Et tværfagligt undervisningsforløb for 6 kl. omkring Alternativ energi

Steen Bårris Petersen (lh202183) & Ann Petersen (10-12-2010)

Indhold

Indledning…………………………………………………………………………………………………………………………… 4 Problemformulering……………………………………………………………………………………………………………. 4

Et tværfaglig undervisningsforløb for 6 klasse ……………………………………………………………………. 5

· Emne

· Fælles mål for 6 klasse

· Slut mål for 6 klasse

Side.

Opbygning af undervisning……………………………………………………………………………………………… .5-6

Lektion 1og 2 ………………………………………………………………………………………………………………………. 6

Lektion 3og 4 ………………………………………………………………………………………………………………………. 6

Drivhuseffekten og den globl opvarmning ………………………………………………………………………….. 6

Lektion 5-6 …………………………………………………………………………………………………………………………… 7

Lektion 7-8 …………………………………………………………………………………………………………………………… 7

Kompendiet i vedvarende energi…………………………………………………………………………………………… 7

Opgaver som skal søges på nettet ……………………………………………………………………………………….. 8

Halm og Halmfyr ………………………………………………………………………………………………………………….. 9

Sidste Lektion 9-10 …………………………………………………………………………………………………………….. 10

Kilder ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

Konklusion …………………………………………………………………………………………………………………….. …..13.

Bilag 1 …. Matematik ……………………………………………………………………………………………………..14-15

Bilag 2 … Byg en lille vindmølle ………………………………………………………………………………………… .16

Bilag 3… Lav en vindpose ……………………………………………………………………………………….. 17

Bilag 4… Byg en drage ……………………………………………………………………………………………… 18

Bilag 5…Realtionsmodellen (Hiim og Hippes)………………………………………………………………… 11-12

studieprojekt.

Indledning.

Et tværfagligt undervisningsforløb for 6. klasse.

Vi vil i dette forløb bevidstgøre eleverne omkring forureningskildernes konsekvenser for naturen og klimaet i deres fremtid. Og hvad de kan gøre og være bevidst omkring i deres fremtid, samt udvikle den enkel elevs naturvidenskabelig kompetencer.

For at eleverne kan arbejde processorienteret, og få en breder forståelse for emnet/emnerne har vi valgt at arbejde tværfagligt i dansk og matematik.

Problemformulering.

Vi lever i dag i et højt teknologisk senmoderne samfund.

Vi hører ofte og ofte om miljøproblemer, og store miljøkatastrofer.

Diesel til Oliefyr som bliver lavet/destalisering af olien i et kraftværk (fossile brændsler) er en af forureningskilderne til den globale opvarmning, syreregn og drivhuseffekten. Fossiler lag lager sig i jorden, og er fra 20 år til flere hundrede år om at forgå, det ødelægger vores natur og klima.

Videnskabelig forskning henviser til ”global opvarmning” syreregn samt drivhuseffekten.

Ministre fra alle lande holdet i 2009 klimatopmøde i Danmark, omkring jordens truende ødelæggelse, pga. forureningen.

Og lige i øjeblikket er et ”kop 16” møde i gang i Mexico ”Cancon”, hvor de foreløbig er kommet med forslag til to klima projekter i U landene. Fældning af træer (CO2) og vindmøller.

Den danske Staten tilbyder støtte til vedvarende energi så som halmfyr og biogas, samt vindmøller.

Da de vedvarende energikilder vil blive omdannet, hvis ikke af os så i jordens egne processer, derfor ser vi ingen affaldsprodukter som belaster og ødelægger vores natur og klima.

Og vi holder klimatopmøder … da vi ved at vi bliver nød til at gøre noget! hvis vores natur og klima skal bestå ”som en god og sund natur og et godt klima”.

I denne natur og klima lever og vokser børn og unge op. Det her ledet os til følgende problemstilling:?

Emne:

Fra oliefyr (diesel), til vedvarende energi/alternativ energi i elevens fremtid.

Fælles mål slut mål efter 6 klasse

Redegør for hvorledes naturkatastrofer opstår og påvirker planter, dyr og menneskers levevilkår.

Forholder sig til mediernes fremstilling af naturfaglige forhold og vurdere informationer på baggrund af egne og andres viden.

Beskriver forhold, der har betydning for livets udvikling, herunder variationer, der ændring af levesteder og naturlige udvælgelse.

Giver eksempler på, hvordan ændringer i anvendelser at teknologi har indvirket på planter, dyr og mennesker.

