Elementen. Thema 6. Sport en spel. Lesvoorbereiding. Docentenhandleiding. Versie juni Ooi en Ram

Transcriptie

1 Elementen Thema 6 Sport en spel Lesvoorbereiding Versie juni 16

2 INHOUDSOPGAVE ACTIELIJST... 3 BENODIGDHEDEN Algemeen Bestellijst... 6 Werkstuk... 7 LEERDOELEN 1 Snel, sneller, snelst Versnellen en vertragen Energie en warmte Krachten en katrollen Hefbomen TIPS & TRICKS 1 Snel, sneller, snelst Versnellen en vertragen Energie en warmte Krachten Hefbomen en katrollen blz 2

3 Actielijst Taak Door wie (NASK) Klassenassisent Werkboek doornemen T6 DH T6 4 Tijdlijn Leerdoelen bestuderen Blz 8 Tips & Tricks doornemen + eventuele hulpmiddelen maken Blz 13 Materialen verzamelen en klaarzetten - NASK Blz 5-6 Proeven doen (NASK) WB T6 Materialen verzamelen en klaarzetten - werkstukken Blz 7 Materialen verzamelen en klaarzetten - theorie Blz 5-6 (voorbeeld) werkstukken maken WB T6 Taakborden ophangen DH T6 2 Werkbladen uitprinten en kopiëren DH T6 3 Start nieuwe boek T6 blz 3

4 Benodigheden Versnellen en vertragen PC met toegang tot internet: klokhuis Snelheidscontrole Algemeen Voorbeeld werkstukjes Kleurpotloden Watervaste stiften Wit A4 80g Ruitjespapier 5x5 mm Introductie Kleurpotloden Plattegrond van het lokaal Balans (1 per groepje) 6 Gewichtjes van 10 gram Snel, sneller, snelst PC met toegang tot internet: klokhuis Windtunnel Opdracht 9 windsnelheid en windkracht Knipblad (beschrijving windsnelheden) Evt. poster met windsnelheden en windkracht Voor de proef: Hardlopers, snel, sneller, snelst Meetlint van 50 meter Stopwatch Evt. een startvlag Voor de proef: Het remspel Wegschiet autootje Liniaal Drie soorten remmateriaal (bijv, stof, kunststof, schuurpapier) Of een lange plank (1,5m) met daarom remmateriaal. Energie en warmte PC met toegang tot internet: klokhuis Autoband Voor de proef: Hoe groot is de wrijvingskracht Houten blok (min 30 x 30 x 60 mm) Glad oppervlak (bijv. wit etalage karton) Ruw oppervlak (bijv grof schuurpapier) Spijkertjes Bakje (aan een draadje aan het blok vast) Krachtmeter (1-5 N) Voor de proef: Is de wrijving van alle materialen gelijk? Blok met vier verschillende materialen: vilt, rubber, schuurpapier, hout. Houten plank (ongeveer 1,10 m) Liniaal of meetlat (1 m) blz 4

5 Krachten PC met toegang tot internet: klokhuis Trekkracht PC met toegang tot internet: Powersoften Voor de proef: Kracht meten Opstelling met 1 katrol (onderplaat + statief) Opstelling met 2 katrollen (onderplaat + statief) 2 of 3 krachtmeters 5N Touw 2x of 3x 4 gewichtjes van 0,5 N Opdracht 52 Weegschaal (in kg) Versnellen en vertragen Voorbeeld tandwielen. Waaraan de leerling kan zien hoe drie soorten tandwielen werken: twee rechte tandwielen, twee kegeltandwielen en een worm met wormwiel. Evt. voorbeeld ijsschep, muziekdoosje Tandheugel van 200 mm lengte Tandwiel met 30 tanden Tandwiel met 10 tanden Energie en warmte T0 ontwerpboek Voor het prototype: papier 180g Hefbomen en katrollen PC met toegang tot internet: klokhuis Perpetuum mobiel Opdracht 65 Evenwicht Balans 6 Gewichtjes van 50 gram = 0,5 N Voor de ontwerpopdrachten is het ontwerpboekje nodig. Dit ontwerpboekje is opgenomen in het boek T0. Snel, sneller, snelst T0 ontwerpboek Voor het maken van een prototype: Papier Karton restmateriaal (hout, kunststof, metaal) Een basisautootje om het prototype te maken / testen Krachten T0 ontwerpboek Evt. voorbeeld eierknipper, komkommerhoesje, theezakjes automaat Voor het prototype: strook papier 100 x 300 mm, A4 papier voor opberger. Hefbomen en katrollen Evt. voorbeelden: klauwhamer, zijkniptang, steeksleutel (+ bout), schaar Wip met maatverdeling Grootblok (4 blokken) 4 kleine blokjes blz 5

