Præsentation af materialet

Klodens energiressourcer er knappe. Samtidig bliver vi stadig flere mennesker, og verden over flytter folk i stigende grad til storbyerne og efterstræber det moderne liv og forbrugsmønster. Det sætter klodens energiressourcer under pres, og øger udledningen af drivhusgasser, som fører til klimaforandringer.

Undervisningsmaterialet Fremtidens Energi introducerer eleven til én af fremtidens største spørgsmål og udfordringer: Hvordan skaffer vi energi nok til 10 milliarder mennesker i 2050, når vi samtidig skal begrænse udledningen af drivhusgasser?

Materialet giver ikke et entydigt svar, men ser på sammenhængen mellem globalisering, urbanisering, energiforbrug og klimaforandringer, ligesom det peger på fordele og ulemper ved de forskellige energikilder – særligt i forhold til forurening og klimaforandringer.

Undervisningsmaterialet er målrettet de fællesfaglige undervisningsforløb i naturfag – geografi, fysik/kemi og biologi – i trinforløbet for 7.-9. klasse, men kan også indgå i undervisningen om globalisering, jordkloden og dens klima i geografi samt i undervisningen om energiomsætning, partikler, bølger og stråling, produktion og teknologi i fysik/kemi.

Der lægges op til, at eleverne skal arbejde med de naturfaglige problemstillinger, der knytter sig til de mange spørgsmål om energiforsyning, befolkningsudvikling, globalisering, urbanisering, klimaforandringer, forurening og bæredygtig udnyttelse af naturgrundlaget.

Materialet er struktureret således, at hjemmesiden https://fremtidensenergi.dk og lektionsoversigt hænger emnemæssigt sammen. Det betyder, at store dele af den nødvendige empiri er at finde på hjemmesiden. Det vil dog også være relevant at få eleverne til at finde kilder og foretage undersøgelser, som går ud over det givne materiale.

Fælles Mål og læringsmål

De fællesfaglige undervisningsforløb tager udgangspunkt i fagenes kompetencemål samt mindst fire af seks fællesfaglige fokusområder. Dette undervisningsmateriale matcher disse fire fokusområder:

  • Bæredygtig energiforsyning på lokalt og globalt plan.
  • Den enkeltes og samfundets udledning af stoffer.
  • Teknologiens betydning for menneskers sundhed og levevilkår.
  • Produktion med bæredygtig udnyttelse af naturgrundlaget

Undervisningsforløbet kan samtidig bidrage til at opfylde de Fælles Mål for fysik/kemi og geografi, herunder kompetencemålene om:

  • Eleven kan perspektivere fysik/kemi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse.
  • Eleven kan perspektivere geografi til omverdenen og relatere indholdet i faget til udvikling af naturvidenskabelig erkendelse.

Undervisningsforløbet kan ligeledes bidrage til at opfylde en række af fagenes færdigheds- og vidensmål, herunder især disse mål:

Geografi

  • Eleven kan analysere befolknings- og erhvervsudviklings betydning for bæredygtig udvikling.
  • Eleven kan beskrive løsningsforslag i forhold til klimaændringer og global opvarmning.
  • Eleven har viden om aktuelle klimaproblemtikker, klimateorier og klimamodeller.
  • Eleven kan diskutere handlemuligheder for udvikling af et bæredygtigt samfund.
  • Eleven har viden om kriterier for økologisk, økonomisk og kulturel bæredygtighed.

Fysik/kemi

  • Eleven kan diskutere udvikling i samfundets energiforsyning.
  • Eleven har viden om udvikling i samfundets energibehov.
  • Eleven kan vurdere en teknologis bæredygtighed.
  • Eleven har viden om teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget.

Organisering af undervisningsforløb

Forløbet består af seks temaer af hver to lektioners varighed, dvs. 2 x 45 min. til hvert tema. Materialet dækker i alt 12 lektioner.

