Dette forløb er udviklet af Daniel Taylor, DTU Aqua og Mikkel Hooge Holck, NEXT - Københavns Mediegymnasium
Forløbet er en del af projektet "Stem for Verdensmålene", der er et samarbejde mellem VerdensKlasse/Mellemfolkeligt Samvirke og DTU Aqua med støtte fra Novo Nordisk Fonden.
Formål
Formålet med dette projekt er at finde en bæredygtig måde, hvorpå man kan minimere konsekvenserne af næringsstofudledningen fra landbruget til de danske farvande, kombineret med at skabe en mere bæredygtig fødevareproduktion.
Det stigende ressourceforbrug stiller verden over for nye udfordringer, der har potentiale til at ændre vores verden og dens økosystemer drastisk og irreversibelt. Derfor bliver vi nødt til at gøre noget anderledes og smartere, hvis vi skal opretholde vores levestandard, uden at det sker på bekostning af fremtidige generationer. Dette skal ske inden for alle tænkelige sektorer: Energi, fødevarer, transport, produktion, forbrug, uddannelse med flere. Biologisk og bioteknologisk viden kan bidrage til løsningen af de udfordringer, vi står overfor.
Særligt inden for fødevaresektoren skal de nye tilgange og ændringer i produktion og forbrug være funderet i biologisk/bioteknologisk viden. Denne skal danne grobund for de nye vaner og rutiner, der er nødvendige, hvis vi skal passe på Jordens økosystemer og begrænse sektorens klimaaftryk.
Som eksempel på en af de mange mulige biologiske/bioteknologiske løsninger, der kan bidrage til at drive udviklingen i den rigtige retning for produktion introducerer dette projekt jer for produktion af linemuslinger. Denne produktion både bidrager til at beskytte vores indre danske farvand som økosystem, samtidig med at de kan bidrage til at mindske CO2-udledning og derved et mindre klimaaftryk.
NB: Hvis du som underviser ønsker at inddrage en af forskerne fra videoen i undervisningsmaterialet i din undervisning, vil det, til og med udgangen af 2022, være muligt at booke en online-session til eksempelvis at gå i uddybende dialog med klassen om den forskning, der omtales i materialet. For at høre mere om mulighederne skriv til projektkoordinator Christian Riisager-Simonsen på chrii@aqua.dtu.dk
Relation til FN's Verdensmål for bæredygtighed
Verdensmål 2: Stop sult
Delmål 12.2: Bæredygtig forvaltning og effektiv udnyttelse af naturressourcer.
Muslingeproduktion producerer animalsk protein til konsum med et minimalt CO2-aftryk og har kun meget begrænsede effekter på det omkringliggende havmiljø.
Verdensmål 12: Ansvarligt forbrug og produktion
Delmål 12.2: Bæredygtig forvaltning og effektiv udnyttelse af naturressourcer.
Muslingeproduktion producerer animalsk protein til konsum med et minimalt CO2-aftryk og har kun meget begrænsede effekter på det omkringliggende havmiljø.
Verdensmål 13: Klimaindsats
Delmål 13.2: Tiltag mod klimaforandringer skal integreres i nationale politikker, strategier og planlægning.
Muslingeproduktion har et relativt lille CO2-aftryk sammenlignet med animalsk protein, og kan derved medvirke til at reducere CO2-aftrykket yderligere, hvilket er med til at mindske klimaforandringerne. Udviklingen sker på en måde, der ikke truer fødevareproduktionen.
Verdensmål 14: Livet i havet
Delmål 14.1: Havforurening forhindres og væsentligt reduceres, især forurening forårsaget af landbaserede aktiviteter, herunder havaffald og forurening med næringsstoffer.
Muslingeproduktionen mindsker de miljømæssige konsekvenser ved næringsudvaskning fra landbruget og bidrager på den måde til et renere og sundere havmiljø
Delmål 14.2: Hav- og kystnære økosystemer beskyttes og forvaltes bæredygtigt for at undgå væsentlige negative indvirkninger.
Muslingeproduktion filtrerer vandet og hæmmer derved overproduktion af alger som følge af næringsudvaskning fra landbruget, og beskytter derved de hav- og kystnære økosystemer mod eksempelvis iltsvind.
