Höfundur: Þórunn Arnadóttir
Ritstjóri: Ester Ýr Jónsdóttir

Til baka

Markhópur:  Nemendur í 6. – 8. bekk.

Lykilorð: gróðurhúsaáhrif, gróðurhúsalofttegundir, hlýnun Jarðar, kolefnisjöfnun.

Lengd:  18 kennslustundir (40 mín/kennslustund).

Verklegt/vettvangsferð:  vettvangsferð.

Efnisyfirlit

Markmið
Hæfniviðmið og tengsl við námskrá
Lykilhugtök
Efni

Lesefni og kveikjur
Tenglar og myndbönd
Vinna nemenda
Verklegar æfingar/Vettvangsferð
Álitamál, áskoranir og tækifæri

Námsmat

Markmið

Markmið verkefnisins er að útbúa námsreynslu sem getur stutt við getu nemenda til að bera ábyrgð og hafa áhrif á umhverfi sitt (sbr. Aðalnámskrá 2011 bls. 55). Þegar menn takast á við vandann sem fylgir notkun jarðefnaeldsneytis og því sem veldur gróðurhúsaáhrifum, reynir einmitt á hæfni til að bera ábyrgð og leggja mat á eigin hegðun. Það er trú höfundar að nemendur sem fá þjálfun í að bera ábyrgð á eigin námi, séu líklegir til að yfirfæra þá færni yfir á eigið líf. Hugmyndir um að námsreynsla sem slík hafi meiri áhrif á hegðun fólks heldur en einangruð viðfangsefni námsbóka eru ekki nýjar af nálinni. Benda má á frasa á borð við „learning by living“ sem eignaður er W. H. Kilpatrick (1918). Hann benti á mikilvægi þess að námsreynsla hefði merkingu fyrir nemandann, þátttöku nemandans í eigin námi og hlutverk kennarans sem leiðbeinanda í námsferlinu (Walker, D. F. S., Jonas F. (2009). Curriculum and Aims. New York: Teachers College Press).

Verkefnið skiptist í tvö þrep. Hægt er að sjá samsvörun við endurbyggðan námspýramída Blooms (sjá mynd 1 og nánar í Forehand, 2005 og Ingvar, án árs). Í fyrra þrepinu er unnið með þekkingu og skilning á hugtökum sem tengjast gróðurhúsaáhrifum. Í seinna þrepinu er unnið með leikni, greiningu, mat og nýsköpun þekkingar.

Umfjöllun um gróðurhúsaáhrif er undirstaða í verkefninu en ekki meginviðfangsefni. Eftir að nemendur hafa lesið sér til um og tileinkað sér valin hugtök sem tengjast gróðurhúsaáhrifum munu þeir fást við að skoða það sem verið er að gera í þeirra bæjarfélagi til að minnka gróðurhúsaáhrif. Í framhaldi af því skoða þeir hjólastíga / hjólaleiðir í nágrenni sínu, benda á það sem vel er gert og koma með tillögur að úrbótum þar sem þess er þörf. Gert er ráð fyrir að nemendur hjóli sjálfir eftir hjólaleiðum. (Ef ekki er minnst á umhverfisvænar almenningssamgöngur í umhverfisstefnu sveitarfélags má snúa dæminu yfir í það að nemendur kanni möguleika á hjólreiðum í sveitarfélaginu, ræði kosti og galla, bendi á leiðir til úrbóta og komi tillögum sínum á framfæri við yfirvöld.)

Hæfniviðmið og tengsl við námskrá

Kennsluhugmyndir þessar miðast við tvö markmið sem lúta að lykilhæfni sem meta á við lok grunnskóla og fjögur hæfniviðmið úr kaflanum um náttúrugreinar. Gert er ráð fyrir því að verklag kennslunnar styðji við lykilhæfni en inntak kennslunnar styðji við hæfniviðmið námsgreinarinnar.

a. Lykilhæfni:

i. Hæfni nemenda til að nýta margvíslega miðla í þekkningarleit, útvinnslu og miðlun og nýta upplýsingar á ábyrgan, skapandi og gagnrýninn hátt.

ii. Hæfni nemenda til að bera ábyrgð á eigin námi og leggja mat á eigin vinnubrögð og frammistöðu.

b. Hæfniviðmið:

i. Greint þarfir fólks í nánasta umhverfi sínu og tjáð hugmyndir sínar um lausnir.

ii. Tekið eftir og rætt atriði í umhverfi sínu, gert grein fyrir áhrifum þeirra á lífsgæði íbúa.

iii. Tekið þátt og sýnt hæfni í samvinnu er lýtur að umbótum í heimabyggð.

iv. Tekið þátt í að skoða, skilgreina og bæta eigið umhverfi og náttúru.

