presenterer fagstoff vi mener det er naturlig å arbeide med i naturfag på 5.–10. trinn ut fra vår tolkning av kompetansemålene i læreplanen. Dette gjør vi ved å skrive både om hva elevene bør kunne og hva og hvordan du som lærer kan velge ut og formidle fagstoffet. Derfor vil du se at fagstoffet retter seg mot deg som naturfaglærer. Vi har i vår tolkning av læreplanen laget en tabell bakerst i boka hvor vi foreslår hvilke kompetansemål som kan kobles til de tre tverrfaglige temaene samt kjerneelementene. Merk at dette kun er forslag, og både de tverrfaglige temaene og kjerneelementene passer med flere kompetansemål. Boka er todelt og skrevet med

5

tanke på læreplanen (LK20) som ble innført høsten 2020 i Del 1, og fagdidaktiske verktøy og tankesett i Del 2.

I Del 1 vil du finne seks fagkapitler med aktuelt fagstoff i læreplan i naturfag for 5.–10. trinn (LK20). Her vil du kunne lese hva slags fagstoff vi mener er aktuelt i naturfag for elever på 5.–10. trinn, basert på vår erfaring med og tolkning av naturfaglæreplanen, og hva du som lærer er forventet å kunne for å undervise i naturfag. Del 1 handler ikke bare om selve fagstoffet i naturfag. Vi velger også å gi plass til refleksjoner om hvordan fagstoffet kan formidles til elevene i klasserommet og presenterer eksempler på det underveis i teksten. Boka er i stor grad basert på forfatternes egne erfaringer, og noe av innholdet er hentet fra Gyldendals naturfaglæreverk Senit (2020), hvor Svendsen og Juel er hovedbidragsytere, og Naturfag for lærere Vg1, som også er skrevet av oss og utgitt på Gyldendal Forlag i 2022.

De seks kapitlene i Del 1 omhandler ulike temaer knyttet til læreplanen i naturfag for 5.–10. trinn. I kapittel 1 ser vi på naturvitenskap med søkelys på naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter. Dette handler om å utfordre ideer gjennom forskning. Det finnes ikke én spesifikk metode, men det finnes en del kjennetegn ved god naturvitenskapelig praksis, og naturvitere forsøker å innfri disse. Kapittel 2 handler om kjemiske egenskaper og reaksjoner. Vi ser på hvilke kompetansemål som omhandler stoffers egenskaper, kjemirelaterte prinsipper og sammenhenger, samt hvordan kompetansemålene kan brukes som utgangspunkt for å undervise om stoffers egenskaper på en god måte. I kapittel 3 ser vi på energi og teknologi

I kapittel 4 står celler og kropp i fokus. I dette kapittelet skriver vi om naturfaglig kompetanse som kan hjelpe elevene i å forstå sammenhengen mellom ernæring og helse i et bærekraftig perspektiv. Kapittel 5 handler om miljø og menneske. Dette er et tema som elevene ofte finner spennende og som fører til en del etiske diskusjoner. Kapittel 6 handler om jorda og universet. Vi ser nærmere på hvordan klimaendringer påvirker levekårene til dyr og planter og samspillet i naturen. Hvert fagkapittel avsluttes med en oppsummerende del.

Det er kompetansemålene i naturfag og vår tolkning av disse som er avgjørende for det faglige innholdet i Del 1 av boka. Samtidig gir vi et overordnet blikk på faget samtidig som vi drar linjer mellom ulike fagområder. Årsaken til dette er at tverrfaglig arbeid og dybdelæring skal iverksettes i alle trinn, og dette kan være utfordrende å gjennomføre om elevene ikke får tilstrekkelig opplæring i fagkompetansen som må ligge til grunn for ha et godt utbytte av både tverrfaglig arbeid og dybdelæring.

forord 6

I bokas Del 2 finner du syv fagdidaktiske kapitler som omhandler ulike metoder knyttet til skolefaget naturfag. Her vil du lese om vurdering, dybdelæring og tverrfaglighet, kritisk tenkning og kildekritikk, praktisk og utforskende arbeid, naturfag utenfor klasserommet, modellbruk i naturfag og seksuell og reproduktiv helse. Vi henter eksempler fra fagtemaene i Del 1 for å belyse disse ut fra et didaktisk perspektiv. Her presenterer vi ulike måter å arbeide med naturfag fra en forskningsbasert vinkling.