Faglige mål i biologi A
- anvende fagbegreber, fagsprog, relevante repræsentationer og modeller til beskrivelse og forklaring af iagttagelser og til analyse af enkle biologiske problemstillinger
- tilrettelægge og udføre eksperimenter og undersøgelser i laboratoriet og i felten under hensyntagen til sikkerhed og til risikofaktorer ved arbejde med biologisk materiale
- bearbejde data fra kvalitative og kvantitative eksperimenter og undersøgelser og dokumentere eksperimentelt arbejde hensigtsmæssigt
- anvende relevante matematiske repræsentationer, modeller og metoder til enkle beregninger, beskrivelse og analyse
- analysere og diskutere data fra eksperimenter og undersøgelser med inddragelse af faglig viden, fejlkilder, usikkerhed og biologisk variation
- formulere sig såvel mundtligt som skriftligt om biologiske emner og give sammenhængende faglige forklaringer
- demonstrere forståelse af sammenhænge mellem fagets forskellige delområder
- demonstrere viden om fagets identitet og metoder
- anvende fagets viden og metoder til vurdering og perspektivering i forbindelse med samfundsmæssige, teknologiske, miljømæssige og etiske problemstillinger med biologisk indhold og til at udvikle og vurdere løsninger
Kernestof biologi A:
- økologi: samspil mellem arter og mellem arter og deres omgivende miljø, energistrømme, C-, N- og P-kredsløb og biodiversitet
- makromolekyler: opbygning og biologisk funktion af carbohydrater, lipider og nucleinsyrer og proteiners struktur, specifikke egenskaber og funktioner
Supplerende stof:
- bæredygtighed
- miljøbeskyttelse
- biologiske databaser og big data
- biologi som videnskabsfag
Projektet er planlagt, så der indgår aktuelle eksempler med relation til elevernes hverdag, den aktuelle debat og med lokale og globale perspektiver.
Faglige mål biologi B
- anvende fagbegreber, fagsprog, relevante repræsentationer og modeller til beskrivelse og forklaring af iagttagelser og til analyse af enkle biologiske problemstillinger
- tilrettelægge og udføre eksperimenter og undersøgelser i laboratoriet og i felten under hensyntagen til sikkerhed og til risikofaktorer ved arbejde med biologisk materiale
- bearbejde data fra kvalitative og kvantitative eksperimenter og undersøgelser og dokumentere eksperimentelt arbejde hensigtsmæssigt
- anvende relevante matematiske repræsentationer, modeller og metoder til enkle beregninger, beskrivelse og analyse
- analysere og diskutere data fra eksperimenter og undersøgelser med inddragelse af faglig viden, fejlkilder, usikkerhed og biologisk variation
- formulere sig såvel mundtligt som skriftligt om biologiske emner og give sammenhængende faglige forklaringer
- demonstrere forståelse af sammenhænge mellem fagets forskellige delområder
- demonstrere viden om fagets identitet og metoder
- anvende fagets viden og metoder til vurdering og perspektivering i forbindelse med samfundsmæssige, teknologiske, miljømæssige og etiske problemstillinger med biologisk indhold og til at udvikle og vurdere løsninger
Kernestof biblogi B
- økologi: samspil mellem arter og mellem arter og deres omgivende miljø, energistrømme, C-, N- og P-kredsløb og biodiversitet
- makromolekyler: opbygning og biologisk funktion af carbohydrater, lipider, proteiner og nucleinsyrer
Supplerende stof:
- bæredygtighed
- miljøbeskyttelse
Projektet er planlagt, så der indgår aktuelle eksempler med relation til elevernes hverdag, den aktuelle debat og med lokale og globale perspektiver.