Námsmarkmið og verkefni nemenda:

• Að þekkja helstu ástæður fyrir hlýnun Jarðar.
• Geta útskýrt hugtakið gróðurhúsaáhrif.
• Geta bent á kosti og galla við hlýnun Jarðar.
• Geta nefnt fimm eða fleiri dæmi um viðbrögð manna við hlýnun Jarðar.
• Geta bent á hvaða atriði í umhverfisstefnu sveitarfélagsins tengjast hlýnun Jarðar.
• Geta merkt hjólaleið inn á kort og mælt vegalengd.
• Geta unnið með öðrum við að skrá tillögur að úrbótum á hjólaleið þannig að hægt sé að afhenda tillögurnar ráðamönnum sveitarfélags og vista þær á heimasíðu skólans.
• Geta rætt kosti og galla hjólreiða í stóru samhengi.
• Geta lýst hugmyndum sínum um hjólreiðastíga framtíðarinnar.

Lykilhugtök

Gróðurhúsaáhrif:  Sólin sendir frá sér orkuríka geisla sem ylja Jörðina og gera plöntum kleift að ljóstillífa. Flestir geislarnir endurkastast aftur út í geim, annaðhvort sem ljós eða hiti. Sem betur fer tapar Jörðin ekki allri geislun sólar aftur út í geim. Nokkrar lofttegundir í lofthjúpnum endurkasta varmageislum aftur til Jarðarinnar. Án þessara lofttegunda væri meðalhiti á Jörðinni -18 °C og þá væri hér ekkert líf. Þetta er ekki ólíkt því sem gerist þegar við erum í lopapeysu. Lopapeysan endurkastar hita sem berst frá húðinni aftur til okkar. Á köldum degi er mikill kostur að tapa ekki hita út í umhverfið. Í lofthjúpnum virka lofttegundir eins og CO₂ líkt og lopapeysa. Síðustu áratugi hefur magn CO₂ margfaldast í lofthjúpnum. Það er eins og að Jörðin sé komin í alltof margar lopapeysur. Þessi aukna einangrun veldur því að hitastig á Jörðinni hækkar. Gróðurhúsaáhrif orsakast af því að Jörðin losnar ekki við eins mikinn varma og hún gerði, hún er of vel einangruð (sbr. Jón Már Halldórsson, 2004).

Gróðurhúsalofttegundir: Lofthjúpurinn er að mestu leyti gerður úr nitri (köfnunarefni, N₂) og súrefni (O₂). Lofttegundirnar sem valda gróðurhúsaáhrifum eru m.a.; vatnsgufa (H₂O), koltvíoxíð (CO₂, einnig nefnt koltvísýringur), metan CH₄, tvíniturmónoxíð (N₂O, einnig nefnt hláturgas), óson (O₃) og ýmis klórflúorkolefni. Vatnsgufa og koltvíoxíð eru öflugustu gróðurhúsalofttegundirnar. Segja má að koltvíoxíð gegni lykilhlutverki í hlýnun Jarðar. Það myndast við bruna. Eftir að menn fóru að brenna olíu og kolum hefur magn koltvíoxíðs í andrúmslofti margfaldast. Það veldur hlýnun sem leiðir af sér meiri uppgufun og þar með auknu magni vatnsgufu. Aukning á metani orsakast m.a. af aukinni nautgriparækt, sorphaugum, hrísgrjónarækt og mengun frá vélum og tækjum. Aukning á tvíniturmónoxíði orsakast meðal annars af notkun nituráburðar (köfnunarefnisáburðar) í landbúnaði og útblæstri véla og tækja. Óson gegnir mikilvægu hlutverki í lofthjúpnum og gleypir í sig innrauða geisla sólar, en hefur einnig áhrif á hækkun hitastigs. Klórflúorkolefnin eru búin til af mönnum. Freon er eitt þeirra efna og hefur tekist að draga úr notkun þess. (Wikipedia notendur, 2014)

