TECHNIEK project LEERKRACHTENBUNDEL. Jeroen De Meutter Olivier Foets Jeroen Smets

Transcriptie

1 TECHNIEK project LEERKRACHTENBUNDEL Jeroen De Meutter Olivier Foets Jeroen Smets

2 2 INLEIDING ONDERZOEKSOPDRACHTEN De onderzoeksopdrachten, zijn kaarten die best geplastificeerd kunnen worden. De leerlingen hebben deze kaarten niet zelf. De leerkracht houdt de kaarten bij en deze kunnen vele jaren gebruikt worden. De leerkracht deelt de onderzoeksfiches enkel uit als de leerlingen ze nodig hebben. Het is aangewezen om na elke onderzoeksopdracht een klassikale nabespreking te houden zodat het voor elke leerling duidelijk is en iedereen de juiste waarnemingen heeft genoteerd. LEERLINGENBUNDEL Alle leerlingen beschikken over een werkbundel en zorgen ervoor dat ze deze elke les bij hebben. Deze dient enerzijds voor de waarnemingen van de onderzoeksopdrachten te noteren en anderzijds om het begrijpen en het duiden van het project weer te geven. LEERKRACHTENBUNDEL Deze bundel bestaat uit twee delen. In het eerste deel vindt u het didactisch overzicht en aanpak terug, in het tweede deel staan de modeloplossingen van de leerlingenbundel. LEERPLANDOELSTELLINGEN Kerncomponenten van techniek Techniek als menselijke activiteit Techniek en samenleving

3 3 KERNCOMPONENTEN van techniek Voor ons was het nog even wennen om de vier kerncomponenten uit dit project te onderscheiden. Daarom kunnen in de onderstaande opsommingen misschien fouten zijn geslopen. Maar wij rekenen op jullie ervaring dat deze kerncomponenten in de loop van de tijd kunnen worden aangepast, aangezien we dan meer en meer vertrouwd zijn met deze nieuwe aanpak. 1 TECHNISCH SYSTEEM Solar-aangedreven windgenerator dat de leerlingen zelf ontwerpen. Ons doel dat we willen bereiken is dat het duidelijk wordt dat zonne-energie omgezet wordt in elektrische energie. Een zonnecel in combinatie met de solarmotor brengt bij direct zonlicht de aangebrachte propeller in beweging. Om dit te onderzoeken en te begrijpen komen volgende systemen aan bod: zonnepanelen, zonnecel, zonnecollector, zonnecentrale, windturbine, thermo-elementen en waterkrachtcentrales. 2 TECHNISCH PROCES We starten dit project met het schetsen van de milieuproblematiek. (probleem) De leerlingen moeten inzien dat we op groenere alternatieven moeten overschakelen voor een duurzaam energiegebruik te creëren. (oplossing). In dit project bespreken we uitgebreid drie alternatieven: zonne-, wind- en thermische energie. (realiseren) Om dit nog extra in de verf te zetten, maken we op het einde nog een zonaangedreven windturbine. 3 - HULPMIDDELEN Om onze 3 alternatieve energievorm te onderzoeken hebben we volgende hulpmiddelen nodig: Bij onderzoeksopdracht 1,2, 5 en 6: Energie experimenten Science (Opitec) Een lamp, een led-lampje, een haar-föhn, 2 jampotjes, eventueel een paar ijsklontjes. Bij onderzoeksopdracht 3 en 4: aluminiumfolie, stuk stevig papier, schaar, lijm, een oude paraplu, een touwtje, een stopwatch / klokje, een plastic zakje met water. Realisatie Solar aangedreven windturbine: Potlood, liniaal, alleslijm, houtlijm, plakband, zijsnijtang, combinatietang, kolomboormachine, bankschroef, houtboor ø

4 4 5 mm, gatenboor ø 20, ø25 mm, schuurpapier, fijne zaag, pukzaag, vijl, steekbeitel 5/6 mm. 4 - KEUZEN De hoofdkeuze die we hier moeten maken is of we resoluut voor de groene energie gaan. Deze wordt ons meer en meer opgelegd door de maatschappij. Overzicht dimensies SITUERING Dit project gaat over alternatieve energiebronnen. In een ander project (vorig jaar) zagen de leerlingen de uitputtelijke energiebronnen, ook zagen zij de energievormen en -omzettingen. Dit project gaat hierop verder. (!) Best uitvoeren in de zomer. PROBLEEMSTELLING Duiden De leerlingen laten ondervinden dat er nood is aan nieuwe energiebronnen. (1) DUURZAME ENERGIE OPLOSSING Energiebronnen Kunnen het verschil tussen uitputtelijke en onuitputtelijke energiebronnen verwoorden. Kunnen synoniemen verwoorden voor onuitputtelijke energiebronnen. 1.2 Een dagje zonder energie Duiden Kunnen het belang van energie aantonen. (2) ZONNE-ENERGIE OPLOSSING + Kunnen het begrip passieve energie verwoorden.

