Ruimten Wetenschapsspellen en Robots

Transcriptie

1 Ruimten Wetenschapsspellen en Robots De avonturiers Gids voor de leerkracht Editie van het Pass

2

3 Ruimten Wetenschapsspellen en Robots De ruimten Wetenschapsspellen en Robots stellen een reeks eenvoudige en tegelijkertijd ludieke experimenten voor die uw leerlingen spelenderwijs laten kennismaken met een aantal wetenschappelijke fenomenen. 3 woorden vormen hiervan de rode draad : waarnemen analyseren handelen. Dat is wat we voortdurend doen: de werkelijkheid die we waarnemen met onze zintuigen, sturen we door naar onze hersenen die ons dan uitnodigen om op gepaste wijze te handelen. Volgens deze logica zijn ook robots ontworpen, die steeds meer geperfectioneerd zijn. Aan de hand van sensoren kunnen ze hun omgeving herkennen; deze gegevens worden doorgestuurd naar het programma dat ze analyseert en vervolgens de opdracht tot handelen geeft. De Wetenschapsspellen bevinden zich achter de vestiaires : in het roze gedeelte kunt u de experimenten vinden die te maken hebben met de term waarnemen. in het gele gedeelte gaat het om analyseren. in het groene gedeelte draait alles om handelen. Robots : het Roboteiland ontdekt u in het blauwe gedeelte. Verdeelbord van de opdrachten Team 1 Team 2 Team 3 Team 4 Team 5 Team 6 Opdracht 1 Opdracht 2 Opdracht 3 Opdracht 4 Opdracht 5 Opdracht 6 Ruimten Wetenschapsspellen en Robots I Pagina 03

4 Opdracht 01 I Mijn oog Ga naar het begin van de tentoonstelling, bij het roze paneel waarop Mijn oog geschreven staat. Zoek het? Kijk om beurten naar je oog door op de oranje knop te drukken en draai vervolgens voorzichtig aan de knop op de rechterkant. Wat gebeurt er wanneer er veel licht is? > De pupil past zich aan en vernauwt. En wanneer er weinig licht is? > De pupil wordt groter om meer licht naar het netvlies te laten gaan. Ken je de verschillende delen van het oog? Vul de legende van de tekening hierna in door de 3 ontbrekende woorden op te schrijven. > Iris Hoornvlies > Ooglens > Netvlies Oogzenuw [10+] Je hebt misschien al gemerkt op foto s dat sommige mensen rode ogen hebben. Hoe komt dit volgens jou? Zoek de oorzaak van dit fenomeen en schrijf die neer > De lichtstralen komen het oog binnen door een gaatje dat middenin de iris zit : de pupil. In normale omstandigheden lijkt de pupil dus zwart. Maar wanneer hij wordt gefotografeerd met een flits, lijkt hij rood. Dit komt doordat de pupil niet de tijd heeft om zich te sluiten, waardoor op de foto het netvlies te zien is, dat zeer rijk is aan bloed. Ga nu een beetje hoger in de Pass erelle en zoek een roze paneel met als titel : Het onzichtbare zien. Kies een film die je vertraagd bekijkt (maak je keuze door op een van de oranje knoppen te drukken). Schitterend, niet? Dat is het soort vertraging dat wordt gebruikt om sportwedstrijden te filmen en meer details te zien. Om beter te begrijpen hoe dit in z n werk gaat, moet je op zoek gaan naar de volgende informatie : hoeveel beelden per seconde filmt een normale camera over het algemeen? > Een normale camera filmt 24 BEELDEN/SECONDE. Als u indruk wilt maken op uw leerlingen, kunt u hen zeggen dat ze in een film van anderhalf uur beelden hebben gezien! Hoeveel beelden per seconde kunnen snelle camera s filmen om dit soort vertraging te verkrijgen? > Snelle camera s kunnen tot 2500 beelden / seconde filmen. Onze ogen zien deze beelden vertraagd omdat ze gefilmd zijn tegen 2500 beelden per seconde, maar worden uitgezonden tegen 24 beelden per seconde. Hierdoor kunnen we zien wat het menselijke oog niet in realiteit kan zien. Page 04 I Exposition Jeux de science

