Scheda del percorso di apprendimento

 
Argomento generale del percorso di apprendimento
 
Il viaggio fotovoltaico: Catturare il Sole
Nome specifico dell’unità di apprendimento
 
Conversione dell’energia nelle celle solari; dai fotoni agli elettroni; fisica dei sistemi fotovoltaici
Età degli utenti destinatari

Target 14-18 anni
Requisiti per il discente

Conoscenze di base di fisica (onde elettromagnetiche, energia, corrente e tensione elettrica), chimica (struttura atomica, elettroni, legami chimici) e concetti introduttivi di elettricità e conversione dell’energia.
Descrizione dell’unità di apprendimento L’unità guida studenti e insegnanti attraverso un percorso interdisciplinare che integra fisica, chimica e tecnologia per comprendere come l’energia solare viene catturata e convertita in energia elettrica tramite le celle fotovoltaiche. Gli studenti esploreranno il viaggio dei fotoni dalla luce solare fino alla generazione di corrente elettrica, analizzando la struttura a strati delle celle solari (giunzione P-N, semiconduttori), l’effetto fotovoltaico e i meccanismi di flusso degli elettroni. L’uso di strumenti digitali e AR è finalizzato a rendere visibili processi altrimenti invisibili (assorbimento dei fotoni, generazione di coppie elettrone-lacuna, campo elettrico nella giunzione, flusso di corrente), collegando in modo chiaro e progressivo i principi fisici alle applicazioni tecnologiche per la produzione sostenibile di energia.
Materia: Soggetti coinvolti Fisica (Ottica, Elettromagnetismo), Chimica (Materiali semiconduttori), Tecnologia (Ingegneria fotovoltaica), Sostenibilità (Energia rinnovabile)
Parole chiave Energia solare; Cella fotovoltaica; Fotoni; Elettroni; Giunzione P-N; Semiconduttori; Conversione dell’energia; Corrente elettrica; Energia rinnovabile; AR; Apprendimento basato su scene
Competenze, abilità e conoscenze chiave acquisibili
  • Ragionamento e problem solving sui processi di conversione dell’energia
  • Design thinking applicato alla visualizzazione sequenziale dei fenomeni fisici
  • Conoscenze pratiche: effetto fotovoltaico, fisica dei semiconduttori, struttura delle celle solari, circuiti elettrici
  • Competenze digitali/AR: visualizzazione 3D di processi su scala atomica, diagrammi interattivi, navigazione tra scene
Risorse e strumenti didattici utilizzati Piattaforme AR (es. Delightex Studio – Spaces, Marker), risorse web affidabili e video educativi su energia solare e fotovoltaico, articoli scientifici e database; diagrammi e modelli 3D (strati della cella solare, giunzione P-N, flusso degli elettroni, sistemi fotovoltaici) e sovrapposizioni testuali per i dati chiave.
Criteri di valutazione e verifica Valutazione delle conoscenze (sequenza fotone-elettrone-corrente), abilità (relazioni causa-effetto tra assorbimento dei fotoni e generazione di energia elettrica) e competenze (uso consapevole degli strumenti AR, integrazione interdisciplinare tra fisica e tecnologia per l’energia sostenibile).