Malmö högskola
Lärarutbildningen, 60 p
NMS
Professionsinriktning
Annika Andersson
PROJEKTARBETE
1
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Innehållsförteckning
Innehållsförteckning ............................................................................................................................................. 2
Bakgrund ............................................................................................................................................................... 3
Styrdokumenten .................................................................................................................................................... 3
Läroplanen .......................................................................................................................................................... 3
Skolverkets författningssamling .......................................................................................................................... 3
Kursplanerna ...................................................................................................................................................... 3
Lokal arbetsplan ................................................................................................................................................. 3
Mål för arbetet utifrån läroplan, kursplan och lokal kursplan. ....................................................................... 4
Begrepp, förståelse, färdigheter, attityder etc. ................................................................................................... 4
Syra/ Bas ............................................................................................................................................................. 4
pH........................................................................................................................................................................ 5
Indikator .............................................................................................................................................................. 6
Neutral/Neutralisation ........................................................................................................................................ 6
Protolys ............................................................................................................................................................... 6
Stark/svag ............................................................................................................................................................ 6
Buffert ................................................................................................................................................................. 6
Val av innehåll ....................................................................................................................................................... 7
Val av arbetsmetoder ............................................................................................................................................ 7
Inledning av området så att eleverna blir intresserade och förstår relevansen av ämnet. ............................. 7
Exempel på övningar, experiment och aktiviteter. ............................................................................................. 8
Demonstration -Pelargonens färg ....................................................................................................................... 8
Mål med experimentet .................................................................................................................................. 8
Demonstration - Syror och baser i konsumentprodukter .................................................................................... 9
Mål med demonstrationen .......................................................................................................................... 10
Tillverkning av läsk ........................................................................................................................................... 11
Mål med experimentet ................................................................................................................................ 11
Övning/diagnostiskt test - tipsrunda ................................................................................................................. 13
Mål med övningen ....................................................................................................................................... 14
Experiment -pengatvätt ..................................................................................................................................... 14
Mål med experimentet ................................................................................................................................ 14
Laboration- syra/bas-titrering .......................................................................................................................... 14
Mål med laborationen ................................................................................................................................. 15
Val av läromedel .................................................................................................................................................. 15
Svårigheter som eleverna kan förmodas uppleva och hur dessa ska tacklas. ................................................ 15
Bedömning under arbetets gång och slutbedömning. ...................................................................................... 16
Litteraturlista ...................................................................................................................................................... 18
Internet................................................................................................................................................................. 18
2
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Bakgrund
Jag har som lärarkandidat fått i uppgift att ta hand om området ”Syra-bas-reaktioner” för
eleverna som läser kursen i Kemi A på den gymnasiala vuxenutbildningen (komvux). Det är
samma kursplaner och betygskriterier som gäller inom kommunal vuxenutbildning som inom
gymnasieskolan för ungdomar1.
Styrdokumenten
Läroplanen
I läroplanen för de frivilliga skolformerna (Lpf94)2 står det att ”eleverna skall träna sig att
tänka kritiskt, att granska fakta och förhållanden och att inse konsekvenser av olika alternativ.
På så sätt närmar sig eleverna ett vetenskapligt sätt att tänka och arbeta.” Det står också att
”eleverna skall i skolan få utveckla sin förmåga att ta initiativ och ansvar och att arbeta och
lösa problem både självständigt och tillsammans med andra”3. Vidare står det att ”eleverna
skall få möjlighet att reflektera över sina erfarenheter och tillämpa sina kunskaper”4, samt att
”varje elev skall få stimulans att växa med uppgifterna och möjlighet att utvecklas efter sina
förutsättningar”5.
Skolverkets författningssamling
När det gäller ämnet kemi står det i SkolFS på skolverkets hemsida6 att skolan i sin
undervisning skall sträva efter att ”eleverna ska vidareutveckla sin nyfikenhet och
iakttagelseförmåga samt förmåga att på olika sätt söka och använda kunskaper inom kemiska
tillämpningsområden i nya sammanhang och att de ska lära sig att reflektera över iakttagelser
i sin omgivning”.
Kursplanerna
I kursplanen7 för Kemi A står att eleven skall ”ha kunskap om pH-begreppet, neutralisation,
starka och svaga syror och baser samt kunna diskutera jämvikter i samband med t ex
buffertverkan och kunna relatera dessa kunskaper till bland annat miljöfrågor. Det står också
att eleven skall ”kunna planera och genomföra experimentella undersökningar på ett ur
säkerhetssynpunkt tillfredsställande sätt, kunna bearbeta, redovisa och tolka resultatet samt
redogöra för arbetet muntligt och skriftligt”.
Lokal arbetsplan
I den lokala arbetsplanen står att området ”syror och baser” ska behandla definitioner,
egenskaper hos några viktiga syror och baser, starka och svaga syror/baser samt verkan av
buffertlösningar.8
1
http://www.skolverket.se/vux/gymnasialutb/vuxgymnasialutb.html
Lärarboken, Lärarnas Riksförbund (2003), s. 48
3
a.a., s. 48
4
a.a., s. 49
5
a.a., s. 50
6
Skol FS 2000:65, www.skolverket.se
7
a.a
8
Lokal arbetsplan, Komvux, Kronborg
2
3
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Mål för arbetet utifrån läroplan, kursplan och lokal kursplan.
Begreppen syra och bas förekommer i många olika sammanhang; till exempel när vi lär oss
att förstå människokroppen, när vi studerar vår miljö och hur den kan drabbas av förstöring
samt när vi pratar om hantering av farliga ämnen inom industrin och i hemmet. Detta
motiverar att vi skaffar oss kunskap kring syror, baser och begrepp som associeras med dessa.