Første lektion – første 10 minutter:

Eleverne introduceres til emnet og arbejdsmetoden. Klassen inddeles i grupper af 3-4 elever, og hver gruppe vælger ét af arbejdsspørgsmålene til det pågældende tema at arbejde med. Sørg for, at hvert arbejdsspørgsmål dækkes af 1-2 grupper. Eventuelt kan læreren fordele arbejdsspørgsmålene mellem grupperne.

Resten af første lektion:

Gruppearbejde om det valgte arbejdsspørgsmål. Research på hjemmesiden https://fremtidensenergi.dk med tilhørende links til andre hjemmesider, videoer mv. Besvarelse af arbejdsspørgsmål og forberedelse af formidlingen af svarehe – f.eks. i form af 3-4 kortfattede punkter på en eller flere PowerPoint-sider.

Anden lektion:

Grupperne fremlægger resultatet af deres undersøgelser. De har fem minutter hver. Anden time afsluttes med en fælles opsummering fra lærerens side, hvor eleverne evt. kan udfordres med yderligere spørgsmål fra læreren og klassen.

Temaerne er som følger:

Tema 1: Befolkningsvækst, megabyer og energibehov

Tema 2: Klimaforandringer

Tema 3: Fossile brændsler

Tema 4: Vedvarende energi

Tema 5: Atomkraft

Tema 6: Lagring og transport af energi

Tema 1: BEFOLKNINGSVÆKST, MEGABYER OG ENERGIBEHOV

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan forklare sammenhænge mellem befolkningssammensætning, erhvervsstruktur og naturgrundlag.
  • Eleven kan sammenligne befolknings- og erhvervsudvikling i forskellige lande.
  • Eleven har viden om karakteristika ved befolkningsfordeling og erhvervsstrukturer i fattige og rige lande.
  • Eleven kan analysere befolknings- og erhvervsforholds påvirkning af lokal og global udvikling.
  • Eleven har viden om udvikling i alderssammensætning og by- og landområder.
  • Eleven kan analysere befolknings- og erhvervsudviklings betydning for bæredygtig udvikling.
  • Eleven kan forklare lokale levevilkårs afhængighed af globalisering.
  • Eleven kan diskutere handlemuligheder for udvikling af et bæredygtigt samfund.
  • Eleven har viden om kriterier for økologisk, økonomisk og kulturel bæredygtighed.

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Redegør for, hvad en megaby er. Hvor findes megabyer især? Hvorfor lige der?
  • Hvorfor flytter folk til megabyerne? Hvilke faktorer kan være medvirkende?
  • Hvilke udfordringer står megabyer overfor? Tænk på alle mulige facetter.
  • Foretag en komparativ undersøgelse mellem en “normal by”, f.eks. en dansk by, efter eget valg og en “megaby” – hvilke forskelle kan I se? Udvælg nogle parametre, I vil undersøge.
  • Hvad betyder udviklingen af megabyer for verdens energiforbrug?
  • Hvad er Smart Cities? Hvordan kan en megaby blive til en Smart City?

Tema 2: KLIMAFORANDRINGER

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan beskrive naturfaglige problemstillinger i den nære omverden.
  • Eleven har viden om aktuelle problemstillinger med naturfagligt indhold.
  • Eleven kan forklare sammenhænge mellem naturfag og samfundsmæssige problemstillinger og udviklingsmuligheder.
  • Eleven har viden om interessemodsætninger knyttet bæredygtig udvikling.
  • Eleven kan beskrive løsningsforslag i forhold til klimaændringer og global opvarmning.
  • Eleven har viden om aktuelle klimaproblemtikker, klimateorier og klimamodeller.
  • Eleven kan beskrive interessemodsætninger ved udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven har viden om interesser knyttet til energi- og råstofudvinding og bæredygtig naturudnyttelse.
  • Eleven kan forklare aktuelle konsekvenser af naturgrundlagets udnyttelse.
  • Eleven har viden om samfundsmæssige og miljømæssige konsekvenser af udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven kan vurdere interessemodsætninger og løsningsmuligheder ved udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven har viden om interesser og natursyn knyttet til naturudnyttelse og miljøbeskyttelse.

