Предизвикателство
През далечното бъдеще, в 2100 г., Земята не прилича на познатото синьо кълбо, пълно с живот и разнообразие. Климатичните промени, причинени от десетилетия на небрежно отношение към природата, са оставили своя трагичен отпечатък. Температурите са се повишили с няколко градуса, ледниците са се стопили, а морските нива са се покачили драстично, поглъщайки градове и земи. Огромни райони са станали негодни за живот. Атмосферата е замърсена и силно токсична, а на повърхността на планетата е почти невъзможно да се живее без защитна екипировка.
За да оцелеят, хората са се приютили в подземни бункери, наричани Силози – самодостатъчни структури, скрити под земята, където животът продължава на изкуствено осветление и въздух, обработван от сложни системи за филтрация. Един от тези бункери се намира под руините на стария град София, България.
В този Силоз живее група деца, които, макар и да не познават друг живот, често си мечтаят за свободата отвъд бетонните стени на техния подземен дом. Те са на възраст между 13 и 17 години и са част от последното поколение, родено в Силозите. Сред тях е Борис, 16-годишно момче с необикновена интелигентност и любознателност, наследник на традициите на учените от миналото. Борис прекарва дните си в библиотеката на Силоза, четейки стари книги за възобновяеми енергийни източници и технологии от времето, когато хората все още са живели свободно на повърхността.
Един ден, Борис се натъква на стара книга за използването на слънчевата енергия. Въпреки че на повърхността условията вече са изключително сурови, той си задава въпроса: „Може ли възобновяемата енергия да бъде ключът към нашето завръщане на повърхността?“ Той осъзнава, че ако успее да създаде устойчив и мощен източник на енергия, това би било не само първата стъпка към възстановяване на човечеството на повърхността, но и начин да гарантира енергийна независимост, без да увреди още повече околната среда.
Мисията на Борис: Да възроди енергията на бъдещето
Вдъхновен, Борис започва да провежда експерименти в малката лаборатория на Силоза. Той решава да комбинира различни технологии и материали, базирани на принципите на възобновяемите източници. Неговата цел е да създаде източник на енергия, който е не само достатъчно мощен, за да поддържа Силоза, но и устойчив, така че да не разрушава повече природата.
Той започва със слънчевата енергия – знае, че въпреки климатичните промени, слънцето все още излъчва своите лъчи. Въпросът е как тази енергия може да бъде съхранена и използвана ефективно под земята. Борис успява да създаде соларна клетка, която събира слънчевата енергия чрез специален материал, който може да улавя дори минималните лъчи, проникващи през защитните слоеве на Силоза. Но това не е достатъчно.
Борис осъзнава, че ще трябва да използва и други източници, за да обезпечи енергийните нужди на хората. Затова започва да изследва вятърната енергия, като използва специални вятърни турбини, които могат да работят дори в суровите условия на повърхността. Екип от негови приятели му помага да разработи малки модели, които тестват в затворена среда.
Друг важен елемент от неговите експерименти е биомасата. Борис проучва как човешките отпадъци, както органични, така и неорганични, могат да бъдат преработени в енергия чрез анаеробна ферментация. Тази технология би позволила на Силоза да бъде енергийно независим, като използва собствените си отпадъци за производство на топлина и електричество.
Обединяване на силите
След месеци на работа и експерименти, Борис решава да сподели своите идеи с приятелите си. Когато им разказва за възможностите на възобновяемите източници, те са впечатлени. Всеки от тях се включва в проекта, като прилага своите знания и умения. Те започват да разработват прототипи и модели, които комбинират слънчева, вятърна и биомасова енергия, за да създадат хибридна система, способна да поддържа Силоза.
Но Борис и приятелите му знаят, че това не е краят. Техните усилия могат да доведат до нещо по-голямо – възможността хората да напуснат бункерите и да се върнат на повърхността, възстановявайки баланса с природата чрез устойчиви енергийни източници. Заедно с учителите си, те започват да планират как новата им технология може да бъде мащабирана и използвана от други Силози по целия свят.
Представете си, че вие сте в положението на Борис и неговите приятели. Какви източници на енергия бихте избрали, за да осигурите енергийна независимост за човечеството, без да нарушавате още повече баланса на природата? Могат ли възобновяемите източници като слънчевата, вятърната, водната енергия или биомасата да предоставят достатъчно енергия, за да върнем живота на повърхността?
Предизвикваме ви да изследвате тези въпроси и да разработите свои собствени идеи за бъдещето на енергията на Земята. Възможно ли е човечеството да се върне към живот на повърхността, като използва само чисти и устойчиви източници? Отговорът е във вашите ръце.
Автентично оценяване и продукт
Ще участвате в изграждане на прототипи на устройства, които могат да генерират достатъчно електричество, за да захранват Силоза. Ще използвате собствените си сили, докато тренирате, механичната енергия от стъпките на хората в Силоза, енергията генерирана в отпадъчните им продукти, растенията и микроорганизмите в Силоза.
Умения за успех
- Работа в екип
- Решаване на проблеми
- Научна грамотност/научна комуникация
Критериална матрица
Кои са новите алтернативни източници на енергия?