Målet med avsnittet är att eleverna ska förstå vad som menas med syror och baser. De ska lära
sig de vanligaste syrorna och baserna, deras namn, formler, användning och andra
egenskaper. Eleverna ska också veta skillnaden mellan svaga och starka syror/baser. De ska
veta hur man hanterar syror och baser både i laboratoriet och i hemmet. De ska veta vad
begreppet neutralisation innebär och kunna utföra en sådan.
De ska förstå vad pH är för något, förstå kemin bakom och hur det kan mätas. De ska kunna
förklara varför lösningar av svaga syror har högre pH än lösningar av starka syror vid samma
koncentration. De ska också veta vad som menas med en buffert. Eleverna ska kunna beräkna
molariteten för oxonium- och hydroxidjoner i en lösning av en stark syra eller bas, samt
kunna beräkna pH och pOH för en lösning av en stark syra eller bas. De ska kunna beräkna
pH för en lösning av en flerprotonig syra. Eleverna ska också känna till vad försurningen av
våra marker och sjöar beror på och vad vi kan göra för att förhindra den. Dessa mål ska
presenteras för eleverna i början av arbetet, samt vid ytterligare ett tillfälle under arbetets gång
så att de ska ha möjlighet att inhämta kunskaper som de har missat.
Begrepp, förståelse, färdigheter, attityder etc.
Följande begrepp ska behandlas under lektionerna:
Syra/ Bas
pH
Indikator
Neutral/ Neutralisation
Protolys
Stark/svag
Buffert
Syra/ Bas
När en elev kommer till kemiundervisningen i skolan har han/hon kanske bara några få
associationer till ordet syra. Kanske har han/hon använt ättiksyra i hushållet och smakat på en
sur citron, men för övrigt är det inte säkert att eleven kan göra många fler associationer. I
detta avsnitt är det viktigt att eleven får fler associationer till begreppet syra, t ex att det är en
lösning so har överskott på H3O+-joner och att ett lackmuspapper färgas gult. Dessutom
utvecklas förståelsen för syrabegreppet när eleven lär sig fler exempel på syror som man kan
träffa på i vardagen eller som används i industrin. Andra kunskaper som eleven ska lära sig är
t ex att det bildas vätgas när syror reagerar med oädla metaller och att en syra med en bas kan
bilda ett salt. På motsvarande sätt ska begreppet bas befästas hos eleven, vilket kan vara
svårare eftersom det är tveksamt om han/hon har några associationer över huvud taget när vi
börjar på avsnittet. Leif Östman beskriver i boken ”Kommunicera naturvetenskap i skolan”
om svårigheterna att lära ut förståelse för de basala begreppen ”surt” och ”basiskt”. Som
exempel kan nämnas att hans elever på det avslutande provet visade att de inte hade förstått
4
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
begreppet ”basiskt”, då de skrev att motsatsen till ”surt” var sött, salt eller beskt9. Östman
menar att ”effektiv begreppsinlärning kräver att man tar utgångspunkt i elevernas
förförställningar; att det är eleverna som skapar begrepp, ej läraren som lär ut dem; att för att
skapa begreppsstrukturer kräver att eleverna får tillfälle till att använda begreppen i olika
sammanhang”10.
Figur 1. Illustration av hur jonföreningar bildar sura resp. basisk lösning i vatten. (från chem4Kids.com)
Jag tror att det är viktigt att begreppet pH blir ordentligt befäst innan man börjar prata om
baser. Genom att diskutera syrorna som redan är lite bekanta för eleverna kan man ta upp pHbegreppet. När eleverna har förstått pH-begreppet och kemin bakom det är det dags att tala
om det som finns på ”den andra sidan om pH 7”. Eleverna ska då lära sig att baser är
lösningar som har överskott på OH - -joner och att de också kan benämnas ”alkali”. Jag
kommer att använda mycket bilder (se t ex figur 1 och figur 2) eftersom jag tror att sådana
illustrationer förtydligar och underlättar förståelsen.
pH
Figur 2. Illustration av lösningar med lågt resp. högt pH. (från chem4Kids.com)
När det gäller pH-begreppet tror jag att det är viktigt att befästa att pH är ett mått på H3O+koncentrationen. Vi ska tala om att pH –skalan spänner mellan 1-14, att vanligt vatten har pH
7 och att de allra flesta ämnen vi kommer i kontakt med ligger på pH-värden nära pH 7. De
ämnen som har extrema pH-värden är farliga.
Jag vill få eleverna att förstå att om man uttrycker koncentrationen på vanligt sätt är antalet
vätejoner mycket stort, vilket blir besvärligt att räkna med. Jag ska förklara för dem att redan i
1 liter vanligt vatten finns tio miljoner miljarder vätejoner. För att slippa så stora siffror i
9
Östman, Leif (2002) ”Att kommunicera om naturen” ur Kommunicera naturvetenskap i skolan, s. 76
ibid, s 79
10
5
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
dagligt tal är det enklare att använda begreppet pH. Jag ska berätta för dem att pH som ett
mått på surt och basiskt infördes av en dansk bryggare som tyckte att sådana stora tal var
obekväma. Jag undviker till att börja med matematiken bakom begreppet pH och nöjer mig
med att säga att pH 7 är neutralt, men ju lägre pH är, desto surare och att högre pH än 7
betyder basiskt. När pH är 6 finns det 10 ggr fler vätejoner än när pH är 7. pH = 5 betyder 100
ggr så många vätejoner som neutralt, pH = 4 betyder 1000 ggr så många osv. För varje steg
nedåt i pH blir det alltså 10 ggr surare. Så småningom pratar vi mer ingående om matematiken
bakom begreppet.
