För att komma vidare inom biologi, fysik och kemi behöver eleverna kunna en hel del fakta, förstå och kunna förklara olika begrepp. Det är svårt att ens kunna googla på ett område om man inte vet vad man ska söka på. Specialintresserade elever och elever som får stöd och hjälp utanför skolan kan säkert mycket mer än vad vi tror och har kanske redan satt sig in i ett område. Andra som har förmågan, men som inte har fått rätt hjälp behöver vårt stöd för att utvecklas. De tidigare uppgifterna som jag har skrivit i NO är tänkta att väcka intresse och vara ingångspunkt till fördjupad teoretisk kunskap. När en intresserad elev ser att den saknar kunskap inom ett område, kan den söka sig vidare. Detta är inte helt lätt, men det finns säkert elever som klarar detta utmärkt. Jag tror dock att med rätt stöttning, peppning från oss och hjälp i var denna fördjupade kunskap finns och hur den ska förstås så kommer eleverna ännu längre. Vi som lärare behövs och kan göra skillnad.

I likhet med de andra ämnesområdena har jag nedan gjort ett förslag på hur en fördjupning i NO kan se ut. Jag tar varje ämne för sig och inom varje ämne finns ju många olika områden. Varje område kan ju sedan på universitetsnivå fördjupas och delas in i mindre delar i det oändliga, så heltäckande finns ingen chans att jag kan vara. Dock om en elev har kommit så långt i sitt sökande och intresse att det är inne på specialområden på universitetet, så finns goda chanser att den klarar av att lära sig området själv eller med lite stöddiskussioner.

Eftersom denna hemsida främst riktar sig till högstadiet, böjar min lista där och går sedan över gymnasiet. Jag gör också några nedslag på universitetsnivå.

Hemsidor

Naturvetenskap.nu : En hemsida skapad av en gymnasieelev med stort intresse för kemi. Hemsidan är skapad som ett stöd och hjälp för andra gymnasieelever.

Kemi 1 med Dennis: En hemsida skapad av en gymnasielärare om kemi 1. Den är riktad till hans elever och tar upp all kemi som finns i kemi 1 och är bra att använda om du och eleven inte har tillgång till en kemibok för gymnasiet.

Magnus Ehingers hemsida om kemi, biologi och bioteknik: 

Biologi

Fysik

Kemi

De områden som tas upp under högstadiet i kemi och som återfinns under centralt innehåll i kursplanen är:

Grundläggande kemi begrepp och modeller

Grundläggande kemi med en förståelse av grundämnen, atomer (och deras uppbyggnad), molekyler, kemiska och fysikaliska omvandlingar, olika typer av bindningar och periodiska systemet. Dessa områden återkommer man till under hela högstadiet i olika årskurser med olika svårighetsgrad.

Det finns en naturlig progression av området som lägger grunden för all annan kemi. Denna progression kan du säkert redan, men för helhetens skull listar jag den såsom jag ser det.

1. Grundläggande begrepp: atomer, molekyler, grundämnen, kemiska föreningar, joner och jonföreningar.
2. För att förstå hur joner bildas och sedan jonföreningar, fördjupa genom att gå in på hur periodiska systemet är uppbyggt med fördelningen av elektroner och protoner, samt hur joner bildas och varför.
3. Därefter Bohrs atommodell och andra atommodeller. Jämför och diskutera dessa och förklara varför behöver av en mer utvecklad atommodell uppstod.
4. Från Bohrs atommodell kan man fördjupa ytterligare genom att gå på orbitaler och kvantmekanik. Kvantmekaniken kan fördjupas hur långt som helst. Det finns viss fördjupning på gymnasiet både i kemi och fysik, men sedan finns universitetskurser i kvantmekanik där atomorbitaler och molekylorbitaler utvecklas, samt olika kvantmekaniska beräkningar (VÄLDIGT kortfattat sammanfattat av avancerade och stora områden).

Kemiska reaktioner och kemisk jämvikt

När du börjar med kemi, ta då in kemiska reaktionsformler och hur de balanseras från början. De särskilt begåvade elever som är intresserade av naturvetenskapliga ämnen och av logiskt tänkande tycker att kemin blir mer verklig och riktig när formlerna skrivs korrekt. Låt dem öva sig att alltid skriva kemiska balanserade formler för alla reaktioner ni arbetar med, även om inte alla elever vill eller kan detta från början. Jag tror dock att det är bra för alla elever att se korrekta formler från början så det inte blir en chock i nian eller, ännu värre, när de kommer till gymnasiet.

