Start CZ

Systémy kontroly emisí

Projekt "Inovace v odborném vzdělávání a přípravě" spolufinancován Evropskou unií

Úvod do tématu WQ
Informace pro učitele

Úvod do tématu WQ

Systémy regulace emisí jsou v současnosti klíčovým prvkem konstrukce spalovacích vozidel, který snižuje dopady motorizace na životní prostředí. Rostoucí počet vozidel na silnicích spolu se zpřísňujícími se emisními normami, které zavádějí regulační orgány po celém světě, vedl k vývoji pokročilých technologií pro snížení škodlivých emisí. Mezi hlavní technologie patří třícestné katalyzátory (TCC), systémy recirkulace výfukových plynů (EGR), filtry pevných částic (DPF a GPF) a selektivní katalytická redukce (SCR). Každá z těchto technologií funguje na jiném principu, ale všechny mají společný cíl: snížit emise látek, jako jsou oxidy dusíku (NOx), oxid uhelnatý (CO), uhlovodíky (HC) a pevné částice (PM).

Vývoj systémů pro regulaci emisí je poháněn nejen rostoucím povědomím o životním prostředí, ale také přísnějšími ekologickými předpisy, jako jsou normy Euro v Evropské unii, které stanovují maximální přípustné úrovně emisí pro nová vozidla. Díky použití pokročilých automobilových řešení vypouštějí dnešní vozidla výrazně méně škodlivin než jejich protějšky před několika desetiletími.

Vývoj účinných systémů regulace emisí je výsledkem dlouholetého výzkumu a snahy o snižování emisí. Každá technologie má však své výhody i problémy, a proto je pochopení jejich fungování důležitou součástí technického a inženýrského vzdělávání.

Výhody systémů regulace emisí výfukových plynů

Ochrana životního prostředí - Díky technologii regulace emisí vypouštějí dnešní vozidla podstatně méně škodlivých látek než jejich protějšky před několika desetiletími. To pomáhá snižovat znečištění ovzduší a vliv dopravy na změnu klimatu.

Zlepšení veřejného zdraví - Snížení emisí oxidů dusíku, uhlovodíků a pevných částic snižuje riziko respiračních a kardiovaskulárních onemocnění u lidí žijících v oblastech s hustou dopravou.

Dodržování právních předpisů - Systémy řízení emisí umožňují výrobcům vozidel dodržovat zpřísňující se emisní normy, jako jsou normy Euro v Evropě nebo EPA v USA, což je klíčové pro další růst automobilového trhu.

Díky použití pokročilých automobilových řešení vypouštějí dnešní vozidla méně škodlivin, což přispívá ke zlepšení kvality života a snížení negativního dopadu dopravy na klima. Aby však bylo možné tyto technologie plně využít, je nutné pochopit jejich výhody i omezení, což bude důležité pro budoucí rozvoj ekologické dopravy.

Informace pro učitele

WebQuest "Emission Control Systems" je určen pro žáky odborných škol, kteří studují automobilovou mechaniku, environmentální inženýrství a příbuzné technické obory. Jeho cílem je seznámit žáky s různými technologiemi regulace emisí, jejich konstrukcí, principy fungování a dopadem na životní prostředí.

Žáci budou pracovat ve skupinách a každá skupina připraví prezentaci o vybraném systému snižování emisí, popíše jeho konstrukci, funkce, výhody a nevýhody a porovná jej s jinými technologiemi snižování emisí. Žáci tak získají představu o různých technologiích, jejich vlivu na životní prostředí a účinnosti při snižování znečištění ovzduší.

Prostřednictvím WebQuestu žáci:

• Seznámí se s funkcemi systémů regulace emisí a s tím, jak přispívají ke snižování znečištění.

• Pochopí principy katalyzátorů, filtrů DPF a SCR a systémů EGR.

• Dozvědí se o dopadech různých technologií na životní prostředí a spotřebu paliva.

• Budou rozvíjet dovednosti technické analýzy a schopnost samostatně vyhledávat informace.

Navrhovaná doba realizace:

Celková doba realizace je 12 vyučovacích hodin.

hodnotící kritéria, budou hodnoceny:

• stupeň vyčerpání předmětu (maximální počet bodů: 5, překročení této znalosti: počet bodů 6),

• estetika prezentace a způsob prezentace informací,

• angažovanost a schopnost žáků spolupracovat.

Hodnocení:

• Učitel pomáhá žákům analyzovat obsah, dokud mu žáci neporozumí. Bude jim spíše poskytovat pomoc, rady, vysvětlení než hotová řešení. Taková metoda bude dobrým způsobem, jak realizovat samostatnou činnost a tvůrčí myšlení.