5 Opdracht 02 I Geluidsgolven De opdracht wordt uitgevoerd bij een grote buis die rond een roze lamp gewikkeld is, bij het paneel met als titel Met de snelheid van het geluid. Spreek om beurten in één uiteinde van de buis terwijl je je oor aan het andere uiteinde houdt. Hoe lang doet je stem er volgens jou over om tot bij je oor te komen? > 1 seconde Wat is de lengte van de buis waarin je hebt gepraat? Zoek het antwoord in de kleine tekst. > Geluid heeft dus een bepaalde tijd nodig om zich te verplaatsen. Volgens jouw waarneming is de snelheid van het geluid 340m/s. In de zee plant het geluid zich 4 keer sneller voort dan in de lucht. Zoek een beetje hoger de grote trommel dicht bij een paneel waarop Geluidsgolven geschreven staat. Geef om beurten een flinke slag op de trommel terwijl de anderen naar de spiegels kijken die er tegenover staan. Wat gebeurt er als je op de trommel slaat? > De spiegels bewegen, waardoor je het fenomeen van het geluid kunt zien : door op de trommel te slaan, worden er trillingen in de lucht veroorzaakt. Dit zie je op de spiegels en hoor je via het geluid van de trommel. [10+] Na deze 2 proeven, lees de verklaring om de korte tekst hierna beter te kunnen aanvullen. > Het geluid wordt voortgebracht door een trilling. Wanneer men geluid voortbrengt, door te praten, met een muziekinstrument of op een andere manier, doet dit de luchtmoleculen trillen. Dat is een beetje te vergelijken met de kringen die verschijnen aan het wateroppervlak wanneer je er een steen in gooit. Speel tot slot met het geluid door naar de 2 grote parabolen te gaan. Dit spel speel je met 2: fluister een geheim in de ring van de parabool. Je vriend zet zijn oor tegen de ring van de andere parabool. Ssst! Top secret! Wat gebeurt er? Wanneer je fluistert, wordt het geluid weerkaatst op de parabool tegenover jou. Deze kaatst het op zijn beurt terug naar de andere parabool, die het geluid concentreert op één punt (het brandpunt), daar waar de andere zijn oor plaatst. Dit fenomeen wordt mogelijk gemaakt door de vorm van de parabool. Espaces Jeux de science et Robots I Page 05

6 Opdracht 03 I Zien met je handen Ga voor deze opdracht naar het begin van de tentoonstelling en zoek vreemde dozen, in de buurt van het roze paneel Zien met je handen. Je staat nu voor zes dozen waarvan je de inhoud niet kunt zien. Wat gaat er volgens jou schuil in die dozen? Probeer dit uit te zoeken door om beurten je handen in elk van de dozen te steken. Als je denkt dat je de oplossing hebt gevonden, schrijf ze dan op in de linkerkolom. Ontdek vervolgens de inhoud van de dozen door te drukken op de knoppen oplossing. Had je gelijk? Schrijf de juiste antwoorden in de rechterkolom. Nadat we het voorwerp hebben aangeraakt, denken we dat het... is. We hebben gekeken en we weten dat het... is. > een fietszadel > een beenkap > een bokshandschoen > een tuinkabouter > een plastic eendje > een tekst in braille [10+] In één van de dozen zat een plaat. Dat was niet zomaar een plaat : door de puntjes in reliëf aan te raken, kunnen slechtzienden lezen! Het is hun alfabet. Zoek op deze fiche de letters die overeenstemmen met de tekens hierna en ontdek de naam van dit alfabet. > Het woord is Braille. Pagina 06 I Ruimten Wetenschapsspellen en Robots

