Ενεργειακοί πόροι

Προετοιμασία ( Prepare )

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτό το μάθημα περιλαμβάνει ένα μέρος Α και ένα μέρος Β. Και τα δύο είναι σημαντικά για την πλήρη εκμάθηση του προτύπου. Εάν ο χρόνος είναι περιορισμένος, επανεξετάστε και τα δύο μέρη για να επιλέξετε τα στοιχεία που ανταποκρίνονται στις ανάγκες των μαθητών σας.

• Χρησιμοποιήστε τους βασικούς στόχους, το πρώτο πρότυπο NGSS (πλαίσιο “Υποστήριξη για τον εκπαιδευτικό”) και τον κατάλογο ελέγχου παρατήρησης (ενότητα “Αξιολόγηση”) για να παρακολουθείτε την πρόοδο και να υποστηρίζετε την επιτυχία.
• Επανεξετάστε αυτό το σχέδιο μαθήματος και τη δραστηριότητα του μαθητή στην εφαρμογή LEGO® Education SPIKE™ App για να αποφασίσετε πότε και πώς να εισαγάγετε και να διαφοροποιήσετε το περιεχόμενο, τις δραστηριότητες ή τις έννοιες του μαθήματος.
  • Σε αυτό το μάθημα, η βασική μάθηση γίνεται μέσω της έρευνας σχετικά με τους ενεργειακούς πόρους. Η κατασκευή ενός μοντέλου ενός τύπου ανανεώσιμης ενεργειακής πηγής προσφέρει στους μαθητές έναν τρόπο να δείξουν τη μάθησή τους. Ενθαρρύνετε τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν το παράδειγμα της ανεμογεννήτριας για έμπνευση και στη συνέχεια να το σχεδιάσουν και να το κατασκευάσουν ή έναν άλλο ανανεώσιμο πόρο της επιλογής τους.

Επιστημονικό υπόβαθρο – Ενεργειακοί πόροι:

• Σε αυτό το μάθημα, το μοντέλο μιμείται τον τρόπο με τον οποίο μια ανεμογεννήτρια μετατρέπει την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια όταν τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας περιστρέφονται.
• Ο φωτεινός πίνακας αναπαριστά τον τρόπο με τον οποίο παράγεται ηλεκτρική ενέργεια από τα περιστρεφόμενα πτερύγια.
• Ένας ανεμόμυλος, ο οποίος μπορεί να είναι πιο οικείος στους μαθητές, μετατρέπει τον άνεμο σε περιστροφική ενέργεια (περιστρέφεται για να αλέσει το αλεύρι, για παράδειγμα), αλλά δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Ανάπτυξη προηγούμενων γνώσεων – Ενεργειακοί πόροι: 

• Χρησιμοποιώντας το βασικό επιστημονικό υλικό σας, μοιραστείτε πληροφορίες, εικόνες και ορισμούς.
• Επανεξετάστε τι γνωρίζουν οι μαθητές για τους ανανεώσιμους και μη ανανεώσιμους ενεργειακούς πόρους και για το πώς η απόκτηση και η χρήση τους μπορεί να επηρεάσει το περιβάλλον. Οι μαθητές θα μάθουν περισσότερα για το θέμα μέσω αυτής της ερευνητικής δραστηριότητας.
• Μια ανεμογεννήτρια μετατρέπει την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια. Ένας ανεμόμυλος χρησιμοποιεί την ενέργεια του ανέμου για να γυρίσει μηχανές που αντλούν νερό ή παρασκευάζουν αλεύρι.
• Βασικό λεξιλόγιο: ανανεώσιμος ενεργειακός πόρος, μη ανανεώσιμος ενεργειακός πόρος, ορυκτά καύσιμα, ανεμογεννήτρια, περιβάλλον

Εμπειρία κατασκευής και προγραμματισμού: 

• Επανεξετάστε τις προτάσεις στο Σχέδιο Ενότητας. Για αυτό το μάθημα, μπορεί επίσης να θέλετε να ενισχύσετε με τα σεμινάρια Motor και Light στο μενού Έναρξη της εφαρμογής SPIKE.
• Χρησιμοποιήστε τις ενότητες Event, Light και Motor Blocks του μενού Help>Word Blocks στην εφαρμογή SPIKE App για να παρέχετε περισσότερη υποστήριξη.
• Χρησιμοποιήστε το παρεχόμενο λευκό καλώδιο USB για να συνδέσετε κόμβους και συσκευές για να κάνετε το πρόγραμμα πιο σταθερό. Αυτό θα επιτρέψει στους μαθητές να δουν καλύτερα τα δεδομένα που δείχνουν πώς η ταχύτητα των πτερυγίων επηρεάζει τη φωτεινότητα του φωτός και πώς αυτό είναι παρόμοιο με μια τουρμπίνα που δημιουργεί λιγότερη ή περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τον άνεμο.