• Učitel by měl s žáky pečlivě zopakovat obsah, dokud mu žáci neporozumí. Měl by jim však poskytovat spíše pomoc, rady a vysvětlení než hotová řešení. Taková metoda bude dobrým způsobem, jak zavést samostatnou činnost a tvůrčí myšlení.

• Rozdělení do skupin může být provedeno podle různých kritérií, např. podle kognitivních schopností žáků, jejich dovedností a zájmů tak, aby byly "rovnoměrně" rozloženy silné stránky v každé skupině.

• Učitel může žákům při práci ve skupinách pomoci tím, že jim bude klást navádějící otázky. Je důležité mít na paměti, že se učí novému způsobu práce (procesu).

• Učitel by měl žákům poskytnout konkrétní informace o hodnocení jejich výkonu, a to jak během skupinové práce, tak při shrnutí výsledků.

• Čas na projekt by měl být přizpůsoben schopnostem žáků. Není předem stanoven. Časové rámce uvedené pro jednotlivé fáze procesu je třeba považovat za orientační.

ÚKOL

Žáci pracují ve čtyřech skupinách, z nichž se každá zabývá jiným systémem regulace emisí:

Skupina 1: Systém třícestného katalyzátoru (TWC)

Skupina 2: Filtry pevných částic (DPF a GPF)

Skupina 3: Systémy selektivní katalytické redukce (SCR)

Skupina 4: Systém recirkulace výfukových plynů (EGR)

Každá skupina připraví prezentaci, která bude obsahovat popis principu zvoleného systému, analýzu jeho účinnosti při snižování emisí výfukových plynů, výhody a nevýhody řešení a příklady vozidel a aplikací. Prezentace budou představeny třídě a diskuse umožní žákům sdílet informace a závěry.

Proč pracovat ve skupinách?

Každá skupina se bude zabývat jiným systémem regulace emisí - třícestným katalyzátorem (TWC), filtrem pevných částic (DPF a GPF), selektivní katalytickou redukcí (SCR) a recirkulací výfukových plynů (EGR). Toto rozdělení umožní žákům rozšířit si znalosti o různých technologiích, které se v současnosti používají v automobilovém průmyslu ke snižování emisí, a proniknout hlouběji do specifik fungování a použití jednotlivých systémů. Žáci tak budou moci porovnat jednotlivé technologie, pochopit jejich výhody a nevýhody a dozvědět se, v jakých situacích jednotlivé systémy fungují nejlépe.

Práce ve skupinách na zvoleném tématu umožní žákům rozvíjet dovednosti srovnávací analýzy, protože budou schopni sledovat konstrukční detaily, účinnost při snižování emisí a dopad jednotlivých typů systémů na životní prostředí. Náhodné rozdělení tématu do skupin vnese prvek náhodnosti a zajistí rozmanitost probíraných technologií, což žákům umožní konfrontovat své znalosti a na konci projektu se vzájemně podělit o své výsledky, což dále obohatí jejich studijní zkušenosti.

Fáze 1: Úvod do tématu

• Učitel na úvod seznámí žáky s tématem systémů regulace emisí a zdůrazní důležité otázky týkající se životního prostředí.

• Učitel vysvětlí, proč jsou dnes technologie kontroly vozidel nezbytné, a probere globální a místní předpisy týkající se emisních norem.

• Žáci dostanou seznam spolehlivých zdrojů a návod, kde hledat technické informace a praktické příklady, které jim pomohou dokončit úkoly a prohloubit znalosti.

Fáze 2: Shromažďování informací a příprava prezentace

• Každá skupina začne shromažďovat a analyzovat informace o přiděleném systému regulace emisí, jako je katalyzátor TWC, filtr pevných částic DPF, systém SCR nebo recirkulace výfukových plynů EGR.

• Žáci společně vypracují podrobný popis fungování, použití a účinnosti svého systému.

• Učitel bude plnit podpůrnou roli, pomáhat skupinám identifikovat klíčové otázky a upozorňovat na důležité technické aspekty, jako je účinnost snižování emisí nebo dopad na spotřebu paliva.

Fáze 3: Příprava a prezentace

• Každá skupina přednese třídě prezentaci, ve které ukáže výsledky své práce a shrne své znalosti o svém systému.

• Po každé prezentaci bude následovat diskuse moderovaná učitelem, v níž mohou žáci z ostatních skupin klást otázky, vyměňovat si názory a sdílet úvahy.

• Učitel povede diskusi tak, aby podpořil analýzu a zamyšlení nad dopadem jednotlivých technologií na snižování emisí.