7 Opdracht 04 I Warm, koud, ik zie je Bovenaan de Pass erelle vind je een warmtecamera : hij reageert op de warmte die wordt vrijgegeven door de elementen die zich ervoor bewegen! Het scherm geeft je een gek gekleurd beeld van jezelf! Ga om beurten voor de camera staan. Kies, voor elk groepslid, een personage hierna en duid op je lichaam de warmste lichaamsdelen aan : dat zijn de delen die op het scherm rood zijn. Alle voorwerpen geven straling af in het infraroodspectrum, dus onzichtbaar voor het blote oog. Maar warmtecamera s kunnen ze wel opsporen. Hoe warmer een lichaam is, hoe meer infraroodgolven er worden uitgezonden, en hoe roder het beeld is. Warmtecamera s worden gebruikt voor verschillende toepassingen in het dagelijkse leven of bij wetenschappelijk onderzoek. Ze kunnen bijvoorbeeld de warmteverliezen van een gebouw of een verwarmingssysteem zichtbaar maken. Zeer nuttig om je huis beter te isoleren! Voor astrofysici zijn ze zeer kostbaar om de aanwezigheid van sterren op te sporen doorheen wolken van kosmisch stof. Kies een lichaamsdeel dat op het scherm groen is en wrijf erover. Welke kleur krijgt het nu? > rood Hoe komt dit volgens jou? > Deze warmtecamera geeft de koudste zones weer in het blauw en de warmste in het rood. Nadat je over je kleren of je huid hebt gewreven, wordt deze plek warmer en verschijnt ze in het rood. Zoek een beetje lager het gele paneel Hoofdbrekers. Ga naar de lijst met de woorden in kleur. Alvorens te beginnen, schrijft iedereen zijn/haar voornaam in de tabel hierna. Lees de woorden hardop, maar start eerst de chronometer (gele knop om weer op nul te zetten, groene knop om te starten). Wanneer je de lijst met woorden hebt gelezen, schrijf je je tijd op de lijn : Tijd voor de woorden. Neem nu de lijst opnieuw en zeg dit keer de kleur waarin elk van de woorden geschreven is. Noteer je tijd op de lijn Tijd voor de kleuren. Voor welk van de twee testen had je de beste tijd? Hoe komt dit volgens jou? > Om een situatie te analyseren, baseren onze hersenen zich op wat we hebben geleerd, op onze gewoonten. Ze zijn gedesoriënteerd wanneer de gebruikelijke percepties worden gewijzigd. Het woord groen dat in het geel geschreven is, bijvoorbeeld, verstoort onze hersenen, die een contradictie waarnemen; de tijd die onze hersenen nodig hebben om deze contradictie te decoderen, vertraagt de tijd om het juiste antwoord te geven. Ruimten Wetenschapsspellen en Robots I Pagina 07

8 Opdracht 05 I Kwestie van evenwicht Zoek het groene paneel met als titel Kwestie van evenwicht. Het bevindt zich bovenaan de Pass erelle. Zoek het? Volg de aanwijzingen en stap elk om beurten op de vreemde fiets achter je. Probeer een volledig rondje te fietsen zonder je voeten op de grond te zetten. Is het gemakkelijk om je evenwicht te bewaren? Leg uit in enkele woorden. > Uw leerlingen zullen het zeker hebben over evenwicht, de ongewone vorm van de fiets, helling van de Pass erelle... Laat hen over hun ervaringen vertellen. Welke lichaamsdelen zorgen er volgens jou voor dat je je evenwicht bewaart? > Luister naar wat ze te zeggen hebben. Lees nu het paneel om je antwoord aan te vullen. > De zenuwcellen van onze spieren, onze huid, onze ogen, ons binnenoor spelen de rol van sensoren om ons lichaam in evenwicht te houden. Een deel van deze elementen zouden we de sensoren van het lichaam kunnen noemen. Naar welk orgaan sturen zij de informatie? > Deze sensoren sturen informatie over de omgeving, de positie en de bewegingen van ons lichaam naar onze hersenen. Nu je dit zeer ingewikkelde toestel hebt getest, mag je de fiets proberen die ernaast staat, bij het paneel Fraai staaltje van mechanica. Terwijl je trapt, wacht je een mooie verrassing! Pagina 08 I Ruimten Wetenschapsspellen en Robots

