SKUT4350 Fagfordypning i naturfag og naturfagdidaktikk Emneplan

Fagfordypningen i naturfag skal gi et konkret faglig innhold og knytte innholdet til ulike utdannings- og samfunnsmessige kontekster og gi kunnskap om og innsikt i både forskningslitteratur, erfaringskunnskap og tradisjoner i praktisk skolearbeid. Det vil si at deler av fagstoffet er praktisk-metodisk koblet med didaktisk refleksjon.

En vesentlig del av studiet består i å gjøre seg kjent med sentrale deler av det fagstoff som finnes på fagområdene og som samlet ligger klart over nivået i det 60-studiepoengs naturfag en er tatt opp på grunnlag av. Selv om en fokuserer på nasjonal forskning og fagutvikling innenfor problemområdet, skal en også gjøre seg kjent med forskning og utviklingsarbeid internasjonalt.

Aktuelle faglige perspektiver er:

• faget i utviklings- og vitenskapshistorisk perspektiv (historisk perspektiv, paradigmer)
• fagets selvforståelse og selvdefinering (identitetsperspektiv)
• fagets plass i skolen (læreplanperspektiv)
• fagets undervisnings- og læringsmessige utfordringer (den didaktiske trekantens perspektiv)
• særtrekk ved faget (som ikke fanges opp av bestemte 'perspektiv')
• faget sett innenfra og utenfra (kontrastivt)
• faglig tilrettelegging for undervisning og didaktisk refleksjon (praktisk-didaktisk perspektiv)
• faget i et internasjonalt perspektiv
• nye, aktuelle emner i eller med relevans for faget

For fagfordypning i naturfag utgjør det fagdidaktiske og det rent faglige innholdet minst en tredel hver av det samlede fagstoffet.

Temaer

Fagfordypning i naturfag har tre temaer. Hvert tema omfatter en faglig komponent med tilhørende fagdidaktikk:

1. Bærekraftig utvikling

I dette temaet er det overordnet fokus på:

• Forståelse av naturlige og menneskeskapte miljøendringer, med årsaker, effekter, mekanismer, konsekvenser, tiltak og tilpasninger på lokalt og globalt nivå

Det skal arbeides med problemstillinger som:

• Arters tilpasninger til endringer i miljø
• Globale aspekter av karbonregnskap
• Bærekraftig utnytting av naturresurser i lokalt og globalt perspektiv
• Klimaendringer
• Vitenskapsskepsis, spesielt mhp. klima, evolusjon og medisin

Det skal være overordnet didaktisk fokus på:

• Utfordringer ved å forstå og undervise kompliserte årsaksforhold.

Regifag: Biologi

Støttefag: Geofag, fysikk, kjemi

Tidsramme: 2,5 uker

2. Partikkel- og astrofysikk

I dette temaet er det overordnet fokus på:

• Den moderne fysikkens beskrivelse av fundamentale vekselvirkninger og partikler samt hvordan vi i dag beskriver universets utvikling og strukturer i lys av denne kunnskap.

Det skal arbeides med problemstillinger som:

• Kvantemekanikkens grunnideer
• Hva er naturens fundamentale vekselvirkningen og elementærpartikler
• Fysikkens naturvitenskapelige metode - vekselvirkning mellom matematisk teori og eksperiment
• Moderne forståelse av tid, rom og gravitasjon
• Universets utvikling - kosmologiens standardmodell
• Aktuelle spørsmål i forskningsfronten knyttet til høyenergi- og astrofysikk

Det skal være overordnet didaktisk fokus på:

• Gi en enkel innføring i moderne verdensbilde og forskning
• Knytte sammen disse ulike kunnskapsområdene
• Kunne følge med på og formidle aktuell forskning på disse fagområder, samt kritisk vurdere populærvitenskapelige oppslag

Regifag: Fysikk

Støttefag: Astronomi

Tidsramme: 2,5 uker

3. Systemer og systemtenkning

I dette temaet er det overordnet fokus på:

• Systemer som naturvitenskaplig og teknologisk overbygning og systemtenkning som didaktisk strategi

Det skal arbeides med problemstillinger som:

• Å identifisere og organisere komponenter og prosesser i komplekse naturlige systemer eller kretsløp, og tilsvarende for teknologiske systemer eller kretsløp

Det skal være overordnet didaktisk fokus på:

• Å kunne tilrettelegge for utvikling av systemtenkning hos elever i grunnopplæringen.

Det tilbys undervisning i fire naturvitenskapelige og ett teknologisk system. Systemene velges av naturfagseksjonen. Eksempler på systemer:

1. Klimakretsløpet med vannets kretsløp (i samarbeid med Bærekraftig utvikling)
2. Det platetektoniske kretsløpet
3. Det elektriske kretsløpet i Norge

Regifag: Kjemi, geofag, teknologi, biologi (avhengig av valg)

Støttefag: Fysikk, kjemi, biologi (avhengig av valg)

Tidsramme: 5 uker

a) Klimakretsløpet med vannets kretsløp

Studentene skaffer seg oversikt over klimakretsløpet (den generelle sirkulasjonen) med vannets kretsløp som et meget viktig delsystem. De skal kunne redegjøre for systemenes komponenter og prosesser. Fysikk skal brukes som støttefag når de gjør eksperimenter og enkle energiberegninger av varme og faseoverganger og relatere dette til klimakretsløpet og vannets kretsløp. De skal ha kjennskap til fagdidaktisk forskning på systemforståelse om disse systemene. Studentene skal kunne planlegge, gjennomføre og vurdere undervisning i klimakretsløpet og vannets krestløp på aktuelle trinn i grunnopplæringen.

b) Det platetektoniske kretsløpet

Studentene skaffer seg oversikt over det platetektoniske kretsløpet med bergartenes syklus og systemene for dannelse av olje, gass og kull som viktige delsystemer. De skal kunne redegjøre for systemenes komponenter og prosesser. Fysikk og kjemi skal brukes som støttefag. De skal ha kjennskap til fagdidaktisk forskning på systemforståelse om disse systemene. Studentene skal kunne planlegge, gjennomføre og vurdere undervisning om det platetektoniske kretsløpet, bergartenes syklus og systemene for dannelse av olje og gass på aktuelle trinn i grunnopplæringen.

c) Det elektriske kretsløpet i Norge

I modulen diskuteres likheter og forskjeller i systemtenkning om naturlige systemer og teknologiske systemer. Studentene skal skaffe seg oversikt over det norske elektrisitetsforsyningssystemet fra produksjon til forbruker; systemets komponenter og prosesser. De skal kunne redegjøre for teknologiene i el-energiproduksjonen. Fysikk skal brukes som støttefag når de gjør enkle beregninger av energiene i elvekraftverk og magasinkraftverk, utfører eksperimenter og enkle beregninger av strøm og spenning i transformatorer og av energitap i overføringer, relatere til elektrisitetsforsyningssystemet. Studentene skal kunne planlegge, gjennomføre og vurdere undervisning i elektrisitetsforsyningssystemet på aktuelle trinn i grunnopplæringen.