Κάρτα της μαθησιακής διαδρομής

 
Γενικό θέμα της μαθησιακής διαδρομής
 
Το Φωτοβολταϊκό Ταξίδι: Αιχμαλωτίζοντας τον Ήλιο
Συγκεκριμένη ονομασία της μαθησιακής ενότητας
 
Μετατροπή ενέργειας στα ηλιακά κύτταρα· από φωτόνια σε ηλεκτρόνια· φυσική των φωτοβολταϊκών συστημάτων
Ηλικία των χρηστών-στόχων

14-18 στόχος
Απαιτήσεις για τον μαθητή

Βασικές γνώσεις φυσικής (ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ενέργεια, ηλεκτρικό ρεύμα και τάση), χημείας (δομή ατόμου, ηλεκτρόνια, χημικοί δεσμοί), και εισαγωγικές έννοιες ηλεκτρισμού και μετατροπής ενέργειας.
Περιγραφή της μαθησιακής ενότητας Η ενότητα καθοδηγεί μαθητές και εκπαιδευτικούς σε μια διεπιστημονική διαδρομή που ενσωματώνει τη φυσική, τη χημεία και την τεχνολογία, ώστε να κατανοήσουν πώς η ηλιακή ενέργεια αιχμαλωτίζεται και μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των φωτοβολταϊκών κυττάρων. Οι μαθητές θα εξερευνήσουν το ταξίδι των φωτονίων από το ηλιακό φως έως τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος, αναλύοντας τη στρωματική δομή των ηλιακών κυττάρων (ένωση P-N, ημιαγωγοί), το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και τους μηχανισμούς ροής ηλεκτρονίων. Η χρήση ψηφιακών και AR εργαλείων αποσκοπεί στο να καταστήσει ορατές διαδικασίες που αλλιώς είναι αόρατες (απορρόφηση φωτονίων, δημιουργία ζεύγους ηλεκτρόνιο-οπής, ηλεκτρικό πεδίο στην ένωση, ροή ρεύματος), συνδέοντας με σαφήνεια και σταδιακά τις φυσικές αρχές με τις τεχνολογικές εφαρμογές για βιώσιμη παραγωγή ενέργειας.
Θέμα: Εμπλεκόμενα μέρη Φυσική (Οπτική, Ηλεκτρομαγνητισμός), Χημεία (Υλικά ημιαγωγών), Τεχνολογία (Φωτοβολταϊκή μηχανική), Βιωσιμότητα (Ανανεώσιμη ενέργεια)
Λέξεις-κλειδιά Ηλιακή ενέργεια· Φωτοβολταϊκό κύτταρο· Φωτόνια· Ηλεκτρόνια· Ένωση P-N· Ημιαγωγοί· Μετατροπή ενέργειας· Ηλεκτρικό ρεύμα· Ανανεώσιμη ενέργεια· AR· Μάθηση με σκηνές
Βασικά προσόντα, δεξιότητες και γνώσεις που μπορούν να αποκτηθούν
  • Συλλογιστική & επίλυση προβλημάτων σε διαδικασίες μετατροπής ενέργειας
  • Σχεδιαστική σκέψη εφαρμοσμένη στην διαδοχική οπτικοποίηση φυσικών φαινομένων
  • Πρακτική γνώση: φωτοβολταϊκό φαινόμενο, φυσική ημιαγωγών, δομή ηλιακού κυττάρου, ηλεκτρικά κυκλώματα
  • Ψηφιακές/AR δεξιότητες: 3D οπτικοποίηση διαδικασιών σε ατομική κλίμακα, διαδραστικά διαγράμματα, πλοήγηση σε σκηνές
Πόροι και διδακτικά βοηθήματα που χρησιμοποιούνται Πλατφόρμες AR (π.χ. Delightex Studio – Spaces, Marker), αξιόπιστοι διαδικτυακοί πόροι και εκπαιδευτικά βίντεο για την ηλιακή ενέργεια και τα φωτοβολταϊκά, επιστημονικά άρθρα και βάσεις δεδομένων· διαγράμματα και 3D μοντέλα (στρώματα ηλιακού κυττάρου, ένωση P-N, ροή ηλεκτρονίων, φωτοβολταϊκά συστήματα) και κειμενικές επικαλύψεις για βασικά δεδομένα.
Κριτήρια αξιολόγησης και εκτίμηση Αξιολόγηση γνώσεων (ακολουθία φωτόνιο-ηλεκτρόνιο-ρεύμα), δεξιοτήτων (σχέσεις αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ απορρόφησης φωτονίων και παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος), και ικανοτήτων (συνειδητή χρήση AR εργαλείων, διεπιστημονική ενσωμάτωση μεταξύ φυσικής και τεχνολογίας βιώσιμης ενέργειας).