Kostberegner

Status & Planer

Forløbet er udarbejdet til undervisning i Naturvidenskabeligt Grundforløb (NV) i STX, samt til brug i Biologi C undervisning på STX.

Forløbet anvender en NetLogo simulering af en simpel kostberegner

Forløbet tænkes afprøvet på NV hold i efteråret 2017 med faget Informatik som deltager.

Introduktion

NV er en naturlig platform i STX for introduktion af naturvidenskabelige fag og emner. Informatik kan indgå i fagpakken. Derfor er det oplagt at anvende simuleringer i dette grundforløb for at introducere elever for CT og for at understøtte modelbegrebet som der arbejdes med i NV. Eleverne skal i følge læreplanen for NV (2017) bl.a kunne anvende modeller og kunne se deres muligheder og begrænsninger. De skal desuden have viden om naturvidenskabernes metoder, og herunder er computationelle metoder oplagte.

Forudsætninger

• De studerende arbejder med deres egne computere, hvorfor det forudsættes, at de kan installere NetLogo software på denne.
• Der er ingen faglige forudsætninger indenfor hverken biologi eller CT.
• I løbet af forløbet bliver de studerende bedt om at løse specifikke opgaver i NetLogo og om at gemme deres modeller som filer.
• Desuden bliver eleverne bedt om at udfylde et spørgeskema med besvarelser på arbejdsopgaver der stilles undervejs i forløbet og med evaluerende spørgsmål før og efter.

Aktiviteter & Materialer

Forløbet er struktureret i tre logiske dele.

Introduktion:

Start med en generel introduktion til beregning af kost. Fokus er ikke på at forstå teorien bag men at få en ide om, hvad simulationen går ud på

Denne aktivitet skal kun tage omkring 10 minutter.

Spørgeskema med arbejdsopgaver og evalueringsspørgsmål:

• Eleverne arbejder i tomands-grupper med modellen og individuelt med et spørgeskema der stilladserer deres arbejde med faget og modellen. Desuden indeholder spørgeskemaet nogle evaluerende spørgsmål som vurderer udbyttet af både det faglige og af computational thinking.

Arbejdsopgaver (forslag)

Opsætning og afprøvning Tryk på "Setup" knappen for at starte modellen (dette trin er vigtigt for at programmet kan køre). Lav nogle ændringer i boksene og lav udregninger ved at trykke på "Go"

Opgave 1. Afprøv modellen og beskriv på 5-10 linier hvad modellen går ud på og hvad det er der beregnes. Beskriv hvad der sker hvis man ikke har sat de øverste sliders til de rigtige værdier. Forklar betydningen af feltet med farverne nederst i modellen.

Opgave 2. Diskuter hvor mange decimaler der bør være i beregningerne (de lyse felter). Højreklik på nogle af dem, vælg "Edit" og prøv at ændre det viste antal decimaler.

Opgave 3. Kig i koden for modellen under "Code". Find det sted i koden hvor omregningsfaktoren mellem KJ og kcal er defineret.

Opgave 4. Undersøg hvad der sker i de 4 kodestumper der starter med "to-report" og skriv det ned for hver af dem. De fire kodestumper er nederst i koden. I behøver ikke forstå nøjagtigt hvordan koden er skrevet, koncentrer jer om at finde ud af, hvad de gør.

Break: Forklaring af funktioner samt formelle og aktuelle parametre

Opgave 5. Hver af de 4 kodestumper i "Code" delen er en procedure, dvs. en kodestump som udfører en opgave. Beskriv detaljeret hvordan proceduren "beregn-i-kJ" virker.

Opgave 6. Nogle af procedurerne bruger de andre procedurer til at udføre deres opgave. Beskriv hvordan proceduren "beregn-i-kcal" virker. Hvilken anden procedure bruger den? Og hvordan bruger den omregningsfaktoren?

Opgave 7. Undersøg nærmere hvordan de 4 kodestumper i "Code" bliver brugt i de forskellige dele af modellen .

1. Højreklik på feltet "Protein energi i kJ" og vælg "Edit". Hvilken procedure og hvilke parametre bruges her?
2. Højreklik på feltet "Fedstof energi i kJ" og vælg "Edit". Hvilken procedure og hvilke parametre bruges her?
3. Højreklik på feltet "Samlet energi i kcal pr. 100g" og vælg "Edit". Hvilken procedure og hvilke parametre bruges her?

Opgave 8. Diskuter hvorfor man ikke bare laver en beregning i hvert felt. Hvad får man ud af at have små procedurer der kan anvendes til beregningerne?

Opgave 9. I skal nu prøve at udvide modellen.

Kopier den nedenstående kode ind nederst i "code" delen:

to vælg-fødevare
if-else (Fødevarer = "Mælk")
 [set Protein 4 set Fedtstof 2 set Kulhydrat 5]
 [if-else (Fødevarer = "Cornflakes")
   [set Protein 7 set Fedtstof 1 set Kulhydrat 83]
   [set Protein 8 set Fedtstof 4 set Kulhydrat 51]
 ]
end

Højreklik i "Interface" delen og vælg "Chooser". Giv den navnet "Fødevarer". Få den til at vælge mellem de tre valgmuligheder der er defineret i koden (Mælk, Cornflakes, Franskbrød). OBS: Franskbrød er ikke med i koden men er det valg der foretages hvis man ikke vælger "Mælk" eller "Cornflakes"

Kald proceduren "vælg-fødevare" i koden. Hvor skal det stå for at det virker?

Afprøv modellen igen. Husk at trykke "Setup" først og "Go" når den skal beregne.

Opgave 10. Diskuter om man kunne gøre modellen mere brugervenlig

Opgave 11. Diskuter om man kunne udvide modellen så den lavede andre beregninger som ville være relevante

Yderligere muligheder:

- Evt kan Excel filen vises så man kan se at kode og interface er samme sted, at der er mulighed for mange fejlindtastninger og fejl i beregninger

- Evt. kan man bede eleverne højreklikke på et Input-felt og vælge "String" i stedet for "Number". Det kan give en snak om validering af datatyper men det er måske lidt over niveau

Tidsforbrug er vurderet til minimum 90 minutter.

Link til spørgeskema (indsættes senere)

Perspektivering:

Forløbet kan bruges som en perspektivering af et forløb om kost i biologi C.

Eller forløbet kan bruges som optakt til anvendelsen af simuleringer i NV forløbet og som optakt til videre arbejde ernæring og kost.

Refleksioner over designet af forløbet ("undervisningsnoter")

Forløbet tilgodeser naturvidenskabeligt grundforløbs (NVs) læreplan, hvor det at anvende modeller, som kvalitativt og kvantitativt beskriver enkle sammenhænge i omgivelserne samt at kunne se modellernes muligheder og begrænsninger er centrale faglige mål. Desuden skal de studerende også, i følge læreplanen for faget kunne formidle et naturvidenskabeligt emne med relevante faglige begreber og repræsentationer.

Desuden tilgodeser forløbet biologi faget på C-niveau