Dag 3: Energiomvandlingar


Allmän information om dagen

Svåra ord

Förbered gärna eleverna på de här ämnesorden som kommer att användas under dagen:

  • Energiform
  • Energikvalitet
  • Elförbrukning

Busstider

Ellenius Buss hämtar dig och din klass på skolan 08:15. Ni är tillbaks på skolan cirka 14:00 (bussen lämnar Flottvik 13:30). Det kan hända att du samåker med en annan klass. För eventuella frågor till Ellenius Buss, ring 08-591 421 21.

Kläder

Raster och delar av undervisningen sker utomhus, så ta med kläder och skor för att vara utomhus (även om det regnar).

Mat

Ni får varm lunch i vår matsal. Maten levereras genom Matenheten och följer då specifikationerna som läraren har angett via sina inställningar.

Vatten

Vattnet i kranarna på Flottvik går inte att dricka, men det finns vattenautomater. Be gärna eleverna ta med vattenflaskor för att spara på plastmuggar.

Fotografera

Som dokumentation av dagen rekommenderar vi att du eller några av eleverna fotograferar, för att efteråt kunna titta på bilderna och repetera.

Bestäm några saker

Om några elever kommer att fotografera, bestäm vilka. Eleverna kommer att arbeta i samma par under hela dagen – bestäm vilka (vid ojämna par går det bra att det blir en grupp med tre).


Pedagogisk planering

Syfte och långsiktiga mål

Vilket syfte har undervisningen?

Detta är tredje dagen i äventyret för årskurs 5, som går ut på att eleven ska undersöka de processer som förändrar naturen. Idag handlar det om energiomvandlingar. Vad är energi? Hur går det till när energi övergår från en energiform till en annan?

 

Vilka förmågor ska eleverna utveckla?

Biologi:
  • använda biologins begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara biologiska samband i människokroppen, naturen och samhället.
Fysik:
  • använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle,
  • genomföra systematiska undersökningar i fysik, och
  • använda fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället.
Kemi:
  • genomföra systematiska undersökningar i kemi, och
  • använda kemins begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara kemiska samband i samhället, naturen och inuti människan.
Teknik:
  • värdera konsekvenser av olika teknikval för individ, samhälle och miljö

 

Centralt innehåll

Vilket centralt innehåll ska behandlas? (Det som dessutom ingår i bedömningssituationer är understruket. Det som är grått ingår inte alls under dagen.)

Biologi:
  • Djurs, växters och andra organismers liv. Fotosyntes, förbränning och ekologiska samband och vilken betydelse kunskaper om detta har, till exempel för jordbruk och fiske.
  • Ekosystem i närmiljön, samband mellan olika organismer och namn på vanligt förekommande arter. Samband mellan organismer och den icke levande miljön.
Fysik:
  • Energins oförstörbarhet och flöde, olika typer av energikällor och deras påverkan på miljön samt energianvändningen i samhället.
  • Energiflöden mellan föremål som har olika temperatur. Hur man kan påverka energiflödet, till exempel med hjälp av kläder, termos och husisolering.
  • Krafter och rörelser i vardagssituationer och hur de upplevs och kan beskrivas, till exempel vid cykling.
  • Enkla systematiska undersökningar. Planering, utförande och utvärdering.
  • Dokumentation av enkla undersökningar med tabeller, bilder och enkla skriftliga rapporter.
Kemi:
  • Fotosyntes, förbränning och några andra grundläggande kemiska reaktioner.
  • Fossila och förnybara bränslen. Deras betydelse för energianvändning och påverkan på klimatet.
Teknik:
  • Konsekvenser av teknikval, till exempel för- och nackdelar med olika tekniska lösningar.

 

Kunskapskrav

Vilka kunskapskrav ska eleverna nå upp till? (Det som dessutom ingår i bedömningssituationer är understruket. Det som är grått ingår inte alls under dagen.)

Biologi:

Eleven har mycket goda kunskaper om biologiska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på enkla samband inom dessa och något gemensamt drag med god användning av biologins begrepp.

