Klima og Innovation LÆRERVEJLEDNING

Transkript

1 LÆRERVEJLEDNING Foto: 1

2 Generelle oplysninger Forløbets varighed: Fra kl til Målgruppe: Forløbet er for 4. klasse til 6. klasse. Pris: Besøget er gratis for folkeskoler i Københavns Kommune. Forudsætninger: Det forventes at læreren har sat sig ind i lærervejledningen inden besøget. Energi- & Vandværkstedets adresse: Roskildevej , 2500 Valby. Transport Buslinjer 6A, 15, 21og 22. Bookning: Spørgsmål vedrørende bookningen kan foretages hos Malene Enderberg dagligt på tlf: Aflysning: Ved aflysning rettes henvendelse til projektmedarbejder Signe Bacher på tlf: Forløb kan ikke aflyses over . Øvrige Informationer: Se mere om Energi- & Vandværkstedet på hjemmesiden: Sikkerhed og ansvar På Energi- & Vandværkstedet er det de besøgende lærere og pædagoger, der har det fulde ansvar for de børn, de bringer med sig under hele forløbet. Energi- & Vandværkstedet har ikke ansvar for personlige ejendele. 2

3 Dagens program Kl : Kl : Kl : Kl : Kl : Kl : Eleverne introduceres til forløbet, som sætter fokus på hvor vigtigt det er, at vi finder nye måder at bruge jordens ressourcer på. De præsenteres også for de eksisterende teknologier inden for vedvarende energi vi kender i dag. Eleverne deles op i grupper, som skal brainstorme og finde på nye opfindelser, som har noget med vedvarende energi at gøre, og som kan nedsætte vores CO 2 -udslip. Eleverne afprøver eksisterende opfindelser på Energiværkstedet, såsom vandmøllen, kæmpe forstørrelsesglas, solparaboler og solceller. Eleverne arbejder videre på deres opfindelser, og laver en model af dem i prototype-laboratoriet. Eleverne forbereder en præsentation af deres idé. Frokost Præsentation af opfindelserne. Redaktion og producent Layout: Patrick Lyng Ølholm Rosenkjær Tekst og indhold: Mai Britt Jensen, Jesper Steenberg og Patrick Lyng Ølholm Rosenkjær Ansvarshavende redaktør: Jesper Steenberg Producent: Energi & Vandværkstedet, Miljøtjenesten og Københavns Kommune 3

4 Om Energi- & Vandværkstedet Klima og Innovationsforløbet bliver afholdt i Innovationslaboratoriet på Energi- & Vandværkstedet. Energi- & Vandværkstedet er en eksperimenterende miljøskole beliggende ved Damhussøen i Valby. Her kan elever i Københavns Kommune gennem leg og læring få forståelse for energi og vands betydning som livsvigtige ressourcer, der er værd at passe på. Fælles mål Aktiviteterne på forløbet Klima og Innovation opfylder en række Fælles Mål for fagene natur/teknik og historie. For uddybning se side 15 og 16 Energi- og Vandværkstedet er karakteriseret ved nogle unikke læringsrum, hvor eleverne kan eksperimentere og benytte sig af hands on udstyr inden for energi og vand. Stedets mange interaktive modeller og konstruktioner skaber ideelle forhold til at formidle udviklingen i den tekniske infrastruktur, og hvilken betydning det har haft for vores levevis. Klima og Innovation Hensigten med forløbet, Klima og Innovation, er at afprøve en ny form for undervisning, hvor eleverne opmuntres til at tænke kreativt og innovativt. Klima og Innovation adskiller sig pædagogisk og undervisningsmæssigt fra de andre forløb på Energi- & Vandværkstedet. I et forsøg på nytænkning, har vi valgt at lægge vægt på innovationsprocessen, hvor eleverne kan afprøve deres kreative og innovative evner indenfor det naturfaglige område. Her handler det ikke om tilegnelse af viden men derimod anvendelse af viden. Eleverne skal igennem fire faser: Idégenerering, inspirerende eksperimenter, prototype bygning og video præsentation af proces og produkt. Klima og Innovation er inspireret af Den Kreative Platform fra Aalborg Universitet, hvor diversitet er et helt centralt princip. Eleverne provokeres til at tænke horisontalt, dvs. at krydse flere fag og kulturer uden direkte logik og struktur, som også er med til at bryde de traditionelle tænkemåder. Værdierne bag horisontal tænkning, er spontanitet, fantasi, improvisation og accept. De fysiske rammers formål er at skabe kreativ værdi. Dette gøres ved at fjerne alle aktiviteter, der ikke skaber værdi for kreativitet. Samtidig bliver alle de aktiviteter, der skaber værdi sat i system. Gennem forløbet bliver eleverne præsenteret for fire centrale spørgsmål: Hvad er forskellen på vedvarende energi og fossile brændsler? Hvorfor er det vigtigt at bruge vedvarende energi frem for fossile brændsler? Hvordan udnytter vi vedvarende energi i dag? Hvordan kan vi innovativt udnytte vedvarende energikilder i fremtiden? 4