Hlýnun Jarðar: Frá 1880 – 2012 hlýnaði um 0,85 °C við yfirborð Jarðar. Á þessu tímabili hafa verið margar sveiflur í hitastigi. Margir hafa því dregið það í efa að Jörðin sé að hlýna vegna eigin reynslu af köldum tímabilum. Afleiðingar hlýnunar eru m.a. bráðnun jökla, minnkun íshellu heimskautanna, þynning og minnkun sífrera (sem leiðir af sér aukna losun gróðurhúsalofttegunda), hækkun á yfirborði sjávar og á sýrustigi hans. Úrkoma hefur dregist saman á þurrum svæðum og aukist á rökum svæðum og áfram má búast við öfgum í veðri eins og fellibyljum, úrhelli og hitabylgjum. (Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna um loftslagsbreytingar, 2013)

Kolefnisjöfnun: Við ljóstillífun mynda plöntur kolvetni og binda þannig koltvíoxíð í vefi sína. Kolvetnið verður aftur að koltvíoxíði, annaðhvort þegar plantan deyr eða þegar dýr sem át plöntuna brennir fæðunni. Þetta er frekar einföld hringrás. Eldfjöll geta bætt koltvíoxíði í andrúmsloftið en virkni þeirra er ekki svo mikil að áhrifa þeirra gæti nema í nokkra mánuði. Þegar við brennum olíu og kolum, erum við að sækja í gamlar kolvetnisbirgðir. Þær mynduðust á afar löngum tíma, lokuðust inni í jarðlögum og í stað þess að rotna, umbreyttust þær í olíu og kol. Við losum koltvíoxíð miklu hraðar út í andrúmsloftið en núlifandi plöntur ná að binda í vefi sína. Kolefnisjöfnun er tilraun manna til að auka kolefnisbindingu. Á Íslandi hefur aðallega verið brugðist við með tvennum hætti, annarsvegar skógrækt og hinsvegar endurheimt votlendis. Orkuveita Reykjavíkur vinnur nú að tilraunaverkefni þar sem koltvíoxíðútblástur Hellisheiðarvirkjunnar er fangaður og honum dælt niður í jarðlög þar sem koltvíoxíðið kristallast. Erlendis er unnið að þróun gervitrjáa sem fanga koltvíoxíð sem er svo dælt niður í jörðina. Aðrar aðgerðir eru að bera járnríkan áburð á úthöf og auka þannig þörungablóma. Þörungar eru plöntur hafsins og binda koltvíoxíð. Hægt er að koma risastórum sólhlífum fyrir í háloftunum og minnka þannig geislun sólar til Jarðar. Mikilvægast er  að minnka losun gróðurhúsalofttegunda með betri nýtingu orku og minni orkunotkun.

Efni

Lesefni og kveikjur

Hlekkir á gagnlegar vefsíður þar sem fjallað er um lykilhugtök og annað tengt þeim.

Gróðurhúsaáhrif, gróðurhúsalofttegund og hlýnun Jarðar:

Heimurinn minn er kennsluvefur um umhverfismál, sem er einkum ætlaður grunnskólanemendum frá 1.–10. bekk grunnskóla, en einnig almenningi.

Vísndavefurinn. Hvað veldur gróðurhúsaáhrifum?

Umhverfisráðuneytið, bæklingur um loftslagsbreytingar.

Loftslag.is. Bloggsíða þar sem fjallað er um loftslagsmál með hliðsjón af loftslagsvísindum.

Loftslagsbreytingar og áhrif þeirra – staðan 2013. Samantekt skýrslu vinnuhóps 1, WGI, hjá Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna IPCC. Hér má skoða skýrsluna í heild sinni túlkaða í 19 Haiku myndum.

Upplýsingar um gróðurhúsalofttegundir hjá Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division, NOAA.

Á síðunni CO2Now.org eru teknar saman upplýsingar sem má finna í rannsóknum um CO₂ í andrúmslofti og aðra þætti sem benda til loftslagsbreytinga.

