Gå til hovedindhold

Grundstoffer: System og skabelse

(c) Maxim Bilovitskiy [CC BY-SA 4.0], WikiMedia Commons

Den 7. erkendelse i Naturvidenskabens ABC er, at alt i universet er opbygget af små partikler. Partikler kan betyde mange ting lige fra quarker til molekyler. De to typer aktiviteter i dette inspirationsforløb handler om atomer og atomkerner. Find inspiration til undervisningen i Grundstoffernes Periodesystem og i Hydrogenfusion i Stjerner.

Arbejdsformer

Formålet med aktiviteterne om Grundstoffernes Periodesystem er, at eleverne kender forskel på grundstoffer og kemiske forbindelser. Aktiviteterne fra Hydrogenfusion i Stjerner besvarer spørgsmål om, hvor grundstofferne kommer fra.

Alle inspirationsmaterialerne er lagt an på at fremme elevernes faglige samtale ved at sætte dem til at stille hinanden spørgsmål og besvare dem. Quiz og Byt er en aktivitet for hele klassen. De øvrige aktiviteter er beregnet til at foregå i grupper.

Til Grundstoffernes Periodesystem er der disse to forslag til aktiviteter:

  1. Quiz og Byt: Er dette et grundstof?

Aktiviteten varer ca. 15 minutter. I skal bruge et åbent areal; find et gangareal, eller skub borde og stole til side. Eleverne går rundt mellem hinanden og stiller hinanden spørgsmål om grundstoffer og forbindelser. Aktiviteten er velegnet til at få elever til at tale sammen på tværs i klassen og til at få bevægelse i undervisningen.

  1. Lav et Kahoot! spørgsmål

Bed eleverne finde på et spørgsmål om Grundstoffernes Periodesystem. Lav en quiz på grundlag af deres spørgsmål, og indled næste lektion med quizzen. Beregn 20 minutter, til at eleverne laver spørgsmål, og 15 minutter til at afvikle quizzen. Aktiviteten giver stort deltagerengagement og er velegnet til at give indsigt i, hvilke informationer fra Grundstoffernes Periodesystem eleverne i særlig grad lægger mærke til og husker.

Til Hydrogenfusion i Stjerner er der ligeledes to forslag til aktiviteter.

Begge aktiviteter forudsætter, at eleverne har kendskab til reaktionsskemaer for kerneprocesser, nukleonbevarelse og ladningsbevarelse. 

Begge aktiviteter supplerer beskrivelserne af proton-proton kæder i solen, som beskrevet fx i Grundstofdannelse i stjerner eller på s. 31-32 i De Dynamiske Stjerner (Hans Kjeldsen & Torben Arentoft, Fysikforlaget, 2009).

De to øvelser er:

  1. Proton-proton reaktioner-øvelsen tager ca. 20 minutter. Den støtter elevernes forståelse og deres mundtlige formidling ved at bede dem forklare figurer for hinanden og knytte figurerne sammen med reaktionsskemaer og skrivemåder for atomkerner.
     

  2. Puslespil om hydrogenfusion i stjerner tager ca. 15 minutter inklusiv tid til at klippe puslespillet ud. Øvelsen træner elevernes forståelse af kernereaktioner ved at lade dem bruge ladningsbevarelse og nukleonbevarelse til at lægge puslespillet korrekt.

Tilpasning

De to aktiviteter om Grundstoffernes Periodesystem, Quiz og Byt og Kahoot! egner sig både som introduktion og opsamling af et kort forløb om systemet. De kan bruges i både Fysik, Kemi og Geovidenskab i 1.g. Man kan også lade flere klasser lave Quiz og Byt på tværs med to sæt spørgsmål, eller man kan lade klasserne lave Kahoot! til hinanden. 

Emnet kan suppleres med den interaktive hjemmeside PhET Byg et atom.

Aktiviteterne om Hydrogenfusion i Stjerner kan suppleres med opgaver om beregning af Q-værdier for kernereaktionerne.  De kan også suppleres med undervisning i stabile og ustabile isotoper fx ved hjælp af PhET Isotoper og atommasse.

Se også progressionsbeskrivelsen til Erkendelse 7 for at få yderligere inspiration og information.

Kernestof

Kemi C

  • kemisk fagsprog, herunder kemiske formler og reaktionsskemaer

  • grundstoffernes periodesystem, herunder atomets opbygning 

 

Fysik A

Energi

  • ækvivalensen mellem masse og energi, herunder Q-værdi ved kernereaktioner 

Kvantefysik

  • atomers og atomkerners opbygning

  • fotoners energi og bevægelsesmængde, partikel-bølge-dualitet, atomare systemers emission og absorption af stråling, spektre

  • radioaktivitet, herunder henfaldstyper, aktivitet og henfaldsloven 

 

Geovidenskab A

  • radioaktivitet, herunder henfaldstyper, aktivitet og henfaldsloven med henblik på datering

Evaluering

For aktiviteterne Quiz og Byt, Kahoot! og Puslespil om Hydrogenfusion i Stjerner gælder, at der er indbygget mulighed for eleverne for at kontrollere deres svar i selve aktiviteten. Der er umiddelbar respons på, om man har svaret korrekt eller ej.

Aktiviteten om proton-proton reaktioner evalueres gennem mundtlig fremlæggelse. Enten forklarer tre grupper de tre proton-proton kæder for resten af klassen, eller også fremlægges der i matrixgrupper.

Når du overværer elevernes indbyrdes samtale, kan du kigge særligt efter:

Grundstofferne og deres system

  • om eleverne forstår, hvad der kendetegner grundstoffer og adskiller dem fra kemiske forbindelser.

