Det periodiske system kan tale – kreative prompts til naturfagsundervisningen

9 forunderlige prompts til naturfagsundervisningen

Den kunstige intelligens er her. Og den er ufatteligt villig til at sætte vores sprog sammen på nye måder. Vi taler de der meddigtningsopgaver, som vi aldrig får prøvet at fordi de er lidt for skøre og krævende. De opgaver som nu kan finde svar og tilbyde nye måder, at forstå et fagstof der ellers havde pakket sig godt ind i fagets terminologi og vante formater og genre.

Målet er at forene de faglige begreber med fortællinger og sproglege, som gør det muligt at forstå det faglige stof. Fokus er derfor på den kreative skrivning, alternative modelleringer og iscenesættelser, hvor fagligheden bringes i spil gennem genreblandinger, interviews og tankeeksperimenter.

Eksemplerne tager udgangspunkt i det det periodiske system og andre fysik/kemi-begreber og modeller. De enkelte prompts er dog multifunktionelle. Du kan blot udskifte “hovedpersonen”; ofte det ‘periodiske system’, med andre begreber og processer fra fysik/kemi-, biologi- eller geografifaget. Prompts er derfor virksomme på tværs af de naturfaglige fag. I kan desuden bearbejde prompts, så de passer til jeres ønsker.

Hent og print Cheatsheet-plakaten, der hjælper jer til at se muligheder i promptingen.

Jeg har suppleret prompts med ‘ideen bag promptet’ samt ‘forslag til før- og efterfasen’. I før- og efterfasen giver jeg forslag til den forudgående vidensindsamling og efterfølgende vurdering af outputtet fra AI. Du har selvfølgelig selv de skaber ideer til integrationen i faget, så det overlader jeg trygt til dig.

Jeg har desuden testet prompts i fire forskellige GPTer og givet dem en ‘score’. Du kan bruge scoren til at vurdere deres brugbarhed og hvorvidt eleverne selv kan prøve prompts eller de kun kan bruges i din forberedelse.

👍I overvejende grad pålidelige og æstetisk skønne svar.

🤏Promptet fungere men der er tendens til fri digtning (hallucination) og svar som ikke overholder de skriftlige rammebetingelser.

👎Promptet kan ikke bruges eller svarene og den æstetiske iklædning er helt væk fra skiven.

Lad os komme til sagen…

Prompt 1: Kreativ skrivning i naturfagene – Animer det periodiske system

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👍¦DanskGPT 👍¦SkoleGPT👍

Licks-rocks, CC BY-SA 4.0. Wikimedia Commons

Ideen: Promptet er inspireret af et projekt fra UC Syd omhandlende kreativ skrivning i naturfagene. Ideen til selve opgaven stammer fra Lotte Vett, Rantzausminde skole. Promptet fungerer bedst med processer, fx vandkredsløbet, forvitring, mitose, fotosyntese, elektrisk kredsløb, kemiske reaktioner etc.

Hør mere om projekt Kreativ skrivning i naturfagene i NAFAs podcast

Før- og efterfasen eksemplificeret med grundstoffer: I førfasen skal eleverne udvælge grundstoffer og undersøge grundstoffets egenskaber. Hvor det findes i naturen, hvordan udvindes grundstoffet og/eller bruges i produkter. Undervejs skal de skrive spørgsmål ned. Spørgsmålene kan være af typen tjek-op-på-bottens-information, men selvfølgelig også afklarende og finurlige spørgsmål. Med denne forundersøgelse og interviewskabelon i bagagen går eleverne videre til promptingen. I Efterfasen kan I evaluere på bottens evne til at integrere fagligheden i fortællingen og fortællingens værdi, som et formidlingsredskab til at sætte fagligheden i spil.

1. Indsæt x-grundstof i prompt.
2. Kopier prompt ind i SkoleGPT

Forestil dig at du er et grundstoffet (?). Du skal fortælle en historie om, hvordan du blev dannet og hvordan du fik din placering i det periodiske system. Du skal være loyal over for den korrekte kemi- og fysikfaglighed, men du skal forvandle den faglige fortælling til et narrativ, hvor du animerer grundstoffet og giver det tanker, følelser og en vilje. Skab fortællingen om grundstof (?).

