Vatten - materia

Vatten som lösningsmedel
Backlund, Lundegård, och Viklund (2007) konstaterar att vattnet på jorden ständigt byter skepnad i ett evigt kretslopp. Solen är som en motor i detta kretslopp. Vattnet går från hav till atmosfären, via nederbörd till sjöar, floder, glaciärer och grundvatten tillbaks till havet igen. Det är även mycket av vattnet som passerar genom växtligheten. Något Borén, Boström, Börner, Larsson, Lillieborg och Lindh (2005) påpekar är att det i naturen inte finns något rent vatten, detta till följd av vattnets förmåga att lösa olika ämnen.

Vatten som lösningsmedel ger förutsättning för människans liv eftersom vår kropp till cirka 66 % består av vatten, Borén et al. (2005) skriver att blod och lymfa är några av kroppens viktiga vattenlösningar och som transporterar näringsämnen och syre till kroppens vävnader för att sedan transportera bort avfallet. Parker (1990) påvisar att livets kemiska reaktioner inte kan äga rum om inte dess organiska molekyler är fria att röra sig, blandas och reagera med varandra. För att kunna göra det måste de vara lösta eller flytande i vatten.
Vatten kan inte ersättas av något annat ämne som lösningsmedel för joner och molekyler samt som medium för biokemiska reaktioner skriver Nationalencyklopedin (2010). Vatten deltar också i ett stort antal biokemiska reaktioner, det förbrukas vid växternas fotosyntes och nybildas vid cellandningen.

Vatten är i dominans vårt vanligaste lösningsmedel enligt Borén et al. (2005). Ett lösningsmedels egenskaper är att det klarar att lösa andra ämnen utan att reagera med dem. På grund av vattenmolekylens utformning kan vatten lösa i synnerhet salter, men även andra ämnen med egenskaper som liknar vattnets. Vatten kan också lösa olika gaser. Nationalencyklopedin (2010) belyser att detta spelar en viktig roll i biologiska system.

Salt löser sig i vatten och Borén et al. (2005) fastställer att i världshaven är salthalten 3,5 %, något lägre vid flodmynningar där saltvattnet blandas med sötvatten eller i Arktis där havsvatten blandas med sötvatten från smältande is. I varmare hav blir det tvärtom högre salthalter eftersom avdunstningen där är högre och när vatten avdunstar följer inte saltet med. Wiklund (2000) slår fast att saltet i havet kommer från berggrunden och förs ut till havet med floder och andra vattendrag.

Gasers löslighet i vatten beror på tryck och temperatur, ökas trycket löses mer gas och höjs temperaturen börjar de lösta gaserna stiga iväg i luften enligt Borén et al. (2005).

Referenser:
Backlund, P., Lundegård, I. och Viklund, G. (2007). Naturkunskap A. Stockholm: Bonnier AB.
Borén, H., Boström, A., Börner, M., Larsson, M., Lillieborg, S. och Lindh, B. (2005). Kemiboken A. Stockholm: Liber.
Parker, S.(1990). Kul att kunna för unga kemister. Solna: Teknografiska institutet.
Nationalencyklopedin. (2010). Vatten. (Elektronisk). Tillgängligt:< i_h_word="l%C3%B6sningsmedel">

Experiment- flyta och sjunka

Boken Kul att kunna om vatten som är skriven av Brenda Walpole (1988) är en bok med fakta och experiment med vatten att använda tillsammans med barn. Ur denna hämtade vi i vår grupp även inspiration när vi utformade våra lektionsplaneringar och nu har jag hittat ytterligare ett användbart experiment. Detta anser jag vara bra för att visa på betydelsen av storlek och form för flytförmågan hos ett föremål. I vår planerade lektion för årskurs ett använder vi modellera för att eleverna ska få möjlighet att upptäcka att även formen och inte bara densiteten påverkar flytförmågan. I det experiment jag nu ska ta upp kan de upptäcka att föremål blir lättare i vattnet än i luften och även att storleken och formen på föremålet avgör hur mycket vatten som trängs undan genom att observera vattennivån.

.

Som inledning på experimentet som Walpole (1988) skriver om får eleverna testa att lyfta en full konservburk under vattnet och i luften för att upptäcka att den blir lättare i vattnet. Även i detta experiment använder man alltså modellera och man inleder med att eleverna får hälla vatten i en genomskinlig burk och markera vattennivån. Därefter lägger de i en klump modellera i vattnet för att se hur mycket vattennivån stiger och de får även testa med en större klump lera och då se hur mycket vattennivån stiger ytterligare. Föremål som är helt under vatten förlorar enligt Walpole lika mycket i vikt som vikten på vattnet som det tränger undan. Avslutningsvis får eleverna ändra form på lerklumpen till skålformad. Denne kommer då att flyta och de kan då se att ännu mer vatten trängs undan och att vattennivån stiger ytterligare genom att både skålen och luften i den tränger undan vattnet. Walpole skriver att föremålets form bestämmer hur mycket vatten som trängs undan och om mängden vatten som trängs undan väger mindre än föremålet sjunker det.

Referenser

Walpole, B. (1988). Kul att kunna om vatten. (Karpebäck, P.U., övers.). London: Grisewood and Dampsey.

Litteraturseminarium 25/2

Allmänt om etik i naturvetenskap

Vi anser att det är viktigt att uppmärksamma barnen/ eleverna om att deras beteende påverkar exempelvis miljön och att prata om att man inte bör duscha för länge, åka mycket bil, plocka fridlysta blommor osv. Samtidigt vill vi inte skrämma barnen och eleverna eller få dem att känna att de inte kan påverka. Enligt Ginner & Mattson (1996) anser många människor att enskilda ansträngningar inte ger effekt, men som lärare måste vi ge eleverna är känsla av möjlighet till påverkan både genom egna handlingar och som Andersson (2008) påpekar utöva demokratisk tryck. Vi funderade också på vem som bär ansvaret för den globala uppvärmningen och expansionen av ekosystem, är det USA, I-länderna eller de äldre generationerna som Andersson (2008) skriver om. Det verkar som att det ekonomiska intresset oftast styr, vilket är något vi förfäras över.