6 Benodigheden In de tabel hieronder de bestellijst voor materiaal voor ongeveer 100 leerlingen. Aantal Materiaal Afmeting (mm) Hout 20 Grenen / Vuren lat 500 x 20 x 20 6 Gabon triplex 600 x 300 x Gabon triplex 600 x 300 x 4 45 Rondhout Ø 10 x Houten bal Ø Grenen / Vuren lat 500 x 25 x 5 10 Grenen / Vuren lat 500 x 10 x 10 Metaal 10 Aluminium 400 x 200 x 0,8 Aantal Materiaal Afmeting (mm) Elektronica Overige 400 Wielen 45mm 40 Draadeind M3 x Tandwielen boring 4mm 20 mm 100 Tandheugel 50 mm 700 Bout en moer M4 M4 x IJsstokjes 600 Deuvels 6 x m Touw (div kleuren) 1mm dik 100 Knopen Ø m Klitteband 15 mm breed 200 Knikkers Ø Kunststof 10 Acrylplaat (div kleuren) 500 x 500 x 3 Overige Materialen 100 Vilt (div kleuren) 300 x 200 x 1 blz 6

7 Benodigdheden Raceauto KA Evenwicht KA LET OP De leerling maakt een eigen ontwerp De leerling komt met een goedgekeurde materialenlijst! houtboor 3-4 mm Schuurpapier fijn ( ) Schuurpapier grof (120-80) Houtlijm Warme lijm Metaal boor 10 mm of verzink boor Boormal 100 x 30 Materiaal Materiaal Vuren houtblok 200 x 20 x 20 mm 2x draadeind 50 mm x M3 4x wielen 28 x 9 mm 2x Vuren lat 250 x 30 x 5 mm Vuren latje 30 x 10 x 5mm 2 knikker ± Ø 30 mm; ± Ø 20 mm blz 7

8 Benodigdheden Duimworstelen KA Kegelbaan KA LET OP De leerling maakt een eigen ontwerp De leerling komt met een goedgekeurde materialenlijst! Boren maat 25 t/m 40 Boormal 150 x 120 LET OP De leerling maakt een eigen ontwerp De leerling komt met een goedgekeurde materialenlijst! Naald en draad Spelden Materiaal Materiaal GL Grondplaat: hout, kunststof, metaal, rubberplaat Max 150 x 120 x 4mm Deuvels (Ø6 mm), rondhout e.d. Elastiek, touw, ijzerdraad vilt 300 x 100 mm rondhout 180 mm x Ø 10 mm 2x werktekening driehoek vilt 70 x 80 mm blz 8

9 Benodigdheden Tandwielkastje KA Watervaste stift Steeksleuteltje houtboor 4 mm houtboor 8 mm Boormal 100 x 100 Materiaal KB GL KB GL Grenen plaat 100 x 100 x 10/8 mm 7x tandwielen Ø20 mm, boring 4mm tandheugel 50mm + ijstokje Latjes diverse 7x bout 20 x M4 7x moer M4 7x ring M4 Acrylplaat Transparant 100 x 100 x 3 mm blz 9

10 Leerdoelen per hoofdstuk 1 Snel, sneller, snelst Het gaat hier om... snelheid in de brede zin van het woord: snelheid van een voorwerp of persoon, snelheid van de lucht en wind. Bij theorie ligt de nadruk op het ontwerpproces. dat windsnelheid wordt gegeven in windkracht dat windkracht wordt aangegeven in de schaal van Beaufort de betekenis van de windkracht 0 t/m 12 op de schaal van Beaufort de windsnelheid bij windkracht 0 t/m 12 tijd en afstand meten tijd en afstand gebruiken om een gemiddelde snelheid te berekenen omrekenen van seconden naar uur omrekenen van m/s naar km/h grootheden en de bijbehorende eenheden (snelheid (m/s; km/h), afstand (m), tijd (h; s)) Proeven Hardlopers, snel, sneller, snelst Begrippen: Windsnelheid, windkracht, m/s, km/h, schaal van Beaufort, windtunnel, luchtstroom, afstand, tijd, snelheid nadenken over vreemde uitvindingen: waarom zijn ze gemaakt, wat is het nut / voordeel nadenken over de eisen waaraan een (gebruiks)voorwerp moet voldoen bij een bepaald doel de zes stappen van de ontwerpcirkel gestructureerd en begeleid ontwerpen met de ontwerpcirkel Begrippen Oplossing, probleem, uitvinding, technisch ontwerpen, ontwerpcirkel, eisen, programma van eisen (PvE), oplossingstabel, prototype, lijst met benodigdheden. Werkstuk De leerling maakt eerst een basis race-autootje. Belangrijk is dat de wielen soepel draaien en het autootje soepel en recht rijdt. Andere versiering is in principe niet van belang (maar kost wel extra tijd!!). De leerling gaat vervolgens zijn oplossing maken voor het lanceren van de race-auto. Wat de leerling maakt moet overeenkomen met zijn ontwerp in het ontwerpboek. Dit is ook onderdeel van het cijfer! Tenslotte test de leerling zijn uitvinding. Maakt eventueel nog aanpassingen en laat de auto dan race op de racebaan van 1 meter. De tijd kan worden gemeten en er kan een score van snelste tijden worden bij gehouden. Ontwerp omzetten in een product Hout, metaal en evt. kunststof bewerken Hout, metaal en evt. kunststof afwerken Oplossingen voor problemen bedenken Omgaan met tegenslag blz 10

