LÆRERVEJLEDNING

Introduktion til Minefelt

Kort om forløbet

I Minefelt arbejder eleverne med følgende problemstilling:

Hvordan kan vi bidrage til at sikre forsyningen af kritiske grundstoffer til forbrugsgoder og den grønne omstilling, uden at det går ud over miljø og mennesker?

Sjældne grundstoffer er i dag en uundværlig del af de fleste elektroniske produkter. Disse grundstoffer anvendes i alt fra telefoner og computerchips til solceller og elbiler, og forbruget vokser i takt med, at vi udvikler nye teknologier. Den øgede efterspørgsel skaber udfordringer med at sikre en bæredygtig og pålidelig forsyning af de kritiske grundstoffer til både forbrugsgoder og den grønne omstilling. Udvinding og genudvinding af kritiske grundstoffer fra natur og elektronikskrot er ofte forbundet med forurening og dårlige arbejdsforhold.

Hvordan kan vi bidrage til at sikre forsyningen af kritiske grundstoffer?

Centrale faglige pointer

I Minefelt arbejder eleverne med følgende faglige pointer:

Kritiske grundstoffer udgør en uundværlig del af de fleste elektroniske produkter.
Efterspørgslen efter kritiske grundstoffer er stigende.
Udvinding af kritiske grundstoffer gennem eksempelvis minedrift er ofte forbundet med betydelige miljømæssige og menneskelige konsekvenser.
Kritiske grundstoffer kan genudvindes fra udtjente elektroniske produkter ved hjælp af separation.
Separationen af kritiske grundstoffer kan blandt andet ske ved hjælp af fældningsreaktioner.
Genudvinding af kritiske grundstoffer kan også medføre miljømæssige konsekvenser.
Producenter, politikere og forbrugere har et fælles ansvar for at bidrage til at sikre en stabil og ansvarlig forsyning af kritiske grundstoffer.

Fagbegreber

Eleverne arbejder med en række fagbegreber i forløbet. Fagbegreberne introduceres i følgende af forløbets dele:

Del 1 - Introduktion:

Kritiske grundstoffer
Minedrift
Udvinding

Del 2 - Genbrug af metaller:

Fældningsreaktion
Bundfald
Separation
Tungtopløseligt
Letopløseligt

Del 3 - Hvordan sikrer vi grundstofferne:

Bohrs atommodel
Atommasse
Ion gitter

Forløbets mål

Minefelt er udviklet med afsæt i faglige mål, kernestof og supplerende stof i læreplanen for Kemi C og B.

Nedenfor kan du se alle mål, der danner baggrund for forløbet – både faglige mål og kernestof samt forløbets læringsmål.

Faglige mål og kernestof – kemi C og B

Forløbets mål

Indsamle og efterbehandle iagttagelser og resultater fra eksperimentelt arbejde.
Anvende fagets viden og metoder til at undersøge og beskrive enkle problemstillinger med kemisk indhold fra hverdagen eller den aktuelle debat og eventuelt til at udvikle og vurdere løsninger.

Kernestof:

Fældnings-, simple redox- og syre-basereaktioner, herunder pH-begrebet.
Kemisk fagsprog, herunder kemiske formler og reaktionsskemaer.
Ionforbindelsers opbygning, navngivning, egenskaber og anvendelse.

Forløbets læringsmål

I Minefelt arbejdes med to overordnede læringsmål. Målet er, at eleverne efter forløbet kan:

undersøge og forklare hvordan kemiske reaktioner kan bruges til at genudvinde kritiske grundstoffer.

Inddrage kemisk viden til at diskutere og vurdere sikring af kritiske grundstoffer til vores moderne liv.

Eleverne introduceres til læringsmålene i forløbets første aktivitet, og de evaluerer på deres læring ud fra læringsmålene i forløbets afsluttende aktivitet.

Eksamen.

Problemstillingen og det udførte eksperimentelle arbejde i Minefelt kan danne grundlag for eksamens-spørgsmål til den mundtlige eksamen i Kemi C og Kemi B. Læs mere nedenfor.

Mundtlig eksamen

Kemi C

I Minefelt indgår følgende eksperimentelt arbejde, der kan indgå i eksamensopgaver til den mundtlig/praktiske prøve i Kemi C.

Til eksamen kan de fysiske eksperimenter kobles til mikroniveauet, ved at eleven har adgang til en computer, hvor den digitale simulation "Zoom ind" er åbnet. "Zoom ind" kan også bruges til at få eleven til at demonstrere afstemning af reaktionsligninger.