För att kunna ta ställning i olika etiska frågor, t.ex. genmodifiering, behövs teknisk och naturvetenskaplig kunskap (Ginner & Mattsson, 1996). Vi bör alltså ge eleverna denna kunskap. Den globala uppvärmningen och liknande globala problem passar enligt oss inte i förskolan eftersom barnen själva inte har det globala perspektivet. Vi vill istället prata med förskolebarnen om exempelvis kompost, respekt för naturen och de som lever där, inte slösa på vattnet.

Etik inom området vatten

En etisk aspekt utifrån vatten är att vattentillgångarna är orättvist fördelade och att endast en liten del av världen har tillgång till rent vatten. Att många i västvärlden har pooler i trädgården där mycket vatten hamnar eller att vi duschar och spolar toaletten med dricksvatten är ett dilemma att diskutera, särskilt i kontrast till att människor i andra länder inte har tillgång rent vatten att dricka. En fråga att diskutera är vilket som är viktigast i fråga om vattenkraftverk, ren energi eller arters överlevnad? Ett stort dilemma är att bönder gödslar för att producera tillräckligt med mat, när gödseln hamnar i vattnet blir sjöar och vattendrag övergödda. Vad är viktigast, mat eller rent vatten?

Etik inom området vind

Är vindkraftverk bara bra? Hur påverkar det djurlivet? Är det värt det? Vem tar ansvar för föroreningar som sprids med vinden? Enligt Ginner & Mattsson (1996) betyder delat ansvar ofta inget ansvar, den långa kedjan av ansvariga är ett stort problem. Det finns även mycket att resonera kring när det gäller de ökade antalet stormar och orkaner som tros bero på klimatförändringar. I vidare mening kan man fundera över flygets roll i globala uppvärmningen? Är det acceptabelt att politiker flyger till klimatmöten i stora bränsleslukande privatplan?

Vår slutsats är att det finns många etiska aspekter att ta upp med barn och elever. Det är viktigt att göra det för att de ska bli medvetna världsmedborgare som kan ta etiska ställningstaganden.

Referenser:

Andersson, B. (2008). Grundskolans naturvetenskap- helhetssyn, innehåll och progression. Lund: Studentlitteratur.

Det fria vattnets kretslopp

Burton och Taylor (1999) skriver att vattnets kretslopp går runt hela tiden, under ett år kan samma vatten stiga upp och falla ner flera gånger. Castensson och Furubrant (1997) lyfter fram att salt- och sötvattnet cirkulerar i samma kretslopp, den globala hydrologiska cykeln. Enligt Andersson (2008) avdunstar stora mängder vatten från haven, men det avdunstar också ifrån sjöar, vattendrag och mark samt genom transpiration från växttäcket. När vattnet avdunstar blir det osynlig vattenånga som förflyttas och kondenseras på högre höjd och bildar moln. Molnen som är uppbyggda av små vattendroppar eller iskristaller förs vidare med vinden, och när de ökar i storlek och blir tunga faller de ner som nederbörd. Haven vattnar alltså kontinenterna och genom flöden rinner ytvatten och grundvatten tillbaka till haven. Haven och kontinenterna kan även vattna sig själva.

Castensson och Furubrant (1997) påvisar att det är solen som är kraftkällan bakom vattnets kretslopp, det är solen som värmer upp haven vilket i sin tur leder till att vatten avdunstar till vattenånga medan saltet stannar kvar i haven. Vidare tydliggör författarna att mycket av den nederbörd som faller ner återigen avdunstar, speciellt i varma klimat, eller så sugs det upp av växter. Resten förs, som nämnts tidigare, via vattendrag ut till haven igen. Hur mycket nederbörd som faller varierar från plats till plats då det bland annat beror på temperatur, vindar, lufttryck och terräng. De platser som har hög årsnederbörd, mer än 1000 mm, finner vi i tropiska och subtropiska trakter. Däremot är exempelvis Sahara och Antarktis platser där nederbörden är mindre än 100 mm om året. I Sverige är årsnederbörden ungefär 600 mm.

Enligt Nationalencyklopedin (2010) kan nederbörden vara fast, flytande eller bestå av vatten- eller frostavlagringar på föremål. Den fasta nederbörden förekommer som enkla iskristaller (består av isnålar, hexagonala plattor eller stjärnor), snö (iskristaller som är enkla eller samlade i flingor), kornsnö (snö och iskristaller som är belagda med frusna molndroppar), hagel och iskorn. Hagel existerar i tre former, snöhagel är ogenomskinliga och spröda iskorn, småhagel är genomskinliga iskorn och ishagel är hårda iskulor eller isklumpar. Nederbörden som är flytande faller ner som duggregn eller regn, skillnaden är droppradien då den är mindre hos droppen i duggregn än regn.

Nationalencyklopedin (2010) lyfter fram att vattenånga kan utfällas direkt på marken eller på föremål genom att kondensera eller sublimera (vattenånga övergår till is), dagg och rimfrost bildas på det här sättet. Även moln-, dimm- och regndroppar kan anlagras, beroende på temperaturförhållandena kan dimma eller moln ge vatten- eller frostavlagringar som dagg, dimdagg, rimfrost, dimfrost och isavlagringar (bildas vid underkylt regn).