11 Leerdoelen per hoofdstuk 2. Versnellen en vertragen Het gaat hier om. versnellen in de vorm van het veranderen van snelheid van een voorwerp. Bij een vallende voorwerp gaat het om de gravitatieversnelling van de aarde. Vertraging gaat over remweg en afremmende eigenschappen van verschillende bodemsoorten. Bij theorie gaat het om versnellen en vertragen door tandwieloverbrenging. hoe de snelheid bij een flitspaal kan worden bepaald wat een snelheidsradar is en hoe deze werkt wat een remweg is dat verschillende materialen invloed hebben op de lengte van de remweg berekenen van gemiddelde snelheid berekenden van de snelheid op een bepaald moment (a.h.v. de versnelling of valversnelling) berekenen van de versnelling van een voorwerp, aan de hand van de kracht en massa. grootheden en de bijbehorende eenheden (snelheid (m/s; km/h), afstand (m), tijd (h; s), massa (kg), versnelling (m/s2), kracht (N)) Proeven Het remspel Begrippen: Snelheidscontrole, snelheidsmeting, radar, remweg, gemiddelde snelheid, afstand, tijd, beginsnelheid, snelheid, versnelling, massa, kracht, verplaatsing de draairichting van een tandwiel bepalen verschillende soorten tandwielen herkennen dat bij gebruik van meerdere tandwielen je kunt versnellen of vertragen dat bij gebruik van meerder tandwielen je krachten kunt vergroten of verkleinen overbrengingsverhouding tussen twee tandwielen berekenen. Begrippen Tandwielen, draairichting, rechte tandwielen, kegeltandwielen, tandheugel, rondsel, wormwiel, worm, draaikracht, draaisnelheid, overbrengingsverhouding Werkstuk De leerling maakt een tandwielkastje bestaande uit 7 even grote tandwielen. De moeilijkheid van dit werkstuk zit in het maken van het patroon: het ontworpen patroon moet exact worden afgetekend zodat de tandwielen precies in elkaar passen en het geheel soepel draait! Ontwerpen van een patroon Heel nauwkeurig boren Problemen oplossen Zorgvuldig werken Werken aan de hand van een werkbeschrijving Bewerken en afwerken van hout Bout en moer monteren met het juiste gereedschap blz 11

12 Leerdoelen per hoofdstuk 3. Energie en warmte Het gaat hier om Wrijving tussen twee oppervlakken. De wrijving kan hoog zijn (veel grip) of laag (weinig grip). De mate van wrijving wordt aangegeven met de wrijvingscoëfficiënt. De leerling maakt (nogmaals) kennis met werkenergie en omzetting van verschillende soorten werkenergie. Het tweede deel van theorie gaat over het ontwerpproces. dat een autoband een aantal speciale en belangrijke eigenschappen heeft die zorgen dat een auto voldoende grip op de weg heeft het verschil tussen winter en zomerbanden de wrijvingskracht testen op een gladde en stroeve ondergrond kracht meten met een veerunster (krachtmeter) de wrijvingscoëfficiënt proefondervindelijk bepalen de wrijvingscoëfficiënt berekenen dat een grote wrijvingscoëfficiënt veel grip betekent en een lage weinig grip grootheden en de bijbehorende eenheden (kracht (N), wrijvingscoëfficiënt (-)) Proeven Hoe groot is de wrijvingskracht? Is de wrijving van alle materialen gelijk? Begrippen: Eigenschappen van een autoband, vulkaniseren, profiel, winterband, zomerband, krachtmeter, kracht, newton, wrijving, wrijvingscoëfficiënt verschillende werkenergieën kennen werkenergieën benoemen bij een gegeven gebeurtenis (hardlopen, fietsen, springen, dynamo, etc.) de zes stappen van de ontwerpcirkel gestructureerd en begeleid ontwerpen met de ontwerpcirkel Begrippen Werkenergie, energie omzetting, technisch ontwerpen, ontwerpcirkel, eisen, programma van eisen (PvE), oplossing, probleem, evalueren, prototype, oplossingstabel, lijst van benodigdheden Werkstuk De leerling maakt... Een boksring voor het spel duimworstelen. De leerling maakt zijn eigen ontwerp in vorm (bodemplaat) en aankleding (paaltjes en hekwerk). Het is belangrijk dat de boksring niet groter is dan de gegeven maximale afmeting (150 x 120 mm) en dat de duimen goed en ruim door de gaten passen. Ontwerp omzetten in een product Hout, metaal en evt. kunststof bewerken Hout, metaal en evt. kunststof afwerken Oplossingen voor problemen bedenken Omgaan met tegenslag blz 12