Kender til miljøproblemer lokalt og globalt samt eksempler på, hvordan disse problemer kan løses herunder forslag til spareråd i forbindelse med brug af vand og el og i forhold til anvendelse af vedvarende energi.

Slut mål.

Den nære omverden.

Menneskets samspil med naturen.

Opbygning af undervisning Kl.trin:

6.klasse.

Tværfagligt :

Dansk: Bog ”Kaskelotternes sang”, samt film 2009 ”wall E”

Matematik: se bilag etAntal lektioner:

5x2 lektioner.

Energikilder.

Fra diesel til oliefyret, til halmfyr, naturgas, og vindmøller. vedvarende/Alternativ energi/kilder.

Realtionsmodellen Hiim og Hippes se bilag 5.

Mandag: 1.lektion. Vi har på klassen arbejdet med Destillation på et olieraffinaderi/kraftværk ” hvad det blev destillateret til”

VI vil i fællesskab på klassen begynde med at hører elevernes erfaring, hvad de ved og har hørt omkring forurening, naturkatastrofer og konsekvenser der af ”olie er meget ofte med i naturkatastroferne”, hvorpå vi vil supplerer med vores viden under samtalen, det skal gerne fører til en kritisk samtale på klassen om emnet.

”Under hele forløbet sætter vi emnerne og det vi taler om, og finder frem til, i perspektiv til elevens fremtid”.

2. lektion. Metode ”prøv-dig-frem” Eleverne skal finde en naturkatastrofe på nettet i to mands grupper, og noter konsekvenserne af denne. 5 grupper skal finde ” oliefyret = forureningskilder, og konsekvenser af dette og 6 grupper skal finde ”Agenda21- vores fælles fremtid” hvor der er 8 mål omkring vores fælles fremtid for Danmark. Hvorpå de skal noter ned, så de kan arbejde i forskellige grupper næste gang vi har N/T og samtale om, hvad de har fundet frem til, og mener om målene.

”læse, skrive, naturvidenskabelig og kommunikative kompetencer”.

Mandag: 1.lektion. Vi har materiale (bøger, kompendium, og spørgsmål.) med til eleverne omkring oliefyret/oliefyr afbrænding ” hvad sker der i naturen?”, og skemaer over de forskellige energikilder kul, olie, naturgas, vandkraft, og halmenergikilder, som vi i fællesskab på klassen vil tale om, hvorpå de 8 mål samt, hvad eleverne har fundet frem til sidste uge vil indgå i samtalen.

Drivhuseffekten og den globale opvarmning. Alt liv på Jorden afhænger af, at Jorden har en atmosfære. Atmosfæren indeholder den luft, vi skal bruge for at trække vejret. Den beskytter os imod solens ultraviolette stråler. Og den indeholder en række luftarter, som holder på solens varme, så temperaturen holder sig nogenlunde behagelig. Dette kaldes drivhuseffekten.De vigtigste luftarter, som har den effekt, er vanddamp, kuldioxid, metan og lattergas. Uden dem ville der være konstant istid på Jorden. Drivhusgasserne, som man kalder disse luftarter, er derfor vigtige, naturlige bestanddele af vores atmosfæreog kaldes globale opvarmning.

2. lektion. Derpå starter eleverne, hvor de stoppet sidst i deres grupper.

”Her skal det føre til at, eleverne vælger en miljøkritisk forureningskilde at skrive om, hvorpå i opgaven de skal arbejde hen på ”vedvarende energi” som også skal være et emne i opgaven”.

Samtale i grupper om hvad de har fundet frem til på nettet, samt de skal lave en plance over de 8 mål for vores ”fælles fremtid” hvor de i grupperne skal skrive deres mening, og hvordan de ser deres fremtid til hvert mål.

Mandag: 1. lektion. Eleverne fremviser i grupper på klassen, hvad de har fundet ud af, og hvad de syntes i forhold til fossile brændstoffer, undersøgelser, og energikilder, i deres natur og miljø.

2. lektion. Do.

Mandag: 1+2.lektion.

Fra fossile brændsler til Vedvarende energier. Naturgas, halmfyr og vindmøller.

Vi arbejder i fællesskab på klassen, med kompendiet med vedvarende energi som naturgas, halmfyr, og vind/ vindmøller. Der er opgaver og spørgsmål som skal besvares i kompendiet. Samt eleverne skal vælge et af det vedvarende energikilder at skrive til deres opgave.

