Lærervejledning til "Enzymjagten Kit"
Fagligt indhold
I "Enzymjagten Kit" lærer eleverne om enzymer som katalysatorer i kroppens processer, i naturen og i industriel produktion.
Kitforløbets centrale eksperimenter er i forløbet samlet i mappen "Enzymjagten". Her skal eleverne på jagt i naturen efter cellulaseproducerende svampe for derefter at forbehandle prøverne hjemme i klassen, undersøge prøverne og konkludere, om de fandt cellulaseproducerende svampe. I de centrale eksperimenter skal eleverne forberede enzymjagten, samle data ind, forbehandle prøverne og konkludere ud fra eksperimentet.
Naturfaglige undersøgelsesmetoder
Igennem hele kitforløbet lærer eleverne om eksperimentet som en naturfaglig undersøgelsesmetode og om at designe undersøgelser. De udfører eksperimenter med fokus på at følge en forsøgsvejledning, opstille en hypotese og foretage en systematisk dataindsamling. Derudover skal eleverne ad flere omgange lave deres egne undersøgelsesdesigns med fokus på variabelkontrol og dataindsamling.
Ressourcebesparende industriel produktion
I kitforløbet lærer eleverne også om, hvad enzymer bruges til i industrien, og hvorfor enzymer kan være med til at sikre en mere ressourcebesparende produktion. Eleverne lærer om brugen af enzymer til produktion af cowboybukser og vaskepulver, og hvordan enzymer kan gøre disse produktioner mere bæredygtige.
Fagord
Eleverne arbejder på forskellige måder med fagord igennem hele "Enzymjagten Kit". De møder fagordene i tekst og video, og bruger dem mundtligt og skriftligt.
I kitforløbet arbejder eleverne både med fagordenes definitioner og med brugen af fagordene i sætninger. Samtidig rettes elevernes opmærksomhed på det fagsprog, som fagordene er en del af. Det sker igennem begrebskort, vendespil, ludo med fagord og forskellige mundtlige og skriftlige opgaver. I kitforløbet arbejder eleverne med disse centrale fagord:
- En svamp
- Et frugtlegeme
- Et mycelium
- En hyfe
- En spore
- En nedbrydning
- Et enzym
- Cellulase
- Et substrat
- Cellulose
FN'S VERDENSMÅL
I "Enzymjagten Kit" arbejdes der med FN's verdensmål 12:
"Ansvarligt forbrug og produktion".
I "Enzymjagten Kit" lærer eleverne om enzymers fordele ift. en bæredygtig produktion, når de arbejder med cellulase som erstatning for pimpsten i tekstilindustrien og som tilsætning i vaskepulverindustrien.
Kitforløbets opbygning
Kitforløbets indledning
Kitforløbet indledes med et eksperiment, hvor eleverne undersøger enzymer i spyt. Dette efterfølges af en aktivitet med fagord, hvor eleverne læser en tekst om svampe og arbejder med begrebskort.
På enzymjagt
I kitforløbets første mappe skal eleverne på enzymjagt i naturen. Mappen indeholder tre aktiviteter, hvor eleverne indsamler prøver fra nærmiljøet af frugtlegemer, jord og planter og bagefter undersøger dem for cellulaseproducerende svampe hjemme på skolen.
Enzymer i industrien
Efter enzymjagten læser eleverne om enzymernes vej fra svamp til vaskepulver med særligt fokus på cellulase. Herefter skal eleverne undersøge cellulases funktion som ingrediens i vaskepulver. Til sidst kobles enzymer og svampe til tekstilindustrien i en aktivitet, hvor eleverne undersøger, hvordan cellulase virker på denim.
Ekstramateriale
LIFE Kit indeholder to faglige spil, som understøtter arbejdet med "Enzymjagten Kit". Spillene kan bruges fleksibelt undervejs i kitforløbet som et let tilgængeligt og engagerende materiale. Det første spil er et vendespil, hvor eleverne træner sproglig identifikation af enzymer og deres substrater. Det andet spil er ludo, hvor eleverne træner og repeterer centrale fagord. Begge spil er i klassesæt.