Aðgerðir til að stemma stigu við gróðurhúsaáhrifum. Kolefnisjöfnun – carbfix verkefnið, þörungarækt í úthöfum, skermun sólgeislunnar, gervitré og segl á flutningaskip:

Verkefni og kennsluleiðbeiningar sem fylgja þremur stuttum myndskeiðum um Gróðurhúsaáhrif – Loftslagsbreytingar og hlýnun jarðar.

CarbFix-verkefnið. Stutt myndskeið um kolefnishringrásina og CarbFix leiðina – kolefnisbindingu við Hellisheiðarvirkjun. Hægt er að spila leik sem leiðir nemendur í gegnum hugmyndafræðin a á bak við verkefnið. Hér er einnig að finna kennsluleiðbeiningar.

Hvað er loftslagsverkfræði? Útskýrt hvernig maðurinn reynir að hafa bein áhrif á loftslag með loftslagsverkfræði.

Markmið Kolviðar er m.a. að auka vitund almennings og fyrirtækja um losun gróðurhúsalofttegunda, og að stuðla að fræðslu um tengd málefni.

Svar á Vísindavefnum við spurningunni “Geta kolefnisjafnaðir bílar verið grænir og hvað er eiginlega Kolviður?“

Loftslag.is. Vefur um loftslagsbreytingar – orsakir, afleiðingar og lausnir.

Umhverfisvernd – nýtni, nægjusemi, sátt:

Loftslagsverkefni. Í tilefni Norræna loftslagsdagsins 2010 voru útbúin verkefni tengd loftslagsbreytingum. Verkefnin tengjast loftslagsbreytinum og því sem þær hafa áhrif á t.d. hafið, dýralíf, gróður, veður o.fl. Þetta er samstarfsverkefni Námsgagnastofnunar, Náttúrurskólans og Landverndar.

Hollir lífshættir – heilbrigði og sátt:

Landssamtök hjólreiðamanna. Markmið samtakanna er að efla hjólreiðar á Íslandi.

Hjólreiðar. Hér er m.a. fjallað um kosti hjólreiða sem sammgöngumáta.

Samgöngustofa sýnir hér fræðslumyndir um hjólreiðar.

Auk þessa má benda á þemaheftið CO₂ – framtíðin í okkar höndum sem Námsgagnastofnun gefur út. Hægt er að nýta eina og eina opnu heftisins og er bent á það á einum stað í vinnuseðli nemenda. Með heftinu fylgir vefsíða http://vefir.nams.is/co2/ og fræðslumynd.

Tenglar og myndbönd

Hlekkir á gagnlegar vefsíður þar sem fjallað er um lykilhugtök og annað tengt þeim.

Gróðurhúsaáhrif, gróðurhúsalofttegund og hlýnun Jarðar:

Gróðurhúsaáhrif – Loftslagsbreytingar og hlýnun jarðar. Til kennara. Myndin hentar nemendum í efstu bekkjum grunnskólans og nemendum á náttúrufræðibraut í framhaldsskóla. Hér er að finna umræðupunkta sem hægt er að nýta áður en horft er á fræðslumyndina.

Aðgerðir til að stemma stigu við gróðurhúsaáhrifum. Kolefnisjöfnun – carbfix verkefnið, þörungarækt í úthöfum, skermun sólgeislunnar, gervitré og segl á flutningaskip:

Vinna nemenda

Nemendur fá í hendur vinnuseðil. Vinnuseðillinn inniheldur markmiðalista. Hverju markmiði fylgir slóð á vefsíðu þar sem hægt er að lesa sér til og settar fram hugmyndir að úrvinnslu nemandans. Kennarar geta að sjálfsögðu stutt við hugtakaskilning með glærusýningum, spurningaleikjum, umræðum og hvaða öðrum kennsluaðferðum sem þeim hugnast. Vinnuseðillinn sem nemendur fá, leiðir þá áfram í gegnum verkefnið. Hér er sýnishorn af seðlinum en hann er í heild sinni hér. Gert er ráð fyrir að nemendur vinni að einu markmiði í einu. Miklu máli skiptir að nemendur viti hvað felst í úrvinnslumöguleikunum, þekki hugarkort, minnisspjöld, skýringarmyndir og skráningu í vinnubók. Þó að bent sé á lestexta fyrir hvert markmið, geta nemendur að sjálfsögðu einnig notað leitarvélar og fundið frekari upplýsingar sjálfir.