Forløbets problemstilling omkring kritiske grundstoffer åbner for følgende perspektiveringer:

Hvorfor kemi er vigtig for genanvendelsen af kritiske grundstoffer fra produkter, der afleveres til genbrug.
Hvilke kemiske udfordringer der er i forhold til at genudvinde kritiske grundstoffer.

Eleverne kan anvende deres noter fra siden dine noter til eksamen. På siden findes de væsentligste figurer fra Minefelt samt de noter, eleverne selv har skrevet i tabeller og skrivefelter undervejs i forløbet. Eleverne kan kun se deres egne noter, og det er derfor vigtigt, at elever i samme gruppe deler fælles noter ved forløbets afslutning. Eleverne skal selv udskrive eller gemme siden som pdf for at kunne dele noterne.

Kemi B
Det faglige indhold i Minefelt er tilpasset C-niveau, og det eksperimentelle arbejde er derfor ikke på et højt nok fagligt niveau til alene at være det eksperiment, en Kemi B eksamensopgave er bygget op omkring.

Forløbets problemstilling er velegnet som udgangspunkt for en opgave om funktion og genbrug af batterier, hvis det kombineres med bilag/eksperimenter om redoxreaktioner.

Elevforudsætninger

Gennemførelsen af Minefelt forudsætter, at eleverne har grundlæggende viden om atomer, ioner og brug af det periodiske system. Kendskab til fældningsreaktioner og fagbegreberne bundfald, tungtopløseligt og letopløseligt er ikke en forudsætning for at bruge forløbet.

I den digitale simulation "Zoom ind" afstemmer eleverne reaktionsligninger. Det er ikke en forudsætning at eleverne har prøvet at afstemme reaktionsligninger før, men forløbet kan bruges til at introducere afstemning af reaktionsligninger.

Din forberedelse

Generelt om forberedelse

Vi anbefaler, at du læser Minefelt igennem, før I begynder på forløbet. Det er vigtigt, at du også læser lærerguides. De indeholder bl.a. praktiske informationer, forslag til feedback og mulige svar til de enkelte aktiviteter. Du kan læse mere om din forberedelse i den første lærerguide i hver aktivitet. Vejledning til fremstilling af alle opløsninger og saltblandinger i Minefelt kan findes som PDF her (Mangler -uploades torsdag aften Mårten).

Den estimerede forberedelsestid for hver af forløbets 4 aktiviteter fremgår af oversigten nedenfor.

	Laboratorieforberedelse	Anden forberedelse	Samlet forberedelse
Grundstoffer i hverdagen	Ingen	15 min	15 min
Fra affald til grundstof	15 min	15 min	30 min
Separer metallerne	30 min	30 min	60 min
Fremtidens behov	Ingen	20 min	20 min

Ændringer gemt

”Anden forberedelse” dækker over gennemlæsning af aktiviteter og lærerguides på undervisningsplatformen. Du kan desuden vælge at forberede følgende for at sikre bedre tid til aktiviteterne:

Bede eleverne logge ind på undervisningsplatformen enten hjemmefra eller i et foregående modul
Sammensætte grupper og dele dem med eleverne, inden I begynder
Stille materialer klar til hver gruppe inden undervisningen

Herudover må du forvente ekstra forberedelsestid, første gang du underviser i Minefelt til fx at orientere dig i brugen af LIFE's digitale undervisningsplatform og i det digitale element Zoom ind.

LIFE's undervisningsplatform

På LIFE's undervisningsplatform finder du forløbets lærerguides til de enkelte aktiviteter, som du skal bruge til din forberedelse. Forløbet er højt stilladseret med alle instruktioner, som eleverne har brug for, samt baggrundsinformationer, skrivefelter, tabeller og grafisk materiale.

Nedenfor kan du se en video, der giver en kort introduktion til LIFE's undervisningsplatform.

Introduktion til LIFE's undervisningsplatform.

Det er væsentligt for dig og eleverne at vide følgende om de noter, som eleverne kan skrive i undervisningsplatformens skrivefelter og tabeller:

Elevens noter gemmes automatisk, og de væsentligste af dem overføres til siden Dine noter.
Eleven kan kan kun se sine egne noter. Hverken du eller de andre elever kan se dem, og de kan ikke deles på undervisningsplatformen. Derfor er det vigtigt, at alle elever i gruppen skriver deres egne noter på undervisningsplatformen.
Eleven kan downloade og gemme siden Dine noter som pdf.

Forløbets lærerguides kan ikke ses af dine elever. De kan kun ses af dig.

