Genetik og evolution i biologiundervisningen

external image genetik.gif



Indledning:
Undervisningen i naturfag i grundskolen har flere formål. Dels skal naturfagene være en del af den almene dannelse, som eleverne gerne skal have opnået inden de forlader grundskolen, dels skal undervisningen tilrettelægges og gennemføres på en måde, så eleverne både for faglig viden, men også større nysgerrighed overfor fagene.
Det er vigtigt, at undervisningen er tilrettelagt således, at eleverne lærer hele den faglige læsning og ”lingoen” omkring faget – så der er i stand til at tale ”biologi” på samme måde, som de kan tale tysk, engelsk, musik eller matematik…
Derudover er det vigtigt at de introduceres til hele den konstruktivistiske idé og den naturvidenskabelige arbejdsmetode. Dette gøres bedst – ifølge Svein Sjøberg – ved at lave en vedkommende, levende og eksperimenterende undervisning.

Naturfagene ses som et vigtigt element af denne dannelse, hvorfor styrkelse af naturfagene på grundskoleniveau længe har været et undervisnigspolitisk tema i Danmark. Man har højnet fagenes status ved bl.a at indføre afgangsprøve i fagene biologi og geografi. Derudover har man ved implementeringen af Fælles Mål 2009 lagt vægt på naturfagenes samhørighed ved at foreslå (sætte krav om) gennemførelsen af fælles undervisningsforløb naturfagene imellem.[1]
Derfor er udfordringen for undervisere i naturfag at få disse formål implementeret i en undervisning som både er brugbar og vedkommende for eleverne, men som også tager udgangspunkt i lovgivningen på området.
Ifølge Svein Sjøberg
[2] er der tre dimensioner til naturfag som almendannelse. Man kan se naturfag som produkt, som proces eller som social institution. Den mest interessante, i forhold til grundskolen, er at se naturfag som en proces. Her er styrken ved naturfagene, at der er en række svar på spørgsmål, men der lægges især vægt på processen, som fører frem til svar på disse spørgsmål.[3]
Udfordringen er, at gøre eleverne i stand til at opstille hypoteser, lave forsøg og finde svar. Ved at bibringe dem denne arbejdsmetode, opnår de for det første forståelse af temaer og processer, som gør dem i stand til at deltage i diskussioner af naturfaglige spørgsmål i forhold til samfundet. Derudover får de forståelse af en metode, som vil være anvendelig senere som borgere i et demokratisk samfund, som i højere og højere grad skal hævde sig på sine innovative ressourcer.


7. Klasse:
Mål
Emne
Materiale
Aktivitet
Evaluering
Kende funktionen af kønnet og ukønnet formering på celle og organismeniveau, herunder menneskets forplantning.
Kønnet og ukønnet formering
Genernes Univers pp. 10-24
Find gode animationer på nettet som forklarer.

Emnet menneskets forplantning gennemføres fælles med dansk ved deltagelse i ”uge sex” kampagnen.

Fremlæggelse af animationer som viser Mitoseog meiose Eleverne skal have opnået viden om emnerne.
Kende grundlæggende forhold i arvelighed, herunder betydningen af DNA.
DNA
Animationer fra nettet. Fra DNAi.org

BiosB pp.100-104

Præparat til mikroskop – Celleskrab.

Undersøgelse af celler i mikroskop.

Origami DNA-model.

Test; tip en 13’er – hjemmelavet.
Give eksempler på gener som bærere af biologisk information og deres betydning for arvelighed.
Arvelighed/mutation
BiosB pp. 105-111.
Undersøgelse i klassen, bios b, kopiark 147.

Hvilke mutationer vil være gavnlige? BiosB, kopiark 148.

Samtale om gavnlige og ikke gavnlige mutationer.Mutationer som led i tilpasning og evolution.
Kende hovedtræk af evolutionen, herunder vigtige begreber som fødselsoverskud, konkurrence, tilpasning, mutation, variation, isolation og selektion.

Kende eksempler på naturhistoriske fortællinger som har udvidet menneskets erkendelse.

Evolution og artsdannelse
BiosB pp. 151-163; Darwins rejse og opdagelser

BiosB pp164-171; Systematik og arter.

Google og Wiki

”Armchair travel” i Darwins fodspor. Fælles med geografi og dansk..
Eleverne skal udfærdige en rapport og en fremlæggelse om Darwins rejse.
De skal kunne redegøre for begreberne fødselsoverskud, konkurrence, tilpasning, mutation, variation, isolation og selektion.

Vurdering af elevernes rapport og fremlæggelse.
Pararbejde.

