Fotosyntesen er vår eneste matkilde. Her presenterer vi en enkel inngang til læring og undervisning om denne forunderlige prosessen. Oppdraget går ut på å beregne hvor stor overflate et tre har for å drive fotosyntese, altså samlet bladoverflate. Arbeidet gir praktisk bruk av matematikk-begreper i biologiundervisningen, og den retter oppmerksomhet på fotosyntesen som energikilde. Drøfting av oppgaven og forslag til løsning følger under den vedlagte filen med ‘oppdrag fotosyntese’.
Oppgaven er ment å være utforskende og oppmuntre til elevaktivitet, deling og øving i naturvitenskapelig metode. I første del må elevene utforme delspørsmål, og utvikle en metode for å finne bladarealet. De må finne ‘sitt’ tre, og ha et spørsmål i retning av antall blader, og gjennomsnittlig overflate. Metoden må gå ut på å gjøre praktiske undersøkelser, i form av målinger, modellutforming eller simulering. De må vurdere feilkilder for metoden sin, og arbeide med hvordan de skal takle usikkerheten som hele tiden vil følge resultatene.
Underveis i arbeidet med å finne frem til spørsmål og metode, vurdere usikkerhet og gjennomføre feltundersøkelser, er det riktig og nyttig å dele ideer, erfaringer og nye forslag mellom elever og elevgrupper. Eleven vil oppleve diskusjon og kritikk som positive og nyttige faktorer i den undersøkende (‘vitenskapelige’) prosessen.
Fotosyntesen er vår eneste kilde til mat
Noen løsningsforslag til oppdraget
Spørsmål og metode
Forskningsspørsmålet er gitt; hvor stor overflate har treet tilgjengelig for fotosyntese. Først må vi avklare hva som er definert som slikt areal (grønn bladoverflate), dernest hva vi skal legge opp til å undersøke.
Bladoverflate
Å finne arealet av et blad: lag en pappmodell av bladet i tykk papp, og vei modellen. Lag også en rute på 1X1 dm av pappen, og vei den, dersom ikke vekten av 1 kvadratmeter av pappen er kjent (blir oftest oppgitt). Eller: merk opp en kvart kvadratmeter (for elevene kan det være artig å se at en rute på en halv ganger en halv meter blir en kvart kvadratmeter), og dekk den med blader som en mosaikk. Pass på å ikke ribbe treet for blader. Ta bilde av blader av ulik størrelse, og bruke datamaskinen (KI) til å finne arealet er en annen utfordring til elevene. Med alle metodene må de behandle problemet med usikkerhet – bladene har ulik størrelse.
Antall blad på treet
Elevene må gjøre overslag. I forskningen er det ofte nødvendig å anslå – vi kan ikke telle torsken i havet, måle all is i Antarktis eller ha folketelling over hele verden. Å telle blad på èn kvist, se hvor mange kvister det er på èn grein, og hvor mange greiner det er på treet gir et anslag. Å telle på to kvister, eller telle to kvister på hver av fire greiner, gir økt sannsynlighet for treff. Om flere grupper arbeider med samme tre, vil en ‘konferanse’ med diskusjon av resultater og metode, bringe oss nærmere et sikkert resultat. Et sidespørsmål; er det slik at alle blader har like stor produksjon per kvadratcentimeter?
Fotosyntese og energi
Funnene i studiet av treet vil naturlig reise en rekke nye spørsmål – slik skal det være. Å følge energien er en måte å gå videre på. Alt etter nivå, kan vi undervise om lysets fysikk, bølgelengder og hvordan klorofyll A og B bruker ulike energinivåer. Spørsmålet om fotosyntesens virkningsgrad vil komme opp: hvor mye av den innstrålte energien kan vi få ut som biomasse, eller matproduksjon? Sollyset vil gi opptil 800 W/m2 energi til overflaten. Teoretisk virkningsgrad for fotosyntesen er 11%, men i praksis ligger maksverdiene mellom 3 og 6%. Så må vi huske at fotosyntesen både har en lys- og en mørkefase, og at plantene også har sin metabolisme som krever energi. Produksjon av ny biomasse, at planten vokser, gjør nytte av 0,1-4% av den innstrålte soleenergien (Kilde: FNs jordbruksorganisasjon; FAO (FAO 1997). For jordbruk på våre breddegrader kan vi regne at 1% av den årlige innstrålte energien kan konverteres til biomasse for eksempel på en kornåker.
Ressurser til videre undervisning
Grubleteikning, Naturfagsenteret
Artikkel om fotosyntesen, Naturfagsenterethttps://www.naturfag.no/artikkel/vis.html?tid=1498667
NDLA, faktaark om fotosyntesen
Bærekraftig matproduksjon – et billedspill
En aktivitet som er beslektet med oppdraget om treet, er spillet om matens opphav. Leken er laget for barneskoleklasse, men kan gjerne modifiseres for alle klassetrinn.
Leave a Reply