Indikator
Detta begrepp är förmodligen nytt för de flesta elever, men ganska lätt att koppla till deras
vardag. När de förstår begreppet syra är det naturligt att gå vidare och tala om att man kan
påvisa vätejoner med olika färgämnen. Vi ska utvinna ett färgämne ur blommor och se vad
som händer när man tillsätter syra och bas. Vi kan associera till flera växter ( t ex hortensia,
dahlia ) som får olika färg beroende på vilket pH-värde jorden har. Därefter introduceras de
vanligaste indikatorerna; BTB, metylrött, lackmus och fenolftalein. Jag vill att de ska förstå
att det är kemiska ämnen som ändrar form - och därmed färg - när vätejonkoncentrationen
ändras.
Neutral/Neutralisation
Begreppet neutral kan ha många betydelser, men den kemiska betydelsen tror jag att eleverna
kan få förståelse för när de själva får utföra en neutralisation vid laborationstillfället. Jag vill
att de ska förstå att de positiva oxoniumjonerna och de negativa hydroxidjonerna tar ut
varandra, att den neutrala lösningen varken är sur eller basisk och har ett pH-värde som är 7.
Protolys
För att förklara protolysen vill jag introducera jämviktsbegreppet så smått. Vi pratar om att
protolysreaktionen går åt båda hållen och alltså är reversibel. Jag vill att eleverna ska förstå att
syran är protongivare och basen protontagare och ska illustrera detta med protonövergången
med tydliga bilder . Vi ska också prata om vattnets autoprotolys och jag vill försöka få dem
att förstå att det är en mycket liten del av molekylerna som finns i jonform.
Stark/svag
Begreppen stark respektive svag syra/bas är viktiga inom kemin. Jag vill att eleverna ska
förstå att de starka syrorna/baserna är protolyserade till nästan 100% i motsats till de svaga,
där kanske bara någon procent är protolyserade. De ska också inse vilken betydelse det har för
syrornas/basernas egenskaper, t ex att pH för starka syror är mycket lågt (0-4) medan pH för
de svaga syrorna ligger närmare det neutrala pH-värdet . De ska också få kunskap om vad
som menas med koncentrerade syror. Hur stark är t ex koncentrerad svavelsyra ? Jag vill att
eleverna ska lära sig hur syror och baser används praktiskt, både i hemmet och i industrin. De
är viktigt att de ska bli medvetna om riskerna med främst de starka baserna och syrorna.
Buffert
6
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
När vi kommer in på buffertar kommer vi in på viktiga tillämpningar som motiverar att vi lär
oss detta begrepp. Jag vill förklara att bufferten är naturens sätt att skydda vår kropp.
Eftersom de kemiska processerna i kroppen fungerar inom ett snävt pH-intervall är det viktigt
att kroppen förmår hålla pH relativt konstant. Vi kommer också in på hur de naturliga
buffertsystemen i våra sjöar inte längre klarar av att buffra det sura regnet, utan att pH har
börjat sjunka.
Val av innehåll
pH-begreppet
Syrors och basers allmänna egenskaper
Starka och svaga syror
Starka och svaga baser
Indikatorer
Neutralisation
Vattnets autoprotolys
Buffertlösningar
Naturens buffertsystem
Försurningen
Val av arbetsmetoder
Undervisningen innefattar föreläsningar, demonstrationer, filmvisning, laborationer,
tipsrunda, enskilda uppgifter och grupparbeten. De enskilda uppgifterna och grupparbeten
redovisas muntligt, medan laborationen redovisas både muntligt och skriftligt.
Inledning av området så att eleverna blir intresserade och förstår
relevansen av ämnet.
Jag vill inleda lektionen med att visa aktuell reklam från tidningar och TV där orden pH, surt
och neutralt förekommer. Jag vill börja med att fråga eleverna vad de har för uppfattning av
vad pH är för någonting.
Därefter ska jag förklara pH-begreppet och samtidigt är det naturligt att prata om vad en syra
är för någonting. Eleverna ska få komma på olika syror som de har kommit i kontakt med i sin
vardag och sedan skriver jag upp syrorna på tavlan och vi diskuterar. Jag berättar om syrornas
allmänna egenskaper.
7
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Exempel på övningar, experiment och aktiviteter.
Demonstration -Pelargonens färg
För att tydliggöra hur en indikator fungerar ska ett experiment med pelargoner göras som
inledning till detta område. Färgämnet pelargonin som finns i den röda pelargonens kronblad
ska extraheras och undersökas. Experimentet ska utföras som ett demonstrationsförsök på
overhead-apparat. Eleverna ska, samtidigt som demonstrationen utförs, föra protokoll över
vad som händer. Pelargonens kronblad placeras i en bägare och ungefär 40 ml etanol tillsätts.
Blombladen avfärgas i etanolen och därefter fördelas den erhållna lösningen i tre petriskålarna
som ställs på OH-projektorn. Utspädd saltsyra droppas i den ena av petriskålarna och utspädd
natriumhydroxid droppas i den andra petriskålen.
Figur 3. Uppställning av OH-apparat, petriskålar med indikatorlösning från pelargon ( från
http://school.chem.umu.se/)
Mål med experimentet
Målet med detta experimentet är att tydliggöra hur en indikator fungerar, samt att visa att det
förekommer indikatorer i naturen och att det alltså inte är något som bara finns i kemisalen.
