Naturfagrapport Aktivitet ved Maskinisten Denne rapporten er basert på en ekskursjon i turområdet Maskinisten utenfor Bodø sentrum. Her skulle vi gjennom fastsatte poster, hvor vi skulle løse gitte oppgaver knyttet til geologi og økologi. Oppgavenes mål var at vi skulle repetere teori om jordsmonn, jordsprofiler og se nærmere på den geologiske historien i området rundt Maskinisten. Aktiviteten er hentet fra opplegg ved Rikke Lünell og Anne Kristiansen knyttet til undervisning Naturfag 1 (2011/2012) ved Universitetet i Nordland. Praktisk arbeid er i tråd med hva som er beskrevet i læreplanen som formålet med faget, der det står at: Å arbeide både praktisk og teoretisk i laboratorier og naturen med ulike problemstillinger er nødvendig for å få erfaring med og utvikle kunnskap om naturvitenskapens metoder og tenkemåter (Utdanningsdirektoratet 2011). Aktiviteten har også en solid rot innenfor forskerspiren som er et gjennomgående tema i hele faget fra 1. klasse som innebærer at elevene skal arbeide vitenskapelig med naturfaglige tema både i laboratorium og i naturen. Innenfor læreplanen er det flere kompetansemål som kan knyttes til aktiviteten i grunnskolen, også tverrfaglig. Relavante læreplanmål innenfor grunnskolen som egner for aktiviteten er: beskrive egne observasjoner fra forsøk og fra naturen (Forskerspiren) forklare hovedtrekk i teorier for hvordan jorda endrer seg og har endret seg opp gjennom tidene og grunnlaget for disse teoriene (Mangfold i naturen) gjøre greie for hvilke biotiske og abiotiske faktorer som inngår i et økosystem og forklare sammenhengen mellom faktorene (Mangfold i naturen) fortelje om naturgrunnlaget med vekt på indre og ytre krefter på jorda, rørsler i luftmassane, krinsløpet til vatnet, vêr, klima og vegetasjon, og drøfte samanhengar mellom natur og samfunn (Geografi)
lese, tolke og bruke papirbaserte og digitale kart og kunne bruke målestokk og kartteikn (Geografi) Disse læreplanmålene er aktuelle for arbeid med geologiske tema som omhandler jord og historie som har lagt grunnlaget for de økosystemene vi finner i lokalmiljøet. Tverrfaglig arbeid er også aktuelt der geografi hentes inn for å utfylle de manglene som kompetansemålene som naturfaget har. For enn mer helhetlig undervisning mener vi at tverrfaglig arbeid vil gi en større forståelse for historiske og naturfagsrelaterte sammenhenger. Samfunn og natur henger tett sammen, og Maskinisten viser både tegn på menneskelig aktivitet i flere tusen år og flere geologiske spor helt bak til siste istid i Norge. Teori Geologi handler om læren om jorden. I maskinisten møter vi flere begreper som er aktuelle for arbeid tilknyttet aktiviteten i Maskinisten. Jordsmonn defineres som den del av jordskorpens løsavleiringer som er påvirket av klima, vegetasjon, dyreliv og mikrobielle omsetninger, slik at den skiller seg ut fra undergrunnsjorden (Jackson red. 2011). Jordsmonnet er relevant for å forstå økosystemet slik det er i dag og er et ledd i hvordan biotiske og abiotiske faktorer henger sammen. Jordsmonnet er et resultat av forvitrede bergarter som utgjør løsmassen som ligger oppå den faste berggrunnen på jordkloden. Det finnes forskjellige bergarter som igjen består av ulike mineraler. De ulike bergartene gir igjen ulikt jordsmonn og vekstvilkår for planter når de forvitrer over til jordsmonn (Bjerkely 2008). Bergartene deles i flere underarter, og hovedgruppene for disse er eruptive (magmatiske), sedimentære og metamorfe bergarter. Inndelingen er knyttet til dannelsesprosessen om hvordan bergarten ble skapt. Forvitring er nedbrytning av bergarter, og deles i to hovedgrupper: Kjemisk og mekanisk. Den kjemiske forvitringen er knyttet til den oppløsende effekten av f.eks. Nedbør. Her blir mineraler skylt vekk og fører til at bergartene smuldrer og eroderer vekk. Mekanisk forvitring er knyttet til fysiske krefter som bryter løs berggrunnen ved hjelp av kraft. Is, vind, temperatur, isbreer og plantevekster er eksempler på faktorer som forvitrer berggrunn over til jordsmonn mekanisk.