5 Anvendte tilgange i forløbet Tankens diciplin Eleverne skal provokeres til at tænke horisontalt og bryde de traditionelle tænkemåder, dvs. at krydse flere fag og kulturer uden direkte logik og struktur. Det er vigtigt med mange deadlines og korte arbejdsprocesser, som skaber et godt flow, hvor eleverne har fokus på opgaven. Eleverne skal anvende deres viden og erfaring uhæmmet, og sammensættes i grupper med så stor diversitet og viden som muligt, for at skabe en så kreativ proces som muligt. De pædagogiske rammer Processen skal foregå i trygge rammer, som eleverne kan arbejde i, da det er med til at skabe accept mellem eleverne og derved åbne op for muligheden af et kreativt teamarbejde. Koncentrationen skabes ved at give eleverne et mål i form af en problemstilling, som de skal forfølge. Koncentrationen holdes ved at undgå udefrakommende støj, så som mobiltelefoner, pauser og så lidt muligt kontakt til de andre grupper. Motivationen skabes ved at hjælpe og opmuntre eleverne, samt at alle i gruppen er opmærksomme på hinanden og siger JA til det man gør. Vælg læringsrum som understøtter processen. Fokus på produktformat Tydelighed om hvad eleverne skal ende op med i slutningen samt efter hver fase. Fokus på ide- udkrystallisering, prototyper, præsentationer af produkter. Brug af video til proces- og produktpræsentationer. 5

6 De pædagogiske aktiviteter Forløbet er bygget op om en introduktion fra en underviser, fire værksteder hvor eleverne kan afprøve forskellige opfindelser, en idégenererings-fase i hver gruppe, prototypeværksted hvor eleverne bygger prototyper af deres idéer, og til sidst en præsentation af elevernes opfindelser. Introduktion Eleverne samles i Innovationsrummet og bydes velkommen til Energi- & Vandværkstedet. Vedvarende energi og opfindelser Eleverne skal forstå hvorfor vedvarende energi er et meningsfuldt emne at arbejde med. Derfor starter vi med at tale om hvad vedvarende energi er og hvad fossile brændsler er. Vi taler om hvorfor det er vigtigt at bruge vedvarende energi frem for fossile brændsler, og hvilke måder vi skaffer vedvarende energi på. For at inspirere eleverne, vises forskellige opfindelser på diasshow, som bruges til at skaffe vedvarende energi. Opfindelserne er lige fra vindmøller, solcelle stadium, solcelledrevede mobilopladere til radiosendere fastgjort til balloner. Eleverne får nu til opgave at skabe deres egen opfindelse, som ikke er ensbetydende med at de skal opfinde noget helt fra bunden af. De kan evt. bruge nogle af de opfindelser vi allerede har i dag og finde en ny smart måde at anvende dem på i andre sammenhænge end det vi allerede gør i dag. Om opfindelsen er realistisk eller ej, har ingen betydning, det vigtigste er at de bruger deres kreativitet og fantasi. Eleverne bliver gjort opmærksomme på at de til slut på dagen skal lave en 2-3 min. præsentation af deres opfindelse for resten af klassen og for videoholdet. Derudover får eleverne ikke kendskab til dagens forløb punkt for punkt, da det er vigtigt at de fokuserer på det de er i gang med i nuet og ikke det de skal til at lave senere. 6

