Faglig bakgrunn for opplegget

Forsøkstyper

Forsøkene i biologi kan være av ulike typer. Elevøvelser kan være kvalitative eller kvantitative. Kvalitative forsøk får fram hvordan noe ser ut eller endres (for eksempel farge, stor/liten, tykk/tynn, lukter, smaker, gassutvikling). I kvantitative forsøk gjøres det målinger av for eksempel tid, volum, temperatur, lengde, vekt eller konsentrasjon.

Styrte forsøk og åpne forsøk

I styrte forsøk er fremgangsmåten gitt som en oppskrift. Noen ganger gjør vi bekreftende forsøk der alt er gitt på forhånd; både problemstillingen, fremgangsmåten og hvilke resultater vi kan forvente å oppnå.

På veien mot å kunne planlegge og gjennomføre egne undersøkelser er det viktig at elevene gradvis får større utfordringer ved at forsøkene de gjør blir åpnere. Åpne forsøk overlater til elevene å gjøre noen valg underveis. Et mål i starten må være at elevene blir kjent med vanlig utstyr og metodekunnskap. I strukturerte forsøk ber læreren elevene bruke en bestemt metode. I veiledete forsøk får elevene fortsatt oppgitt problemstillingen de skal jobbe med, men må gjøre metodevalg inspirert av forsøk de har gjort tidligere. I helt åpne forsøk er det meste overlatt til eleven. Det er ikke særlig aktuelt med undersøkelser av den siste typen i biologi 2 etter gjeldende læreplan.

Oppsummering av forsøkstyper og graden av åpenhet i undersøkelsene:

Variabler

I sin enkleste form vil vi gjennomføre forsøk der vi måler effekten av å endre en variabel, og holde alt annet som kan tenkes å påvirke denne sammenhengen kontrollert. I faglitteratur brukes begrepene uavhengig variabel, avhengig variabel og kontrollerte variabler.

Uavhengig variabel er den (vanligvis eneste) faktoren som bevisst blir variert i et forsøk. Avhengig variabel er det vi måler som en effekt av endringen i uavhengig variabel. Til ett og samme forsøk kan det være flere faktorer som egner seg som avhengig variabel. Da må vi velge å måle den faktoren som gir de beste målingene, på den greieste måten, med de ressursene (for eksempel utstyr og tid) som er tilgjengelig. I et forsøk er det sammenhengen mellom uavhengig og avhengig variabel vi er ute etter. Alt som potensielt kan påvirke denne sammenhengen må vi holde så konstant som mulig. Dette kaller vi kontrollerte variable. De kontrollerte variablene bør listes opp, og elevene bør beskrive hvordan de vil gå fram for å holde dem konstante.

Elevene bør læres opp til å føre logg underveis slik at ideer til hypoteser, testmetoden, målinger og kommentarer til gode og dårlige målinger blir notert. Da har elevene et godt grunnlag til å skrive rapport fra forsøket.

Hvorfor flere gjentagelser av et forsøk?

Et viktig krav innen naturvitenskap er at resultater som fremkommer gjennom eksperimenter er reproduserbare. Den første sjekken på reproduserbarhet er at vi gjentar forsøket vårt flere ganger. Gjentagelsen kan bli utført gruppevis eller ved at flere grupper i klassen gjennomfører et forsøk på samme måte. Ved vitenskapelig arbeid vil forskeren beskrive forsøkene sine så nøye at andre innen fagfeltet kan gjennomføre samme forsøk, og dermed teste reproduserbarheten av resultatene.

Ved målinger av biologiske prosesser får vi alltid variasjon i resultatene. En årsak til variasjon kan være menneskelig feil. I tillegg er biologisk materiale i seg selv variabelt, og vil kunne gi variasjon i målingene. Måleapparater vi bruker i forbindelse med eksperimenter har nøyaktighet på et visst nivå. Ved å gjennomføre forsøk flere ganger får vi en oversikt over spredningen i måleverdier. Generelt er det slik at mange målinger som viser lite spredning gjør at vi kan trekke sikrere konklusjoner enn når antallet repetisjoner er lite og/eller viser stor spredning. 

Rådata

Rådata er alle resultatene som blir innhentet gjennom forsøket. I skolesammenheng er det vanlig at rådataene blir presentert i sin helhet under resultatkapittelet. I større undersøkelser og vitenskapelige publiseringer kan rådata presenteres som vedlegg.

Behandlede data

Det er vanlig at rådata behandles matematisk før presentasjon i en rapport. En enkel matematisk behandling kan være å regne ut gjennomsnittet av parallelle målinger. I tillegg er det vanlig å presentere spredning i måledata. Her vil vi begynne enklest mulig med å beregne maksimums- og minimumsverdier. Senere i opplegget innfører vi standardavvik/standardfeil som krever noe matematisk behandling.

Litt om peroksidaser/katalase

Ved nedbrytning av fett og enkelte aminosyrer blir det dannet peroksider, som er skadelig for cellene. Cellene har enzymer som kan bryte ned peroksidene etter hver som de blir dannet. Enzymet katalase er en peroksidase som katalyserer omdanningen av hydrogenperoksid (H₂O₂) til vann og oksygengass.