Markmið 1 á vinnuseðli:

Markmið 1: Að þekkja helstu ástæður fyrir hlýnun Jarðar

Lesefni/verkfæri: Norræni loftslagsdagurinn. Þessi síða er 22 blaðsíður. Þið lesið bara blaðsíðu 1. Svo getið þið líka skoðað heftið CO₂ – framtíðin í okkar höndum, bls. 12–13.

Úrvinnsla til að festa í minni og skilja:

[  ]  Skrá í vinnubók.
[  ]  Gera skýringarmyndir.
[  ]  Gera minnisspjöld /flash cards.
[  ]  Ræða við félaga.
[  ]  Gera hugarkort.

Hvenær unnið, hvar og með hverjum: __________________________________________________________________________

Nemendur fá einnig matskvarða fyrir sjálfsmat.

Verkefnið reynir á sjálfstæð vinnubrögð og það að nemendur sýni ábyrgð á eigin námi. Þar með er kennarinn síður en svo úr leik. Hlutverk hans er að kynna markmið hvers þreps, leiðbeina um úrvinnslu og kveikja og viðhalda áhuga nemenda. Þar sem aðgangur að tölvum er takmarkaður í flestum skólum, má hugsa sér að tveir til þrír nemendur vinni saman í tölvu og að hóparnir vinni verkefnið á mismunandi tímum. Einnig er í sumum tilfellum hægt að prenta út lestexta síðunnar sem vísað er í og afhenda nemendum.

Mikilvægt er að nemendur og kennari geri samantekt á lærdómi eftir vinnu með hvert markmið. Þá er hægt að grípa inn í ef nemendur þurfa skýrari fyrirmæli og þannig miðlast líka reynsla og þekking milli nemenda. Nemendur sjá líka meiri tilgang í úrvinnsluverkefnunum ef þeir sýna öðrum og útskýra. Ekki er nauðsynlegt að allir sýni öllum í bekknum. Hægt er að skipta í hópa og nemendur deila reynslu með sínum hópi. Það tekur minni tíma en getur verið alveg jafn gagnlegt.

Alls er gert ráð fyrir að verkefnið taki um 18 kennslustundir. Í fyrra þrepi má gera ráð fyrir 5-8 kennslustundum. Seinni hluti verkefnisins gæti tekið allt að 10 kennslustundum. Þar eru nokkrir þættir sem gætu hentað sem heimanám. Þar sem aðeins eru 3 kennslustundir í náttúrufræði á viku gæti verkefnið tekið 6 vikur. Erfitt getur verið að viðhalda áhuga nemenda svo lengi og er mælt með að kenna það á 2-3 vikum, enda gefur Aðalnámskrá grunnskóla 2011 svigrúm til samþættingar.

Verklegar æfingar/Vettvangsferð

Hægt er að vinna einstaklingslega eða í hópi að öllum markmiðum nema markmiðum 6-8. Þau þarf að vinna í hópum. Þá fara nemendur út og hjóla og skrá athugasemdir.

Álitamál, áskoranir og tækifæri

Það hefur lengi verið álitamál hvort lofthjúpur Jarðar sé að hlýna ef til lengri tíma er litið. Nú benda sterk rök til þess að svo sé og sömuleiðis að hlýnunin sé af manna völdum. Fyrstu vísbendingar um hlýnun Jarðar komu fram á fyrri hluta 20. aldar og voru í kjölfarið hafnar mælingar á magni CO₂ í andrúmslofti á eyjunni Mauna Loa Havaii árið 1958. Langan tíma tók að ná eyrum almennings og stjórnmálamanna um að í vændum væru miklar breytingar á Jörðinni eins og við þekkjum hana og að aðgerða væri þörf ef sporna ætti við þeim breytingum. Þegar við náum ekki eyrum fólks hækkum við róminn, kveðum skýrar að eða leggjum meiri áherslu á orð okkar. Þegar loftslagsmál eru til umfjöllunar má sjá einkenni þess að talsmenn hafa hækkað róminn. Eftirfarandi texti er tekinn af vef Námsgagnastofnunar þar sem kynnt er fræðslumynd um loftslagsbreytingar:

„Loftmyndir teknar eru af yfir 50 löndum. Við förum í magnaða ferð yfir jörðina þar sem við sjáum hana frá alveg nýju sjónarhorni.

