Tilskudsaftalenummer: 226646 -CP- 1- 2005-1-IE-COMENIUS-C21 (2005-3264)

VALGET AF DEN BEDSTE FLASKEAFTAPPET VAND

Fag: Kemi

Niveau: Gymnasium

Forventet tidspunkt: Fem 80-minutter lektioner og udendørs aktiviteter

Udvikler: Andrie Ioannou

Abstract

Aktivitet sekvensen inddrager eleverne i processen med at indsamle oplysninger om kvaliteten af drikkevand. Deres opgave er indført gennem en åben dialog mellem en dreng og hans lærer, drøfter bestanddele af flaskeaftappet vand og mulige metoder til at identificere den mest hensigtsmæssige flaskeaftappet vand mellem forskellige vand på flaske kommercielt tilgængelige. Gennem undersøgelsen studerende er forudsat med oplysninger om kvaliteten af drikkevand, lovgivningen og specifikke retningslinjer, som foreslås af internationale organisationer med henvisning til den tilladte grænseværdier af sporstoffer i drikkevand og information med hensyn til andre kendetegn for flaskeaftappet vand. Web-baseret læring og undervisningsmateriale beregnet til gennemførelsen af modulet, tager form af en webquest.

Institution: Learning in Science Group, University of Cyprus Land: Cypern

1

Indholdsfortegnelse

1. Introduktion……………………………………………………………………….2

2. Forudsætning viden …………………………………………………………......2

3. Læring mål ………………………………………………………………. ………..3

4. Pædagogiske rammer…………………………………………………………... …….3

5. Materialer ………………………………………………………………………….4

6. Baggrund …………………………………………………………………………...5

7. Varighed ………………………………………………………………………….. ..5

8. Instructional aktiviteter…………………………………………………………… 6

8.1. Generel beskrivelse ………………………………………………………….. …..6

8.1.1. I-klassen session 1: Introduktion til opgave og on-line indsamling af oplysninger………………………………………………………………………………..8

8.1.2. I-klassen session 2: On-line indsamling af oplysninger og færdiggørelse af regnearker 1, 2, 3 ……………………………………………………………………… 9

8.1.3. Indsamling af oplysninger fra udendørs aktiviteter & i-klassen session 3: Drøftelse og revision af regneark 3 ……………………………. …….10

8.1.4. I-klassen session 4: Indsamling af oplysninger om specifikke flaskeaftappet vand etiketter og færdiggørelse af regnearker 4, 5 şi 6 ………..………… ………..10

8.1.5. I-klassen session 5: Præsentationer og drøftelse ……………………11

9. Påligning regnearker …………………………………………………………………… 12

9.1. Regneark 1 ……………………………………………………………………………. 12

9.2. Regneark 2 …………………………………………………………………………… 13

9.3. Regneark 3 ………………………………………………………………… …………14

9.4. Regneark 4 ………………………………………………………………… …………15

9.5. Regneark 5 …………………………………………………………………………… 16

9.6. Regneark 6 ………………………………………………………………… …………17

10. Referencer ………………………………………………………………………….19

Appendiks ………………………………………………………………………………...20

1. Introduktion

2

Aktivitet sekvensen inddrager eleverne i processen med at indsamle oplysninger om

kvaliteten af drikkevand. Deres opgave er indført gennem en åben dialog mellem en dreng og

hans lærer, diskuterer bestanddele af flaskeaftappet vand og mulige metoder til at identificere

den mest hensigtsmæssige flaskeaftappet vand mellem forskellige vand på flaske kommercielt

tilgængelige. Gennem undersøgelsen elever er forsynet med oplysninger om kvaliteten af

drikkevand, lovgivningen og de specifikke retningslinjer, som foreslås af internationale

organisationer med henvisning til de tilladte grænseværdier af sporstoffer i drikkevand og

oplysninger om andre karakteristika for flaskeaftappet vand. Web-baseret læring og

undervisningsmateriale beregnet til gennemførelsen af modulet, tager form af et webquest

(Fisher, 2002).