Faglige mål bioteknologi A (HTX og STX)
- anvende fagbegreber, fagsprog, relevante repræsentationer og modeller til beskrivelse og forklaring af iagttagelser og til analyse af enkle biologiske problemstillinger
- tilrettelægge og udføre eksperimenter og undersøgelser i laboratoriet og i felten under hensyntagen til sikkerhed og til risikofaktorer ved arbejde med biologisk materiale
- bearbejde data fra kvalitative og kvantitative eksperimenter og undersøgelser og dokumentere eksperimentelt arbejde hensigtsmæssigt
- anvende relevante matematiske repræsentationer, modeller og metoder til enkle beregninger, beskrivelse og analyse
- analysere og diskutere data fra eksperimenter og undersøgelser med inddragelse af faglig viden, fejlkilder, usikkerhed og biologisk variation
- formulere sig såvel mundtligt som skriftligt om biologiske emner og give sammenhængende faglige forklaringer
- demonstrere forståelse af sammenhænge mellem fagets forskellige delområder
- demonstrere viden om fagets identitet og metoder
- anvende fagets viden og metoder til vurdering og perspektivering i forbindelse med samfundsmæssige, teknologiske, miljømæssige og etiske problemstillinger med biologisk indhold og til at udvikle og vurdere løsninger
Kernestof bioteknologi A (HTX & STX):
- økologiske grundbegreber: energistrømme og produktion, eksempler på samspil mellem arter og mellem arter og deres omgivende miljø, biodiversitet
- makromolekyler: opbygning, egenskaber og biologisk funktion af carbohydrater, lipider, nucleinsyrer og proteiner, herunder enzymer, transportproteiner og receptorer (STX)
- makromolekyler: opbygning, egenskaber og biologisk funktion af carbohydrater, lipider, proteiner og nucleinsyre (HTX)
Supplerende stof:
- bæredygtig produktion af fødevarer (STX)
- bæredygtig fødevareproduktion (HTX)
- miljøteknologi og miljøbeskyttelse
Projektet er planlagt, så det har relation til elevernes hverdag og samfundsmæssige, teknologiske eller miljømæssige problemstillinger med bioteknologisk indhold, samt berører både lokale og globale perspektiver.
Materiale
Lærervejledning
Modul 1:
Lektie om Klimaforandringer, f.eks. Biologibogen – Systime: ’Klimaforandringer’
Materiale:
- Modul 1: Opgaveark: FN17 og bæredygtighed - individuel og gruppeopgave
- Info og film om de enkelte Verdensmål
Modul 2:
Lektie om livet i havet, fødekæder som f.eks. Biologibogen – Systime: ’Livet i havet’ & ’Fødekæder og energistrømme’ & ’Årstidsvariation’
Materiale:
- Modul 2: Arbejdsark: Lille hav hvad nu?
- Introduktionsfilm til havet – et truet økosystem: "Lille hav hvad nu?"
Modul 3
Lektie: Matrix-lektie, hvor artikler fra https://virtuelgalathea3.dk/artikel/nitrogens-kredsl-b fordeles individuelt blandt eleverne
Materiale: Modul 3: Øvelsesark: Nitrogenkredsløbet
Modul 4:
Lektie om næringsstoffer, kvælstofkredsløb og minimumsloven, f.eks. Biologibogen – Systime: ’Begrænsende faktorer’ & ’Naturgrundlag og landskabsudnyttelse’
Materiale:
- Modul 4: Opgaveark: Kvælstof, landbrug og klimaforandringer
- Perspektivering i forhold til kvælstof, landbrug og havmiljø: https://aktuelnaturvidenskab.dk/fileadmin/Aktuel_Naturvidenskab/nr-6/AN6...
- Klimaforandringer truer de danske farvande med øget nærringstofudvaskning: https://videnskab.dk/naturvidenskab/klimaforandringer-truer-med-at-forur...
- Klimaforandringer kan lede til mere lattergas i en ond cirkel: https://aktuelnaturvidenskab.dk/fileadmin/Aktuel_Naturvidenskab/nr-2/AN2...
- Beskrivelse af forskellige naturlige processer, der beskytter havet mod eutrofiering: https://aktuelnaturvidenskab.dk/fileadmin/Aktuel_Naturvidenskab/nr-4/AN4...
- ”Linemuslinger – i kampen mod eutrofiering og som bæredygtig fødevare”. En introduktionsfilm med post.doc. fra DTU Aqua, Daniel Taylor. Filmen giver et videnskabeligt perspektiv på næringsstofproblematikken i en dansk kontekst.
Modul 5
Lektie: Introduktion til den naturvidenskabelige netode: https://virtuelgalathea3.dk/artikel/den-naturvidenskabelige-arbejdsmetod...
Materiale:
- Modul 5: Øvelsesark: Muslinger og kampen mod eutrofiering
- Filmen ”Filtrationsforsøg med blåmuslinger” med post.doc. Daniel Taylor fra DTU Aqua, der præsenterer forsøget og sætter fokus på reproducerbarhed og Community-Based-Science.
