# docentenhandleiding algemeen

Fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet

"Onder welke voorwaarden, zouden wij (de leerlingen) ermee instemmen om fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet te laten plaatsen op de ramen van onze school?”

Oorsponkelijke bewerking: Weizmann Wetenschappelijk Instituut, Rehovot Israël

Nederlandse bewerking; Science LinX, Rijksuniversiteit Groningen

Deze module is bedoeld voor de derde klas van het voortgezet onderwijs.

Kernwoorden: energie, zonnecellen, wetenschap maatschappij

Algemene Informatie

Beschrijving van de module.

Centraal in deze module is de volgende de vraag: "Onder welke voorwaarden, zouden wij (de leerlingen) ermee instemmen om fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet te laten plaatsen op de ramen van onze school?”

De module bevat de volgende onderdelen:

(1) een les over RR die de leerlingen in de klas krijgen, voorafgaand aan hun bezoek aan de truck Discovery (http://www.jouwenergievanmorgen.nl/ )

(2) een bezoek aan de truck discovery met als thema zonnecellen en jouw energie in 2030

(3) introductie aspecten van ‘Responsible Research and innovation’ aan de hand van een tweetal presentaties

(4) achtergrondartikelen voor de leerlingen,

(5) een activiteit om leerlingen te helpen bij het ontwerpen van hun tentoonstellingsonderdelen, gebaseerd op de leidende vraag, die uiteindelijk leidt tot de presentatie van hun eigen tentoonstelling aan andere leerlingen van de school

(6)Indien mogelijk een discussie met promovendi van het wetenschappelijk instituut (energy academy) over hun onderzoek vanuit het RRI perspectief

Hoofddoel van de module. Het belangrijkste doel van de module is het bevorderen van een positieve houding over RRI bij zowel leerkrachten als leerlingen, door zich te richten op het gebruik van fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet (Snaith, 2013) in de context van het gebruik van alternatieve energie. Fotovoltaïsche cellen zijn het onderzoeksonderwerp van het Weizmann Wetenschappelijk Instituut (opsteller van deze module) en ook de Rijksuniversiteit Groningen(https://youtu.be/xN51iJcYNZk ). Deze fotovoltaïsche cellen hebben een relatief hoge efficiëntie maar hebben ook nadelen, zoals het gebruik van kleine hoeveelheden lood, een giftige stof.

Doelgroep: Tweede en derde klas scheikundeleerlingen op het voortgezet onderwijs

Duur van de module: Een introductie les in de klas, gevolgd door een bezoek van 2 uur aan de discoverybus( die komt voorrijden bij de school), een drietal lessen om verder te discussieren over energie en zonnecellen gekoppeld aan Responsible Research and Innovation, en een sessie van 3 tot 4 uur om de tentoonstelling te bouwen (in de klas).

Leeropbrengsten:

De leerlingen zijn in staat om RRI dimensies toe te passen bij het beantwoorden van deze vraag: "Onder welke voorwaarden, zouden wij (de leerlingen) ermee instemmen om fotovoltaïsche cellen te laten plaatsen op de ramen van onze school?” De leerlingen presenteren hun besluit in de vorm van een zelf gebouwde tentoonstelling.

Tabel 1 presenteert gedetailleerde leeropbrengsten op basis van vier leercategorieën (RRI, inhoud, tentoonstelling bouwen en sociale ontwikkeling).

Na succesvolle afronding van deze module, moeten leerlingen hiertoe in staat zijn:
Categorie | Leeropbrengsten
RRI | De 6 dimensies van RRI benoemen.
| De RRI dimensies demonstreren met betrekking tot "Het Verhaal van Lood".
| Een standpunt innemen met betrekking tot de vraag: "Onder welke voorwaarden zouden wij (de leerlingen) ermee instemmen om fotovoltaïsche cellen te laten plaatsen op de ramen van onze school?”
| Hun standpunt baseren op relevante wetenschappelijke kennis
Inhoud | Verschillende vormen van alternatieve energie bronnen benoemen en aangeven waarom deze nodig zijn om de energie crisis te beteugelen.
| De voor- en nadelen van zonnecellen te beschrijven.
| Een Graetzel cel kunnen) maken. Dat is een type zonnecel dat zonlicht met kleurstoffen omzet in elektrische energie.
| Het algemene werkingsprincipe van zonnecellen uitleggen.
| De voor- en nadelen benoemen van fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet.
Tentoonstelling bouwen | Kennis presenteren via verschillende presentaties in een tentoonstelling.
| De inhoud en vorm ontwerpen van een tentoonstelling waarmee het leerlingenstandpunt wordt gecommuniceerd.
| Een tentoonstelling bouwen.
| De tentoonstelling verbeteren op basis van feedback op eerdere concepten.
Sociale ontwikkeling | Samenwerken bij het actieve leerproces rondom de leidende vraag: "Onder welke voorwaarden, zouden wij (de leerlingen) ermee instemmen om fotovoltaïsche cellen te laten plaatsen op de ramen van onze school?”

Gedetailleerd stroomschema van de module

Opmerkingen | Tijdsduur (in uren) | Activiteit
ENGAGE (betrek) Leerlingen leren over de geschiedenis van het gebruik van lood, als basis voor het begrijpen van de 6 dimensies van RRI. | 1 | Introductie energieproblematiek in de klas voorafgaand aan het bezoek aan de discovery truck
EXPLORE (onderzoek) Tijdens deze excursie krijgen leerlingen de gelegenheid om een interactieve tentoonstelling te bekijken en zo verschillende aspecten van alternatieve energie te onderzoeken. | 2 | . Bezoek aan de discovery truck
| 1 | Introductie les RRI
| 1 | Uitleg opdracht tentoonstelling
| 2 | Werken aan tentoonstelling
| 1 | Rapportage en verantwoording

2. Hoe worden de de zes kernbegrippen van Responsible Research en Innovation (RRI, Maatschappelijke Verantwoord Onderzoek en Innovatie) geïnroduceerd?

De zes RRI domeinen worden op verschillende manieren behandeld in de module. Om mee te beginnen worden de leerlingen geënthousiasmeerd (ENGAGE) om over RRI na te denken tijdens hun bezoek aan truck, ondersteund door de leidende vraag over het gebruik van fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet.

Vervolgens krijgen de leerlingen na hun bezoek aan de truck een les over RRI, gebaseerd op de geschiedenis van het gebruik van lood in verschillende industrieën. De leerlingen worden uitgedaagd om manieren te bedenken waarmee het gebruik van lood voorkomen had kunnen worden, zij leren zo over de zes sleutelbegrippen van RRI.

Ten derde ontwerpen de leerlingen een tentoonstelling met aandacht voor de RRI dimensies van de innovatie van fotovoltaïsche cellen op basis van perovskiet.

Ten slotte ontmoeten de leerlingen (als dat tenminste georganiseerd kan worden) promovendi, die hun onderzoek beschrijven en de leerlingen uitnodigen om hen vragen te stellen over de manier waarop hun onderzoek zich verhoudt tot RRI.

3. Welke platforms, ICT omgevingen en materialen gebruikt de module?

De module wordt aangeboden via wikiwijs en kan binnen elke leeromgeving geïmporteerd worden. Binnen de module zullen leerlingen een tentoonstelling bouwen, waarbij ze gebruik maken van Google, een QR code generator en Powerpoint of Prezi om hun tentoonstelling te ontwerpen.