Gå til hovedindhold

Varmt vand på Shelterpladsen

Eleverne kommer med deres bud på, hvordan man på en bæredygtig måde kan få varmt vand på en shelterplads. De arbejder med engineering ved bl.a at bygge prototyper ud fra egne ideer og udarbejde information til shelterpladsens brugere. Forløbet er et eksempel på, hvordan der i 5. og 6. klasse kan arbejdes problembaseret med Naturvidenskabens ABC’s erkendelse 3: ‘Jordens ressourcer er konstante og indgår i et kredsløb’.

Didaktisk deklaration

Formålet med forløbet er, at eleverne erfarer, at vedvarende energikilder kan benyttes på forskellige måder samt oplever, at de kan bruge deres viden og selv løse problemer ved at designe løsninger. Forløbet skal bidrage til elevernes erkendelse af, at Jordens ressourcer er konstante og indgår i et kredsløb, som ordlyden af erkendelse 3 i Naturvidenskabens ABC er. 

I forløbet arbejdes der især med elevernes udvikling af undersøgelses- og perspektiveringskompetence. Forløbets fokus er valgt, så det stemmer overens med det, læseplanen for natur/teknologi beskriver på 5.-6. klassetrin (side 44-46): 

Inden for ‘undersøgelse’ drejer det sig blandt andet om, at eleverne udvikler produkter ud fra et givent behov fra ide til prototype og inddrager sensorer. Inden for perspektivering får eleverne mulighed for at fortælle om bæredygtige løsninger og perspektiver med udgangspunkt i vedvarende energikilder og deres udnyttelse.

Vælg dette forløb, hvis I ønsker at sætte Naturvidenskabens ABC i spil:

  • Naturfagligt er kodeordene for forløbet: vedvarende energikilder, solfangere, faktorer med betydning for opvarmning af vand samt vands kredsløb. 

  • Didaktisk er kodeordene for forløbet: problembaseret undervisning (via Engineering Design Proces-modellen - EDP-modellen) og produktive spørgsmål.

Dette forløb er stilladseret på den måde, man kan kalde guidet, dvs. at eleverne har mange frihedsgrader. Man kan vælge at justere på frihedsgraderne og således gøre forløbet mere struktureret eller åbent alt efter elevgruppen.

Naturvidenskabens ABC

Naturvidenskabens ABC udgivet af Børne- og Undervisningsministeriet i 2020 er udviklet som en inspirationskilde til undervisere i grundskolen og på ungdomsuddannelserne. Den beskriver ti grundlæggende naturvidenskabelige erkendelser, der har haft stor betydning for udviklingen af naturvidenskaben som felt.

Erkendelse 3 lyder: ‘Jordens ressourcer er konstante og indgår i et kredsløb’. På mellemtrinsniveau lægger det op til, at eleverne opnår forståelse af følgende delerkendelser som trin på vejen: 

  • Nogle energikilder er vedvarende, og andre er ikke-vedvarende.

  • Vand indgår i et naturligt kredsløb.

Problembaseret undervisning

Forløbet er problembaseret, idet der tages udgangspunkt i en problemstilling: Hvordan kan man skaffe varmt vand på shelterpladsen? I forløbet iscenesættes problemstillingen i et brev, der udfordrer eleverne til at bygge deres egen prototype til at opvarme vand. Dette skal pirre elevernes nysgerrighed og kalde på tilegnelse af naturfagligt indhold. At eleverne kan komme med konkrete forslag på fx en lokal shelterplads kan bidrage til autenticitet og være med til at gøre indholdet meningsfuldt for eleverne, samtidig med at et ejerskab for sagen kan gro frem.

‘Varmt vand på shelterpladsen’ er et problembaseret forløb i overensstemmelse med det, læseplanen lægger op til, skal finde sted på 5.-6. klassetrin.

