Biologiske undersøgelser til fællesfagligt fokusområde om stråling

Ideer til hvordan man styrker elevernes undersøgelseskompetencer, når der arbejdes med de fællesfaglige fokusområder.

Når eleverne skal arbejde med de fællesfaglige områder i det daglige arbejde, skal der indgå en række undersøgelser. Det samme gælder i forbindelse med den fælles prøve i fysik/kemi, biologi og geografi både før og under prøven. Eleverne skal inddrage alle naturfagene, og forberede et rigeligt antal relevante undersøgelser, som kan laves på tværs af fagene.

Eleverne kan i deres arbejde have et særligt fokus på forskellige elementer af undersøgelseskompetencen:

didaktisk cirkel over faserne i undersøgelseskompetencen
radioaktive kilder bestråler mandariner

Eleverne behøver ikke hver gang gennemgå alle faserne. Man kan med fordel som lærer vælge, at eleverne skal fokusere på en eller to af faserne, og så først anvende alle faserne når eleverne er helt fortrolige med dem.

Når eleverne skal lave undersøgelser, er det vigtigt, at de får muligheden for selv at designe deres undersøgelser. Det er i elevernes design- og afprøvningsfase, at læreren har god mulighed for at spørge ind til det elevernes arbejde, og hvad de forventer at få ud af undersøgelsen. Som eksempel kan nævnes:

En gruppe elever vil gerne undersøge/vise, at ioniserende stråling skader levende celler. De ved, at der er levende celler i gær. De laver en opstilling, hvor gær bliver bestrålet med en af laboratoriets radioaktive kilder. Efterfølgende vil de så undersøge gæren ved at tilsætte lidt vand og sukker, og måle om der kommer CO2 fra forsøget. Hvis de kan påvise CO2, er gærcellerne levende. Efter nogle dage konstaterer eleverne, at gæren er udtørret i alle opstillingerne. Eleverne er trætte af, at undersøgelsen ikke er lykkedes for dem. Læreren kan spørge ind med følgende åbne spørgsmål:

  • Hvad havde I forventet, der ville ske?
  • Hvorfor tror I, at forsøget mislykkedes?
  • Hvordan kan den ioniserende stråling forstærkes?
  • Hvilken betydning kan det have, at gæren tørrer ud?
  • Hvordan kunne undersøgelsen re-designes, så man undgår udtørring? Hvilken betydning ville det have?

Eleverne laver nu et re-design af deres undersøgelse på baggrund af det, de har erfaret i første forsøg. Nu sætter de flere radioaktive kilder op, så strålingen bliver kraftigere. De pakker gæren ind i film, så den ikke udtørrer. Efter nogle dage afprøver de igen, om gæren er levende. Dette afføder nye spørgsmål fra læreren. Om undersøgelsen i sidste ende kommer til at give det forventede resultat, er ikke afgørende. Det vigtige er de hypoteser og erfaringer, som eleverne gør sig undervejs.

Alle de nedenstående eksempler kan laves ud fra samme princip. Det væsentlige er, at læreren får stillet de åbne spørgsmål til eleverne, som kan hjælpe med at understøtte deres undersøgelseskompetence.

Nedenstående undersøgelser kan med fordel inddrage biologi på en hensigtsmæssig måde, når der arbejdes med det fællesfaglige fokusområde: ”Strålings indvirkning på levende organismer.”

Dyrkning af bestrålede frø: man kan købe frø, som er blevet bestrålet med forskellige doser ioniserende stråling. Disse kan ofte købes der, hvor man normalt køber sit laboratorieudstyr. Når eleverne dyrker disse frø, kan de følge med i, hvordan frøene udvikler sig fra spiring til færdig plante. Dette er som regel en forholdsvist kort periode, da frøene ofte er fra hurtigt voksende planter som fx radiser. Ud fra disse iagttagelser kan eleverne opleve, hvilken effekt ioniserende stråling kan have på levende celler. Det vil fx ofte være muligt at se, at grønkornene bliver påvirket negativt af ioniserende stråling. Hvis bladene bliver gule, kan eleverne evt. forklare, hvilken funktion grønkornene har i planten.

Dyrkningsforsøg med karsefrø: Her kan eleverne selv opstille undersøgelser, som viser hvordan frø og plante bliver påvirket af ioniserende stråling. Hvis eleverne laver en opstilling med de radioaktive kilder, som findes på skolen sammen med karsefrø, der bliver lagt til spiring. Her kan man få en god snak med eleverne om, hvilke hypoteser de har til forsøget, samt hvordan opstillingen skal være for, at der kommer størst mulig effekt af undersøgelsen. Det skal dog pointeres, at de radioaktive kilder, som vi har til rådighed på skolerne, ofte er alt for svage til at give et tydeligt resultat. Der vil så være mulighed for, at eleverne kan gøre overvejelser over, hvorfor resultatet måske ikke blev som forventet.

Undersøgelser af UV-lys og solcreme: Hvis eleverne arbejder med solens ultraviolette lys, og hvordan man kan beskytte sig imod det, kan man til formålet indkøbe små UV lommelygter til en fornuftig pris, der hvor man normalt køber sit laboratorieudstyr. Man kan desuden indkøbe UV-perler, som skifter farve, hvis de bliver påvirket af UV-lys. På denne måde kan eleverne undersøge, hvordan forskellige solcremer har indflydelse på UV-lysets gennemtrængelighed. De kan også afprøve andre metoder til solbeskyttelse, som fx aloe vera planten eller andre ”husråd” de evt. har hørt om.

Undersøgelse af bakteriecellers påvirkning af ioniserende stråling: Her kan eleverne dyrke bakterier i lukkede petriskåle med agar, og så bestråle disse med laboratoriets radioaktive kilder. På den måde kan de undersøge om bakteriers celler bliver påvirket af den ioniserende stråling og evt. bliver hæmmede i deres vækst. Her skal det igen påpeges at de radioaktive kilder er meget svage, så det kan være svært at se et resultat.

Bestråling af fødevarer: Eleverne kan undersøge, hvordan fødevarer reagerer på at blive udsat for ioniserende stråling. Her kan de tage forskellige fødevarer og lade dem bestråle med de radioaktive kilder, som laboratoriet har til rådighed, for derefter at se om deres holdbarhed har ændret sig.