Artikel

Modelleringskompetence

Modelleringskompetence er karakteriseret ved, at eleven kan arbejde med modeller og modellering både som produkt og proces.

De naturvidenskabelige fag har behov for, og er kendetegnet ved, at anvende modeller til at beskrive virkeligheden. Modellerne er forestillinger eller teorier om virkeligheden lavet på baggrund af den viden, der gennem tiden er udviklet. Eksempler på modeller er: formler, atommodeller og illustrationer af elektriske felter naturvidenskabelige modeller. Modeller er ikke statiske.

Modelleringskompetence omfatter:

  • Evnen til at bruge og vurdere eksisterende modeller.
  • Evnen til at indgå i modellering som proces, hvor man laver sine egne modeller efter behov, og gennem dette arbejde øve sig i at skelne mellem model og virkelighed, vurdere og kritisere samt videreudvikle modeller.

På snilskyen.dk kan du læse mere om modellering i undervisningen.

Find forløbet "Modellering" på siden her (snilskyen.dk/didaktiskeforloeb).

Nedenfor finder du fire eksempler på modelleringskompetence i praksis i henholdsvis biologi, fysik, kemi og naturfag.

Aktiviteter, der træner modelleringskompetence

Eksemplerne er inspiration ind i erhvervsuddannelser, hvor de naturvidenskabelige fag indgår. Der kan her idéudvikles i forhold til det aktuelle hovedområde og den aktuelle erhvervsuddannelse.
Formål

At forstå interaktionerne i et økosystem ved hjælp af fødenet og energiflow.

Materialer
  • Whiteboard og markører
  • Papir og blyanter
  • Computere med økosystemsimuleringssoftware (f.eks. NetLogo)
  • Kort over et lokalt økosystem (f.eks. skov, sø, mark)

Forsøg
  1. Forberedelse:
    • Introducer begreber om fødekæder, fødenet og energiflow i økosystemer.
    • Vis eksempler på simple fødekæder.

  2. Tegning af Fødenet:
    • Tegn et fødenet for et lokalt økosystem på whiteboardet, der viser sammenhængen mellem forskellige arter.
    • Diskuter hvordan energi bevæger sig gennem fødenettet.

  3. Modellering med Software:
    • Brug økosystemsimuleringssoftware til at modellere det samme fødenet digitalt.
    • Kør simulationer for at se, hvordan ændringer (f.eks. tilføjelse eller fjernelse af arter) påvirker økosystemet.
    • Sammenlign de digitale simulationer med jeres tegninger og diskuter resultaterne.

Refleksion

Diskuter, hvordan modeller kan bruges til at forudsige ændringer i økosystemer og planlægge bevaringsstrategier.

Overvej hvordan menneskelige aktiviteter kan påvirke økosystemerne og deres fødenet.
Formål

At forstå og anvende Ohms lov samt at modellere elektriske kredsløb.

Materialer

  • Strømforsyning

  • Modstande (med forskellige værdier)

  • Ledninger

  • Multimeter

  • Bræt til brudte kredsløb (breadboard)

  • Lyskilder (LED eller små pærer)

  • Computer med kredsløbssimuleringssoftware (f.eks PhET simuleringer)

Forsøg

  1. Forberedelse:

    • Introducer Ohms lov: V=IR (spænding = strøm x modstand).

    • Diskuter grundlæggende begreber om elektriske kredsløb.

  2. Opbygning af Kredsløb:

    • Byg simple serielle og parallelle kredsløb ved hjælp af breadboards og modstande.

    • Brug multimeteret til at måle spænding, strøm og modstand i kredsløbene.

    • Noter de målte værdier og sammenlign dem med beregningerne fra Ohms lov.

  3. Modellering med Software:

    • Brug en kredsløbssimuleringssoftware til at modellere de samme kredsløb, I byggede fysisk.

    • Sammenlign resultaterne fra den fysiske opstilling med resultaterne fra simuleringen.

    • Eksperimenter med at ændre værdierne for modstande og spændingskilder i simuleringen og observer effekterne på kredsløbet.

Refleksion

Diskuter forskellene og lighederne mellem de fysiske kredsløb og simuleringerne.

Overvej hvordan modeller kan hjælpe med at forudsige adfærd i virkelige kredsløb.
Formål

At forstå og visualisere kemiske reaktioner og deres forhold ved hjælp af molekylmodeller og beregninger.

Materialer

  • Molekylmodeller (byggekit)

  • Whiteboard og markører

  • Computer med kemisk modelleringssoftware (f.eks. ChemSketch)

  • Kemiske reaktanter og produkter (på papir)

Forsøg

  1. Forberedelse:

    • Introducer grundlæggende begreber om kemiske reaktioner, herunder reaktionsligninger.

    • Vis eksempler på simple kemiske reaktioner (f.eks. dannelsen af vand: 2H2+O2→2H2O.

  2. Bygning af Molekylemodeller:

    • Brug molekylmodeller til at bygge modeller af reaktanterne og produkterne i en given kemisk reaktion.

    • Vis hvordan atomer om-arrangeres under reaktionen, mens masse bevares.

  3. Modellering med Software:

    • Brug kemisk modelleringssoftware til at skabe digitale modeller af de samme reaktioner.

    • Sammenlign de fysiske modeller med de digitale og diskuter deres styrker og svagheder.

Refleksion

Diskuter, hvordan molekylmodeller og softwaremodeller kan hjælpe med at forstå kemiske reaktioner.

Overvej hvordan modeller kan bruges til at forudsige resultater af nye reaktioner.
Formål

At forstå vandets kredsløb og dets betydning for miljøet.

Materialer

  • Whiteboard og markører

  • Vand og plastikbeholdere (til at simulere fordampning og kondensation)

  • Terrarier (til at skabe mini-vandkredsløb)

  • Computere med vandkredsløbssimuleringssoftware

Forsøg

  1. Forberedelse:

    • Introducer begreber om vandets kredsløb: fordampning, kondensation, nedbør, infiltration, og overfladeafstrømning.

    • Diskuter hvordan vand bevæger sig gennem forskellige dele af kredsløbet.

  2. Fysisk Modellering:

    • Brug plastikbeholdere og vand til at simulere fordampning og kondensation.

    • Lav et terrarium, der viser et mini-vandkredsløb med jord, planter, og en vandkilde.

  3. Modellering med Software:

    • Brug vandkredsløbssimuleringssoftware til at skabe en digital model af vandets kredsløb.

    • Eksperimenter med forskellige scenarier (f.eks. ændringer i temperatur, nedbørsmængde) og observer effekterne på kredsløbet.

  4. Observationer og Diskussion:

    • Sammenlign de fysiske og digitale modeller og diskuter ligheder og forskelle.

    • Overvej hvordan menneskelige aktiviteter (f.eks. landbrug, urbanisering) kan påvirke vandets kredsløb.

Refleksion

Diskuter, hvordan modeller kan bruges til at forstå komplekse systemer som vandets kredsløb.

Overvej betydningen af at bevare vandressourcer og sikre bæredygtig brug af vand i forskellige regioner.

Siden er opdateret af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.