Produktive spørgsmål

Astra har valgt at illustrere, hvordan elevernes problembaserede og undersøgende arbejde kan understøttes ved hjælp af produktive spørgsmål, og har således formuleret eksempler på sådanne, der kan stilles undervejs i de beskrevne aktiviteter. Læs eventuelt mere om produktive spørgsmål.

Centrale faglige pointer i forløbet

Når forløbet er gennemført, skulle følgende gerne stå klart for eleverne:

  • Nogle energikilder er vedvarende, og andre er ikke-vedvarende.

  • Solfangere er en specifik teknologi, der udnytter den vedvarende energikilde solen til at varme vand.  

  • Farve, overfladens glans, overfladeareal, solens indstrålingsvinkel (m.m.) er blandt de faktorer, der har betydning for opvarmning af vand, og isolering har betydning for at holde på varmen.

  • Vand, der er én af Jordens ressourcer, indgår i et naturligt kredsløb.

  • Viden kan bruges til at designe løsninger på problemer, når der arbejdes i en gentagende og samarbejdende proces, og her kan EDP-modellen bruges.


Forløbsplan - struktureret efter EDP-modellen

Forløbet strækker sig over otte lektioner. Der er mulighed for at tilpasse forløbet til en fagdag. Det kan være en god ide at iscenesætte udfordringen på en lokal shelterplads, hvor eleverne samtidig har mulighed for at udforske den.

Det forudsættes, at eleverne har kendskab til vandets kredsløb inden forløbet. Til forløbet benyttes genbrugsmaterialer, der kan indeholde vand, hvorfor det er en god ide at opfordre eleverne på forhånd til at tage disse med hjemmefra.

Forstå 

Se vejledning til Forstå

Om ‘Forstå’: En autentisk udfordring iscenesættes. Eleverne skal forstå, hvad der ligger bag, og hvem der har problemet, de skal løse, for at beskrive udfordringen med egne ord. Mål og rammer for forløbet aftales.

Iscenesæt udfordringen

  

Afdæk elevernes forståelse af, hvad en shelterplads er, og hvad man kan der, fx med udgangspunkt i besøg på en shelterplads eller denne video Shelterplads, Hegnet Tåsinge og PDF iconKort over shelterplads.

 
  • Tal med eleverne om en shelterplads, fx “Hvad tror I, man bruger en shelterplads til?”, “Hvem tror I, der kommer på en shelterplads?”, ”Hvad har I lagt mærke til, at der på en shelterplads?”

  • Tal med eleverne om, hvad de kan komme i tanke om, man skal bruge varmt vand til på shelterpladsen. Det kunne fx være til opvask, brusebad og håndvask.

 

Introducer eleverne for Engineering Design Proces-modellen (EDP) fx med udgangspunkt i Interaktiv EDP-model. Udlevér en EDP - plakat til hver af grupperne, og hæng evt. en op i klassen. Brug den som omdrejningspunkt for elevernes arbejde gennem forløbet.

 
  • Italesæt over for eleverne, hvad der forstås ved en ‘prototype’.

  • Italesæt over for eleverne, hvilke rammer der er for forløbet. 

 

Lad eleverne med egne ord beskrive udfordringen fx med udgangspunkt i Problemskitse. Se evt. Problemskitse-vejledning.

 
  • Lad eleverne afgrænse deres udfordring ved at formulere, om de vil fokusere på fx varmt vand til brusebad, opvask eller håndvask.

 

Læg mærke til:

  • hvilke forforståelser de enkelte elever har, og hvordan de kan bringes i spil i det videre forløb

  • hvilken forståelse eleverne har af vedvarende energikilder

  • hvordan eleverne giver udtryk for kobling mellem udfordringen og den konkrete ‘vandsituation’ på den givne shelterplads

  • hvordan eleverne giver udtryk for at forstå, hvad udfordringerne med varmt vand på en shelterplads kan være.

Undersøg 

Se vejledning til Undersøg

Om ‘Undersøg’: Med udgangspunkt i den relevante problemstilling kortlægger eleverne den relevante viden, de får brug for, og de tilegner sig denne viden.

