Sunteți gata de acțiune?
Resurse
Resurse descărcabile
Resurse tangibile
Spațiu de lucru/masă pentru fiecare grupă, tablă mare și marker, hârtie și creion, set complet pentru construcții (1-2 seturi pentru fiecare clasă) care să includă:
- Stand de aproximativ 1 m înălțime
- Tije de conectare
- Microampermetru cu ieșiri de fire electrice
- Motor de 1,5 volți rezistent la apă
- Tijă de plastic pentru a conecta arborele motorului la turbine (se pot folosi piese de joc K'Nex)
- O găleată cu apă
- Pompă de acvariu sau un alt tip de pompă submersibilă de mică putere (12 sau 24 de wați)
- O țeavă pentru a conecta pompa la suport (aproximativ 1 m)
- Recomandat! Plasați găleata într-o piscină pentru copii, cum ar fi aceasta, pentru a nu uda podeaua și elevii.
- Cârpe și un mop
- Priză electrică/cabluri de extensie
- Baze pentru turbină care se pot conecta la tija de plastic de pe arborele motorului (se pot folosi piese de joc K'Nex)
- Materiale pentru construirea paletelor:
- Bețe mari de acadea
- Recipiente din plastic (sticle, ambalaje)
- Capace și capace de ambalaje (folosite)
- Materiale pentru conectare:
- Pistol de lipit
- Bandă izolatoare
- Benzi de cauciuc
- Foarfecă
Resurse umane
Adulți suplimentari pentru a sprijini activitățile de creație, cum ar fi părinți sau facilitatori din spațiile de creație sau atelierele locale.
Pregătire
Obțineți sprijinul unui profesionist de la un makerspace sau de la ateliere locale; cu ajutorul acestuia, pregătiți kiturile de construcție.
Obiective, mesaje și concepte
Obiective specifice
- Să experimenteze construirea unei turbine de apă pentru a genera cea mai mare cantitate de energie posibilă, rezolvând în același timp probleme tehnice.
- Să aplice principiile științifice învățate despre turbinele eoliene la construcția turbinelor de apă.
Mesaje specifice
- Cantitatea de energie electrică generată de o turbină hidraulică depinde de o serie de factori - dimensiunea paletelor, numărul de palete, unghiul paletelor în raport cu curgerea apei și înălțimea căderii de apă deasupra turbinei.
- Cantitatea de energie electrică care poate fi generată din apă este foarte mică în comparație cu alte surse de energie fosilă.
Termeni principali
- energie regenerabilă
- turbină
Practici și abilități
Practici STEM
- Construirea de explicații și conceperea de soluții
- Dezvoltarea și utilizarea unor modele
- Utilizarea matematicii și a gândirii computaționale
- Punerea de întrebări și definirea problemelor
- Planificarea și desfășurarea investigațiilor
Competențe transversale
- Empatie
- Gestionarea incertitudinilor
- Învățarea eșecului face parte din învățare
- Muncă în echipă și colaborare
Competențe de management
- Planificare
- Utilizarea resurselor
Cursul activității
step 1
Elevii vor începe activitatea învățând despre energia hidroelectrică și discutând despre posibilele dezavantaje. Consultați resursele descărcabile pentru explicații. Ei vor încerca să facă conexiuni între energia hidraulică și cea eoliană pentru a vedea ce cunoștințe sunt transferabile de la unitatea de învățare 7.
step 2
Apoi vor lucra în grupuri pentru a construi turbina care poate genera cea mai mare cantitate de energie electrică.
- Explicații tehnice - prezentați materialele, sfaturi despre cum să fixeze piesele, cât timp au la dispoziție pentru a finaliza proiectul și instrucțiuni despre cum să își documenteze procesul/rezultatele (fotografie, desen al modelului etc.).
- Măsurați randamentul în funcție de microamperi de curent electric, ceea ce corespunde (în general) cantității de energie electrică produsă.
- Scrieți un tabel pe tablă și completați rezultatele obținute de elevi:
Grup #1 | Grup #2 | Grup #3 | Grup #4 | |
|---|---|---|---|---|
Test 1 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
Test 2 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
... | ||||
... |
- Ce va afecta producția de energie electrică? Elevii ar trebui să testeze factorii despre care au învățat anterior și să analizeze dacă există și alți factori la care nu s-au gândit.
Notă - unii copii sunt neliniștiți de competiție - asigurați-vă că oferiți feedback pozitiv cu privire la criterii suplimentare, cum ar fi creativitatea, estetica, perseverența, îmbunătățirea, originalitatea etc.
step 3
Instrucțiuni pentru construirea prototipului:
- Împărțiți în grupuri
- Planificați modelul, faceți un tabel pentru rezultate
- Construiți modelul
- Testați
- Înregistrați rezultatele
- Concluzii
- Îmbunătățiți modelul / construiți un nou model
- Repetați....
step 4
În timpul testului, facilitatorii îi pot ajuta pe elevi să ajusteze cascada și turbina. Grupurile pot modifica înălțimea cascadei și ajusta unghiul până când se obține cel mai bun rezultat. Rolul facilitatorului în această etapă este de a-i ajuta pe elevi în ceea ce privește partea tehnică și de a-i lăsa să ajungă singuri la rezultate și concluzii.
step 5
Elevii vor completa tabelul și vor scrie cele mai bune rezultate (cea mai mare intensitate de curent obținută) pe tablă.
step 6
Prezentați rezultatele pentru a determina care grup a avut cel mai mare succes. Fiecare grup va avea la dispoziție 1-2 minute pentru a-și prezenta modelul de succes și pentru a primi feedback constructiv. Abordați diferiții parametri și impactul lor, provocările, surprizele, dezamăgirile și ce ar putea fi îmbunătățit pentru data viitoare, primind feedback din partea elevilor. Întrebări pentru discuții:
- Există ceva ce ați mai dori să îmbunătățiți?
- Ați avut probleme în a face ca turbina să genereze energie electrică?
- Înălțimea cascadei a afectat rotația turbinei? De ce?
- Credeți că toată energia apei a fost transformată în energie electrică?
- Dacă v-ați confruntat cu o provocare/problemă - cum ați rezolvat-o?
- În ceea ce privește munca în echipă - a fost cineva care a condus grupul sau toate deciziile au fost luate împreună?
- Consultați Anexa 2 pentru informații suplimentare.