Υλικά: 

• • Εντοπίστε εικόνες ανεμόμυλων και ανεμογεννητριών προκειμένου να τις διακρίνουν οι μαθητές. Εντοπίστε κατάλληλες για την ηλικία σας πηγές έρευνας σχετικά με τις ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές (π.χ. ηλιακές, αιολικές, πυρηνικές και ορυκτά καύσιμα), τις ανθρώπινες χρήσεις τους και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους. Σκεφτείτε πώς να ενσωματώσετε τους πόρους στο μάθημα.

ΜΕΡΟΣ Α (45 λεπτά)

Συμμετοχή ( Engage )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Παρουσιάστε τον ή τους κύριους χαρακτήρες της ιστορίας και την πρώτη πρόκληση: η Sofie βρίσκει μια ανεμογεννήτρια. Αναρωτιέται πώς παίρνει ενέργεια. Ποιοι είναι άλλοι τρόποι για να παίρνει κανείς ενέργεια για να τη χρησιμοποιεί ξανά και ξανά;
• Σκεφτείτε-Διευκολύνετε μια σύντομη συζήτηση σχετικά με το(α) θέμα(τα) του μαθήματος, χρησιμοποιώντας την εικόνα της ιστορίας, αν θέλετε.
  • Τι είδους ενεργειακή πηγή είναι ο άνεμος; Γιατί; (Ο άνεμος είναι ένας ανανεώσιμος πόρος- υπάρχει πάντα περισσότερος άνεμος).
  • Τι καθιστά την ενέργεια ανανεώσιμη; Δώστε μερικά παραδείγματα. (Μπορούμε να φτιάξουμε ή να πάρουμε περισσότερη επειδή η φύση την αναπληρώνει- η αιολική ενέργεια, το νερό που ρέει στα ποτάμια, το φως του ήλιου).
  • Τι καθιστά την ενέργεια μη ανανεώσιμη; Δώστε μερικά παραδείγματα. (Μπορεί να εξαντληθεί, χωρίς να υπάρχει τρόπος να πάρουμε περισσότερη- τα παραδείγματα περιλαμβάνουν ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας και υλικά όπως το ουράνιο για την πυρηνική ενέργεια).
  • Πώς η χρήση διαφόρων ειδών ενέργειας αλλάζει το περιβάλλον; (Η κατασκευή φραγμάτων αντικαθιστά τα ενδιαιτήματα των ζώων, η εξόρυξη μπορεί να καταστρέψει την επιφάνεια της γης, η καύση ορυκτών καυσίμων προκαλεί ατμοσφαιρική ρύπανση).
• Μοιράστε ένα SPIKE™ Essential Set και μια συσκευή σε κάθε ομάδα.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 25 λεπτά)

• Καθώς οι μαθητές εργάζονται, σκεφτείτε να μοιραστείτε τα παρακάτω παραδείγματα, διευκρινίζοντας ότι παρουσιάζουν ένα μοντέλο/πρόγραμμα για μια ανεμογεννήτρια που χρησιμοποιεί την αιολική ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μαθητές μπορούν να κατασκευάσουν μια ανεμογεννήτρια ή μια άλλη επιλεγμένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.
• Ζητήστε από τους μαθητές:
  • Να χρησιμοποιήσουν τουλάχιστον δύο πηγές για να ερευνήσουν τόσο τους ανανεώσιμους όσο και τους μη ανανεώσιμους ενεργειακούς πόρους, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τους πόρους και πώς αυτό επηρεάζει το περιβάλλον. (Επανεξετάστε τις βέλτιστες πρακτικές της τάξης για την έρευνα).
  • Επιλέξτε έναν ανανεώσιμο πόρο.
  • Να αρχίσουν να κατασκευάζουν και να προγραμματίζουν ένα μοντέλο ενός ενεργειακού ανανεώσιμου πόρου για να δείξουν τη μάθησή τους.
• Διευκολύνετε τον καταιγισμό ιδεών σχετικά με τη χρήση στοιχείων LEGO® στα μοντέλα τους. Για την ανεμογεννήτρια, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη χρήση μακρών τεμαχίων ως πτερύγια ανεμιστήρα ή τον προγραμματισμό της μήτρας φωτισμού ώστε να ανάβει όταν τα πτερύγια περιστρέφονται με το χέρι. Οι μαθητές χρησιμοποιούν τα χέρια τους για να περιστρέψουν τα πτερύγια και μπορούν να τα περιστρέψουν πιο γρήγορα ή πιο αργά για να δουν διαφορετικά αποτελέσματα από το φως της μήτρας.

Παράδειγμα ιδεών

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Συγκεντρώστε τους μαθητές για ανταλλαγή απόψεων. 
• Ζητήστε από κάθε ομάδα να χρησιμοποιήσει το μοντέλο προόδου της για να το επιδείξει και να το εξηγήσει:
  • Πώς δείχνει έναν ανανεώσιμο ενεργειακό πόρο.
  • Πώς οι άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτό το είδος ενεργειακής πηγής.
  • Θετικούς και αρνητικούς τρόπους με τους οποίους η χρήση του ανανεώσιμου πόρου που επέλεξαν επηρεάζει το περιβάλλον σε σύγκριση με τους μη ανανεώσιμους πόρους.
• Ζητήστε ανταλλαγή απόψεων σχετικά με την πρόοδο των μαθητών και ενθαρρύνετε τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν έμπνευση από τις κοινές ιδέες.
• Εάν επιθυμείτε να συνεχίσετε με το Μέρος Β-Εξήγηση, ζητήστε από τους μαθητές να διατηρήσουν τα μοντέλα τους άθικτα ή δώστε χρόνο για ανακατασκευή.