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Undersøg’ er, fx med udgangspunkt i  EDP - plakat

 

Lad eleverne afdække deres viden fx med udgangspunkt i metodekortet Videnskortlægning, se også Videnskortlaegning - vejledning.

 

Eleverne kan skaffe sig viden ved at:

 

Undersøge adgangen til vand på shelterpladsen og bringe deres viden om vandets kredsløb i spil fx med udgangspunkt i Undersøg shelterpladsen

 

Indkredse hvad der forstås ved vedvarende energikilder

 

Undersøge forskellige måder at opvarme vand på

 

Undersøg lysstyrken

  • Lad eleverne programmere en lyssensor fx med udgangspunkt i PDF iconProgrammér en lyssensor, og lad dem afprøve dem sammen med deres øvrige undersøgelser.

 

Eleverne kan også undersøge, hvordan man på skolen opvarmer det varme vand fx i samarbejde med pedellen.

 

Læg mærke til i ‘Undersøg’:

  • hvordan eleverne bidrager til at “sortere” energikilderne og skelner mellem vedvarende og ikke-vedvarende

  • hvordan eleverne sætter ord på, hvordan energikilder kan udnyttes

  • hvordan eleverne udfører dataopsamling på en systematisk måde

  • hvordan eleverne er i stand til at forklare om illustrationsforsøgene

  • hvordan eleverne bidrager med erfaringer med at undersøge opvarmning af vand

  • hvordan eleverne sætter ord på vandets vej.


Få idéer

Se vejledning

Om ‘Få idéer’: Eleverne frembringer ideer, kvalificerer dem og udvælger den, de gerne vil arbejde videre med.

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Få idéer’ er, fx med udgangspunkt i  EDP- plakat.

 

Eleverne finder frem til den ide, de gerne vil arbejde med som udgangspunkt i udfordringen og deres nyerhvervede viden fra ‘Undersøg’.

 Læg mærke til i ‘Få idéer’:
  • hvordan eleverne bruger hinandens ideer til at komme på nye
  • hvordan eleverne bruger deres viden til at udvælge deres ideer.

Konkretisere

Se vejledning

Om ‘Konkretisere’: Eleverne understøttes i deres planlægningsproces. De konkretiserer, skitserer og vælger materialer til deres valgte løsningsmodel. De planlægger deres videre arbejde og fordeler opgaverne.

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Konkretisere’ er, fx med udgangspunkt i  EDP - plakat.

 

Lad eleverne konkretisere deres løsningsforslag fx med udgangspunkt i metodekortet Arbejdstegning. Se evt. Arbejdstegning - vejledning

 

Lad eleverne planlægge deres arbejde ved at udarbejde materialeliste, konstruktionsvejledning og tidsplan fx med udgangspunkt i metodekortet Læg en plan - arbejdsark 1-3’. Se evt. Læg en plan - Vejledning.

 
  • Vis eleverne, hvilke materialer de har til rådighed fx genbrugsmaterialer, de selv har haft med, plastbeholdere, vandslanger, papkasser, ståltråd m.m. 

  • Opfordr evt. eleverne til at inddrage deres lyssensor i deres arbejde.

 

Læg mærke til i ‘Konkretisere’

  • hvordan eleverne omsætter ideer til en konkret arbejdstegning
  • hvordan eleverne fordeler opgaverne mellem sig.

Konstruere

Se vejledning til Konstruere

Om ‘Konstruere’: Eleverne konstruerer deres ide til prototype med udgangspunkt i deres arbejdstegninger og de valgte materialer.

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Konstruere’ er, fx med udgangspunkt i  EDP - plakat.

 

Lad først eleverne fordele opgaverne mellem sig fx med udgangspunkt i  ‘Opgavefordeling’. Se evt. Opgavefordeling - vejledning.

 

Lad eleverne bygge deres prototype ud fra deres forberedelser.

  • Understøt undervejs ved at lade dem forholde sig til deres arbejdstegning og konstruktionsvejledning.