Kompendiet i vedvarende energi.

Naturgas i DanN Naturgas i Danmark.

Naturgas dækker i dag en fjerdedel af dansk energiforbrug, og leveres via et landsdækkende ledningsnet til mere end 330.000 kunder. Herudover er der en betydelig eksport af naturgas til Sverige, Tyskland og Holland.

Gassens anvendes indenfor alle samfunds-sektorer: til individuel boligopvarmning, til produktion af el og varme i små og store kraftvarmeværker og til industri- og erhvervs-formål.

Knap halvdelen af befolkningen i Danmark får dækket deres energiforbrug direkte eller inddirekte via naturgas.

Al dansk naturgas kommer fra felter i den danske del af Nordsøen

Halm

Hvert år op mod 2,4 mio. ton halm som ikke bliver udnyttet i Danmark. I stedet for importerer Danmark biomasse fra udlandet, hvilket er dårligt for både den danske økonomi og miljøet.

Halm er CO2 neutralt ligesom al anden biomasse.

Den samlede danske halmproduktion er på omkring 6 mio. tons om året. 1,4 mio. tons anvendes til varmeproduktion i private halmfyr og kraftvarmeværker, 2,2 mio. tons bliver brugt til foder og strøelse. Tilbage er ca. 2,4 mio. tons som rådner op på markerne eller bliver pløjet ned.

Energien fra 1 mio. tons halm kan levere varme til 117.000 husstande og el til 235.000 husstande.

Halmen kan også laves om til bioethanol, som kunne erstatte fossile brændsler til transport.

Halmfyr

Halmfyr har været anvendt i danske landbrug siden oliekrisen i 1970erne. De første halmfyr havde en meget lav virkningsgrad, men eftersom halmen var næsten gratis kunne det godt betale sig.

Siden er halmfyrene blevet automatiske og dermed mindre arbejdskrævende, samt mere effektive.

Halmfyr er bedst egnede til landbrug, da de er forholdsvis dyre og store. Selv det mindste halmfyr på markedet er rigeligt til at dække behovet i en almindelig familieejendom. I stedet kan man vælge et træpillefyr eller almindelig brændeovn.

Hvorfor halmfyr i naturen?

(Vindkraft har vært brugt som energikilde i Danmark længe. Vindmøllepark ved Nakskov på Lolland blev anlagt i begynnelsen af 1990)

Billede af halmfyr

bygninger for at reducere brandfaren.

Det er placeret væk fra ejendommens øvrige

Opgaver.

Energien fra vindmøller.

Find vindmøller i Danmark.

Hvorfor vindmøller i naturen?

Mandag: 1+2 lektion.

Hver elev skal tegne og designe egen vindmølle, matrialet til vindmøllen står fremme på bordet i N/T lokalet. Eleverne ved det afhæninger af vingekonstruktionen. Eleverne skal fotografer deres vindmølle til deres opgave.

Forløbet afsluttes, og eleverne sender deres opgave via mail senest onsdag.

Kilder:

Fælles mål 2009 i natur og teknik.

Metoder i naturfag:

FysikC Bogen:

klade og kopier fra undervisningen og nettet.

Bilag 5.

Relationsmodellen

Vi har valgt at inddrage hiim og hippes relationsmodel.

[footnoteRef:1] [1: ]

Rammefaktorer:

på skolens område, i klassen, i forskellige klasselokaler ved gruppearbejde, så som N/T lokalet, fsk. Materiale og redskaber til N/T forsøg og opgaver.

Lærer/ læringsforudsætning:

26 lever på klassen, en elev med ADHD, samt to svage læsere.

Mål:

Naturens miljømæssige problemstillinger, blive bevidst omkring konsekvenserne, samt udvikle elevens naturvidenskabelige kompetence der blandt andet sætter eleven i stand til at se med kritiske øjne på deres natur, samt forholde sig til, hvad der er bedst med henblik på vedvarende energier i deres fremtid.

Indhold:

Kraftværk, olie til diesel, til oliefyret. forurening af deres jord, natur og klima. Vedvarende energi.

Materiale:

eleverne skal arbejde på nettet, fagbøger, kopier, skemaer, lave forskellige opgaver, forsøg og undersøgelser.

Lærerprocessen:

· Eleverne skal finde oplysninger omkring emnerne, på miljøsider på nettet.

· Eleverne arbejder tværfagligt med dansk og matematik.

· Eleverne skal lave en opgave, ud fra et valgt emne.

