Lærervejledning til "Turbovækst Kit"

Hvordan kan vi producere mad nok til 10 mia. mennesker i 2055 på en bæredygtig måde? Det er den centrale problemstilling i undervisningsforløbet Turbovækst Kit.

Turbovækst Kit veksler mellem det digitale spil "Landebyggeren" og undersøgelser i klassen.
Eleverne møder problemstillingen om verdens voksende befolkning, når de skal udvikle deres eget fiktive land i Landebyggeren. Her skal de sikre fødevarer til landets befolkning, der vokser igennem hele kitforløbet.

Samtidig skal eleverne gøre produktionen af fødevarer så bæredygtig som muligt. Eleverne lærer om fordele og ulemper ved kunstgødning samt katalysatorers rolle i en mere bæredygtig produktion af kunstgødning. Eleverne arbejder ikke eksplicit med begrebet bæredygtighed, men bruger begrebet igennem udviklingen af deres eget land i spillet Landebyggeren.

I kitforløbet lærer eleverne desuden om planters behov for mikro- og makronæringsstoffer, om udvaskning af næringsstoffer fra jordbunden samt om eutrofiering af søer og vandløb, og hvordan eutrofiering påvirker søens økosystem.

Turbovækst Kit har fokus på katalysatorer som et eksempel på en bæredygtig udvikling for deres fiktive land. Eleverne lærer, hvad katalysatorer er, hvordan de påvirker kemiske reaktioner, og om betydningen af katalysatorers overfladeareal.

Undervisningsforløbet er et fællesfagligt forløb til 9. klasse i fagene biologi, geografi og fysik/kemi. Kitforløbet kan bruges som udgangspunkt for det fællesfaglige fokusområde "Produktion med bæredygtig udnyttelse af naturgrundlaget". Læs mere under punktet "Fællesfaglige forløb og prøver".

Landebyggeren
Turbovækst Kit er bygget op omkring det digitale spil Landebyggeren. Hver gruppe får tildelt deres eget fiktive land, som de skal udvikle fra udviklingsland til industrialiseret samfund. 

Landebyggeren støtter elevernes forståelse af det faglige indhold. Eleverne anvender deres viden fra aktiviteterne i klassen til at træffe valg i Landebyggeren. Samtidig fungerer Landebyggeren som feedback på elevernes arbejde i klassen. Eleverne optjener penge til Landebyggeren ud fra din vurdering af deres arbejde samt quizzer om det faglige indhold.

Eleverne får desuden direkte feedback i Landebyggeren. Konsekvenserne af deres valg bliver synlige med det samme, efter at de har købt tiltag, når fx fødevareproduktionen eller CO₂-udledningen stiger.

FN'S VERDENSMÅL
Alle undervisningsforløb fra LIFE tager udgangspunkt i FN’s verdensmål. I Turbovækst Kit arbejdes der med følgende FN verdensmål:

#2: Stop sult
"Stop sult, opnå fødevaresikkerhed og forbedret ernæring, samt fremme bæredygtigt landbrug".

#12: Ansvarligt forbrug og produktion
"Sikre bæredygtige forbrug og produktionsformer".

FN’s verdensmål italesættes ikke eksplicit i kitforløbet, men er udgangspunkt for problemstillingen "Hvordan kan vi producere mad nok til 10 mia. mennesker i 2055 på en bæredygtig måde?".

FAGORD
Eleverne arbejder både mundtligt og skrifteligt med fagord i Turbovækst Kit. De møder fagordene igennem fagtekster, animationsfilm, quizzer, eksperimenter, observationer, gruppediskussioner og klassesamtaler. Fagordene anvendes mundtligt i forbindelse med forklaringer, diskussioner og formuleringer af hypoteser. De anvendes skriftligt, når eleverne udfylder ark og skrivefelter, hvor de opstiller hypoteser og argumenterer for deres valg i fx Landebyggeren.