Elevers tankar om några delar i vattnets kretslopp
Andersson (2008) skriver om studier där det ingår israeliska elever som är fem-14 år, de får bland annat svara på frågor som rör avdunstning och moln. När det gäller avdunstningen var det först elever som var nio-tio år gamla som svarade att vattnet åker upp till himlen och molnen genom att det avdunstar till osynlig ånga. I en intervju fick eleverna frågan Varifrån kommer moln?, resultatet visade att 90 % av eleverna som var elva år och uppåt redogjorde för att moln bildas av vatten som avdunstat från olika källor eller att havsvattnet avdunstar med hjälp av solen. Eleverna hade också skilda tankar om hur moln är uppbyggda, många av fem-sjuåringarna trodde att moln är behållare för vatten men vid nio års ålder trodde ett stort antal att moln är vatten eller vattenånga. Eleverna hade även skilda uppfattningar om hur det går till när regn faller, de yngsta trodde att molnen kolliderar eller spricker/öppnar sig när det regnar. Tankar om att regn faller när moln alternativt regndroppar blir tunga och kalla dominerade hos elever från elva år och uppåt.

De slutsatser som jag kan dra utifrån studierna är att eleverna börjar uppfatta på ett ungefär hur det ligger till i verkligheten när de blir omkring nio år. Vad är det som gör att de börjar förstå hur det hänger ihop i verkligheten vid nio års ålder? En tanke som jag har är att eleverna skaffar sig kunskap genom att de undervisas inom området i skolan vid den åldern. Ytterligare en fundering som jag har är att de kanske vid den åldern börjar intressera sig för hur olika saker/fenomen fungerar och hänger ihop och därmed börjar de själva söka kunskap inom området. Det skulle vara intressant att jämföra de israeliska elevernas tankar med svenska elevers för att se om de har samma uppfattningar i de olika åldersgrupperna.

Referenslista
Andersson, B. (2008). Att förstå skolans naturvetenskap, Forskningsresultat och nya idéer. Studentlitteratur.

Burton, J. & Taylor, K. (1999). Regn. Malmö: Gleerups Förlag.

Castensson, R. & Furubrant, K. (1997). Världens vatten. Stockholm: Utrikespolitiska Institutet.

Nationalencyklopedin. (2010). Tillgänglig på Internet: http://www.ne.se/. [hämtades 100223].

Miljöförstöring

Övergödning

Karlsson, Krigsman, Molander och Wickman (2000) menar att övergödning framförallt orsakas av fosforutsläpp till vatten och kväveutsläpp till luft och vatten. Enligt Svanfeldt och Svensson (2000) sprids gödningsmedel, som innehåller föreningar där kväve och fosfor ingår, på åkrar för att få bättre tillväxt. De menar även att om man gödslar mer än vad växterna kan tillgodogöra sig följer överskottet med regnet via vattendrag ut till sjöar och hav vilket leder till övergödning. Andra orsaker till övergödning är enligt Karlsson et al. utsläpp från trafik och kommunala avlopp.

.

Svanfeldt och Svensson (2000) förklarar att i havet ger näringsämnena upphov till en snabb tillväxt av fintrådiga alger och växtplankton i vattnets ytskikt. De skriver vidare att växter som dör sjunker till botten och livnär bottenlevande djur och nedbrytare. Detta menar författarna leder till att syret i vattnet förbrukas snabbare och på djupa bottnar tar syret slut och djuren dör ut. De menar även att övergödningen är möjlig att reparera, men då krävs det en betydande minskning av utsläpp av ämnen som leder till övergödning.

Övergödning ur ett historiskt perspektiv

Enligt Karlsson et al. (2000) var städernas och industriernas utsläpp av avloppsvatten i början av 1900-talet ett av de första miljöproblemen som uppmärksammades. Detta menar de hade sin orsak i att vattenklosetten ersatte torrdasset, vilket ledde till att närsalterna och det organiska materialet hamnade i avloppsledningarna istället för på böndernas åkrar. Författarna skriver att växtligheten vid stränderna ökade och algblomning blev allt vanligare. Snart började man även märka av illaluktande vatten och fiskdöd. Karlsson et al. menar att lukten kom från svavelväte som bildas av svavelbakterier när syrgasen tagit slut. För att förhindra övergödning av sjöar och vattendrag började man på 1960-talet bygga reningsverk för avloppsvatten enligt Karlsson et al. och sedan mitten av 1970-talet är nästan alla hushåll i tätorterna anslutna till kommunala reningsverk. Även om det har blivit bättre menar författarna att problemen inte är helt avhjälpta.

Försurning

Edman och Klein (1997) skriver att Skandinavien till största delen vilar på sur berggrund, som successivt sedan inlandsisen drog bort vittrar sönder och ständigt gör marken surare. Denna process menar dock Karlsson et al. (2000) har påskyndats de senaste årtiondena på grund av nedfall av sura föroreningar. En stor orsak till försurningen är förbränningen av framförallt fossila bränslen enligt Svanfeldt och Svensson (2000). Karlsson et al. skriver att när vi eldar med fossila bränslen förenas svavlet som finns i dessa med syrgas från luften och bildar svaveldioxid. Svaveldioxiden kan i luften reagera med vattenånga och bilda svavelsyra. De skriver även att kväveoxider bildas vid förbränning genom en reaktion mellan luftens syrgas och kvävgas. Dessa sänker vattnets pH-värde och orsakar försurade sjöar och vattendrag. Föroreningarna sprids effektivt med vinden och kan ta lång tid innan de når marken och då menar författarna att dessa kan ha spridits hundratals mil och då även över nationsgränser.

.

Svanfeldt och Svensson (2000) skriver att när en sjö håller på att försuras klarnar vattnet. Detta menar de har sin orsak i att antalet arter av växt – och djurplankton minskar och många växt – och djurarter trivs inte vid lågt pH-värde. En annan effekt författarna tar upp är att vattnets förmåga att lösa upp vissa metaller ökar då pH sjunker. Försurningen orsakar därför ökade halter av aluminium och kvicksilver i sjöar och vattendrag vilket är giftigt för fiskar. Ett sätt för att minska skadorna av försurningen är enligt Naturvårdverket (2009-11-26) kalkning av sjöar och vattendrag. De menar att kalken löses upp i vattnet och minskar försurningen under ett par år. Kalkningen höjer vattnets pH-värde och binder oorganiskt aluminium och andra metaller som lösts upp på grund av försurningen. Målet med kalkningen är enligt Naturvårdverket att ”i försurade sjöar och vattendrag bevara eller återskapa ett för platsen naturligt växt- och djurliv till dess att försurningen upphör.” De skriver att det svenska kalkningsprogrammet är det största i världen, år 2008 kalkades mer än 5000 sjöar och 9000 kilometer vattendrag.