13 Leerdoelen per hoofdstuk 4. Krachten Het gaat hier om krachten, kracht meten en kracht berekenen. De leerling wordt gestimuleerd zelf meer over onderzoek na te denken (zelf een proef en onderzoeksvraag bedenken). Verder wordt de wetenschappelijke notatie voor grote en kleine getallen aangestips. Bij theorie ligt de nadruk op ontwerpen. verschillende soorten krachten dat je met katrollen minder kracht nodig hebt kracht meten kracht berekenen m.b.v. een formule (massa en versnelling gegeven) wetenschappelijke notatie toepassen voor een getal grootheden en de bijbehorende eenheden (kracht (N), massa (kg), versnelling (m/s2)) Proeven Kracht meten Oplossing, probleem, uitvinding, technisch ontwerpen, ontwerpcirkel, eisen, programma van eisen (PvE), oplossingstabel, prototype, lijst met benodigdheden. Werkstuk De leerling maakt Een kegelbaan die je kunt omvormen tot een opberger voor de mat, kegels en bal. KB en GL leerlingen moeten in de kegelmat een driehoek van vilt in een ander kleur naaien. Daarvoor moeten ze uit de gegeven mat een driehoek knippen of snijden en vervolgens uit een ander stuk vilt een even grote driehoek knippen en snijden en deze in de mat innaaien. Ontwerp omzetten in een product Textiel bewerken (en evt. afwerken) Hout, metaal en evt. kunststof bewerken Hout, metaal en evt. kunststof afwerken [KB/GL] snijden / knippen van vilt [KB/GL] stiksteek Zorgvuldig werken Oplossingen voor problemen bedenken Omgaan met tegenslag Begrippen: Kracht, newton, lier, katrollen, krachtmeter, gravitatieversnelling, versnelling, massa, wetenschappelijke notatie nadenken over vreemde uitvindingen: waarom zijn ze gemaakt, wat is het nut / voordeel de zes stappen van de ontwerpcirkel gestructureerd en begeleid ontwerpen met de ontwerpcirkel Begrippen blz 13

14 Leerdoelen per hoofdstuk 5. Hefbomen Het gaat hier om hefbomen, hefboomwerking, koppel en moment. wat een hefboom is dat voor beweging altijd energie toevoer nodig is de reden waardoor energie verloren gaat (aan warmte!) koppel van een hefboom / balans berekenen een balans in evenwicht te brengen door het koppel links en rechts van het draaipunt gelijk te maken Het moment van een hefboom berekenen. [GL/KB] kracht berekenen als moment (M) en afstand gegeven zijn grootheden en de bijbehorende eenheden (koppel (Nm), moment (Nm), afstand of arm (m), kracht (N)) Proeven Evenwicht Begrippen Wip, hefboom, kracht, afstand, evenwicht Werkstuk De leerling maakt Een wip waarvan het draaipunt niet in het midden zit. Met aan de ene kant een kleine knikker en aan de andere een grote knikker, moet de leerling de wip zo maken (het op de juiste plek zetten van het draaipunt) dat de wip in evenwicht is. Afmeten met liniaal en blokhaak Het midden uitmeten om te boren Zorgvuldig boren (het gat mag niet door en door!) Hout bewerken en afwerken Een hefboom in evenwicht te maken (experimenteel of door te berekenen(!)) Problemen oplossen Zorgvuldig werken Werken aan de hand van een werkbeschrijving Begrippen: Perpetuum mobiel, energie, weerstand, koppel, arm, kracht, gewicht, draaipunt, afstand, evenwicht, balans, moment. wat een hefboom is wat een hefboom doet (grote beweging = kleine kracht / kleine beweging = grote kracht) gereedschappen die gebruiken maken van hefboom werking herkennen / noemen een hefboom maken of er gebruik van maken blz 14

