Dag 3: Energiomvandlingar (på avstånd)


Fler videon om detta tema finns längst ner.

Ladda ner en lärarhandledning om din har gått förlorat eller skadats i transporten (eller av ditt kaffe)

Instruktioner till läraren

Medföljande material

  • 1 st A3-papper med 6 energiformer per elevpar
  • 6 laminerade energiformsymboler för att sätta upp på tavlan
  • 1 tepåse per elev
  • mellan 3 och 6 ask tändstickor
  • lärarhandledning

Förberedelser

  • Kontrollera att du har i klassrummet
    • pennor
    • saxar
    • 1 tallrik per par (hårdplast funkar)
    • magneter eller häftmassa för att fästa papper på whiteboard
  • (Snabb-)titta på filmen ”Energiomvandlingar – lektion på avstånd” som finns överst på sidan.
  • Bestäm dig om du vill göra experimentet med tepåsarna efter att ni tillsammans har sett hela filmen eller om du vill pausa direkt när Ludvig har visat hur man gör och låta eleverna göra experimentet då och sedan fortsätta filmen.

Förlopp

  • Centrala delen i detta pass är videon ”Energiomvandlingar – lektion på avstånd”
  • Du pausar videon vid olika tillfällen och bedömer själv hur lång tid ni vill diskutera.
  • Vid vissa tillfällen finns det ”paussymboler” (t ex vid 8:05) där eleverna ska diskutera i par och rita in pilar själva. Precis efter pausen avslöjar vi svaret. Det är bra om de ger sina pilar namn (de får gärna hitta på själva om de vill) för att senare minnas vilken pil som hör till vilken.
  • Om det finns behov av fördjupning eller förtydliganden använder ni er av de 6 stycken laminerade energisymboler som följde med. Då ritar ni på whiteboarden istället.

Experimentet

Experimentet eleverna får göra själva heter ”tepåse-raketen” (ibland även ”Norsk raket”)

Förlopp
  1. Städa undan eventuell papper på era bord.
  2. Titta återigen på hur Ludvig genomför experimentet i videon.
  3. Eleverna hämtar:
    • 1 tallrik per par/grupp
    • 1 sax per par
    • 1 tepåse per elev
    • 1 tändsticksask per 2-3 grupper (evt delar läraren ut)
  4. Eleverna utför experimentet, men en i taget inom paret (dvs inte båda samtidigt)
  5. Se till att klippa rakt och att luften är stilla runtomkring tepåsen så att den inte ramlar.
  6. För extra effekt, släck belysningen precis innan.
  7. Efter att alla har fått prova, släng skräp och inehållet av tepåsen (tyärr) i papperskorgen.
  8. Samla in alla tändsticksaskar.
  9. Ta fram era stora papper igen och rita in vilka energiomvandlingar som skedde här (om ni inte redan har gjort det)
Några tips som inte nämns i videon
  • Om påsen ramlar omkull så beror det mest sannolikt på att eleven inte lyckades klippa en rak linje längst ner.
  • Påsen ramlar om eleverna orsakar starka luftrörelser (vifta med armarna, hosta, går förbi någons bord) eller dunkar mot bordet. Be de mest entusiastiska eleverna att fokusera lite extra under experimentets gång (som en äkta forskare!) så att de inte blir besvikna eller frustrerade
  • Det händer ibland av ren slump att en tepåse inte stiger upp trots att eleven har gjort allt rätt. Förtydliga att det är anledningen till att de jobbar i par så att chansen är större att åtminstone en av tepåsarna lyckas.
  • För dig som är orolig eller säkerhetsmedveten: Hantering av tändstickor och eld medför förstås alltid en brandrisk, men energimängderna i tepåsarna är mycket liten och vår bedömning är att så länge eleverna håller sig till experimentet och bordet inte kryllar över av lösa papperslappar så är det här något som fungerar bra i klassammanhang. Om en tändsticka eller brinnande tepåse hamnar utanför tallriken så räcker det att blåsa på den. För din inre ro kan det dock vara bra att ha kollat var närmaste brandsläckare står (alltid bra att veta, oavsett läge!). Ifall det lugnar: Vi hanterar eld i samband med elever nästan dagligen och har hittills inte behövt använda brandsläckare en enda gång.

Fördjupande filmen

I filmen ”Energiomvandlingar – till vad och hur mycket? En dag med Fredrik”:

  • 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.

Beroende på önskad fördjupningsgrad finns det olika projekt och övningar eleverna kan göra. Som inspiration:

  • Energismart”, framställt av Tekniska museet inom utställningen ”Hållbar vision”. Kommunen har ett samarbete med museet som gör att ni kan få besöka museet (och utställningen, om den är kvar) när det går att resa kollektivt igen. Ni kan även få ett skolprogram digitalt redan nu.
  • 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 vår klimat allra mest? (Svar: Antal barn. Eller, för att vara absurd, att leva. Dvs utan energi kan man inte leva.)

Och de andra två videon?

  • ”Introduktion till åk 5, dag 3: Energiomvandlingar” (tumnagel med Friedrich och biljardbord) är en tematisk förberedelsefilm inför de ordinarie temadagarna (som tyvärr inte kunde utföras under 2020). I år fungerar den bra som en film som eleverna kan titta på hemma inför lektionen.
  • ”Fyra svåra ord: Energiomvandlingar” (tumnagel Ludvig framför en lila bakgrund) är en kort beskrivning av orden energi, energiform, energiomvandling och Watt. Den lämpar sig framförallt för elever som förvirras av alla krångliga begrepp och som inte hänger med i de längre videon.

Fler videon om energiomvandlingar

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?

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.

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.