Vindmøller
Dette tema handler om vindmøller og består af en serie af undervisningsforløb til fysik, der henvender sig til alle klassetrin fra 7. klasse til 1.g. Forløbene er tænkt ind i en før-under-efter didaktik, hvor eleverne introduceres til temaet på egen skole, efterfulgt af en praktisk del, der afvikles i forbindelse med et besøg ved ved BeScience: Afrika i Bjerringbro, der fysisk er placeret ved Bjerringbro Gymnasium, og efterbehandling hjemme på skolen igen.
De overordnede tanker bag hele projektet BeScience: Afrika i Bjerringbro og de udviklede undervisningsmaterialer findes på siden BeScience: Afrika i Bjerringbro.
Vindmøller er et relevant og spændende tema for eleverne at arbejde med i sammenhæng med vandprojekter i Afrika. Ved at inddrage vind som supplement til solenergi i standalone vandforsyningsanlæg, bliver undervisningen koblet til verden udenfor skolen. Det viser eleverne, hvordan deres naturvidenskabelige viden kan bidrage til at løse reelle problemer i verden.
Eleverne vil opleve, hvordan deres viden om energi, mekanik og aerodynamik kan bringes i spil, når der skal designes løsninger til at generere bæredygtig energi til vandforsyning i områder uden stabil adgang til elektricitet.
Dette tema giver eleverne indsigt i de teknologiske og ingeniørmæssige udfordringer ved at skabe effektive og pålidelige energiløsninger, der kan forbedre livskvaliteten for mennesker i udviklingslande. Ved at arbejde med vindmøller lærer eleverne også om bæredygtig udvikling og vedvarende energikilder, hvilket er afgørende for fremtidens globale energiløsninger.
Progressionsplan
Under temaet Distribution af vand er der udarbejdet flere forskellige forløb. Herunder følger progressionsplanen for forløbene.
| Klassetrin/Niveau | Centrale begreber | Delerkendelser | Eksempler på spørgsmål |
|---|---|---|---|
| 7. klasse | Vindenergi Omsætning af vind til elektrisk energi Antal vinger |
Vind kan bruges til at producerer elektrisk energi. Arbejde med variabelkontrol Arbejde undersøgelsesbaseret |
Hvad er en vindmølle? Hvordan er en vindmølle opbygget? Hvordan virker en vindmølle? (ydre forklaring, input/output) Hvordan kan man omsætte vind til elektrisk energi? Hvilke fordele og ulemper er der ved brug af en vindmølle? I DK og Tanzania Hvorfor har det betydning, hvor mange vinger en vindmølle har? |
| 8. klasse | Vindenergi Omsætning af vind til elektrisk energi Antal vinger Pitch på vinger |
Vindmøllens design har indflydelse på, hvor meget energi den kan producere. Arbejde med variabelkontrol Arbejde undersøgelsesbaseret |
Hvilken betydning har vingernes pitch for hvor meget energi, vindmøllen producerer? Hvilken form har en vindmøllevinge? Er modellens form af vinger magen til en rigtig vindmøllevinge? |
| 9. klasse | Vindenergi Omsætning af vind til elektrisk energi Antal vinger Pitch på vinger Gearing Effekt og belastningskurve |
Der er en sammenhæng mellem den energi der er i vinden, og den elektriske energi som en vindmølle kan producere. Arbejde med variabelkontrol Opstille hypotese Arbejde undersøgelsesbaseret |
Hvordan afhænger vindmøllens effekt af vindhastigheden? Hvordan er sammenhængen mellem den strøm og spænding som mølle producerer i forhold til belastningen på vindmøllen? Hvor er det bedste sted at placere en vindmølle? På land (hvor), på havet (hvor)? Hvordan er den mest effektive vindmølle bygget? |
| C niveau (1.g) |
Tabel 1: Progressionsplan for temaet Vindmøller
Forudsætninger og faglige mål
Alle de udviklede forløb tager udgangspunkt i de faglige mål for grundskolen eller fagbekendtgørelser for ungdomsuddannelserne. Dette skulle gerne bidrage til, at det både er spændende og interessant for eleverne, samtidigt med at lærerne oplever, at de får dækket fagligt stof som eleverne under alle omstændigheder skal igennem, når man arbejder med forløb ved BeScience: Afrika i Bjerringbro.