Referenser

Edman, S. & Klein, J. (1997). Vårt hem i universum – En berättelse om utveckling och miljö. Lund: Studentlitteratur.

Karlsson, J., Krigsman, T., Molander, B-O. & Wickman, P-O. (2000). Biologi A med Naturkunskap A. Stockholm: Liber.

Naturvårdverket. (senast uppdaterad 2009-11-26). Kalkning – försvar mot försurning av sjöar och vattendrag. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.naturvardsverket.se/Tillstandet-i-miljon/Forsurning/Kalkning--forsvar-mot-forsurning/ [2010-02-21].

Svanfeldt, K. & Svensson, M. (2000). Medan jorden snurrar. Naturkunskap kurs A. Stockholm: Natur och Kultur.

Handledning, ämne

Handledningen hade sin utgångspunkt i våra tidigare tankar kring vatten och liv. Handledningen gav oss en djupare förståelse för liv i vatten, exempelvis hur djur andas under vattnet och att det är en fördel att vara strömlinjeformad för att kunna röra sig fort i vattnet. Vi fick även en djupare inblick i vattnets betydelse för liv på land där växter tar upp vatten genom rötterna för att överleva och om de inte har rötter kan exempelvis dimma spela stor roll som fuktgivare. Hanledningen gav oss många ideér på områden att kunna fördjupa oss i och en sak kan vi konstatera efter dagen; inget liv utan vatten!

Vattnet på jorden

McMillan och Musick (2007) skriver att över 70 % av jordens yta täcks av flytande vatten och enligt Levemark (2003) är 10 % av Sveriges yta täckt med vatten. McMillan och Musick (2007) lyfter fram att salt havsvatten utgör den största delen av jordens vatten, det är mindre än 3 % av jordens vatten som finns i floder, insjöar och grundvatten eller som is på land och som vattenånga.

Haven
McMillan och Musick (2007) beskriver att det finns fem världshav eller oceaner som är sammanfogade med varandra på jorden. Dessa är Stilla havet, Atlanten, Indiska oceanen, Antarktiska oceanen och Norra ishavet. Stilla havet är störst då det utgör 46 % av världshavens sammanlagda storlek, det är också det djupaste havet. Enligt Nationalencyklopedin (2010) utgör Atlanten drygt 29 % av världshavens yta och har en mängd olika strömmar som påverkar klimatet runt Atlanten. Strömmarna gör bland annat att klimatet är varmare i Skandinavien än på motsvarande latituder på Grönland och i norra Canada. Atlanten har också viktiga naturresurser då det utvinns stora mängder gas och olja, även havsfisket är stort. Nationalencyklopedin tydliggör att Indiska oceanen är det minst utforskade havet och det är känt för de tropiska virvelstormarna, cyklonerna, som förekommer i oceanens centrala och norra delar. Dessa kan orsaka översvämningar och skapa enorma skador samt förorsaka tiotusentals människoliv.

McMillan och Musick (2007) skriver att Antarktiska oceanen omger Antarktis och på vintern är 20 miljoner kvadratkilometer av oceanen täckt av is. Vidare uttrycker de att delar av Norra ishavet alltid är täckta av is och på botten där finns också det kallaste havsvattnet på jorden.

Vad innehåller havsvatten?
Enligt Sternö Anderberg (2007) innehåller havsvattnet miljontals lösta ämnen vilket beror på att vatten är ett utsökt lösningsmedel. Vidare belyses det i Nationalencyklopedin (2010) att havsvattnet viktmässigt domineras av tolv grundämnen där själva vattnet är en förening av syre och väte. De andra ämnena är natrium, magnesium, kalium, strontium, bor, klor, svavel, kol och brom. McMillan och Musick (2007) skriver att cirka 3,5 % av havsvattnet består av olika salter och Sternö Anderberg (2007) lyfter fram att kvävgas, syrgas och koldioxid är de vanligaste gaserna som finns lösta i havsvatten.

Sjöar
Nationalencyklopedin (2010) definierar sjö som en mer eller mindre permanent vattensamling i en naturlig sänka i jordytan. Vattnet till sjöarna tillkommer genom nederbörden samt genom tillrinnande vatten. Oftast har sjöar bara ett utlopp men det finns även de som har flera samt de som är avloppslösa. Vattenutbytet i sjöar sker således genom nederbörd och avdunstning, in- och utflöden samt grundvattenflöden. Det tar olika lång tid för vattnet i sjöar att bytas ut då det kan variera från 1-2 månader till flera år, exempelvis tar det 70 år för Vättern att byta allt vatten.

Nationalencyklopedin (2010) klargör att världens sjöar är ojämnt fördelade i världen, Nordamerika och Europa är sjötätast medan Sydamerika, Afrika och Australien är sjöfattiga. Världens största sjö är Kaspiska havet som ligger på gränsen mellan Europa och Asien. Levemark (2003) skriver att det finns mer än 100 000 sjöar i Sverige där Vänern är den största. Enligt Nationalencyklopedin (2010) används sjöar i stor omfattning för vattenförsörjningen till samhällen och industrier men även inom jordbruket till bevattningen. Många sjöar har också en betydande fartygstrafik, en del är viktiga för fisket och där vattenkraften är utbyggd utgör sjöarna ofta regleringsmagasin.

Floder/älvar
Nationalencyklopedin (2010) tydliggör att floderna är betydande eftersom de transporterar vatten ifrån kontinenterna till världshaven. De utgör också länkar i det geologiska kretsloppet då de för med sediment, organiskt material och kemiskt lösta ämnen från kontinenterna till världshaven. Världens största flod, både när det gäller längd och vattenrikedom, är Amazonfloden som rinner i Sydamerika. I Sverige, Norge och Finland benämns floder istället under namnet älvar och de är vanligtvis större än åar och bäckar.