Som lærer har du adgang til selv at lægge de to spil ind i kitforløbet på MY:LIFE, hvor det måtte passe. På forsiden af "Enzymjagten Kit" trykker du på ”Rediger” for at tilpasse kitforløbet til din klasse. I nederste venstre hjørne trykker du på ”Tilføj” og ”Fra portal”. I ”Indsæt via URL” kopierer du nedenstående URL ind fra de to aktiviteter:
- https://www.mylife.dk/publiceret/enzymjagten-kit/ekstramateriale/ludo-med-fagord/ for ludo med fagord
- https://www.mylife.dk/publiceret/enzymjagten-kit/ekstramateriale/enzym-vendespil/ for vendespillet
Herefter kan du trække aktiviteterne op i den rækkefølge, som du ønsker.
Didaktiske overvejelser
Fra lukket til åbent eksperiment
I "Enzymjagten Kit" er der indtænkt en progression ift. frihedsgraderne i elevernes undersøgende arbejde. I starten af kitforløbet arbejder eleverne med lukkede eksperimenter, hvor de følger en detaljeret forsøgsvejledning, og hvor der ikke er nogen frihedsgrader. Herefter skal eleverne med hjælp fra læreren og ledetråde undervejs selv designe eksperimenter, som er mere åbne opgaver med flere frihedsgrader.
Det kan frustrere eleverne, at der ikke er et facit, og at de selv skal udtænke en undersøgelsesmetode. Det er vigtigt, at både eleverne og du er forberedte på dette og ser det som en nødvendig og vigtig del af læringsprocessen. Ved at spørge ind til elevernes overvejelser og begrundelser for deres valg kan du lede dem videre i deres arbejdsproces uden at give dem svaret på, hvad de skal gøre. Og så er det væsentligt, at der gives tid til elevernes egne refleksioner over deres arbejdsproces, så de kan overveje, hvad de vil gøre anderledes en anden gang. Disse refleksioner er langt vigtigere end at få udarbejdet et undersøgelsesdesign, der giver et relevant og "korrekt" resultat.
Stilladseringsgrad
Stilladseringsgraden i eksperimenterne i "Enzymjagten Kit" falder igennem kitforløbet, i takt med at eleverne skal kunne mere og mere selv. Første gang eleverne skal udfylde et ark til beskrivelse af et undersøgelsesdesign, udfyldes det i fællesskab i klassen ud fra en detaljeret forsøgsvejledning, og flere af felterne i arket er udfyldt på forhånd. Sidste gang eleverne skal beskrive et undersøgelsesdesign, designer de selv i deres grupper et eksperiment, og ved behov får de hjælp i form af ledetråde. På arket er felterne nu tomme, og eleverne skal selv beskrive variable og designe et skema til dataindsamling. Ledetrådene i kitforløbet er generelt medvirkende til, at eleverne kan få den grad af hjælp, som de har brug for.
Perspektivering
Eleverne lærer indledningsvist om enzymer ud fra deres eget perspektiv – nemlig om enzymerne i deres egen krop. Dernæst udvides perspektivet til, at eleverne lærer om enzymproducerende svampe i naturen. Undervejs i kitforløbet udvides perspektivet igen, når de enzymproducerende svampe kobles til industrien. Her lærer eleverne om, hvad industrien bruger enzymer til, og hvorfor enzymer kan være med til at sikre en mere ressourcebesparende produktion i forskellige lande og i forskellige produktioner. På den måde starter eleverne med at lære om enzymer i deres nærmiljø for at ende med at lære om enzymernes fordele i et mere globalt, industrielt og bæredygtigt perspektiv.
Inspireret af forskernes arbejdsmetoder
I en del af kitforløbets aktiviteter arbejder eleverne med metoder, der ligner dem, som Novozymes' forskere bruger. Forskerne fortæller eleverne om deres arbejde i små videoer.
Organisering
Ekskursion
Bemærk, at der i "Enzymjagten Kit" indgår en ekskursion – selve enzymjagten. Ekskursionen skal ideelt set foregå i en skov. Hvis skolen ikke ligger tæt på en skov, er det en pointe i sig selv, at der er svampe overalt – også i skolegården og uden for "svampesæsonen", hvor man ikke kan se frugtlegemerne i skovbunden.
