Golfstrømmen – forslag til et fællesfagligt naturfagsforløb

I et fællesfagligt naturfagsforløb med fokus på en naturfaglig problemstilling skal fagenes lærere arbejde tæt sammen, så eleverne oplever undervisningen som et forløb, hvor de faglige elementer fra naturfagene inddrages, når det er relevant.

Golfstrømmen og saltvandspumpen

Om Golfstrømmen

Golfstrømmen er en kraftig havstrøm, som fører varmt vand fra Den Mexicanske Golf og ud i Atlanterhavet. Efter at have fulgt den amerikanske østkyst drejer den mod øst og tager retning mod Nordeuropa. Golfstrømmen er en del af et sammenhængende strømsystem, der involverer alle klodens oceaner.

Det varme vand i Golfstrømmen betyder, at de berørte områder har et klima, der er betydeligt varmere og mildere, end det kunne ventes ud fra deres geografiske placering.

Når det varme vand er kommet langt mod nord, bliver det afkølet, en del fryser til is og andet returnerer som koldere og mere salt vand pga. saltvandspumpen (se nedenfor). 

Golfstrømmen og dens påvirkning

Golfstrømmen påvirker levevilkårene i de områder, som den passerer. På de nordlige breddegrader har Golfstrømmen stor betydning for de fiskere, der fanger de fisk, som kun trives i de varme vande, som Golfstrømmen bringer nordpå.  Det gælder bl.a. for befolkninger, der lever langs Golfstrømmens løb især ved Norges vestkyst, hvor der ville være koldere uden Golfstrømmen. Golfstrømmens temperatur har således en afgørende indflydelse på mange menneskers liv og hverdag.

Det er derfor vigtigt at forstå Golfstrømmens løb, da mennesket muligvis er ved at påvirke den, og dermed ændre dens indflydelse på omgivelserne. Selv om det måske ikke sker de første mange år, er forståelse af sammenhængene vigtig.

Kontinenternes vandring har haft betydning for forløbet af Golfstrømmen. Havde det Syd- og nordamerikanske kontinent ikke hængt sammen, ville Golfstrømmen have haft et andet løb, og dyre- og planteliv ville have været et andet. Golfstrømmen er påvirket af pladetektonik, som derfor også får betydning for dyr og planter, herunder især Økosystemet i Atlanterhavet.

Saltvandspumpen

Saltvandspumpen, der også kaldes Grønlandspumpen eller Dybhavspumpen, sender det kolde vand retur. Der er både tale om fysiske kræfter og kemi. Se bilagene til højre.

 

Formål, problemstilling og arbejdsspørgsmål

Formålet med forløbet er, at eleverne bruger alle de naturfaglige kompetencer (undersøgelse, modellering, perspektivering og kommunikation) til at kunne undersøge, forklare om og demonstrere Golfstrømmens forløb og den klimatiske betydning nu og ved en global opvarmning. 

Formålet med undervisningsforløbet er at give et eksempel på, hvordan man kan tilrettelægge et undervisningsforløb med udgangspunkt i konkrete punkter fra Fælles Mål på en måde, der sætter arbejdet med læringsmål og evaluering af elevernes udbytte af undervisningen i centrum. Relationsmodellen og vejlednings- og inspirationsmaterialet om læringsmålstyret undervisning, som eksemplet tager udgangspunkt i, er derfor ikke en obligatorisk tilgang til tilrettelæggelse af undervisningen eller en særlig, ministerielt foreskrevet tilgang.

Forslag til problemstilling: 

”Hvordan kan Golfstrømmens betydning og konsekvenserne af en ændring ved global opvarmning fremstilles på en faglig men forståelig måde? ”

Forslag til arbejdsspørgsmål:

Hvorfor bevæger havstrømmene sig rundt på Jorden?

Hvordan ændrer havstrømmene temperaturer?

Hvad betyder de ændrede temperaturer for livet i vandet?