Laboratorieforberedelse

I følgende aktiviteter er der laboratorieforberedelse:

Del 2: Fra affald til grundstof
Del 2: Separation af metallerne

Du finder materialelister og beskrivelser af, hvordan du forbereder det eksperimentelle arbejde, i den første lærerguide i hver aktivitet.

Digital simulering Zoom ind

I Minefelt skal eleverne ud over de fysiske eksperimenter også gennemføre eksperimenterne digitalt gennem det digitale element Zoom ind. Du kan med fordel afprøve det digitale element inden undervisningen. Det digitale element bliver brugt i følgende aktiviteter:

Del 2: Fra affald til grundstof
Del 2: Separation af

Modulplaner (ikke rettet til i forhold til nyeste overskrifter Mårten)

Modulplanerne nedenfor giver dig et hurtigt overblik over, hvor lang tid Minefelts aktiviteter tager. Du kan læse mere om delenes indhold i Forløbsoverblikket (Grafisk overblik mangler Mårten).

Modulplan 1 (del 1)

Modulplan 2+3 (del 2)

Modulplan 4 (del 3)

Materialer

Du vil modtage et LIFE Kit, der indeholder de fleste materialer til forløbet. Materialerne er engangsmaterialer og skal ikke returneres til LIFE. Du kan altid genbooke Minefelt for at få nye materialer.

Bemærk, at der i forløbet er brug for materialer, som ikke indgår i LIFE Kit, og som du selv skal sørge for, at I har på dit gymnasium. Det drejer sig om følgende:

Del 2: Fra affald til grundstof.

Fældningsreaktioner.

1 bægerglas pr gruppe
1 stativ pr. gruppe

Del 2: Separer metallerne

Design en separationsmetode.

1 bægerglas pr gruppe
2 stativer pr. gruppe

Separer metallerne

2 bægerglas pr gruppe
1 måleglas (min. 25 mL) pr gruppe
1 konisk kolbe (100 mL) pr gruppe
1 stativ pr gruppe

Du kan se en detaljeret liste over indholdet i LIFE Kit nedenfor.

Materialeliste (udkast, grafik ikke færdigt)

Brugerundersøgelse

Når I er færdige med forløbet, skal du udfylde en brugerundersøgelse. Det tager ca. 5 minutter at svare på spørgsmålene. Du skal benytte dig af linket her: Brugerundersøgelse.

Hvis I ikke gennemfører hele forløbet, skal du stadig udfylde brugerundersøgelsen. Din mening er vigtig for os, så vi kan forbedre vores undervisningsforløb.

Sikkerhed og håndtering

Sikkerhed og håndtering i aktiviteter

I forløbet bruges 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 sikkerhedsdatabladet grundigt. Du finder det ved hjælp af QR-koden til højre.

Scan eller klik på QR-koden for at se forløbets sikkerhedsdatablade.

Didaktiske overvejelser

Lærerrollen

I Minefelt arbejder eleverne hovedsagelig selvstændigt i grupper ud fra instruktioner på LIFE's undervisningsplatform samt på arbejdsark. Ved opstart af aktiviteter og klassesamtaler anbefaler vi, at du rammesætter og faciliterer elevernes arbejde ud fra instruktionerne på undervisningsplatformen.

Under elevernes selvstændige eksperimentelle arbejde anbefaler vi, at du indtager en vejledende rolle, hvor du guider eleverne ved at give dem formativ feedback på deres arbejdsproces og resultater. Det er vigtigt, at du lader eleverne udføre undersøgelserne selv, så de kan opnå deres egne erfaringer og drage deres egne faglige konklusioner.

Din rolle og brugen af undervisningsplatformen er beskrevet i den første lærerguide på hver aktivitet. Du kan desuden finde forslag til feedbackspørgsmål, vigtige faglige pointer og forslag til differentiering i lærerguides fordelt under de enkelte trin i aktiviteterne.

Elevroller og deltagelsesmuligheder

I Minefelt er der et bevidst fokus på elevroller i laboratoriet for at udvide elevernes deltagelsesmuligheder og skabe en tydelig struktur for samarbejdet. Under det eksperimentelle arbejde tildeles eleverne konkrete roller, så alle får en tydelig opgave og en legitim plads i gruppens arbejde. Roller kan fungere som en ramme for samarbejde, der understøtter både positiv gensidig afhængighed og individuel ansvarlighed.

