Energiatehokkaat ratkaisut ympäristöongelmiin
Fysiikan osaaminen on avainasemassa uusien, ekologisesti kestävien teknologisten ratkaisujen kehittämisessä. Energiamurroksen ja uusiutuvien energiamuotojen fysikaalisen perustan ymmärtäminen on tärkeää, jotta nuorilla on valmiudet osallistua aktiivisesti yhteiskunnalliseen keskusteluun ja päätöksentekoon sekä tulevaisuuden työelämään, jossa ympäristöystävälliset ratkaisut ovat yhä tärkeämmässä roolissa.
Fysiikan opetuksessa voidaan käsitellä energiavarojen kestävää käyttöä tarkastelemalla eri energianlähteitä, korostamalla energiatehokkuutta ja tutkimalla kestäviä energiaratkaisuja. Oppilaita kannustetaan myös ymmärtämään energian rooli ilmastonmuutoksessa ja soveltamaan kestäviä elämäntapoja energiankulutuksessaan.
Toteutusideat
Sähkölän opetusvideot ja tehtävät uusiutuvista energianlähteistä
Kuvaus: Sähkölän opetusmateriaaleissa on videot aurinko-, tuuli-, bio-, geo-, vesi- ja ydinvoimasta ja näihin liittyviä tehtäviä.
Kesto: 15-20 min. / video
Luokkataso: 7.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK: Opetusmateriaalit energiamurroksesta
Video Sähkö pelastaa maailman
Sähkölän videot sähköverkosta, sähkön varastoinnista ja tulevaisuuden älykkäästä sähköverkosta (linkit alla)
Kuvaus: Sähkölän opetusmateriaaleissa on videot Suomen sähköverkosta, sähkön varastoinnin haasteista ja tulevaisuuden älykkäästä sähköverkosta, joka sopeutuu sähköntuotannon vaihteluihin.
Kesto: 15-20 min. / video
Luokkataso: 7.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK: Sähkön varastointi, Tulevaisuuden älykäs sähköverkko ja Sähköverkko
Kuvaus: Voimala-kurssi koostuu neljästä oppitunnista, joilla perehdytään sähkötehoon, sähköenergiaan, sähkön hintaan sekä sähkön tuotantoon.
Edellyttää Voimala-laitteen hankkimista, jolla voi tuottaa, käyttää, varastoida ja mitata sähköenergiaa. Laitteen voi saada maksutta, jos koulusta osallistuu opettajia maksuttomaan Voimala-koulutukseen.
Kesto: 4 x 1 oppitunti
Luokkataso: 7.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK: Voimala-oppimispaketti
Pelastakaa pingviinit -oppimiskokonaisuus
Kuvaus: Pelastakaa pingviinit on uusi tapa opettaa yläasteen lämpöoppia. Tämä ilmiöpohjainen projektityö on oppilaita motivoiva kokonaisuus, jossa oppilaat soveltavat kokonaisuuden aikana oppimaansa fysiikkaa konkreettisen fysiikan sovelluksen toteuttamiseksi. Ilmastonmuutosta ja pingviinien elinoloja valottava konteksti lisää oppimisen mielekkyyttä.
Kesto: 5 x 75 min tai 8-10 x 45 min.
Luokkataso: 7.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: LUMA-Suomi-ohjelma: Pelastakaa pingviinit, suora linkki
Opetussuunnitelmayhteydet
T3 ohjata oppilasta ymmärtämään fysiikan osaamisen merkitystä omassa elämässä, elinympäristössä ja yhteiskunnassa
T4 ohjata oppilasta käyttämään fysiikan osaamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvioimaan omia valintojaan energiavarojen kestävän käytön kannalta
T8 ohjata oppilasta ymmärtämään teknologisten sovellusten toimintaperiaatteita ja merkitystä sekä innostaa osallistumaan yksinkertaisten teknologisten ratkaisujen ideointiin, suunnitteluun, kehittämiseen ja soveltamiseen yhteistyössä muiden kanssa
T6 ohjata oppilasta toteuttamaan kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa sekä työskentelemään turvallisesti ja johdonmukaisesti
S2 Fysiikka omassa elämässä ja elinympäristössä
S3 Fysiikka yhteiskunnassa. Fysiikan ilmiöihin ja teknologisiin sovelluksiin liittyviä sisältöjä valitaan erityisesti yhteiskunnan toiminnan ja kehittymisen näkökulmista. Pääpaino on energiantuotannossa ja kestävässä energiavarojen käytössä. Tutustutaan erilaisiin koulutuspolkuihin ja ammatteihin, joissa tarvitaan fysiikan osaamista.