5 5 Kunnen aantonen dat de zon belangrijk is. Duiden Hoe gebruik maken van zonne-energie? Zonnecellen Hanteren Hanteren Duiden ICT-opdracht Opdracht: de ventilator bouwen. Onderzoeksopdracht 2: Energie-experiment: zonne-energie. Kunnen de werking van een fotovoltaïsche cel uitleggen. Weten waar er zonnepanelen terug te vinden zijn. Voor- en nadelen zonnepanelen. 2.2 Zonnecollectoren Hanteren Duiden Klassikale onderzoeksopdracht: Testen van de zonnecollector. Kunnen de werking van de zonnecollector uitleggen. Kunnen het verschil tussen zonnepanelen en zonnecollector verwoorden. Waar worden zonnecollectoren in het dagelijkse leven gebruikt worden. 2.3 Zonne-energiecentrales Hanteren Onderzoeksopdrachten 3 en 4 Brrr, koude vingers (3) Warm, warmer, heet! (4) De werking van een zonnecentrale uitleggen. (3) WINDENERGIE OPLOSSING + Hanteren Onderzoeksopdracht 5: Energie-experiment: wind-energie. 3.1 Is windenergie wel modern? Duiden Kunnen verwoorden waarvoor windenergie vroeger gebruikt werd. 3.2 Werking van de windturbine De werking van een windturbine uitleggen. De onderdelen van een windturbine aanduiden.

6 6 3.3 Voor- en nadelen van een windturbine ICT-opdracht Voor- en nadelen windturbine. (4) THERMISCHE ENERGIE OPLOSSING + Hanteren Onderzoeksopdracht 6: Energie-experiment: elektrische energie uit warmte. Kunnen het begrip aardwarmte verklaren. (5) WATERENERGIE OPLOSSING + ICT-opdracht Duiden Kunnen de werking van een waterkrachtcentrale uitleggen. Kunnen de verschillende onderdelen benoemen. Kunnen voor- en nadelen opsommen. Waterenergie in België. ZON-AANGEDREVEN WINDTURBINE UITVOERING Hanteren Het bouwen van een zon-aangedreven windturbine. Overzicht lesuren WEEK 1 WEEK 2 WEEK 3 WEEK 4 WEEK 5 en 6 - Probleemstelling - (1) Duurzame energie - (2) Zonne-energie - (2) Zonne-energie: vervolg - (3) Wind-energie - (4) Thermische-energie - (5) Water-energie - start: Realisatie Realisatie: zon-aangedreven windgenerator

7 7 Didactische aanpak per hoofdstuk Probleemstelling De leerlingen laten ondervinden dat er nood is aan nieuwe energiebronnen. Gebruik de actualiteit voor de energieproblematiek aan te kaarten. 1 Duurzame energie 1.1 Energiebronnen Kunnen het verschil tussen uitputtelijke en onuitputtelijke energiebronnen verwoorden. Kunnen synoniemen verwoorden voor onuitputtelijke energiebronnen. 1.2 Een dagje zonder energie Kunnen het belang van energie aantonen. Dit doe je best adhv een klasgesprek Laat de leerlingen vertellen wat ze allemaal doen vanaf het ontwaken tot de aankomst op school. (Waar energie voor nodig?)

8 8 2 Zonne-energie Kunnen het begrip passieve energie verwoorden. Kunnen aantonen dat de zon belangrijk is. Verdeel de leerlingen in groepjes en stuur ze op pad in de school. Zo kunnen ze op verschillende plaatsen kijken waar men meer gebruik kan maken van passieve zonne-energie. Zo komen ze allemaal met andere ideeën terug Zonnecellen Kunnen de werking van een fotovoltaïsche cel uitleggen Opdracht Het bouwen van de ventilator: Groepswerk: 4 personen per groep Voor de onderzoeksopdracht: - zorg dat het materiaal per groep aanwezig is. - ook de gereedschappen Tijdens de onderzoeksopdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen steeds het juiste materiaal bij de juiste stap van de onderzoeksopdracht gebruiken. - Als leerlingen de gereedschappen foutief gebruiken, wijs hen op de gereedschapsfiche. Ze zijn er, gebruik ze! Na de onderzoeksopdracht: - Naargelang je eigen voorkeur kan je na elke les de ventilator laten afbreken of laten staan voor de volgende klasgroep. Onderzoeksopdracht 2 Energie-experiment: zonne-energie Groepswerk: 4 personen per groep Voor de onderzoeksopdracht: - zorg dat het materiaal per groep aanwezig is. - denk aan de ventilator! Tijdens de onderzoeksopdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen geen stappen overslagen in het proces.