Ved å sette søkelys på både fag og fagdidaktikk ønsker vi å bidra til at du som naturfaglærer får en dypere forståelse for naturfaget og for hvordan du kan formidle naturfaglig kunnskap til dine elever. Gjennom arbeidet med boka håper vi at du tilegner deg kunnskaper og ferdigheter som kan inspirere deg videre i lærerstudiene og arbeidslivet, og at boka bidrar til å vekke interesse og glede underveis.

Vi vil takke vår rutinerte og dyktige redaktør Johanne Stende som har bidratt til å realisere dette bokprosjektet. En stor takk rettes også til Guus Wellesen for hans bidrag med bilder til forsiden og i kapittel 4. Takk til Ellen Juvik for både forskningsog erfaringsbaserte bidrag i kapittel 7 om praktisk vurdering og i kapittel 11 om naturfag utenfor klasserommet. Takk rettes også til Nora Flemmen og Helle Kjøraas for utforming av KPP-modellen til bruk i vurdering av praktisk arbeid. Takk til Stine Solli i Sex og samfunn for gode innspill i kapittel 13. Vi vil også takke Ola B. Jermstad for programmeringsbidrag i boka. Takk til alle våre fagfeller som med sine konstruktive innspill har vært med på å høyne kvaliteten på boka.

Vi ønsker deg lykke til med læringsarbeidet ditt i naturfag, og til lykke i verdens beste yrke – lærer!