· Opgaven skal afleveres ved afslutningen på forløbet.

· Eleven skal arbejde med et fagkompendium.

· Eleverne skal arbejde i to mands grupper

· Eleven skal se en film ”Wall E” med henblik på andre truende naturkatastrofer.

· Vi samtaler i fællesskab på klassen.

· Eleverne skal løse opgaver indenfor emnerne individuelt samt i deres grupper.

· Eleverne skal lave forsøg.

· Eleverne skal se og arbejde med skemaer, billeder, og diagrammer.

· Eleverne skal, læse, skrive og kommunikere.

Vurdering:

Løbende vurdering via samtaler i fællesskab på klassen, samt vurdering og evaluering af elevens fagligt og praktiske arbejde, og deres afleverede opgave.

Hiim og Hippes definerer didaktik som ”praktisk-teoretisk planlægning, gennemførelse og kritisk vurdering af undervisning og læring De har opstillet relationsmodellen, som skal favne kompleksiteten af undervisning og læringssituationen ud fra deres didaktiske syn. I relationsmodellen er der 6 kategorier som alle indgår i en helhed, hvor de gensidigt påvirker hinanden. De 6 kategorier, som modellen favner omkring er læringsforudsætninger, rammefaktorer, mål, indhold, læreprocessen og vurdering. Alle disse processer ligestilles og fremhæves som de centrale aspekter af undervisningen.

Konklusion.

Vi har under hele forløbet observeret, støttet, og samtalt med eleverne og den enkle elev i forhold til de opgaver de blev stillet overfor. Derfor vil vi i forhold til undervisningsforløbet, tværfaglighed samt undervisningsmaterialet konkluderer at vi igennem dette forløb, har været med til at gøre eleverne bevidst omkring forureningskilder samt vedvarende energi, og herigennem været med til at udviklet elevernes naturforståelse samt naturvidenskabelige kompetencer. Det har vi erfaret gennem løbende evaluering via forskellige naturvidenskabelige opgaver, gruppearbejdet, ”gør det selv”, samtaler i fællesskab på klassen, elevernes egne undersøgelser, samt elevernes afleverede opgaver.

I forhold til de trin og slutmål vi har brugt fra ”fælles mål” mener vi at vi har indfriet målene/kravene.

Dette har været et forløb hvor alle elever er blevet ”inkluderet”. Blandt andet fordi forløbet har haft relevans l forhold til elevens egen hverdag, de havde alle set og hørt i medierne omkring naturkatastrofer, olieudslip og forurening, flere af eleverne vidste at der for tiden afholdes ”KOP 16”, og de fleste havde hørt ordene som, syreregn, globalopvarmning og drivhuseffekten. De forskellige emner og opgaver gjorde at, eleverne var meget multiveret og arbejdet godt under hele forløbet, eleverne var ofte ivrige efter at finde en løsning ”hurtigst” på problemerne… Som de gjorde i deres opgave, og ved konstruktionen af deres vindmølle.

For os som lærer syntes vi, at vi godt kunne have brugt 6 lektioner mere for at få progration i faget.

Vi ville her være kommet ind omkring menneskets udvikling, og konsekvenser for mennesket i forhold til forurening af deres natur.

Bilag 1.

Vi kan betragte vinden der strømmer i gennem rotorarealet som en skive. For at finde frem til hvor meget effekt en vindmølle kan trække ud af vinden, skal vi starte med at finde ud af hvor meget effekt der er i vinden. Derfor starter vi med at regne arealet ud af rotoren dvs. at vi beregner det bestrøgne areal.

Vi laver et eksempel med en vingelængde på 27 meter.

Massen for en luftskive på 1 meter i tykkelsen og en diameter på 54 meter, hvor der regnes med 1,29 som massefylden for atmosfærisk luft

=luftens densitet

A=Arealet af vinden som rammer rotoren vinkelret

V=vindhastigheden

Tykkelsen=tykkelsen af vindskiven

t=tiden

m=masse

P=effekt

Indsættes formlen for kinetisk energi:

Omskrives til:

og dette er jo vindhastigheden v. Hvis vi indsætter v fås[footnoteRef:2] [2: Mekanisk fysik teoribog af Kristian Bahr. Side 54,]

Vi kan hermed konkludere

at den energi som er i luftens bevægelse pr sekund er proportional med vindhastigheden i 3. Potens.