- Øvelsesvejledning til dissektion af blåmuslinger
- Øvelsesvejledning filtrationsforsøg
- Se evt. video af dissektion af blåmuslinger
- Database, hvor eleverne kan uploade deres resultater
Modul 6:
Lektier: Introduktion til kulstofkredsløb og verdens klima: https://virtuelgalathea3.dk/projekt/kulstof-og-verdens-klima
Materiale: Modul 6: Opgaveark: Muslinger, fødevarer og klimakamp
Suppl. materiale til "kost og klima":
- Concito sætter fokus på kostens betydning i klimakampen: https://concito.dk/files/dokumenter/artikler/klimavenlig_kost.pdf
- Aarhus Universitet har lavet en tabel over forskellige fødevarers klimaaftryk: https://agro.au.dk/fileadmin/user_upload/Mogensen_et_al_2016_Foedevarern...
- Introduktion til ændrede klimakostvaner: https://aktuelnaturvidenskab.dk/fileadmin/Aktuel_Naturvidenskab/nr-1/AN1...
Modul 7 og 8:
Lektie: F.eks. Biologibogen – systime: ’Tema: Havet indledning’ & ’Iltsvind og bundvending’
Materiale:
- Modul 7 og 8: Caseopgave: Etablering af muslingefarm
- En lille video, der giver et kommercielt perspektiv på oprettelsen af muslingefarme.
- Modelleringsdata fra MYTIGATE til placering og etablering af muslingefarm på baggrund af videnskabelige data til brug i casen
- Hedeselskabet rapport og konklusioner i forhold til muslingefarme
Modul 9:
Materiale: Modul 9: Opgaveark til pitchkonkurrence
Modul 10
Materiale: Modul 10: Elevark til evalueringsopgave
Forløb
LÆR
Eleverne lærer om:
Eleverne lærer i dette projekt om nitrogenkredsløbet, minimumsloven og betydningen af nitrogenudvaskning fra landbruget for de hav- og kystnære økosystemer. Derudover vil de også blive introduceret for kulstofkredsløbet, samt de klimaeffekter, den øgede CO2-udledning medfører, samt eksempler på hvordan biologisk og bioteknologisk viden kan bidrage til at imødegå nogle af de udfordringer, verden står overfor, og som har dannet grundlaget for tilblivelsen af FN's 17 Verdensmål.
Igennem forløbet vil der både forekomme individuelle og gruppebaserede opgaver, hvor eleverne skal reflektere over egen adfærd og diskutere mulige løsninger på problemstillingerne, endvidere vil eleverne løbende blive præsenteret for bilagsmateriale i form af artikler, der skal analyseres og diskuteres.
I den eksperimentelle del af forløbet vil eleverne arbejde med den naturvidenskabelige arbejdsmetode, i form af empirisk arbejde med forsøg, databehandling og videnskabelig modellering.
GØR
Projektet er struktureret, som det fremgår af den nedenstående foreslåede modulplan. Til hvert modul vil der være en lærervejledning med forslag til en modulplan for modulet, derudover vil der være dokumenter, der kan udleveres til eleverne, som de skal arbejde med i det pågældende modul. Til nogle af modulerne vil der være foreslået lektier, det er vigtigt at være opmærksom på, at der til nogle af modulerne vil være tale om matrix-lektier, det vil sige at alle elever ikke læser samme lektie, hvorefter grupperne til det pågældende modul dannes på tværs af de læste lektier.
Læreren skal være opmærksom på at indkøbe og forberede blåmuslinger i passende tid i forhold til de to øvelser.
Det er en fordel, hvis eleverne forud for forløbet er bekendt med generelle definitioner og begreber inden for økologi svarende til et c-niveau.
Til den teoretiske del af projektet vil der indgå lærebogsbaserede tekster. Den enkelte lærer kan naturligvis frit vælge lærebogssystem i forhold til de relevante emner.
Forslag til bogmateriale er fx:
Biologibogen – systime: Klimaforandringer
Biologibogen – systime: Tema: Havet
Biologibogen – systime: Begrænsende faktorer
Biologibogen – systime: Naturgrundlag og landskabsudnyttelse
Desuden skal eleverne undervejs arbejde med empirisk arbejde og den naturvidenskabelige arbejdsmetode med særligt fokus på ’Community Science’, open source og vidensdeling.