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Hvordan kan vi definere begrebet klimaforandringer?
  • Hvor og hvordan ser man klimaforandringer? Hvad er konsekvenserne af dem?
  • Hvilken sammenhæng er der mellem energiproduktion og klimaforandringer?
  • Hvorfor er forbruget af fossile brændstoffer et problem for Jordens klima?
  • Hvad er drivhuseffekten – og hvad betyder den for klimaet?
  • Hvad kan du selv gøre for at begrænse dit energiforbrug og dermed udledningen af drivhusgasser?

Forslag til praktisk undersøgende arbejde:
Arbejdsspørgsmålene i dette tema kan kombineres med praktisk undersøgende arbejde, hvor eleverne eksempelvis påviser CO2, tester drivhuseffekten eller undersøger konsekvenserne af klimaforandringer.

Gode eksempler på forsøg kan findes her:
https://www.experimentarium.dk/klima/climate-minds-alle-forsoeg
https://www.energitjenesten.dk/images/skoler/materialer/forsoeg_med_energi.pdf

Tema 3: FOSSILE BRÆNDSLER

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan forklare aktuelle konsekvenser af naturgrundlagets udnyttelse.
  • Eleven har viden om samfundsmæssige og miljømæssige konsekvenser af udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven kan beskrive forbrændingsprocessers betydning for atmosfærens sammensætning.
  • Eleven kan vurdere miljøpåvirkninger af klima og økosystemer.
  • Eleven har viden om samfundets brug og udledning af stoffer.
  • Eleven kan beskrive sammenhænge mellem råstoffer, processer og produkt.
  • Eleven har viden om teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget.
  • Eleven kan forklare aktuelle konsekvenser af naturgrundlagets udnyttelse.

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Hvad er fossile brændstoffer? Hvordan er de opstået? Hvilken betydning har de haft for samfundsudviklingen?
  • Hvordan udvinder vi fossile brændsler? Hvad bruger vi dem til?
  • Hvad er fordele og ulemper ved fossile brændsler?
  • Hvilken betydning spiller fossile brændsler i Danmark?
  • Hvilken betydning spiller fossile brændsler i et land som Sydafrika?

Forslag til praktisk undersøgende arbejde:
Arbejdsspørgsmålene i dette tema kan kombineres med praktisk undersøgende arbejde, hvor eleverne eksempelvis laver forsøg med afbrænding af kul eller olie eller forsøg, der påviser, at CO2 er en drivhusgas.

Gode eksempler på forsøg kan findes her:
http://www.okolariet.dk/viden-om/klima/ideer-til-skolen-klima#.W3LKkH4yWAw
https://www.experimentarium.dk/klima/co2-er-en-drivhusgas

Tema 4: VEDVARENDE ENERGI

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan beskrive sammenhænge mellem livsbetingelser og Jordens bevægelser, atmosfære og magnetfelt.
  • Eleven har viden om Jordens opbygning og bevægelser.
  • Eleven kan beskrive sammenhænge mellem teknologisk udvikling og samfundsudvikling.
  • Eleven kan forklare, hvordan Jordens systemer påvirker menneskets levevilkår.
  • Eleven har viden om klimaændringer og vejrfænomener.
  • Eleven kan beskrive sammenhænge mellem råstoffer, processer og produkt.
  • Eleven har viden om teknologi i industri og landbrug.
  • Eleven kan vurdere en teknologis bæredygtighed.
  • Eleven har viden om teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget
  • Eleven har viden om samfundsmæssige og miljømæssige konsekvenser af udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven kan vurdere interessemodsætninger og løsningsmuligheder ved udnyttelse af naturgrundlaget.
  • Eleven har viden om interesser og natursyn knyttet til naturudnyttelse og miljøbeskyttelse.

