Risorse di energia

(NOTA: questa lezione contiene una Parte A e una Parte B. Entrambi le parti sono importanti per accedere all’apprendimento completo dello standard. Se il tempo è limitato, rivedi entrambe le parti per selezionare gli elementi che soddisfano le esigenze degli alunni.)

In questa lezione, l’apprendimento chiave è attraverso la ricerca nel campo delle risorse energetiche. La costruzione di un modello di un tipo di risorsa di energia rinnovabile offre agli alunni un modo per dimostrare il loro apprendimento. Incoraggia gli alunni a usare l’esempio della turbina eolica come ispirazione e poi a progettarla e costruirla, oppure possono costruire un’altra risorsa rinnovabile a loro scelta.

• Background scientifico – Risorse energetiche:
  • In questa lezione, il modello imita il modo in cui una turbina eolica converte l’energia eolica in elettricità quando le pale della turbina ruotano.
  • La Matrice luce rappresenta il modo in cui l’elettricità viene generata dalle pale che ruotano.
  • Un mulino a vento, che può essere più familiare agli alunni, converte il vento in energia rotazionale (per macinare la farina, per esempio), ma non produce elettricità.
• Costruire le conoscenze di base – Risorse energetiche: Utilizzando i materiali scientifici di base, condividi informazioni, immagini e definizioni.
  • Esamina ciò che gli alunni conoscono sulle risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili e su come il loro approvvigionamento e utilizzo possano influire sull’ambiente. Gli alunni apprenderanno di più sull’argomento attraverso questa attività di ricerca.
  • Una turbina eolica converte l’energia del vento in elettricità. Un mulino a vento utilizza l’energia eolica per azionare le macchine che pompano acqua o producono farina.
  • Terminologia chiave: risorsa energetica rinnovabile, risorsa energetica non rinnovabile, combustibile fossile, turbina eolica, ambiente
• Esperienza di costruzione e programmazione: Esamina i suggerimenti contenuti nel Piano dell’unità. Per questa lezione, potresti anche
  • Rinforzare i concetti con i tutorial Motore e Luce nel menu Inizia dell’app SPIKE.
  • Usare le sezioni Blocchi evento, luce e motore del menu Aiuto>Blocchi parole nell’app SPIKE per fornire ulteriore supporto.
  • Utilizzare il cavo USB bianco in dotazione per collegare l’Hub e dispositivi per rendere il programma più stabile. Ciò consentirà agli alunni di visualizzare meglio i dati che mostrano come la velocità delle pale influenzi la luminosità delle luci e come questo sia simile a una turbina che crea meno o più elettricità utilizzando la forza eolica.
• Materiali: individua immagini di mulini a vento e di turbine eoliche perché gli alunni possano capire la differenza. Tramite la ricerca, individua risorse idonee per l’età sulle fonti di energia rinnovabili e non rinnovabili (ad esempio, solare, eolico, nucleare e combustibili fossili), sull’uso che l’uomo fa di queste fonti di energia e sul loro impatto sull’ambiente. Pensa a come integrare le risorse nella lezione.

PARTE A (45 minuti)

• Presenta i personaggi principali della storia e la prima sfida: Sofie scopre una turbina eolica. Si chiede come faccia a ricavare la sua energia. Quali sono altri modi per ricavare energia che possa essere utilizzata continuamente?

• PENSA – avvia una breve discussione sull’argomento o sugli argomenti della lezione, usando l’immagine della storia, se lo desideri.

  • Che tipo di risorsa energetica è il vento? Perché? (Il vento è una risorsa rinnovabile; c’è sempre vento.)
  • Cosa rende l’energia rinnovabile? Dai alcuni esempi. (Possiamo produrre o ricavarne di più perché la natura continua a reintegrare la fonte: l’energia del vento, l’acqua che scorre nei fiumi, la luce del sole.)
  • Cosa rende l’energia non rinnovabile? Dai alcuni esempi. (Può esaurirsi, senza poterla ricreare; esempi includono combustibili fossili come petrolio, gas naturale e carbone e materiali come l’uranio per l’energia nucleare.)
  • In che modo l’utilizzo di diversi tipi di energia impatta sull’ambiente? (La costruzione di dighe distrugge gli habitat degli animali, l’estrazione mineraria può danneggiare la superficie terrestre, l’uso di combustibili fossili causa inquinamento atmosferico.)

• Distribuisci un set SPIKE^™ Essential e un dispositivo a ciascun gruppo.

• Mentre gli alunni lavorano, potresti condividere gli esempi seguenti, specificando che mostrano un modello/programma per una turbina eolica che utilizza l’energia eolica per generare elettricità. Gli alunni possono costruire una turbina o un’altra risorsa di energia rinnovabile a loro scelta.

