Energiebronnen

(LET OP: Deze les bevat een deel A en een deel B. Beide delen zijn belangrijk om de standaard volledig te kunnen leren. Als de tijd beperkt is, neem dan beide delen door om elementen te kiezen die aansluiten op de behoeften van je leerlingen.)

Deze les draait voornamelijk om onderzoek doen naar energiebronnen. Leerlingen kunnen hun leerproces laten zien door een model te bouwen van een type hernieuwbare energiebron. Moedig de leerlingen aan om het voorbeeld van een windturbine te gebruiken voor inspiratie en om vervolgens deze of een andere hernieuwbare bron naar keuze te ontwerpen en te bouwen.

• Wetenschappelijke achtergrond - Energiebronnen:
  • In deze les bootst het model na hoe een windturbine windenergie omzet in elektriciteit wanneer de wieken van de molen draaien.
  • De lichtmatrix geeft weer hoe er elektriciteit wordt opgewekt door de roterende wieken.
  • Studenten zijn misschien bekender met de term windmolen. Deze zet wind om in rotatie-energie (de wieken draaien dan om bijvoorbeeld meel te malen), maar wekt geen elektriciteit op.
• Voorkennis opbouwen - Energiebronnen: Deel informatie, afbeeldingen en definities met behulp van je belangrijkste wetenschappelijke materialen.
  • Bespreek wat je leerlingen al weten over hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen en over hoe het opwekken en verbruiken van energie het milieu kan beïnvloeden. Leerlingen leren met deze onderzoeksactiviteit meer over het onderwerp.
  • Een windturbine zet de energie uit de wind om in elektriciteit. Een windmolen gebruikt windenergie om machines te laten draaien die water pompen of meel maken.
  • Belangrijkste begrippen: hernieuwbare energiebron, niet-hernieuwbare energiebron, fossiele brandstof, windturbine, milieu
• Bouw- en programmeerervaring: Bekijk de suggesties in het lesplan. Voor deze les kun je ook:
  • De oefenactiviteiten De motor en De lichtmatrix in het menu Starten van de SPIKE app doorlopen.
  • De secties Gebeurtenisblokken, Lichtblokken en Motorblokken van het menu Help > Woordblokken in de SPIKE app gebruiken voor extra ondersteuning.
  • De meegeleverde witte USB-kabel gebruiken om hubs en apparaten te koppelen en het programma stabieler te maken. Hierdoor kunnen leerlingen beter zien hoe de snelheid van de wieken de helderheid van de lichten beïnvloedt en hoe dit vergelijkbaar is met een turbine die minder of meer elektriciteit uit wind opwekt.
• Materialen: Zoek afbeeldingen van windmolens en windturbines zodat leerlingen het verschil kunnen zien. Zoek geschikte onderzoeksbronnen voor de leeftijd van je leerlingen over hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen (bijv. zonne- en windenergie, kernenergie en fossiele brandstoffen), menselijk gebruik hiervan en hun effect op het milieu. Bedenk hoe je de leermiddelen in de les kunt integreren.

DEEL A (45 minuten)

• Introduceer de hoofdpersoon/hoofdpersonen van het verhaal en de eerste uitdaging: Sofie staat bij een windturbine. Ze vraagt zich af hoe die energie opwekt. Wat zijn andere manieren om energie op te wekken op een manier die steeds herhaald kan worden?

• DENKEN: Breng een korte bespreking van het lesonderwerp op gang, eventueel met behulp van de verhaalafbeelding.

  • Wat voor soort energiebron is wind? Waarom? (Wind is een hernieuwbare hulpbron, want er is altijd weer wind.)
  • Wat maakt energie hernieuwbaar? Geef een aantal voorbeelden. (We kunnen er meer van maken of opwekken omdat de natuur het aanvult. Denk aan windenergie, stromend water in rivieren, zonlicht.)
  • Wat maakt energie niet-hernieuwbaar? Geef een aantal voorbeelden. (Het kan worden opgebruikt, zonder dat er meer kan worden verkregen. Voorbeelden zijn fossiele brandstoffen zoals olie, aardgas en steenkool en materialen zoals uranium voor kernenergie.)
  • Hoe is het gebruik van verschillende soorten energie van invloed op het milieu? (Dammen bouwen verwoest leefgebieden van dieren, mijnbouw kan het oppervlak van land vernietigen, het verbranden van fossiele brandstoffen veroorzaakt luchtvervuiling.)

• Geef elke groep een SPIKE Essential Set en apparaat.

• Terwijl de leerlingen aan het werk zijn, kun je de onderstaande voorbeelden delen en vertellen dat hier een model/programma te zien is van een windturbine die windenergie gebruikt om elektriciteit op te wekken. Je leerlingen kunnen een turbine of een andere hernieuwbare energiebron naar keuze bouwen.

