Gå til hovedindhold

Fremtidens transportform

Forsøg - Elektromagnetisme - Krogaardskolen_9_klasse - HCØ2020 projekt - ©Astra - Foto: Lars Bertelsen

Eleverne anvender deres viden om elektromagneter og spoler til at flytte magneter gennem et plastrør. Forløbet er et engineeringforløb udviklet i forbindelse med 200-året for H.C. Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen.

Intro til forløbet

H.C. Ørsted var en dansk kemiker og fysiker, der er verdensberømt for opdagelsen af elektromagnetismen. Du kan læse meget mere om H.C. Ørsted og hans opdagelse her. I 2020 fejrer vi 200-året for denne opdagelse, og dette forløb er en del af den samlede pakke med undervisningsforløb fra Astra.

Forløbet ligger i naturlig forlængelse af forløbet Effektive elektromagneter. Mange af aktiviteterne går igen og kan naturligvis udelades, hvis man allerede har gennemført det forløb.  Det er en forudsætning for elevernes udbytte af forløbet, at de har kendskab til magnetisme og kredsløb.

Elektromagnetisme indgår som element i mange af de innovative ideer til fremtidens togdrift. Ideen er, at tog i fremtiden kan erstatte fly og gøre transport over lange afstande billigere og mere CO2-venlig. Eleverne arbejder i denne udfordring med en ganske lille del af konceptet og benytter alene elektromagnetisme til at flytte en magnet. 

Engineeringforløb

Forløbet er struktureret som et engineeringforløb, hvor eleverne skifter mellem forskellige arbejdsprocessser under deres arbejde med at bygge en elektromagnetisk kran. Som lærer har du mange muligheder for at åbne forløbet mere op, afhængigt af elevernes og din egen erfaring med engineeringforløb. For nogle elevgrupper vil udlevering af udfordringen være tilstrækkelig.

Udfordringen

Eleverne skal arbejde med elektromagnetismen og benytte den – og den alene – til at flytte en magnet fra den ene ende af et plastrør til den anden ende.

Krav:

  1. Eleverne skal benytte engineeringprocessen.
  2. Magnetstablen må gerne placeres i starten af røret, men ikke skubbes ind.
  3. Forsøget er godkendt, hvis blot magnetstablen er synlig ved den anden ende af plastrøret. Magnetstablen behøver altså ikke blive “skudt” ud af røret.
  4. Plastrøret skal ligge i vater, og der må ikke skubbes til magnetstablen.
  5. Der må ikke benyttes jern eller andet magnetiserbart materiale til at skubbe magnetstablen.

Forløbsplan – struktureret efter EDP-modellen

Indledning

  • Hvis det er første gang, du arbejder med engineeringforløb, så er det vigtigt, at du ser de animerede lærervejledninger under de enkelte delprocesser herunder. Læs mere om engineeringmetoden her.
  • Forløbet er tænkt som en opfølgning på forløbet Effektive elektromagneter.
  • Plastrørene, der indgår i forløbet, er almindelige elektrikerrør. De skal slæres i 15 cm lange stykker, og det skal gøres, inden forløbet afvikles.

Forstå udfordringen

Se vejledning

Undersøg

Se vejledning

  • Lad eleverne kortlægge den viden, der er nødvendig for at løse udfordringen. Hvis du benytter forløbet i direkte forlængelse af forløbet Mærkelige magneter, er dette overflødigt – er det et stykke tid siden, at I har arbejdet med magneter, så benyt eventuelt metodekortet Videnskortlægning. Metodekortet skal printes i A3, og vidensfelter sættes på med post-its. Et godt alternativt er at udfylde metodekortet på tavlen i plenum.
  • Sæt eleverne til at gennemføre undersøgelser: 
  • Eleverne kan have formuleret andre regler end den gængse griberegel, der siger, at man griber med højre hånd om elektromagneten og lader fingrene følge ledningen fra + til - , og så vil nordpolen være til samme side som tommelfingeren. Elevernes huskeregel kan være lige så god som tommelfingerreglen, særligt med tanke på at strømmen ikke løber fra + til -.
    • Eleverne kan også se magnetfeltet omkring elektromagneten med aktiviteten Se et magnetfelt, eller de kan vente med det, til de har bygget deres egen elektromagnet.
    • Eleverne prøver selv at bygge elektromagneter med aktiviteten Byg en elektromagnet.
    • Eleverne kan se magnetfeltet på en elektromagnet med aktiviteten Se et magnetfelt.
    • Eleverne kan også se poler på de elektromagneter, de selv har bygget, med aktiviteten Elektromagnetens poler. Blot skal de benytte deres egen elektromagnet i stedet for spolen med jernkerne.
    • Efter hver øvelse: Diskuter i klassen, hvordan undersøgelserne kan bidrage til at løse udfordringen.

Få ideer

Se vejledning

  • Lad eleverne udvikle ideer til, hvordan magneterne kan skubbes gennem plastrøret ved hjælp af elektromagnetisme. Hvis klassen har dannet grupper, kan de fx benytte Brainstorm bordet rundt. Ellers kan man med Åben brainstorm danne grupper med udgangspunkt i de ideer, eleverne helst vil arbejde videre med.
  • Lad eleverne vælge den ide, de vil gå videre med, hvis de ikke allerede har valgt den i forbindelse med brainstormen. De kan fx benytte metodekortet Hvilken ide vælger vi?