• Gli alunni devono:

  • Scegliere almeno due fonti ed eseguire ricerche sulle fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili, compreso il modo in cui le persone utilizzano queste risorse e il modo in cui questo influisce sull’ambiente. (Discutete in classe le migliori pratiche per la ricerca.)
  • Scegliere una risorsa rinnovabile.
  • Iniziare a COSTRUIRE e PROGRAMMARE un modello di una risorsa energetica rinnovabile per dimostrare il loro apprendimento.

• Facilita il brainstorming sull’utilizzo degli elementi LEGO^® nei loro modelli. Per la turbina eolica, si consiglia l’utilizzo di pezzi lunghi come pale di ventilatori o la programmazione della Matrice luce in modo che si accenda quando le pale vengono ruotate manualmente. Gli alunni usano le loro mani per ruotare le pale e possono farle girare più velocemente o più lentamente per vedere come questo influenza il comportamento della Matrice luce.

Idee esemplificative

• Riunisci gli alunni per la condivisione. 

• Chiedi a ogni gruppo di usare il loro modello in costruzione per dimostrare e spiegare:

  • Che si tratta di una risorsa di energia rinnovabile.
  • Come le persone utilizzano questo tipo di risorsa energetica.
  • In che modo l’utilizzo della risorsa rinnovabile scelta ha un impatto sull’ambiente rispetto alle risorse non rinnovabili. È un impatto negativo o positivo?

• Incoraggia la condivisione dei progressi degli alunni e a trarre ispirazione dalle idee condivise.

• Se desideri continuare con la Parte B – Spiega, chiedi agli alunni di non smontare i loro modelli oppure concedi loro del tempo per ricostruirli.

PARTE B (45 minuti)

• Ripeti i passaggi della Parte A – Spiega per supportare ulteriori condivisioni, brainstorming e ispirazione e continuare a costruire modelli.

• Gli alunni devono:

  • (15 min.) Continuare a COSTRUIRE e PROGRAMMARE il loro modello di risorsa di energia rinnovabile come l’eolico.
  • (10 min.) Utilizzare i modelli completati per condividere e scambiare conoscenze sulle risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili.

• (5 min.) Invita gli alunni a condividere conoscenze, idee o abilità che

  • Li hanno aiutati a completare la sfida.
  • Hanno appreso facendo ricerche e progettando i loro modelli.

• Chiedi agli alunni di rimuovere i set e sgomberare le aree di lavoro.

• Poni domande guida per sollecitare i pensieri e le decisioni degli alunni durante l’ideazione, la costruzione e la programmazione.

Checklist di osservazione

• Rivedi gli obiettivi di apprendimento (riquadro Supporto per l’insegnante).

• Usa la checklist per osservare i progressi degli alunni:

  • Scelgono almeno due fonti per la ricerca.
  • Descrivono accuratamente le risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili.
  • Spiegano con precisione da dove proviene la loro risorsa energetica e come la si utilizza.
  • Descrivono alcuni effetti positivi e negativi sull’ambiente causati dallo sfruttamento e utilizzo della risorsa di energia rinnovabile scelta rispetto alle risorse non rinnovabili.
  • Costruiscono e programmano un modello accurato della risorsa di energia rinnovabile scelta.

Auto-valutazione

Invita ogni alunno a scegliere il mattoncino che ritiene rappresenti meglio il suo lavoro.

• Mattoncino blu: ritengo di essere in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino giallo: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma.
• Mattoncino verde: sono in grado di seguire le istruzioni per creare un programma e posso anche aiutare un amico a farlo.

Feedback tra compagni

Chiedi agli alunni di discutere, nell’ambito dei loro piccoli gruppi, le loro esperienze di lavoro di squadra.
Incoraggiali a usare espressioni quali:

• Mi è piaciuto quando hai...
• Mi piacerebbe saperne di più su come hai...

Per semplificare la lezione:

• Riduci il lavoro di ricerca fornendo un elenco limitato di risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili.

Per aumentare il livello di difficoltà:

• Chiedi agli alunni di costruire modelli più complessi. Nel caso della turbina, gli alunni potrebbero cambiare il colore della luce in base alla direzione di rotazione delle pale, ad esempio rossa quando le pale girano verso sinistra e blu quando girano verso destra. Potrebbero anche programmare le pale in modo che si muovano a velocità diverse per simulare le diverse velocità del vento.

Chiedi agli alunni di condurre ricerche sui modi in cui le persone possono ridurre gli impatti negativi dell’uso di risorse energetiche rinnovabili e/o non rinnovabili sull’ambiente. Chiedi loro di condividere le loro scoperte attraverso un breve video o un documento scritto a loro scelta.

Se facilitata, questa lezione durerà più a lungo dei 45 minuti standard.