För att göra demonstrationen tydlig görs den på en overhead-apparat så att alla kan se.
Istället för att välja en indikator från en flaska tagen från kemiskåpet eller ett lackmuspapper,
så ska jag använda något som eleverna kan knyta an till, nämligen vanliga blommor. Genom
att välja en blomma som alla har sett tror jag att det är lättare att fånga elevernas intresse inför
experimentet. Jag tror att det är speciellt viktigt att utgå från något som eleverna känner igen
när vi börjar tala om ett nytt begrepp. Vygotsky menade att utvecklingen mot större
abstraktionsförmåga och teoretisk insikt kan stimuleras av möten mellan vardagliga och
vetenskapliga begrepp11. Han menade att de vetenskapliga begreppen stimulerar
vardagsbegreppen att växa uppåt och bli mer allmängiltiga och systematiska, medan de
vetenskapliga begreppen växer genom mötet neråt mot den levda efarenheten och fylls då
med innehåll. Han menade att denna utveckling stimuleras av möten mellan vardagliga och
vetenskapliga begrepp12, vilket kan uppnås om man får elevernas tänkande att röra sig fram
och tillbaka mellan vardagligt och vetenskapligt
plan.13
Andersson, Björn (2001) Elevers tänkande och skolans naturvetenskap, s 13
Andersson, s. 12
13
a.a, s.13
11
12
8
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Eleverna ska, samtidigt som demonstrationen utförs, föra protokoll över vad som händer. Jag
ställer före och under demonstrationens gång ett antal frågor som de ska fundera på, t ex ber
jag dem att observera färgen och fundera på varför färgen ändras. Jag tror att
protokollskrivandet gör att eleverna blir mer aktiva och inte bara sitter och passivt tittar på. I
boken Undervisning i naturvetenskap beskrivs hur man kan använda skrivandet för att lära;
”att man kan reflektera över sina egna tankar och upptäcka och förstå sammanhang när man
med egna ord utreder de erfarenheter och tankeprocesser som man varit delaktig i”14.
När demonstrationen utförts ber jag eleverna berätta vad de har sett och frågar vad de tror har
hänt i petriskålarna. Vi diskuterar gemensamt. Jag berättar sedan om hur ämnet som finns i
blomman, Pelargonin, som är en antocyanin, påverkas kemiskt av olika surhetsgrader. Den
ändrar samtidigt färg och att det är därför den kan fungera som pH-indikator. Vi pratar om att
färgämnet finns i flera blommor, t ex dahlior. På liknande vis kan blåklockans blomma få röd
färg när plantan växer i den sura marken intill en myrstack. Jag berättar att denna typ av
färgämnen också förekommer i växternas gröna blad. De färgar bladen i rött, orange och
purpur, efter det att bladens klorofyll sönder fallit under höstens dagar och nätter.
Vi kommer in på andra indikatorer som används i laboratoriet; BTB, metylrött, lackmus och
fenolftalein. Vi går genom vilka färger de har vid olika pH, omslagspunkt, principen för
titrering m.m.
Demonstration - Syror och baser i konsumentprodukter
I detta experiment undersöks några vanliga syror och baser. Jag presenterar produkterna för
eleverna och meningen är att vi ska ta reda på vilket pH de har. Innan vi mäter pH ska
eleverna ställa upp en hypotes – är de sura, basiska eller neutrala ? De får diskutera i små
grupper och sedan skriver vi upp deras hypoteser på tavlan i en tabell. Därefter mäter jag pH i
produkterna med en pH-meter så att alla kan se reultatet.
Vi diskuterar om vi med ledning av provets pH och vad produkten används till kan dra
slutsatser om huruvida den innehåller starka eller svaga baser respektive syror?
Eleverna får med hjälp av förpackningens innehållsförteckning försöka ta reda på vilken syra
eller bas provet innehåller. Vi sammanställer på tavlan i tabellen.
14
Dimenäs & Haraldsson (1996), Undervisning i naturvetenskap s 79.
9
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Produkt
Coca cola
Mjölk
Shampo
Filmjölk
Maskindiskmedel
Vinäger
Apelsinjuice
Samarin
Pressad citron
Kaustik soda
Ketchup
Fönsterputs
Hushållsättika
Hypotes
T ex sur
Uppmätt
T ex 4,5
Innehåller
Mål med demonstrationen
Målet med demonstrationen är att eleverna ska bli medvetna om pH-begreppet och att vi ska
kunna gå vidare och prata om svaga och starka syror och baser. Jag är mycket intresserad av
att få in elevernas vardag i kemiundervisningen. Jag vill genom detta visa att kemin är något
som berör dem och inte bara något som vi lär oss i skolan och för övrigt inte har någon nytta
av. Skolan kritiseras ibland för att bedriva icke-autentisk verksamhet som skiljer sig från
verkliga situationer och det finns de som menar att det eleverna då lär sig i skolan endast är
användbart där15. Jag tror att denna kritik kan vara befogad till viss del och för att gå mot en
mer autentisk verksamhet bör man föra in vardagen i undervisningen.
Genom att använda kemikalier som de alla har sett t ex i hushållet blir det medvetna om sin
vardagliga användning av kemikalier vilket förhoppningsvis ökar intresset för kemi. Man lär
sig vad de innehåller och lär sig att läsa innehållsförteckningar.
