Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl


Forløbsbeskrivelse: Hjerte

Introduktion

Forløbet kan anvendes på Biologi C-niveau og på NV hold, hvor biologi og/eller informatik indgår.

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 ifølge 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.

Forløbet kan også tilgodese biologi faget på C-niveau, hvis faglige mål blandt andet skal omfatte en oversigt over kroppens organsystemer, herunder et udvalgt organsystems opbygning og funktion.

De studerende arbejder med deres egne computere, hvorfor det forudsættes, at de kan installere NetLogo software på denne. Eleverne bliver bedt om at tegne på whiteboards i arbejdsspørgsmålene.

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.

Beskrivelse af forløbet

Dette forløb kan afholdes selvstændigt, men kan også bruges som optakt til, eller perspektivering af, et forløb om nervesystemet. Dette forløb kan også være optakt til et forløb om udvikling af lægemidler, hvor transporten over cellemembranen er af stor betydning.

Introduktion:

Forløbet er struktureret i tre logiske dele.

Introduktion:

Start med en generel introduktion til hjerte og kredsløb (f.eks ud fra en lærebog eller ved brug af videoer/animationer)

F.eks: [1] eller : [2]

Denne aktivitet kan tage ca. 20 minutter. Evt lidt længere, hvis der også skal arbejdes med opgaver til teorien.

Arbejdsopgaver:

  • Eleverne arbejder i tomands-grupper med modellen og arbejdsspørgsmål der stilladserer deres arbejde med faget og modellen. Spørgsmålene forsøger desuden at vurderer udbyttet af både det faglige stof og af computational thinking.

Tidsforbrug er vurderet til minimum 90 minutter.

Perspektivering:

Forløbet kan bruges som en perspektivering af et forløb om hjerte og lunger som et organsystem i biologi C.

Eller forløbet kan bruges som optakt til anvendelsen af simuleringer i NV forløbet og som optakt til videre arbejde om hjerte/kredsløb og kondition/motion.

Forslag til elevspørgsmål

Indledende spørgsmål:

  1. Beskriv hvordan hjertet fungerer.

  2. Hvad tror du, at man kan bruge computerbaserede modeller af biologiske systemer til?

Prøv modellen:

  1. Beskriv modellen og forklar hvad du tror de forskellige elementer repræsenterer.

Modellen og biologi:

  1. Er der noget som du synes mangler i modellen? Hvad?
    I hvilken retning løber blodet rundt i kroppen og i hjertet? Beskriv det med ord for hinanden mens I tegner det sammen på et whiteboard. Beskriv der her bagefter.
    Kig på modellen og følg et rødt blodlegeme rundt i hjertet. Hvor forsvinder det hen, når det løber ud af skærmen? Hvor kommer det ind på skærmen igen? Beskriv hele vejen for et rødt blodlegeme.
    Kig på farverne af de røde blodceller. Er de repræsentative?

Interface og kode:

  1. Prøv at få et overblik over hvordan de røde blodceller er skabt i ”Code”-delen af modellen. Kig efter hvor navnet på elementerne ”bloodcell” eller bloodcells” optræder. Prøv at ændre blodcellernes farve så det afspejler hvor meget CO2 og O2 der er bundet.

  2. I "globals" i programmet er der defineret to variable. Læs dem igennem og giv et bud på hvad x er i forhold til et biologisk blodkredsløb.

Ændringer i koden:

  1. Overvej hvilke andre elementer som blodet består af. Vælg et af disse elementer og prøv at skabe det i ”Code”-delen og få det vist i modellens ”Interface”. Overvej grundigt det nye elements udseende (størrelse og form)?

  2. Hvorfor valgte du netop den størrelse og form på det element som du skabte til simuleringen i spørgsmålet ovenfor?

Afsluttende spørgsmål:

  1. Hvilken del synes du er vigtigst i modellen og hvorfor?

 

Netlogo introduktion

Eleverne skal starte med at downloade Netlogo og derefter se nedenstående to videoer. Netlogo kan hentes her: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/

Introduktion til Netlogo

Introduktion til model interfacet

Link til netlogo model, introduktionsvideo og løsningsvideo

Netlogo modellen kan hentes her:

Hjerte model

Bemærk at det er en zip-fil som indeholder to filer der skal udpakkes. Begge filer i zip-filen skal være i samme mappe, og det er filen med endelsen .nlogo der skal åbnes i Netlogo.  

Introduktionsvideo

Løsningsvideo 

Relevant fagligt materiale

F.eks.

Liv - grundbog til biologi C, 2018, Niels Høgslund, Signe Høgslund, Lindhardt og Ringhof Uddannelse

Biologi til tiden, 2005, 2.udg., Lone Als Egebo, Paul Paludan-Müller, Kresten Cæsar Torp, Steen Ussing, Nucleus