**
Mera om
Kretsloppsdrama
Syfte
Genom dramatisering får eleverna insikter i fotosyntes, förbränning och respiration. Kolets
kretslopp konkretiseras.
Begrepp och processer som kan visas med detta drama är: Partikelbegreppet. Materiens
konstans. Transformationsbegreppet. Gasbegreppet. Materiens kretslopp. Energins flöde.
Detta utvecklas närmre under Slutsatser.
Bakgrund
Idé
Fotosyntes resp. förbränning illustreras med elever som spelar varsin atom, kol, syre, väte.
Efter idéer från Britta Carlsson, (Miljödidaktiska texter 4/2002).
Genomförande
Scen: Spelet försiggår på grönt blad (en tillklippt grön presenning i form av ett blad ligger på
golvet). Koldioxiden kommer in genom klyvöppningar, som åskådliggörs av ett antal
rockringar som ligger utplacerade på bladet. Vattnet kommer in genom skaftet, som
åskådliggöras av en tunnel, uppbyggd av bågar av elektrikerrör som fästs i plankor med hål
för rören. Över bågarna hängs en grön presenning.
Reaktionsformel
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
vilken förenklas till (se nedan)
3CO2 + 3H2O → C3H6O3 + 3O2
eller
2CO2 + 2H2O → C2H4O2 + 2O2
(6C, 12 H, 18 O, totalt 36)
(3C, 6H, 9O, totalt 18)
(2C, 4H, 6O, totalt 12)
Skådespelare: Det behövs 6 kolatomer, 12 väteatomer och 18 syreatomer, totalt 36 atomer,
som skall spelas av varsin elev. För att göra dramat möjligt i en normalstor elevgrupp
genomför vi dramat med halva (eller i nödfall tredjedelen) av antalet atomer
(sockermolekylen blir alltså inte korrekt, men alla delar i processen kan genomföras korrekt,
vilket är det väsentliga).
Klimat-X, Klimatexperiment i skolan
Malmö miljöförvaltning i samarbete med
Malmö högskola, lärarutbildningen, fysik. Experimentutveckling: Mats Areskoug
1
030915
Klädsel: Alla atomer av samma slag är identiska. Eleverna får ta på sig T-tröjor eller
nattlinnen, som färgats i olika färger för respektive ämne. Eventuellt får de när de bildat
molekyler en gemensam slöja över sig för att gestalta att atomernas egna egenskaper nu döljs
av molekylens gemensamma egenskaper.
Akt 1 - fotosyntes
Handling. Akt 1, Fotosyntesen: I "luften" utanför bladet rör sig koldioxidmolekyler
långsamt. I vattnet utanför bladskaftet rör sig vattenmolekyler långsamt, stöter mot varandra.
Solen går upp, en strålkastare tänds. Några vattenmolekyler går in genom skaften till bladet.
Några koldioxidmolekyler krånglar sig genom klyvöppningar till bladet. Här börjar en
transformation, som skall sluta i att en sockermolekyl bildats, med tre (egentligen sex)
kolatomer i ring (eleverna håller varandra i händerna). Vid varje kolatom, men utanför ringen,
står en väteatom och en syre-väte-grupp och lägger sin ena hand på kolatomens axel. På något
sätt bör illustreras att sockermolekylen innehåller lagrad energi, att bindningarna är som
spända fjädrar.
De överblivna syreatomerna parar sig två och två och kliver ut genom rockringen till luften.
Där rör de sig långsamt och stöter mot varandra.
Akt 2, Förbränning
Alternativ 1, kroppen: Här kan scenen föreställa människokroppen, där sockermolekylen
kommer in genom matstrupen och syremolekylerna genom luftstrupen. Om man inte vill
fastna i människokroppens mysterier (eftersom det inte är huvudsyftet här) kanske man kan
låta förbränningen ske i "kroppen" utan att redovisa närmre var, och vilka organ som är
inblandade. Syremolekylerna letar sig in i sockermolekylen och binder sig till antingen kol
eller syre så att koldioxid och vatten bildas. Båda molekyltyperna är ganska energirika och
busiga. De tar sig ut genom luftstrupen.
Alternativ 2: Biobränsleeldat kraftverk: Går till på motsvarande sätt. Här får dock syret
komma in annan väg än förbränningsgaserna går ut. Förbränningsgaserna koldioxid och
vattenånga rusar snabbt ut och kan t ex på vägen sätta snurr på en ”turbin och generator” som
ger ”ström” (tänd en strålkastare när generatorn snurrar).
Efter processen får en representant för varje atomslag berätta vad den varit med om.