15 Tips & tricks 1. Snel, sneller, snelst Algemeen Proefverslag De leerling moet eerst stap 1 t/m 4 van zijn proefverslag gemaakt hebben, voordat hij de spullen van de proef krijgt. Let vooral op stap 4 (wat ga je doen) ingevuld is. De leerling moet nagedacht hebben over wat hij gaat doen in de proef. Het is verstandig om de leerlingen die spullen voor de proef krijgen een paraaf in hun schrift (onder stap 1 t/m 4) van het proefverslag te geven. Dit om overschrijven voor te zijn. Ontwerpen Technisch ontwerpen via de 6 stappen van de ontwerpcirkel komt hier voor het eerst aan bod. Leerlingen vinden dit moeilijk. Tips Werk de eerste keer in groepjes (ong 6 leerlingen) om het ontwerpproces te begeleiden Laat je bij stap 1 en 2 niet verleiden in oplossingen te denken!! Stimuleer het nadenken door voorbeelden te geven, vragen te stellen en uit te dagen out of the box te denken Laat iedere leerling een eigen (uniek) ontwerp maken (niet nadoen of namaken van een oplossing in een groep) Laat ze goed nadenken over de benodigdheden (materiaal en afmeting)! En vervolgens alleen die materialen te geven die ze op hun lijstje hebben staan ze lopen dan vanzelf tegen tekortkomingen aan en kunnen hun lijstje aanpassen Wees kritisch bij de beoordeling: al is een werkstuk nog zo mooi, het gaat hier om het ontwerpproces. Dus werkstuk moet aan het ontwerp voldoen om een goed cijfer te krijgen!! Opdracht 9 Windsnelheden en windkracht Beschrijving: Bij deze opdracht werkt de leerling met twee werkbladen: werkblad I zit achter in het boek. Hierop zijn afbeeldingen van verschillende windsnelheden te zien. Eerst schrijft de leerling bij de afbeeldingen de windkracht 1 t/m 12. Daarna knipt de leerling de windsnelheid in km/h uit werkblad II en plakt deze bij het juiste plaatje. Dat gaat de leerling met de beschrijvingen op werkblad II aan de slag. De beschrijvingen moet hij opzoeken in wikipedia zodat de windkracht 1 t/m 12 bij de beschrijvingen kunnen worden geschreven. Daarna knipt de leerling de windsnelheid in m/s uit en plakt deze bij de juiste beschrijving. Tenslotte moeten de vierkanten met beschrijvingen uit geknipt worden en als een boekje bij het juiste plaatje op werkblad I geplakt worden. Opdracht 10 Klokhuis windtunnel Controle vraag: noem nog één voorwerp dat ze in de windtunnel hebben gezet om met rook te kijken hoe de wind waait. Antwoord: een maquette van een stad km/h Hier plakken blz 15

16 Tips & tricks Opdracht 11 Hardlopers, snel, sneller, snelst Beschrijving: 50m Twee of drie leerlingen gaan 50 meter hardlopen. Eerst meten ze de afstand af met een meetlint of loopwiel. Het is praktisch om één leerling bij het beginpunt en één bij het eindpunt te zetten, maar de leerlingen mogen dit zelf bepalen. Het is handig om een startvlag te gebruiker zodat de tijdopmeter kan zien wanneer er gestart wordt. Vervolgens lopen ze om de beurt de 50 meter en wordt de tijd gemeten en genoteerd. Of ze snel of langzaam lopen is niet relevant! De tijden worden in de vervolgopdracht gebruikt om de snelheid te berekenen. Opdracht 12 Tijd en snelheid omrekenen. De leerlingen hebben vaak veel moeite met het omrekenen. Laat ze bij 12a een extra opdracht uitrekenen in hun schrift (ter controle mbt overschrijven). Opdracht 17 Stap 1 van het ontwerpproces De leerlingen moet kritische vragen voor de opdrachtgever (de docent) bedenken waarmee ze ontdekken wat de spelregels van het race-spel zijn. De docent beantwoord de vragen. Opdracht 18 Stap 2 van het ontwerpproces De leerling moet nu goed nadenken over de eisen waaraan het autootje moet voldoen. Te denken valt aan: licht, soepel rijden, snel, mooi, sterk, etc. Opdracht 21 en 22 Lijst benodigdheden Laat de leerling goed nadenken over de materialen die ze nodig hebben om hun motor, lanceerinrichting, schans, etc. te bouwen. Geef de leerling een briefje waarop de volgende zaken moeten komen te staan: Aantal Materiaal Afmeting (mm) Leg het omrekenen stap voor stap uit en kijk goed naar de hulppijlen in de tabel: bij de eerste (van 50 m in.. s naar snelheid in m/s) moet de leerling dus delen door de gemeten tijd Van tabel 1 naar 2 moet de leerling vermenigvuldigen met 3600 En bij de laatste (van m/h naar km/h) delen door 1000 Opdracht 16 Pillenhouder Stimuleer de leerling om na te denken over de eisen waaraan zo n pillenhouder moet voldoen. De leerlingen vinden dit in het algemeen best moeilijk. Beschrijf de gebruikssituatie en stel vragen. Werkstuk raceauto lancering Eerst maken de leerlingen de basis-auto. Het gevaar is dat ze hier te veel tijd aan besteden! Perk die tijd in, bijv. 30 minuten. Laat ze daarna aan het uitwerken van het ontwerp werken. Het cijfer bestaat bij dit werkstuk voornamelijk uit: Hoe is het ontwerpproces gegaan (inzet / goed nadenken / originaliteit van het ontwerp) Hoe is de uitwerking van het proces (klopt wat de leerling gemaakt heeft met wat hij op papier heeft ontworpen?) Werkt het en zet de leerling een snelle tijd neer blz 16