9 Opdracht 06 I Robots, in drie woorden De opdracht wordt uitgevoerd bovenaan de Pass erelle, bij de blauwe panelen en de robots in de vitrine. [10+] Ga eerst naar het paneel dat naast het kleine podium staat. Je herkent het aan zijn titel : 3 woorden om een robot te maken. Zoek in de teksten rond de schermen de drie werkwoorden die de werking van een robot samenvatten. Om je te helpen, geven we hierna de eerste letter van elk van de woorden en een streepje per ontbrekende letter. > Waarnemen / analyseren / handelen Waarnemen : de robot is een machine die voortdurend fysiek en rechtstreeks in interactie is met zijn omgeving. Hij beschikt over verschillende apparaten die dienen als oog, oor, sonar, neus of zelfs huid. Dat noemt men de sensoren. Analyseren : al deze informatie heeft geen enkel nut zonder hersenen (het programma) om die informatie te analyseren en de bevelen die uit deze analyse voortvloeien door te geven aan de andere onderdelen van de robot. Handelen : nu moet de robot alleen nog de opdracht uitvoeren die hem is toevertrouwd. De taken zijn bijvoorbeeld : voorwerpen hanteren, zich verplaatsen, gereedschappen bedienen of communiceren met andere machines of met mensen. Maar waarvoor kunnen robots dienen? Om hierover meer te weten, kun je gaan kijken naar de scharnierende arm achter een spelletje 4 op een rij. Zoek op het blauwe paneel aan de linkerkant : waarvoor diende de arm vroeger? Omcirkel het goede antwoord. a) Hij verfde auto s. > b)hij werkte in een geneesmiddelenfabriek. c) Hij schroefde doppen op tubes tandpasta. Noem een andere taak waarvoor men in een fabriek soms een robot gebruikt. > Schilderen, lassen, assembleren, inpakken: alle soorten bandwerk. Aan de andere kant van het podium vind je een reeks robots in een vitrine. Bekijk ze goed : ze verschillen zeer sterk van elkaar! Dichtbij de schermen onder de vitrine zijn nog een aantal verklaringen te vinden. [10+] Geef de naam van een film waarin verschillende robots te zien zijn. > Wall-E, Star Wars, I-Robot, Transformers, Robots, Astro Boy... En voor welke ta(a)k(en) zou je bijvoorbeeld thuis een robot kunnen gebruiken? > Robots kunnen het huis bewaken, schoonmaken, de tuin onderhouden Maar wat men een keukenrobot noemt, stemt niet meer echt overeen met de definitie van een robot. Op gevaarlijke plaatsen of in extreme milieus kunnen robots opdrachten uitvoeren die geen mens ooit zou kunnen doen. Kies uit de tekst 3 dergelijke milieus en noteer ze hieronder. > In de ruimte, op zeebodems, op slagvelden (bijvoorbeeld om bodems te bepalen), in kerncentrales Ruimten Wetenschapsspellen en Robots I Pagina 09

10 Uitdaging I Robots zijn overal! Verzamel uw leerlingen rondom u in de ruimte die u ter beschikking wordt gesteld in de buurt van de robots. Kom terug op opdracht 6, waarin wordt gesproken over de wereld van de robotica. Bespreek met uw leerlingen : hebben ze begrepen waarom men spreekt van de 3 termen waarnemen analyseren handelen? Vraag hen om goed te kijken naar de tekening op de pagina hiernaast en te proberen om zoveel mogelijk robots terug te vinden. Zijn ze het allemaal eens? Hierna volgt wat stof tot nadenken om de discussie te voeden. Wanneer we het woord robot horen, denken we vaak aan een machine die op een mens lijkt en die alle taken kan uitvoeren waar we zelf geen zin in hebben... Maar een hedendaagse robot kan veel verschillende gedaanten aannemen : de ene kan een hond zijn, de andere een stofzuiger of een gewone scharnierende arm, zoals je hebt gezien in de tentoonstelling. Een robot kan op verschillende manieren worden gebruikt: om repetitieve taken uit te voeren in een fabriek, om de bodems van oceanen en van andere planeten te onderzoeken... of gewoon om ons gezelschap te houden. Wat is er dan nodig om de benaming robot te verdienen? Een systeem dat ervoor zorgt dat hij kan bewegen. Een motor bijvoorbeeld. Sensoren die hem helpen om zijn omgeving te herkennen. Een elektronisch en/of informaticasysteem om hem opdrachten te geven en te controleren. Zelfs specialisten zijn het er niet over eens wat een robot nu precies is. De lift, bijvoorbeeld, is dat een robot? Voor sommigen wel, omdat hij sensoren bevat die het toestel aanwijzingen geven en naar een bepaalde verdieping brengen; maar voor anderen niet omdat hij niet intelligent is. Ook een klassieke wasmachine is geen robot, maar eerder een programmeerbare automaat, terwijl een machine die het gewicht van het wasgoed analyseert om de hoeveelheid water aan te passen, er wel een zou zijn... Pagina 010 I Ruimten Wetenschapsspellen en Robots

11

12 Met de steun van de EFRO