9 9 Na de onderzoeksopdracht: - Bespreek grondig de verschillende waarnemingen van de groepen. Vergelijk hun resultaten en bespreek de verschillen en de mogelijke fouten. Zo leren ze van elkaar. Zorg ervoor dat je een fotovoltaïsche cel bij de hand hebt. 2.2 Zonnecollectoren Kunnen de werking van de zonnecollector uitleggen Kunnen het verschil tussen zonnepanelen en zonnecollector verwoorden Klassikale onderzoeksopdracht: het testen van de zonnecollector - Opgepast: is enkel mogelijk als het goed weer is! - Zorg ervoor dat iedereen duidelijk het verschil heeft gevoeld. - Laat de leerlingen eventueel ook eens aan de zwarte plastic en de glazen plaat voelen. - Bespreek grondig de waarnemingen en koppel ze aan de leerinhoud. 2.3 Zonne-energiecentrales De werking van een zonnecentrale uitleggen Onderzoeksopdracht 3 Brrr, koude vingers Onderzoeksopdracht 4 Warm, warmer, heet Groepswerk: Laat de helft van de klasgroep de ene onderzoeksopdracht uitvoeren de andere groep de andere onderzoeksopdracht. Voor de onderzoeksopdracht: - zorg dat het materiaal per groep aanwezig is. Tijdens de onderzoeksopdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen geen stappen overslagen in het proces en dat ze hun waarnemingen steeds noteren. Na de onderzoeksopdracht: - Bespreek grondig de verschillende waarnemingen van de groepen. Vergelijk hun resultaten en bespreek de verschillen. Zo leren ze van elkaar.

10 10 3 Windenergie Onderzoeksopdracht 5 Energie-experiment: windenergie Groepswerk: 4 personen per groep Voor de onderzoeksopdracht: - zorg dat het materiaal per groep aanwezig is. - denk aan de ventilator! Tijdens de onderzoeksopdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen geen stappen overslagen in het proces. Na de onderzoeksopdracht: - Bespreek grondig de verschillende waarnemingen van de groepen. Vergelijk hun resultaten en bespreek de verschillen en de mogelijke fouten. Zo leren ze van elkaar. 3.1 Is windenergie wel modern? Kunnen verwoorden waarvoor windenergie vroeger gebruikt werd. Dit is aanvullende informatie 3.2 Werking van de windturbine De werking van een windturbine uitleggen De onderdelen van een windturbine aanduiden Verwijs naar de windturbines (windparken) in België. (actualiteit) 3.3 Voor- en nadelen van de windturbine Kunnen de voor- en nadelen van windenergie opsommen

11 11 4 Thermische energie Kunnen het begrip aardwarmte verklaren Onderzoeksopdracht 6 Energie-experiment: elektrische energie uit warmte Groepswerk: 4 personen per groep Voor de onderzoeksopdracht: - zorg dat het materiaal per groep aanwezig is. - denk aan de ventilator! Tijdens de onderzoeksopdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen geen stappen overslagen in het proces. Na de onderzoeksopdracht: - Bespreek grondig de verschillende waarnemingen van de groepen. Vergelijk hun resultaten en bespreek de verschillen en de mogelijke fouten. Zo leren ze van elkaar. 5 Waterenergie Kunnen de werking van een waterkrachtcentrale uitleggen Kunnen de verschillende onderdelen benoemen Kunnen voor- en nadelen opsommen ICT-opdracht De waterkrachtcentrale Indivudeel of als duowerk Tijdens de ICT-opdracht: - Zorg ervoor dat de leerlingen niet steeds Wikipedia raadplegen maar ook andere websites. Na de onderzoeksopdracht: - Bespreek grondig de verschillende antwoorden van de groepen.

12 12 Kostenplaatje ENERGIE EXPERIMENTEN SCIENCE U kunt deze bestellen bij Opitec ( Artikelnummer: ,00 euro SOLAR AANGEDREVEN WINDTURBINE U kunt deze bestellen bij Opitec ( Artikelnummer: ,95 euro

13 13 Materialenlijst = OK ONDERZOEKSOPDRACHT 1 Bouwpakket: Energie experimenten Science (Opitec) Onderdelen: zie bouwpakket ONDERZOEKSOPDRACHT 2 Bouwpakket: Energie experimenten Science (Opitec) Ventilator Zonnecel Een lamp ONDERZOEKSOPDRACHT 3 aluminiumfolie stuk stevig papier van ongeveer 15 bij 15 cm schaar lijm ONDERZOEKSOPDRACHT 4 oude paraplu aluminiumfolie touwtje stopwatch / klokje plastic zakje met water ONDERZOEKSOPDRACHT 5 Bouwpakket: Energie experimenten Science (Opitec) Ventilator een led-lampje een haar-föhn ONDERZOEKSOPDRACHT 6 Bouwpakket: Energie experimenten Science (Opitec) Ventilator 1 thermo-element 2 jampotjes eventueel een paar ijsklontjes REALISATIE Solar aangedreven windturbine (Opitec) Potlood, liniaal Alleslijm, houtlijm

14 14 Plakband Zijsnijtang, combinatietang Kolomboormachine Bankschroef Houtboor ø 5 mm Gatenboor ø 20, ø25 mm Schuurpapier Fijne zaag, pukzaag Vijl Steekbeitel 5/6 mm

15 TECHNIEK project EVALUATIE Jeroen De Meutter Olivier Foets Jeroen Smets