Rollerne roteres undervejs i forløbet. Rotation kan bidrage til, at flere elever får erfaring med forskellige arbejdsformer fx at håndtere udstyr, lede en procedure, dokumentere data eller kvalitetssikre forsøget, og dermed få adgang til flere måder at deltage fagligt på. Samtidig ligger det op til at styrke elevers oplevelse af handlekraft, tilhørsforhold og anerkendelse i gruppearbejdet.

Som lærer kan du med fordel være aktivt involveret i rollefordelingen, for at udfordre eleverne i roller, de ikke automatisk vælger, eller ofte bliver tildelt. Det kan være relevant af hensyn til deltagelsesbias, hvor nogle elever typisk ender i “praktiske” eller “styrende” roller, mens andre får mere perifere opgaver. En bevidst og roterende rollefordeling kan her understøtte et læringsmiljø, hvor elever får myndighed til at bidrage.

Undersøgelsesbaseret naturfagsundervisning (6F)

Minefelt aktiviteter er udviklet med inspiration fra 6F-modellen Møller et al., MONA, 1, 26-44 (2020). 6F er en didaktisk model, som kan anvendes til at planlægge og organisere undersøgelsesbaseret naturfagsundervisning. Med denne tilgang tages der afsæt i elevernes egne forudsætninger og undersøgelser. Det er særlig vigtigt, at du ikke foregriber elevernes egne konklusioner ved at forklare, hvad de kan forvente af svar og observationer.

I det følgende beskrives, hvordan de seks faser optræder i Minefelt:

Forudsætning: Forløbets opstartsaktivitet har til hensigt at afdække elevernes faglige forudsætninger inden forløbet, og opsamlingsøvelser og fællesdialoger i forløbet afdækker elevernes forudsætninger undervejs.
Fang: Forløbet har til hensigt at fange elevernes interesse ved at vise, dem hovr afhængide de selv er af de kritiske grundstoffer, og hvor vigtige de er for den grønne omstilling. Det er også hensigten at engagere eleverne og vække deres nysgerrighed ved at lade dem eksperimenterer med fældningsreaktioner selv både fysisk, og gennem det digitale element Zoom ind.
Forsk: Eleverne skal gennemføre kvalitative undersøgelser af fældningsreaktioner. Eleverne skal både fysisk og digitalt undersøge fældningsreaktioner.
Forklar: I forløbet formulerer eleverne mundtligt og skriftligt mulige forklaringer på deres undersøgelsesresultater. Dette giver eleverne mulighed for at få valideret deres forklaringer, og det giver dig mulighed for at få indsigt i elevernes progression.
Forlæng: I sidste del af forløbet anvender eleverne deres opnåede erfaringer om kritiske grundstoffer, udvinding og genudvinding til at diskuterer mulige tiltag for at sikre forsyningen af kritiske grundstoffer.
Feedback: Der indgår muligheder for feedback undervejs i hele forløbet, bl.a. via fælles opsamlinger i klassen. Du kan i aktiviteternes lærerguides finde forslag til formative feedbackspørgsmål, som du kan stille eleverne undervejs i deres undersøgelser.

Læs mere om forløbet

LIFE's samarbejdspartnere

Minefelt er udviklet i samarbejde med Topsoe og Elretur. Begge organisationer har bidraget med faglig ekspertviden, sparring på aktiviteterne.

Topsoe

(Mangler - Mårten)

Elretur

Elretur er Danmarks største kollektive ordning for elektronik og har i mere end 20 år sikret, at producentansvaret bliver omsat til effektiv og ansvarlig håndtering af elektronikaffald.

Som non-profit organisation arbejder Elretur for, at flest mulige værdifulde råstoffer bevares i kredsløbet gennem høj kvalitet i både genbrug og genanvendelse. Derfor har Elretur etableret Danmarks første genbrugsanlæg for elektronik – Electronic Reuse and Recycling (ERR). Her kombineres data, teknologi og manuel sortering for at trække brugbart elektronik ud af affaldsstrømmen, reparere det og sende det tilbage på markedet. Det elektronikaffald, der ikke kan genbruges, sendes videre til Elreturs samarbejdspartnere, hvor det skilles ad, så ressourcerne kan genanvendes i nye produkter.

Som en del af Returfamilien arbejder Elretur tæt sammen med myndigheder, kommuner, affaldssektoren og danske virksomheder for at styrke cirkularitet, dokumentation og gennemsigtighed på tværs af værdikæden. Elretur hjælper producenter og importører med at navigere tung lovgivning, levere korrekte data og leve op til kravene om ansvarlig håndtering af elektronikaffald – med fokus på både sikkerhed, klima og ressourcebesparelse.