Forudsætninger og faglige mål for 7. klasse – 9.klasse
Forudsætninger
For at kunne gennemføre disse forløb, forventes det, at eleverne i rimeligt omfang opfylder trinmålene for 6. klassetrin i fysik/kemi – se Tabel 2.
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe undersøgelser på baggrund af begyndende hypotesedannelse. | Eleverne udfører undersøgelser med udgangspunkt i faglige begreber, bl.a. til efterprøvning af faglige hypoteser. I simplere tilfælde designer eleverne selv naturfaglige undersøgelser med fokus på at gøre disse kontrollerede, systematiske og pålidelige. |
| Modellering | Eleven kan designe enkle modeller. | Eleverne arbejder med større fokus på selv at repræsentere fænomener og sammenhænge. I forlængelse af dette lærer eleverne at skelne mellem model og virkelighed. Eleverne konstruerer tillige konkrete modeller som bud på løsning af udfordringer med naturfagligt indhold. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere naturfaget til omverdenen og aktuelle hændelser. | Der er stigende fokus på det samfundsmæssige niveau og på, at eleverne lærer at bruge naturfag som et afsæt for informeret stillingtagen til spørgsmål om interessesammensætninger, bæredygtighed, teknologianvendelse m.m. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om natur og teknologi. | Eleverne arbejder med formidling i tale og skrift, herunder brug af multimodale virkemidler. De lærer tillige at formulere naturfaglige forklaringer samt at diskutere og argumentere med inddragelse af naturfaglig viden. |
Tabel 2: Forventede forudsætninger i fysik/kemi for at kunne gennemføre forløb om Vindmøller i 7.klasse – 9. klasse
Fællesfaglige fokusområder
Forløbet kan bruges som en del af et større forløb med et eller flere af nedenstående fællesfaglige fokusområder:
– Bæredygtig energiforsyning på lokalt og globalt plan
– Drikkevandsforsyning for fremtidige generationer
– Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår.
Det kan ligeledes benyttes i et tværfagligt forløb med naturfagene eller være en del af projektopgaven. Lad eventuelt vindmølleteknologi og vedvarende energi indgå som et fællesfagligt fokusområde i samarbejde med geografi, matematik og eventuelt biolog.
Faglige mål
I det følgende findes en oversigt over de faglige mål i fysik/kemi, der kan bringes i spil ved gennemførelse af et forløb om Vindmøller i 7. klasse – 9. klasse, se Tabel 3.
Fysik/kemi
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe, gennemføre og evaluere undersøgelser i fysik/kemi. | Eleven kan formulere og undersøge en afgrænset problemstilling med naturfagligt indhold. Eleven kan indsamle og vurdere data fra egne og andres undersøgelser i naturfag. Eleven kan konkludere og generalisere på baggrund af eget og andres praktiske og undersøgende arbejde. Eleven kan undersøge energiomsætning. Eleven kan eksperimentere med energiomsætning hvori elektricitet indgår. |
| Modellering | Eleven kan anvende og vurdere modeller i fysik/kemi. | Eleven kan anvende og vurdere modeller til forklaring af fænomener og problemstillinger i naturfag. Eleven kan med modeller forklare energiomsætninger. Eleven kan designe enkle teknologiske løsninger på udfordringer fra hverdag og samfund. Eleven har viden om forsyningsanlæg. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere fysik/kemi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelige erkendelse. | Eleven kan beskrive naturfaglige problemstillinger i den nære omverden. Eleven kan identificere energiomsætninger i den nære omverden. Eleven kan diskutere udvikling i samfundets energiforsyning. Eleven kan forklare sammenhængene mellem naturfag og samfundsmæssige problemstillinger og udviklingsmuligheder. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om naturfaglige forhold med fysik/kemi. | Eleven kan formulere en påstand og argumentere for den på et naturfagligt grundlag. |
Tabel 3: Relevante faglige mål der kan komme i spil i fysik/kemi ved arbejdet med forløb om Vindmøller i 7. klasse – 9. klasse
Det en fordel, at eleverne på forhånd har kendskab til energiformer, energiomsætning og forskellige energikilder.