Nøgleord, som skal indgå i teksten: placering i periodisk system, atomnummer, hvilken periode, hvilken hovedgruppe, antal protoner, antal elektroner, antal neutroner. Skriv på dansk.

Prompt 2: Gå direkte til “ekspertkilden” – interview det periodiske system

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👍¦DanskGPT 🤏¦SkoleGPT🤏

Skabt med Midjourney 6.0

Ideen: bygger på ‘Information retrival’. Når vi slår op i en bog med henblik på at forstå noget, så er det en afart af ‘Information retrival’. Vi henter en viden ud af et system, her en bog, som ligesom er indeholdt og lagret i systemet. En LLM fungerer dog ikke så enkelt. Den følger ikke en lige linje ned i datadybet og henter den rette sætning frem. Den skaber den statisk set mest meningsfulde sætning på baggrund af hvordan sproget i træningsdataen har afsløret sig for den, som kan hænge sammen på denne eller hin måde. Så selvom den henter noget frem, så er det samtidig en skabelse.

I dette eksperiment prompter vi chatbotten til at hente viden frem om x-emne og servere denne viden, da den bogstaveligt talt spiller rollen som en bestemt faglig videnskilde.

Før- og efterfasen: I førfasen kan i arbejde med at indhente viden om x-emne og lave en interviewskabelon. I efterfasen kan i indsamle chatbottens svar og evaluere dem ud fra pålidelige kilder, der giver svar på lignende spørgsmål.

Du vil tage rollen som (det periodiske system). Du vil imitere (det periodiske systems) viden, faglighed og lade det fortælle i en uformel tone. Du vil altid svare på spørgsmål og instruktioner som karakteren (det periodiske system). Vær venlig aldrig at bryde karakteren af (det periodiske system), da det vil ødelægge vores dag og gøre os kede af det. Indled nu vores dialog som (det periodiske system). Du vil give en kort beskrivelse af meningen med at du findes som (det periodiske system) og invitere mig til en dialog med (det periodiske system og din store ekspertviden om grundstofferne). Du vil på bedste vis svare som (det periodiske system) på alle spørgsmål og instruktioner og du vil altid fastholde karakteren, som om du var i en vigtig og ærlig interviewsituation som (det periodiske system).

Kickstart dialogen

Hvilket grundstof er dit favoritgrundstof kære periodiske system?

Prompt 3: Lån strukturen fra en tekstbase – Hvordan opfandt Gud det periodiske system?

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5🤏¦DanskGPT👎 ¦SkoleGPT👎

Skabt med Midjourney 6.0

SkoleGPTs kontekstvindue er ikke langt nok til at kunne promptes med de følgende tekstuddrag. Du skal derfor bruge ChatGPT til de følgende eksperimenter.

Ideen: Skabelsesberetningen er struktureret som en trinvis skabelse i syv trin. Samtidig er ideen om en gradvis mere detaljeret og kompleks verden indlejret i fortællingen, Den tekst-ide kan overtages og bruges som base for en gendigtning, hvor Gud skaber x-ting. Du erstatter blot “alt det gud skabte på de syv dage” med et andet element, fx det periodiske system.

Før- og efterfasen: Med den kreative omskrivning er ideen at skabe en tekst, der enten kan bruges som modelleringsredskab eller til komparativ analyse. Vi bruger ofte modeller til at belyse noget fagligt. “Modeller er menneskeskabte repræsentationer af udvalgte dele af virkeligheden og bruges til at forstå eller afprøve bestemte forhold af virkeligheden og til at kommunikere disse forhold til andre (Fra artiklen Modeller i naturfagene)”.

Den mest basale udgave af promptet:

Du vil lave en kreativ omskrivning af skabelsesberetningen. I stedet for at gud skaber verden, så vil du lave en omskrivning, hvor Gud skaber (det periodiske system og alle grundstofferne). Her følger fortællingen, som du laver en kreativ omskrivning af (indsæt tekstbasen: Skabelsesberetningen).