Fysik:

Eleven kan samtala om och diskutera enkla frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle genom att ställa frågor och framföra och bemöta åsikter på ett sätt som för samtalen och diskussionerna framåt och fördjupar eller breddar dem. Eleven kan söka naturvetenskaplig information och använder då olika källor och för välutvecklade resonemang om informationens och källornas användbarhet. Eleven kan använda informationen i diskussioner och för att skapa texter och andra framställningar med god anpassning till sammanhanget.

Eleven kan genomföra enkla undersökningar utifrån givna planeringar och även formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån. I arbetet använder eleven utrustning på ett säkert, ändamålsenligt och effektivt sätt. Eleven kan jämföra sina och andras resultat och för då välutvecklade resonemang om likheter och skillnader och vad de kan bero på samt ger förslag som kan förbättra undersökningen. Dessutom gör eleven välutvecklade dokumentationer av sina undersökningar i text och bild.

Eleven har mycket goda kunskaper om fysikaliska fenomen och visar det genom att förklara och visa på enkla samband inom dessa och något gemensamt drag med god användning av fysikens begrepp. I välutvecklade och väl underbyggda resonemang om elektriska kretsar, magneter, rörelser, ljud och ljus kan eleven relatera till några fysikaliska samband. Eleven kan också förklara och visa på olika enkla samband mellan energikällor, energianvändning och isolering med god koppling till energins oförstörbarhet och flöde. Dessutom förklarar eleven och visar på mönster i himlakroppars rörelse i förhållande till varandra och för välutvecklade resonemang om hur dag och natt, månader och årstider uppkommer. Eleven kan också berätta om några naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor.

Kemi:

Eleven har mycket goda kunskaper om materiens uppbyggnad och egenskaper och andra kemiska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på enkla samband inom dessa och något gemensamt drag med god användning av kemins begrepp.

Teknik:

Eleven kan föra välutvecklade och väl underbyggda resonemang dels kring hur några föremål eller tekniska system i samhället har förändrats över tid och dels kring tekniska lösningars fördelar och nackdelar för individ, samhälle och miljö.

 

Undervisning och konkreta mål

Vilka konkreta mål kommer undervisningen att ha?

  • Allmänt om energi och energiproduktion:
    • Energiprincipen säger att energi varken kan skapas eller förbrukas, endast omvandlas från en form till en annan.
    • Energi kan omvandlas mellan olika former, men olika enkelt:
      • Rörelseenergi till värmeenergi är exempelvis mycket lätt.
      • Värmeenergi till rörelseenergi är exempelvis mycket svårt.
    • Man kan göra energi användbar på två olika sätt:
      • Använda tidigare sparad energi, som t.ex. i frukt, olja, batterier eller uran.
      • Använda rörelse eller aktivitet som sker just nu, som t.ex vind, forsande vatten, solens strålar eller månens rörelse (vågkraft).
  • Strålningsenergi:
    • Strålningsenergi är den energi som ljus (synligt eller osynligt) bär med sig.
    • Man kan också säga att ljus är ren energi, eftersom ljuset försvinner om dess energi försvinner.
  • Läges- och rörelseenergi:
    • Lägesenergi är den energi som ett föremål har tack vare att det befinner sig ovanför jordytan. Ju högre ovanför jordytan det är, ju mer lägesenergi har det.
    • Rörelseenergi är den energi ett föremål har tack vare att det rör sig. Ju snabbare det rör sig, och ju mer det väger, ju mer rörelseenergi har det.
    • Lägesenergi kan omvandlas till rörelseenergi, genom att föremålet faller mot jorden.
    • Rörelseenergi kan omvandlas till värmeenergi genom friktion, alltså att föremålet gnider mot eller passerar genom något, såsom luft. Samma energiomvandling sker också om föremålet kolliderar med något.
  • Elektrisk energi:
    • Elektrisk energi är den energi som en elektrisk ström (alltså elektroner som rör sig) bär med sig.
    • Genom att låta en elektrisk ström passerar genom en apparat kan apparaten fungera. Då omvandlas den elektriska energin till exempelvis strålningsenergi (som i en lampa) eller rörelseenergi (som i en elektrisk motor).
  • Kemisk energi:
    • All materia (till exempel socker) består av atomer. Dessa sitter ihop med bindningar.
    • Det krävs energi för att bygga dessa bindningar. När bindningen är byggd finns energin som krävdes för att bygga den lagrad i bindningen som kemisk energi.
    • Vid fotosyntesen, när växter bygger socker med hjälp av solljus, omvandlas strålningsenergi till kemisk energi. Denna kemiska energi får man i sig om man äter en växt (eller ett djur som ätit en växt).
    • Vid kemiska reaktioner skapas eller bryts dessa bindningar sönder.
    • En typisk kemisk reaktion där energi frigörs är förbränning, alltså när något brinner. Då omvandlas kemisk energi till strålningsenergi (ljus), värmeenergi och kanske rörelseenergi (ljud).
  • Värmeenergi (värme):
    • Värmeenergi är den energi som materia har på grund av sin temperatur. Ju högre temperatur det har, ju mer värmeenergi har det. Själva värmeenergin består i att atomerna vibrerar.
    • Värme sprider sig alltid jämnt, från varm materia till kall materia.
  • Elförbrukning i hemmet:
    • Elektriska apparater omvandlar elektrisk energi till någon annan energiform. Till exempel värmeenergi (brödrost, vattenkokare), rörelseenergi (stereo, symaskin) och strålningsenergi (skrivbordslampa, TV).
    • Hur mycket elektrisk energi en apparat omvandlar per sekund till någon annan energiform (dess ”elförbrukning”) mäts i watt. Watt förkortas W.
    • Vi betalar för elen. Ju högre watt en apparat har, ju dyrare blir den att driva. Men det beror också på hur ofta den används.

