שיעורים 4-5: אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית – קבוצות חקר
משך זמן
180 דק' (שני שיעורים כפולים)
מושגים מרכזיים
אנרגיה, חשמל, תא פוטו-וולטאי, אנרגיה סולארית, הספק / תפוקה
מיומנויות נלמדות
עבודה עצמית, עבודת צוות, ביצוע מדידות, השוואה, ראייה מערכתית, חשיבה תהליכית, קריאת מפה, יצירת מצגת, מדידה
הקדמה
הקדמה
בשני השיעורים הראשונים התלמידים הבינו את הצורך באנרגיה, ולמדו על דלק המאובנים כמקור האנרגיה הנפוץ ביותר כיום המשמש לייצור חשמל. בשיעור השלישי התלמידים התנסו בחקר בקבוצות, וכך נחשפו לטכנולוגיות שונות בתחום האנרגיה הירוקה.
בשני השיעורים הקרובים התלמידים ממשיכים לחקור בקבוצות. הפעם, כל הקבוצות יחקרו את אותו הנושא – אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית. החקר יהיה ארוך יותר ומעמיק יותר לעומת התנסות החקר הראשונה שעשו. גם כאן התלמידים יידרשו לעבוד באופן עצמאי (כאמור, בקבוצות) ולעקוב אחר ההנחיות באתר. בגמר פעילות החקר (סוף השיעור הכפול השני של החקר), כל קבוצה מכינה מצגת מסכמת שאותה תגיש למורה כמטלת סיכום לפעילות.
מטרות
- התלמידים יילמדו את העקרונות המדעיים והטכנולוגיים שבבסיס מתקנים פוטו-וולטאיים לייצור חשמל מאנרגיית השמש.
- התלמידים יסבירו את ההתאמה בין השימוש באנרגיית השמש והטכנולוגיה המתבססת עליה לייצור חשמל לבין התנאים הגיאו-פיזיים הדרושים בסביבת מתקן הייצור.
- התלמידים יתארו את היתרונות והחסרונות של השימוש במתקנים פוטו-וולטאיים.
- התלמידים יערכו מדידות הממחישות עקרונות מפתח של השימוש בטכנולוגיה פוטו-וולטאית.
- התלמידים יסכמו את הידע שרכשו במצגת.
- התלמידים יעבדו בקבוצות באופן עצמאי.
להכין מראש
- גישה של התלמידים לעבודה שוטפת עם אתר האינטרנט של התכנית וליצירת מצגת (מחשבים ו/או טלפונים סלולריים אישיים)
- בכל תחנה:
- דפי דיווח לכל תת-צוות (2-3 תלמידים)
- ערכת מדידה לכל תת-צוות (2-3 תלמידים)
מהלך השיעור
מהלך השיעור
פעילות חקר בקבוצות - פתיחה »
כנסו את התלמידים במליאה לפתיחה קצרה של השיעור, שלאחריה הם יחלו את עבודת החקר בקבוצות לאורך כל אחד משני השיעורים הכפולים (סה"כ 4 שעות חקר בקבוצות).
הסבירו לתלמידים:
בשיעור הקודם ביצעתם חקר של 4 טכנולוגיות שונות לייצור אנרגיה בשיטות "ירוקות". ראינו כי יש יתרונות רבים לשימוש בטכנולוגיות כאלה על פני ייצור חשמל באמצעות דלק מאובנים. בשני השיעורים הקרובים אתם תחקרו טכנולוגיה נוספת – ייצור חשמל באמצעות תאים פוטו-וולטאיים.
הנחיות לביצוע החקר »
חלוקת התלמידים לקבוצות חקר »
- חלקו את הכיתה לקבוצות של 4-6 תלמידים – כל הקבוצות יבצעו את אותה פעילות ויעקבו אחר אותן ההנחיות באתר התכנית. רצוי שהחלוקה לקבוצות ולתחנות תתבצע מראש על ידי המורה.
- במשך רוב עבודת החקר, התלמידים בכל קבוצה יעבדו בשני צוותים (2-3 תלמידים בצוות) – צוות "ברק" וצוות "להבה". לקראת סיומו של כל שיעור הם יתבקשו לחזור לעבוד במסגרת הקבוצה המקורית (4-6 תלמידים).