17 Tips & tricks 2. Versnellen en vertragen Opdracht 24 Klokhuis Snelheidscontrole Controle vraag: Leg uit met de tekening hoe de snelheid gemeten wordt Antwoord: Twee lussen in de weg. De afstand tussen de lussen is bekend (bijv. 5 meter) De tijd wordt gemeten wanneer de auto over de eerste lus rijdt en gestopt als hij over de tweede rijdt. Nu kun je de afstand (5m) delen door de tijd die de auto erover deed en weet je dus de gemiddelde snelheid? m Opdracht 25 - Proef Het remspel 1 Beschrijving: remmateriaal De leerling moet zelf de onderzoeksvraag bedenken! 2 Er wordt een afschiet autootje op een gladde baan (1-1,5m) gezet. De leerling meet op hoe ver het autootje komt. Dan zet hij de auto op een stroeve baan (bijv. schuurpapier) en wordt de afstand weer gemeten. Tenslotte worden er obstakels op de gladde baan gelegd: papier of textiel snippers en wordt de remweg voor de derde keer gemeten. Het gaat bij de ze proef om het begrip REMWEG. De remweg verschilt per omstandigheid! Opdracht 26, 27 en 28 Rekenen met formules Laat de leerling altijd eerst de formule in het schrift schrijven. Laat de leerling vervolgens de letters in de formule vervangen door de juiste getallen Laat de leerling de uitkomst uitrekenen Zorg dat bij elk getal de juiste eenheid staat. Benadruk grootheid en bijbehorende eenheid Opdracht 30 en 31 Beschrijving: Maak ter ondersteuning van (de uitleg) deze opdracht een plankje met daarop rechte tandwielen, kegel tandwielen en wormwiel en worm zoals op het plaatje. Wijs de leerling erop dat je op de as van een tandwiel kijkt om te bepalen of deze met de klok mee draait of tegen de klok in. Dit is vooral bij de worm van het wormwiel lastig! Opdracht 32 Beschrijving: De leerling moet de overbrengingsverhouding tussen twee tandwielen bepalen. Het vereenvoudigen van de breuk vinden ze vaak lastig! Evt. laat je de leerling de overbrengingsverhouding van twee voorbeeld tandwielen bepalen (je kunt dan precies zien of ze weten wat ze moeten doen en ze helpen met het vereenvoudigen) Benadruk een grote snelheid met een kleine kracht wordt omgezet in een kleine snelheid (groter tandwiel) met een grote kracht. De verhouding tussen deze twee is dus de bij 32 bepaalde overbrengingsverhouding. Werkstuk tandwielkastje Eerst moet de leerling de tandwielen in een bepaald patroon leggen. De plaats van de assen moet nauwkeurig aangegeven worden: Leg de tandwielen niet te strak tegen elkaar Gebruik een stift om in het midden van het tandwiel een stip te zetten Hou het tandwiel met 1 vinger vast en zet de stip. Blijf het tandwiel vasthouden en pak het volgende tandwiel vast, zorg dat dit tweede tandwiel niet verschuift. Het eerste tandwiel kun je nu loslaten en mag verschuiven zet weer een stip, etc. Het boren moet nauwkeurig gebeuren. Let ook op dat de onderkant met een 8 mm houtboor een stukje wordt ingeboord om de kopjes van de boutjes weg te laten vallen. Verkeerd geboorde gaten kunnen met rondhout worden opgevuld, opnieuw worden gemarkeerd en geboord (let op de onderkant!) blz 17