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Hvilke typer af vedvarende energi producerer et land som Danmark? Hvorfor mon netop disse?
  • Hvad er fordele og ulemper er der generelt ved vedvarende energi?
  • Beskriv udnyttelsen af vedvarende energi i lande som Island og Sydafrika. Hvilke forskelle er der?
  • Beskriv udnyttelsen af vindenergi i dag. Hvad er perspektiverne for vindenergi i fremtiden?
  • Beskriv udnyttelsen af solenergi i dag. Hvad er perspektiverne for solenergi i fremtiden?
  • Beskriv udnyttelsen af bioenergi i dag. Hvad er perspektiverne for bioenergi i fremtiden?

Forslag til praktisk undersøgende arbejde:
Arbejdsspørgsmålene i dette tema kan kombineres med praktisk undersøgende arbejde, hvor eleverne eksempelvis bygger simple solceller, vindmøller og brændselsceller.

Gode eksempler på forsøg kan findes her:
https://www.experimentarium.dk/klima/climate-minds-alle-forsoeg
https://www.energitjenesten.dk/images/skoler/materialer/forsoeg_med_energi.pdf

Tema 5: ATOMKRAFT

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan forklare udviklingen og perspektiver i udnyttelsen af kernekraft, herunder med animationer og simuleringer.
  • Eleven har viden om fissionsprocesser.
  • Eleven kan diskutere udvikling i samfundets energiforsyning.
  • Eleven har viden om udvikling i samfundets energibehov.
  • Eleven kan vurdere miljøpåvirkninger af klima og økosystemer.
  • Eleven har viden om samfundets brug og udledning af stoffer.
  • Eleven kan vurdere en teknologis bæredygtighed.
  • Eleven har viden om teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Hvad er princippet i atomkraft? Hvordan fungerer et atomkraftværk?
  • Hvilke fordele og ulemper er der ved atomkraft?
  • Er atomkraft farligt? Hvorfor?/Hvorfor ikke?
  • Hvor udbredt er atomkraft i verden? Hvor bygges der flest nye atomkraftværker? Hvorfor mon lige de lande?
  • Hvad er forskellen på fissionsenergi og fusionsenergi?
  • Hvad er fremtidsudsigterne for fusionsenergi?

Tema 6: LAGRING AF ENERGI

Færdigheds- og vidensmål:

  • Eleven kan identificere energiomsætninger i den nære omverden.
  • Eleven har viden om energikilder og energiomsætning ved produktion og forbrug.
  • Eleven kan vurdere ændring i energikvalitet ved energiomsætninger i samfundet.
  • Eleven har viden om energiressourcer og energikvalitet.
  • Eleven kan diskutere udvikling i samfundets energiforsyning.
  • Eleven har viden om udvikling i samfundets energibehov.
  • Eleven kan vurdere en teknologis bæredygtighed.
  • Eleven har viden om teknologiers påvirkning og effekt på naturgrundlaget.

Forslag til arbejdsspørgsmål:

  • Fossile brændsler kan også kaldes ”lagret solenergi”. Hvorfor det?
  • Giv eksempler på, hvordan man kan lagre energi. Hvilke fordele og ulemper er der?
  • Hvorfor får vi større behov for at lagre energi i fremtiden?
  • Hvordan kan fremtidens energisystemer komme til at se ud? Hvilken rolle spiller el?
  • Hvad er et Smart Grid? Hvad kan det komme til at betyde for dit eget elforbrug?
  • Hvordan bruger man el til transport i dag? Hvad er udfordringerne ved at gå helt over til el i fremtidens transportsektor?

Forslag til praktisk undersøgende arbejde:
Arbejdsspørgsmålene i dette tema kan kombineres med praktisk undersøgende arbejde, hvor eleverne eksempelvis laver forsøg med energilagring og fremstilling af egne batterier.

Gode eksempler på forsøg kan findes her:
https://www.dr.dk/skole/fysik-og-kemi/energioplagring
https://www.experimentarium.dk/klima/lav-et-zink-carbon-batteri
https://www.energitjenesten.dk/images/skoler/materialer/forsoeg_med_energi.pdf  (se side 10-13)