מהלך פעילות החקר »
- התלמידים נדרשים לעבוד לאורך כל פעילות החקר עם אתר האינטרנט של התכנית, בו ישנן ההנחיות המפורטות לכל שלב והמשאבים הדרושים. לשם כך יש לאפשר לתלמידים גישה למחשבים, או לחלופין הם יכולים לעבוד עם הטלפונים הסלולריים החכמים שלהם (במקרה זה, רצוי שיהיו לפחות שני טלפונים בקבוצה).
- כחלק מפעילות החקר, התלמידים יתבקשו לבצע מספר מדידות. פעילויות המדידה דורשות גם הן שימוש בטלפונים הסלולריים של התלמידים.
- בתחילת הפעילות, כל קבוצה מקבלת שני דפי דיווח – אחד לצוות "ברק" ואחד לצוות "להבה". דפים אלה ישמשו לכתיבת התשובות, וישרתו את התלמידים במשך כל פעילות החקר (כלומר בשני השיעורים הכפולים) ובשיעורים שלאחר מכן. לכן, יש להקפיד שהדפים שהחלו למלא בחלק הראשון של פעילות החקר יהיו איתם גם בשיעורים הבאים.
- על התלמידים להיכנס בתחילת הפעילות לאתר האינטרנט של התכנית, שם הם יימצאו מפה עם התחנות השונות. עליהם להיכנס לתחנה של אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית.
- הפעילות כוללת בסך הכל 4 משימות. על התלמידים להיכנס למשימה הראשונה ולעבוד על פי הסדר. בשיעור החקר הראשון התלמידים צריכים להספיק את משימות 1-2, ואילו בשיעור השני התלמידים צריכים להספיק את משימות 3-4.
- משימה 2 כוללת ביצוע מדידות עם ערכה מתאימה, תוך שימוש בטלפונים הסלולריים האישיים. רצוי לחלק את הציוד רק לקבוצות שסיימו את משימה 1 (במקום לחלק לכל התלמידים בתחילת השיעור).
- משימה 4 כוללת את העבודה על המצגת המסכמת. יש לתת לתלמידים את תבנית המצגת שעל פיה יעבדו (ניתנת להורדה באתר).
תוצרים »
- דפי דיווח: לכל קבוצה יינתנו יש שני דפי דיווח שונים (אחד לצוות "ברק" ואחד לצוות "להבה"). על כל צוות להגיש את דף הדיווח שלו בסוף פעילות החקר (כלומר, בסוף משימה 4).
- מצגת מסכמת: זהו התוצר העיקרי של כל קבוצה. בכל קבוצה התלמידים עובדים ביחד (שני הצוותים) על המצגת על פי תבנית מוכנה מראש, כאשר הם מסתמכים על מה שלמדו לאורך הפעילות ועל התשובות שענו בדפי הדיווח. המצגת תוגש למורה ותשמש למתן ציון על פעילות החקר (על פי מחוון בהמשך מסמך זה).
תפקיד המורה במהלך החקר ולאחריו »
פעילות החקר מתבצעת בקבוצות עבודה לאורך זמן רב יחסית (2 שיעורים כפולים), ומתבססת בעיקר על עבודה עצמית של התלמידים על פי הנחיות שהם מקבלים באתר האינטרנט של התכנית. בהתאם לכך, עיקר תפקידו של המורה במהלך הפעילות אינו בלימוד והעברת הידע לתלמידים. במקום זאת, על המורה להנחות את התלמידים ולספק להם את התנאים האופטימליים ללמידה, תוך מתן תשומת לב מיוחדת בנקודות מסויימות ולתלמידים הזקוקים לכך באופן מיוחד.
במהלך פעילות החקר, המורה נמצא בתהליך של למידה – יחד עם התלמידים. לא מצופה מהמורה לדעת מראש את התשובות לכל השאלות שבפעילות החקר.
