Undersøgelser og modeller i biologi i 7.–9. klasse

Fra spørgsmål til forklaring

I biologiudkastet skal eleverne deltage i hele arbejdet fra idé og spørgsmål til biologisk forklaring. De bruger egne og andres data og modeller og skal kunne begrunde fremgangsmåden. Målet er både at udvikle forklaringer og at vurdere styrker og svagheder ved undersøgelserne. Læs beskrivelsen på side 7 og fortsættelsen og målene på side 8.

Eleverne skal altså kunne fortælle mere end, hvad de fandt. Hvordan blev observationerne til? Hvilke valg tog gruppen? Og hvor langt rækker resultatet? Nysgerrighed og undren er udgangspunktet, men forklaringen skal have et grundlag, andre kan se og diskutere.

Et eksempel: To steder på skolens område

Dette er et redaktionelt eksempel, ikke en officiel opgave. Klassen undersøger, hvilke organismer den kan observere på to afgrænsede steder. Eleverne aftaler areal, tidsrum og registreringsmåde, før de begynder. Læreren vælger egnede steder og rammer for arbejdet.

Grupperne noterer faktiske fund og markerer usikre bestemmelser. De kan bruge fotos eller tegninger som hjælp, men skal ikke sætte et artsnavn på alene for at udfylde et tomt felt. Oplysninger om lys, temperatur eller fugt kan indgå, hvis klassen har en egnet og ensartet måde at registrere dem på.

Udkastet nævner målinger af både biotiske og abiotiske faktorer. Biotiske forhold vedrører det levende, mens abiotiske forhold vedrører de ikke-levende omgivelser. Se side 8. I eksemplet hjælper skellet eleverne med at beskrive både organismerne og de forhold, de fandt dem under.

Hvis grupperne finder forskellige organismer, er det en observation, som kan give nye spørgsmål. Det viser ikke alene, hvilken miljøfaktor der forklarer forskellen. Måske ledte grupperne forskelligt, eller måske var tidspunktet afgørende. En opfølgende undersøgelse kan prøve at afklare en bestemt forklaring.

Hvad viser modellen?

Eleverne skal indsamle og bearbejde data, sammenligne modeller og formidle proces og resultater med fagsprog. De skal også designe egne undersøgelser og modeller og vurdere dem kritisk. Se målene på side 8.

I vores eksempel har et kort, en tabel og en forklarende model forskellige opgaver:

Fremstilling	Hvad kan den vise?	Hvad viser den ikke alene?
Kort med de to undersøgte felter	Hvor klassen ledte efter organismer.	Hvor grundigt der blev ledt, eller hvilke organismer der blev overset.
Tabel med registreringerne	Hvad grupperne skrev ned, og hvilke oplysninger der mangler.	Hvorfor registreringerne er forskellige.
Model med mulige forbindelser mellem miljøforhold og organismer	En foreslået forklaring, som kan sammenholdes med data.	At netop den forklaring er årsagen til forskellen mellem stederne.

Tabellen er vores forklaring af fremstillingerne, ikke resultater fra et feltforsøg. Se også det opdigtede eksempel med forskellig søgetid og forskelligt areal. Det viser, hvilke oplysninger en resultattabel skal læses sammen med.

Spørg barnet, hvilke oplysninger i modellen der kommer fra gruppens egne observationer, og hvilke der kommer fra andre kilder. Det hjælper jer med at finde ud af, hvad klassen selv har undersøgt.

Feltarbejde, mikroskopi og laboratoriet

Udkastet beskriver flere særligt biologiske arbejdsformer: observation og indsamling af organismer, feltmetoder, dissektion, undersøgelser med stereolup og mikroskop samt laboratoriearbejde om fotosyntese, respiration og organismers vækstbetingelser. Se side 8.

En mikroskopisk observation kan for eksempel sammenholdes med en fagligt kontrolleret model, som læreren har valgt. Eleven kan beskrive, hvad der faktisk er synligt i præparatet, og hvad modellen viser med symboler eller farver. Modellens farver er ikke nødvendigvis farver, man skal kunne genfinde i observationen.

Laboratoriearbejdet kræver, at læreren vælger materialer, udstyr og fremgangsmåde. Denne guide giver hverken anvisninger på at dyrke ukendte mikroorganismer eller på dissektion hjemme. De nævnte arbejdsformer er undervisningsindhold, ikke en indkøbsliste til familien.

Lys og bobler: Læs et forsøgsresultat

Science & Plants for Schools beskriver, hvordan bobler fra en vandplante kan bruges som tegn på fotosyntesens hastighed. Materialet sammenligner blandt andet plantens bobledannelse ved forskellig afstand til en lyskilde. Læs den oprindelige undervisningsressource.

Her bruger vi opdigtede tal til at læse og vurdere en undersøgelse. De er ikke målinger fra SAPS eller en virkelig klasse. I skal ikke udføre forsøget hjemme.