Forudsætninger og faglige mål for 1.g
Forudsætninger
For at kunne gennemføre disse forløb, forventes det, at eleverne i rimeligt omfang opfylder trinmålene for 9. klassetrin i fysik/kemi – se Tabel 4.
| Kompetenceområde | Kompetencemål | Arbejdet med målet på trinnet |
|---|---|---|
| Undersøgelse | Eleven kan designe, gennemføre og evaluere undersøgelser i fysik/kemi. | Eleverne udfører undersøgelser med udgangspunkt i faglige begreber, bl.a. til efterprøvning af faglige hypoteser. I simplere tilfælde designer eleverne selv naturfaglige undersøgelser med fokus på at gøre disse kontrollerede, systematiske og pålidelige. |
| Modellering | Eleven kan anvende og vurdere modeller i fysik/kemi. | Eleverne arbejder med større fokus på selv at repræsentere fænomener og sammenhænge. I forlængelse af dette lærer eleverne at skelne mellem model og virkelighed. Eleverne konstruerer tillige konkrete modeller som bud på løsning af udfordringer med naturfagligt indhold. |
| Perspektivering | Eleven kan perspektivere fysik/kemi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse. | Der er stigende fokus på det samfundsmæssige niveau og på, at eleverne lærer at bruge naturfag som et afsæt for informeret stillingtagen til spørgsmål om interessemodsætninger, bæredygtighed, teknologianvendelse m.m. |
| Kommunikation | Eleven kan kommunikere om naturfaglige forhold med fysik/kemi. | Eleverne arbejder med formidling i tale og skrift. De lærer tillige at formulere naturfaglige forklaringer samt at diskutere og argumentere med inddragelse af naturfaglig viden. |
Tabel 4: Forventede forudsætninger i fysik/kemi for at kunne gennemføre forløb om Vindmøller i 1.g
Faglige mål
I det følgende findes en oversigt over de faglige mål i fysik, der kan bringes i spil ved gennemførelse af et forløb om Vindmøller i 1. g.
Fysik
Faglige mål
Eleverne skal:
– kende og kunne anvende enkle modeller, som kvalitativt eller kvantitativt kan forklare forskellige fysiske fænomener eller kan føre til løsninger af problemstillinger, hvor faglige begreber og metoder anvendes
– kunne beskrive og udføre enkle kvalitative og kvantitative fysiske eksperimenter, herunder opstille og teste enkle hypoteser
– kunne behandle problemstillinger i samspil med andre fag.
Supplerende stof
Det supplerende stof skal inddrage hverdagsorienterede, samfundsrelevante problemstillinger, herunder aspekter af bæredygtig udvikling.
Tværfagligt samarbejde
Forløbet kan fx bruges i NV eller fysik som en del af forløb om bæredygtig udvikling eller vandprojekter i Afrika.
Referencer
Børne- og Undervisningsministeriet. (2017). Læreplan Fysik C – stx 2017 (pdf). Hentet fra uvm.dk: https://www.uvm.dk/-/media/filer/uvm/gym-laereplaner-2017/stx/fysik-c-stx-august-2017-ua.pdf
Børne- og Undervisningsministeriet. (2019). Fysik/kemi – Faghæfte 2019. Hentet fra emu.dk: https://emu.dk/sites/default/files/2020-09/Gsk_faghæfte_fysikkemi.pdf
Børne- og Undervisningsministeriet. (2019). Fysik/kemi – Fælles Mål. Hentet fra emu.dk: https://emu.dk/sites/default/files/2020-09/GSK_FællesMål_Fysikkemi.pdf