Hvad betyder Golfstrømmen for de mennesker, der bor langs dens forløb?

Hvad sker med vandet i forbindelse med, at Golfstrømmen vender langt mod nord?

Hvordan kan Golfstrømmens vej illustreres i model, it-fremstilling eller på tegning?

Hvordan kan ændringer med vandet illustreres ved praktiske forsøg?

https://www.emu.dk/node/23279

Planlægning, arbejdsform, områdeforslag og materialevalg - timeomfang

Før arbejdet med selve Golfstrømmen går i gang, er det vigtigt, at eleverne har et overblik over de globale havstrømme og klimabælter. Golfstrømmen er jo kun en ud af flere havstrømme, og selv om den har stor betydning på vores breddegrader, ville den jo ikke være noget, hvis ikke den gennemløb flere klimabælter.

Hvis eleverne ikke allerede har det kendskab, bør der afsættes 1 dobbelttime til at fremme elevernes undren, motivation og efterfølgende undersøgelser

Efterfølgende kan eleverne - alt efter hvor dygtige og selvhjulpne de er - arbejde selvstændigt (evt. i grupper) eller ud fra hjælpespørgsmål med først beskrivelse af Golfstrømmens opbygning og betydning for de nordiske lande. 2 dobbelttimer vil være rimeligt til denne del.

Med hjælp fra de involverede lærere kan der arbejdes 1 eller 2 dobbeltlektioner med forsøg med saltvandspumpe, springlag o.a - se afsnit om aktiviteter.

Endelig bør der afsættes 2 dobbelttimer til arbejde med konsekvenserne af, hvad der kan ske med Golfstrømmen ved global opvarmning. 

1 dobbelttime kan bruges til fremlæggelse for en anden klasse eller et forældrearrangement - se afsnit om evaluering.

 

Forslag til læringsmål

Der er fire kompetencemål for naturfagene i udskolingen. Og alle fire vil være aktuelle at inddrage i arbejdet med Golfstrømmen.

Som det fremgår af oversigten over målpar, er der målpar fra et eller alle tre naturfag, der indgår i arbejdet med at nå kompetencemålene.

Dvs. dette undervisningsforløb bidrager til, at eleven kan designe, gennemføre og evaluere undersøgelser, anvende og vurdere naturfaglige modeller, perspektivere faget til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse og endelig kommunikere om naturfaglige forhold.

Ud fra kompetencemål og de målpar, der er aktuelle i denne sammenhæng, kan der opstilles følgende læringsmål:

Når vi er færdige, kan eleverne

-         forklare, hvor Golfstrømmen løber, og hvad der sker, når den henholdsvis bliver opvarmet og afkølet

-         forklare, hvordan en saltvandspumpe er med til at sende det kolde vand tilbage mod syd

-         forklare ændringer i fiskebestand pga. ændringer i vandets temperatur og saltindhold

-         forklare, hvordan global opvarmning kan have indflydelse på Golfstrømmen

-         lave modeller, der viser salts og temperaturs betydning for vandlag

 

 

Gennemførelse

Elever på merkantil erhvervsuddannelse.

Eleverne præsenteres for fokusområdet og problemstillingen (i dette eksempel er der allerede formuleret en problemstilling - allerhelst skal elever og naturfagslærere sammen formulere en overordnet problemstilling), og der brainstormes over, hvad denne problemstilling kan indebære.

