Naturgeografi, metode og undervisning

1. Naturgeografi, metode og undervisning Philip Kruse Jakobsen Silkeborg Gymnasium Fagdidaktisk kursus. Vejle , 19/9 2011

2. Kan fysikere undervise i pladetektonik? Hvad er det vi går og gør som Naturgeografer?

3. TEORI OM METODE DISKUSSION I PRAKSIS

4. Den fagdidaktiske trekant

5. Min grundlæggende tese • Naturgeografis position i det nye gymnasium nødvendiggør at vi er meget bevidste og synlige omkring NG videnskabsteori og metode. • Dels fordi reformen kræver det (eks. AT) men også for at positionere NG i forhold til de øvrige (NV) fag. • Dette har konsekvenser for vores undervisning. Eksempelvis på den måde vi tænker praktiske undersøgelser og især ”eksperimentelt arbejde” • Vi skal ikke forsøge at lege ”dårlige” fysikere.

6. De tre hjørnesten 3. Læse naturens tegn – geologisk tid 2. Kortet som kommunikationsform og analyseværktøj 1 Regionalgeografisk tilgang Klassifikation, repræsentation, Identificere af rumlige mønstre Abduktion Naturhistoriske metode Syntese

7. 2. Kortet som kommunikationsform og analyseværktøj Klassifikation, repræsentation, Identificere af rumlige mønstre Abduktion

8. Klassifikation og repræsentation Flere GIS-øvelser er oplagte • Pladetektonik • Radon

9. Abduktion ”...abduktion er det at se efter et mønster i et givet fænomen og foreslå en hypotese herudfra.” C. S. Peirce

10. Abduktion abduktion, slutning til den bedste forklaring; den slutningsform, der anvendes, når man på baggrund af en række iagttagelser,…… Abduktioner en kreativ proces, der ikke er strengt logisk gyldig. Anvendes såvel i dagligdags ræsonnementer som inden for videnskaben. Fra Den store danske Encykopædi

11. Alfred Wegners originale tegning

12. Vi bruger oftest abduktion… • ”…Earth science relies heavily on the abductive method of inferring unknown causes from known effects. As Peirce noted, Earth science differs significantly in this respect from experimental sciences such as physics and chemistry, where induction and deduction are the predominant methods” Theory of Earth Science, Wolf von Engelhart og Jörg Zimmerman

13. Hvad er forskellen?

14. Induktion

15. Deduktion

16. Abduktion

17. Hypotetisk-deduktive metode Abduktion Eksisterende teori (kendte årsager) Kendte/ukendte årsager Rød= hidtil ukendt årsag Hypotese C Hypotetisk deduktion Hypotese B Observeret effekt eller sammenhæng Foreslået effekt eller sammen-hæng Ozonhullet Arrhenius CO2-temperatur Hypotese A Kendte årsager Ukendt resultat af kendte årsager Ukendte årsager kendte resultater

19. Typisk beskrivelse af ”naturvidenskabelig metode”: • Ud fra eksisterende viden og observationer kan man 'inducere' et nyt bud på en regel. Derefter kan man så med deduktion udlede, hvilke følger, det vil have for virkeligheden. Hypotesen bliver derved regelforslaget samt, hvordan det vil give sig til udtryk. 'Den hypotetisk-deduktive metode' går ud på, at man på den måde opstiller hypoteser, og så empirisk går ud og tester, om man observerer det, reglen forudsiger. http://netbiolyt.jcvu.dk/siv/Hypotetisk_Deduktiv_Metode.htm

20. 3. Læse naturens tegn – geologisk tid Naturhistoriske metode

21. Den naturhistoriske metode: Det domænale Det ekstradomænale • Alle naturvidenskaberne beskæftiger sig med tingenes egenskaber såsom massefylde, temperatur, farve og reaktioner, • Dét man umiddelbart kan forholde sig videnskabeligt til ved hjælp af almene regler. • Med naturhistorisk metode beskæftiger man sig desuden med de strukturer i naturens faste materialer, der kan fortælle om tingenes historie, dannelsesmåde og dannelsesmiljø. • Dét som de geologiske strukturer viser hen til i en anden tid og/eller omverden, men som man ikke kan forholde sig videnskabeligt til uden først at danne sig en situationsbestemt hypotese om, hvad der kan være sket.

22. Forløb m. naturhistorisk metode Formål: • Forløbet har det helt overordnede formål at bevidstgøre eleverne om den naturhistoriske metode som en kilde til naturvidenskabelig erkendelse. • Gennem eksemplarisk anvendelse af den naturhistoriske metode på det glacialmofologiske ”kernestof” er formålet at vise den naturhistoriske metode som en nøgle til at forstå de 99% af Jordens historie som hovedsageligt kan undersøges gennem naturhistoriske principper. • Derudover er det et væsentligt mål at vise hvorledes den naturhistoriske metode benyttes aktivt og er uvurderlig den dag i dag eks. i forbindelse med ”kampen” om retten til ressourcerne i det Aktiske Ocean.

