Fossilfri kollektivtransport

Av: Helene A. Strindberg, Live Jensen og Kristine B. Kostøl
Fag og trinn: Naturfag og matematikk, Vg1
Skole: Heltberg Gymnas, Oslo
Samarbeidspartner: Ruter AS

1. Velg tema

Tema: Fossilfri kollektivtransport

Lærer og partner snakket sammen om temaet, og kom frem til at fossilfri kollektivtransport kan jobbes med på mange ulike måter og fra ulike perspektiv. Her kan du lese mer om dette.

2. Finn fram til et oppdrag som elevene skal løse

Oppdraget slik det ble presentert for elevene:

Ruter planlegger, koordinerer og sørger for offentlig transport i Oslo og Akershus. Ruter har fått i oppdrag fra Oslo og Akershus fylkeskommune om at all kollektivtransport skal være fornybar innen 2020. Prosjektet er kalt Fossilfri 2020. Ruters t-baner og trikker kjører på sertifisert strøm, men de fleste bussene og fergene bruker diesel, noe som gir store CO2- utslipp. Vi i Ruter vil gjerne ha innspill fra dere på hvordan vi kan realisere målet om at all vår kollektivtransport skal være fornybar innen 2020, og håper at Vg1-elevene ved Heltberg Private Gymnas kan gi oss noen gode ideer. Vi bestiller herved følgende oppdrag fra dere:

• Vurder og avgjør hvilke(n) fornybare transportløsninger Ruter bør velge fremover. Valget må begrunnes ut i fra et naturfaglig perspektiv, teknologisk perspektiv, økonomisk perspektiv og bærekraftig perspektiv.

Hver klasse presenterer (inntil) to forslag på løsninger på oppdraget for oss den 28. april 2016 kl. 10. Vi ser frem til å høre deres anbefalinger for hvordan Ruter kan gjøre kollektivtransporten i Oslo og Akershus fossilfri.

Vi håper dere stiller dere positive til oppdraget og imøteser deres tilbakemelding på saken.

Med vennlig hilsen
xxx xxx
Strategisjef, Ruter AS

3. Hvilke kunnskaper og ferdigheter trenger elevene for å løse oppdraget?

Kunnskaper

• Sentrale begrep: Fornybar energi, fossilfri, batteri, solcelle, brenselcelle, elektrolyse, biobrensel, elektrisk energi, kjemisk energi, bærekraftig 
• Ved hjelp av en brenselcelle kan vi omdanne hydrogen og oksygen til elektrisitet uten CO2-utslipp
• En solcelle omdanner sollys direkte til elektrisk energi
• Når vi lader et batteri omdannes elektrisk energi til kjemisk energi som kan lagres over lang tid
• Forbrenning av biomasse gir ikke økt netto CO2-utslipp

Ferdigheter

• Forsøk/elevøvelser: Lage galvanisk element, prøve en brenselcelle, prøve en solcelle og forklare det de observerer
• Hvordan presentere løsningen på oppdraget for Ruter
• Sammenlikne og vurdere ulike transportalternativer
• Begrunne valg av løsning ut fra et naturfaglig, økonomisk og bærekraftig perspektiv
• Oversiktlig presentasjon
• Presentasjonsteknikk

4. Hva kan elevene gjøre sammen med partneren som de ikke kan gjøre i klasserommet?

• Strategisjefen i Ruter kom til skolen og presenterte oppdraget for elevene. Elevene jobbet med et reelt og dagsaktuelt prosjekt som mange ansatte i Ruter jobber med
• Elevene fikk besøke Ruters stasjon Rosenholm utenfor Oslo hvor de fikk treffe fagpersoner fra Ruter som fortalte om og demonstrerte ulike busstyper
• Fagpersoner fra Ruter var tilstede under elevenes presentasjon av løsningen på oppdraget og ga tilbakemeldinger

5. Velg aktiviteter som setter elevene i stand til å løse oppdraget

Fase 1 - Oppstart 
(10 timer á 45 min)

De 3 klassene ble delt inn i grupper på 3-4 elever.

• Elevene jobbet med Viten-program for å lære om galvanisk element og elektrisk energi.
• Elevene leste tekst om batterierfra UngEnergi 
• Elevforsøk: Laget galvanisk element
• I slutten av uka presenterte de ulike gruppene fordeler og ulemper med bruk av batteri i transportsektoren
• Strategisjefen i Ruter kom til skolen og fortalte om Fossilfri 2020 og introduserte oppdraget. Elevene fikk utdelt hvert sitt eksemplar av oppdragsbrevet
• Aktiviserte forkunnskaper:
• Helklassesamtale rundt hvilke fornybare alternativer elevene kjente til
• Laget tankekart med alle alternativene som kom opp
• Hva mener du Ruter bør satse på av disse?
• Individuell eller gruppevis innlevering av hvilke(t) alternativ(er) de foreløpig ville anbefale Ruter å satse på – måtte begrunnes

Fase 2 - Arbeid med ulike aktiviteter for å bygge forståelse
(15 timer á 45 min)

• Elevene jobbet med deler av Viten-programmet «Hydrogen og fornybar energi»
• Elevene studerte animasjon om brenselceller
• Elevene forberedte spørsmål om brenselceller og bruk av disse til transportformål
• Besøkte Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved UiO:

