Lav din egen mayonnaise og bliv klogere på spørgsmålet: Hvad er en emulsion?
Hvad skete der i Kometernes Jul?
På den første dag på Astrocampen forklarer camplederen Bolette Henriette eleverne, herunder Team Kometerne, at naturvidenskab er alt omkring os. Vi skal turde være nysgerrige og ikke være bange for at begå fejl, hvis vi skal kunne udvikle god naturvidenskab. Vi skal turde udfordre den videnskab, der allerede findes, for naturvidenskaben kommer hele tiden frem til nye erkendelser og opdagelser.
Team Kometerne, som er Elias, Noor, Johannes og Mie, lytter godt efter og gennem hele julekalenderen tør de udfordre naturvidenskaben. Flogiston-teorien var en kendt teori, men den blev også udfordret.
Hvad er den naturvidenskabelige erkendelse?
Erkendelse nummer 9: Energien i universet er bevaret, men kan ændres fra en form til en anden. Centrale ord er energiformer og energiomsætning, forbrænding, oxidation, reduktion og redoxreaktioner.
Hvad skal I lave i undersøgelsen?
I skal afprøve Flogiston-teorien. Tør I arbejde som en videnskabsmand, og tør I som én videnskabsmand afvise en anden videnskabsmands teori? Holder Flogiston-teorien eller har andre med tiden bevist, at teorien er forældet og ikke holder? Og hvad er redox-reaktioner i denne forbindelse?
Eleverne skal arbejde med lighter og ild.
VIGTIGT: SE IKKE VIDEOEN, FØR I SELV HAR LAVET EKSPERIMENTET
Se denne animation om forbrænding af ståluld. Den forklarer, hvad der sker i processen med forbrænding af ståluld.
Flogiston-teorien er en naturvidenskabelig teori fra 1667, ‘opfundet’ af den tyske kemiker Johann Joachim Becher (1635-1682), Hans teori var et forsøg på at forklare forbrænding, at der skulle være en stof i alle brændbare materialer, der ville blive frigjort ved forbrænding. Stoffet kaldte han flogiston. Flogistonteorien var den første videnskabelige teori i den del af naturvidenskabens vi kalder kemi.
Han ‘opfandt’ teorien, fordi han observerede, at der steg røg op ved forbrænding, og røgen skulle indeholde flogiston som forsvandt ‘væk’, sammen med røgen, fra det brændende materiale.
I begyndelsen af 1770’erne opdager videnskaben grundstoffet ilt (oxygen). Den opdagelse gjorde, at flogistonteorien ikke kunne holde stand længere.
En fransk kemiker, Lavoisier (1743 – 1794) ‘opfandt’ den antiflogistiske teori, der siger at der ved forbrænding sker en reaktion med ilt. Lavoisier kontrollerede sine forsøg ved ved at veje materialerne, og han opdagede at nogle materialer øger vægten (øger deres masse), fx metaller, mens andre taber vægt (mindsker deres masse), fx carbon. Og reaktionen kan være forskellig. Nogle reaktioner vil, fx danne CO2, som vil forsvinde væk fra materialet (når man brænder carbon), og det giver et vægttab. Andre reaktioner binder ilten til materialet, fx når man brænder et metal, og det giver en vægtforøgelse.
Oxidation og reduktion handler om elektronoverførsler. Ligesom syre og base reaktioner handler om overførsler af hydrogen. Hvis man forestiller sig, at flogiston er elektronerne, så holder teorien om flogiston stadig.
Oxidation er når et materiale (atom eller ionforbindelse) ved en reaktion, fx forbrænding, afgiver elektroner. Reduktion er det omvendte, at et materiale (atom eller ionforbindelse) ved en reaktion optager en elektron.
Oxidation og reduktion foregår altid på samme tid, da elektronerne meget gerne vil finde et nyt atom at binde sig til. Dette kalder vi en redox-reaktion (RED for reduktion og OX for oxidation).
Lær mere om redoxreaktioner i denne video.
Lær mere om afstemning af redoxreaktioner i denne video.
Lær mere om spændingsrækken i denne video.
Det er oplagt at lægge elevstyring og frihedsgrad ind i materialevalg under trinnet ‘design’.
Kan eleverne be- eller afkræfte flogiston-teorien ved at afbrænde andre materialer end papir og ståluld? Lad eleverne selv vælge materialer og opsætte en hypotese for, hvad de tror, der sker. Øges eller falder vægten af materialet, når det brændes af?
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.