• Laat leerlingen:

  • Ten minste twee bronnen gebruiken om zowel hernieuwbare als niet-hernieuwbare energiebronnen te onderzoeken, inclusief hoe mensen de bronnen gebruiken en hoe dit van invloed is op het milieu. (Bespreek klassikaal de beste manieren om onderzoek te doen.)
  • Eén hernieuwbare energiebron kiezen.
  • Beginnen met het BOUWEN en PROGRAMMEREN van een model van een hernieuwbare energiebron om hun kennis te laten zien.

• Brainstorm samen over het gebruik van LEGO^® elementen in hun modellen. Voor de windturbine kan dit inhouden dat lange stukken als wieken worden gebruikt of dat de lichtmatrix wordt geprogrammeerd om aan te gaan wanneer de wieken met de hand worden rondgedraaid. Leerlingen gebruiken hun handen om de wieken te laten draaien en kunnen ze sneller of langzamer draaien om verschillende resultaten van het matrixlicht te zien.

Voorbeeldideeën

• Verzamel leerlingen om het werk te bespreken. 

• Laat elke groep de voortgang van hun model gebruiken om het volgende te demonstreren en uit te leggen:

  • Hoe het een hernieuwbare energiebron laat zien.
  • Hoe mensen dit soort energiebronnen gebruiken.
  • Wat de positieve en negatieve manieren zijn waarop het gebruik van de door hen gekozen hernieuwbare bron het milieu beïnvloedt in vergelijking met niet-hernieuwbare bronnen.

• Vraag leerlingen om hun voortgang met elkaar te delen en moedig ze aan om inspiratie te halen uit gedeelde ideeën.

• Als je door wilt gaan naar Deel B — Uitleggen, laat de leerlingen dan hun modellen intact houden of geef ze de tijd om ze opnieuw op te bouwen.

DEEL B (45 minuten)

• Herhaal de stappen uit Deel A — Uitleggen om meer ideeën te delen, te brainstormen en inspiratie op te doen om verder te gaan met het bouwen van de modellen.

• Laat leerlingen:

  • (15 minuten) Doorgaan met het BOUWEN en PROGRAMMEREN van hun model van een hernieuwbare energiebron, zoals wind.
  • (10 minuten) Hun voltooide modellen gebruiken om kennis over hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen met elkaar te delen.

• (5 minuten) Laat de leerlingen kennis, ideeën of vaardigheden delen die:

  • hebben geholpen om de uitdaging te voltooien.
  • Ze tijdens het ontwerpen en programmeren van hun modellen hebben geleerd.

• Vraag je leerlingen om de sets en werkplekken op te ruimen.

• Stel sturende vragen om leerlingen aan het denken te zetten over hun beslissingen tijdens het bedenken, bouwen en programmeren.

Observatiechecklist

• Bekijk de leerdoelen (vak Ondersteuning voor de leraar).

• Gebruik de checklist om de voortgang van de leerlingen te observeren:

  • Ze kiezen ten minste twee bronnen voor hun onderzoek.
  • Ze beschrijven hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen correct.
  • Ze leggen correct uit waar hun energiebron vandaan komt en hoe mensen deze gebruiken.
  • Ze beschrijven positieve en negatieve effecten op het milieu die worden veroorzaakt door het verkrijgen en gebruiken van de door hen gekozen hernieuwbare energiebron versus niet-hernieuwbare bronnen.
  • Ze bouwen en programmeren een kloppend model van de door hen gekozen hernieuwbare energiebron.

Zelfevaluatie

Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

• Blauwe steen: Met een beetje hulp kan ik instructies opvolgen om een programma te maken.
• Gele steen: Ik kan instructies opvolgen om een programma te maken.
• Groene steen: Ik kan instructies opvolgen om een programma te maken en ik kan een klasgenoot hierbij helpen.

Feedback met klasgenoten

Laat de leerlingen in kleine groepjes bespreken hoe ze de samenwerking hebben ervaren.
Moedig ze aan om hun boodschap als volgt te verwoorden:

• Ik vond het leuk dat je...
• Ik zou graag willen weten hoe je...

Vereenvoudig deze les door:

• De onderzoekstaak te verkleinen tot een beperkte lijst van hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen.

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• Leerlingen de complexiteit van hun model te laten uitbreiden. Voor de turbine kan dit inhouden dat de kleur van het licht verandert afhankelijk van de richting waarin de wieken draaien, bijvoorbeeld rood wanneer de wieken linksom draaien en blauw wanneer ze rechtsom draaien. Ze kunnen de wieken ook programmeren om met verschillende snelheden te bewegen om verschillende windsnelheden te simuleren.

Laat leerlingen onderzoeken hoe mensen de negatieve effecten van het gebruik van hernieuwbare en/of niet-hernieuwbare energiebronnen op het milieu kunnen beperken. Laat ze hun bevindingen delen via een korte video of een schriftelijke taak naar keuze.

Als je de leerlingen hiermee aan de slag laat gaan, duurt de les langer dan 45 minuten.