2. Forudsætning viden

Gennemførelsen af den nuværende modul kræver studerende skal have grundlæggende kemi viden, specielt om følgende:

- Terminologi af uorganiske elementer

- Terminologi af uorganiske stoffer

- Løsning koncentration

- Den optimeringsstrategi (Baron, 2000) som et middel til at multi-attribut beslutningsprocessen situationer

3. Læring mål: Gennem konstrueret aktiviteter studerende forventes at:

• indsamle og vurdere data;

• forstår betydningen af at evaluere kvaliteten af drikkevandet;

• Forstå nødvendigheden af beslutningsprocessen om bestanddele af drikkevand;

• Være i stand til at identificere den uorganiske opløsningsmidler angivet på flaske vand mærkeseddel og foretage et valg baseret på deres koncentration;

• Udvikle optimeringsstrategi i udvælgelsen flaskeaftappet vand.

4. Pædagogiske rammer: Flere videnskab pædagoger har argumenteret for inddragelse af samfunds-videnskabelige spørgsmål inden for videnskab klasseværelser, idet deres centrale rolle i udviklingen af en ansvarlig borgerne i stand til at gennemføre videnskabelige viden og vaner i sindet (Driver et. al, 2000; Kolsto, 2001). Kritisk tænkning og argumentation er centrale elementer for en vellykket beslutninger og er tæt knyttet til studerendes beslutningsproces færdigheder. Hver af disse begreber betyder noget udover lære udenad af faktuelle oplysninger og opfordrer eleverne til at gøre mere for at søge yderligere oplysninger, når det er nødvendigt, at genkende uoverensstemmelser i problem formulering, for at vurdere sandheden af påstande i

3

en erklæring eller tekst, og at kombinere informationer og teknikker på en måde, der ikke er nøjagtige paralleller til tidligere situationer.

Udviklingen af beslutnings-færdigheder er ikke direkte relateret til traditionelle læseplaner i videnskabsuddannelse, selv om det kunne hjælpe eleverne med at aktivere deres tænkning og problemløsning evner. Desuden er brugen af socio-videnskabelige spørgsmål som en kontekst, hvor disse færdigheder skal udvikles, ikke kun links videnskabsuddannelse med hverdagen, men også hjælper eleverne får en bedre forståelse for konsekvenserne af deres valg har på sig selv og samfundet som helhed.

Undersøgelse-baseret læring i stigende grad støtte i videnskabsuddannelse, med et voksende antal pædagoger bliver interesseret i projektet og bevisoptagelse-baseret undervisning (Polman, 1998). Undervisningen tilgang anvendes i dette modul er baseret på »Fysik ved Inquiry 'pædagogik (McDermott et. Al, 1996). I denne tilgang studerende altid arbejde i grupper og samspil med den læring materialer uden at blive udsat for forelæsninger eller læreren rettet instruktion. Lærerne forsøger at diskutere med studerende deres argumentation, og som ikke direkte kommunikere alle oplysninger til studerende. I modsætning hertil er de forsøger at hjælpe dem udtrykke deres tanker og forhandle epistemologisk, begrebsmæssig, praktiske og andre vanskeligheder, de måtte støde på. En af de vigtigste forudsætninger for denne fremgangsmåde er, at processen med at videnskaben ikke kan læres ved at læse, lytte eller lagrer. Effektiv læring kræver aktiv mental engagement samtidig med at læreren er nødt til at forpligte sig rollen som en viden facilitator. Stilladset er lykkedes primært gennem grundig afhøring og mindre ofte gennem forklaring. Det er en fremgangsmåde, som inddrager eleverne i aktiviteter, som spejl metoder til videnskabelige undersøgelser, med indhold sammen med eller op på baggrund af undersøgelsen (Kubicek, 2005). Ifølge Polman (1998), undersøgelse-baseret læring bør understrege vigtigheden af at lære 'proces' videnskab, såsom at formulere empirisk investigable spørgsmål og støtte fordringer med beviser.

5. MATERIALER

Web-baseret læring og undervisningsmateriale beregnet til gennemførelsen af dette modul, tager form af webquests. En webquest er en særlig form for undersøgelse -baseret læringsmiljø, hvor de fleste af de oplysninger, der findes på internettet (Fisher, 2002). Et almindeligt eksempel på en webquest præsenterer elever med beslutningskompetence situation og giver adgang til relevante oplysninger. Under deres interaktion med læringsmiljøet, elever arbejde i grupper, og de er styret af aktivitet sekvenser, der udtrykkeligt har til formål at støtte deres forsøg på at behandle de tilgængelige oplysninger på en effektiv måde. Ved anvendelse af dette modul, bliver de bedt om at vælge det bedste alternativ i form af en række eksempler på flaske vand, der er kommercielt tilgængelige, under hensyntagen til en række faktorer. Den webquest om dette modul, kan findes på følgende link: http://lsg.ucy.ac.cy/lsg/Drinkingwater/.

