Modul nr. 1798 Solceller Tilknyttet rom: Newton ENGIA - Statoil energirom - Svolvær
1798 Newton håndbok - Solceller Side 2 Kort om denne modulen Modulen passer best for vg1, og har solceller som gjennomgående tema. Det benyttes varierte, elevaktive læringsformer. Den entreprenørielle tilnærmingen gjør lærestoffet lettere å fatte. I tillegg til kunnskap om solceller får elevene med seg grunnleggende forståelse av periodesystemet, elektrisitet, stråling, energi, drivhuseffekten og matematisk modellering. De får praktisk trening i alle kompetansemålene i Forskerspiren. Modulen kan brukes på både studiespesialisering og yrkesfag. Den kan også enkelt tilpasses til programfaget Fysikk 1 på studiespesialisering, realfag. Praktisk informasjon At forarbeidet blir gjort er en forutsetning for at elevene skal få en god opplevelse av mestring og læring. Dette er faglærers ansvar. Elevene trenger å ha med sin egen pc til newtonrommet. Under oppholdet i Meløy newtonrom forventes det at faglærer i naturfag er med klassen og deltar aktivt som lærer. Faglærer bør ha fokus på: * Læringsforhold som gjelder enkeltelever * Oppfølging i forhold til orden og adferd * Praktisk tilrettelegging * Å lære selv, få kunnskaper og ideer som kan brukes i etterarbeidet og ellers. Matpausen foregår i industriparkens kantine. Der er det mulig å kjøpe rimelig mat, men medbrakt er også greit. Newtonlærer vil ta telefonkontakt senest to uker før besøket for å gjøre avtaler i forhold til for- og etterarbeid, skyss og gruppeinndeling. Meløy Newtonrom er fleksibelt og åpen for å avtale andre tider eller mindre endringer i dagsplanen. Omtrent to uker etter besøket tar newtonlærer en ny kontakt for å få tilbakemelding på hvordan faglærer opplevde besøket og læringsutbyttet etter endt etterarbeid. Modulplan Forarbeid i skolen I Newton-rommet Kl 9.00-9.15 Velkomst og introduksjon Kl 9.15-9.25 individuelt arbeid, eleven forbereder egne svar Kl 9.25-9.40 "Hvem kan svare" utfylling av spørsmålsskjema Kl 9.40-9.45 Gruppediskusjon, gjennomgå svarene Kl 9.45-10.00 Plenum, oppsummering og gjennomgang av grunnleggende solcelleteori
1798 Newton håndbok - Solceller Side 3 Kl 10.00-10.30 Innledende forsøk med solceller Kl 10.30-10.45 Plenum, oppsummering og videre oppdrag Kl 10.45-11.45 omvisning på REC med oppgave 11.45-12.15 Matpause i industriparkens kantine Kl 12.15-12.30 Holmgang, konkurranse etter bedriftsbesøk Kl 12.30-12.45 Plenum, oppsummering, solcelleforskning og oppdraget videre 12.45-13.45 Forsøk med elektromagnetisk stråling og solceller 13.45-14.00 Forberede etterarbeid, rydding 14.00-14.30 Oppsummering, drivhuseffekten og framtidssolceller, avslutning. Etterarbeid i skolen
1798 Newton håndbok - Solceller Side 4 Didaktisk plan for for- og etterarbeid Forarbeid Kort beskrivelse Forarbeidet består av to deler: * Repetere grunnleggende kjemi * Få en begynnende forståelse av det som foregår inni en solcelle Kompetansemål med læringsmål - Eleven skal kunne forklare hva elektrisk strøm og spenning er - Eleven skal kunne bruke begrepene atom, elektron, ladning, elektronparbinding og elektronskall - Eleven skal kunne bruke åtteregelen til å forklare positive hull og frie elektroner i solcella, og ut fra dette kunne gi en forenklet forklaring på hvorfor det er spenning mellom de to platene i en solcelle - Eleven skal kunne bruke energibegrepet til å forklare hvordan sollyset holder i gang strømmen i solcellekretsen - Eleven skal kunne gi en forklaring på hvordan spenningsfeltet gir likestrøm i kretsen -Eleven skal kunne redegjøre for sammenhengen mellom bølgelengde, frekvens og energi i elektromagnetisk stråling. -Eleven skal ha kjennskap til det elektromagnetiske spekteret. -Eleven skal kjenne til begrepene valensbånd, ledningsbånd og båndgap. -Eleven skal kunne forklare hva krystallstruktur er. -Eleven skal kunne redegjøre for hovedtrekkene i hvordan en silisiumbasert solcelle lages. Eleven skal kunne bruke dataloggerutstyr og matematisk modellering i forsøk. -Eleven skal kunne planlegge og gjennomføre undersøkelser av strøm og spenning fra solceller i samarbeid med andre. -Eleven skal kunne utføre målinger av strøm og spenning og vurdere usikkerhet og feilkilder. Gjennomføring og metodikk Faglærer sørger for at elevene får tilgang til programmet Hydrogen på Viten.no og sjekker at de svarer på oppgavene, i hvert fall oppgave 8. Sjekke om elevene har forstått Bohrs atommodell, for eksempel ved å spille bingo som finnes på Naturfag.no. Se forøvrig lærerveiledningen. Elevene arbeider ca to timer med programmet Hydrogen på Viten.no og svarer på oppgavene, i hvert fall til og med oppgave 8. Prøve og forstå hvordan solceller virker. Repetere Bohrs atommodell, som de har lært i u-skolen. Vedlegg til aktivitet Lærerveiledning.doc Etterarbeid