Utstyr For å gjennomføre aktivitetene måtte vi ha spade, målebånd, penn og papir for geologioppgavene. Kart kan også være relevant om det er større områder som skal undersøkes, evt. spesialkart som viser ulik berggrunn, høydemeter, og lignende. Dette kan også skrives ut fra ressurssider på internett om skolen ikke har kart tilgjengelig. I tillegg er det lurt å ha et kamera fordi bildene blir mer detaljerte enn ved egen skisse. De fleste elever har også med seg mobiltelefoner med kamera på skolen hver dag, så ved denne ekskursjonen kan det gis frihet under ansvar til å benytte disse til dokumentasjon av arbeidet deres. Sikkerhet Under denne aktiviteten er det relativt få sikkerhetshensyn å ta. Med mindre det er spesifikke bergområder i høyden eller ved rasutsatt område er det liten sjanse for at elevene skal ha noen fare for kropp og helse under studiet av jord og jordsmonn. Et basic førstehjelpsskrin er lurt å ta med som generell regel ved skole utenfor byggets fire vegger, da småuhell som fall, kutt og skrubbsår kan forekomme. Framgangsmåte Forut for aktiviteten ble en del teori gjennomgått i klassen. Dette var teori som var direkte relatert til feltturen dagen derpå. Nærområdet var delt inn i poster der hver gruppe skulle gjøre diverse oppgaver relatert til geologi. Figur 1 viser en brunjordsprofil som den ene lokaliteten var på. Etter vi hadde klassifisert jordsmonnet, gjorde vi også en dokumentasjon på biotopen i området, slik at sammenhengen mellom jordsmonn og økosystemet ble synlig. Ved en av de andre lokalitetene fikk vi se en podsolprofil (Figur??), som igjen gir et helt annet livsgrunnlag for plantevekster. Da vi sammenlignet jordsmonnene og biotopene kunne vi se store forskjell på plantearter og kjennetegn ved disse. Dette beviser at det er en klar sammenheng mellom jordsmonn og det livet som vokser oppå jordsmonnet. Figur 1 X figur 2 podsol
Ved en tredje lokalitet så vi på selve berggrunnen i Maskinisten (fig 3). Her kunne vi se at berggrunnen i Bodø akkurat her er preget av En sedimentær bergart som er svært porøs og utsatt for forvitring. Vi kunne se røtter sprenge seg inn mellom sprekkene i berget og vann vil garantert renne inn og fryse og sprenge løs biter av berget på vinterstid. Ettersom bergarten svært lett smuldrer er den også utsatt for vind og vær. fig 3 På figuren ser vi et strølag med sand som ligger i sprekkene som utgjør nytt jordsmonn som et resultat av forvitringsprosessen som skjer kontinuerlig. Ved den siste lokaliteten kunne vi se spor fra 10 000 år bak i tid (fig 4). Her tok vi en prøve fra jordsmonnet og studerte den nærmere med blant annet en lupe. Her kunne vi se avsetninger fra havet, som f.eks. skjell. Dette betyr at havet på et tidspunkt har vært flere titalls meter høyere enn dagens havnivå. På figur 5 viser den røde markeringen 80 meters høyde og marine avsetninger i det blåe feltet. De gule fig 4 merkene er lokalitetene og vi kan se på det nederste merket at vi gravde fram skjell akkurat i
området der havet sto på sitt høyeste. Resultater Resultatet av aktiviteten var en rekke bilder, materiell og observasjoner som kan brukes i etterkant til bearbeiding av fagstoff. På denne måten gir førstehåndserfaringene vi opplevde ute i naturen et konkret som vi kan knytte til den aktuelle teoridelen. Vi fikk sett flere beviser på at miljøet i maskinisten har endret seg drastisk de siste 10 000 årene og på den måten har muligheten til å forstå dagens økosystem bedre. Vi fikk sett klare sammenhenger på hvordan faktorer som vannstand, istiden, elever, værforhold, landbruk og menneskelig aktivitet har påvirket miljøet i maskinisten. Innenfor et svært lite område var det store variasjoner mellom frodig plantevekst med rike, små økosystemer, mens 20 meter lengre bort var det karrige planter som klamret seg fast til næringsfattig jordsmonn. Alt dette er et resultat av endringer i miljøet og hvem som har tilpasset seg best de ulike forholdene. Naturvitenskapelig drøfting Under forsøket gjorde vi flere geologiske oppdagelser. Bevisene på at det har vært en isbre helt ned til datidens havnivå i Bodø var flere breavsetninger i Maskinisten. Flere av bergartene er også arter som ikke er en del av den lokale berggrunnen i Salten, noe som betyr at isbreen har transportert bergarter fra øst og helt til havet i vest. Disse ble liggende igjen etter at breen trakk seg tilbake. FIGUR?? Steinene ved elven I sonen der isbreen og havet møttes finner vi i dag et karrig jordsmonn som er rester fra sanddyner. Jordsmonnet her passer podsolprofilen og har et tydelig humuslag som er svartaktig. Sanddynene er igjen et resultat av miljøet fra da isen trakk seg tilbake for 10 000 år siden og strandssonen var ved foten av Maskinisten. Sanden fra denne strandsonen har blitt blåst opp i dyner som enkelte planter etter hvert har fått fotfeste i, men den generelle biotopen preges av karrige forhold og dårlige vekstvilkår for plantevekster. Årsaken til at vi vet det har vært en strandsone i området er på grunn av oppdagelsene ved lokaliteten der elven krysset under stien. Her fant vi rester av skjell og sand som ligger dypere i jordsmonnet. Dette beviser at vannstanden sto høyere før i tiden, men har trukket seg tilbake.