Paralleller till verkliga skeendet görs. Speciellt försöker man klargöra de väsentliga begreppen
nedan
Slutsatser
Naturvetenskapligt innehåll
Begrepp och processer som kan visas med detta drama är:
Klimat-X, Klimatexperiment i skolan
Malmö miljöförvaltning i samarbete med
Malmö högskola, lärarutbildningen, fysik. Experimentutveckling: Mats Areskoug
2
030915
Partikelbegreppet: Materia, både i fast, flytande och gasform, består av partiklar, atomer.
Det finns olika slag av atomer, men atomer av samma slag är lika, och utbytbara.
Materiens konstans (ingenting försvinner): Atomerna kan varken skapas eller försvinna.
Mängden materia är konstant.
Transformationsbegreppet: Partiklar kan kombineras med varandra och forma nya
strukturer, nya ämnen. Atomer kan både kombineras med atomer av samma slag
(syeremolekylen) och med andra slags atomer (vatten, koldioxid, socker). Samma atomer kan
alltså ingå i olika ämnen, som får helt olika egenskaper.
Gasbegreppet: Luften består av något, och detta i sin tur är uppbyggt av atomer, som ständigt
rör sig.
Materiens kretslopp: Akt 1 (fotosyntesen) och akt 2 (förbränning) tillsammans åskådliggör
materiens kretslopp. Exakt samma ämnen som vi startade med, och i samma mängd, återfinns
efter båda akterna.
Energins flöde: Svårare att illustrera, men får visas med att första akten drivs med flödande
ljus, strålningsenergi. Sockermolekylerna har armarna spända som hoptryckta spiralfjädrar,
potentiell, kemisk energi. Efter förbränningen far både koldioxid- och vattenmolekyler
omkring och stöter mot varandra - termisk energi, värme. En del av denna energi omvandlas
till rörelseenergi (turbinen snurrar)och elenergi, som kan ge ljus (strålkastaren).
Efter dramat demonstreras motsvarande processer med mätinstrument i experimenten:
Ekosystem med gröna växter, i slutet terrarium med mätinstrument (datorkopplade) för
koldioxid, syre, belysning, temperatur, fuktighet. Vanliga ekologiska burkar (sluten glasburk
med växter) är också utmärkt för diskussion om materiens kretslopp och energins flöde.
Andra experiment på fotosyntes finns i Eckermans bok (se litteraturlistan) och i biologiböcker
och lärarhandledningar för grundskola och gymnasium.
Kroppens effekt (se experimentet ”Vad händer i lådan”) med mätinstrument för koldioxid
temperatur, syre, fuktighet.
Andra experiment på energiomvandlingar t ex Radiometer (experimentet ”Snurra med
solen”).
Litteratur
Arbete - Människa – Teknik. Arbetarskyddsnämnden 1997. ISBN 91-7522-414-3. Människans
värmebalans behandlas i samband med temperaturförhållanden och
värmereglering i lokaler.
Areskoug, Mats. Experiment i miljöfysik. Kroppens effekt. 2001. Zenit läromedel, Smögen.
Utförlig experimenthandledning och lärarservice med teoretisk bakgrund,
kommentarer till utförande och analys, samt exempel på resultat. Högskolenivåoch gymnasienivå.
Klimat-X, Klimatexperiment i skolan
Malmö miljöförvaltning i samarbete med
Malmö högskola, lärarutbildningen, fysik. Experimentutveckling: Mats Areskoug
3
030915
Areskoug, Mats, Miljöfysik. Energi och klimat. 1999. ISBN 91-44-01114-8. Kolets kretslopp
och koldioxidhaltens ökning behandlas i kapitlen Materia, energi, liv och
Växthuseffekten. Grundläggande högskolenivå (eller fördjupning på gymnasiet).
Hollins, Martin, Medical Physics. 1992. ISBN 0-17-448188-8. Behandlar kroppens
energiomsättning översiktligt. Gymnasienivå.
Lenskjaer, T., Aagren-Nielsen, J, Krop & Energi. 1989. ISBN 87-00-43254-7. Gymnasiebok
om kropp och energi. Många bra experiment och exempel, även för yngre barn. På
danska.
Miljödidaktiska texter 4/2002. Britta Carlsson: "Jag vill vara kol." (även på nätet:
http://www.lut.mah.se/publikationer/utbrapp402.pdf , bläddra ned till sid.10). Om
rollspel kring fotosyntes och förbränning.
Weblänkar
http://www.lut.mah.se/publikationer/utbrapp402.pdf (bläddra ned till sid.10)
Miljödidaktiska texter 4/2002. Britta Carlsson: "Jag vill vara kol." För lärare om
dramatisering av fotosyntesen.
http://www.smy.fi/koulut/carbon/
Finnish Forest Association. Bra information om kolets kretslopp. Grundskola
och gymnasium. På engelska.
Klimat-X, Klimatexperiment i skolan
Malmö miljöförvaltning i samarbete med
Malmö högskola, lärarutbildningen, fysik. Experimentutveckling: Mats Areskoug
4
030915