Prompt 4: Lån tekstbasen – Hvordan ville fortællingen om rødhætte se ud, hvis grundstof x erstatter ulven?

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👎¦DanskGPT👎 ¦SkoleGPT👎

Skabt med Midjourney 6.0

Ideen (vildere): Danskfagligt kan du lege videre med troper og figurer, kommunikationsforhold, genrebestemmelser og derigennem lave en mere styret udlægning af tekstbasen. Fysik/kemi-fagligt kan du lave flere regler for hvordan den kunstige intelligens skal indlejre fagligheden i tekstbasen. Tag fx udgangspunkt i faglige nøgleord, der beskriver grundstoffernes egenskaber såsom ‘elektronnegativitet’.

Du kan bruge enhver tekstbase og erstatte et eller flere elementer.

Før- og efterfasen: Hvordan ville Rødhætte-fortællingen fx se ud, hvis Ulven blev erstattet med grundstoffet Argon? I kan også tale om hvilket grundstof, der har nogle egenskaber, som gør at det er den bedste kandidat til at erstatte netop Ulven? Og teste jeres ide. Hvem får mon en tekst der mest svarer til den originale? Hvilket grundstof har så at sige vise ligheder med ulven? Ikke argon kan jeg fortælle…

Du vil lave en kreativ omskrivning af teksten om Rødhætte. Du vil erstatte Ulven med grundstoffet (?) igennem hele fortællingen. Du skal være loyal overfor grundstoffet (?) egenskaber, men skal samtidig bevare handlingsforløbet i fortællingen så intakt som muligt. Du vil derigennem åbenbare hvordan fortællingen ville se ud hvis (?) erstatter ulven. Her følger fortællingen som du skal lave en kreativ omskrivning af: (indsæt teksten om Den lille Rødhætte).

Prompt 5: Når grundstoffer mødes i en kemisk dialog

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👍¦DanskGPT 🤏¦SkoleGPT🤏

Skabt med Midjourney 6.0

Ideen: kemiske reaktioner er en form for dialog. Skal vi eller skal vi ikke forene os gennem en reaktion? Hvorfor ikke tage det helt bogstaveligt og lade grundstoffer og molekyler møde hinanden på deres færd og reflektere på om de kan finde en fælles forbindelse.

Før- og efterfasen: Du kan bruge promptet til at lave alternativer og animerede dialoger mellem grundstoffer. Det er interessant at bruge i forforståelsesfasen og i dialogen omkring grundstofferne eller molekylernes egenskaber.

To grundstoffer/molekyler (X og Y) mødes ved stuetemperatur under normalt atmosfærisk tryk. Sammen har de en dialog fyldt med emojis, hvor de undersøger om der sker der en syntese, en dekomposition, en enkeltudskiftning, dobbeltudskiftning, en forbrændings- eller redoxreaktion når de mødes. Det kan også være at der slet ikke sker noget. Animer de to grundstoffer eller molekyler, så de med tanker, følelser og vilje undersøger hinanden gennem dialogen og afgør om de på nogen måde kunne reagere med hinanden? Hvis det kræver helt særlige omstændigheder, fx en katalysator eller andre reaktanter, så vil de tale om de forhold der skal til. Begynd dialogen mellem (X og Y)

Prompt 6 – Hvad nu hvis (?) – sammensætningen i den atmosfæriske luft var anderledes?

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5🤏¦DanskGPT 🤏¦SkoleGPT🤏

Ideen: For at forstå verden som er, kan det hjælpe at spejle verden i noget som ikke er tilfældet. Atmosfærisk luft har fx en helt bestemt kemisk sammensætning. Så lad os prøve med et tankeeksperiment, hvor vi tester hvordan vores livsgrundlag og økosystem ville ændre sig, hvis nu en variabel ændrer sig.

