Nood aan... De wereldproblemen worden groter en complexer. De oplossingen moeten uit de wetenschap komen. 06 april 2014

Transcriptie

1

2 Nood aan... De wereldproblemen worden groter en complexer. De oplossingen moeten uit de wetenschap komen. 06 april 2014 We zijn niet meer de techniekaandragers van vroeger. We moeten probleemeigenaren worden van de dingen die misgaan in de maatschappij en daar oplossingen voor genereren. We moeten meer maatschappelijke verantwoordelijkheid opeisen. Ten tweede moeten onderzoeker 2

3 Technologie voor de maatschappij Fysica energie Informatica milieu gezondheid Chemie Biologie veiligheid Wiskunde 3

4 ROSE studie (Relevance Of Science Education) Maatschappij-gedreven STEM Fysica milieu energie Informatica gezondheid Chemie Biologie veiligheid Wiskunde 5

5 Faculteit Ingenieurswetenschappen, KU Leuven De rol van een wetenschapper / ingenieur in de maatschappij STEM is noodzakelijk, cross-disciplinair en overal rond ons o o InnovationLab Dept. Materiaalkunde, Chemische Ingenieurstechnieken, Computerwetenschappen, Elektrotechniek STEM@school

6 Innovation Lab doelen Maatschappelijke uitdagingen????? Chemie Biologie Fysica Informatica Wiskunde 7

7 Innovation Lab doelen 1. Link met de leerstof S.O. Maatschappelijke uitdagingen! Oplossingen voor morgen!!!!! Chemie Biologie Fysica Informatica Wiskunde 8

8 Innovation Lab doelen 1. Link met de leerstof S.O. 2. Link tussen disciplines Maatschappelijke uitdagingen Oplossingen voor morgen! Chemie Biologie Fysica Informatica Wiskunde 9

9 Innovation Lab doelen 1. Link met de leerstof S.O. 2. Link tussen disciplines 3. Praktisch, interactief, zelf 4. Probleemoplossend Maatschappelijke uitdagingen! Oplossingen voor morgen Chemie Biologie Fysica Informatica Wiskunde 10

10 Ingenieuze projectdagen Ik daag je uit! Bouw mee aan de wereld van morgen! Kan je iets maken dat... Leerlingen ZELF laten ontdekken, onderzoeken Wetenschap leuk en zinvol vinden! 11

11 Filmpje van onze opening in april

12 Ooggestuurde Interface

13 Project Ooggestuurde interface Stuur een computer aan met enkel je ogen! 5 modules Combinatie van leerstof: o biologie (bio-potentialen), o fysica (stroom, spanning, weerstand), o informatica (programmeren), o wiskunde (cryptografie) Nodig: PC-klas met 1 computer per 2 à 3 leerlingen 14

14 Details modules Project Ooggestuurde interface Bio-potentialen: Nabouwen van het oog Analoog naar digitaal: Experimenteren met bits Elektronische schakeling: Bouwen van de sensor elektronica Samen halve dag 15

15 Details modules Project Ooggestuurde interface (2) Computerspel programmeren: Sensor uitlezen en gebruiken in scratch Cryptografie: Beveiligen van je data tegen ongewenste ogen Samen halve dag 16

16 Module 1: Biopotentialen Uitleg biopotentiaal Nabouwen oog Potentialen meten 17

17 Module 2: Analoog naar digitaal Info: hoe een analoog signaal digitaliseren Werken met eog scope 18

18 Module 2: Analoog naar digitaal Analoog en digitaal signaal onderzoeken Geluid opnemen: invloed van aantal bits? Hard en zacht signaal: invloed van aantal bits? Waarom signaal versterken.? 19

19 Module 3: Electro-oculografie Uitleg versterker Tekenen elektrisch schema Bouwen Elektrodes aansluiten en zelf eigen oogbewegingen testen 20

20 Module 3: Electro-oculografie Uitleg versterker Schakeling tekenen Elektrodes plaatsen Schakeling bouwen 21

21 Module 4: programmeren Programmeren in scratch 22

22 Module 5.1: Cryptografie identificatie Hoe kunnen we vermijden dat draadloze communicatie kan gehackt worden? Hacker Oogbewegingen Wolk Rolstoel 23