En utvidgning av detta område blir att låta eleverna lära sig mer om kemisk jämvikt och att göra beräkningar med jämviktskonstanter. Detta område kan med fördel kopplas ihop med ekvationer i matematik. För att kunna göra beräkningar med jämviktskonstanter måste eleven även lära sig att göra kemiska beräkningar och kunna mol, koncentration, molaritet, molalitet, pH, pOH mm. Detta brukar av tradition inte gås igenom förrän i slutet av högstadiet, om det ens hinns med då. För särskilt begåvade elever kan detta område gås igenom mycket tidigare. Det finns mycket exempel i vanliga kemi böcker, lite från högstadiet men mycket mer från gymnasiet, men även på nätet finns givetvis mycket. HÄR finns en hemsida som en gymnasieelev skapat om kemi för andra gymnasieelever. Dennis hemsida om kemi 1 är skapad av en gymnasielärare och tar upp det mesta om kemi 1. Den är skapad som ett stöd för hans elever, men kan självklart användas av alla.

På Magnus Ehingers hemsida hittar du mycket matnyttigt inom kemi och biologi. Självklart även om kemiska beräkningar.

Syror och baser och jonföreningar

Många elever tycker det är spännande att börja med syror och baser då det ofta är det första ”riktiga” kemiområdet på högstadiet. De får då börja laborera på riktigt och skriva kemiska formler. Lite grand av kemins speciella karaktär kommer fram. Många tycker också det är spännande att syror och baser är så reaktiva. Förutom att börja skriva kemiska beteckningar för olika syror och baser, skriva balanserade formler för hur de bildas och att laborera med dem, kan man utvidga det till att förstå kemiska jämvikter, att kunna skriva kemiska beteckningar för jonföreningar och hur de bildas samt göra jämviktsberäkningar. Magnus Ehingers hemsida kemi 1 och kemi 2

1. Syror och baser samt deras kemiska beteckningar, samt deras användning
2. Jonföreningars uppbyggnad och hur de bildas, samt neutralisation av syror med baser och reaktionsformler för detta.
3. pH skalan, samband mellan pH och pOH. Syrakonstanter och baskonstanter. Starka kontra svaga syror och samma sak för baser.
4. Jämviktsberäkningar
5. Buffertar

Oorganisk kemi (innefattande delar av områden som material och metaller)

En gemensam punkt för detta område kan vara att få eleven att förstå sambandet mellan kemisk struktur och egenskap, eller utseende. Detta gäller i och för sig för den mesta kemin, men kan poängteras i detta område.

En utgångspunkt för den oorganiska kemin är en förståelse av jonföreningar, speciellt olika kristaller och hur de är uppbyggda. Eleverna kan därför fördjupa sig i hur olika kristaller ser ut och kopplingen mellan den kemiska uppbyggnaden och kristallstrukturen. Ytterligare en fördjupning av detta är kristallografi. Här finns en presentation från kemisamfundet om kristallografi.

Andra material som eleven kan fördjupa sig i är metaller och deras struktur, samt varför metaller har de egenskaper som de har. Även här har Magnus Ehinger en genomgång som eleven kan fördjupa sig i.

Kolföreningars kemi (Organisk kemi)

Jag hade en gång en kemilärare som sa att organisk kemi var som att läsa telefonkatalogen. Det kanske stämmer i inledningen när fokus är på att lära sig den logiska strukturen som finns i namngivning av organiska föreningar, men i bara lite fördjupad organisk kemi blir det snabbt betydligt mer spännande. Ett försök till en progression inom organisk kemi blir (här liksom överallt annars finns flera olika sätt att tänka, men detta är ett sätt):