Grundvatten
Björk och Stiernstedt (2000) menar att grundvattnet finns inne i jorden, både djupt ner i och nära marken. Grundvattnet är sötvatten, benämns också som färskvatten, och det är rent och klart. Vattnet kan komma upp som källor ur marken, vanligast är dock att man hämtar upp vattnet genom att borra och bygga brunnar för att sedan pumpa upp det. Enligt Nationalencyklopedin (2010) behöver det vara god genomsläpplighet hos jorden eller berggrunden som är nära brunnen om man ska kunna utvinna grundvattnet. Björk och Stiernstedt (2000) skriver att det är regn och snö som fyller på grundvattnet och det är när det är på väg ner i marken som det renas. Denna process tydliggörs i Nationalencyklopedin (2010) som beskriver att vattnets kemiska sammansättning ändras när det är på väg ner i marken genom kemisk växelverkan med omgivande material. Nederbördsvattnet som från början var surt och fritt från mineraler omvandlas i etapper till mindre surt eller neutralt vatten med hög mineralhalt.

Vattenånga
Burton och Taylor (1999) beskriver att det alltid finns vatten i luften, men eftersom det svävar runt i små molekyler i luften kan man inte se det. Vattenmolekylerna kan också blanda sig med luftens molekyler. Vattnet i luften är i gasform och kallas för vattenånga, i ökenområdena är det endast lite vattenånga men i regnskogarna är det mycket. Det beror på att det finns gott om växter i regnskogar som suger upp vatten från marken genom rötterna som sedan avger vattenånga via bladen till luften. När fuktigheten är hög märks det på att våta kläder inte torkar.

Referenslista
Björk, M. & Stiernstedt, M. (2000). Vattenboken. Stockholm: LL-förlaget.

Burton, J. & Taylor, K. (1999). Regn. Malmö: Gleerups Förlag.

Levemark, L. (2003). Tack vare vatten. Stockholm: Liber AB.

McMillan, B. & Musick, J. A. (2007). Haven. Stockholm: Bonnier Carlsen Bokförlag.

Nationalencyklopedin. (2010). Tillgänglig på Internet: http://www.ne.se/. [hämtades 100219].

Sternö Anderberg, A. (Red.). (2007). Havet – illustrerat uppslagsverk. Globe förlaget.

Vatten - teknik

Vattenkraft

Nästan hälften av den energi vi använder i Sverige kommer från vattenkraftverk skriver Tekniska museet (2010-02-17). I ett vattenkraftverk utnyttjas vattnets lägesenergi mellan två nivåer. Eklund (2009) förklarar vattenkraft som att vatten först däms upp i dammar, det uppdämda vattnet har då lägesenergi, lägesenergin förvandlas sedan till rörelseenergi när vattnet strömmar genom en dammlucka. Vattnet leds därefter vidare i en kanal förbi turbiner och generatorer som omvandlar rörelseenergin till elektricitet som kan skickas till kraftnätets ledningar.

Vattenkraftverken bygger på ett naturligt kretslopp där vatten dunstar från haven och faller som regn eller snö över land, varpå det smälta vattnet rinner nedåt mot vattendragen enligt Fortum (2010-02-17). Dock konstaterar Tekniska museet (2010-02-17) att ett vattenkraftverk innebär stora ingrepp i naturen, naturen skadas och den ekologiska balansen förändras.

Vågkraft

Det pågår experiment för att bättre kunna fånga rörelseenergin i tidvatten, vågor och undervattenströmmar påvisar Eklund (2009). På Uppsala Universitets hemsida (2010-02-17) kan man läsa att det i Lysekil just nu genomförs ett vågkraftsprojekt. Projektet startades under år 2002 och är beräknat att avslutas under år 2013-2014. Syftet med Lysekilsprojektet är att under en längre tid testa ett nytt koncept för att generera elektricitet ur havsvågornas rörelser. Detta görs genom ett system av direktdrivna linjärelgeneratorer.

En linjärelgenerator består av en boj som följer vågornas rörelser upp och ner, cirka 20 procent av den infallande rörelseenergin kan då upptas och omvandlas till elkraft enligt Uppsala Universitet (2010-02-17). Rörelsen från bojen överförs med hjälp av ett rep eller vajer till generatorn och med hjälp av kraftelektronik omvandlas den alstrade växelströmmen sedan till likström som genom standardkablar förs in till land där den via växelriktare ansluts till kraftnätet. Detta system förväntas bli billigt, kraftfullt, miljövänligt och stå emot de belastningar som uppkommer till havs.

Eklund (2009) menar att vågkraft endast kan ge ett ytterst litet tillskott till den energi världen behöver. Tekniska museet (2010-02-17) belyser däremot att en del tror att vågkraft kommer att kunna stå för upp till 10 % av hela världens energibehov.

Enligt Tekniska museet (2010-02-17) är vågkraftstekniken så ny att det är svårt att bedöma hur stor inverkan den har på miljön, men vissa forskare menar att vågkraftverken kan ha positiv påverkan på miljön genom att fungera som konstgjorda korallrev.

Referenser:

Eklund, K. (2009) Vårt klimat. Stockholm: Norstedts Akademiska Förlag.

Fortum (2010-02-14) Vattenkraft. (Elektronisk). Tillgängligt:< http://www.fortumkampanj.se/blogg/vattenkraft/ (2009-02-17).

Tekniska museet (2009-11-25). Vattenkraft. (Elektroniskt). Tillgängligt:< http://www.tekniskamuseet.se/1/836.html (2009-02-17).

Tekniska museet (2009-11-25). Vågkraft.(Elektronisk). Tillgängligt:< http://www.tekniskamuseet.se/1/837.html (2010-02-17).