Jag ger eleverna en frågeställning; nämligen att de ska ställa upp en hypotes över vilka pHvärden man kan förvänta sig i de olika lösningarna. Denna arbetsmetod liknar ett som
beskrivs i boken av Dimenäs & Haraldsson16. De beskriver hur en lärare ställer frågor till
eleverna, vilka förväntas tänka efter och svara utifrån sin egen uppfattning eller tidigare
erfarenhet. De menar att läraren då kan få kännedom om elevernas olika kunskapsnivåer,
vilket jag tror är riktigt. Eleverna får möjlighet att diskutera med varandra i små grupper, där
de får möjlighet att själva tolka problemet. Björn Andersson17 menar att utmaningar från
lärare och kamrater gör eleven mer medveten om sitt sätt att tänka, samtidigt som en viss
osäkerhet uppstår. Det finns andra idéer än de egna. Vad betyder dessa? Vilken är den bästa
förklaringen? Förhoppningsvis upptäcker de då att denna gör det möjligt att förklara och
förutsäga på ett bättre sätt än vardagsidén. Han menar att reflexion över det egna tänkandets
utveckling är en viktig del av undervisningen.
Efter att eleverna har diskuterat med varandra skriver vi upp deras hypoteser på tavlan i en
tabell. Det blir i samband med att siffrorna sätts på pränt tydligt hur deras uppfattningar skiljer
15
Carlgren, Ingrid (1999) Miljöer för lärande, s. 23.
16
Dimenäs & Haraldsson, s 67
a.a.
17
10
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
sig åt (om de nu gör det). Genom att se kamraternas uppfattningar som kanske krockar med
sina egna rubbas jämvikten i elevernas medvetande; stämmer min uppfattning?
Därefter mäter jag pH i produkterna med en pH-meter med stor display så att alla kan se
reultatet. Vi jämför med hypoteserna. Hur har eleverna tänkt? Vad kan vi lära?
Vi diskuterar om vi med ledning av provets pH och vad produkten används till kan dra
slutsatser om huruvida den innehåller starka eller svaga baser respektive syror?
Eleverna får med hjälp av förpackningens innehållsförteckning försöka ta reda på vilken syra
eller bas provet innehåller. Vi talar om starka och svaga syror/baser. Vad är skillnaden?
Jag vill uppmuntra eleverna att hela tiden ställa frågor under lektionerna. Många studier har
gjorts av elevers vardagsbegrepp om naturvetenskapliga fenomen. Dessa visar gång efter
annan att eleven har svårigheter att förstå sådant som läraren betraktar som lätt eller tar för
givet att eleven redan kan.18 Jag har själv under min VFT-tid erfarit att frågorna från eleverna
är mycket värdefulla eftersom de ger svar på hur undervisningen tagits emot.
Tillverkning av läsk
På fredag eftermiddag ska jag tillverka och bjuda eleverna på läsk innan de slutar.
Jag häller upp kallt vatten i en tillbringare och tillsätter några droppar grön karamellfärg. Två
matskedar florsocker samt tre teskedar bikarbonat tillsätts. Sex teskedar saft från en färsk
pressad citron (innehåller citronsyra) rörs i.
Eleverna får smaka de får diskutera med varandra vad som hände i tillbringaren. Efter en
stund diskuterar vi alla gemensamt och jag skriver på tavlan.
Syran (citronsyra finns i citronsaften) reagerar med basen (bikarbonat) och bildar kolsyra.
H+A-(aq) + Na+HCO3-(aq) → H2CO3(aq) + Na+A-(aq)
syra
bikarbonat
kolsyra
saltet av syran
I nästa steg sönderdelas kolsyran till vatten och koldioxid. Det är koldioxid som bubblar i
läsken:
H2CO3(aq) → CO2(g) + H2O(l)
kolsyra
koldioxid vatten
Mål med experimentet
Detta experiment tror jag sätter igång positiva känslor hos eleverna. Ekborg & Ekborg
beskriver hur vi måste starta med positiva känslor i limbiska systemet för att få elever att
tänka. Om eleverna känner sig väl till mods och trygg kan han/hon koppla in hjärnbarken vid
sitt lärande.19 Att dricka en läsk är väl något som alla känner sig hemma i. När vi gör detta
experimentet hoppas jag att frågeställningarna utmanar elevernas nyfikenhet. Att ställa en
fråga som inte är bekant i samband med något så välkänt som en läsk kan fånga deras intresse.
Björn Andersson menar att det måttligt nya kan fånga intresset hos eleverna. Han tror att det
18
19
Andersson, Björn (2002) I Kommunicera naturvetenskap i skolan, s 213
Ekborg & Ekborg, s 23
11
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
kan vara en nyckel till att motivera eleverna för naturvetenskap – om vi hittar deras tankenivå
och föreställningsvärld kan vi utmana dem på ett lämpligt sätt och härigenom skapa intresse.20
Jag tror att han har rätt – det viktiga är att fånga deras intresse, att få dem att tycka att ämnet
är roligt. De har alla känt och sett ”bubblorna” i en läsk. Vad består de av egentligen? Hur
bildas de? Här ska jag försöka få igång eleverna genom att ställa divergenta frågor. De
divergenta frågorna breddar och fördjupar elevernas responser och involverar dem i att tänka
kreativt och kritiskt.21 Vi får möjlighet att diskutera andra syror som används i
livsmedelsindustrin. Vi kan också komma tillbaka till pH-begreppet- vilken betydelse har pHvärdet i en livsmedelsprodukt?