Eleverne arbejder med følgende fagord i kitforløbet:

• Jordbundstype
• Næringsstof
• Makronæringsstof
• Nitrogen
• Fosfor
• Kalium
• Katalyse
• Katalysator
• Reaktionshastighed
• Overfladeareal
• Udvaskning
• Eutrofiering.

Nedenfor kan du se, hvilke Fælles Mål forløbets overordnede læringsmål relaterer sig til.

Kompetencer
Når eleverne arbejder med problemstillingen, arbejder de særligt med følgende naturvidenskabelige kompetencer:

• Undersøgelseskompetencen:  Eleverne undersøger katalysatorers effekt på hastigheden af kemiske reaktioner samt overfladearealets betydning for reaktionen. Eleverne undersøger også gennemstrømningshastigheden i forskellige jordbundstyper og udvaskningen af næringsstoffer fra deres lands jordbund. I elevernes undersøgelser formulerer de hypoteser, foretager variabelkontrol og dataindsamling, vurderer fejlkilder og sammenligner resultater med hypoteser.
  
  
• Modelleringskompetencen:  Eleverne laver en model af deres lands jordbund, som de tester for næringsstoffer, gøder, sår byg i og udvasker. Herigennem får de en forståelse af de mulige miljøpåvirkninger fra kunstgødning i deres land. De arbejder også med eutrofiering igennem parring af modeller og tekstkort. Endelig er deres land i Landebyggeren en model af et virkeligt land.
  
  
• Perspektiveringskompetencen:  Eleverne perspektiverer informationer om jordareal, befolkningsudvikling og kendskab til produktionsforhold i landbruget til lokal og global fødevareproduktion. Desuden perspektiverer eleverne brugen af katalysatorer i industrien til deres egen hverdag.

I kitforløbet arbejdes der derudover med kommunikationskompetencen:

• Kommunikationskompetencen:  Eleverne læser og bruger fagsprog igennem hele kitforløbet. Fagsprog optræder i to fagtekster samt i instruktioner og tekster undervejs i kitforløbet. Derudover ser eleverne en animationsfilm om fagordet "katalyse". Eleverne arbejder mundtligt med fagsprog, når de skal forklare katalyse ud fra animationsfilmen, og svarer på hinandens spørgsmål i fx en quiz og byt og en diskussionscirkel. Desuden lægger kitforløbet op til, at eleverne løbende diskuterer tiltag og løsninger i deres grupper. Eleverne arbejder desuden skriftligt med det faglige indhold, når de skriver noter og formulerer spørgsmål og svar i skrivefelter undervejs i kitforløbet.

Forløbet er bygget om omkring spillet Landebyggeren, som eleverne besøger otte gange. Landebyggeren har fire temaer: jordbund, katalyse, produktion og miljø. De fire temaer behandles i fire mapper i MY:LIFE. Du kan læse mere om mappernes indhold i lektionsplanen nedenfor.

Landebyggeren
Landebyggeren er et digitalt spil, der understøtter elevernes forståelse af det faglige indhold. Her kan eleverne købe tiltag, som udvikler deres land og øger fødevareproduktionen. Eleverne kan vælge mellem tiltag som jordanalyse, kunstgødning, bedre katalysatorer og bygning af et ammoniakanlæg.

Eleverne skal udvikle deres land otte gange igennem hele forløbet. Desuden skal de løse fem faglige quizzer i Landebyggeren. Eleverne optjener penge til Landebyggeren ud fra din vurdering af deres arbejde samt de faglige quizzer. 

Lektionsplan
I lektionsplanen herunder kan du få et overblik over forløbets indhold.  

Forløbsoversigt
Forløbsoversigten nedenfor viser, hvad eleverne skal lave i kitforløbet. Du finder også forløbsoversigten som plakat i LIFE Kit.  

Motivation
Turbovækst Kit er bygget op om en fortælling, hvor eleverne skal hjælpe et fiktivt land ud af en stor fødevarekrise. Udviklingen af deres eget land og den indbyrdes konkurrence imellem de fiktive lande i Landebyggeren er med til at skabe motivation.

