Redo att agera?
Resurser
Nedladdningsbara resurser
Materiella resurser
Arbetsområde/bord för varje grupp, stor whiteboardtavla och markeringspenna, papper och penna, kompletta byggsatser (1-2 uppsättningar per klass) som omfattar:
Stativ ca 1 m högt.
Förbindelsestänger
Mikroammeter med utgångar av elektriska ledningar.
Vattentät 1,5-voltsmotor.
Plaststång för att ansluta motoraxeln till turbinerna (K'Nex-speldelar kan användas).
En hink med vatten
Akvariepump eller annan typ av dränkbar pump med låg effekt (12 eller 24 watt).
Ett rör för att ansluta pumpen till stativet (ca 1 m).
Rekommenderas! Placera hinken i en paddelbassäng som denna för att undvika att golvet och eleverna blir blöta.
Trasor och en mopp
Eluttag/förlängningskablar
Baser för turbinen som kan anslutas till plaststången på motoraxeln (K'Nex-speldelar kan användas).
Material för att konstruera bladen:
Stora slickepinnar
Plastbehållare (flaskor, förpackningar)
Toppar och lock från förpackningar (begagnade)
Material för anslutning:
Läppistol
Isoleringstejp
Gummiband
Sax
Personalresurser
Extra vuxna för att stödja aktiviteter, t.ex. föräldrar eller facilitatorer från lokala makerspaces eller verkstäder.
Förberedelse
Ordna stöd från en professionell person från ett lokalt makerspace eller verkstäder; med deras hjälp kan du förbereda byggsatserna.
Mål, budskap och koncept
Specifika mål
- Upplev hur man bygger en vattenturbin för att generera så mycket energi som möjligt samtidigt som man löser tekniska problem.
- Tillämpa vetenskapliga principer som man lärt sig om vindkraftverk på byggandet av vattenturbiner.
Specifika budskap
- Mängden el som genereras av en vattenturbin beror på ett antal faktorer - bladstorlek, antal blad, bladens vinkel i förhållande till vattenflödet och vattenfallets höjd över turbinen.
- Mängden elektrisk energi som kan genereras från vatten är mycket liten jämfört med andra fossila energikällor.
Huvudbegrepp
- förnybar energi
- turbin
Metoder och färdigheter
STEM metoder
- Konstruera förklaringar och utforma lösningar
- Utveckling och användning av modeller
- Användning av matematik och datalogiskt tänkande
- Ställa frågor och definiera problem
- Planering och genomförande av utredningar
Mjuka färdigheter
- Empati
- Hantera osäkerhet
- Att lära sig att misslyckas är en del av lärandet
- Lagarbete och samarbete
Ledningsförmågor
- Planering
- Användning av resurser
Verksamhetens inriktning
step 1
Eleverna börjar aktiviteten med att lära sig mer om vattenkraft och diskutera eventuella nackdelar. Se de nedladdningsbara resurserna för en förklaring. De kommer att försöka göra kopplingar mellan vatten- och vindkraft för att se vilka kunskaper som kan överföras från LU7.
step 2
De kommer sedan att arbeta i grupper med utmaningen att bygga den turbin som kan generera mest elektricitet.
Teknisk förklaring - presentera materialen, tips om hur delarna ska fästas, hur mycket tid de har på sig för att slutföra projektet och instruktioner om hur de ska dokumentera sin process/resultat (foto, ritning av modellen osv.).
Mät produktionen enligt mikroampere av elektrisk ström, vilket (i allmänhet) motsvarar mängden producerad elektrisk energi.
Skriv en tabell på tavlan och fyll i elevernas resultat:
Group #1 | Group #2 | Group #3 | Group #4 | |
|---|---|---|---|---|
Test 1 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
Test 2 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
... | ||||
... |
- Vad kommer att påverka elproduktionen? Eleverna bör testa de faktorer som de lärt sig om tidigare och fundera på om det kan finnas andra faktorer som de inte har tänkt på.
Observera - vissa barn blir oroliga av konkurrens - se till att ge positiv feedback om ytterligare kriterier som kreativitet, estetik, uthållighet, förbättring, originalitet osv.
step 3
Instruktioner för att bygga prototypen:
Dela upp i grupper.
Planera modellen, gör en tabell för resultaten.
Bygg modellen.
Testning
Registrera resultaten
Slutsatser
Förbättra modellen/bygga en ny modell
Upprepa....
step 4
Under testet kan facilitatorerna hjälpa eleverna att justera vattenfallet och turbinen. Grupperna kan ändra vattenfallets höjd och justera vinkeln tills det bästa resultatet uppnås. Underlärarens roll i detta skede är att hjälpa eleverna med den tekniska sidan av saken och låta dem nå resultat och slutsatser på egen hand.
step 5
Eleverna fyller i sina tabeller och skriver sina bästa resultat (högsta uppnådda strömstyrka) på tavlan.
step 6
Presentera resultaten för att avgöra vilken grupp som var mest framgångsrik. Varje grupp får 1-2 minuter på sig att presentera sin mest framgångsrika modell och få konstruktiv feedback. Ta upp de olika parametrarna och deras inverkan, utmaningar, överraskningar, besvikelser och vad som kan förbättras till nästa gång, och ta emot feedback från eleverna. Frågor för diskussion:
Finns det något som ni fortfarande skulle vilja förbättra?
Hade ni problem med att få turbinen att generera elektricitet?
Påverkade vattenfallets höjd turbinens rotation? Varför?
Tror du att all vattenenergi har omvandlats till elektrisk energi?
Om du stött på en utmaning/ett problem - hur löste du det?
När det gäller lagarbete - var det någon som ledde gruppen, eller fattades alla beslut tillsammans?
Se bilaga 2 för ytterligare information.