Detta försöket ger också tillfälle att komma in på andra syror; förutom kolsyran i läsken ska vi
prata om mjölksyran i filmjölken och citronsyran i citronen som exempel på några syror som
vi träffar på i vardagen. Vi ska prata om att dessa syror är relativt ofarliga, men det finns
starkare syror som är skadliga för människan. De starkare syrorna används ofta i industrin och
vi kommer in på deras användningsområden lite grann. Även baserna kan indelas i starka och
svaga. De svaga baserna kan användas i matlagningen medan de starka används i
rengöringsmedel.
För att göra lektionen mer levande ska vi också prata om hur läsken kom till. Det var redan
1770 som uppsalaproffessorn Bergman började experimentera med mineralvatten för att på
konstjord väg framställa dem. Han lyckades 1771 och sedan dess har han kallats den svensk
läskedryckens fader. "Receptet" bakom det på konstjord väg framställda mineralvattnet var en
världssensation. Berzelius var en vetenskapsman som experimenterade flitigt. Han blandade
kolsyrat vatten med olika kryddor, safter och vin. På detta sätt fick han fram olika smaksatta
drycker och lade grunden för dagens kolsyrade läskedrycker. Läskedrycken är alltså en svensk
uppfinning och detta ska vi poängtera.
20
21
Andersson, s. 9
Carin, Arthur, A. & Sund, Robert, B. (1985) How Can You Improve your Questionening Skills?, s 118
12
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Övning/diagnostiskt test - tipsrunda
Eleverna ska som en form av diagnostiskt test få lov att gå en tipsrunda i klassrummet och
korridoren för att besvara 22 frågor om syror/baser. De ska få med sig ett papper med svaren
som ska paras ihop med rätt fråga. Ingen rättning av deras svar görs från min sida, utan vi går
gemensamt genom alla svaren i klassrummet efteråt utifrån en OH-bild så att de kan rätta sina
svar själv.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Basiskt ämne i vissa rengöringsmedel och
konstgödseltillverkning
Bildas när koldioxid reagerar med vatten
Starkt frätande syra som gulfärgar hud och
naglar
Anges med hjälp av pH-värde
Syra som används utspädd i hushållet
Varken sur eller basisk och pH = 7
Rött i surt och blått i basiskt
Basiskt ämne som kan användas till kalkvatten
Blått i basiskt, grönt i neutralt och gult (ibland
rött) i surt
Ämne som visar om en lösning är sur, basisk
eller neutral
Är en lösning med pH < 7
Joner som finns i alla sura lösningar
Sur oxid som bildas vid eldning med
svavelhaltigt bränsle
Violett i basiskt, färglös i neutralt och surt
Joner som finns i alla basiska lösningar
Stark syra som koncentrerad förkolnar hud, tyg
och trä
När salpetersyra reagerar med koppar bildas
sådana gaser
Är en lösning med pH > 7
Är outspädd syra
Gas som löst i vatten kallas saltsyra
Finns i lösningar som leder elektrisk ström
Tillfällig åtgärd för att motverka försurning
ammoniak
kolsyra
sur
surhetsgrad
ättiksyra
neutral
lackmuspapper
kalciumhydroxid
bromtymolblått
indikator
sur
vätejoner
svaveldioxid
fenolftalein
hydroxidjoner
svavelsyra
nitrösa
basisk
koncentrerad
väteklorid
joner
kalkning
Idén är hämtad från www.komvux.bollnas.se/personal/FrojdMats/hotpot/syrorochbaser.htm
13
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Mål med övningen
Jag tror att denna form av diagnostiskt test ökar lusten att arbeta. Vetskapen om att ingen
kontrollerar mitt svar gör att jag vågar delta och det lilla tävlingsmomentet sporrar mig att
svara rätt på så många frågor som möjligt. Ekborg & Ekborg menar att de elever som har
svårt att sitta still i klassrummet har svårt i den teoretiska undervisningen22 Kanske blir de
eleverna stimulerade av denna övningen. Förutom att tävlingsmomentet sporrar eleverna så
ger deras resultat ett svar på hur väl de har förstått området.
Experiment -pengatvätt
Eleverna får prova att tvätta pengar i olika lösningar (citronsaft, soda, tvål, ättika)
Jag visar en kopparslant som är missfärgad och berättar att jag skulle vilja få den ren. Jag
presenterar fyra olika lösningar för eleverna; citronsaft, soda, tvål och ättika. Eleverna ska få
tänka ut om det är någon av lösningarna som de tror kan göra ren slanten. Därefter ska de få
lov att prova själva.
Mål med experimentet
Målet med detta experiment är att de ska få djupare förståelse om syrornas och basernas
egenskaper. Detta är en metod som beskrivs av Dimenäs och Haralsson23 som bygger på
frågande och dialog. Jag ställer som lärare ett antal frågor, vilka följs upp av diskussioner
med eleverna. De får lösa ett problem med hjälp av konkret material. De arbetar i par, vilket
leder till att de kan diskutera även med varandra. Dessutom har jag som lärare möjlighet att
diskutera med grupperna under arbetets gång. Metodvalet ger enligt Dimenäs och Haraldsson
eleverna större möjliget att vara delaktiga i en aktiv process där de själva kan lära24. Här tror
jag att det är viktigt som lärare att låta eleverna få tillräckligt med tid så att de kan få tänka
och diskutera fritt. Samtidigt måste man vara lyhörd och finnas till hands med frågor och svar
om man märker att eleverna är på fel väg.
Laboration- syra/bas-titrering
När eleverna kommer in på laborationen står en stor flaska, märkt ”HCl” på en av bänkarna.