ישנם כמה היבטים שכדאי לשים לב אליהם במהלך עבודת התלמידים:
חלוקת זמנים »
הפעילות תוכננה כך שבכל שיעור כפול ניתן יהיה לבצע 2 משימות. מובן כי משך הזמן המדויק שיידרש למילוי המשימות על ידי קבוצה מסויימת תלוי בתלמידים עצמם ובגורמים נוספים. היכולת של התלמידים לחלק את העבודה בצורה נכונה ולעמוד בזמנים מהווה מטרה בפני עצמה כחלק מתהליך הלמידה שלהם ומהמיומנויות שהם רוכשים במהלך התכנית. יחד עם זאת, על מנת לאפשר למידה מיטבית של התלמידים וכדי למנוע מהם תחושת תסכול, על המורה לשים לב לקצב ההתקדמות של הקבוצות השונות ולכוון אותן בהתאם.
זוהי חלוקת הזמנים המומלצת:
- שיעור חקר ראשון:
- משימה 1 – 30 דקות
- משימה 2, ביצוע מדידות – 30 דקות
- משימה 2, מענה על שאלות מסכמות (כל הקבוצה ביחד) – 30 דקות
- שיעור חקר שני:
- משימה 3 – 30 דקות
- משימת סיכום (חידה ומצגת) – 60 דקות
הנחיה וסיוע לתלמידים »
אתר האינטרנט של התכנית מכיל הנחיות מפורטות עבור פעילות החקר. ההנחיות פונות ישירות לתלמידים ומלוות אותם "יד ביד" לאורך השלבים השונים של הפעילות. כדאי לתת לתלמידים את ההזדמנות להתמודד עם ההנחיות ולהתנסות בלמידה עצמית וקבוצתית, כחלק מהמיומנויות שהם רוכשים בתכנית זו. במידה ועולים קשיים, רצוי לסייע באופן נקודתי לתלמיד או לקבוצה המבקשים עזרה. רצוי להימנע מעצירה של עבודת כלל התלמידים וכינוסם במליאה ללימוד פרונטלי – אלא אם הדבר דרוש לצורך המשך תקין של הפעילות. גישה זו מאפשרת לתת תשומת לב היכן שהיא הכי נדרשת, תוך יצירת אווירה של עצמאות ולקיחת אחריות על ידי התלמידים.
הערכה »
העבודה הקבוצתית והשינוי בתפקיד המורה במהלך הפעילות מאפשרים ביצוע הערכה מעצבת לצד ההערכה המסכמת המסורתית.
- הערכה מסכמת: מתוך שני תוצרי החקר (דפי דיווח ומצגת מסכמת), כדאי למקד את ההערכה המסכמת (מתן ציון) במצגת. זאת משום שבמצגת התלמידים מתבקשים לעבד וסכם את כל מה שלמדו בפעילות, ובעקבות זאת להבין לעומק את הטכנולוגיה על יתרונותיה וחסרונותיה, כמו גם את הקשר שלה לסביבה. להערכת המצגת ומתן ציון ניתן להיעזר במחוון שבהמשך מסמך זה.
לעומת זאת, דפי הדיווח מיועדים לאיסוף תשובות התלמידים כתמיכה בתהליך הלימוד לקראת הסיכום במצגת. רוב התשובות בדפים אלה "פשוטות" יחסית. לכן, רצוי שלא להעריך את דפי הדיווח ישירות על ידי מתן ציון. אם רוצים בכל זאת להעריכם, רצוי להתמקד בחלק של השאלות המסכמות (במשימות 2 ו-3), שהן שאלות חשיבה יותר מעמיקות.
- הערכה מעצבת: יש לנצל את זמן העבודה של התלמידים לחיפוש וזיהוי של נקודות ראויות לציון מבחינת העבודה בקבוצות וההתמודדות עם למידה עצמית.
חומרי עזר
אודות
"בשביל האנרגיה" היא תכנית לימודים בתחום האנרגיה לתלמידי חט"ב, המיועדת להוות השראה ולהצמיח את הדור הבא של "שגרירי אנרגיה".
ניווט
יצירת קשר
שותפים לדרך
אודות
"בשביל האנרגיה" היא תכנית לימודים בתחום האנרגיה לתלמידי חט"ב, המיועדת להוות השראה ולהצמיח את הדור הבא של "שגרירי אנרגיה".
ניווט
יצירת קשר
שותפים לדרך