 

Læg mærke til i ‘Konstruere’:

  • hvordan eleverne omsætter deres plan til konkret konstruktion

  • hvordan eleverne refererer til erfaringer fra illustrationsforsøgene med at varme vand op.

Forbedre 

Se vejledning til Forbedre

Om ‘Forbedre’: Eleverne tester, evaluerer og forbedrer deres prototype.

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Forbedre’ er, fx med udgangspunkt i EDP - plakat.

 

Lad eleverne teste deres prototype fx med udgangspunkt i 

Generel prototypetest. Se også Generel vejledning.

 

Lad eleverne efterfølgende samle op på deres testresultater og måske indhente ny ideer fx med udgangspunkt i metodekortet Opsamling. Se evt. Opsamling-vejledning.

 

Lad eleverne forbedre deres prototype ud fra de erfaringer og viden, de har indsamlet fra prototypetest og deres refleksion

 

Læg mærke til i ‘Forbedre’:

  • hvordan eleverne bruger indhentet viden til at forbedre deres løsning

Præsentere

Se vejledning til Præsentere

Om ‘Præsentere’: Eleverne forbereder og præsenterer en præsentation af deres løsning, deres overvejelser om designprocessen og de valg, de har truffet undervejs. 

 

Italesæt over for eleverne, hvad formålet med ‘Præsentere’ er, fx med udgangspunkt i  EDP - plakat.

 

Lad eleverne udarbejde deres brugerinformation med udgangspunkt i Brugerinformation samt metodekortet  Præsentation. Se evt. Præsentation-vejledning

 

Lad eleverne præsentere deres brugerinformation og prototyper for hinanden, samtidig med at de forholder sig til udfordringen.

 

Læg mærke til i ‘Præsentere’:

  • hvordan eleverne argumenterer for, hvordan gæsternes behov tilgodeses ved løsningsforslaget

  • hvordan eleverne argumenterer for, hvordan vandets kredsløb på shelterpladsen foregår

  • hvordan eleverne argumenterer for, hvorfor det er smart, at løsningen benytter en vedvarende energikilde

  • hvordan eleverne vurderer, at løsningen lever op til kravene i udfordringen.

Evaluering

 

Via ‘Læg mærke til’ er formativ evaluering integreret i alle faser og kommer med forslag til, hvad det konkret er, læreren kan fokusere sin opmærksomhed på.


Inspiration til systematisk evaluering kan hentes i Opnå løbende indblik i elevernes læring og det medfølgende FilEvalueringsskema ‘Varmt vand på shelterpladsen.

 

Evaluering

I dette forløb lægges der op til formativ evaluering. Når eleverne arbejder med Engineering Design Proces-modellen (EDP-modellen), får de lejlighed til at udvikle sig inden for både de naturfaglige kompetenceområder og det, der kan kaldes engineering-kompetence. Derfor kan der kigges efter tegn på, at eleverne udvikler sig inden for begge dele i forhold til de mål, der er sat op for forløbet.

I ‘Opnå løbende indblik i elevernes læring’ guides læreren til at rette fokus mod forskellige elementer af elevernes læring undervejs i forløbet. 

I evaluering af elevers læring kan der med fordel indgå tre elementer: 

  1. Eksplicitte kriterier fx baseret på målene for forløbet

  2. Konkrete tegn fremkommet fx ved observation på stedet

  3. Konkret vurdering af tegnene i forhold til kriterierne

Opnå løbende indblik i elevernes læring’ præsenterer konkrete forslag til både kriterier og tegn, samt til hvordan vurderingen kan foregå.

For overblikkets skyld præsenterer forløbsplanen yderligere forslag til, hvad der er særligt relevant at lægge mærke til i den enkelte fase af forløbet, for på den måde at hjælpe eleverne på vej i deres læreproces.

Tilpasning af  forløbet

Det vil være muligt at tilpasse forløbet til elevgruppen og skolens konkrete situation for  eksempel ved at strække forløbet over flere lektioner og således give tid til at fordybe sig yderligere i undersøgelserne. 