Uppsala Universitet (2010-01-19). Vågkraftsprojekt – Lysekil. (Elektronisk). Tillgängligt:< http://www.el.angstrom.uu.se/forskningsprojekt/WavePower/Lysekilsprojektet.html (2010-02-17).

Arkimedes princip

Andersson (2008) redogör för en händelse som utspelade sig på tiden då kung Hieron II regerade i den grekiska staden Syrakusa på Sicilien. Kungen beordrande smeden att tillverka en guld krona som skulle offras till gudarna. Av någon anledning blev kungen misstänksam mot smeden och fick för sig att denne blandat ut guldet i kronan med silver. För att reda klarhet i misstanken vände sig kung Hieron till matematikern Arkimedes (ca 287 f.Kr - 221 f.Kr) som kände till densiteten på guld. Enligt Isaksson och Johansson (1995) var Arkimedes känd i staden för att varken bry sig om sig själv eller någon annan, det enda han brydde sig om var matematiska problem. Kungen visste att Arkimedes löst ett flertal matematiska problem tidigare och såg sin chans att ta reda på om smeden hade blandat ut guldet i kronan med silver. Kungen presenterade problemet för Arkimedes som tog sig an frågan om kronan verkligen var av rent guld.

Isaksson och Johansson (1995) beskriver hur Arkimedes funderade över hur han skulle kunna bestämma kronans volym, för om han kom på det så var det ju bara att dividera vikten med volymen. Han skulle kunna smälta ner kronan och mäta volymen på vätskan, men det var inget bra alternativ eftersom han inte ville förstöra kronan. Men om han hamrade ut metallen till en geometrisk form så kunde han räkna ut volymen genom att ta längden gånger bredden gånger höjden. Men även denna metod skulle förstöra kungakronan så Arkimedes var tvungen att komma på något annat sätt att mäta volymen på. Andersson (2008) problematiserar hur tiden gick och situationen blev allt mer akut, för att kunna slappna av tog Arkimedes lugnade bad och när han sänkte ner sin kropp i badkaret så observerade han att ju större del av kroppen som var under vattenytan desto mer vatten trängdes ur badkaret. Överlycklig över att ha kommit på hur han skulle lösa problemet med kungakronan rusar han ut på gatan och utbrast ”Heureka! Jag har funnit det.”

För att ta reda på kronans volym skriver Isaksson och Johansson (1995) att Arkimedes skaffade fram ett guldstycke och ett silverstycke som vägde lika mycket som kronan. Han sänkte ner guldet i en skål som var fylld till bredden med vatten, därefter mätte han hur mycket vatten som runnit ur skålen genom att fylla upp skålen med vatten igen när man tagit ur guld biten. Tillvägagångssättet upprepades på samma sätt med silvret. Arkimedes kunde då konstatera att silvret trängde undan mer vatten än guldet. Nu återstod endast att sänka ner kungakronan och det visade sig att den trängde undan mer vatten än guldstycket men mindre vatten är silverstycket. Därmed kunde Arkimedes bevisa att kronan var tillverkad av både guld och silver, han räknade sedan ut hur mycket silver det var i kronan. Det var detta som sedan kom att kallas Arkimedes princip.

Flyta/sjunka

Arkimedes princip förklarar varför vissa saker flyter medan andar sjunker. Att luftfyllda föremål flyter kan man tänka sig men att även massiva föremål som äpplen flyter är svårare att förstå. Hur kommer detta sig? Eliasson (1994) menar att Arkimedes första iakttagelse visar att flytande föremål hålls uppe av en kraft som kalls lyftkraft som skapas när vätskan trycker på det flytande föremålet. Om man vill pröva så kan man trycka ner en bordtennisboll under vattenytan, bollen sjunker tills den trängt undan tillräckligt mycket vatten för att lyftkraften ska få den att flyta. Arkimedes andra upptäckt var att ett föremåls lyftkraft beror på hur mycket vätska som träns undan. Om föremålet tränger undan tillräckligt mycket vätska kan lyftkraften bli så stor att den bär upp föremålets tyngd. Lyftkraften är alltså lika stor som tyngden av den vätskan som trängs undan av föremålet.

Andersson, B. (2008). Grundskolans naturvetenskap. Helhetssyn, innehåll och progression. Lund:Studentlitteratur.

Eliasson, Y. (1994). Kraft och rörelse. Stockholm: Bonnier Carlsen Bokförlag AB.

Isaksson, B. & Johansson, G. (1995). Världens snilleblixtar. Stockholm: Natur och Kultur.

Vatten - materia

Vatten och dess egenskaper

Enligt Borén, Larsson, Lif, Lillieborg och Lindh (2001) är vatten ett ämne som är uppbyggt av H2O molekyler, det vill säga en syreatom och två väteatomer. Edman och Klein (1997) skriver att det är de negativt laddade elektronerna som håller ihop atomerna till en molekyl. Väteatomerna har var sin elektron och syreatomen har sex elektroner i sitt yttersta skal. För att vätet ska bli stabilt med två elektroner i ytterskalet och syret ska bli stabilt med åtta, ”lånar” väteatomerna var sin elektron från syret och syret ”lånar” två från väteatomerna. På detta sätt menar de att det nu snurrar åtta elektroner runt de tre atomerna och håller samman dem i en molekyl vatten. Edman och Klein skriver vidare att elektronmolnet är ojämnt fördelat, att det är tjockare vid syreändan och därför blir molekylen svagt elektriskt laddad. Detta leder till att vattenmolekyler alltid hakar i varandra. Även Olsson (2002) skriver att vatten är ett tvåpoligt ämne, en dipol, och att detta beror på att syret har störst kärnladdning och attraherar elektroner som förskjuts mot syret.