Trondheim 01.06.2023

Bodil Lars Alex

forord 7
9 Innhold del 1 15 kapittel 1 naturfag i skolen 16 Hva er naturfag? 17 Oppbyggingen av læreplanverket 20 Kjerneelementer i naturfag � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 21 Naturvitenskapelige metoder 22 Fra store tanker til store spørsmål � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 24 Avsluttende kommentarer 26 kapittel 2 kjemiske egenskaper og reaksjoner 27 Aktuelle kompetansemål � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 28 Eksempler på kjemi i undervisning 31 Kjemiske stoffers oppbygging og egenskaper � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 35 Grunnstoffer og periodesystemet 38 Kjemiske reaksjoner � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 43 Bevaring av masse 45 Forbrenningsreaksjoner 46 Gjøringer 48 1� Lag en modell av et atom I 48 2� Lag en modell av et atom II � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 48 3 Studer ulike grunnstoffer 48 4� Tiltreknings- og frastøtningskrefter � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 48 kapittel 3 energi og teknologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Aktuelle kompetansemål 50 Energiprinsipper � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 51 Energiproduksjon og forbruk 54
innhold 10 Energikilder 54 Energi fra sola 56 Energiløsninger for framtiden 61 Magnetisme og elektrisk energi � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 64 Teknologi 68 Teknologi som verktøy for læring � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 71 Programmering i naturfag 71 Tips for å lære programmering � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 75 Gjøringer 77 1� Vindturbin � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 77 2 Poppebåt 78 3� Rakett 79 4� Kulebane 81 kapittel 4 celler og kropp 82 Aktuelle kompetansemål 84 Celler 84 Hvordan cellen er bygd opp 85 Organismer og ulike grupperinger � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 88 De første levende organismer 92 Bakterier � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 93 Arkebakterier 94 Mikroorganismer, immunforsvar og vaksiner � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 96 Nervesystemet 100 Hormonsystemet 103 Vannløselige og fettløselige hormoner 105 Regulering av mengden blodsukker 105 Kjønnshormoner � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 108 Graviditet 110 Puberteten � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 111 Menstruasjon 113 Kjønnssykdommer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 114 Stoffer som påvirker signalsystemene 115 Rusmidler 115 Miljøgifter 116 Hormonhermere 117 Gjøringer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 124 1� Plastforbruk 124 2� Undersøk «urin» � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 124 3 Planteceller 125 4� Dyrecelle � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 125 5 Røde blodceller 126
innhold 11 kapittel 5 miljø og menneske 127 Aktuelle kompetansemål 128 Økologi � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 128 Evolusjon 133 Naturlig utvalg � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 135 Arv er en forutsetning for evolusjon 137 Biologisk mangfold � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 140 Tradisjonskunnskap hos urfolk 141 Klima i endring � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 142 Drivhuseffekten 143 Global oppvarming 144 Konsekvenser av klimaendringer 145 Nordområdene 146 Klimaendringer og artsmangfold � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 148 Konsekvenser for artsmangfold i Norge 149 Klimaendringer og evolusjon � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 151 Karbonkretsløpet 153 Forbrenning av fossilt brensel � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 155 Bærekraftig forbruk 157 Økologisk fotavtrykk 158 Forbrukernes valg 158 Gjenbruk og redesign 158 Kildesortering og gjenvinning � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 159 Et bærekraftig kosthold 160 Gjøringer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 165 1 Drivhuseffekten 165 2� Økologisk Memory-spill � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 165 3 Polissmelting i Arktis og Antarktis 166 4� Seigmenn og naturlig utvalg 166 5 Bål – i samisk tradisjon 167 6� Artsmangfold i vanndråpe 167 7� Insekttrøbbel � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 168 kapittel 6 jorda og universet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Aktuelle kompetansemål 170 Det geologiske kretsløpet � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 170 Platetektonikk 170 Bergartskretsløpet � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 175 Det geomorfologiske kretsløp 178 Ytre krefter � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 181 Vannets kretsløp 185 Big bang – universet blir til 186
innhold 12 Solsystemet 187 Formørkelser 192 Flo og fjære 193 Årstider � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 194 Jordas forutsetninger for liv 197 Gjøringer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 202 1 Demonstrasjon av fritt fall 202 2� Blodet og gravitasjon � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 203 3 Tyngdekraftens betydning for livet på jorda 204 4� Solovn � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 205 5 Hjertets funksjon 205 del 2 207 kapittel 7 vurdering i naturfag 208 Hva er vurdering? � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 209 Hva sier forskningsfeltet og myndighetene om vurdering? 211 Internasjonale og nasjonale prøver 212 Praktisk arbeid og vurdering i naturfag 213 Hvordan vurdere praktisk arbeid? 217 Direkte og indirekte vurdering � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 219 Konsept-prosedyre-prosess (KPP)-modellen 220 Eksempler på direkte vurdering � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 227 Vurderingsverktøy for tilpasset vurdering 229 Vurdering, undervisning og læring � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 232 Nyttige tilbakemeldinger 233 Respons på elevarbeid 234 Et skriftlig og muntlig naturfag 237 Avsluttende kommentarer 240 kapittel 8 dybdelæring og tverrfaglighet i naturfag 241 Dybdelæring 242 Tverrfaglighet 246 Gradering av tverrfaglighet � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 248 Avsluttende kommentarer 254 kapittel 9 kritisk tenkning i naturfag 255 Hva er kritisk tenkning? 256 Hvorfor er kritisk tenkning viktig i naturfag? 257 Relevant argumentasjon � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 258 Akseptabel argumentasjon 258
innhold 13 Tilstrekkelig argumentasjon 258 Elevers kunnskapssyn 261 Kildevurdering i naturfag � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 261 Hva sier læreplanen om kritisk tenkning? 264 Avsluttende kommentarer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 267 kapittel 10 praktisk og utforskende arbeid i naturfag . . . . . 268 Hva er praktisk arbeid i naturfag? 269 Hvorfor bruke praktiske arbeidsmetoder? � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 270 Utforskende arbeidsmetoder i naturfag 272 Hva er utforskende arbeidsmetoder? � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 273 Hvorfor bruke utforskende arbeidsmetoder? 274 Grunnleggende ferdigheter i utforskende arbeid 275 5E-modellen og utforskende arbeid 276 Lærerrollen og elevrollen i utforskende arbeid 281 Avsluttende kommentarer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 282 kapittel 11 naturfag utenfor klasserommet – «det utvidede klasserommet» 283 Hva er en læringsarena? 285 Utfordringer forbundet med å bruke uteskole i naturfaget 288 Behov for profesjonell handlingskompetanse � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 288 Ulike typer eksterne læringsarenaer 290 Feltarbeid � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 291 «Tett på naturen» 292 Naturfaglige aktiviteter knyttet til uteskole � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 294 Avsluttende kommentarer 299 kapittel 12 modeller og kommunikasjon i naturfag 300 Hva definerer en modell? � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 301 Valg av type modell 303 Modeller og læring 305 Sammenheng mellom modeller og læring? 306 Elevene lager egne modeller 309 Modellens egnethet? 312 Eksempler på modeller i naturfag 313 Klimamodeller og værmodeller � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 313 Atom- og molekylmodeller 315 Avsluttende kommentarer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 318
innhold 14 kapittel 13 seksuell og reproduktiv helse 319 Definisjoner og bakgrunn 320 Hva etterspør lærere og elever? � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 324 Didaktiske valg 327 Språkbruk � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 328 Tidsbruk, progresjon og tverrfaglighet 330 Utvalgte temaer knyttet til seksualitetsundervisning � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 334 Kjønn og kjønnsidentitet 342 Valg av ressurser � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 346 Samarbeid internt og eksternt 353 Vurdering av seksualitetsundervisning 355 Avsluttende kommentarer 356 referanser 357 vedlegg 367 Forklaring av verb etter hvert årstrinn (Udir�no)� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 371 krediteringer � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 373

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.