Jörðin er alvarlega veik en það má veita henni þá líkn sem hún þarf, standi allir saman að því. Á 200.000 árum hefur mannkynið raskað hinu viðkvæma jafnvægi sem jörðin hafði búið við í fjóra milljarða ára.

Mannkyn hefur teflt afkomu sinni í hættu með því að stuðla að hlýnun jarðar, ofnýtingu auðlinda og ofveiðum þannig að í lok þessarar aldarmun mannkyn hafa þurrausið flestar náttúruauðlindir. En það er of seint að vera svartsýnn. Við höfum minna en tíu ár til að snúa ferlinu við, en til að svo verði þurfum við að öðlast skilning á því hvaða afleiðingar þessi ofnýting hefur í för með sér og breyta háttum okkar í eitt skipti fyrir öll.“

(Námsgagnastofnun, 2010)

Það fer ekki framhjá neinum sem les þennan texta að komið er að ögurstundu og háskinn vofir yfir. Ég ætla hinsvegar að leyfa mér að efast um að við sem kennarar á mið- og yngsta stigi getum nálgast loftslagsbreytingar með þessum dramatíska hætti. Í fyrsta lagi bera börnin ekki nokkra ábyrgð á því hvernig ástandið er. Í öðru lagi er erfitt að ræða loftslagsbreytingar án þess að tala um stærðir eins og aldur lífs á Jörðinni og lofttegund sem er 0,04% af rúmmáli lofthjúpsins. Það eru stærðir sem eru illskiljanlegar jafnvel fullorðnu fólki. Viðfangsefnið er fjarri þroska nemenda. Í þriðja lagi er það ekki hlutverk okkar að innprenta nemendum skoðanir allra síst með því að spila á tilfinningar eins og ótta við hungursneyð og fátækt.

Hægt er að nálgast kennslu um loftslagsmál með jákvæðari hætti. Líta til þess sem hægt er að gera strax í dag og hvaða ávinning við höfum af því að bregðast við. Í verkefninu er nálgunin á loftslagsmál þessi:

Minni notkun á jarðefnaeldsneyti er bæði góð fyrir heilsu okkar og stuðlar að jafnvægi í náttúrunni.

Vissulega ber maðurinn ábyrgð á loftslagsbreytingum og verður að bregðast við. Börnin þurfa að æfa sig í að bera ábyrgð á smærri skala áður en þau takast á við vanda mannkynsins alls. Þau þurfa að læra leiðir til að láta rödd sína heyrast og æfast í að bera ábyrgð á sjálfum sér. Þessvegna er verkefnið sett fram með þeim hætti að nemendur fá í hendur tæki til að fylgjast með eigin námi, val um verkefni og tæki til sjálfsmats.

Námsmat

Það er við hæfi að verkefni sem á að styðja við hæfni nemenda til að leggja mat á eigin vinnubrögð og frammistöðu fylgi sjálfsmat. Nemendur fá í hendurnar tvö tæki til að meta nám sitt. Í vinnuseðlinum (Fylgiskjal 1) er gert ráð fyrir að nemendur merki við hvernig þeir unnu að hverju markmiði, hvar og með hverjum. Í lok verkefnisins fá nemendur matskvarða þar sem þeir leggja mat á skilning sinn á hugtökum og frammistöðu í verklegum hluta.

Aðalnámskrá gerir kröfu á að kennarar meti hæfni nemenda til að leggja mat á eigið nám. Hlutlaus mælikvarði er vandfundinn. Hér er lagt til að nemendur taki próf úr efnisþáttum og skili inn vinnubók/gögnum. Mat nemandans er borið saman við sjálfsmatið. Nemandi sem sýnir góðan skilning á prófi og skilar vönduðum gögnum en metur sig lágt á sjálfsmatskvarða hefur þá ekki góða færni í að leggja mat á eigið nám. Nemandi sem sýnir lítinn skilning á prófi og skilar illa unnum gögnum og metur sig í samræmi við það, sýnir þá góða færni í að leggja mat á eigið nám.

 

Til kennara: Allar ábendingar eru vel þegnar og ef þú betrumbætir þetta námsefni þætti okkur gott að fá nýja útgáfu til birtingar

esteryj@hi.is  eða svavap@hi.is