18 Tips & tricks 3. Energie en warmte Opdracht 36 Klokhuis Autoband Controle vraag: Wat is het verschil tussen een zomer en winterband Antwoord: In het klokhuis wordt duidelijk getoond dat een winterband lamellen (sneedjes)heeft Opdracht 38 - Proef Is de wrijving van alle materialen gelijk Beschrijving: Voor deze proef is een plank van 1 meter nodig, 2x een meetlat van 1 meter (of 1 van 1 meter en 1 van 50 cm) en een houten blok. Het houtenblok aan drie zijden beplakt zijn, bijv. met vilt, rubber en schuurpapier. a Controle vraag: De presentator laat op twee manieren zien dat een winterband meer grip heeft. Noem er één. Antwoord: Met het water remmen voor een watergordijn Met de gladde (witte) bocht. Controle vraag: Waarvoor zijn de geultjes in een band Antwoord: Die voeren het water af waardoor de band zijn grip behoudt. Opdracht 37 - Proef Hoe groot is de wrijvingskracht? Beschrijving: Een glad blokje hout wordt op een glad oppervlak gezet. Aan het blokje zit een touwtje en aan het touwtje een bakje waarin de leerling spijkertje kan doen. Let op dat het blokje minstens 20 cm van de tafelrand ligt, zodat het de ruimte heeft om te gaan glijden. De leerling meet met een veerunster hoeveel het gewicht (in Newton!) van het bakje spijkers is. Dezelfde proef wordt gedaan, maar nu wordt het blokje op een ruw oppervlak (bijv. schuurpapier) gelegd. Het gaat om het moment dat het blokje begint met glijden (het hoeft dus niet de hele tafel af te glijden). b De leerling legt de plank en de meetlat (van 1 meter) naast elkaar. Dan leg hij het blok op het uiteinde van de plank. De plank wordt nu aan het uiteinde rustig opgetild Op het moment dat het blok gaat schuiven worden afstand a en b gemeten en genoteerd in de tabel. Deze getallen worden in opdracht 39 gebruikt om de wrijvingscoëfficiënt te berekenen: hoe meer wrijving, hoe hoger de plank moet worden opgetild, en hoe grote de wrijvingscoëfficiënt. Opdracht 41, 42 en 43 Werkenergie Bij het kiezen van het soort werkenergie dat gebruikt wordt bij een actie, moet de leerling het informatieblok gebruiken. Chemische energie en zwaarte energie zijn lastige begrippen. Toon zwaarte energie door een voorwerp (pen, blokje) te laten vallen Wijs bij chemische energie op de omzetting door verbranding ook in de spieren dus! blz 18

19 Tips & tricks Opdracht 46 Stap 4 van het ontwerpproces De probleembeschrijving (stap1), eisen (stap 2) en de ideeëntabel (stap 3) zijn gegeven. In stap 4 moet de leerling nu kiezen wat hij gaat doen. Hij zet een kruisje bij idee A of idee B (of als er maar 1 mogelijkheid is bij A). In de tweede kolom moet de leerling zo precies mogelijk opschrijven of tekenen wat hij gaat doen. Bijvoorbeeld, bij eis 1 de boksring moet van dun materiaal zoals, hout, kunststof of metaal gemaakt worden. Hier moet de leerling dus in de twee kolom opschrijven welk materiaal hij kiest. Om tot leukere ontwerpen te komen, simuleer de leerling om een andere vorm dan een rechthoek (150 x 120) te maken. De vorm moet wel binnen de maximale afmeting passen. Opdracht 47 Stap 5 van het ontwerpproces Voor het prototype kun je een A5 papier van 180g gebruiken. Gebruik een tekenmal (cirkels) voor het bepalen van de grootte en het aftekenen van de cirkel. Laat de leerling ook de eerder ontworpen vorm en de gaten voor de duim uitknippen. Werkstuk - Boksring voor duimworstelen De leerling begint met het boren van de gaten zoals hij met het prototype bepaald heeft. Daarna zaagt hij de boksvloer opmaat en werkt deze af. Voor de paaltjes kunnen deuvels gebruikt worden. Wanneer een leerling veel paaltjes wil gebruiken, geef hem dan een stuk rondhout en laat hem zelf de paaltjes zagen (toffelzaag en verstekbak). Voor de bevestiging van de touwen kun je bijv. warme lijm gebruiken, maar het is ook leuk om gaatjes in de paaltjes te boren en de draad daar door heen te halen. Het cijfer bestaat bij dit werkstuk voornamelijk uit: Hoe is het ontwerpproces gegaan (inzet / goed nadenken / originaliteit van het ontwerp) Hoe is de uitwerking van het proces (klopt wat de leerling gemaakt heeft met het prototype?) Originaliteit en moeilijkheidsgraad. (metaal is moeilijker dan hout!) Afwerking Controleer of de duimgaten groot genoeg zijn, op de goede plaats zitten en of de boksring binnen de maximale afmeting past. Goed gekeurde prototypen moeten afgetekend worden en worden gebruikt voor het maken van het werkstuk en voor het becijferen van het werkstuk! Opdracht 48 Lijst benodigdheden Laat de leerling goed nadenken over de materialen die ze nodig hebben om hun boksring te maken: bodemplaat, paaltjes, touw voor erom heen, versiering. Controleer de lijst met benodigdheden nauwkeurig blz 19

