Dag 3: Energiomvandlingar

Allmän information om dagen

Förarbete

Innan dagen ska eleverna ha sett filmerna (ovan).

Busstider

En beställd buss hämtar dig och din klass på skolan 08:15. Ni är tillbaks på skolan cirka 14:00. Det kan hända att du samåker med en annan klass från din skola. För eventuella frågor till bussbolaget Traveller Buss, ring trafikledningen på 076-762 99 00.

Kläder

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

Mat

Ditt skolkök vet om att ni åker och har (förhoppningsvis) tänkt ut lämplig lunch att ta med. Prata dock för säkerhets skull med kocken senast en vecka innan för att se att det inte har fallit mellan stolarna. Friskolor behöver själva informera sina skolkök.

För att du som lärare ska slippa ta med stora behållare med mat är ett tips att eleverna tar med tomma matlådor hemifrån, som de sedan fyller med mat i matsalen på morgonen.

Bestick, tallrikar, glas och vatten finns här.

Eleverna behöver ta med sig en vattenflaska som de gärna kan fylla på i våra vattenautomater. Det finns ett fåtal muggar att låna för glömska elever.

Din roll under dagen

Vi behöver hjälp av dig att vakta eleverna under rasterna (då behöver vi återställa lokalerna). I undervisningen är du när som helst välkommen att delta, det är bara uppskattat.

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 delen 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? Hur påverkas jordklotet av människans energianvändning?

Vilka långsiktiga mål ska eleverna sträva mot? (Det som dessutom ingår i bedömningssituationer är understruket.)

Fysik:
  • kunskaper om fysikens begrepp och förklaringsmodeller för att beskriva och förklara samband i naturen och samhället,
  • förmåga att använda fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik och miljö, och
  • förmåga att genomföra systematiska undersökningar i fysik.
Kemi:
  • kunskaper om kemins begrepp och förklaringsmodeller för att beskriva och förklara samband i naturen, i samhället och i människokroppen.
Teknik:
  • förmåga att reflektera över olika val av tekniska lösningar, deras konsekvenser för individen, samhället och miljön samt hur tekniken har förändrats över tid.

Centralt innehåll

Vilket centralt innehåll ska behandlas? (Det som dessutom ingår i bedömningssituationer är understruket.)

Fysik:
  • Energiformer samt olika typer av energikällor och deras påverkan på miljön.
  • Elektriska kretsar med batterier. Hur de kan kopplas och hur de kan användas i vardaglig elektrisk utrustning.
  • Några instrument samt hur de används för att mäta fysikaliska storheter, till exempel temperatur och kraft.
  • Systematiska undersökningar och granskning av information.
  • Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg.
  • Planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med ord, bilder och tabeller.
Kemi:
  • Fotosyntes och förbränning som exempel på kemiska reaktioner i naturen.
  • Fossila och förnybara bränslen och deras påverkan på klimatet.
Teknik:
  • Konsekvenser av teknikval: olika tekniska lösningars för- och nackdelar för människa och miljö.

Kunskapskrav

Vilka kunskapskrav ska eleverna nå upp till? (Det som dessutom ingår i bedömningssituationer är understruket.)

Fysik:

Eleven visar mycket goda kunskaper om fysikens begrepp och förklaringsmodeller. Med god användning av begreppen och förklaringsmodellerna beskriver eleven enkla fysikaliska fenomen i naturen och samhället.
Eleven använder information som rör fysik för att med god naturvetenskaplig underbyggnad föra resonemang i frågor som rör energi, teknik och miljö.
Eleven söker svar på frågor genom att utföra systematiska undersökningar på ett säkert och väl fungerande sätt. Eleven värderar resultaten och beskriver på ett välutvecklat sätt undersökningarna.

Kemi:

Eleven visar mycket goda kunskaper om kemins begrepp och förklaringsmodeller. Med god användning av begreppen och förklaringsmodellerna beskriver eleven enkla kemiska samband i naturen, samhället och i människokroppen.

Teknik:

Eleven ger exempel på tekniska lösningar och beskriver på ett välutvecklat sätt några av deras för- och nackdelar för individ och miljö samt hur de har förändrats över tid.

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.

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.experimentarkivet.se och välj ett experiment om energi att genomföra med klassen. Repetera ett ni gjorde under dagen, eller gör ett nytt.

Fördjupande film: En dag med Friedrich

I filmen

  • introduceras hur man mäter energiomvandlingar
  • hur mycket (Joule)
  • hur snabbt (Watt, dvs Joule per sekund)
  • ser vi exempel på olika vardagliga energiomvandlingar och vilka
  • storleksordningar de har till varandra
  • problematiseras energiomvandlingarna vi orsakar och vad de har för konsekvenser

Ni tittar på filmen tillsammans, eller var och en på sin tid.

Fler idéer

  • Energismart”, framställt av Tekniska museet inom utställningen ”Hållbar vision”.
  • Be eleverna om att sammanställa sina egna största möjligheter till att minska på resurskrävande energiomvandlingar (ta cykeln till träningen, stänga av TV:n när den inte används, etc). Här finns en färdig mall. Be de även att utvärdera sina familjemedlemmars beteende. För detta kan man ta inspiration av detta intervjuformulär.
  • Vem tror eleven orsakar störst omvandlingar? Har de några intressanta exempel på personer de känner som har låg eller hög energiprofil? (Kändisar lämpar sig bra)
  • Utifrån häftet ”Bli klimatsmart”, utvärdera elevernas förslag.
  • Varför pratar man ofta om klimatet samtidigt som man pratar om energi? (Svar: För att vid väldigt många energiomvandlingar skapas det koldioxid eller andra växthusgaser. Det gäller att veta vilka.)
  • Moraliska frågor:
    • Varför har Afghanistan, Eritrea, Bangladesh och Haiti den lägsta energikonsumptionen per person? Ska vi göra som de gör? (Svar: De är fattigast och har inte råd med olja, gas, kol eller andra sätt att göra energi tillgänglig. Mycket av våra symboler för ”rik person” omvandlar otroligt mycket energi: snabba bilar, stora båtar, eget flygplan, jättevillor osv).
    • Vilket ”val” påverkar vårt klimat allra mest? (Svar: Antal barn. Eller, för att vara lite absurd, att leva, dvs utan energi kan man inte leva.)

Film: Dagen i kortform (för frånvarande elever eller som repetition)

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.
  • Efterarbetet.