23. Den naturhistoriske metode (bl.a. efter Jens Morten Hansen) • Aktualitetsprincippet, der siger at de geologiske processer man kan iagttage i dag, også var de processer der virkede i fortiden. • Superpositionsprincippet: sedimentære bjergarter aflejres vandret med nyeste øverst. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- • Genkendelseskriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå tings og levende arters dannelsesmæssige slægtskab eller oprindelige sammenhæng. • Kronologikriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå fortidige begivenheders rækkefølge og dermed skelne mellem forandringer og deres mulige årsager. • Bevaringskriterierne, hvormed man ud fra simple regler kan fastslå, om der mangler noget i den historie, som de to øvrige kriterier fortæller. • Rekonstruktionsprincipperne, hvormed man ved hjælp af de ovennævnte rent strukturelle kriterier kan ’skrælle’ gradvist ældre begivenheder af den nuværende tilstand og derved erkende forudgående tilstande. Derved kan man komme frem til forståelse af en udgangstilstand og derpå modellere (rekonstruere) begivenhederne i retvendt orden, således at det giver forståelse af udviklingen frem til den nuværende tilstand.

24. Stenos tegning fra 1667 af en kæmpehajs hoved og tænder. Ved sammenligning med fossile ’glossopetrae’ (’tungesten’), som mange steder kunne findes højt oppe i bjergene og langt fra havet, fastslog Steno sit første strukturelle princip (genkendelseskriteriet): ”Når et fast legeme ligner et andet fast legeme, ikke blot ved dets ydre form, men også ved de enkelte deles og smådelenes finere anordning, så er de to legemer dannet på samme måde og i samme omgivelser”. Steno var endda klar over, at ’de mindste smådele’ (atomerne) kunne være udskiftet som følge af senere kemisk omdannelse. Det afgørende er, at strukturerne er ens. Genkendelseskriteriet er altså rent strukturelt.

25. Genkendelseskriteriet. • Struktur/form til proces

26. Selv uden kemiske forskelle vidner forskelle i former om forskellige processer

28. Kronologikriteriet • Hvad kom først? Skelne mellem forandringer og deres årsager. • Eksempler på bjergarter. • Eks. magmatisme_dk.swf

31. Opgave: • Klassificer ud fra den udleverede nøgle området ud fra højdekurverne. • Bemærk kortet viser udelukkende form/struktur. Vi skal således forsøge at identificere former som er ens og former som er forskellige. Dette gør vi fordi man i henhold til kriterierne opstillet i den naturhistoriske metode kan hævde: At ting som er strukturelt ens må være dannet af samme processer mens områder som er strukturelt forskellige må være dannet af forskellige processer.

33. Klassifikation

36. Rindende vand på Mars?

38. HELDAGSEKSKURSION HELDAGSEKSKURSION

39. Forberedelse af ekskursion DEL 1: LANDSKABSANALYSE (Dette punkt skal være lavet inden ekskursionen) Du skal analysere gruppens ”punkt” (landskabselement) mht. følgende punkter: • Hvilken landskabsform er der grundlæggende tale om (dal, flade, bakke etc.) • Hvilke processer harværetansvarlige for dannelsen • Erdertegnpå mere end énproces • Kan du identificereflereforskelligehændelser (eks. sedimentation efterfulgtaf erosion) • Kan du fåøjepå en kronologi – altsåhvaddersketeførhvad • Erdersketafgørendeændringerilandskabetsidenistidensafslutning? (dennekaniogsåforsøge at undersøgepåstedet) • Hvilkeaspekteraf den naturhistoriskemetodehar du anvendt – og hvordan? Din besvarelse skal suppleres af et 3D-kort.

42. Først tur til Dansand

43. Hvad er der sket her?

44. Profiltegning

45. DEL2: Profilet fra Grusgraven hos DANSAND Her skal I optegne profilet fra grusgraven. Eksempel på profiltegning ses til højre (det er ikke fra den grusgrav). I kan supplere jeres tegning med et fotografi, men der skal også være en håndtegnet profiltegning.

46. Om profiltegningen: • En sådan profiltegning er faktisk en tolkning. Når man inddeler profilet i en række enheder udnytter man netop genkendelseskriteriet. Dette bruges til at identificere områder som formmæssigt fremtræder ens fra områder som formmæssigt fremtræder forskelligt. Dette er en form for klassificering som vi også har prøvet det med satellitbilleder. Vi kan med genkendelseskriteriet også forsøge at sige noget om hvilke processer der er ansvarlige for de enkelte fremtrædelsesformer. Er det rindende vand? Er det is? Løb vandet hurtigt eller langsomt etc. Man skal forsøge at vælge en passende signatur for de enkelte enheder. • Undersøg om der ud fra jeres optegning af profilet eller jeres fotos er spor som gør at I kan benytte bevaringskriteriet. (se efter steder hvor der er tegn på at noget er fjernet mens andet er blevet bevaret – der er eksempler på dette i profilet.) • Kan I ud fra profilet sige noget om kronologien. Har der været flere uafhængige begivenheder og i givet fald hvad kom først?

47. En moderne grusgrav

48. Eleverne fremlægger på de enkelte lokaliteter

49. Elevbesvarelse:

50. Det videre forløb • Den naturhistoriske metode blev inddraget i et senere forløb om olie. • Mange elever har valgt at skrive AT-synopsis i NG pga. metode