20 Tips & tricks 4. Krachten Opdracht 50 Klokhuis Trekkracht Controle vraag: Hoe brengt de presentator de breaking news auto bij de sloper? Antwoord: Hij trekt de auto zelf met een sleepkabel. Iemand anders zit achter het stuur. Controle vraag: Wie trekt varkentje rund los uit de kauwgum op de weg? Antwoord: Een krokodil, die hem op wil eten. Opdracht 53 Powers of ten Controle vraag: Wie of wat ligt er op het picknick kleed? Antwoord: Een vrouw zit op het kleed, een man gaat liggen. Controle vraag: Ligt het picknick kleed aan zee, aan een meer of in het bos. Antwoord: Het ligt op het gras vlak bij de zee dat kun je zien als je uitzoomt tot meter. Als je nog verder uitzoomt dan zie je dat het een enorm meer is (in de VS) Opdracht 54 Wetenschappelijke notatie is een moeilijk begrip, want de kinderen ook bij wiskunde moeten krijgen of al hebben gehad. Het gaat om het herhaald vermenigvuldigen met tien of delen door 10. Een wetenschappelijke notatie heeft altijd het onderstaande format: Opdracht 51 Kracht metern Beschrijving: De leerling moet hier zelf een proef bedenken om trekkracht te meten. In het blok je met benodigdheden kunnen ze zien dat ze katrollen moeten gebruiken, zoals ze net in de klokhuis uitzetting hebben gezien. In de praktijk blijken de leerlingen het moeilijk te vinden zelf iets te bedenken. Een (vaste) opstelling zoals hiernaast kan nuttig zijn. Wijs op het verschil in gemeten kracht en hoe de kracht verdeeld wordt door het gebruik van katrollen. Hier komt een getal tussen 1 en Hier komt het aantal van de herhaalde vermenigvuldiging of deling Opdracht 55 Het gaat hier om de parallel met het proefverslag. IN prinzipe is dat 1-1 aan te geven. Opdracht 56 Stap 3 van het ontwerpproces: Daag de leerling uit om iets origineels te bedenken. Ze vinden dit moeilijk! Opdracht 58 Stap 5 van het ontwerpproces: Gebruik een half A4 in de lengte als kegel mat. Geef extra papier voor het maken van de opberger. Laat de leerling nadenken over de te gebruiken materialen. Hoe krijg je het stevig? Hoe maak je het vast en weer los? blz 20

21 Tips & tricks Opdracht 60 Lijst benodigdheden Laat de leerling goed nadenken over de materialen die ze nodig hebben om hun kegelbaan met opberger te maken, inclusief bevestigingsmateriaal. Controleer de lijst met benodigdheden nauwkeurig Werkstuk - kegelmat KB-GL leerlingen knippen eerst een driehoekje uit de mat. Dan knippen ze een driehoek van een andere kleur uit een tweede stukje vilt. Dit driehoekje wordt netjes in de mat genaaid en is de positie waarop de kegels komen te staan. 5. Hefbomen Opdracht 63 Klokhuis perpetuum mobile Controle vraag: Kunnen stenen magnetisch zijn? Antwoord: Ja vuur steen is magnetisch als ze koud zijn ze worden dan ook een magneet aangetrokken, als ze warm worden zijn ze niet meer magnetisch. Opdracht 65 - Proef Zelf te definieren Beschrijving: De nadruk bij deze proef ligt op het beredeneren / berekenen waarom er wel of niet evenwicht is. Het begrip kracht maal arm moet vaak genoemd worden! De leerling maakt zijn eigen ontwerp. Het prototype is een leidraad. Het cijfer bestaat bij dit werkstuk voornamelijk uit: Hoe is het ontwerpproces gegaan (inzet / goed nadenken / originaliteit van het ontwerp) Hoe is de uitwerking van het proces (klopt wat de leerling gemaakt heeft met het prototype?) Originaliteit en moeilijkheidsgraad. (metaal is moeilijker dan hout!) Afwerking Opdracht 67 Laat ze met een eenvoudige wip zien wanneer je meer kracht moet zetten en welke kant de grootste amplitude heeft. Opdracht 68 Benadruk het Grote beweging kleine kracht (door de mens), wordt omgezet door een kleine beweging grote kracht (het gereedschap). Opdracht 72 Laat ze tellen en berekenen / beredeneren of er evenwicht is. De wip (evenwichtsdoos) klopt nooit helemaal, omdat het gewicht van de wip ook mee telt!! Werkstuk GL/KB leerlingen kun je vragen om de knikkers te wegen. Vervolgens kunnen ze door links en rechts het koppel uit te rekenen precies uitmeten waar het draaipunt van de wip moet komen! blz 21

22 ir R. E. Baan (1969) is in 1995 afgestudeerd aan faculteit Technische Wiskunde en Informatica aan de TU Delft. In 2002 begonnen in het vmbo. Eerst als docent wiskunde (HRO 2004). Daarna als docent techniek en natuurkunde (HRO 2007). En sinds 2014 ook als docent informatica (Fontys 2014). In oktober 2015 is zij gekozen als Leraar van het Jaar VO ing. M.C. Diesman (1962) heeft in 1995 de opleiding Werktuigbouw, aan de Hoge School Rotterdam e.o. afgerond. Sinds 2002 is hij werkzaam in het VMBO als docent natuurkunde (bevoegdheid HRO 2007) en techniek (bevoegdheid HRO 2007). Ook heeft hij een bevoegdheid als docent werktuigbouw (Fontys 2001).