Give eksempler på, hvordan biologisk viden bliver til gennem eksperimenter, systematiske undersøgelser og tolkning af data.
Kønsbunden nedarvning/
krydsningsskemaer.

Ishiharas farveblindhedstavler.

Risø forsøgsvejledning – to genspaltning i byg.

Svalespillet

Farveblindheds test. Krydsningsskemaer, blanke og udfyldte m. bla.
Mendels ærter i f1 og f2 generation.

Grå mus kontra albino,

Hornløs og hornet kvæg m.v.

Svalespillet fra kaskelot.

Dyrkningsforsøg med to-genspaltning i byg.

Samtaler før under og efter svalespillet vil udgøre evalueringen, derudover vil jeg se deres krydsningsskemaer fra svalespillet.

Udfærdigelse af laboratorierapport over dyrkningsforsøg.
Herunder et krav om statistisk/matematisk behandling af data.


8. Klasse:
Mål
Emne
Materiale
Aktivitet
Evaluering
Redegøre for grundlæggende forhold i arvelighed, herunder betydningen af DNA.
DNA-RNA
Interaktivet materiale på DNAi.org
Spil. Animationer mm. På nettet.

Eleverne udfærdiger linksamling om emnet



Eleverne fremlægger udvalgte links – både gode og dårlige

Kende sammenhængen mellem dna, gener og proteiner.
Proteinsyntese og aminosyrer
Find gode animationer på nettet til at forklare begreberne.

Brug evt. origami-model

Interaktive spil hvor eleverne lærer om proteinsyntesen og kopieringen af dna. Indgang via ”vagns biocider”
Samtale…
Give eksempler på gener som bærere af biologisk information og deres betydning for arvelighed.

Give eksempler på hvordan biologisk mangfoldighed kan påvirkes af geografiske og fysisk-kemiske forhold.

Gener som bærere af biologisk information
Genernes univers – kapitel 2: Når sygdom nedarves.
Diskussion af genterapi og gendianogstik.

Emner: Fosterdiagnostik, kloning af mennesker, gensplejsede svin som organdonorer mv.



Undervisningen evalueres via elevernes deltagelse i debatten.

Kende forskellige typer af bioteknologi.

Kende vigtige metoder indenfor genteknologi, herunder gensplejsning og kloning, samt vurdere metoderne i forhold til naturlige processer.

Gensplejsning/kloning
BiosB pp. 114-130

I dette emne, som er særdeles abstrakt, er det uhyre vigtigt at benytte mange film og animationer på nettet.
Se på kloner af anemoner, væddeløbere, kartofler mm.

Lav selv kloner en begoniaplante ud fra et enkelt blad.

Fremstil selv modeller, som forklarer gensplejsning af bakterier, gensplejsning af planter ved hjælp af jordbakterier, Gensplejsning ved hjælp af virus.

Lav ”brugsanvisning” for kloning af dyr.

Arbejdet ovenover er par/gruppearbejde



Grupperne evalueres på baggrund af fremlæggelser af deres modeller.


Blodtypesystemerne,
Genetisk identifikation (kriminologi)

Genernes Univers, kap 4: Når generne afslører.
Bestemmelse af blodtype med Eldon-kort.

Husk at følge laboratoriereglerne (Når klokken ringer) for arbejde med blod. Samtidig skal etik i forhold til blodtypebestemmelse overvejes.

Emneuge med Melved-drabet. Tværfagligt forløb med dansk, biologi, fysik/kemi, samfundsfag m.v

Besøg i blodbanken.

Alle får kendskab til deres blodtype

Drabssagerne opklares.


9. Klasse
Mål
Emne
Materiale
Aktivitet
Evaluering
Redegøre for grundlæggende forhold i arvelighed, evolution og artsdannelse.

Redegøre for livets opståen og evolution i en naturvidenskabelig sammenhæng – herunder artsdannelse.

Opsamling/repetition af 2 foregående år.
Elevernes noter og materialer fra de 2 foregående år.

Materialer lagt i vores biologiarbejdsrum på elevintra.
Bios C pp 119-131

Udfærdigelse af begrebskort.

Klassifikationer på evolutionsdugen.
Find skolens dyr og sæt dem på.
Find – på nettet eksempler på dyr til alle kategorierne på dugen.