Eksempel:

Hvis vi antager at det blæser med en vindhastighed på 15 og luftens densitet er 1,29 og arealet af vindskiven er 2280 kan vi beregne effekten pr kvadratmeter når vinden står vinkelret på rotoren:

Hvis vi vil finde det pr fås

Grafen ovenover viser et plot af energi i vinden ved stigende vindhastigheder, hvis arealet af vinden er 1m^2. Som vi beregnede før, da vinden var 15 m/s. blev effekten 2176 w/m^2, altså hvis vinden står vinkelret på det bestrøgne rotorareal. Hvis vindhastigheden halveres, bliver effekten pr. kvadratmeter otte gange mindre.

Bilag 2

Byg en lille vindmølle

Undersøg hvor tunge ting, du kan hejse op med din vindmølle.

Se på denne tegning hvordan du skal konstruere vindmøllen.Begynd med at sætte proppen fast på blomsterpinden, som bliver modellens aksel. Sæt dernæst en træklods, en spændeskive, et sugerør, den anden spændeskive og den anden træklods på pinden (i den rækkefølge). Træklodserne skal limes fast.Lav en rotor ud af et stykke papir ved at følge instruktionerne på denne tegning. Sæt rotoren fast til proppen med en tegnestift og lidt lim.Vikl sytråden om pinden. Bøj sømmet til en krog, og bind krogen fast til tråden.

Værktøjskasse:

Et tykt sugerør, 18 cm langt.En blomsterpind, 3-5 mm tyk, 25 cm langSytrådPapir eller kartonKorkpropTræstykker – to stk. 2 x 2 x 2 cm2 spændeskiver som passer til blomsterpinden.En tegnestiftTyndt søm ca. 40 mm langtLim

Kilde. http://windwithmiller.windpower.org/da/kids/choose/nacelle/wvassign.htm

Vindrosen

(Bilag 3Lav en vindposeMed en vindpose kan du se hvor vinden kommer fra.Lav vindposen ved at følge instruktionerne på tegningen. Sæt vindposen fast øverst på en pæl.Ved hjælp af vindposen og kompasset kan du nu måle vindretningen. Du kan også se hvor kraftigt det blæser, alt efter hvor meget vinden løfter vindposen.Hvis du vil lave en vindfane der kan være udenfor i al slags vejr, kan du bruge plastikposer eller nylonstof i stedet for papir.Værktøjskasse:1 ark A4 printer- eller kopipapir1 ark silkepapir på 28 x 28 cmLimTapeSaksHullemaskine1 papirclipsLineal1,2 m dragesnorPælKompas)

Kilde. http://windwithmiller.windpower.org/da/kids/choose/nacelle/wvassign.htm

Byg en drage og undersøg vindforholdene omkring skolenByg en stor slædedrage, og find et godt sted at sætte den op, eller byg en lille drage, som er god til at undersøge vinden foran og bagved bygninger og træer.

Klip dragen ud efter tegningen. Man kan lave flere drager på én gang ved at klippe gennem flere lag. Små drager af silkepapir kan dekoreres med farver.Sæt tape - helst 4-6 lag - over de to hjørner i siderne og klip de to huller med hullemaskinen.Sæt de to rundstokke (eller sugerør) fast med tape.Bind et stykke dragesnor i 180-200 cm mellem de to huller i den store drage. (Til den lille drage skal snoren mellem de to huller være 66-90 cm).Find midten og lav en løkke (med en knude) nøjagtigt midt på snoren mellem de to huller. Bind dragesnoren fast i løkken.

Det er meget forskelligt, hvordan vinden blæser. Tag dragen med rundt på skolen og find steder, hvor vinden er meget turbulent (urolig) og steder, hvor vinden er meget rolig.Inden du sætter dragen op, skal du holde godt øje med elledninger og andre ting, som dragen kan flyve ind i. Hvis du er i tvivl, så lad være med at sætte dragen op.

(Lille drage:Silkepapir eller plastfoliefra en pose 17x22 cmTo sugerør klippet til 17 cmStærk sytråd aff.eks polyesterTapeHullemaskineSaksLineal med centimetermålEvt. farveblyanter tildekoration af papir)Værktøjskasse

Stor drage:En stor sort affaldssækTo rundstokke -(blomsterpinde) 4-5 mmtykke, 70-80 cm langeDragesnor og vindselTape, helst stærk pakketapeHullemaskineSaksLineal med centimetermål

Kilde. http://windwithmiller.windpower.org/da/kids/choose/wind/ktassign.htm

Side 8 af 18