I denne aktivitet skal eleverne udvikle deres egen nøgle til at kategorisere lav og mos, mens de får en forståelse af, hvordan en nøgle opbygges og bruges.
I vores krop sender nervesystemet mange vigtige signaler rundt. Det er fx nervesystemet, der sender signal fra hjernen til musklerne, når vi beslutter os for at spænde en muskel. Undersøg, hvor hurtigt nerverne kan sende signaler rundt i kroppen hos dig og dine klassekammerater.
Første delforsøg:
Andet delforsøg:
Udføres på samme måde som første delforsøg, bortset fra at man nu skal stå op, og kæden dannes ved, at hver person med højre arm holder fast i sidemandens venstre skulder. Tidtageren sætter et “signal” i gang ved at klemme på en af personernes skuldre.
I dette forsøg kan der laves flere forskellige udregninger, alt efter hvilken målgruppe der udfører forsøget.
Mellemtrinnet:
Resultaterne for hhv. ankelforsøg og skulderforsøg sammenlignes, og der diskuteres, hvorfor der er forskel på tiderne.
Udskoling:
Udregn hvor hurtigt signalerne har bevæget sig i hhv. ankel- og skulderforsøget. Det gøres ud fra estimater af gennemsnitlig afstand fra forsøgspersonernes ankel til hjerne og videre ud til hånden, samt afstand fra skulder til hjerne og videre ud til hånden.
Ungdomsuddannelser:
Det udregnes, hvor hurtigt selve nervesignalet har bevæget sig, idet der tages højde for forsinkelsen, der forårsages af håndmusklernes sammentrækning. Dette gøres på baggrund af differencen mellem tiderne i de to delforsøg og afstandene i de to delforsøg. Man skal bruge følgende formel:
Man kan også lade eleverne selv komme frem til formlen eller andet matematisk udtryk, hvis det er en matematisk interesseret klasse.
Efter forsøget er udført, kan man overveje følgende spørgsmål:
Kroppen har overordnet set to forskellige systemer, der kan sende signaler rundt i kroppen. Det ene er hormonsystemet, der sender signaler i form af kemiske stoffer rundt i kroppen. Det andet er nervesystemet, der i stedet sender elektriske impulser igennem særlige lange celler i kroppen, der hedder nerveceller.
Det er nervesystemet, man tester i dette forsøg. Du kan se en animation om nervesystemet i linket nederst på siden.
Denne undersøgelse handler om, at man skal videreføre et berøringssignal. Når man får klemt sin ankel, stimuleres nerverne i huden, der straks sender et signal op til hjernen og fortæller, at man er blevet klemt. Derefter sender hjernen et signal ud til håndens muskler og fortæller dem, at de skal spændes, således at ens egen hånd klemmer den næste persons ankel. Jo længere nerveimpulsen skal bevæge sig, desto længere tid tager det at sende berøringssignalet videre.
Nervesignaler kan sende impulser igennem sig med meget høje hastigheder. Nogle typer nerveceller kan sende signaler med over 400 km/t – det er hurtigere end en Formel 1 bil!
I dette eksperiment laves to delforsøg: et ankelforsøg og et skulderforsøg. Der er i begge forsøg en væsentlig forsinkelse; det tager forholdsvis lang tid for musklerne i hånden at trække sig sammen, så man kan klemme på den næste person i kæden. Med andre ord er det selve muskelsammentrækningen, der er flaskehalsen i at få sendt signalet hurtigt videre.
Ved at finde differensen mellem de to forsøg, kan man udelukke denne forsinkelse, og dermed finde hastigheden af selve nervesignalet (se formlen der er beskrevet til ungdomsuddannelserne).
Nogle gange sender nervecellerne signaler, uden at hjernen når at registrere det. Det kaldes reflekser. Hvis man kommer til at lægge sin hånd på et varmt komfur, så trækker man meget hurtigt hånden til sig. Det sker, fordi komfurets høje temperatur påvirker nerveceller i huden, og disse nerveceller sender øjeblikkeligt en elektrisk impuls op gennem nerverne i rygmarven og videre ud til musklerne i armen, der spændes og dermed fjerner hånden fra det varme komfur.
Først bagefter når signalet helt op til hjernen, der fortæller én, at hånden rørte noget varmt. Og fordi signalet gik udenom hjernen, føltes det som om bevægelsen skete helt automatisk.
Jo mere man lærer at forstå nervesignalerne, jo bedre chance har man for at behandle og reparere nerveceller i fremtiden. Vigtige forskningsfelter er fx inden for sygdommene Alzheimers og Parkinson, hvor nerveceller i hjernen er beskadigede.
Desuden forskes der i at udvikle kunstige lemmer til at erstatte amputerede lemmer. Bl.a. kan man lave en kunstig hånd, hvor personen med sine nerveceller i armen kan styre de mekaniske fingre i hånden. Se et eksempel i linket nederst på siden.
Et stopur kan både være en digital eller analog lavteknologi. Der er mekaniske stopure, som er drevet ved at trække en fjeder op. Så er det digitale stopure, der bruger en krystaloscillator, som har svingninger ved en bestemt frekvens, således at tiden kan måles næsten ufatteligt præcist. Læs mere om stopure her
Prøv evt. andre signaltransmissioner mellem mennesker. Hvad med at blinke med et øje i en kæde?
Er der forskel på, hvor hurtigt signalet bevæger sig rundt for forskellige alderstrin.
Ville der være forskel på tiderne, hvis man lavede en gruppe af de højeste elever i klassen og en gruppe af de laveste?
Har det betydning, om forsøget udføres i et dunkelt eller oplyst lokale.
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.