Solceller og batterier
Dette tema handler om solceller og batterier og består af en serie af undervisningsforløb til Fysik, der henvender sig til alle klassetrin fra 7. klasse til 3.g. Alle forløbene afvikles i forbindelse med et besøg ved BeScience: Afrika i Bjerringbro, der fysisk er placeret ved Bjerringbro Gymnasium.
De overordnede tanker bag hele projektet BeScience: Afrika i Bjerringbro og de udviklede undervisningsmaterialer findes på siden BeScience: Afrika i Bjerringbro.
Solceller og batterier er et relevant og spændende tema for eleverne at arbejde med i sammenhæng med energiforbrug og energilagring. Ved at inddrage solceller som en kilde til vedvarende energi, bliver undervisningen koblet til verden udenfor skolen. Det viser eleverne, hvordan deres naturvidenskabelige viden kan bidrage til at løse reelle problemer i verden.
Eleverne vil opleve, hvordan deres viden om energi og elektricitet kan bringes i spil, når der skal designes løsninger til at generere bæredygtig energi til dagligt brug.
Dette tema giver eleverne indsigt i de teknologiske og ingeniørmæssige udfordringer ved at skabe effektive og pålidelige energiløsninger, der kan forbedre livskvaliteten og bidrage til bæredygtig udvikling. Ved at arbejde med solceller og batterier lærer eleverne også om energilagring og forbrugsmønstre, hvilket er afgørende for fremtidens globale energiløsninger.
Progressionsplan
Under temaet Solceller og batterier er der udarbejdet flere forskellige forløb. Herunder følger progressionsplanen for forløbene.
| Klassetrin/Niveau | Centrale begreber | Delerkendelser | Eksempler på spørgsmål |
|---|---|---|---|
| 7. klasse | Solenergi Effektmåling Energiforbrug |
Solpaneler kan omdanne sollys til elektrisk energi. Soleffektiviteten kan vurderes ved at måle solens intensitet med et pyranometer. Energiforbrug kan måles med energimålere for at sammenligne forskellige apparater. |
Hvordan omdanner solpaneler sollys til energi? Hvordan måler vi solens intensitet med et pyranometer? Hvor meget energi bruger en lampe sammenlignet med en mobiltelefon? |
| 8. klasse | Effektivitet Energilagring Forbrugsmønstre |
Effektiviteten af solpaneler kan variere med lysforholdene. Energi kan lagres i batterier til senere brug. Energiforbrug kan analyseres for at optimere brugen af ressourcer. |
Hvordan varierer solpanelers effektivitet med lysforholdene? Hvordan lagres energi i et batteri? Hvordan kan vi optimere energiforbruget ved hjælp af vores målinger? |
| 9. klasse | Energiomdannelse Dataanalyse Systemoptimering |
Energiomdannelse i solceller kan afhænge af forskellige faktorer. Data kan analyseres for at forbedre systemets effektivitet. Systemoptimering kan kræve en forståelse af energibehov og produktion. |
Hvilke faktorer påvirker energiomdannelsen i solceller? Hvordan kan vi bruge data til at forbedre solcellernes effektivitet? Hvordan kan vi optimere vores energisystem for at opfylde energibehovet? |
Tabel 1: Progressionsplan for temaet Solceller og batterier
Forudsætninger og faglige mål
Alle de udviklede forløb tager udgangspunkt i de faglige mål for grundskolen eller fagbekendtgørelser for ungdomsuddannelserne. Dette skulle gerne bidrage til, at det både er spændende og interessant for eleverne, samtidigt med at lærerne oplever, at de får dækket fagligt stof som eleverne under alle omstændigheder skal igennem, når man arbejder med forløb ved BeScience: Afrika i Bjerringbro.
Forudsætninger og faglige mål for 7. klasse – 9.klasse
Forudsætninger
For at kunne gennemføre disse forløb, forventes det, at eleverne i rimeligt omfang opfylder trinmålene for 6. klassetrin i Natur/Teknologi – se Tabel 2.
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe undersøgelser på baggrund af begyndende hypotesedannelse. | Eleverne skal kunne gennemføre undersøgelser af energiformer. Eleverne skal kunne designe enkle undersøgelser. Eleverne skal kunne beskrive naturområder og faktorer, der påvirker energiproduktion. |
| Modellering | Eleven kan designe enkle modeller. | Eleverne skal kunne anvende modeller til at beskrive energiproduktion og -forbrug. Eleverne skal kunne fremstille modeller af vandets kredsløb og molekylers opbygning. Eleverne skal kunne designe modeller af energiproduktion og anvendelse i hverdagen. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere natur/teknologi til omverdenen og aktuelle hændelser. | Eleverne skal kunne beskrive energiproduktioners afhængighed af naturgrundlaget. Eleverne skal kunne vurdere miljøvirkninger af energiproduktion. Eleverne skal kunne identificere ressourcer til energiproduktion lokalt og globalt. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om natur og teknologi. | Eleverne skal kunne argumentere om energiproduktion og forbrug. Eleverne skal kunne diskutere energiressourcers bæredygtighed og miljøpåvirkning. Eleverne skal kunne formidle energiproduktion og forbrug ved hjælp af modeller og simuleringer. |
Tabel 2: Forventede forudsætninger i Natur/Teknologi for at kunne gennemføre forløb om Solceller og batterier i 7.klasse – 9. klasse
Fællesfaglige fokusområder
Forløbet kan bruges som en del af et større forløb med et eller flere af nedenstående fællesfaglige fokusområder:
– Bæredygtig energiforsyning på lokalt og globalt plan
– Drikkevandsforsyning for fremtidige generationer
– Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår.
