En ny interaktiv realfagsundervisning med bruk av ekte målinger

Transkript

1 Morven Muilwijk Masterstudent fysisk oseanografi Helge Drange Professor fysisk oseanografi Elisabeth Engum Lektor Amalie Skram VGS En ny interaktiv realfagsundervisning med bruk av ekte målinger

2 Her er saa underligt...

3 Her er saa underligt...

4 Total mengde fuktighet i atmosfæren Inn med animasjonen her Helge Drange Geophysical Institute University of Bergen

5 h Innovativ realfagsundervisning Samfunnet trenger realfag og vi (forskningen) trenger studenter med god realfagsbakgrunn. Kan vi nå felles mål og interesser gjennom samarbeid mellom VGS og UiB? Klart vi kan Pilot: Målestasjonen Gabriel

6 h Om prosjektet Samarbeid mellom UiB, Bergen Marine Forskningsklynge og VGS 2015: Flytende havbøye med profilerende måleinstrumenter, plassert i Store Lungegårdsvann Amalie Skram VGS er en pilot og starten på noe vi ønsker å videreutvikle. Til dette søker vi skoler Alt materiale er fritt tilgjengelig og kan tilpasses den enkelte skole. Vi (UiB) kan hjelpe til med dette Gir elevene muligheten til å bedre forstå (deler av) naturen ved hjelp av «ekte data» Gjøre realfagslæringen og -undervisningen og spesielt i matematikk mer relevant, mer spennende og interaktiv

7 Bøyen i Store Lungegårdsvann m

8 Om APB5 bøyen m Navn: Gabriel (Herav «Prosjektet Gabriel» ) Produsert av SAIV AS, Laksevåg, vanlig bruk i industri og fiskeoppdrett Solcelledrevet & Mobilnettverk Værstasjon, trykk, temperatur, vindretning & styrke Profilerende CTD; trykk, temperatur, saltholdighet, turbiditet, fluoressens & oksygen 18m dyp, forankret Live-data på web + ftp server/database Andre instrumenter kan selvsagt brukes; se på dette som et eksempel

9 Umiddelbar tilgang til målinger og oppgaver på nett m

10 m Geofysisk Institutt sin rolle i prosjektet Hjelpe lærere til å forstå hva bøyen måler og hvordan målingene kan brukes i en større sammenheng Legge til rette data i et forståelig format Forklare og formidle sentrale konsepter Utvikle oppgaver som bruker data fra bøyen i realfagsundervisningen Bruke data til egen forskning Videreutvikle prosjektet til et helhetlig undervisningsopplegg

11 m Resultatet av vårt arbeid Laget et 60 siders kompendium til lærere og elever Utviklet webportal for lærere og elever Laget eksempelfiler med rådata i ulike programmer som Excel og Geogebra som er lett forståelig Laget Matlab og Geogebra rutiner til å bearbeide/plotte data Presenterer bakgrunnsstoff om grunnleggende oseanografi og meteorologi Gi eksempler på hvordan å lese og bruke data i undervisningen Vise hvordan bøyen kan programmeres Beskrive enkle klasseromeksperimenter Gi eksempler på oppgaver i matematikk, fysikk, geofag, IT og biologi

12 Eksempel på oppgaver; et variert sett: m Statistikk Funksjonstilpasning Vektorregning Tidsserieanalyse Tetthet/lagdeling Varmeinnhold Flukser GPS Biologisk masse Fordelinger Og mye mer..

13 m Erfaringer fra Amalie Skram og Sotra VGS Flere klasser bruker oppgavene i matematikk, biologi, forskningslære, osv. Målinger i naturen Inspirasjonsturer Studenter på besøk Heldagsprosjekter Prosjekter som går over flere uker Biologi i fjæra

14 Å kunne regne i teknologi og forskningslære innebærer å bruke tall og beregninger for å registrere og behandle resultater fra observasjoner og målinger, og framstille dem i form av tabeller og diagrammer. Videre betyr det å tolke og bruke formler og modeller. På laboratorier og verksteder innebærer det å regne om enheter, endre formeluttrykk, vurdere grafiske data, foreta usikkerhetsberegninger og bruke matematiske modeller. e Å kunne bruke digitale verktøy i teknologi og forskningslære innebærer å bruke digitale registreringsverktøy til overvåking og kontroll av eksperimenter, simuleringer og datainnsamling. Dokumentasjon og publisering med multimediale hjelpemidler inngår. Videre betyr det å bruke digitale verktøy til å utvikle modeller, beregne verdier, omforme uttrykk og foreta skaleringer.