Tid og planlægning
Læg mærke til, at eventuel transporttid i forbindelse med ekskursionen ikke er indregnet i aktivitetens eller kitforløbets samlede tidsangivelse.
Læg desuden mærke til, at der skal gå fem-syv dage imellem aktiviteten Forbehandling af svampeprøver og aktiviteten Enzymjagtens resultater, idet svampenes sporer skal have tid til at spire, så deres eventuelle cellulaseproduktion bliver tydelig i petriskålene. Denne ventetid er ikke indregnet i kitforløbets samlede tidsangivelse.
Forberedelsen af "Enzymjagten Kit" og selve jagten behøver ikke at ske samme dag, men der skal helst ikke gå mere end et par dage mellem svampeindsamlingen og den næste aktivitet, Forbehandling af svampeprøver, hvor eleverne skal arbejde med deres svampe i faglokalet eller klasseværelset. Ideelt set skal de to aktiviteter ske i forlængelse af hinanden.
Gruppearbejde
I "Enzymjagten Kit" arbejder eleverne primært i tremandsgrupper. Det er ikke væsentligt, om der er tre eller fire elever i hver gruppe, men der kan maks. være otte grupper i alt, da der i flere af aktiviteterne er otte sæt materialer i LIFE Kittet, fx otte plakater, otte sæt petriskåle med agar i osv.
I en del af aktiviteterne er det angivet, at det er bedst, hvis eleverne arbejder i de samme grupper.
Brugerundersøgelse
Når I er færdige med forløbet, skal du og din klasse udfylde et spørgeskema. Du finder links til spørgeskemaerne på sidste side i forløbet.
Hvis I ikke gennemfører hele forløbet, skal I stadig udfylde spørgeskemaerne. Jeres mening er vigtig for os, så vi kan forbedre vores naturfaglige undervisningsforløb.
Din forberedelse
Vi anbefaler, at du læser ”Enzymjagten Kit” igennem, inden I starter forløbet - og at du er særligt opmærksom på, hvilke materialer der skal på køl.
Vi anbefaler også, at du kigger LIFE Kit igennem, der indeholder de fleste materialer, som I skal bruge i forløbet. Læs mere om LIFE Kit i næste afsnit.
I hver aktivitet i kitforløbet står der, hvilke materialer der skal anvendes i aktiviteten.
Forberedelse af materialer
I følgende aktiviteter er der materialer, som du skal forberede, inden eleverne skal i gang med aktiviteten. Der står i lærerguides på aktiviteterne, hvordan du gør:
- Enzymer i mit spyt: Her skal du forberede kartoffelmelklister (må først blandes på dagen).
- Cellulase og cowboybukser: Her skal du blande natriumacetat (buffer) med celluclast (cellulase) (må først blandes på dagen).
LIFE Kit
Du vil modtage et LIFE Kit med materialer forløbet.
NB! Det er meget vigtigt, at alle petriskålene med agar straks kommer på køl.
Du kan se en detaljeret liste over indhold i LIFE Kit her. Hvis flergangsmateriale går i stykker eller mangler, vil vi gerne vide det, så LIFE Kittet også er komplet til den næste klasse, der skal modtage det. Vi anbefaler, at du har orienteret dig i LIFE Kit, inden du starter på forløbet.
Nedenfor finder du en oversigt over alle materialer i LIFE Kit:
LIFE Labforløb
"Enzymjagten Kit" er et undervisningsforløb, der kan stå alene eller afsluttes med et besøg i et af LIFE's laboratorier. Besøget i LIFE's laboratorier kan foregå i de regionale LIFE Labs, LIFE Mobil Labs eller LIFE Campus Labs.
Gå ind på din personlige profil og book et besøg i LIFE's laboratorier her.
I labforløbet arbejder eleverne videre med det faglige indhold fra "Enzymjagten Kit". Eleverne skal bl.a. skelne forskellige svampe fra hinanden og vurdere variablers indvirkning på et vaskemiddels effektivitet.
Du kan læse mere om labforløbet her.