7 Holdopdeling Før introduktionen opdeles eleverne i fire grupper, som læreren sammensætter sådan at hvert hold har så stor viden og diversitet som muligt. Desuden nedsættes der et filmhold på to-tre personer der skal filme værksteder og præsentationer. Personerne udvælges efter interesse og kvalifikationer i forhold til ipad og brug af imovie. Videoholdet Mens grupperne brainstormer, sættes videoholdet ind i deres opgave, som går ud på at lave en kortfilm på ca. 10 minutter. De skal filme grupperne ude på værkstederne samt deres præsentation til slut på dagen med en ipad. Videoholdet skal sammenklippe filmen vha. programmet imovie. Filmen lægges op på Elevernes Univers på via en lukket youtube-gruppe, så eleverne kan bruge filmen i klassen efterfølgende. Den lukkede gruppe betyder at filmen udelukkende kan ses via Energi- & Vandværkstedets hjemmeside. Værkstederne Eleverne introduceres til de fire forskellige værksteder, som de efterfølgende skal arbejde med. Hver gruppe får udleveret spørgsmålsark i forbindelse med hvert værksted, som skal besvares undervejs. Værkstederne og spørgsmålene skal motivere og inspirere grupperne til at arbejde videre på deres opfindelser. 7

8 Station 1: Solcelleværkstedet Tanken bag Eleverne skal se hvad det er vi kan bruge solceller til, og måske få nye ideer til hvor de kunne være nyttige at bruge. Opgaver Eleverne skal lave deres egen solcelle som kan erstatte et batteri. Solcellebatteriet afprøves i en radio, som eleverne skal få til at spille. Eleverne skal finde ud af hvor vi bruger solceller i dag, hvor vi evt. kan bruge dem i fremtiden, samt hvor i verden de vil give det største udbytte. Vidste du En solcelle omdanner solens lys til elektrisk strøm. Altså er det lys og ikke kun solstråler, der aktiverer solcellen. Dette er en fordel, da den derved producerer strøm, også selvom det er gråvejr Solceller er den vedvarende energiteknologi, der på verdensplan har udvist den største vækst de seneste fem år med vækstrater på op til 40 %. 8

9 Station 2: Vandmøllen Tanken bag Meningen er at få eleverne til at reflektere over hvad vi kan bruge vandets kraft til og evt. tænke det ind i deres opfindelse. Opgaver Eleverne skal få vandmøllehjulet til at dreje rundt, og finde ud af hvilken form for energi vandmøllen laver. De skal svare på hvilke steder i verden en vandmølle vil producere mest energi og hvilke andre måder vi udnytter vandets kraft på. Vidste du I starten af 1800-tallet var vandhjulet den absolut største energikilde. Vandhjulene drev fabrikker, kornmøller og meget andet. I dag står de fleste vandmøller stille i Danmark, og vi får det meste af vores energi fra kraftvarmeværkerne. Sverige og Norge er derimod stor producenter af vedvarende energi fra vandmøller. Dette skyldes de store bjerge, der resulterer i store elve, der med stor kraft kan drive møllerne. 9

10 Undervisning med sol Station 3a: Brændpunktsværkstedet Tanken bag Eleverne skal tænke over hvordan og hvor i verden vi kan bruge fresnellinser og evt. få gode ideer til deres opfindelse. Opgaver Eleverne skal eksperimentere med at finde brændpunktet ved hjælp af fresnellinser, hvor solens stråler koncentreres ned på en træstub. Fresnellinserne har henholdsvis et lineært brændpunkt og et cirkulært brændpunkt. Eleverne skal finde ud af hvor høj temperaturen kan blive i brændpunktet, hvordan man evt. kan udnytte denne form for energi i fremtiden, samt hvor i verden fresnellinser vil give størst udbytte. Vidste du Hvis du kigger godt efter på Fresnellinsen vil du se en masse ringformede riller. Hver eneste rille er i virkeligheden en lille del af et almindeligt forstørrelsesglas. Til forskel fra en linse på et forstørrelsesglas er denne helt flad og har en kort brændvidde. Vi kan udnytte fresnellinsen til at samle solens stråler i ét punkt og derved opnå meget høje temperaturer. 10