  1. Eleverne opdeles i grupper på 3-4, som snakker om, hvordan problemstillingen og arbejdsspørgsmålene kan gribes an. Eleverne kategoriserer, hvad de under brainstormen har fundet ud af, og relevante dele af brainstormen kan med fordel danne udgangspunkt for formulering af arbejdsspørgsmål.
  2. Der udarbejdes et antal arbejdsspørgsmål, som ofte vil have enkeltfaglige synsvinkler (se eksempler ovenfor).
  3. Inden der lægges planer for de kommende uger, samles der op i klassen på de forhold, der er blevet diskuteret i grupperne.
  4. Lærerne præsenterer eleverne for links, som eleverne kan blive inspireret af og arbejde med aktiviteter ud fra. (Se relaterede links).
  5. Eleverne lægger arbejdsplan for de kommende uger. Her spiller arbejdsspørgsmålene en vigtig rolle, i og med at eleverne gennem dem arbejder sig tættere ind på problemstillingen.
  6. Eleverne arbejder selvstændigt i grupper med problemstillingen og arbejdsspørgsmålene, og lærerne fungerer som vejledere i processen
  7. Opsamling – præsentation og/eller formidling – evaluering

Aktiviteter

Kort til udfyldning

Efter elevernes arbejde med at belyse problemstillingen, skal eleverne behandle deres undersøgelsesresultater gennem anvendelse af egnede modeller. Ud fra de links, der ligger under ”Relaterede links” kan eleverne finde inspiration til undersøgelser og modeller. Selv om de evt. kopierer modellerne, kan modellerne også bruges til diskussion og vurdering af brugen af modeller.

Eleverne kan derefter perspektivere modellerne og forsøgene til det, de har tilegnet sig om Golfstrømmen, og komme med bud på, hvad det giver af erkendelse om konsekvenserne af mulige ændringer af Golfstrømmens forløb. Med henblik på evaluering er det centralt at arbejde med, hvordan de vil formidle det naturfaglige forhold.

Tegn på læring

  • Eleven bruger fagbegreber og kort, der viser Golfstrømmens forløb
  • Eleven omtaler saltvandspumpens funktion
  • Eleven viser forståelse for den betydning Golfstrømmen har for beboere langs Nordsøen og fiskeriet i Nordsøen
  • Eleven kender til den globale opvarmnings mulige konsekvenser for Golfstrømmen
  • Eleven kommer med ideer til hvordan Golfstrømmen og saltvandspumpen kan fremstilles i modelform

Evaluering

Evaluering

Da formålet med undervisningsforløbet er, at eleverne bruger alle de naturfaglige kompetencer (undersøgelse, modellering, perspektivering og kommunikation) til at kunne forklare om og demonstrere Golfstrømmens forløb og klimatiske betydning nu og ved en global opvarmning, må lærernes evalueringen tage udgangspunkt i, om eleverne formår at forklare og demonstrere på en måde, som modtagerne af forklaringer kan forstå.

Uanset om modtagerne er en parallelklasse, en yngre klasse, forældre eller andre, kan eleverne sammen deres lærere udarbejde tjekskemaer ud fra de tidligere opstillede læringsmål. Efter at modtagerne har udfyldt tjekskemaerne, kan lærerne efterfølgende se, om modtagerne har fået den forståelse, som det var målet, at eleverne skulle have kompetencer til at videregive.

Spørgsmålene i tjekskemaer (hvor der også er et til formålet fornuftigt kort) kan fx være:

  • Kan du på kortet indtegne, hvor Golfstrømmen løber?

  • Kan du farvelægge, hvor Golfstrømmen bliver opvarmet, og hvor den bliver afkølet?

  • Kan du beskrive, hvad der sker med vandets saltindhold, når noget af vandet fryser til is?

  • Kan du på fem linjer skrive, hvad der vil ske med Golfstrømmen, hvis klimaet bliver varmere?

Der kan stilles flere tjekspørgsmål, alt efter hvor megen tid der er til rådighed. Men svarene vil afspejle i hvor høj grad eleverne har tilegnet sig kompetencer, der gør dem i stand til at undersøge, modellere, perspektivere og kommunikere ud fra formålet med forløbet og læringsmålene.