Стълбица към финала
| Стъпка и времетраене като учебни часове | какво правят УЧИТЕЛИте | какво правят УЧЕНИЦИте |
Стъпка 1
1 учебен час | Всички учители заедно въвеждат големия въпрос.
Учителите фасилитират дискусията задавайки напътстващи въпроси:
Как климатичните промени са повлияли на Земята?
Защо е важно да се разработват нови алтернативни източници на енергия?
Какви са предимствата и недостатъците на възобновяемите енергийни източници?
Каква е важността на устойчивото развитие и за необходимостта от намиране на нови алтернативни източници на енергия?
Дават обратна връзка и събират данни за провеждане на дейности, които могат да обогатят досегашните знания на учениците по темата.
| Провеждат първоначално изследване, като работят в екипи и определят какво знаят до момента, какво трябва да проучат все още и какво би им било необходимо като знания от всеки предмет. |
Стъпка 2
2-4 учебни часа | Провеждат различни дейности с учениците целящи да ги въведат в основите на проблема.
Гост лектори работещи по проблема, посещение на обекти, работа с бази данни посочени в “Дигитални ресурси” и изследователски задачи по предмети за учениците.
Провеждат дискусия с учениците, как биха планирали провеждането на такова проучване. Въвеждат модел за провеждане на научно проучване. https://bg.khanacademy.org/science/biology/intro-to-biology/science-of-biology/a/the-science-of-biology или https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/science-fair/steps-of-the-scientific-method
| Провеждане на начално изследване и избор на конкретна тема за всеки предмет.
Екологични казуси, в които учениците да могат да оценят ползите и вредите на даден метод за добив енергия. Различни казуси/примериIN THE NEWS: HYDRAULIC FRACTURING или https://www.teacherspayteachers.com/Product/Energy-Resources-Worksheet-3164640?st=322c52b72651ea2fd16d043ce875eb5b
запознават учениците с много от досега изучените енергийни източници. Те могат да изследват и анализират влиянието на даден метод за добив на енергия върху околната среда, върху човека и неговото здраве.
|
Стъпка 3
1 учебен час | Съдействат за съставянето на план за действие от учениците - разпределение на времето, срокове, цели и роли на всеки един ученик.
Предизвикват учениците през въпроси да се задълбочат и да усъвършенстват плана си.
| Избират конкретна тема за изследване, изграждат хипотеза и се разделят по екипи.
Планират проект - роли, цели, време за изпълнение.
|
Стъпка 4
10 учебни часа | Учителите фасилитират процеса, подпомагат учениците при необходимост, предоставят данни и материали в помощ на групите.
Събират данни за развитието на ученето при учениците.
| Активно изследване и разработване на идеи. Учениците работят по своите проекти, провеждат експерименти и събират данни. |
Стъпка 5
3 учебни часа | Дават обратна връзка относно изпълнението на проекта. | Учениците представят доклад пред учителите за своята разработка, получават и интегрират обратна връзка. |
Стъпка 6
2 учебни часа | Провеждат заключителна дискусия. Насочват учениците към начина на обобщение и презентиране на резултатите. | Синтез на намерената информация и формулиране на заключения. |
Стъпка 7
3 учебни часа | Подпомагат представянето на прототипите, дават обратна връзка, задават задълбочаващи въпроси. | Подготвят и провеждат презентации, в които споделят своите идеи и открития. |
Стъпка 8
1 учебен час | Подготвят и провеждат рефлексия. | Рефлектират върху процеса на учене. |
Необходими материали и оборудване
Дигитални
- https://www.energy.gov/eere/education/eere-stem-and-education – Учителите и учениците могат да научат за ползите от възобновяемите биомаси и отпадъци за разработване на нисковъглеродни биогорива и биопродукти чрез различни образователни ресурси, предоставени от Офиса по Технологии на Биоенергията на Министерството на енергетиката на САЩ.
- https://studentenergy.org/ – Student Energy предлага уникален, достъпен инструмент за изучаване на съвременната енергийна система на света и идентифициране на начини за действие. Сайтът включва вдъхновяващи истории на млади хора, които са направили впечатление в своите общности и глобално в различни сектори.
- https://www.nrel.gov/about/education-students-resources.html – Офисът за Енергийна Ефективност и Възобновяема Енергия (EERE) предоставя ресурси за образование и кариера, включително учебни планове, научни проекти и други дейности за класната стая или у дома, за да възбудят интереса на учениците към чистата енергия.
- https://www.ck12.org/flexi/#ref=FlexiGPT
- ScholarAI
- www.labster.com – онлайн лаборатория
Пространствени
- Компютърна зала или достъп до компютър за всяка група.
Човешки
Паркинг за идеи
Както и за учениците в 10 клас, така и ако учениците са с профил „Биология и ЗО“ или „Химия“, е подходящо да си сътрудничат със студенти от местни институти, НПО или други организации на местно ниво.
Умения, които също могат допълнително да се развиват – критично мислене, иновативно мислене.
*При разработване на предизвикателството, е използван ИИ.