Jag berättar för eleverna att jag hittade flaskan i kemikalieskåpet och att jag inte vet vilken
koncentration syran har. Jag vill att eleverna ska hjälpa till att försöka ta reda på
koncentrationen så att vi kan märka flaskan ordentligt. Har de några idéer om hur man kan ta
reda på syrans koncentration? Förhoppningsvis utbryter nu en diskussion och de kommer med
vilda idéer. Jag försöker styra dem i rätt riktning och ber dem att läsa i sina böcker på sidorna
som handlar om neutralisation och indikatorer. De får diskutera två och två om hur
laborationen kan genomföras. Eftersom deäven laborerar två och två, kan de hela tiden utbyta
tankar och ideér med varandra. De ska fundera ut utifrån sina tidigare kunskaper hur
laborationen ska genomföras rent praktiskt. Jag har förberett NaOH i lämpliga
koncentrationer, vilka presenteras för eleverna när de börjar komma in på hur de ska göra. För
att eleverna skall kunna utveckla sitt tänkande är det viktigt att läraren är mycket engagerad
och hela tiden nära eleverna, för att kunna uppfånga var de befinner sig i sitt tänkande.
22
Ekborg & Ekborg s
Dimenäs, Jörgen & Sträng Haraldsson, Monica (1996) Undervisning i naturvetenskap, s 68
24
ibid
23
14
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Läraren måste ständigt vara beredd på att besvara frågor och måste kunna tillhandahålla vad
som behövs både i form av material och intellektuell stimulans.
Mål med laborationen
Målet med laborationen är att eleverna genom det praktiska utförandet ska få en känsla för
och befästa begreppen syra, bas, titrering, neutral och indikator. Eftersom laborationen har en
relativt hög frihetsgrad25, ska eleverna också lösa problemet med hur laborationen ska
genomföras. Rod Watson har skrivit en intressant artikel som handlar om praktiskt arbete i
undervisningen. Jag tycker också att de syfte som han framhäver är viktiga26, nämligen att
eleverna:
får öva sig i att hitta problem och leta efter sätt att lösa dem
utvecklar en kritisk attityd
lär sig att samarbeta
lär sig att hitta fakta och nya principer
Den s.k. konstruktivismen bygger på att eleven jobbar med att förstå något nytt genom att
undersöka, ställa frågor, bygga länkar till tidigare vetande, hitta på tillämpningar, komma med
uppslag. Ett sätt att ge eleven en möjlighet att arbeta enligt den konstruktivistiska modellen är
genom den s.k. lärandecykeln27. Lärandecykeln består av tre faser 1) fri undersökning där
eleven undersöker själv och frågor uppstår, 2) begreppsintroduktion när läraren leder och 3)
begreppsanvändning
En laboration med hög frihetsgrad ger möjlighet till denna typ av inlärning. De nya begreppen
som har introducerats under tidigare lektioner ska överföras till praktiskt arbete. Eleverna
ställs först inför ett problem och diskuterar hur de ska lösa det med varandra. Om de fastnar i
sitt tänkande finns läraren där och vägleder så att de kommer vidare. Eleverna får sedan se hur
de teoretiska kunskaperna kan användas i praktiken, vilket befäster kunskaperna. Målet är
också att eleverna ska skriva hypoteser och föra protokoll över vad som händer och försöka
dra slutsatser.
Val av läromedel
Som bas för min undervisning använder jag boken Gymnasiekemi A av Andersson et al28
eftersom den används som kursbok på komvux och alltså är den litteratur eleverna har skaffat
sig. Förutom boken använder jag ett flertal experiment som jag bl a hämtat på nätet och OHbilder.
Svårigheter som eleverna kan förmodas uppleva och hur dessa ska tacklas.
Det är många undersökningar som visar på att kemi inte är så lätt för eleverna. En bidragande
orsak, enligt Björn Andersson29, är att undervisningen utspelar sig på två plan, ett observerat
makroskopiskt och ett tänkt atomärt. Det kan vara svårt för eleverna att tänka sig hur joner
Dimenäs & Haraldsson, s 148
Watson, Rod (2000), The role of practic work in ” ”
27
Andersson (1989) s 13
28
Andersson, et al (2002) Gymnasiekemi A
29
Andersson, Björn (2001), s 204
25
26
15
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
och atomer i ett system samverkar utifrån t ex en reaktionsformel. Jag tror att illustrationer
underlättar förståelsen av vad det egentligen är som händer, att bilder med illustrationer som
beskriver hur olika partiklar förhåller sig till varandra och hur de är bundna t ex. Jag tror att
en film som visar hur olika partiklar rör sig i ett system också skulle vara värdefullt och öka
förståelsen.
Vid laborationen kan det vara svårt för eleverna att komma på hur de ska göra. Eleverna är
vana vid att få ett färdigt recept på hur laborationer ska gå till och när de ställs inför uppgiften
att själva tänka ut genomförandet är det troligt att de tycker att detta är svårt. För att eleverna
skall kunna utveckla sitt tänkande är det viktigt att läraren är engagerad och hela tiden nära
eleverna, för att kunna uppfånga var de befinner sig i sitt tänkande. Läraren måste ständigt
vara beredd på att besvara frågor och måste kunna tillhandahålla vad som behövs både i form
av material och intellektuell stimulans.
För att förstå miljöfrågor som försurning och att en orsak till detta går att finna hos samhällets
utsläpp av t.ex. SO2- och NOx-gaser krävs god förståelse om vattnets kretslopp och de olika
aggregationsformerna. Det är viktigt att eleverna har klart för sig att människans aktiviteter i
samhället(industriutsläpp, gödsling, bilavgaser, mm) ingår och växelverkar med vattnets
kretslopp. Enligt Björn Andersson har man upptäckt att elever inte har helt klart för sig detta
samband utan istället ser vattnets kretslopp som något isolerat system.30 Bilderna i läroboken
angående t.ex. försurning och SO2 och NOx roll i försurningen överbryggar denna kända
svårighet att förstå vattnets och samhällets kretsloppssamverkan.