 

Hur kommer undervisningen att se ut?

Du kommer med din klass (eventuellt tillsammans med en till klass från din skola) till Flottvik runt klockan 8:40. Vi möter dig vid bussen. Dagen är indelad i tre delar – två innan lunch och en efter. Undervisningen sköts av Naturskolans personal, men du är alltid välkommen att delta (eller ta över) när du vill – det är bara trevligt.

  • Del 1 – Strålningsenergi, rörelse- och lägesenergi, samt elektrisk energi: Vi går in i huvudbyggnaden för experiment om dessa energiformer. Först sker en introduktion, sedan arbetar elevparen fritt med experiment på olika bord, följt av en genomgång och sammanfattning. För varje experiment dokumenterar eleverna vilken energiomvandling som sker på ett A3-papper.
  • Rast: Efter den första stationen på förmiddagen är det rast. Då måste eleverna vara utomhus (på Flottviks stora tomt) och du behöver vara rastvakt.
  • Del 2 – Kemisk energi och värmeenergi: Vi går in i matsalen för experiment om dessa energiformer. Elevparen genomför här experiment samtidigt med läraren, och fortsätter dokumentera på sina A3-papper.
  • Lunch: Efter den andra stationen äter vi lunch i matsalen, som ligger bredvid huvudbyggnaden. I samband med den är det lunchrast i ungefär 30 minuter, även den utomhus. Även här behöver du vara rastvakt.
  • Del 3 – Vår elförbrukning: Vi pratar om hur mycket elektrisk energi vi förbrukar (eller egentligen omvandlar) i våra hem. Elevparen får gå runt på området och mäta hur många watt (W) olika elektriska apparater drar.

 

Efterarbete

Här är förslag på hur du som lärare kan efterarbeta dagen:

Bildvisning och konkreta mål

Visa foton från dagen och led samtidigt en diskussion som syftar till att undervisa de konkreta målen (se ovan).

Genomför ett experiment

Gå in på www.experimentskafferiet.se och välj ett experiment om energi att genomföra med klassen. Repetera ett ni gjorde under dagen, eller gör ett nytt.

 

 

Bedömningssituationer

Vilka bedömningssituationer kommer att finnas?

  • När eleverna genomför undersökningar.
  • När eleverna diskuterar med sin partner under genomförandet av undersökningar.
  • När eleverna diskuterar med andra i klassen eller läraren under genomförandet av undersökningar.
  • Genomgången av tipspromenaden.
  • Efterarbetet.