Man kan udbygge forløbet i forhold til elevgruppen ved at knytte an til energiformer jf.  erkendelse 9 ‘Energien i universet er bevaret, men kan ændres fra én form til en anden’. Ligeså kan elektricitet ud fra vedvarende eller ikke-vedvarende energikilder være et muligt næste skridt, der også indgår i erkendelse 9.

Oplæg til didaktisk refleksion i naturfagsteamet

Efter at have anvendt forløbet ‘Varmt vand på shelterpladsen’ kan naturfagsteamet eventuelt vende dette:

  • Naturvidenskabens ABC lægger op til progression gennem hele elevernes skoleforløb inden for hver af de ti erkendelser. I dette forløb er omdrejningspunktet, at Jordens ressourcer er konstante og indgår i et kredsløb. 

    • Hvilke forudsætninger for at arbejde med dette oplevede I, at eleverne havde, da I begyndte forløbet? 

    • Hvad, vurderer I, kommer naturligt efter i udskolingen? Hvordan kan forløbet indgå i overgangen til biologi, fysisk/kemi og geografi? 

    • Hvad, vurderer I, kommer naturligt før på mellemtrinnet i indskolingen?

    • Hvordan er I/kan I komme i dialog med hinanden på jeres skole om progressionen både konkret inden for kredsløb og det konstante ved Jordens ressourcer, men også mere generelt om det, eleverne skal lære i naturfagene?

  • Faghæftet for natur/teknologi anbefaler, at der i 5. og 6. klasse gennemføres mindst to problembaserede forløb. ‘Varmt vand på shelterpladsen’ er tilrettelagt problembaseret ud fra en engineering-tilgang.

    • Hvad er jeres erfaring med at lade eleverne arbejde problembaseret - generelt eller specifikt med engineering?

    • Hvilken type klasseledelse kræver det for at lade eleverne arbejde problembaseret?

Dette forløb er tilrettelagt guidet. Hvordan kan der arbejdes videre med at give eleverne flere frihedsgrader, når de arbejder problembaseret?

Informationer til læringsplatforrmene

Informationer til læringsplatformene

Her er informationer, der kan sættes ind i skolens læringsplatform:

Kort præsentation af forløbet 

Vi udvikler løsninger, så vi kan få varmt vand på en shelterplads. Hvor skal vandet komme fra? Hvordan skal det blive varmt, når der ikke er elektricitet derude? 

Kompetenceområder samt færdigheds- og vidensområder

Fælles mål for natur/teknologi efter 6. klasse

Disse er centrale:

Undersøgelse

  • Teknologi og ressourcer, fase 2

Modellering

  • Teknologi og ressourcer, fase 2

  • Stof og energi, fase 1

Perspektivering

  • Teknologi og ressourcer, fase 2

  • Stof og energi, fase 2

Kommunikation

  • Formidling, fase 1 

 

Mål for forløbet

Forløbet skal bidrage til elevernes erkendelse af, at Jordens ressourcer er konstante og indgår i et kredsløb (jf. Naturvidenskabens ABC erkendelse 3). 

Mål for eleverne

Du skal kunne: 

  • lave undersøgelser, hvor vand bliver varmet op

  • forklare, hvordan vedvarende energikilder kan bruges til at varme vand

  • bruge viden om vands kredsløb på shelterpladsen

  • designe en løsning, der giver varmt vand på shelterpladsen 

  • arbejde i en proces, man kalder engineering. 

I en lærerversion kunne målene lyde således:

Eleverne skal kunne:

  • undersøge faktorer, der har betydning for opvarmning af vand

  • argumentere for anvendelse af vedvarende energikilder og teknologi til opvarmning af vand 

  • bringe viden om vands kredsløb i spil i en praktisk sammenhæng

  • designe løsningsforslag, der sætter egne undersøgelseserfaringer med og viden om opvarmning af vand i spil 

  • arbejde i en samarbejdende, skabende og gentagende designproces.