15 Eksempel oppgaver og prøver e Fra faget «Teknologi og Forskningslære 2» Morven Muilwijk & Helge Drange morven.muilwijk@student.uib.no /

16 e

17 e

18 Eksempel oppgaver og prøver e

19 Den unge forskeren Hovedområdet handler om problemformuleringer, planlegging og gjennomføring av vitenskapelige undersøkelser. Eksperimentering, presentasjon og kritisk vurdering av resultater inngår i hovedområdet. e Mål for opplæringen er at eleven skal kunne gjøre rede for et forskningsprosjekt i en bedrift eller institusjon, og beskrive problemstillinger, organisering, måleutstyr, resultater og finansiering planlegge og gjennomføre naturvitenskapelige undersøkelser basert på egne ideer, og presentere arbeidet i en vitenskapelig form drøfte resultater fra egne undersøkelser i forhold til relevant kunnskap på området, og vurdere hvordan kontroll av variabler og reproduserbarhet er ivaretatt

20 e

21

22 Den unge forskeren Hovedområdet handler om problemformuleringer, planlegging og gjennomføring av vitenskapelige undersøkelser. Eksperimentering, presentasjon og kritisk vurdering av resultater inngår i hovedområdet. e Mål for opplæringen er at eleven skal kunne gjøre rede for et forskningsprosjekt i en bedrift eller institusjon, og beskrive problemstillinger, organisering, måleutstyr, resultater og finansiering planlegge og gjennomføre naturvitenskapelige undersøkelser basert på egne ideer, og presentere arbeidet i en vitenskapelig form drøfte resultater fra egne undersøkelser i forhold til relevant kunnskap på området, og vurdere hvordan kontroll av variabler og reproduserbarhet er ivaretatt

23 e

24 Forsøk i laboratoriet e Eksempel fra Amalie Skram: Forsøk på frysepunkt og vannets egenskaper

25 Noe markedsføring e

26 Den unge forskeren Hovedområdet handler om problemformuleringer, planlegging og gjennomføring av vitenskapelige undersøkelser. Eksperimentering, presentasjon og kritisk vurdering av resultater inngår i hovedområdet. e Mål for opplæringen er at eleven skal kunne gjøre rede for et forskningsprosjekt i en bedrift eller institusjon, og beskrive problemstillinger, organisering, måleutstyr, resultater og finansiering planlegge og gjennomføre naturvitenskapelige undersøkelser basert på egne ideer, og presentere arbeidet i en vitenskapelig form drøfte resultater fra egne undersøkelser i forhold til relevant kunnskap på området, og vurdere hvordan kontroll av variabler og reproduserbarhet er ivaretatt

27 Skolelabben og «Ekte data»-portalen m

28 m Vi ønsker å tilby/tilbyr... Et opplegg som lar seg bruke i undervisningen uten altfor mye merarbeid Opplegget skal være både forståelig, utfordrende, spennende og gøy Hjelp til elever med å løse oppgaver og forberede/holde en presentasjon Beskrivelse av klassromseksperimenter Vise at studenter og fagpersoner er mennesker

29 Flere målinger i felten m Måle temperatur med fiskestang Måle strømmen ut sundet fra Store Lungegårdsvann, GPS-klokking Bruke ekkolodd til å lage batymetrikart

30 m Eksempel: Forskningslære Hva er forskning og hvordan arbeider forskere Lage egne problemstillinger Observere og måle Forsøk ute og inne Lære å tolke resultater Lære å skrive om og presentere prosjekter Osv.

31 m Eksempel: Tverrfaglig prosjekt over 1-2 dager Elevene ser på data Elevene gjør noen egne målinger Løser oppgaver knyttet til matte, fysikk, kjemi, biologi, osv. Fremfører gruppevis resultatene fra arbeidet

32 Eksempel: m Bruk noen oppgaver direkte knyttet til pensum i «ditt» fag Finne oppgaver på nett og erstatt noen av oppgavene i boken For eksempel: Fag: Kap: Oppgaver til: 1T Funksjoner og modeller Lineære modeller, Lineær regresjon, polynomfuksjoner, osv.

33 Forsøk i fjæra; en tarekatalog m Feltkurs med Biologisk institutt

34 Enkle klasseromeksperimenter m

35 h Våre ambisjoner og veien videre Flere skoler Flere oppgaver Fra kompendier til gode webløsninger Oppgaver som er godt kompatible med Excel og Geogebra Studenter som reiser rundt og besøker VGS Elever som besøker forskningsinstitusjoner Kanskje en lærebok? Kanskje flere målestasjoner?

36 h Hva vi ønsker fra dere Rent praktisk: Tilgjengelige data og oppgaver på nett og i kompendier Kontaktpersoner: Morven Muilwijk, UiB, morven.muilwijk@student.uib.no Elisabeth Engum, Amalie, elisabeth.engum@hfk.no Helge Drange, UiB, Vi ønsker tilbakemeldinger når noen tar i bruk oppgaver og data. Oversikt over hvor og hvem som bruker det. Tilbakemelding på hva som funker og hva som ikke funker Ideer og forslag til videreutvikling

37