Turbovækst Kit har fokus på, at eleverne skal opleve deres læring som meningsfuld, når de anvender deres viden fra aktiviteterne i klasseværelset til at udvikle deres land i Landebyggeren.

Elevernes fiktive lande bliver desuden et eksempel på de udfordringer, som mange lavindkomstlande står over for i dag. Turbovækst Kit præsenterer eleverne for mulige løsninger på aktuelle samfundsudfordringer.

Feedback
Eleverne modtager løbende feedback igennem Landebyggeren. Her får de bedømmelser af deres arbejdsindsats og deres løsning af de faglige quizzer. Begge dele omsættes til penge, som eleverne kan bruge til udviklingen af deres land.

Eleverne får direkte feedback på deres valg i Landebyggeren. På fire barometre kan de se, hvordan fx fødevareproduktionen og CO₂-udledningen stiger, når de har købt forskellige tiltag. Eleverne får på den måde feedback på deres egne analyser og vurderinger, som ligger til grund for deres valg.

I kitforløbet arbejdes der desuden med feedback igennem gruppearbejde og opsamlende klassesamtaler. 

Repetition
Alle aktiviteter slutter med en opsamling, som repeterer aktiviteten med hensyn til enten indhold, proces eller begge dele. Hvert tema indledes med en opsamlingsquiz i Landebyggeren, hvor eleverne repeterer det faglige indhold fra forrige tema. Til sidst i kitforløbet skal eleverne anvende deres viden fra hele kitforløbet til at lave en udviklingsplan for Mali. 

Perspektivering
Eleverne perspektiverer løbende deres viden igennem kitforløbet. I aktiviteten om klima og demografi sammenligner eleverne deres fiktive land med Danmark. I temaet om produktion forholder eleverne sig til, hvor den industrielle brug af katalysatorer påvirker deres hverdag.

I kitforløbets sidste aktivitet perspektiverer eleverne udviklingen af deres land med det afrikanske Mali, som har mange af de samme udfordringer. 

Tværfaglighed
Turbovækst Kit kan udvides til at være tværfagligt med samfundsfag, hvor begreberne samfundsudvikling, demografi, økonomi og bæredygtighed udvides. 

Turbovækst Kit er bygget op omkring det digitale spil Landebyggeren. Du får adgang til spillet på www.turbo.life.dk. 

Fordeling i fagene
Turbovækst Kit er fællesfagligt forløb, som er bygget op omkring faglige temaer. Derfor er kitforløbet ikke tilpasset en skematisk fagopdeling. Alle aktiviteter har grundige lærerguider med faglig baggrundsviden, der gør det muligt for andre end faglæreren at stå for undervisningen.

Gruppearbejde
I Turbovækst Kit arbejder eleverne primært i tremandsgrupper, der kaldes for landegrupper. Det er ikke afgørende, om der er tre eller fire elever i hver gruppe. Gruppestørrelsen på tre er valgt, da det er den maksimale gruppestørrelse til afgangsprøven i naturfag. LIFE Kittet indeholder materiale til ti landegrupper.

Faglokaler
Nogle aktiviteter skal gennemføres i et fysik/kemi-lokale af hensyn til sikkerheden. Det drejer sig om følgende: 

• Katalyse og reaktionshastighed
• Katalyse og overfladeareal.

Deltagelse i evaluering
Kun for 9. klasser:
Din klasse skal deltage i en evaluering af Turbovækst, som LIFE gennemfører i samarbejde med Rambøll i skoleåret 2023/24. Evalueringen erstatter LIFE’s almindelige brugertilfredshedsundersøgelse. Af samme grund er LIFE Mystery Kit taget ud af LIFE Kit.

Rambøll udvælger en kontaktlærer pr. klasse og instruerer læreren i evalueringen. For de deltagende klasser trækkes der lod om præmier til klassen samt præmier i form af workshops til naturfagslærerne på skolen.