GreenComp
GreenComp-kehyksen mukaan sähkönsäästöprojekti liittyy
3. Kestävien tulevaisuuksien visiointi ja taitoon 3.3. Tutkiva ajattelu. Tämä tarkoittaa taitoa nähdä asioiden väliset suhteet tutkimalla ja yhdistämällä eri tieteenaloja, hyödyntämällä luovuutta ja kokeilemalla uusia ideoita tai menetelmiä.
osaamisalueeseen 4. Kestävyystoiminta ja taitoon 4.2. Yhteistyö. Taito toimia yhteistyössä muiden kanssa muutoksen aikaansaamiseksi.
osaamisalueeseen 4. Kestävyystoiminta ja taitoon 4.3. Yksilön aloitteellisuus. Tämä viittaa taitoon tunnistaa omat mahdollisuudet edistää kestävyyttä ja taito toimia aktiivisesti yhteisön ja maapallon tulevaisuuden parantamiseksi.
Käytännön kokeilujen avulla oppilaat tutustuvat arjen energian kulutuksen perussuureisiin ja uusiutuvien energiantuotantotapojen perusteisiin.
Toteutusideat
Kuvaus: Sähkönsäästöprojektissa harjoitellaan tutkimustaitoja ja energiaviisaita toimintatapoja omassa koulussa.
Tehdään kokeiluja ja laskelmia energian kulutukseen vaikuttavista asioista käytännössä.
Tuloksista voi tehdä julisteet koulun seinille.
Kesto: 1 oppitunnista ylöspäin
Luokkataso: 5.-9-luokat
Linkit materiaaleihin: KEKÄLE-energiamittarisetti lainaan omaan kouluun.
Kuvaus: Rakennetaan aurinkokenno väriaineherkistykseen perustuen. Tekniikalla on tiettyjä yhtäläisyyksiä viherkasvien yhteyttämiseen. Ohjeet englanniksi.
Toimii MOK-mallina fysiikassa, kemiassa ja/tai biologiassa.
Kesto: ?
Luokkataso: 7.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: Building the Grätzel Solar Cell Aurinkokenno
Kuvaus: Aurinko- ja uusiutuvaan energiaan liittyvässä työssä tehdään kierrätysmateriaaleista aurinkouuni ja valmistetaan sillä vaahtokarkkiherkku S’mores.
Kesto: Aurinkouunin valmistus 20 min + herkun valmistus 30-60 min.
Luokkataso: 1.-9.-luokat
Linkit materiaaleihin: Aalto yliopisto Junior: Aurinkouuni
Opetussuunnitelmayhteydet
T3 ohjata oppilasta ymmärtämään fysiikan osaamisen merkitystä omassa elämässä, elinympäristössä ja yhteiskunnassa
T4 ohjata oppilasta käyttämään fysiikan osaamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvioimaan omia valintojaan energiavarojen kestävän käytön kannalta
T8 ohjata oppilasta ymmärtämään teknologisten sovellusten toimintaperiaatteita ja merkitystä sekä innostaa osallistumaan yksinkertaisten teknologisten ratkaisujen ideointiin, suunnitteluun, kehittämiseen ja soveltamiseen yhteistyössä muiden kanssa
T6 ohjata oppilasta toteuttamaan kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa sekä työskentelemään turvallisesti ja johdonmukaisesti
S2 Fysiikka omassa elämässä ja elinympäristössä
S3 Fysiikka yhteiskunnassa. Fysiikan ilmiöihin ja teknologisiin sovelluksiin liittyviä sisältöjä valitaan erityisesti yhteiskunnan toiminnan ja kehittymisen näkökulmista. Pääpaino on energiantuotannossa ja kestävässä energiavarojen käytössä. Tutustutaan erilaisiin koulutuspolkuihin ja ammatteihin, joissa tarvitaan fysiikan osaamista.
GreenComp
GreenComp-kehyksen mukaan sähkönsäästöprojekti liittyy
3. Kestävien tulevaisuuksien visiointi ja taitoon 3.3. Tutkiva ajattelu. Tämä tarkoittaa taitoa nähdä asioiden väliset suhteet tutkimalla ja yhdistämällä eri tieteenaloja, hyödyntämällä luovuutta ja kokeilemalla uusia ideoita tai menetelmiä.
osaamisalueeseen 4. Kestävyystoiminta ja taitoon 4.2. Yhteistyö. Taito toimia yhteistyössä muiden kanssa muutoksen aikaansaamiseksi.
osaamisalueeseen 4. Kestävyystoiminta ja taitoon 4.3. Yksilön aloitteellisuus. Tämä viittaa taitoon tunnistaa omat mahdollisuudet edistää kestävyyttä ja taito toimia aktiivisesti yhteisön ja maapallon tulevaisuuden parantamiseksi.
Ripsa Heiskanen, Suomen ympäristöopisto Sykli, 2023