Forslag til modulplan (download lærervejledning med detaljeret modulplan her)
Modul 1: Introduktion til forløbet og verdensmål
Lektier til modulet: Biologibogen – Systime: ’Klimaforandringer’
Materiale: Opgaveark: Modul 1: FN17 og bæredygtighed - individuel og gruppeopgave
Dagens modul starter med en kort introduktion til projektet, herefter tages udgangspunkt i opgaven ’FN17’, hvor eleverne præsenteres for FN's 17 Verdensmål og de udfordringer, verden står over for på et teoretisk plan, samt reflekterer over egen påvirkning af den aktuelle situation.
Modul 2: Havet som økosystem og fremtidens udfordringer
Lektier til modulet: Biologibogen – Systime: ’Livet i havet’ & ’Fødekæder og energistrømme’ & ’Årstidsvariation’
Materiale: Arbejdsark: Modul 2: Lille hav hvad nu? og Introduktionsfilm til havet – et truet økosystem: "Lille hav hvad nu?"
Dagens modul tager udgangspunkt i opgaven ’Lille hav hvad nu?’. Klassen starter med sammen at se en film om havet som økosystem og de trusler, det danske havmiljø står overfor. Filmen efterfølges af gruppearbejde, hvor filmens hovedpointer diskuteres.
Modul 3: Nitrogenkredsløbet
Lektier til modulet: Dagens lektie er en matrix-lektie, hvor artikler fra https://virtuelgalathea3.dk/artikel/nitrogens-kredsl-b fordeles blandt eleverne i henhold til lærervejledningen.
Materiale: Modul 3: Øvelsesark: Nitrogenkredsløbet
Dagens modul tager udgangspunkt i opgaven "Nitrogenkredsløbet". Hvor eleverne med baggrund i dagens matrix-lektie laver en brainstorm om nitrogenkredsløbet i plenum, hvorefter eleverne i grupper fremstiller et sammenhængskort, der præsenteres for resten af klassen i slutningen af modulet.
Modul 4: Kvælstof, landbrug, klimaforandringer og havmiljø
Lektier til modulet: Biologibogen – Systime: ’Begrænsende faktorer’ & ’Naturgrundlag og landskabsudnyttelse’
Materiale: Modul 4: Opgaveark: Kvælstof, landbrug og klimaforandringer
Dagens modul tager udgangspunkt i opgaven ’ Kvælstof, landbrug, klimaforandringer og havmiljø’. Eleverne skal i dagens modul arbejde med artikellæsning, vidensdeling og faglig formidling. I grupper à fire skal eleverne, med udgangspunkt i udvalgte artikler, diskutere problematikker og mulige løsninger under temaet "Kvælstof, landbrug, klimaforandringer og havmiljø".
Modul 5: Muslinger og kampen mod eutrofiering med den naturvidenskabelige arbejdsmetode
Lektier til modulet: https://virtuelgalathea3.dk/artikel/den-naturvidenskabelige-arbejdsmetode-og-tankegang
Materiale:
- Modul 5: Øvelsesark: Muslinger og kampen mod eutrofiering
- Linemuslinger – i kampen mod eutrofiering og som bæredygtig fødevare. Introduktionsvideoen med post.doc. Daniel Taylor giver et videnskabeligt perspektiv på næringsstofproblematikken i en dansk kontekst.
- Øvelsesvejledning filtrationsforsøg
- Øvelsesvejledning til dissektion af blåmuslinger
- Se evt. video af dissektion af blåmuslinger
- Database, hvor eleverne kan uploade deres resultater
Dagens modul handler om eksperimentelt arbejde, hvor eleverne igennem to øvelser om muslinger skal opnå en empirisk forståelse for muslinger, og hvordan de kan bidrage som en løsning til nogle af de udfordringer, vi står overfor i forhold til eutrofiering af det danske havmiljø. Den første øvelse handler om muslingefiltration og Community-Based Science, mens den anden øvelse er en dissektion af muslinger for en bedre forståelse af deres anatomi.