6. BAGGRUND

Opkøb flaskeaftappet vand er et problem for os alle over for i vores dagligdag. Nogle af os har ikke nogen kriterier i udvælgelsen af de bedste alternativ blandt vand på flaske, der er kommercielt tilgængelige, og andre bruger kriterier ofte ikke forbundet med kvalitet spørgsmål. Eksemplet med spor kemikalier i drikkevand udgør en sammenhæng, der giver mulighed for at

4

knytte koncepter lært i traditionelle læseplaner med erfaringer med den virkelige verden. Brugen af socio-videnskabelige spørgsmål i forbindelse med udviklingen af tilsvarende undervisning og læring materialer hjælper eleverne udvide deres læring uden for klasseværelset, som de anvender deres viden og beslutningen færdigheder til virkelige verden problemer. Forbindelse med flaskeaftappet vand blev udvalgt overvejer forskning beviser, som tyder på, at elever i alderen 14 - 18 er ikke i stand til korrekt at fortolke de oplysninger, der fremgår af etiketten på flaske vand (dvs. - de ikke kan identificere, hvilken af de bestanddele i vandet er skadelige for den menneskelige forbrug, eller som grænser er forbud), dels af koncentrationen af hver bestanddel er ikke fælles for alle vand på flaske, der er kommercielt tilgængelige, og for det tredje, koncentrationen af opløsningsmidler i vandet, varierer fra en type vand til en anden.

7. VARIGHED

Gennemførelsen af den nuværende modul kræver fem 80-minut-klassen samlinger og udendørs aktiviteter:

• I-klassen session 1: Introduktion til opgave og on-line indsamling af oplysninger

• I-klassen session 2: On-line indsamling af oplysninger og færdiggørelse af regnearker 1, 2, 3

• Indsamling af oplysninger fra udendørs aktiviteter

• I-klassen session 3: Drøftelse og revision af regneark 3• I-klassen session 4: Indsamling af oplysninger om specifikke flaskeaftappet vand etiketter og færdiggørelse af regnearker 4, 5 şi 6

• I-klassen session 5: Præsentationer og drøftelse

8. Instructional aktiviteter

8.1 Generel beskrivelse.

Den Webquest er fuldt tilgængelige på: http://lsg.ucy.ac.cy/lsg/Drinkingwater/. Den består af syv vigtigste faner, hvor de studerende har mulighed for at udforske frit. Studerende arbejder i grupper på 3 personer. Tallene 1 og 2 viser den foreslåede aktivitet sekvens og strukturen i webquest, henholdsvis.

5

Data indsamling

Figur 1: Foreslåede aktivitet sekvens

.

Figur 2: Strukturen i webquest Vælget af den bedste flaskeaftappet vand

8.1.1. I-klassen session 1: Introduktion til opgave og on-line indsamling af oplysninger. I den første fane, studerende identificere deres opgave, som er den bestemmelse af kriterier som grundlag for deres beslutning om den bedste flaskeaftappet vand. Opgaven er indført gennem en åben dialog mellem en dreng og hans lærer, diskuterer bestanddele af drikkevand. Desuden en ung kemiker, der indføres i den første fane og tilbyder vejledning og hjælp hele søgning af oplysninger.

6

Fastlæggelse af udvælgelseskriterier

Udendørs dataindsamling.

Revision af udvælgelseskriterier

Udvikling af optimeringsstrategi

Udvælgelse af de bedste flaskeaftappet vand

Figur 3: Introduktion til opgave

Biblioteket fane indeholder oplysninger om typer af drikkevand og deres fysisk-kemiske sammensætning af de karakteristiske bestanddele, drikkevand for kvalitet og kontrol, mulige virkninger på menneskers sundhed og vand egnethed i forbindelse med særlige aldersgrupper (spædbørn og småbørn). Biblioteket fane indeholder også oplysninger om mærkningskrav foreslået af internationale fødevare-organisationer og forskellige avisartikler om drikkevand's kvalitet.

