Naturfag

Første time: 23. August 2016

Plan for timen

• Hva er naturfag?
• Læreplanmålene
• Vitenskapelig metode

Hva er naturfag?

Hvorfor lære naturfag?

Læreplanmålene (bak i boken)

• Forskerspiren
• Bærekraftig utvikling
• Ernæring og helse
• Stråling og radioaktivitet
• Energi for framtiden
• Bioteknologi

Forskerspiren

• planlegge og gjennomføre undersøkelser i samarbeid med andre der en identifiserer og varierer parametre
• gjennomføre enkle datasimuleringer for å illustrere naturfaglige fenomener og teste hypoteser
• forklare og vurdere hva som kan gjøres for å redusere usikkerhet og feilkilder i målinger og resultater
• vurdere og argumentere for gyldighet og kvalitet av egne og andres observasjonsdata

Bærekraftig utvikling

• beskrive suksesjonsprosesser i et økosystem
• undersøke et økosystem og vurdere hvor det er i suksjesonsprosessen
• gjøre rede for faktorer som virker inn på størrelsen til en populasjon
• forklare hva som ligger i begrepene føre-var-prinsippet, usikker kunnskap og begrepet bærekraftig utvikling, og gi eksempler på dette
• vurdere miljøaspekter ved forbruksvalg og energibruk
• velge ut og beskrive noen globale interessekonflikter og vurdere hvilke følger disse konfliktene kan få for lokalbefolkning og for verdenssamfunnet
• gjøre greie for hvordan det internasjonale samfunnet arbeider med globale miljøutfordringer
• gi eksempler på naturforvaltning og endring av naturmiljøer som får konsekvenser for urfolk i Norge og i andre land

Ernæring og helse

• beskrive kjemiske kjennetegn og forskjeller på de viktigste næringsstoffene
• gjøre rede for de viktigste sporstoffene, mineralene og saltene i kroppen
• gjennomføre enkle kjemiske påvisninger av næringsstoffer i matvarer
• forklare hovedtrekkene i fordøyelse, transport og omsetning av de viktigste næringsstoffene
• gjøre rede for noen hovedbestanddeler i kosmetiske produkter og lage et slikt produkt med egen varedeklarasjon
• drøfte spørsmål knyttet til ernæring, trening, slanking, livsstilssykdommer og soling

Stråling og radioaktivitet

• beskrive hvordan nordlys oppstår, og hvordan Norge har vært og er et viktig land i forskningen på dette feltet
• forklare ozonlagets betydning for innstrålingen fra sola
• forklare hva drivhuseffekt er og gjøre rede for og analysere hvordan menneskelig aktivitet endrer energibalansen i atmosfæren
• gjøre rede for noen mulige konsekvenser av økt drivhuseffekt, blant annet i arktiske områder, og hvilke tiltak som settes i verk internasjonalt for å redusere økningen i drivhuseffekten
• gjennomføre forsøk med radioaktivitet, halveringstid og bakgrunnsstråling og forklare fenomenene
• beskrive kjennetegn ved ulike typer ioniserende stråling og forklare hvordan disse utnyttes til teknisk og medisinsk bruk
• forklare hvordan elektromagnetisk stråling fra verdensrommet kan tolkes og gi informasjon om verdensrommet

Energi for framtiden

• gjøre forsøk med solceller og solfangere og forklare virkemåten
• gjøre rede for fysiske prinsipper for hvordan varmepumper virker, og i hvilke sammenhenger varmepumper brukes
• forklare hva redoksreaksjoner er, gjøre forsøk med forbrenning, galvanisk element og elektrolyse og gjøre greie for resultatene
• beskrive virkemåten og bruksområdet til noen vanlige ladbare og ikke-ladbare batterier og til brenselsceller
• gjøre  rede for ulik bruk av biomasse som energikilde
• gjøre rede for hydrogen som energibærer

Bioteknologi

• forklare genetisk kode og hovedtrekkene i proteinsyntesen samt diskutere betydningen av arv og miljø
• forklare begrepene krysning og genmodifisering og hvordan bioteknologi brukes til foredling av planter og dyr
• gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi
• vurdere informasjon om og drøfte etiske spørsmål knyttet til bioteknologi

Vitenskapelig metode

Still et spørsmål

Bakgrunnsundersøkelse

Konstruer hypotese

Test med eksperiment

JA

NEI

Fungerer prosedyren?

