Energiteknologi. Præsentation: Niveau: 8. klasse. Varighed: 8 lektioner

Transkript

1 Energiteknologi Niveau: 8. klasse Varighed: 8 lektioner Præsentation: Forløbet Energiteknologi er placeret i fysik-kemifokus.dk 8. klasse, og det bygger på viden fra forløbet Energi. Forløbet hænger tæt sammen med det fællesfaglige forløb Energi til alle i 8. klasse samt 9. klasseforløbet Samfundets elektricitetsforsyning. Forløbet omhandler energiteknologier, og det er hensigten, at eleverne gruppevist skal undersøge en energiteknologi. Eleverne kan finde informationer om teknologierne i teksterne i forløbet og i aktiviteterne og opgaverne får de hjælp til undersøgelserne. Eleverne kan supplere deres viden om de enkelte teknologier på nettet eller i andre bøger. Forløbet består af 8 fagtekster og en supplerende tekst, 30 opgaver med delopgaver og 21 aktiviteter. Desuden findes der Videnstjek. Baggrundsviden og progression: I fysik-kemifokus.dk introduceres grundbegreberne til arbejdet med energi i forløbet Energi i 8. klasse. Allerede flere steder i 7. klasse har eleverne mødt begrebet energi, men i 8. klasse introduceres fagbegreberne, som eleverne har brug for til at kunne forstå fx omsætning og transport af energi. I Energiteknologi skal eleverne anvende begreberne i deres undersøgelser af forskellige lagermedier og vedvarende energikilder. Udgangspunktet for elevernes undersøgelse er verdens stigende energibehov og den deraf følgende globale opvarmning. Hvordan skal fremtidens energisamfund se ud? I forløbet Energi til alle" i 8. klasse får eleverne udbygget den globale forståelse af, at energiproduktion hænger sammen med naturgrundlaget. Forløbet er et fællesfagligt forløb med geografi, og der trækkes på viden fra begge fag i forløbet. I Samfundets energiforsyning i 9. klasse lærer eleverne om den danske energiforsyning med hovedvægt på elproduktion og distribution. Fossile brændsler og fossile brændstoffer: I forløbet skelnes mellem betegnelserne fossile brændsler, der betegner alle fossile energikilder og fossile brændstoffer, der betegner de fossile energikilder, der kan drive en motor. Arbejdet med Energiteknologi : Det er intentionen med forløbet, at klassen sammen arbejder med første fagtekst global opvarmning og verdens energiforbrug. 1

2 Klassen har sandsynligvis mødt begreberne drivhuseffekt og global opvarmning tidligere i skoleforløbet, fx i natur/teknologi, eller i andre fag, fx samfundsfag og geografi, og derfor kan forløbet med fordel indledes med en fælles diskussion med udgangspunkt i, hvad eleverne allerede ved. Efter det indledende arbejde undersøger eleverne gruppevist forskellige energiteknologier med udgangspunkt i aktivitet 3: Undersøg en energiteknologi samt de tekster, aktiviteter og opgaver, der hører til hver teknologi. Gruppearbejdet kan differentieres. Nedenfor angives teksterne i stigende sværhedsgrad: Jordvarme Vandenergi Fossile brændsler: kul, gas og olie Vindenergi Solenergi Biomasse Brændselsceller Hvis en særligt dygtig elevgruppe vil arbejde med atomkraftværket, er der en tekst i fysik-kemifokus.dk 9. klasse: Atomkraft og atombomber, der kan anvendes til dette formål. Eleverne kan også fordeles i grupper inden læsning af den første fælles tekst, så de læser den med et særligt læseformål i forhold til den teknologi, de efterfølgende skal arbejde med. Afslutningsvist kan forløbet afrundes med en debat om fremtidens energiforsyning, fx på baggrund af de elevpræsentationer, som aktivitet 3 lægger op til. Resurser til brug for elevernes arbejde: Når eleverne skal arbejde med gruppeopgaverne, kan de finde alle grundlæggende oplysninger i fagteksterne og opgaverne, der passer til. Aktiviteterne er tilrettelagt, så eleverne kan undersøge forskellige forhold vedrørende deres teknologi, og arbejdet kombinerer således praktiske og teoretiske elementer. Nogle elever vil måske søge på nettet efter yderligere information, og her kan google public data være en god kilde til valide tal: Der kan vælges sprog i højre side af siden. 2

