Energiforbrug, effekt og virkningsgrad

I forløbet arbejdes der med energiomsætning, energiforbrug, effekt, virkningsgrader, fasediagrammer. Eleverne stifter kendskab til el-lære, bølgelære, energikilder, brændværdier mm..

Der indgår eksperimenter, hvor eleverne ud fra observationer og beregninger kan opstille simple hypoteser. Teorierne skal så udfordres og sammenlignes med andre eksperimenter. Observationer og målinger registreres og formler og teorier skal dokumenteres ud fra databehandlinger og beregninger.

Lærerens vigtigste rolle er at stille spørgsmål og udfordre eleven. 

Eksperimenternes sværhedsgrad vil kunne differentieres, så resultatbehandling tilpasses eleven og forskellige faglige niveauer. 

Planlægning / overvejelser

Eksperimenterne og simulationer stiller ikke krav om avanceret udstyr, og kan relativt nemt gennemføres i faglokaler.

Forudsætninger

Forløbet kan indgå som et introducerende forløb i fysik. Det er dog en fordel, hvis eleverne har kendeskab til fysiske enheder og størrelser. Forløbet er ikke knytte til et bestemt niveau, men kan differentieres så at det passer til den enkelte elev.

Form og indhold

Det er hensigtsmæssigt at organisere undervisningen, så en stor del foregår i mindre grupper på 2-3 elever, især hvad angår det eksperimentelle og den efterfølgende databehandling.

Forløbet vægter det praktisk eksperimenterende højt og der er fokus på at indøve den naturvidenskabelige arbejdsmetode. Som supplement kan der inddrages virtuelle simuleringer.

Databehandlingen kan foretages digitalt, fx i et regneark. Der kan være brug for vejledning og støtte, når eleverne planlægger deres eksperimenter eller arbejder med databehandling.

Det er vigtigt, at elevernes hypoteser blive afprøvet igennem eksperimenter. Elevens oplevelse af, at viden kan afprøves og dokumenteres er vigtigt.

Forløbets opbygning

1. Afdækning af forhåndsviden og introduktion til forløbet
2. Opstilling og gennemførelse af eksperimenter
3. Præsentation af elevernes eksperimenter
4. Teoretisk gennemgang med inddragelse elevernes eksperimenter

Del 1 Afdækning af forhåndsviden og introduktion til forløbet (1 lektion)

Elevernes forhåndsviden fra folkeskolen kan variere noget, så der er forskel på, hvor meget eleverne har kendskab til energi og nyttevirkning.

Et udgangspunkt for afdækningen kan ske gennem en samtale med eleverne, hvor energi perspektiveres til hverdagen, fx alternative energikilder, energiforbrug i hjemmet, opvarmning, fossile brændstoffer, mm..

Ud fra samtalen kan forskellige fysiske symboler og størrelser oplistes.

Del 2. Opstilling og gennemførsel af eksperimenter (2-8 lektioner)

Eleverne får udleveret et eksperiment med følgende punkter:

• Vejledning til eksperiment
• Opstilling af hypotese
• Udførsel af eksperiment eller beregning
• Databehandling
• Opsamling på eksperiment og beregning

Når alle punkterne er gennemført og dokumenteret, kan næste eksperiment eller beregning udleveres. Det forventes ikke, at alle de fire eksperimenter og beregninger, som er foreslået nedenfor, skal udføres.

Der er kun stigende sværhedsgrad i den efterfølgende databehandling.

Del 3. Præsentation af elevernes eksperimenter (2-3 lektioner)

Eleverne udarbejder en planche, hvor deres eksperimenter dokumenteres. Der redegøres for teorier og og eksperimenterne beskrives med tal og billeder. Grafer ud fra målinger og beregninger udfærdiges.  

Eleverne præsenterer kort deres hypoteser om eksperimenterne og reflekterer over, hvordan resultaterne passede med det forventede.           

Der laves en fælles sammenfatning i klassen for både eksperimenter og resultater.

Del 4. Teoretisk gennemgang med inddragelse af elevernes eksperimenter (3-4 lektioner)

Der gennemføres en teoretisk gennemgang af relevante kernestofområder for fysik.

Kernestofområderne kan fx være energiforbrug, effekt og virkningsgrad, omsætning mellem energiformer, energikilder i hjemmet mm.. Gennemgangen perspektiveres til elevernes eksperimenter og de resultater, eleverne er kommet frem til.

Evaluering og refleksion

Det er oplagt, at eleverne præsenterer deres plancher for klassen. Her skal de redegøres for, hvilken hypotese de arbejdede med, hvad de har analyseret samt hvilke resultater det har afstedkommet.

Vurder elevens evne til at inddrage fysiske størrelser og symboler i deres præsentation af eksperimentet. Inddragelsen kan støtte eleven i forståelsen af naturvidenskablig teori og arbejdsmetoder.

Bemærk om eleverne undervejs og på planchen, udvikler fagsprog og i stigende grad bruger fagbegreber fra fysik og matematik, frem for hverdagssprog.

Elevernes evne til at analysere grafer kan give et godt indtryk af forståelsen for indholdet i forløbet. Fokuser ikke kun på tal og størrelse, men vurder´ også om de er i stand til at inddrage matematiske begreber.

En afsluttende diskussion om den naturvidenskabelige tankegang. Erfaring med at opstille reproducerbare eksperimenter vil træne eleverne i faglig metodisk korrekthed.

Der findes meget forskelligt dataopsamlingsudstyr som kan anvendes til eksperimenterne. 

Kreditering

Forløbet er udarbejdet af Lars Lundberg, Lektor ved U/NORD – Hillerød.