Evaluering og aktiviteterne er ikke til at adskille i dette tilfælde…
Forholde sig til bioteknologiens anvendelse og b etydningen for den enkelte, samfundet og naturen.
Genteknologi/bioteknologi
BiosBpp 114-130 repeteres fra sidste år.
I år er aktiviteten at forholde sig til kapitlet. Det er vigtigt for eleverne at prøve at meningsdanne. Kapitlet lægger op til storylineforløbet som skal være senere.
Samtale
Kende eksempler på biologisk forskning, der har udvidet menneskets erkendelse.

Forklare vigtige typer af genteknologi anvendt på forskellige organismer, herunder mennesket.

Genetik/gen-etik
Vil igen være repetition af kendt stof,
Men kan ”krydres” med forskellige artikler.

I år er aktiviteten at forholde sig til kapitlet. Det er vigtigt for eleverne at prøve at meningsdanne. Kapitlet lægger op til storylineforløbet som skal være senere.
Samtale
Give eksempler på og vurdere fordele og risici ved anvendelse af moderne bioteknologi, herunder anvendelsen af genmodificerede organismer.

Debattere mulige konsekvenser ved at ændre på menneskers arveanlæg i såvel krops- som kønsceller

Storylineforløb om etik kontra videnskab.
Genernes Univers kapitel 5. Når holdninger ændres.
I storyline forløbet skal klassen deles i grupper, som har forskellige interesser i emnet. Grupperne kunne være: Etisk råd, borgerne, journalisterne, politikerne, videnskaben og industrien.
Tanken er, at eleverne sætter sig ind i deres rolle og argumenterer ud fra denne.

Storylinen får konkrete problemstillinger, som grupperne skal tage stilling til. Problemet kunne f.eks være dfagsaktuel art – hvis der er nogen på dette tidspunkt. Men emner som genmodificerede fødevarer som led til at løse hungersnød.
Problematikken omkring fosterdiagnostik – hvilke egenskaber skal det være OK at fravælge? – hvis nogen??

Når storyline forløbet skal evalueres tænker jeg at det vil være interessant at høre de forskellige gruppers betragtninger om deltagelsen. Nogen har måske siddet og forsvaret holdninger, som ikke nødvendigvis var deres.

Det er vigtigt at få gennemtalt processen og holdningerne som er kommet til udtryk under forløbet.

Give eksempler på resultater af nyere biologisk forskning, som har betydning for menneskets erkendelse og livsvilkår.
Nyere biologisk forskning.
Google,wiki, tidsskrifter fra biblioteket, film, animationer mv.
Eleverne finder selv materialet

WEBQUEST…
Opgaverne for eleverne er at ”gå på jagt efter det sidste nye”.
Forklare hvad de har fundet ud af, hvad det kan bruges til, styrker og svagheder ved opfindelsen. Eventuelle politiske eller etiske aspekter m.v.

Eleverne fremlægger. De evalueres på deres fremlæggelser og deres arbejdsproces…

Ovenstående skematiske fremstilling er ikke fyldestgørende som undervisningsplan. Den skal være mere gennemarbejdet, men det er et forsøg på at vise emner, materialer, aktiviteter og evaluering i sammenhæng. Samtidig har det været vigtigt for mig at vise progresseionen i forhold til emnet gennem de tre års biologiundervisning eleverne har i grundskolen.
Til at udarbejde undervisningsplaner til de enkelte overordnede forløb vil jeg enten vælge at bruge pck- skemaet eller den didaktiske relationsmodel – eller en kombination heraf. Her ville så fremgå de enkelte læringsmål – og ikke kun de overordnede mål, som fremgår af ovenstående.
Studieproduktet og de vejledninger til aktiviteter som jeg foreslår i planen ligger tilgængelige på min wikispace på
http://www.wikispaces.com/user/my/Christina_Hansen

Litteraturliste:

Biologisystemet Bios, Grundbog B, Gyldendal 2006
Biologisystemet Bios, Lærervejledning B. Gyldendal 2006
Biologisystenet Bios, Kopimappe B. Gyldendal 2006
Biologisystemet Bios, Grundbog C, Gyldendal 2007
Biologisystemet Bios, lærervejledning C. Gyldendal 2007

www.dnai.org hjemmeside omhandlende dna. Artikler, animationer og interaktivt materiale.
Genernes Univers. Det Etiske Råd. Hanna Sigga Madslund, 1993
Naturfagslærerens håndbog. Dafolo 2009. Erland Andersen (red.)
Naturfag som almendannelse. Klim 2008. Svein Sjøberg.

Når klokken Ringer. Branchevejledning om risikomomenter i undervisningen, Branchear

----


[1] Fælles Mål 2009, Biologi. Formål for faget, s. 3.
[2] I naturfag som Almendannelse s 175
[3] Ibid. S. 176