3 Overblik over forløbet: Fagtekst 1: Global opvarmning og verdens energiforsyning Eleverne kan anvende Energikilde 1: Verdens energiforbrug 1: CO 2 og drivhuseffekt definitionerne på vedvarende energi og lagerenergi til at skelne Vedvarende energi 2ab: Energikilder 2: Modeller af drivhuseffekten mellem energikilder Lagerenergi 3: Aflæs kurverne 3: Undersøg en energiteknologi. Eleverne kan skelne mellem CO 2 - neutrale og ikke-co 2 -neutrale energikilder Eleverne kan fortælle om årsager til den stigende mængde CO 2 i CO 2 -neutral Global opvarmning Drivhuseffekt 4ab: Global opvarmning 5: Hvad gør du forat udlede mindre CO 2? Aktivitet 3 anvendes til at undersøge alle nedenstående energiteknologier. atmosfæren samt konsekvenserne heraf Eleverne kan anvende begreberne absorption og Refleksion Absorption Bæredygtighed refleksion i en beskrivelse af drivhuseffekt Energiforbrug Eleverne kan argumentere for, hvad der kan gøres for at 3

4 mindske den globale opvarmning Eleverne kan opliste årsager til verdens stigende energiforbrug Eleverne kan beskrive Danmarks anvendelse af vedvarende energikilder Fagtekst 2: Fossile brændsler: kul, gas og olie Eleverne kan anvende modeller Fossile brændsler 6: Du bruger fossile brændsler 4: Afbrænding af fossile brændsler til at forklare, hvordan fossile brændsler er dannet Energiindhold 7: Fossile brændsler 5: En model af carbons kredsløb Eleverne kan undersøge og gøre rede for forskelle og ligheder ved fossile brændsler Fossile brændstoffer Transport 8: Når du bliver 50 år 6: Fossile brændstoffers energiindhold Eleverne kan argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af fossile brændsler 4

5 Fagtekst 3: Vindenergi Eleverne kan undersøge og gøre Vindenergi 9: Når vinden rammer en vindmølle 7: Vindmøllers effektivitet rede for, hvordan en vindmølle fungerer og hvad der har Kinetisk energi 10: Delene i en vindmølle 8: Undersøg vindmøllevinger betydning for en vindmølles effektivitet Elektrisk energi 11: Energien i en vindmølle 9: Lagring af vindenergi Eleverne kan fortælle om vindmøller i Danmark og i resten af verden Vindmølle Elnettet 10: Grubletegning hvor skal vi placere vindmøllerne Eleverne kan komme med Elproduktion eksempler på, hvordan fremtidens vindmøller kan se ud Eleverne kan argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af vindenergi 5

6 Fagtekst 4: Solenergi Eleverne kan undersøge og Solenergi 12: Solfanger 11: Byg og test en solfanger forklare, hvordan en solfanger virker Strålingsenergi 13: Solcelle 12: Undersøg solceller Eleverne kan undersøge og Solfanger 14: Forskelle på solceller og solfangere forklare, hvordan en solcelle virker Eleverne kan komme med eksempler på nye måder at udnytte energien fra solen på Varmeenergi Solcelle Elektrisk energi 15: Hvor ville du placere en solcelle? 16: Ivanpah Eleverne kan argumentere for N-lag fordele og ulemper ved anvendelsen af solenergi P-lag Absorptionslag 6