23 Module 5.2: Cryptografie veilige paswoorden Hill methode voor vercijfering Gebruik van matrixrekenen Voor wiskundig sterkere leerlingen 24

24 Energieopslag

25 Project Energieopslag 8 modules Combinatie van leerstof: o scheikunde (redox) Maak zelf batterijen en zorg voor groene energie-opslag! o fysica (stroom, spanning, weerstand) Nodig: Labo chemie (+ persoonlijke beschermingsmiddelen), groepjes van 3 4 leerlingen

26 Details modules Project Energieopslag Doorschuiven over selectie van modules Capaciteit: Maken opladen ontladen van een elektrolytische capaciteit Fruitbatterij: Fruitbatterij maken en spanning meten Elektrochemische reeks: Opstellen beperkte elektrochemische reeks Luchtbatterij: Luchtbatterij maken en parameters onderzoeken

27 Details modules Project Energieopslag (2) Doorschuiven over selectie van modules Hydraulisch equivalent: Hydraulische en elektrische opstelling maken en vergelijken Microbiologische brandstofcel: Brandstofcel in elkaar knutselen; stroom en spanningen meten Conversie van energie: Onderzoek het behoud van energie Temperatuureffect: Effect van de temperatuur op de inwendige weerstand van een batterij

28 De supercapaciteit Een capaciteit bestaat uit twee grote platen met daartussen een diëlectricum. Het wordt gebruikt om elektriciteit op te slaan Verschil met batterij is dat de spanning afneemt bij gebruik Leerlingen maken een capaciteit Ze bestuderen opladen en ontladen Zie demo opstelling 29

29 De elektrochemische reeks Leerlingen bestuderen de invloed van metaal op de performantie van de batterij. Leerlingen rangschikken verschillende metalen (Zn, Fe, Cu) op basis van hun standaardpotentiaal en dus edelheid Invloed van elektrolytconcentratie 30

30 Het hydraulisch equivalent Vergelijking tussen een elektrisch circuit en een hydraulisch circuit Debiet F stroom I P 1 = hoge druk V 1 = hoge potentiaal pomp R hydr batterij R elek P 0 = lage druk V 0 = lage potentiaal reservoir grond Wet van Poisseuille: F= P/R hydr Wet van Ohm: I= V/R elek 31

31 De brandstofcel Leerlingen maken een biobrandstofcel op basis van gist en suiker en onderzoeken het effect van een weerstand Zie demo opstelling RVS elektrode RVS elektrode vulopening neopreen afdichting spacer kationisch uitwisselingsmembraan 32

32 Wedstrijdmodule Laat als eerste het alarm van een wekkertje afgaan. Je mag alle vormen van energieopslag gebruiken die aan bod kwamen in de modules.

33 Praktisch???

34 Deelnemen met jouw school Projectdag of enkele halve dagen voor o o Tussen de 10 en de 250 leerlingen Van de 3 e graad ASO of TSO (min 4 uur wiskunde) Reserveren InnovationLab koffers voor een bepaalde week via reservatie.innovationlab@kuleuven.be Afhalen / terugbrengen koffer in Heverlee / Kortrijk Contractje 35

35 Bijscholingen Leerkrachten volgen GRATIS bijscholingen om projecten te leren kennen September 2014: reeds 75 leerkrachten uit tientallen verschillende scholen Januari 2015: reeds 42 voor tweede semester. Nog enkele plaatsen vrij

36 InnovationLab koffers Ooggestuurde Interface: 1 koffer voor 26 leerlingen Energieopslag: 2 koffers voor 18 leerlingen Opnieuw GRATIS 37

37 Beschikbaar materiaal Infoblad, experimentblad, eventueel vragenblad per module voor de leerlingen Uitgebreide leerkrachtenhandleiding met o Extra achtergrond informatie o Antwoorden op vragen o Suggesties bij veelgemaakte fouten Introfilmpje en afsluitende film(ooggestuurde interface) Introductiepagina,inleidende powerpoint, energie enquête, (energieopslag) nogmaals GRATIS 38

38 Doe mee

39 Vragen...