Sikkerhed og håndtering
I forløbet bruges der materialer, der kræver en særlig håndtering, ligesom der er sikkerhedsforanstaltninger, du skal være opmærksom på. Bemærkninger om sikkerheden er altid detaljeret beskrevet i lærerguides i den enkelte aktivitet. Der er bemærkninger omkring sikkerheden i følgende af forløbets aktiviteter:
Læs sikkerhedsdatabladene grundigt. Du finder dem ved hjælp af QR-koden nedenfor.
Vær særligt opmærksom på følgende:
- Forsegl og hold petriskåle med agar i lukket, når der er svampeprøver i, jf. Når klokken ringer.
- Svampeallergikere må ikke komme i nærkontakt med petriskåle med agar i, efter svampene er begyndt at gro.
- Alle enzymer, som eleverne er i kontakt med i kitforløbet, er fortyndede og på væskeform, og eleverne kommer dermed ikke til at håndtere luftbårne koncentrerede enzymer.
- Ved spild af enzymopløsninger skal der tørres op med almindeligt papir og efterfølgende eftertørres med desinfektionsservietter eller sprit.
- Vask altid hænder efter eksperimenter.
- Det er kun dig som lærer, der må tilsætte natriumacetat (buffer) til celluclast (cellulase). Det skal ske under udsugning, og du skal have kittel og handsker på imens.
Forudsætninger
Det er en fordel, men ikke en nødvendighed, hvis eleverne tidligere har lært om og arbejdet med følgende:
- Eksperimentet som undersøgelsesmetode. Det gælder især hypotesedannelse, variabelkontrol, dataindsamling og konklusion på baggrund af egne hypoteser. Hvis dette er nyt for eleverne, kan de få hjælp i aktiviteternes ledetråde.
- At designe deres egne undersøgelser. Hvis dette er nyt for eleverne, kan de få hjælp i aktiviteternes ledetråde.
LIFE's samarbejdspartnere
"Enzymjagten Kit" er udviklet i samarbejde med den danske biotekvirksomhed Novozymes, der er en af verdens førende producenter af biologiske løsninger som enzymer og mikroorganismer.
Novozymes finder enzymer i naturen og optimerer dem til brug i industrien, hvorved de reducerer behovet for kemikalier i produkter og processer. Fx kan den mængde enzym, der kan ligge på en lillefingernegl, halvere den mængde sæbe, der skal bruges til én maskinvask tøj. Novozymes' produkter bruges i mere end 40 forskellige industrier og sparer årligt verden for 88 millioner tons CO2 svarende til 37 millioner bilers udledning.
Eksperimenterne i "Enzymjagten Kit" er udarbejdet i et tæt samarbejde mellem Novozymes' forskere og LIFE's udviklingsafdeling og er indledningsvis testet i Novozymes' laboratorier.
Til "Enzymjagten Kit" har Novozymes' substratlaboratorium specialfremstillet petriskåle med agar og cellulosebundne blåkorn i, og de har doneret Celluclast-cellulase.
Novozymes har 6.000 medarbejdere i hele verden.
BAGGRUNDSVIDEN
Hvis du har lyst til at vide mere om enzymer, kan du bruge følgende links:
- Enzymer, Biotech Academy: På forsiden gives en kort grundlæggende introduktion til, hvad enzymer er. Under "Teori" kan du læse mere om forskellige enzymer og deres egenskaber.
- The story of enzymes: Carlsberg har lavet en to minutter lang video om enzymer og brugen af dem i andre industrier. Videoen er lavet i samarbejde med de samme Novozymes-forskere, der har været med til at udvikle "Enzymjagten Kit".
Hvis du har lyst til at vide mere om eksperimentet som undersøgelsesmetode, kan du læse mere her:
- Metoder i naturfag – en antologi: En udgivelse med korte kapitler, hvori de forskellige naturfaglige undersøgelsesmetoder beskrives, og der gives bud på, hvordan man som lærer ikke kun underviser med dem, men også i dem. Særligt 1. del og 3. del, kapitel 5 og 6, er anvendelige til at få et godt indblik i undervisning i undersøgelsesmetoder.