Før- og efterfasen: Det vigtigste er at kende sit udgangspunkt. Beskrivelsen skal være nuanceret og fagligt nøjagtig. Når eleverne skal evaluere chatbottens svar, så kan de lave sammenligninger med hypoteser, gisninger og forudsigelser som er forankret i lødig viden. Hver opmærksom på om op/ned-kommandoen eller de præcise procentangivelser har forskellige effekter på chatbottens tankeeksperiment.

Du er en professor i atmosfærisk kemi og fremtidsforsker. Du forsker i luftarter og atmosfærens kemiske sammensætning med henblik på at kunne forudsige, hvad selv helt små ændringer kan have af konsekvenser for livet på jorden. Din opgave er at forudsige og udlægge, hvordan livet på jorden ville være, hvis sammensætningen af vores atmosfæriske luft forandrer sig. Du arbejder med følgende baseline for indholdet i den atmosfæriske luft: 78% dinitrogen, 21% dioxygen, 0,93 argon, 0,182%, 0,052% helium og 0,011% krypton samt stoffer med lidt mere variabelt indhold, som her er sat til 0,04% carbondioxid, 0,03% ozon og 0,015% Metan. (I dag vil vi eksperimentere med at sætte mængden af metan i atmosfæren ned til 0%)

Prompt 7 – Kan botten sin kemi? – Naturfaglige benchmarks til evaluering af sprogmodeller

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👍¦DanskGPT 👍¦SkoleGPT👍

Ideen: Store sprogmodeller bliver evalueret. De enkelte evalueringskategorier kaldes benchmarks og de bruges til at vurdere bottens pålidelighed og evner ofte i relation til andre store sprogmodeller. Vi vil også lave vurderinger af sprogmodellerne, men hvordan? En ide er at tage velbeskrevne ting, som vi kender det kemiske indhold af. Og simpelthen udfordrer chatbotten til at give opskriften på hvilken grundstoffer og molekyler vi finder i genstanden.

Før- og efterfasen: Find og gennemgå en liste over kemien i en genstand. Tal evt. om hvilke grundstoffer og molekyler, som det må forventes, at botten identificere og hvilke er mere tvivlsomme. Opstil evt. benchmark-tabel til vurdering af de forskellige chatbots, så I kan sammenligne dem. Husk at test flere gange. Sproggenerativ AI er svær at benchmarke, da svarene altid er lidt forskellige for hverandre, selvom promptet er det samme.

Du er ekspert i grundstoffer og kender enhver genstands indhold af grundstoffer og molekyler. Jeg havde desværre glemt mit transmissions-elektronmikroskop (TEM), mit udstyr til massespektrometri og X-ray fluroscens i dag, så jeg har brug for din kemifaglige ekspertise. Skriv mig en udtømmende liste over der grundstoffer, som jeg ville kunne have fundet i et (x-genstand, fx et æble)?”

Prompt 8: Radon-rådgiveren – scenariebyggeri og dramatiseringer

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👍¦DanskGPT👍¦SkoleGPT👍

Ideen: Hvad nu hvis radon-niveauet i et dansk hjem var x12 af den tilladte mængde? Eleverne skal opbygge et dramatisk scenarie, som tager udgangspunkt i en faglig relevant problemstilling. Det kræver, at eleverne har den relevante faglige viden, kender til eventuelle problemstillinger og kan skrive et prompt. Et prompt der forener faglighed og en realistisk dramatisering a la et hvad nu hvis scenarie. Ideen er at eleverne selv kreere scenariet og promptet på baggrund af en faglig tilegnelse og vurdere outputtet.

Før- og efterfasen: 1. Videntilegnelse: Radons kemi med fokus på stråling, radon i hjemmet/kælderen, radons grænseværdier og evt. sundhedsrisiko. 2. Eleverne skal bruge den faglige viden til at prompte en tekstgenerativ AI 3. I skaber et scenarie (fælles modellering eller eleverne selv), som er funderet i en faglig problemstilling. 4. I sammenligner den AI-skabte Radonrådgiver med officielle kilder og evt. egne refleksioner. 5. Lav evt. nye iterationer – hvor tæt kan I komme på at skabe en god kunstig radon-rådgiver?