Konkretisere

Se vejledning

  • Lad eleverne tegne skitser til, hvordan deres konstruktioner kan se ud, og evt hvilke materialer de vil benytte. De kan evt. udfylde metodekortet Læg en plan s. 1, punkt 1 og 2.

Konstruere

Se vejledning

  • Sæt eleverne i gang med at konstruere deres prototype. 
  • Den største udfordring i delprocessen er, om alle elever kender deres opgave, og om de udfordres i forhold til at variere de opgaver, de hver især bidrager med. Benyt evt metodekortet Opgavefordeling.
  • Lad eleverne præsentere deres løsningsforslag for hinanden, selvom de måske kun er på ideplan. Lav cafegrupper, hvor en fra gruppen bliver stående og demonstrerer ideen/prototypen og får gode råd og ideer til forbedringer af de andre elever, der kommer på besøg. Resten af gruppen går på besøg ved de andre cafeborde og giver gode ideer til de andre grupper og bliver selv inspirerede til forbedringer af egen prototype.

Forbedre

 

Se vejledning

 

  • Eleverne gør klar til at teste deres prototype.
  • Skriv kravene til prototypen op på tavlen, og husk eleverne på kravene. Kravene står på udfordringen, men kan naturligvis suppleres af andre krav, som du selv har sat, som fx kunne omfatte håndværksmæssig udformning, materialer eller andet. 
  • Når alle grupper er ved at have et første bud på en prototype, så lad eleverne vise hinandens prototyper frem ved cafeborde, hvor en fra gruppen bliver stående og demonstrerer prototypen og får gode råd og ideer til forbedringer af de andre elever, der kommer på besøg. Resten af gruppen går på besøg ved de andre cafeborde og giver gode ideer til de andre grupper og bliver selv inspirerede til forbedringer af egen prototype.
  • Grupperne arbejder videre med at forbedre deres løsning. Husk eleverne på at tage billeder eller små film af deres prototyper, som eventuelt kan deles eller gemmes.

Præsentere

Se vejledning

  • Eleverne præsenterer deres løsning for de andre grupper.
  • Skriv på tavlen, hvad der skal indgå i præsentationen:
    • Hvilken løsningsmodel har I arbejdet med?
    • Hvilken naturfaglig viden trækker I på i jeres løsningsforslag?
    • Hvor godt virker den? Hvorfor virker den godt/hvorfor ikke?
    • Hvilke forbedringer ville I arbejde med, hvis I havde to timer mere?
  • I engineering er det vigtigt, at eleverne perspektiverer deres løsning: Fortæl eleverne, at nogle teknologiske løsninger også giver ulemper, og at det er vigtigt også at have blik for dem. Fortæl eventuelt eleverne om FN’s verdensmål nr 7 og 11: Bæredygtig energi og Bæredygtige byer og lokalsamfund.
  • Lad eleverne i grupper diskutere, hvilke fordele de kan se, hvis alle tog i Danmark blev svævende tog. Lad dem også diskutere, hvilke farer eller udfordringer de kan få øje på.
  • Eleverne viser deres løsninger frem og fortæller om de perspektiver, som de kan se i deres løsning.
EvalueringEfter forløbet udfylder eleven metodekortet Samtaleark til evaluering. Du udfylder selv samme ark, men det er elevens ark, der danner udgangspunkt for samtalen. Bagefter noterer eleven vigtige pointer fra dine noter/dit ark. Eleven afleverer en kopi af arket til dig.

Fagteam og lærings-fællesskaber

Undersøgelse af kompetencebehov blandt naturfagslærere i grundskolen har vist, at lærerne ønsker hjælp til at inddrage teknologi og innovation i undervisningen.

 

Anvend eventuelt dette forløb som udgangspunkt for en diskussion i dit fagteam eller læringsfællesskab om mulighederne for, at dette engineeringforløb inkluderer teknologi og innovation i undervisningen.

Informatiner til læringsplatformene 

Her er informationer du kan sætte ind i din læringsplatform

Kort præsentation af forløbet

I dette forløb skal eleverne arbejde med deres viden om elektromagneter og spoler. De skal anvende deres viden til at flytte magneter gennem et plastrør. De skal gennemføre undersøgelser og bygge prototyper, som til sidst præsenteres for hinanden. Forløbet er struktureret efter EDP-modellen og er udarbejdet i forbindelse med fejring af 200-året for H.C. Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen. 

Kompetenceområder samt færdigheds- og vidensområder

Fælles mål for fysik/kemi

Disse er centrale:

Undersøgelse -> Undersøgelser i naturfag

  • Eleven kan formulere og undersøge en afgrænset problemstilling med naturfagligt indhold.
  • Eleven har viden om undersøgelsesmetoders anvendelsesmuligheder og begrænsninger.

Undersøgelse -> Energiomsætning

  • Eleven kan eksperimentere med energiomsætning hvori elektricitet og magnetisme indgår. 
  • Eleven har viden om elektriske og magnetiske fænomener.
 

Læringspointer i forløbet

Ved at anvende viden om spoler, elektromagneter og poler jf. gribereglen kan eleverne flytte en magnet gennem et rør alene ved hjælp af elektromagnetisme.