1. Namngivning med start från kolväten (mättade och omättade), alkoholer, organiska syror, estrar, aldehyder, ketoner, aminer, etrar, osv. Denna listan finns ju ingen stopp på. Att bygga upp avancerade organiska föreningar med många olika typer av grupper och få ett namn som är över en rad långt känns avancerat och spännande för många elever och det är inte svårt utan extremt logiskt, bara man kan reglerna. En bra guide till hur man gör finns att tillgå från Lunds Universitet (och säkert från alla andra universitet också) Nomenklatur i organisk kemi
2. Om eleven är intresserad av den praktiska användningen av olika ämnen, t.ex. var organiska syror finns, aldehyder mm, finns oändliga möjligheter till fördjupning av varje ämnesgrupp. Här finns olika varianter av hur fördjupningen kan gå till. Eleven kan antingen välja att fördjupa sig i ett ämne t.ex. bensaldehyd som luktar som bittermandel, se på uppbyggnad, användningsområde och även hur det skulle kunna framställas (syntetiseras). Eleven skulle också kunna försöka hitta utmärkande drag för olika grupper, plocka ut olika föreningar ur en och samma grupp som var lika eller olika. De kan se var det finns i naturen, diskutera eventuell giftig eller andra utmärkande egenskaper. Ett stort fördjupningsprojekt skulle kunna vara att fokusera på fettsyror. Eleven kan lära sig namngivning, framställan, i vilka djur och växter olika fettsyror finns och varför de finns just där. Eleven kan även lära sig om i vilka olika typer av livsmedel olika fettsyror används och varför. Miljöintresserade elever kan även ta reda på användandet av palmolja och varför det är så stor diskussion om den just nu. Utvikningarna till andra delar av kemin blir då oändliga och är i sig ett stort arbete inom miljökemi eller ekologi/miljö i biologi. Detta arbete kan användas som debattartikel eller faktatext i svenska eller ett annat språk, i biologi och i kemi. Alla delar kan tas med och beroende på vilket ämne som du som lärare vill bedöma kan fokus vara på olika saker.  Artikel om fettsyror från NE. En fördjupningsuppgift om fettsyror finns under NO- fettsyror, Hemkunskap-fettsyror eller Språk-fettsyror. 
3. Nästa steg kan vara att förstå hur de olika ämnena bildas ifrån varandra, t.ex. från alkohol till aldehyd eller keton och sedan till organisk syra.
4. Efter detta kan mer avancerad syntes studeras, men då är man uppe på universitetsnivå. Här kan eleverna ta reda på mer om olika kända syntessteg eller olika mekanismer (SN1, SN2 osv).
5. Ett sidospår kan vara att eleven förstår betydelsen av cis och trans-isomerer och kan ta reda på mer om varför det är av betydelse att veta vad ett ämne har för isomeri. Ett väldigt känt exempel är neurosedynskandalen.

Biokemi (på högstadiet ofta kallat Livets kemi)

Biokemi är en naturlig fortsättning på organisk kemi. De ämnen som finns i kroppen är organiska ämnen. Därför blir upplägget med biokemi delvis likt upplägget för organisk kemi. För att eleven ska kunna hitta information inom området biokemi underlättar det med en bra lärobok. Börja med en bok för högstadiet gärna både i kemi och biologi som hör intimt samman inom biokemi. Gå sedan över till en lärobok för gymnasiet och därefter blir böckerna mycket mer specialiserade. Hjälp då eleven att söka relevant information på nätet eller att låna bra böcker som är fördjupade inom just det område som eleven fördjupar sig i.

1. Namngivning och en förståelse av kolhydrater, proteiner, lipider och nukleinsyror. Eleven kan då även fördjupa sig i monosackarider, disackarider, polysackarider, aminosyror och olika fettsyror samt DNA. För aminosyrorna blir trivialnamnen viktiga och för fettsyrorna olika typer av namngivning som används i vardagen. Olika typer av fetter, såsom härdat fett, transfett och när de är bra respektive mindre bra samt varför.
2. Hur de olika ämnena bildas, dvs. reaktant och produkt. Det motsatta, dvs. t.ex. förtvålning av fett
3. Hur tvål och tvättmedel fungerar och en förståelse av miceller
4. Fosfolipider
5. Hur ett proteinbildas och dess uppbyggnad. Lära sig mer om de olika aminosyrorna samt deras struktur. En utveckling av detta blir sedan hur ett protein bildas i cellerna (transkription och translation) och vad som styr dess uppbyggnad dvs. nukleinsyrorna och hur DNA är uppbyggt. Veckning av proteiner med t.ex. alfahelix och beta-sheet, samt den tredimensionella strukturens betydelse för proteinets funktion och användning i kroppen. Vad som händer när ett protein denatureras. Enzymer och hur de fungerar.
6. Fördjupa sig i olika plaster och deras uppbyggnad, samt kopplingen mellan deras struktur och användningsområde. Här kan också eleven fördjupa sig i olika tillsatser och deras betydelse för miljön och människan. Eleven kan också fördjupa sig i olika sätt att framställa olika plaster och lära sig mer om nedbrytbara plaster. Detta går då naturligtvis att koppla ihop med miljöfrågor och att skriva debattartiklar.