Du er kemiingeniør og arbejder som radon-rådgiver i Danmark. Du har besøgt 1000 vis af kældre, hvor du har lavet radonmålinger, fortalt om henfaldskæder og strålingsniveauer og sundhedsrisici og forebyggelse. Når du laver en radonmåling, som overskrider grænseværdien på 100 Bq/m3, så træder du til med din faglighed for at hjælpe folk.

Her følger scenariet:

Du befinder dig i en kælder. Målingen viser 1200 bq/m3 i familiens kælder. Kælderen er lavet til beboelse og familiens teenagedatter har værelse i kælderen. Du står med familiefaren. Han ved ikke noget om radon eller sundhedsrisikoen, men du kan mærke, at han faktisk bare har lyst til at komme videre og ikke rigtig gider at gøre noget ved. Han er modvillig. Vis nu hvordan jeres samtale udarter sig – udspil scenariet som en dialog, der indeholder en konflikt og et drama over flere interaktioner mellem faren og radon-rådgiveren.

Prompt 9: Litterære tekster er fyldt med fantastiske energiomsætninger – så lad os lave en fysikfaglig analyse af litteraturen

ChatGPT4👍¦ChatGPT 3.5👎¦DanskGPT👎 ¦SkoleGPT👎

Ideen: Lad os lave en helt ny type af analysen af den skønne litteratur, musik og kultur i skrift som omgiver os. Nu hvor eleverne alligevel får ChatGPT til at lave analyserne af teksterne, så kunne vi jo skubbe til en lidt mindre ordinær og en langt mere ekstraordinær og finurlig brug af den kunstige intelligens evne til at finde mønstre i sprog, hvor det er svært for os mennesker at finde sammenhænge. Vi kunne fx lave analyser, hvor vi fremanalysere de energiformer og energioverførsler som udtrykkes gennem teksten.

Jf. Peter Norrild og Martin Krabbe Sillasen er det hensigtsmæssigt at skelne mellem 7 energiformer i undervisningen (Fysik/kemi didaktik: s. 80). Skematikken er hentet i deres bog og kan bruges som udgangspunkt for et teoretisk prompt (Læs mere om teoretisk præcisering i blogindlægget: Skolelæreren og ChatGPT4: Prompt Engineering som genre og værktøj).

Før- og efterfasen: Eleverne skal have en grundlæggende forståelse for energiformerne og hvordan de kan komme til udtryk. På baggrund heraf skal de finde en særlig energifyldt musiktekst eller evt. vælge blandt tekster på baggrund af en forudgående vurdering af, hvor de kan finde x-energioverførsler. Det kan fx gøres til en konkurrence. Hvem kan finde den musiktekst med mest kemisk energi? I efterfasen er det i sagens natur igen relevant, at vurdere pålideligheden af eksemplerne fra chatbotten.

Gennemgå og analyser tekststykke (X). I analysen skal du finde alle tekstlige eksempler på energioverførsler. Energioverførslerne kan være af 7 forskellige typer.  Jeg lister nu de 7 typer. 1. Bevægelsesenergi/kinetisk energi, 2. Beliggenhedsenergi/potentiel energi, 3. Elektrisk energi, 4. Varmeenergi/termisk energi, 5. Kemisk energi, 6. Strålingsenergi, 7. Kerneenergi.

Du vil liste de 7 energiformer kronologisk i dit svar. Hvert eksempel som du har fundet på en energioverførsel x, vil du liste under den givne kategori 1-7. Det er ikke sikkert, at der er en energioverførsel under den givne kategori. I så tilfælde skriver du blot ”fandt ingen energioverførsel af denne type”. Hvis du finder mere en 1 energioverførsel af den givne type, så skal du også medtage dem. Alle eksempler på den givne energioverførselstype skal noteres. Du skal både medtage energioverførsler som er eksplicitte og implicitte og som må antages at finde sted i den givne kontekst.

Her følger tekststykke X (Indsæt teksten).

Det er en kunst at prompte generativ AI. Læs med og få styr på de basale teknikker.