11 Undervisning med sol Station 4a: Solparabolværkstedet Tanken bag Eleverne skal tænke over hvad man ellers kan bruge solparaboler til, og blive inspireret i forhold til deres egen opfindelse. Opgaver Eleverne skal varme vand ved hjælp af solparaboler, som samler solens stråler i et brændpunkt. Eleverne skal svare på hvor i verden solparaboler vil være mest nyttige, samt hvad man kan bruge dem til. Vidste du Solenergi er den reneste og naturligste energiform, vi har, og i modsætning til fossile brændstoffer (olie/ kul/naturgas) findes den overalt på jorden. Der et meget stort potentiale i udnyttelse af solens energi. Jorden modtager mere energi fra solen på en enkelt time, end menneskeheden bruger på et helt år. 11

12 Undervisning uden sol Station 3b: Biomasse Tanken bag Hvad er biomasse? Eleverne skal reflektere over hvad biomasser og hvor vi kan anvende det. Eventuelt kan de tænke det ind i deres opfindelse. Opgaver Eleverne skal få en sterlingmotor til at køre, og finde ud af hvilken form for energi vi kan få fra biomasse. Hvad er fordelene ved biomasse og hvor udnytter vi det i dag? Vidste du Biomasse er en fælles betegnelse for alt organiske stof, som dannes ved planternes fotosyntese, og som inden for en årrække nedbrydes til CO2 og vand. Biomasse som brændsel i bl.a. kraftvarme- og fjernvarmeværker er den af de vedvarende energikilder, der foreløbig yder det største bidrag til vores energiproduktion. I Danmark udgør biomasse omkring 70 pct. af forbruget af vedvarende energi. Hovedparten er halm, træ og bionedbrydeligt affald. 12

13 Undervisning uden sol Station 4b: Vindmøllen Tanken bag Meningen er at få eleverne til at reflektere over hvad vi kan bruge vindens kraft til og evt. tænke det ind i deres opfindelse. Opgaver Eleverne skal få vindmøllehjulet til at dreje rundt, og finde ud af hvilken form for energi møllen laver. Eleverne skal få en radio til at spille eller en pære til at lyse. Eleverne skal også undersøge mængden af energi vi kan lave på den pågældende dag. Vidste du Energien fra vindmøllerne blev tidligere brugt til f.eks. at male korn og pumpe vand, mens den i dag bruges til at producere elektricitet Fordelen ved havvindmøller er, at placeringen på havet giver en kraftigere og mere jævn vind, og samtidig slipper man for eventuelle protester fra lokale beboere De fleste af nutidens møllers vinger roterer mod højre og har tre vinger. Antallet af vinger er et kompromis mellem møllens ydelse, stabilitet og særligt pris. Jo flere vinger en mølle har, desto lavere vindhastigheder kan den arbejde under, da den får et større moment 13

14 Idégenerering Grupperne går tilbage til deres arbejdsbord og bygger videre på deres ideer, og der udvælges en af ideerne, som eleverne skal gå videre med. Prototype laboratoriet Hver gruppe skal lave en prototype af deres ide, som til slut skal præsenteres for klassen og videoholdet. Af materialer til at lave en prototype, har de pap, papir, træpinde, plastic, farver, perler, kugler, tape og lim. Præsentation Alle grupperne skal til slut præsentere deres opfindelse. Som vejledning har de fået udleveret følgende spørgsmål: Hvilken løsning har de fundet frem til? Hvad er fordelene ved deres ide? Hvad er ulemperne ved deres ide? Er det realistisk at bruge opfindelsen i fremtiden? Hvor i verden ville den være bedst at bruge? Spørgsmålene skal også få eleverne til at reflektere over selve arbejdsprocessen og de valg de har taget undervejs. Efter præsentationerne skal filmholdet hurtigt ligge de optagede præsentationer ind i deres film, så den kan uploades til Elevernes Univers via den lukkede youtubegruppe af underviseren. 14