Bedömning under arbetets gång och slutbedömning.
I Skolverkets skrift Att bedöma eller döma skriver Håkan Johansson i en artikel om vilken
betydelse elevernas ökade ansvar och inflytande har för bedömningen av deras arbete. Det
står bl a i läroplanen under rubriken ”Bedömning och betyg” att skolan ska sträva efter ”att
varje elev utvecklar ett allt större ansvar för sina studier” 31.
Johansson menar32 att om skolan och eleverna ska ha möjlighet att arbeta mot mot målen,
krävs det att eleverna får handledning så att de lär känna läroplanernas och kursplanernas
mål. Eleverna måste i förväg vara medvetna om vilken typ av kunnande som krävs för att ett
mål ska vara uppnått.
Det är därför viktigt att som lärare presentera för eleverna vad som står i läroplaner och
kursplaner om vad de ska kunna inför varje avsnitt. Vid det diagnostiskta testet kan varje elev
själv reflektera över sitt kunnande i förhållande till målet. Därefter är det viktigt med en bra
kommunikation mellan lärare och elev, så att eleven kan inhämta kunskaperna som fattas.
Det finns olika moment att bedöma under arbetets gång:
Demonstrationer, experiment
Laboration
30
Andersson (2001) s 55
Johansson, Håkan (2002) Elevinflytande och arbetet med mål och betygskriterier I ”Att bedöma eller döma”,
Skolverket, s 141
32
ibid
31
16
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Diagnostiskt test
Slutprov
Vid de demonstrationer och experiment som görs har vi diskussioner i smågrupper samt
gemensamt i hela klassen. För att få godkänt på dessa moment krävs att man följer med aktivt.
Genom att lyssna på elevernas frågor och svar har jag möjlighet att ta reda på hur eleverna har
förstått. För högre betyg krävs förutom aktivt deltagande dessutom att man i diskussionerna
visar att man förstår och att man kan sätta in kunskapen i ett sammanhang.
Vid laborationstillfället får eleverna en uppgift att lösa som handlar om syror och baser och
för att kunna klara av det måste de ha förstått begreppen neutralisation, indikator, syra och
bas. Denna prestationsbedömning ger mig – förutom en uppfattning om deras kunskaper –
även en uppfattning om deras förmåga att rent praktiskt kunna laborera. Laborationen ska
resultera i en skriftlig rapport som också bedöms.
Det diagnostiska ”provet” är främst till för eleverna och jag kommer därför inte rätta det, utan
det får de göra själv. Jag kommer däremot att uppmuntra dem att fråga om de områden som
de känner att de inte behärskar så att de kan inhämta kunskaperna.
Vid det skriftliga slutprovet kommer avsnittet om syror och baser att ingå som en del.
Vid den slutliga bedömningen kommer elevernas prestationer från detta avsnitt att vägas
samman med de andra avsnitten i kursen.
17
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
Litteraturlista
Andersson, Björn (1989). Grundskolans naturvetenskap. Stockholm:Utbildningsförlaget.
Andersson, Björn. (2001). Elevers tänkande och skolans naturvetenskap
Stockholm:Skolverket
http://www2.skolverket.se/BASIS/skolbok/webext/trycksak/DDD/906.pdf
Andersson, et al (2002) Gymnasiekemi A, Liber AB, Stockholm
Carin, Arthur, A. & Sund, Robert, B. (1985) How Can You Improve your Questionening
Skills? I Teaching Science Through Discovery, Ohio:Charles F. Merrill Publishing
Company.
Carlgren, Ingrid (1999) Miljöer för lärande
Dimenäs, Jörgen & Sträng-Haraldsson, Monica (1996). Undervisning i naturvetenskap. Lund:
Studentlitteratur.
Ekborg, Per & Ekborg (Niklasson), Margareta (1997). Suggestopedi eller mer kreativa
arbetsformer i naturvetenskap och teknik. Malmö: Lärarhögskolan.
Johansson, Håkan (2002) Elevinflytande och arbetet med mål och betygskriterier I ”Att
bedöma eller döma”, Skolverket
Lokal arbetsplan, Komvux, Kronborg
Lärarboken, Lärarnas Riksförbund (2003),
Sjöberg, Svein (2000). Naturvetenskap som allmänbildning - en kritisk ämnesdidaktik. Lund:
Studentlitteratur.
Skol FS 2000:65, www.skolverket.se
Skolverket (2001). Bedömning och betygssättning. Stockholm: Skolverket.
http://www2.skolverket.se/BASIS/skolbok/webext/trycksak/DDD/844.pdf
Skolverket Att bedöma eller döma.
Strömdahl, Helge (red) (2002) Kommunicera naturvetenskap i skolan
Östman, Leif (2002) ”Att kommunicera om naturen” I Kommunicera naturvetenskap i skolan
Watson, Rod (2000), The role of practic work I ” Good practice in Science Education ” What
research has to say. Buckingham: Open University Press.
Internet
http://www.miamisci.org/ph/hoh.html (2005-02-10)
http://chem4Kids.com (2005-02-10)
http://www.skolverket.se/vux/gymnasialutb/vuxgymnasialutb.html
http://school.chem.umu.se/
18
ANNIKA ANDERSSON- PROJEKTUPPGIFT