Analyser data og trekk konklusjoner

Feilsøking

Gå igjennom prosedyrens steg og sammensetning

Eksperimentelle data blir bakgrunn for nye og fremtidige forsøk

Resultater stemmer med hypotese

Resultatene stemmer delvis eller ikke

Kommuniser resultatene

Still et spørsmål

• Den vitenskapelige metode starter når du stiller et spørsmål om noe du observerer
• Dette spørsmålet bør helst være målbart
• Eksempel: Faller tunge ting fortere mot bakken?
  • Målbart fordi det er lett å ta tiden det tar før en ting treffer bakken etter at man har sluppet den

Bakgrunnssjekk

• I stedet for å starte fra begynnelsen er det lurt å sjekke om noen har funnet svaret på spørsmålet ditt fra før
• Det er lurt å lete i vitenskapelige bøker og tidsskrift, og på Internett
• Til eksempelet på forrige slide er det gjort meget grundig forskning:
  • Galileo Galilei: Alle ting faller i utgangspunktet like fort mot bakken, men bremses av luften i forskjellig grad

Galileo Galilei (1564-1642)

• Italiensk astronom, fysiker, ingeniør, filosof og matematiker 
• Mest kjent for den heliosentriske modellen for solsystemet
• Ble dømt som vantro av den katolske kirken og truet med tortur om han ikke fortalte "sannheten"

VS

Konstruer en hypotese

• Hypotese: en gjetning, antagelse eller forklaring som synes rimelig ut fra foreliggende kunnskap, og som man forsøker å avkrefte eller bekrefte.
• Både hypotesen og den resulterende prediksjonen man tester er viktige
• "Hvis jeg gjør dette, så vil dette skje."
• Prediksjonen må være lett å måle.
• I tillegg må hypotesen være falsifiserbar

Eksperimentet

• Hypotesen din testes ved å gjøre et eksperiment
• Det er viktig at eksperimentet gjennomføres ærlig og rederlig
• Endre bare på én faktor av gangen
• Du bør gjenta eksperimentet flere ganger for å være sikker på at resultatet ikke var en tilfeldighet. Resultatet må være statistisk signifikant.

Analyser data og trekk konklusjon(er)

• Når eksperimentet er ferdig så ser du på målingene og analyserer dem for å se om de støtter hypotesen eller ikke
• Det skjer svært ofte at vitenskapsmenn (og kvinner) finner at resultatene ikke støtter hypotesen, likevel publiseres resultatene
• Den vitenskapelige metode starter så på nytt

Kommuniser resultatene

• For å fullføre prosjektet må resultatene presenteres i en rapport eller en vitenskapelig artikkel
• Det er vanlig at en forsker søker å publisere sine funn i et vitenskapelig tidsskrift, og kanskje i tillegg holde en presentasjon på en konferanse
• Vitenskapelige resultater står ovenfor nøye gransking. Ikke sjeldent vil andre forskere konstruere sitt eget eksperiment for å bygge oppunder din hypotese eller for å motbevise den

Forskning

Naturvitenskap

• naturvitenskap er både et produkt og en prosess. Teoriene og lovene er produktet og den vitenskapelige metode er prosessen
• alle resultater fra eksperimenter skal være etterprøvbare

Hypotese

Teori

Lov

Variabelkontroll og gyldighet

• Når vi gjør eksperimenter er det ofte flere variabler i bildet. 
• Eksempel: Vil undersøke om soling fører til hudkreft
  • Hudtype?
  • Hva slags UV-stråling?
  • Alder?
  • Strålingsdose?

Usikkerhet og feilkilder

• å måle noe er veldig lett, men er vi sikre på at målingen er god nok?
• alle eksperimenter har feilkilder
• til hver feilkilde er det knyttet en usikkerhet
• Eksempel: feilkilder i tidtaking
  • Personen som trykker
  • Fabrikasjonsfeil
  • Oppløsningen til stoppeklokken

SI-systemet

• fransk forkortelse: système international
• et sett av standard måleenheter:​

Modeller

• forenkling av en komplisert virkelighet
• brukes på nesten alt: celler, molekyler, atomer, verdensrommet, solsystemet, jordkloden
• Eksempel: karbonatomet