LABTS3 Energia

TRAGUARDI

SCIENZE:

• È consapevole del ruolo della comunità umana sulla Terra, del carattere finito delle risorse, nonché dell’ineguaglianza dell’accesso a esse, e adotta modi di vita ecologicamente responsabili.

• Collega lo sviluppo delle scienze allo sviluppo della storia dell’uomo

• Ha curiosità e interesse verso i principali problemi legati all’uso della scienza nel campo dello sviluppo scientifico e tecnologico.

TECNOLOGIA:

• Conosce i principali processi di trasformazione di risorse o di produzione di beni e riconosce le diverse forme di energia coinvolte.

• È in grado di ipotizzare le possibili conseguenze di una decisione o di una scelta di tipo tecnologico, riconoscendo in ogni innovazione opportunità e rischi.

• Conosce e utilizza oggetti, strumenti e macchine di uso comune ed è in grado di classificarli e di descriverne la funzione in relazione alla forma, alla struttura e ai materiali.

• Ricava dalla lettura e dall’analisi di testi o tabelle informazioni sui beni o sui servizi disponibili sul mercato, in modo da esprimere valutazioni rispetto a criteri di tipo diverso.

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

• Costruire e utilizzare correttamente il concetto di energia come quantità che si conserva;

• Riconoscere l’inevitabile produzione di calore nelle catene energetiche reali;

• Conoscere e saper confrontare le diverse centrali ed il loro funzionamento;

• Valutare le conseguenze di scelte e decisioni relative a situazioni problematiche rispetto alla tutela ambientale;

• Utilizzare semplici procedure per eseguire prove sperimentali;

• Saper adottare comportamenti responsabili e sicuri in merito al consumo dell'energia (impronta ecologica).

ATTIVITA'

• Osservazione di diverse fonti di energia (termica, solare, meccanica, chimica, elettrica)

• Concetto di energia come quantità che si conserva e si trasforma.

• Riconoscere la differenza tra produttore di energia e utilizzatore.

• Le trasformazioni energetiche: la produzione di calore e lo sfruttamento tecnologico.

• Saper leggere una bolletta di energia elettrica individuando i consumi. Strategie per ridurre i consumi di energia elettrica domestica.

• Riconoscere la potenza come energia consumata in un certo intervallo di tempo.

• Differenza tra energie rinnovabili ed esauribili.

• L'impronta ecologica, concetto, definizione, simulazione, calcolo.

IL PERCORSO

FASE 1

• Test sui prerequisiti sul concetto di energia, condivisione e discussione partecipata. (2 moduli)

scheda_1_test_prerequisiti

FASE 2

• Fonti e forme di energie e loro trasformazioni nel quotidiano: laboratorio di sperimentazione a gruppi (2 moduli)

scheda_2_esperimenti (individuale e di gruppo)

FASE 3

• Eventuale proseguimento del laboratorio. Lettura e analisi delle trasformazioni dell’energia per ogni singolo esperimento svolto e schematizzazione del processo di funzionamento (2 moduli)

scheda_3_tabellone_esperimenti

1) Lettura e analisi delle trasformazioni dell’energia per ogni singolo esperimento svolto raggruppandoli in due famiglie:

famiglia A famiglia B

mulino a vento (video) modellini con pannelli solari fotovoltaici

spirale termica macchina “a sale”

pompa d’acqua

ampliamo il discorso ad altri casi

mulino ad acqua - A (video)

circuito a “limoni” - B (video)

2) Schematizziamo adesso un processo di funzionamento delle due famiglie:

famiglia A

fonte di energia → generatore → utilizzatore

fonte di energia → elem.di rotazione → alternatore → trasformatore → utilizzatore

famiglia B

fonte di energia → generatore → utilizzatore

fonte di energia → reazione elettrica → trasformatore → utilizzatore

3) Introduciamo una importante fonte di energia ancora non analizzata: secondo voi, esiste un mezzo di trasporto che usi il vapore? quale e come funziona?

risposta attesa → treno a vapore

obiettivo → individuare che il vapore fa muovere le ruote del treno

→ inserire il vapore nella famiglia A

4) Analizziamo con attenzione il caso della spirale termica (scheda 3b - schema spirale termica): proviamo a individuare tutti i passaggi che consentono alle ruota superiore di girare

risposta attesa → calore / vento / rotazione pale / alternatore / trasformatore / utilizzatore

obiettivo → individuare il processo di trasformazione dell’energia, ovvero il principio di conservazione dell’energia

FASE 4

• Individuazione delle fonti energetiche distinguendole fra rinnovabili ed esauribili. Associazione fonte/centrale. Schema di funzionamento generale delle centrali e analisi delle principali caratteristiche e delle differenze tra le diverse tipologie

FASE 5

• Impatto ambientale delle diverse centrali energetiche, ricadute sull’ecosistema, concetto di impronta ecologica (introduzione, definizione, simulazione e calcolo)

FASE 6

• Energia elettrica (lettura di una bolletta)

FASE 7

• Rivisitazione dei concetti trattati lungo il percorso in preparazione della verifica

FASE 8

• Verifica conclusiva