7 Fagtekst 5: Vandkraft Eleverne kan anvende modeller Vandkraft 17: Strømhjul og overfaldshjul 13: Byg et overfaldshjul eller et eller simuleringer til at gøre rede for, hvordan forskellige typer vandmøller, vandkraftværker og bølgeanlæg fungerer Eleverne kan komme med Strømhjul Overfaldshjul Vandkraftværk 18abc: Potentiel og kinetisk energi 19: Dæmning 20ab: Bølgeanlæg strømhjul 14: Tidslinje over vandenergi eksempler på, hvilken type vandmølle, vandkraftværk eller Kinetisk energi bølgeanlæg, der er velegnet til forskellige landskaber Eleverne kan argumentere for Potentiel energi Bølgeanlæg fordele og ulemper ved anvendelsen af vandkraft 7

8 Fagtekst 6: Biomasse Eleverne kan anvende Biomasse 21: Energi fra biomasse 15: Fremstilling af bioethanol ved definitionen til at udpege, hvilke stoffer, der kan kaldes biomasse Eleverne kan gøre rede for, hvordan biogas og bioethanol fremstilles ud fra biomasse Organiske stoffer Affald Kemisk energi 22: Carbonkredsløbet 23: Argumenter for og imod biobrændsel 24abc: Bioethanol gæring 16: Anden generations bioethanol 17: Benzin med bioethanol Eleverne kan argumentere for, hvorfor man med fordel kan anvende biomasse som Varmeenergi Biobrændstof 25: Første og anden generations bioethanol energikilde til transportsektoren Biodiesel Eleverne kan skelne mellem første og anden generations biomasse Eleverne kan argumentere for fordele og ulemper ved Bioethanol Første og anden generations biomasse Biogas anvendelsen af biomasse 8

9 Fagtekst 7: Brændselsceller Eleverne kan anvende en model Brændselscelle 26: Brændselscellen 18: Hydrogenbilen eller en animation til at forklare, hvordan en brændselscelle Kemisk energi 27: Elektrolyse af vand 19: Fremstil hydrogen producerer strøm Eleverne kan argumentere for, hvorfor man med fordel kan Elektrisk energi Positiv og negativ elektrode 28: Argumenter for og imod hydrogen som brændstof anvende brændselsceller i transportsektoren Elektrolyse Eleverne kan gøre rede for Hydrogen vanskelighederne ved at anvende hydrogen som brændstof ud fra kendskabet til hydrogens stofegenskaber Eleverne kan forklare om en metode til produktion af hydrogen ved at vise elektrolyse i laboratoriet Eleverne kan argumentere for 9

10 fordele og ulemper ved anvendelsen af brændselsceller Fagtekst 8: Jordvarme Eleverne kan eksemplificere Jordvarme 29: Hvordan opvarmer I jeres bolig? 20: Vandførende lag energiomsætningerne i forskellige varmekilder Varmeproduktion 30: Geotermisk anlæg 21: Varmeveksler Eleverne kan skelne mellem bæredygtige og mindre bæredygtige varmekilder Eleverne kan anvende modeller til at forklare, hvordan jordvarmeanlæg fungerer Eleverne kan argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af jordvarme Fjernvarme Geotermisk energi Varmeenergi Jordvarmeanlæg Varmeveksler Kompressor 10