Til Turbovækst Kit hører et LIFE Kit med alle de materialer, som du skal bruge i kitforløbet. LIFE Kit indeholder desuden en LIFE Guide, der kort introducerer kitforløbet. LIFE Guiden findes digitalt her. I næste afsnit kan du læse mere om LIFE Kit til Turbovækst Kit.

Vi anbefaler, at du har gennemset LIFE Kittet og læst kitforløbet igennem, inden I starter undervisningen. I hver aktivitet er der anført en materialeliste med de materialer, der anvendes i aktiviteten.

Landebyggeren
Vi anbefaler, at du orienterer dig i Landebyggeren, før kitforløbet starter. Du kan finde en videoguide til Landebyggeren i lærerguiden på kitforløbets side 3.

Du vil modtage et Turbovækst LIFE Kit med materialer til kitforløbet samt en LIFE Guide i.

Du kan her se en detaljeret indholdsoversigt. Hvis flergangsmateriale går i stykker eller mangler, skal du notere det i indholdsfortegnelsen i LIFE Kittet. Vi anbefaler, at du har orienteret dig i LIFE Kittet, inden kitforløbet påbegyndes.

I LIFE Kittet finder du de fleste materialer, der skal bruges til kitforløbet. I følgende aktiviteter er der materialer, der ikke er i LIFE Kittet. Mængderne tager udgangspunk i ti grupper.

• Næringsstoffer i jordbunden: en 4 l frysepose med muld og to 4 l fryseposer med sand (overskydende sand kan bruges i "Udvaskning af næringsstoffer").
• Gødning til jeres jord: vægte, 10 bægerglas, rørepinde, pipetter, fotobakke (eller lignende).
• Katalyse og reaktionshastighed: 250 ml 1M svovlsyre, 10 måleglas, 20 reagensglas, 10 reagensglasstativer, sikkerhedsbriller til alle elever.
• Katalyse og overfladeareal: 30 reagensglas, 10 reagensglasstativer, 200 ml 1M saltsyre, 10 måleglas, vægte, sikkerhedsbriller til alle elever.
• Udvaskning af næringsstoffer: 20 reagensglas, 10 reagensglasstativer, 10 måleglas, 1 pose sand, stopur. 

Nedenfor finder du en oversigt med billeder af alle materialer i dit LIFE Kit:  

Turbovækst 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 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 ammoniakproduktion i to aktiviteter. I laboratoriet skal eleverne fremstille ammoniak i lille skala. Bagefter skal eleverne udføre opgaver på et ammoniakanlæg i et VR-spil, der er designet og udviklet i tæt samarbejde med Haldor Topsoe.

Du kan læse mere her.  

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:

• Katalyse og reaktionshastighed
• Katalyse og overfladeareal.

Læs sikkerhedsdatabladene grundigt. Du finder dem ved hjælp af QR-koden nedenfor.

Vær særligt opmærksom på følgende:

• Næringssalte og ammoniakkatalysatoren skal opbevares i kemikalieskab.
• Husk sikkerhedsbriller, når I arbejder med salte og syrer.
• Husk engangshandsker, når I arbejder med stærke syrer.  
• Zink er skadeligt for vandmiljøet. Zinkrester skal derfor i den særlige affaldsbeholder, som følger med LIFE Kit. Beholderen skal I aflevere til en modtageplads for farligt affald.
• Syreaffald skal hældes i en beholder til syreaffald.
• Beholderen med ammoniakkatalysatoren må ikke åbnes.

Alle sikkerhedsforanstaltninger er i overensstemmelse med når klokken ringer. 

Det er en fordel, men ikke en nødvendighed, at eleverne tidligere har arbejdet med eksperimentet som undersøgelsesmetode. Det gælder især hypotesedannelse, variabelkontrol, dataindsamling og konklusion på baggrund af egne hypoteser. 