15 Fælles Mål Oversigten viser, hvordan aktiviteterne på Klima og Innovation opfylder flere af de Fælles Mål, som Undervisningsministeriet har fastsat for undervisningen i folkeskolen. Fag Fælles mål Aktiviteter på forløbet Natur/ teknik Finde ligheder og forskelle mellem levevilkår og livsbetingelser for planter, dyr og mennesker i det nære og det fjerne. Overordnet tager forløbet udgangspunkt i klimaproblematikken, som følge af energiproduktionen og forbrugsmønstre som påvirker dyr, mennesker og naturen forskelligt alt efter geografisk placering. Kende til forskellige natursyn og beskrive eksempler på naturanvendelse og naturbevarelse samt interessemodsætninger knyttet hertil. Kende begrebet bæredygtighed og kunne redegøre for eksempler på, at menneskets forbrug af ressourcer og anvendelse af teknologi påvirker kredsløb i naturen og vurdere, hvilke konsekvenser det har for planter, dyr og mennesker. Kende træk af teknologiens historie og anvendelse samt følgevirkninger for planter, dyr og mennesker. Vurdere eksempler på miljøproblemer lokalt og globalt på baggrund af egen indsigt. Forløbet kommer ind på hvordan vi udnytter naturen som ressource, og hvordan vi kan udnytte den under hensyntagen til en bæredygtig udvikling. Dette kunne f.eks. være konflikt mellem naturhensyn og vedvarende energiteknologi. Bæredygtighedsbegrebet har stor vægt i forløbet, da de primære aktiviteter i forløbet vil fokusere på alternativ energiproduktion gennem vedvarende energiteknologier som vil blive afprøvet i praksis. Fokus er desuden på elevernes idéudvikling inden for innovativ brug af vedvarende energiteknologier i hverdagssammenhænge. Her gennemgås ligeledes konsekvenser af vedvarende energiteknologier for natur og mennesker med forskellige levegrundlag. I introduktionen gennemgås hvordan energiproduktionen historisk er baseret på fossile brændsler, hvilket har forårsaget ændringer i vejrforholdende på globalt plan som påvirker planter, dyr og mennesker overalt på kloden. De konkrete miljøproblematikker der bliver gennemgået i forløbet omhandler klimaproblematikker og miljøkonsekvenserne af vedvarende energityper som f.eks. biomasse. Eleverne bliver dagen igennem inddraget aktivt i at analysere og vurdere problemstillingerne inden for dette felt. 15

16 Fælles mål (forsat) Fag Fælles mål Aktiviteter på forløbet Natur/ teknik Vælge og anvende udstyr, redskaber og hjælpemidler, der passer til opgaven samt organisere forløbet, når det foregår individuelt eller i grupper. Eleverne vil i løbet af dagen blive inddelt i grupper hvor de skal samarbejde om forskellige opgaver, de skal bl.a. bruge ipads til at lave små film om de innovative idéer de udvikler, hvilket er et af de færdige produkter som klassen får med hjem. Formulere relevante spørgsmål, opstille hypoteser og modeller som grundlag for både praktiske og teoretiske undersøgelser. Planlægge, designe og gennemføre iagttagelser, undersøgelser og eksperimenter. Formidle resultater af egne og andres data på flere forskellige måder. Formidle fagligt stof, modeller og teorier med relevant fagsprog. Da forløbet omhandler elevernes innovative idéer, vil en del af opgaverne bestå i at bygge modeller hvor vedvarende energiteknologi er indtænkt i dagligdagen, som de skal kunne redegøre for funktionerne af og kunne problematisere. De forskellige modeller designes af eleverne på baggrund af den forudgående idéudvikling, samt de iagttagelser og praksisoplevelser eleverne har gjort sig i løbet af dagen af de rigtige vedvarende energiteknologier. Eleverne skal formidle resultaterne af deres idéudvikling, de modeller som de har designet, både til underviseren, lærere og elever, samt på de små film de har produceret på ipads. Forløbet vil naturligt inkludere relevant fagsprog, som bruges af eleverne når de skal formidle deres resultater og idéer til underviseren, lærere og de andre elever. 16