Grundstoffernes skabelse

  • om eleverne kan bruge nukleon- og ladningsbevarelse til at forstå kernereaktioner.

Grundstoffernes System: Periodesystemet (1.g)

Her præsenteres to korte, uafhængige aktiviteter, der kan bruges i forbindelse med et forløb om grundstoffernes periodesystem.

PDF iconAktiviteten Quiz og Byt: Grundstof eller ej? har til formål at skærpe elevernes opmærksomhed på, hvad det vil sige, at noget er et grundstof, i modsætning til en kemisk forbindelse. Derudover træner denne aktivitet navne på grundstoffer. Aktiviteten består af 15 minutters Quiz og Byt, hvor hele klassen er engageret i faglig samtale og i bevægelse på en gang. Elevmaterialet består af 28 spørgsmål på formen “Er <indsæt stof> et grundstof?” med tilhørende svar, og kemisk betegnelse hvis svaret er ja. Aktiviteten kan bruges som indledning til et mindre forløb om Grundstoffernes Periodesystem, idet de nævnte stoffer kan forventes kendt fra grundskolen.

PDF iconAktiviteten Lav et Kahoot!-spørgsmål kan bruges, efter at eleverne er blevet introduceret til periodesystemet og har lært nogle navne og forkortelse og kender til begreber som atomnummer og tilstandsform. Aktiviteten giver eleverne en anledning til at studere Grundstoffernes Periodesystem og overveje, hvilken information man kan aflæse fra det. Lad eleverne sidde i 2-3 personers grupper og finde på et quiz-spørgsmål ud fra det sidste ark i PDF iconelevmaterialet. Gå rundt og hjælp dem, og snak om de faglige begreber, betegnelse, atomnummer, atomvægt, hovedgruppe, gas osv. Afsæt ca. 15 minutter til at finde på spørgsmål og ca. 15 minutter den følgende lektion til at gennemføre quizzen. Hvis en eller flere elever er godt kendt med Kahoot!, kan arbejdet med at skrive quiz-spørgsmål ind eventuelt uddelegeres til dem.

Grundstoffernes skabelse: Proton-proton kæder og hydrogenfusion (3.g)

Begge disse aktiviteter handler om følgende proton-proton kæder. De kan bruges uafhængigt af hinanden.

PDF iconAktiviteten Puslespil om Hydrogenfusion i Stjerner kan udføres, når blot eleverne kender til nukleonbevarelse og ladningsbevarelse. Det er ikke nødvendigt at have gennemgået hydrogenfusion. Aktiviteten tager ca. 15 minutter. Eleverne klipper puslespilsbrikker ud og samler puslespillet i små grupper. To kanter lægges mod hinanden, hvis de svarer til venstre og højre side i et reaktionsskema. Der er 15 forskellige reaktioner i alt. Puslespillets facon fungerer som facitliste, således at grupperne ved, om de er på rette spor. Gå rundt og hjælp eleverne, og brug lejligheden til at repetere benævnelser, nukleonbevarelse og ladningsbevarelse. Aktiviteten kan indledes eller efterfølges af gennemgang af hydrogenfusionsprocesser i stjerner.

PDF iconProton-proton reaktioner er en gruppeaktivitet, der med fordel kan bruges i matrixgruppearbejde. Formålet er at træne forståelsen af kernereaktioner ved at knytte billeder og formler sammen og ved at tilskynde til indbyrdes faglig diskussion mellem eleverne. Eleverne skal kunne læse kemiske betegnelse som fx  og kunne bruge dem til at skrive reaktionsskemaer op for at kunne arbejde med øvelsen.

I første runde gruppearbejde får grupperne 1 ud af 3 forskellige billeder af en af proton-proton kæderne nævnt ovenfor. Gruppen skal svare på uddybende spørgsmål om processen ud fra billedet. Billederne kan fordeles tilfældigt mellem grupper, eller det kan tilrettelægges m.h.p. undervisningsdifferentiering, således at de fagligt stærkeste elever får det mest komplicerede billede, svarende til kæden III. Spørgsmålene til billederne skal lede til, at eleverne overvejer forskellen på stabile og ustabile isotoper, samt hvordan fusionsprocesserne frigiver energi. 

Man kan vælge at samle op ved at lade grupperne fortælle om deres resultater på klassen. Eller man kan lade eleverne forklare for hinanden i nye grupper, der er sammensat sådan, at der i hver gruppe sidder en elev, der har arbejdet med protonkæde I, en der har arbejdet med protonkæde II, og en der har arbejdet med protonkæde III. 

Proton-proton kæder der indgår i undervisningsmaterialet.

Oplæg til didaktisk refleksion

Gruppearbejdsøvelserne har til formål at træne eleverne i faglige begreber, mundtlighed og at fremme samarbejde, nysgerrighed og en god læringskultur i klassen. En væsentlig del af undervisningen består i at gå rundt i klassen og overvære gruppearbejdet og hjælpe eleverne. Benyt lejligheden til at lægge mærke til, om gruppearbejdet virker efter hensigten.

  • Deltager alle elever aktivt i gruppearbejderne?

  • Bruger eleverne fagsproget, når de taler med hinanden?

  • Stiller eleverne spørgsmål til hinanden og det faglige stof?

  • Underbygger eleverne påstande med naturvidenskabelig viden fra undervisningen og med god sans for argumentation?

  • Fremmer aktiviteterne nysgerrighed og fagligt engagement?