• Foredrag fra forsker om virkemåten til brenselceller og fordelene og ulempene med bruk av brenselcelleteknologi til transportformål
• Elevene kunne stille spørsmål om brenselceller/hydrogenbusser
• Omvisning på forskningslaboratoriet
• Demonstrasjon av solceller, elektrolyse og brenselcelle
• Demonstrasjon av hydrogenbil
• Elevene løste oppgaver om brenselceller og batterier
• I slutten av uken leverte hver gruppe inn fordeler og ulemper med bruk av brenselceller til transportformål
• Elevene leste populærvitenskapelig tekst skrevet av en solcelleforsker (artikkel på s. 34) 
• Animasjon fra forskning.no av hvordan en solcelle virker (i plenum)
• Elevene fikk informasjon om hvordan Ife jobber med utvikling av solcelleteknologi
• Elevene jobbet individuelt med vitenprogram om solceller
• Elevene jobbet gruppevis med oppgave om virkningsgraden for en solcelle (målet var at de skulle vurdere om solceller kunne gi nok elektrisk strøm til å drive en buss)
• I slutten av uken leverte hver gruppe inn fordeler og ulemper med bruk av solceller til transportformål
• Elevene så film og gjorde oppgaver om biomasse (kraftskolen)
• Hver gruppe forberedte spørsmål til besøket på Ruters stasjon – hva trengte de å vite for å kunne løse oppdraget?
• Elevene besøkte Ruters stasjon Rosenholm utenfor Oslo:
• Prosjektleder for Fossilfri 2020 ga elevene informasjon om ulike busstyper
• Teknologisk modenhet
• Kostnader
• Demonstrasjon av de ulike busstypene
• Omvisning på anlegget hvor Ruter produserer hydrogengass
• Underveis stilte hver gruppe spørsmålene de hadde rundt oppdraget
• Elevene leste artikkel fra Aftenposten om hvordan søppel blir til drivstoff
• I slutten av uken leverte hver gruppe en oversikt over teknologiske utfordringene ved de ulike busstypene og biomassetypene

Elevene glemmer nok ikke at det kun er rent vann som er utslippet til hydrogenbusser!

Fase 3 - Elevene anvender det de har lært til å løse oppdraget
(10 timer á 45 min)

• Elevene vurderte sine opprinnelige anbefalinger - gjorde den nye informasjonen at de ville endre sine anbefalinger til Ruter? Trengte de mer informasjon for å kunne gi en løsning på oppdraget? Elevene ble anbefalt å bruke nettsiden www.fornybar.no til å finne mer informasjon om nødvendig
• Hver gruppe laget presentasjon med løsning på oppdraget. Det var viktig at elevene begrunnet anbefalingene sine og begrunnet hvorfor de eventuelt valgte vekk noen alternativer
• Hver gruppe leverte inn presentasjonen sin for underveisvurdering, og ferdigstilte presentasjonen på bakgrunn av tilbakemelding fra faglærer
• Hver gruppe presenterte løsningen sin for resten av klassen. Klassen (sammen med lærer) plukket ut de to beste presentasjonene som skulle holdes for Ruter
• Alle elevene ble invitert til Ruter. To grupper fra hver klasse presenterte sin løsning på oppdraget for en jury bestående av tre fagpersoner fra Ruter

Elevene presenterer sine resultater på besøk hos Ruter. Foto: Øystein Dahl Johansen/Ruter

Jury i full konsentrasjon. Fra venstre: Pernille Aga (prosjektleder for Fossilfri 2020), Steffen Brattøy (controller i Ruter) og strategisjef Frode Hvattum. Foto: Øystein Dahl Johansen/Ruter

Lærer om "Hvorfor jobbe på denne måten?"

• Mer motiverende: mer læring på passende nivå, oppdrag kan løses på alle nivå og med mange innfallsvinkler
• Vise at naturfag er mer enn bare tørr teori- det brukes faktisk
• Skape interesse for fagfeltet på sikt: rekruttere realister
• Realfagsrelaterte jobber innen veldig mange bedrifter man ikke tenker på 
• Effektiv læringsform, har rammer for opplegget hele veien
• Læreren fikk en mer passiv rolle som veileder (ikke foreleser) , mer aktiv "hands on" jobbing og læring for elevene

Lærer om "Hva fikk lærerne ut av det?"

• Relativt stort prosjekt, fikk dekt et hovedområde+ litt til
• Eksamensoppgave
• Godt vurderingsgrunnlag: underveis- og sluttvurderinger
• Så elevenes fremgang og aha-opplevelser i større grad

Lærer om "Hva fikk elevene ut av det?"

• Alle kunne minst noe pga. ulike innfallsvinkler, slik at alle besto og gjennomførte denne delen av læreplanen
• Noe bedre vurderingsresultater (kan ha med vurderingsform å gjøre (muntlig))
• Samarbeid, faglige diskusjoner, innhenting av info/data, vurdere- trent viktige fremtidsrettede kompetanser
• Arbeidsmåter som fremmet langvarig læring
• Ekskursjoner ut der man kunne "se det" gjorde at flere husket en del vesentlige aspekter + nettverksbygging