11 Færdigheds- og vidensmål Læringsmål Tegn på læring kan være Stof og stofkredsløb Eleverne kan anvende definitionerne på 1. Eleven beskriver den Eleven kan undersøge enkle reaktioner mellem stoffer Eleven kan med repræsentationer beskrive kemiske reaktioner Eleven kan med modeller forklare stofkredsløb i naturen Eleven kan beskrive fotosyntesens og forbrændingsprocessers betydning for atmosfærens sammensætning Eleven kan vurdere miljøpåvirkninger af klima og økosystemer kemiske reaktioner og stofbevarelse kemiske symboler og reaktionsskemaer reaktioner og processer i centrale stofkredsløb ændringer i atmosfærens sammensætning samfundets brug og udledning af stoffer vedvarende energi og lagerenergi til at skelne mellem energikilder, og kan ligeledes skelne mellem CO2-neutrale og ikke-co2 neutrale energikilder. Eleverne kan fortælle om årsager til den stigende mængde CO2 i atmosfæren og konsekvenserne heraf, samt argumentere for, hvad der kan gøres for at mindske den globale opvarmning. Eleverne kan undersøge og gøre rede for forskelle og ligheder ved fossile brændsler, og argumentere for fordele energiteknologi han/hun har arbejdet med, og uddyber fordele og ulemper. 2. Eleven beskriver den energiteknologi han/hun har arbejdet med, og uddyber fordele og ulemper. Eleven anvender definitionerne på vedvarende energi og lagerenergi til at skelne mellem energikilder, og skelner ligeledes mellem CO2- neutrale og ikke-co2-neutrale energikilder. og ulemper ved anvendelsen af fossile brændsler 3. Eleven beskriver den energiteknologi han/hun har Eleverne kan undersøge og gøre rede arbejdet med, og uddyber fordele for, hvordan en vindmølle fungerer og og ulemper. 11

12 Energiomsætning hvad der har betydning for en Eleven anvender definitionerne på Eleven kan undersøge energiomsætning energiformer vindmølles effektivitet vedvarende energi og lagerenergi til at skelne mellem energikilder, og Eleven kan undersøge transport og lagring af energi i naturgivne og menneskeskabte processer Eleven kan med enkle modeller visualisere energiomsætninger energiforsyning energiomsætninger Eleverne kan undersøge og forklare, hvordan en solfanger og en solcelle virker, samt argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af solenergi. Eleverne kan anvende modeller eller skelner ligeledes mellem CO2- neutrale og ikke-co2-neutrale energikilder. Eleven fortæller om årsager til den stigende mængde CO2 i atmosfæren og konsekvenserne Eleven kan med modeller forklare energiomsætninger Eleven kan identificere energiomsætninger i den nære omverden Eleven kan vurdere ændring i energikvalitet ved energiomsætninger i samfundet naturgivne og menneskeskabte energikæder energikilder og energiomsætning ved produktion og forbrug energiressourcer og energikvalitet simuleringer til at gøre rede for, hvordan forskellige typer vandmøller, vandkraftværker og bølgeanlæg fungerer og argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af vandkraft. Eleverne kan gøre rede for, hvordan biogas og bioethanol fremstilles ud fra heraf, samt argumenterer for, hvad der kan gøres for at mindske den globale opvarmning, herunder med inddragelse af den energiteknologi han/hun har arbejdet med. Eleven kan diskutere udvikling i samfundets energiforsyning udvikling i samfundets energibehov biomasse, og argumentere for, hvorfor man med fordel kan anvende biomasse som energikilde til transportsektoren. Eleverne kan argumentere for, hvorfor 12

13 Jorden og Universet Eleven kan designe og gennemføre undersøgelser om Jordens ressourcer Eleven kan visualisere vands kredsløb og Jordens energistrømme Eleven kan forklare, hvordan Jordens systemer påvirker menneskets levevilkår Produktion og teknologi Eleven kan undersøge udnyttelse af råstoffer og dele af produktionsmetoder Eleven kan designe enkle teknologiske løsninger på udfordringer fra hverdag og samfund Eleven kan beskrive sammenhænge mellem teknologisk udvikling og samfundsudvikling Eleven kan vurdere en teknologis bæredygtighed ressourceforbrug, deponi og genanvendelse Jordens energistrømme klimaændringer og vejrfænomener råstoffer og produktionsprocesser metoder til udvikling af tekniske løsninger centrale teknologiske gennembrud teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget man med fordel kan anvende brændselsceller i transportsektoren, og samtidig gøre rede for vanskelighederne ved at anvende hydrogen som brændstof ud fra kendskabet til hydrogens stofegenskaber. Eleverne kan anvende modeller til at forklare, hvordan jordvarmeanlæg fungerer, og argumentere for fordele og ulemper ved anvendelsen af jordvarme 13

14 14