Faglige mål
I det følgende findes en oversigt over de faglige mål i Fysik/Kemi, der kan bringes i spil ved gennemførelse af et forløb om Solceller og batterier i 7. klasse – 9. klasse, se Tabel 3.
Fysik/kemi
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe, gennemføre og evaluere undersøgelser i fysik/kemi. | Eleverne kan undersøge energiformer og energioverførsel. Eleverne kan indsamle og vurdere data fra egne og andres undersøgelser i naturfag. Eleverne kan formulere en afgrænset problemstilling med naturfagligt indhold. |
| Modellering | Eleven kan anvende og vurdere modeller i fysik/kemi. | Eleverne kan anvende modeller til forklaring af fænomener og problemstillinger i naturfag. Eleverne kan med modeller beskrive elektriske kredsløb. Eleverne kan udvikle og vurdere modeller for energioverførsel. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere fysik/kemi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse. | Eleverne kan forklare sammenhænge mellem produktion, anvendelse og betydning af energi i samfundet. Eleverne kan vurdere energikilder ud fra et bæredygtighedsperspektiv. Eleverne kan forklare samfundets anvendelse af forskellige energikilder. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om naturfaglige forhold med fysik/kemi. | Eleverne kan argumentere for valg og fravalg af energikilder i forskellige sammenhænge. Eleverne kan anvende naturfaglige begreber til at beskrive energioverførsel. Eleverne kan diskutere og formidle energiforbrug og energibesparelser. |
Tabel 3: Relevante faglige mål der kan komme i spil i Fysik/Kemi ved arbejdet med forløb om Solceller og batterier i 7. klasse – 9. klasse
Det en fordel, at eleverne på forhånd har kendskab til energiformer, energiomsætning og forskellige energikilder.
Forudsætninger og faglige mål for 1.g
Forudsætninger
For at kunne gennemføre disse forløb, forventes det, at eleverne i rimeligt omfang opfylder trinmålene for 9. klassetrin i Fysik/Kemi – se Tabel 4.
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe, gennemføre og evaluere undersøgelser i fysik/kemi. | Eleverne udfører undersøgelser med udgangspunkt i faglige begreber, bl.a. til efterprøvning af faglige hypoteser. I simplere tilfælde designer eleverne selv naturfaglige undersøgelser med fokus på at gøre disse kontrollerede, systematiske og pålidelige. |
| Modellering | Eleven kan anvende og vurdere modeller i fysik/kemi. | Eleverne arbejder med større fokus på selv at repræsentere fænomener og sammenhænge. I forlængelse af dette lærer eleverne at skelne mellem model og virkelighed. Eleverne konstruerer tillige konkrete modeller som bud på løsning af udfordringer med naturfagligt indhold. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere fysik/kemi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse. | Der er stigende fokus på det samfundsmæssige niveau og på, at eleverne lærer at bruge naturfag som et afsæt for informeret stillingtagen til spørgsmål om interessemodsætninger, bæredygtighed, teknologianvendelse m.m. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om naturfaglige forhold med fysik/kemi. | Eleverne arbejder med formidling i tale og skrift. De lærer tillige at formulere naturfaglige forklaringer samt at diskutere og argumentere med inddragelse af naturfaglig viden. |
Tabel 4: Forventede forudsætninger i Fysik/Kemi for at kunne gennemføre forløb om Solceller og batterier i 1.g
Faglige mål
I det følgende findes en oversigt over de faglige mål i Fysik, der kan bringes i spil ved gennemførelse af et forløb om Vindmøller i 1. g.
Fysik
Faglige mål
Eleverne skal:
– kende og kunne anvende enkle modeller, som kvalitativt eller kvantitativt kan forklare forskellige fysiske fænomener eller kan føre til løsninger af problemstillinger, hvor faglige begreber og metoder anvendes
– kunne beskrive og udføre enkle kvalitative og kvantitative fysiske eksperimenter, herunder opstille og teste enkle hypoteser
– kunne behandle problemstillinger i samspil med andre fag.
Supplerende stof
Det supplerende stof skal inddrage hverdagsorienterede, samfundsrelevante problemstillinger, herunder aspekter af bæredygtig udvikling.
Tværfagligt samarbejde
Forløbet kan fx bruges i NV eller Fysik som en del af forløb om bæredygtig udvikling eller vandprojekter i Afrika.
Referencer
Børne- og Undervisningsministeriet. (2017). Læreplan Fysik C – stx 2017 (pdf). Hentet fra uvm.dk: https://www.uvm.dk/-/media/filer/uvm/gym-laereplaner-2017/stx/fysik-c-stx-august-2017-ua.pdf
Børne- og Undervisningsministeriet. (2019). Natur/Teknologi – Fælles Mål. Hentet fra emu.dk: https://emu.dk/sites/default/files/2020-09/GSK_FællesMål_Naturteknologi.pdf
Børne- og Undervisningsministeriet. (2019). Fysik/kemi – Fælles Mål. Hentet fra emu.dk: https://emu.dk/sites/default/files/2020-09/GSK_FællesMål_Fysikkemi.pdf