Modul 6: Muslinger, fødevarer og klimakamp
Lektier til modulet: https://virtuelgalathea3.dk/projekt/kulstof-og-verdens-klima ’Kulstof og verdens klima’ & ’Kulstof: Puljer og kredsløb’ & ’CO2 og klimaforandringer’
Materiale: Modul 6: Opgaveark: Muslinger, fødevarer og klimakamp
Klassen arbejder i grupper med forståelse af kulstofkredsløbet, dets sammenhænge med klimaforandringer og global opvarmning på et teoretisk plan. Hvorefter grupper diskuterer mulige løsningsforslag på globalt, regionalt, lokalt og perpersonligt plan. Arbejdet tager udgangspunkt i opgaven: ’Muslinger, fødevarer og klimakamp’.
Modul 7: Case: Etablering af muslingefarm del 1
Lektier til modulet: Biologibogen – Systime: ’Tema: Havet indledning’ & ’Iltsvind og bundvending’
Materiale:
Modul 7: Caseopgave: Etablering af muslingefarm
En lille video, der giver et kommercielt perspektiv på oprettelsen af muslingefarme.
Modelleringsdata fra MYTIGATE til placering og etablering af muslingefarm på baggrund af videnskabelige data til brug i casen
Hedeselskabets rapport og konklusioner i forhold til muslingefarme
Dagens modul tager udgangspunkt i ’Case: Etablering af muslingefarm på baggrund af MYTIGATE’, hvor eleverne i grupper skal forberede grundlaget for etableringen af en muslingefarm på baggrund af videnskabelig modellering. Casen er udformet som en konkurrence, hvor de enkelte grupper forbereder en præsentation af deres projektforslag under inddragelse af teori fra forløbet og videnskabelig modellering i MYTIGATE. Grupperne pitcher deres projektforslag i modul 9, hvorefter læreren, på baggrund af de afholdte pitches, fordeler ’fondsmidlerne’ til det/de mest gennemarbejdede projektforslag
Modul 8: Case: Etablering af muslingefarm del 2
Lektier til modulet: Afhængigt af gruppens status
I dagens modul arbejder grupperne videre med deres Case-opgave fra foregående modul og forbereder deres endelige pitchforslag til etablering af en muslingefarm
Modul 9: Pitch-konkurrence på baggrund af casen
Lektier til modulet: Afhængig af gruppens status
Materiale: Modul 9: Opgaveark til pitchkonkurrence
I dagens modul pitcher grupperne deres projektforslag i henhold til retningslinjerne udstukket i ’ Pitch og casekonkurrence": Casekonkurrence’ i plenum, hvorefter læreren på baggrund af de afholdte pitches fordeler ’fondsmidlerne’ til det/de mest gennemarbejdede projektforslag
Modul 10: Opsamling på projektet og refleksioner i forhold til FN's Verdensmål
Lektier til modulet: Ingen
Materiale: Modul 10: Elevark til evalueringsopgave
Dagens modul tager udgangspunkt i diskussionsoplægget "Projektet og FN17", hvor eleverne evaluerer forløb i forhold til FN's 17 Verdensmål og deres udbytte, efterfulgt af en klassediskussion om andre emner, hvor biologisk og bioteknologisk viden kan bidrage til af nå i mål med nogle af FN's Verdensmål inden 2030.
DEL
Der vil i løbet af de forskellige moduler være flere små opgaver, der skal løses i modulet, og hvis krav vil være angivet i opgaven.
Derudover skal klassen som helhed bidrage til indsamling af et Community-Based Science-eksperiment, hvor data fra filtreringsforsøget indsamles og deles i en database, der med tiden forhåbentlig kan nå et omfang, der kan danne basis for ny viden i en videnskabelig publikation.
Eleverne afslutter Case-forløbet med et pitch, hvor de præsenterer deres løsningsforslag understøttet af videnskabelig modellering og faglig viden og argumenter, og på den måde opøver deres kompetencer inden for videnskabelig formidling og argumentation.
Endelig afsluttes hele forløbet med et individuelt refleksionspapir om projektet som helhed i forhold til FN's Verdensmål, der skal danne basis for en gruppediskussion om andre eksempler på, hvordan biologisk og bioteknologisk viden kan bidrage i forhold til at nå målsætningerne udstukket i FN's 17 Verdensmål.