Fáze 4: Hodnocení a syntéza získaných znalostí

• Na konci projektu učitel zhodnotí práci každé skupiny z hlediska kvality věcné prezentace, podrobnosti analýzy a způsobu prezentace informací.

• Zohledněno bude také nasazení a schopnost každého žáka spolupracovat ve skupině, tj. jak žáci společně pracovali na dosažení cíle a sdíleli odpovědnost.

• Při hodnocení se bude přihlížet také ke schopnosti obhájit své stanovisko během diskuse, ke kvalitě argumentace a k aktivní účasti žáků při kladení otázek a výměně názorů se spolužáky.

Pracovní fáze a časový harmonogram

2h

Fáze 1

4h

Fáze 2

4h

Fáze 3

2h

Fáze 4

Počet bodů	2	3	4
Obsah práce	Obsahově slabá práce. Chybějící prvky.	Dobrá práce po obsahové stránce. Chybějící nebo drobné chyby.	Práce je obsahově velmi dobrá. Správný, zajímavý obsah.
Prezentace práce	• Nepříliš čtivá prezentace, zběžná a nezajímavá. • Neúčast v diskusi.	• Prezentace jasná, dobrá, zajímavá. • Žák se zapojí do diskuse, ale jeho příspěvek je malý.	• Prezentace pěkná, komplexní, vzbuzující zájem. • Žák se zapojuje do diskuse a jeho příspěvek je výrazný.
Estetické dojmy	• Práce není příliš čitelná, nevzhledná, nedbale provedená. • Špatné rozložení prvků na stránce.	• Práce je čitelná, estetická, úhledná. • Dobré rozložení prvků na stránce.	• Esteticky příjemná, čitelná, jasná, příjemná práce, velmi úhledná. Graficky atraktivní. • Dobré rozložení prvků na stránce. Výrazná práce.
Práce ve skupině	Nedostatek odhodlání všech členů skupiny pracovat a kreativně spolupracovat.	Dobré zapojení do práce všech členů skupiny. Schopnost spolupracovat na uspokojivé úrovni.	Plné zapojení do práce všech členů skupiny. Vzájemná motivace k práci. Schopnost spolupracovat jako skupina na vysoké úrovni.

Příručka pro učitele

1. Učitel by měl zkontrolovat obsah WebQuestu a posoudit, zda je potřeba doplnit základní znalosti žáků potřebné k jeho hladkému dokončení, než jej zadá žákům k vyplnění.

2. Učitel by měl s žáky pečlivě zkontrolovat obsah WebQuestu, aby se ujistil, že žáci porozuměli jeho obsahu.

3. Učitel by měl před odevzdáním WebQuestu k realizaci zkontrolovat zdroje a v případě potřeby je vybrat, zkrátit nebo rozšířit o další (aktuální) odkazy.

4. Rozdělení do skupin lze provést podle libovolných kritérií, např. podle kognitivních schopností žáků, jejich dovedností, zájmů nebo předpokladů tak, aby síly jednotlivých skupin byly "rovnoměrně" rozloženy.

5. Čas na WebQuest by měl být přizpůsoben schopnostem žáků. Není předem stanoven. Měla by být stanovena individuálně s ohledem na možnosti konkrétní skupiny žáků.

6. Učitel by měl poskytovat pomoc v každé fázi WebQuestu - konzultovat průběh práce/kvalitu spolupráce.

7. Žáci by měli mít přístup k počítači a internetu, doporučuje se práce na počítači s velkou obrazovkou (vytvoření atmosféry skupinové práce).

8. Doporučuje se, aby byl WebQuest realizován i mezi žáky, kteří studují jiné profily technického/odborného vzdělávání, než je předmět tohoto WebQuestu. Žáci si tak budou moci rozšířit své znalosti v jiných technických/odborných oborech a rozvíjet se v nové oblasti.

9. Při vyvozování závěrů z dokončeného WebQuestu by se měl učitel zaměřit zejména na analýzu měkkých dovedností (např. práce ve skupině, vyjednávání, spolupráce, schopnost prezentovat své stanovisko), které si každý z žáků účastnících se WebQuestu osvojil, a zdůraznit, že tyto dovednosti budou velmi užitečné v jejich budoucí profesní práci (to může být také součástí doplňkového hodnocení).

10. Navrhuje se šířit výsledky práce (výsledky/produkty) dosažené žáky při realizaci WebQuestu v rámci vzdělávacího zařízení jako "osvědčené postupy" a povzbudit tak ostatní žáky/učitele k práci s touto inovativní výukovou metodou.