Forenklede Fælles Mål

Biologi
7. - 9. klasse
Undersøgelse (obligatorisk)
Økosystemer (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan undersøge organismers livsbetingelser (vejledende mål)
Eleven har viden om organismers livsfunktioner (vejledende mål)
Modellering (obligatorisk)
Økosystemer (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan med modeller forklare stoffers kredsløb i økosystemer (vejledende mål)
Eleven har viden om stoffer i biologiske kredsløb (vejledende mål)
Fase 2
Eleven kan med modeller af økosystemer forklare energistrømme (vejledende mål)
Eleven har viden om energikrævende livsprocesser hos organismer i økosystemer (vejledende mål)
Fase 3
Eleven kan med modeller forklare sammenhænge mellem energistrømme og stofkredsløb (vejledende mål)
Eleven har viden om modeller af stofkredsløb og energistrømme (vejledende mål)
Fysik/kemi
7. - 9. klasse
Undersøgelse (obligatorisk)
Energiomsætning (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan undersøge energiomsætning (vejledende mål)
Eleven har viden om energiformer (vejledende mål)
Jorden og Universet (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan undersøge sammenhænge mellem kræfter og bevægelser (vejledende mål)
Eleven har viden om kræfter og bevægelser (vejledende mål)
Fase 2
Eleven kan forklare data fra målinger på atmosfæren og vand i kredsløb (vejledende mål)
Eleven har viden om havstrømme, vandets kredsløb og atmosfæriske fænomener (vejledende mål)
Modellering (obligatorisk)
Energiomsætning (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan med enkle modeller visualisere energiomsætninger (vejledende mål)
Eleven har viden om energiomsætninger (vejledende mål)
Jorden og Universet (obligatorisk område)
Fase 2
Eleven kan visualisere vandets kredsløb og Jordens energistrømme (vejledende mål)
Eleven har viden om Jordens energistrømme (vejledende mål)
Fase 3
Eleven kan fremstille og tolke repræsentationer af processer i Jordens systemer (vejledende mål)
Eleven har viden om Jordens magnetfelt, vejrsystemer og klima (vejledende mål)
Perspektivering (obligatorisk)
Jorden og universet (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan beskrive sammenhænge mellem livsbetingelser og Jordens bevægelser, atmosfære og magnetfelt (vejledende mål)
Eleven har viden om Jordens opbygning og bevægelser (vejledende mål)
Geografi
7. - 9. klasse
Undersøgelse (obligatorisk )
Jorden og dens klima (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan indsamle vejrdata over tid fra lokalområdet, herunder med digitale redskaber (vejledende mål)
Eleven har viden om vejr og vejrfænomener (vejledende mål)
Fase 2
Eleven kan undersøge klimaets indflydelse på lokale og globale forhold (vejledende mål)
Eleven har viden om klimazoner og plantebælter (vejledende mål)
Fase 3
Eleven kan analysere naturlige globale kredsløbs betydning for erhvervsforhold og levevilkår (vejledende mål)
Eleven har viden om sammenhænge mellem vejrsystemer, havstrømme og klimainddelinger (vejledende mål)
Modellering (obligatorisk)
Demografi og erhverv (obligatorisk område)
Fase 2
Eleven kan forklare sammenhænge mellem befolkningssammensætning, erhvervsstruktur og naturgrundlag (vejledende mål)
Eleven har viden om modeller til illustration af sammenhænge mellem befolkning og erhverv (vejledende mål)
Perspektivering (obligatorisk)
Jorden og dens klima (obligatorisk område)
Fase 1
Eleven kan ud fra lokale forhold forklare problematikker knyttet til det geologiske kredsløb og råstofudvinding (vejledende mål)
Eleven har viden om dannelse, fordeling og udvinding af råstoffer (vejledende mål)
Fase 2
Eleven kan analysere menneskets påvirkning af vands og kulstofs kredsløb (vejledende mål)
Eleven har viden om problematikker knyttet til vands og kulstofs kredsløb (vejledende mål)
Fase 3
Eleven kan beskrive løsningsforslag i forhold til klimaændringer og global opvarmning (vejledende mål)
Eleven har viden om aktuelle klimaproblemtikker, klimateorier og klimamodeller (vejledende mål)