Borén, Larsson, Lif, Lillieborg och Lindh (2001) menar att vatten är ett utomordentligt lösningsmedel och att det därför är svårt att finna helt rent vatten. Olsson (2002) menar att vatten löser andra polära ämnen bra, till exempel salter. Borén et al. skriver även att det mesta vatten kommer i kontakt med löser sig till viss del och de lösta ämnena påverkar vattnets egenskaper. De menar att ändrade egenskaper hos vattnet kan bero på att bindningsförhållandena mellan vattenmolekylerna störs genom kontakten med det lösta ämnets molekyler. Ett exempel författarna ger på detta är att diskmedel sänker vattnets ytspänning, vilket beror på att vätebindningar mellan vattenmolekylerna bryts.

När det gäller densitet skriver Olsson (2002) att denna är som högst hos vatten vid +4˚C. När flytande vatten blir kallt packas molekylerna samman och vattnet blir tyngre och uppnår sin högsta densitet vid +4˚C. Han tar även upp att vatten får lägre densitet då det fryser till is. Molekylerna arrangerar sig då i ett stelt tredimensionellt mönster av sexhörningar och det bildas även hålrum mellan molekylerna. Han skriver vidare att detta innebär att vatten i motsats till många andra ämnen utvidgar sig då det fryser.

Referenser

Borén, H., Larsson, M., Lif, T., Lillieborg, S. & Lindh, B. (2001). Kemiboken B med laborationer och arbetsövningar. Stockholm: Liber.

Edman, S. & Klein, J. (1997). Vårt hem i universum – En berättelse om utveckling och miljö. Lund: Studentlitteratur.

Olsson, S. (2002). Kemiska mellanslag. Solna: Ekelunds Förlag.

/Mikaela

Tankar kring handledningen

Innan handledningen hade vi lite funderingar om vi hade tolkat uppgiftens utförande på ett sätt som liknar handledarens sätt att förstå den, alltså om vi tolkat uppgiftens delar rätt och fått med dem i vårt valda arbetsområde. Sedan tidigare hade vi bestämt att arbeta med vatten och redan innan handledningen hade vi valt att inrikta oss på varför saker flyter i vatten. Frågan som vi tänkt ställa till barnen var Hur kommer det sig att en badboll kan ligga ovanpå vattnet? samt frågan Hur kommer det sig att en badboll flyter i vatten? till eleverna. Att vi hade två olika frågor berodde på att vi var osäkra på om de yngsta barnen visste vad ordet flyta innebär.

Under handledningen fick vi bekräftat att vi tänkt uppgiftens utformning på ett liknande sätt som handledaren. Vidare diskuterade vi vad vi behöver ha för kunskaper inom området vatten innan vi kan undervisa barnen/eleverna. Vi kom fram till följande:
Liv

• Vattnets kretslopp
• Det som lever i och av vatten
• Miljöförstöring
• Rening av vatten

Materia

• Vattnets egenskaper – saltvatten, varmt & kallt vatten, gas, is
• Arkimedes princip
• Densitetbegreppet – flyter, sjunker
• Lösningsmedel

Energi

• Vattnets faser – fast, flytande, gas
• Vattnets kretslopp

Teknik

• Vattenkraft
• Vågkraft
• Rening av vatten
  (Vi anser att vissa fenomen går in under flera områden, därför återkommer de under flera rubriker.)

Vid handledningstillfället kom vi också in lite på barnens/elevernas kunskaper och att det är viktigt att utgå ifrån deras erfarenheter. Vi fick även en tankeställare vad gäller vår fråga, som vi tänkt ställa till barnen/eleverna, då det inte är lämpligt att utgå ifrån en badboll eftersom fokus kan läggas på bollens egenskaper istället för på vattnets. Därför bestämde vi oss för att ändra frågan till Hur tror du att det kommer sig att vissa saker flyter medan andra sjunker i vatten?

En tanke som har väckts hos oss efter handledningstillfället är hur vi ska förklara fenomenet flyta-sjunka, vilka begrepp vi ska använda, när vi presenterar det för barnen/eleverna.

Vatten

Varför valde vi vatten?
Vi ser att vatten är ett viktigt och spännande ämne med många möjligheter att fördjupa och bredda våra kunskaper inom. För att få med de olika begreppen liv, materia, energi och teknik har vi nedan presenterat våra tankar kring begreppen;

LIV- vatten är en förutsättning för allt levande och allt levande innegåller vatten.

MATERIA- vatten är en kemisk förening som består av väte och syre.

ENERGI- vi kopplar vatten till två olika aspekter inom energiområdet, dels krävde det enegri för att vattnets kretslopp ska fungera samta att man kan utvinna energi från vatten genom att ta till vara på vattnets rörelseenergi.

TEKNIK- vatten och teknik kan kopplas samman på många olika sätt, exempelvis vattenrening, ledning av vatten till hushåll, vattenkraft och vågkraft.

Litteraturseminarium måndag den 8 februari 2010

”Utgångspunkter i undervisningen”

Vi i basgrupp 8a var representanter för den vetenskapliga artikeln av Garbett, Dawn (2003).

De utgångspunkter Garbett (2003) förespråkar i sin artikel är att lärarstudenter bör få mer ämneskunskaper i naturvetenskapliga ämnen på lärarutbildningen. Detta menar Garbett (2003) skulle leda till en bättre kvalitet både då det gäller övningar som tillämpas samt vid ut- och inlärningstillfällen. Pedagoger med begränsade kunskaper i ämnet har inte förmågan att lära barnen hur de ska:

· Upptäcka och lösa problem

· Värdera och använda resonemang för att stödja slutsatser

· Ifrågasätta naturvetenskapliga fenomen

Då pedagogen har goda kunskaper kan pedagogen ställa utmanande och meningsfulla frågor som leder till att barnen kan ta till sig nya tankar, idéer och kunskaper. Ju mindre kunskaper pedagoger har desto svårare för dem att följa barnens resonemang och utforska, det blir då mer lärarlett eftersom barnen inte blir så aktiva. Garbett (2003) anser att pedagogen ska planera lärtillfällen som är fängslande, ifrågasättande, begreppsmässiga, sammanhängande och kunskapsbyggande för barnen. Ytterligare en sak Garbett (2003) tar upp är att pedagoger ofta inte har tillräckligt med bakgrundskunskaper för att integrera innehåll och pedagogik. Då pedagogen har ämneskunskaper bidrar det till att denne blir en bättre pedagog genom att pedagogen då kan välja metod och arbetssätt som är relevant utifrån innehållet. Enligt Ginner och Mattsson (1996) satsas det stora summor på ämnet teknik i skolan i Nya Zeeland och en del av de pengarna går till lärarfortbildning vilket ses som oerhört viktigt.