Figur 4: Biblioteket fane

8.1.2. I-klassen session 2: On-line indsamling af oplysninger og færdiggørelse af regnearker 1, 2 & 3.

Studerende mulighed for at genkende den terminologi og symboler af sporstoffer, der almindeligvis findes i drikkevandet, ved at udforske Uorganiske Sporstoffer fane. Både

7

Bibliotek og lovgivningen fanen omfatte oplysninger vedrørende anbefalinger om retningslinjer for kvalitet, internationale love og krav til certificering, tegnet af forskellige internationale organisationer, såsom den EFSA (European Food Safety Authority), WHO (World Health Organisation), EPA (US Environmental Protection Agency), FDA (US Food and Drug Administration), FAO's (Food Landbrugsorganisation af FN) og andre. Studerende forventes at drøfte deres indsamling af data i deres grupper og komplette regnearker 1, 2 og 3, som studerende kan finde i Regnearker fane.

8.1.3. Indsamling af oplysninger fra udendørs aktiviteter – I-klassen session 3: Drøftelse og revision af regneark 3

Eleverne bliver bedt om at fortsætte dataindsamlingsprocessen gennem udendørs aktiviteter som markedsundersøgelser, besøg på flaskevand virksomheder og interviews fra videnskabsmænd osv. Det generelle mål er at identificere vigtige parametre, som de er nødt til at overveje med henblik på at definere deres flaskeaftappet vand udvælgelse kriterier og revidere deres skrifter i regnearket 3.

8.1.4. I-klassen session 4: Indsamling af oplysninger om specifikke flaskeaftappet vand etiketter og færdiggørelse af regnearker 4, 5 şi 6

Den Flaskeaftappet Vand Arkiv fane, præsenterer studerende med atten scannet flaskeaftappet vand etiketter, som de bliver bedt om at behandle ved hjælp af optimeringsstrategi med henblik på at finde det bedste alternativ. Denne proces kræver færdiggørelsen af regnearker, som studerende kan finde i Regnearker fane.

8

8.1.5. I-klassen session 5: Præsentationer og drøftelse. Eleverne bør være i stand til at fremlægge deres resultater og artikulere deres beslutning helst gennem en PowerPoint-præsentation. Den sidste fane af webquesten er Ordliste fanen der omfatter hjælpsom terminologi og links.

9

9. PÅLIGNING REGNEARKER

9.1. Regneark 1

Ved hjælp af de oplysninger, du har indsamlet, drøfte i din gruppe de kriterier, du skal overveje med henblik på at evaluere flaskeaftappet vand etiketter. Næste udfylde nedenstående tabel.

Flaskeaftappet vand udvælgelseskriterier

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10

10

9.2. Regneark 2

Hensætte kriterier du valgte i regneark 1 i en af følgende to kategorier:

Flaskeaftappet vand kriterier baseret på uorganiske indholdet af vand

1.

2.

3.

4.

5.

Flaskeaftappet vand kriterier baseret på andre egenskaber

1.

2.

3.

4.

5.

11

9.3. Regneark 3

Tildele vægter til hvert af de kriterier, du valgte. Tildel en score for hvert kriterium fra 1 til 5 (1 for de mindst vigtige, og 5 for den vigtigste).

Flaskeaftappet vand kvalitet baseret på uorganiske indhold

Kriterium Vægt

1

2

3

4

5

Flaskeaftappet vand kvalitet baseret på andre egenskaber

Kriterium Vægt

1

2

3

4

5

12

9.4. Regneark 4

Gruppens navn: Kriterium: Nummer af flaskeaftappet vand etiket Koncentrationen i mg/l eller andre

oplysninger skrevet på etiketten.123456789101112131415161718

13

9.5. Regneark 5

Nummer af flaskeaftappet vand etiket

Koncentrationen i mg/l eller andre oplysninger skrevet på etiketten.

Største tilladte grænse i mg/l eller andre oplysninger

Scoring (0-10)

123456789101112131415161718

9.6. Regneark 6

Nummer af flaskeaftappet vand etiket

S1XW1

S2XW2

S3XW3

S4XW4

S5XW5

S6XW6

S7XW7

S8XW8

S9XW9

S10XW1

0

Samlede sum af SnXWn

123456789101112131415161718

*S= scoring; *W= vægt

10. REFERENCER

Baron J. (2000). Thinking and Deciding. Third Edition, Cambridge University Press. Driver, R., Newton, P. and Osborne, J. (2000). Establishing the norms of scientific argumentation in classroom. Science Education. 84 (3), 287-312.