For å finne disse restene må man litt dypere i jordsmonnet. Landbruk og utmark har lagt et teppe over avsetningene fra istiden, men litt ned i jordsmonnet var det strandsonerestene vel bevart. Lenger opp langs elveleiet finner vi en brunjordsprofil. Her er jordsmonnet annerledes fordi havnivået ikke har vært der og dermed er det andre jordavsetninger her som igjen har gitt andre vekstvilkår enn ved sandtaket. Økosystemet her var preget av større fuktighet og rikere artsmangfold som følge av brunjordsprofilen. Elven sørget for et kontinuerlig tilløp til nytt vann og ved tørke vil likevel dette området tåle mye pga elven og et tett nettverk av planter som holder solen ute. Rundt lokalitetene fant vi også eksempler på plantevekster som skiller seg ut på grunn av behov for nitrogenholdig jordsmonn. Dette beviser at området har blitt brukt som utmark og dermed har avføringen til husdyrene gitt gode vekstvilkår for blant annet arter som brennesler. Det er fortsatt i dag også høy aktivitet med mye hester som går langs lysløypen og hunder som går tur med sine eiere, og derfor er det fortsatt den dag i dag tilstrømming av mer nitrogen i jordsmonnet som enkelte planter er svært avhengig av. Naturfagdidaktisk drøfting En slik type aktivitet som vi har skrevet rapport om er svært lærerik på flere nivåer. Det at undervisningen er utendørs er svært verdifullt. Stedsbasert arbeid ute gir relevant og virkelighetsnær læring som gir eleven førstehåndserfaringer og motivasjon til å tilegne seg fagstoffet. Abstrakte begreper er vanskelig og kun å tilegne seg teoretisk i et klasserom, uten noen form for erfaringer å knytte til begrepet. Van Marion (2008) problematiserer rundt verdien av praktisk arbeid i naturfag. Det finnes ingen gode holdepunkter for at praktisk arbeid er effektivt for læring av teorier og begreper, men likevel brukes det mye. Noe av utfordringen ligger rundt i hvor stor grad aktiviteten skal være lærerstyrt og hvor stor frihet elevene får til å undersøke. Det er ikke gitt at alle elevene gjør forskning på fornuftige ting under stor frihet. John Dewey siteres ofte med setningen learning by doing (Imsen 2005) som et pedagogiskkonstruktivistisk prinsipp, men sitatet mangler noe vesentlig. En hvilken som helst aktivitet har ikke nødvendigvis stort
læringsinnhold. Derfor fyller vi på med Learning by doing the things that make you think. Altså en relevant aktivitet som skaper tankeprosesser rundt et verdifullt innhold. Ulike aktiviteter gir igjen ulikt rom for frihet. Akkurat denne aktiviteten i maskinisten har stort potensial for en fri rolle for elevene. Dersom forarbeidet før ekskursjonen er grundig, og det gjøres et etterarbeid som fyller de eventuelle hull noen måtte ha etter turen, skal det være gode rom for at elevene kan lære mye. Ute i felten vil også oppgaveark gi elevene en viss pekepinn hva de skal være på jakt etter, men samtidig også gi rom for egne uavhengige oppdagelser knyttet til tema. Konklusjon Aktiviteten er utrolig givende og morsom hvis elevene har en viss forkunnskap - aktivitetens nytteverdi øker i takt med denne. Man må ha forkunnskaper for å interessere seg for et tema, og denne type aktivitet må kreve litt egeninnsats fra elevene. For å unngå at elever sniker seg unna når man gjennomfører denne aktiviteten på barne- og ungdomsskolen burde gruppene være gjennomtenkt og elevene burde ikke spredes over et for stort område. Men at elevene får litt frihet, er viktig for å danne egne hypoteser, og selv få utforske. Hvis gruppene ikke har tilgang til kamera, burde læreren ta bilder underveis, som blir brukt i oppsummeringen. Oppsummeringen er uunngåelig dersom aktiviteten skal bli mer enn en happening for elevene. Kildeliste Gjennomgående læreplan for grunnskolen http://www.udir.no/lareplaner/grep/modul/?gmid=0&gmi=156134&v=1 http://www.udir.no/lareplaner/grep/modul/?gmid=0&gmi=156134&v=5 http://snl.no/jordsmonn Bjerkely Von marion strømme Imsen Didaktikk kompendium