Lärande driver utveckling snarare än att utveckling driver lärande skriver Garbett (2003), barnen bör vara aktiva då de skapar lärande. En bra pedagog ska främja och erbjuda barn lärande inom naturvetenskap utan att tillämpa traditionell undervisning, med andra ord ska barnen själva få upptäcka och konstruera för att förstå världen runt omkring. Detta är något även Sjöberg (2000) tar upp genom att belysa att man inte kan ta över andras kunskaper utan själv måste konstruera den för att förstå, vilket är ett konstruktivistiskt synsätt på kunskap och lärande.

Vi anser att det är viktigt att som pedagog ha goda ämneskunskaper i naturvetenskap. Det är något vi ser som nödvändigt för att i verksamheten kunna fånga upp och utgå från vardagliga händelser för att skapa lärande. Frågan är vart man som pedagog ska tillägna sig dessa kunskaper, Garbett (2003) menar att det är på lärarutbildningen man ska erbjudas dem. Vi är kluvna i frågan, detta eftersom vi menar att lärarstudenter redan borde ha grundläggande ämneskunskaper då det är ett antagningskrav, samtidigt inser vi att det är stora skillnader i kunskaper från student till student och därför inte fel med repetition på högskolan.

Lärandet anser vi skapas då barnen får vara delaktiga och aktiva vid lärandetillfällen. Barnen bör också få möjlighet att integrera med varandra och med pedagogen för att få kunskaps- och erfarenhetsutbyte.

Litteratur:

Garbett, Dawn (2003). Science education in early childhood teacher education: Putting forward a case to Enhance Student Teachers’ Confidence and competence. Research in science education.

Ginner, T. & Mattsson, G. (1996). Teknik i skolan. Lund: Studentlitteratur.

Sjöberg, S. (2000). Naturvetenskap som allmänbildningen kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.

Litteraturseminarium 29/1-2010

Naturvetenskapsbegreppet

När vi hör begreppet naturvetenskap tänker vi främst på formler och skolans naturorienterade ämnen, det vill säga biologi, fysik och kemi. Vi tänker även på naturen och på miljön. Vi anser att det till stor del handlar om att ta reda på allt och förstå varför det är på ett visst sätt eller hur saker fungerar och se samband. Vi relaterar även naturvetenskapen till experiment och observationer för att ta reda på det man är intresserad av.

Vi anser att Wickman och Persson (2009) på ett bra sätt förklarar vad naturvetenskap handlar om. De skriver att syftet är att studera naturen och den materiella världen. Wickman och Persson tar även upp tio punkter som bör vara uppfyllda för att det ska betraktas som naturvetenskap. Bland dessa ingår bland annat att försöka hitta samband, orsaker och att försöka förutsäga händelser. Vi håller även med Sjöberg (2005) om att vi inte kan förstå vår värld idag utan att ha ett förhållande till naturvetenskapen, dess kunskaper, teorier, metoder och processer.

För vissa människor kan vi se att naturvetenskapen kan innebära en motsättning och ett hot mot deras livsåskådning. Människor har olika syn på världen och detta måste man då som lärare respektera och ha förståelse för.

Teknikbegreppet

För oss handlar teknik om maskiner, verktyg, datorer, kommunikation och att konstruera saker. Vi kopplar det även till teknikundervisningen under vår egen skolgång, där det till stor del handlade om kopplingsscheman, hävstänger och att konstruera olika saker. Vi kan se att teknik handlar mycket om ”know how” precis som Ahlrik (muntlig kommunikation, 100128) tog upp. Även Ginner och Mattsson (1996) menar att teknik handlar om problemlösning i stor utsträckning.

En definition av teknikbegreppet som vi anser vara relevant är den Ginner och Mattsson (1996) ger: ”Teknik är allt det människan sätter mellan sig själv och sin omgivning för att uppfylla olika behov samt de kunskaper och färdigheter hon utvecklar och förvaltar i denna problemlösande process” (s. 22).

Vi anser att teknik handlar mycket om människans metoder att behärska naturen och teknik måste även förstås i ett sammanhang ur kulturella, ekonomiska och sociala aspekter precis som Ginner och Mattsson (1996) tar upp. Teknik består även av både teoretisk och praktisk kunskap, vilket går att utläsa i läroplanen för det obligatoriska skolväsendet, förskoleklassen och fritidshemmet (Utbildningsdepartementet, 1998).

Ämnesdidaktik

Ämnesdidaktik kopplar vi till frågorna Vad? Hur? Varför? samt För vem? Vi tänker att det handlar om att som lärare kunna knyta goda ämneskunskaper till sin pedagogiska förmåga.

Vi håller med Sjöberg (2005) om att det handlar om värderingar som är knutna till den innehållsmässiga aspekten av undervisningen. Han tar även upp de didaktiska frågorna Vad? Hur? Varför? och För vem?

När det gäller den didaktiska frågan Vad? upplever vi att man i skolan borde kunna omvandla innehållet i undervisningen i de naturorienterade ämnena, så att det inte bara blir en ”nedbantad” del av universitetets innehåll precis som Sjöberg (2005) skriver.

Ämnesteori

Våra tankar om ämnesteori är att det innefattar innehållet i undervisningen och att det går att koppla till den didaktiska frågan Vad? Vi anser även att ämnesteori är det man vet om det aktuella ämnet, exempelvis sådant som finns nedskrivet i böcker eller som finns att tillgå på andra sätt.

Vi anser att det även handlar om de ämneskunskaper som läraren måste ha.

/Basgrupp 8