Spørgsmålet i eksemplet er: Hvordan varierer antallet af bobler på ét minut med afstanden til lampen? Afstanden er den størrelse, der ændres. Antal bobler er det, der registreres. Målet er at undersøge betydningen af lys, men afstanden er ikke selv en måling af lysstyrken ved planten. A, B og C er tre tællinger på ét minut hver. Gns. er deres gennemsnit. Alle tal i de fire sidste kolonner er bobler pr. minut.

Afstand	A	B	C	Gns.
10 cm	18	20	22	20
20 cm	9	10	11	10
30 cm	4	6	5	5

Ved 10 cm er gennemsnittet (18 + 20 + 22) / 3 = 20. Ved 20 cm er det 10. I denne tabel er det gennemsnitlige bobletal altså halvt så stort ved 20 cm som ved 10 cm. Rækken ved 30 cm giver 5. De tre gentagelser viser også, at tællingerne ved samme afstand ikke er ens.

For at vurdere en virkelig undersøgelse skal vi have dens forsøgsnoter. Blev samme plantestykke, lampe, vand og tællemetode brugt? Var temperaturen sammenlignelig, og fik opstillingen tid til at stabilisere sig efter en ændring? Hvis både lampeafstand og temperatur ændres, kan tabellen ikke adskille deres betydning. Det kan gentagne tællinger alene heller ikke rette op på.

SAPS kalder bobletælling en indikator og nævner også måling af den opsamlede gas. Et antal bobler fortæller ikke i sig selv, hvor meget gas de rummer. Se beskrivelsen af målemetoderne. Derfor skal eleven holde fast i enheden: Tabellen viser bobler pr. minut, ikke et gasvolumen.

En forklaring skal kunne prøves mod data

En mulig model i vores eksempel er, at ændret lys ved planten hænger sammen med ændret bobledannelse. Modellen foreslår en sammenhæng; tællingerne er de oplysninger, den skal holdes op imod. Her er tællingerne opdigtede, så de kan vise, hvordan man læser et resultat, men ikke dokumentere et biologisk fænomen.

En præcis elevkonklusion kunne være: “I tabellen falder det gennemsnitlige bobletal, når afstanden øges. Før vi bruger en rigtig undersøgelse til at forklare det med lys, skal vi kende dens målinger og øvrige betingelser.” Det er mere dækkende end at skrive, at alle planter følger tallene, eller at en fordobling af afstanden altid halverer fotosyntesen.

Et næste spørgsmål er, om mønstret også findes i uafhængige gentagelser med flere plantestykker. Klassen kan desuden efterspørge målt lysstyrke og en kontrol af temperatur. Forslagene angiver, hvilke oplysninger der mangler; de er ikke en forsøgsvejledning eller dokumentation for et allerede fundet resultat.

At vælge fremgangsmåde og vurdere andres arbejde

Det fælles naturfaglige indhold omfatter sansning og erfaring, undersøgelser af mønstre, afprøvning af hypoteser samt udvikling og efterprøvning af modeller. Eleverne skal begrunde deres valg og efterbearbejde arbejdet. Se side 8.

Ikke alle biologiske spørgsmål kan besvares med samme slags forsøg. Før eleverne gentager en undersøgelse fra en tekst, kan de spørge, hvad den oprindeligt skulle belyse. Er materialerne sammenlignelige? Hvilke målinger indgår? Hvad har forfatteren selv skrevet om usikkerheden?

En kort fremlæggelse kan derfor indeholde både resultatet og et begrundet forslag til næste undersøgelse. Det er mere præcist end enten at kalde resultatet sikkert eller afvise alt, fordi én måling var usikker.

Fra Fælles Mål til fagplanen

Fælles Måls kompetencemål efter 9. klasse kræver allerede, at eleverne kan designe, gennemføre og evaluere biologiske undersøgelser samt anvende og vurdere modeller. Kommunikation om naturfaglige forhold indgår som et særskilt kompetenceområde. Se side 4.

Udkastet samler undersøgelse og modellering i ét indholdsområde og beskriver arbejdsformerne sammen med mål om data, fagsprog og kritisk vurdering. På side 6 placeres området som metodisk grundlag sammen med de øvrige indholdsområder. Undersøgelser og modeller er derfor ikke nye krav i sig selv; sammenligningen viser den ændrede organisering og udvalgte formuleringer.

Læs Fælles Mål-dokumentets statusforbehold på side 1. Fagplanen er et udkast.

Et spørgsmål til samtalen hjemme

Spørg barnet: “Hvad ville I gøre anderledes, hvis I skulle undersøge det igen?” Bed gerne om begrundelsen. Det kan åbne en samtale om selve arbejdet, også når du ikke kender alle de biologiske begreber.