ΜΕΡΟΣ Β (45 λεπτά)

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η τάξη, 10 λεπτά)

• Επαναλάβετε τα βήματα από το Μέρος Α-Εξήγηση για να υποστηρίξετε την περαιτέρω ανταλλαγή απόψεων, τον καταιγισμό ιδεών και την έμπνευση για τη συνέχιση της κατασκευής μοντέλων.

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Ολόκληρη η τάξη, 30 λεπτά)

• Βάλτε τους μαθητές:
  • (15 λεπτά) Να συνεχίσουν να κατασκευάσουν και να προγραμματίσουν το μοντέλο τους για μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, όπως ο άνεμος.
  • (10 λεπτά) Χρησιμοποιούν τα ολοκληρωμένα μοντέλα τους για να μοιραστούν και να ανταλλάξουν γνώσεις σχετικά με τους ανανεώσιμους και μη ανανεώσιμους ενεργειακούς πόρους.
• (5 λεπτά) Καλέστε τους μαθητές να μοιραστούν γνώσεις, ιδέες ή δεξιότητες που:
  • Tους βοήθησαν να ολοκληρώσουν την πρόκληση.
  • Έμαθαν ενώ έκαναν έρευνα και σχεδίαζαν τα μοντέλα τους.
• Ζητήστε από τους μαθητές να καθαρίσουν τα σκηνικά και τους χώρους εργασίας.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ολόκληρη η τάξη, 5 λεπτά)

• Κάντε καθοδηγητικές ερωτήσεις για να αναδείξετε τη σκέψη των μαθητών και τις αποφάσεις τους κατά τη διάρκεια της ιδέας, της κατασκευής και του προγραμματισμού.

Λίστα ελέγχου παρατήρησης

• Επανεξετάστε τους μαθησιακούς στόχους (πλαίσιο υποστήριξης του εκπαιδευτικού).
• Μοιραστείτε συγκεκριμένες αντιδράσεις και συμπεριφορές των μαθητών σε διαφορετικά επίπεδα κατάκτησης.
• Χρησιμοποιήστε τον κατάλογο ελέγχου για να παρατηρήσετε την πρόοδο των μαθητών:
  • Επιλέγουν τουλάχιστον δύο πηγές για έρευνα.
  • Περιγράφουν με ακρίβεια τους ανανεώσιμους και μη ανανεώσιμους ενεργειακούς πόρους.
  • Εξηγούν με ακρίβεια από πού προέρχεται ο ενεργειακός τους πόρος και πώς τον χρησιμοποιούν οι άνθρωποι.
  • Περιγράφουν ορισμένες θετικές και αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον που προκαλούνται από την απόκτηση και τη χρήση του ανανεώσιμου ενεργειακού πόρου που επέλεξαν σε σχέση με τους μη ανανεώσιμους πόρους.
  • Κατασκευάζουν και προγραμματίζουν ένα ακριβές μοντέλο του ανανεώσιμου ενεργειακού πόρου που επέλεξαν.

Ανατρέξτε στην ενότητα Πρόσθετοι πόροι, Αυτοαξιολόγηση και ανατροφοδότηση από τους συμμαθητές, για περισσότερους τρόπους αξιολόγησης.

Διαφοροποίηση

Απλοποιήστε αυτό το μάθημα:

• Μειώνοντας το ερευνητικό έργο σε έναν περιορισμένο κατάλογο ανανεώσιμων και μη ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων.

Αυξήστε τη δυσκολία:

• Βάζοντας τους μαθητές να αυξήσουν την πολυπλοκότητα του μοντέλου τους. Για την τουρμπίνα, αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει την αλλαγή του χρώματος του φωτός ανάλογα με την κατεύθυνση που στρέφεται το πτερύγιο, π.χ. κόκκινο όταν τα πτερύγια στρέφονται αριστερά και μπλε όταν στρέφονται δεξιά. Μπορούν επίσης να προγραμματίσουν τα πτερύγια να κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες για να προσομοιώσουν διάφορες ταχύτητες ανέμου.

Επέκταση

• Ζητήστε από τους μαθητές να ερευνήσουν τρόπους με τους οποίους ο άνθρωπος μπορεί να μειώσει τις αρνητικές επιπτώσεις της χρήσης ανανεώσιμων ή/και μη ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων στο περιβάλλον. Ζητήστε τους να μοιραστούν τα ευρήματά τους μέσω ενός σύντομου βίντεο ή γραπτού εγγράφου της επιλογής τους.
  

Εάν διευκολυνθείτε, αυτό θα επεκταθεί πέρα από το 45λεπτο μάθημα.

Πηγή: https://education.lego.com/en-us/lessons/spikeessential-science-connections/spikeessential-energy-resources#prepare