1798 Newton håndbok - Solceller Side 5 Kort beskrivelse 1. Elevparene lager en montasje fra et forsøk, med bilde, graf, beskrivelse og drøfting. Disse henges på veggen på skolen og er gjenstand for vurdering. 2. Klassen forsetter holmgang-konkurransen til alle har spilt mot minst tre. 3. Korrigere svar på viten.no spørsmål 8. 3. Etter besøket i newtonrommet vil det passe å arbeide videre enten med Stråling og radioaktivitet eller med Energi for framtiden. Kompetansemål med læringsmål - Eleven skal kunne forklare hva elektrisk strøm og spenning er - Eleven skal kunne bruke begrepene atom, elektron, ladning, elektronparbinding og elektronskall - Eleven skal kunne bruke åtteregelen til å forklare positive hull og frie elektroner i solcella, og ut fra dette kunne gi en forenklet forklaring på hvorfor det er spenning mellom de to platene i en solcelle - Eleven skal kunne bruke energibegrepet til å forklare hvordan sollyset holder i gang strømmen i solcellekretsen - Eleven skal kunne gi en forklaring på hvordan spenningsfeltet gir likestrøm i kretsen -Eleven skal kunne redegjøre for sammenhengen mellom bølgelengde, frekvens og energi i elektromagnetisk stråling. -Eleven skal ha kjennskap til det elektromagnetiske spekteret. -Eleven skal kjenne til begrepene valensbånd, ledningsbånd og båndgap. -Eleven skal kunne forklare hva krystallstruktur er. -Eleven skal kunne redegjøre for hovedtrekkene i hvordan en silisiumbasert solcelle lages. Eleven skal kunne bruke dataloggerutstyr og matematisk modellering i forsøk. -Eleven skal kunne planlegge og gjennomføre undersøkelser av strøm og spenning fra solceller i samarbeid med andre. -Eleven skal kunne utføre målinger av strøm og spenning og vurdere usikkerhet og feilkilder. Gjennomføring og metodikk Faglærer sørger for at elevene får tid til å gjøre ferdig plakater med montasjer fra forsøk og får veiledning i dem, særlig i drøftingen. Gir tilbakemelding på resultatene, både plakatene og svar på Viten.no. Setter av ca en halvtime til holmgang-
1798 Newton håndbok - Solceller Side 6 konkurransen. Elevparene lager plakatmontasje fra et forsøk i henhold til skjema, og henger det på veggen på anvist plass. Spør eventuelt faglærer om veiledning, eller send en mail til newtonlærer. Ser om svaret som ble gitt på viten-- før besøket bør korrigeres. Spiller holmgang til det er spilt mot minst tre personer. Vedlegg til aktivitet Holmgang.doc holmgang-skjema.doc
1798 Newton håndbok - Solceller Side 7 Forankring i læreplanene i Kunnskapsløftet (LK 06) - Eleven skal kunne forklare hva elektrisk strøm og spenning er - Eleven skal kunne bruke begrepene atom, elektron, ladning, elektronparbinding og elektronskall - Eleven skal kunne bruke åtteregelen til å forklare positive hull og frie elektroner i solcella, og ut fra dette kunne gi en forenklet forklaring på hvorfor det er spenning mellom de to platene i en solcelle - Eleven skal kunne bruke energibegrepet til å forklare hvordan sollyset holder i gang strømmen i solcellekretsen - Eleven skal kunne gi en forklaring på hvordan spenningsfeltet gir likestrøm i kretsen -Eleven skal kunne redegjøre for sammenhengen mellom bølgelengde, frekvens og energi i elektromagnetisk stråling. -Eleven skal ha kjennskap til det elektromagnetiske spekteret. -Eleven skal kjenne til begrepene valensbånd, ledningsbånd og båndgap. -Eleven skal kunne forklare hva krystallstruktur er. -Eleven skal kunne redegjøre for hovedtrekkene i hvordan en silisiumbasert solcelle lages. Eleven skal kunne bruke dataloggerutstyr og matematisk modellering i forsøk. -Eleven skal kunne planlegge og gjennomføre undersøkelser av strøm og spenning fra solceller i samarbeid med andre. -Eleven skal kunne utføre målinger av strøm og spenning og vurdere usikkerhet og feilkilder.