Fisher, T. (2002). Theory into practice: Webquests in Geography, Geographical Association, Sheffield, UK. Kolsto, S. D. (2001). 'To trust or not to trust, …' - pupils' ways of judging information encountered in a socio-scientific issue. International Studies in Science Education, 23 (9) 877-901.

Kubicek P. J (2005). Inquiry-based learning, the nature of science, and computer technology: New possibilities in science education. Canadian Journal of Learning and Technology, 31 (1).

McDermott and the Physics Education Group at the University of Washington (1996). Physics by Inquiry Volume II. Wiley : New York.

Polman, J.L. (1998). Why train ‘little scientists’: The purposes and practices of science education in todays’ democracy. Paper presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, San Diego, CA.

Websteder

• http://webquest.org/index.php

• http://www.fao.org/

• http://www.fda.gov/

• http://www.efsa.europa.eu/EFSA/efsa_locale-1178620753812_home.htm

• http://www.who.int/en/

• http://www.bottledwater.org/

APPENDIKS

Hvilken er den mest hensigtsmæssige flaskeaftappet vand? Et eksempel på optimering strategi.

I nedenstående billede er der et eksempel på optimering strategi, som vi gerne vil have eleverne til at udvikle.

Flaskeaftappet vand 1 Flaskeaftappet vand 2

Koncentration af nitrater (NO3, NO2

i mg/l )

12mg/l 3mg/l

Rapportering af den kemiske analyse dato på etiketten

Ja Nej

Lad os antage, at vi har to forskellige mærker af flaskevand og vi ønsker at beslutte, hvilket er mere hensigtsmæssigt. Vi skal til at beslutte, under hensyntagen til kun to kriterier: den koncentration af nitrat i mg / l, og om datoen for kemisk analyse er vist på etiketten eller ej. Lad os også antage, at koncentrationen af nitrat er omkring 50% mere vigtigt end eksistensen af datoen for kemisk analyse.

Denne beslutningsproces opgave bliver sammensat af to bevæggrunder: for det første er der variation i målingen skala anvendes til de to kriterier - koncentrationen af nitrat måles i mg/l mens indberetning af den kemiske analyse dato er et ja eller nej variabel, og for det andet er der en variation i den relative betydning af de to kriterier.

Flaskeaftappet vand 1 Flaskeaftappet vand 2

Koncentration af nitrater (NO3, NO2

i mg/l )

12mg/l

2

3mg/l

8

Rapportering af den kemiske analyse dato på etiketten

Ja

10

Nej

1

Hvad angår det første kriterium, vil jeg gerne tilføje, at det er ønskeligt, nitrater at være fraværende fra drikkevand, men selv hvis de er til stede, eksisterende retningslinjer fremsætter at de ikke bør overstige 10 mg/l. Der er opmærksomme på, at vi forsøger at give et mærke til hver vand ifølge dens indhold. En generel regel er, at med en skala fra 0 til 10, vi giver den højeste pointtal til den bedste alternative derfor flaskeaftappet vand 1, normeret med 2, fordi den overstiger den foreslåede begrænsning af nitrat, mens flaskevand 2, bedømt med 8 , fordi selv om den indeholder nitrater,

deres koncentration er forholdsvis lav. Om det andet kriterium, er det ønskeligt, at vand på flaske for at angive den kemiske analyse dato på deres etiket derfor flaskeaftappet vand 1, er normeret med 10, og flaskeaftappet vand 2, er normeret med 1.

Vægt Flaskeaftappet vand 1 Flaskeaftappet vand 2

Koncentration af nitrater (NO

i mg/l )

10 12mg/l

10x2=20

3mg/l

10x8=80

Rapportering af den kemiske analyse dato på etiketten

5 Da

5x10=50

Nu

5x1=5

70 85

Dernæst vil vi tildele en relativ vægt på de enkelte kriterier, i henhold til dets betydning. Vi formere vægten med det første point, for hvert enkelt kriterium og vi får en justeret score for hver alternativ mulighed, der er baseret på, som vi beslutter for de bedste beslutning. Disse vægtede scores derefter kan sammenfattes på tværs for både kriterier for hver alternativ mulighed, at give en samlet score. Baseret på denne procedure, mulighed for med det samlede højeste pointtal er den mest hensigtsmæssige (som i vores eksempel er aftappet vand 2).