Følgende fagord og indhold skal eleverne allerede have arbejdet med. Ellers skal der sættes ekstra tid af til at gennemgå det.

• Aflæsning af hydrotermfigurer for forskellige lande
• Demografi, herunder aflæsning af en befolkningspyramide
• Reaktionsligninger, især afstemning af dem
• Ioner og sammensatte ioner.

Følgende aktiviteter kræver adgang til fysik/kemi-lokale: 

• Katalyse og reaktionshastighed
• Katalyse og overfladeareal.

Du kan læse vejledningen til folkeskolens prøver i den fælles prøve i fysik/kemi, biologi og geografi her, og du kan læse mere om de fællesfaglige forløb og om den fælles prøve på Astras hjemmeside.

Opgivelser

Eleverne tjener penge til brug i Landebyggeren gennem quizzer og evalueringer. Du skal evaluere eleverne i Landebyggeren efter de fleste aktiviteter. Du kan vælge mellem de fire kategorier: 

• Ikke bestået (0 mio. $)
• Bestået (15 mio. $)
• Godt (20 mio. $)
• Bravo (25 mio. $).

Det er op til dig, hvad du vurderer eleverne ud fra. Det kan fx være opnåelse af et læringsmål, produkter, arbejdsproces eller lignende.

Turbovækst Kit er udviklet sammen med et forskerteam fra den danske virksomhed Topsoe.

Topsoe blev grundlagt i 1940 og har siden 1944 produceret katalysatorer. Katalysatorerne bruges blandt andet til fremstilling af ammoniak og svovlsyre til kunstgødning, til produktion af diesel og benzin samt til fremstilling af biobrændsler og bioplastik.

Katalysatorer er med til at mindske både energi- og ressourceforbruget i industrien. På den måde understøtter katalysatorer en mere bæredygtig produktion.

Ammoniak er et vigtigt produkt, som produceres ved hjælp af en katalysator. Ammoniakkatalysatoren har været kendt siden 1909. Ammoniak er det kemiske stof, der produceres næstmest af i verden (175 mio. tons hvert år). Omkring halvdelen af verdens ammoniak produceres ved hjælp af teknologiske løsninger fra Haldor Topsoe. Uden ammoniak til brug i kunstgødning ville vi mangle mad til en tredjedel af verdens befolkning.

Ammoniakkatalysatoren, som følger med i LIFE Kit, er samme katalysator, som bruges på ammoniakanlæg i hele verden.

FACTS OM KATALYSATORER

• En katalysator er et stof, der får en kemisk reaktion til at gå hurtigere uden selv at blive forbrugt.
• Katalysatorer er med til at mindske både energi- og ressourceforbruget i industrien – blandt andet ved produktion af ammoniak.
• Man bruger en katalysator ved fremstillingen af ammoniak (NH₃).
• Ammoniak bruges primært til kunstgødning. Uden ammoniakkatalysatoren ville vi mangle mad til en tredjedel af verdens befolkning.
• Hvert år produceres 175 mio. tons ammoniak. Ammoniak er dermed det kemiske stof, som der produceres næstmest af på verdensplan.
• 2 pct. af verdens samlede energiforbrug går til at lave ammoniak.
• 60 pct. af den kemiske industri bruger katalysatorer, fx til fremstilling af biobrændsel, til røggasrensning (biler) og i forbindelse med produktion af lim, plastik og fødevarer (enzymer i ølbrygning, yoghurt).
• Ammoniakkatalysatoren består primært af jern.
• Med ammoniakkatalysatoren kan man lave ammoniak fra kvælstof og hydrogen: N₂ + 3H₂ → 2 NH₃.

Turbovækst Kit er et fællesfagligt forløb udviklet til 9. klasse. Turbovækst Kit kan også bruges til fysik/kemi i 10. Klasse. Alle punkter i lærervejledningen ovenfor er stadig gældende. Ud over disse bør du være særligt opmærksom på de forhold, som beskrives i dette afsnit.