3.3 Les 3: Het opstellen van een hypothese Doel: Lesinhoud De leerlingen formuleren hypotheses die beginnen met ik denk dat. De leerlingen weten dat ze bij een onderzoek ook het tegenovergestelde onderzoeken (een schuine tegenover een minder schuine helling, een zware tegenover een lichte knikker). A De introductie U prepareert een theezakje. Knip de bovenkant van het theezakje los. Schud de thee eruit. Maak van het zakje een kokertje, zet het rechtop op een schoteltje. (Theezakjes van de Aldi blijken erg goed te werken.) Ter introductie van de les laat u een leeg theezakje zien. U meldt dat u het zakje zult aansteken. Wat denken jullie dat er zal gebeuren? U herhaalt enkele antwoorden en begint steeds met: Jij denkt dat. Leerverhaal: we schrijven onze verwachtingen als volgt op: ik denk dat. Zo'n verwachting noemen we een hypothese. Dan gaan we nu kijken of jullie verwachtingen kloppen. U steekt het theezakje boven aan. De resten van het theezakje stijgen aan het eind brandend op, branden op. Wat gebeurde er? U vraagt om een goede beschrijving. Gebeurde er wat we als een verwachting hadden uitgesproken? Waardoor denken jullie dat dit gebeurt? Keken jullie anders omdat jullie iets verwachtten? U steekt het theezakje bovenaan aan. Les in het kort: a. U voert het zg. theezakproefje uit. De kinderen spreken eerst een verwachting uit. b. U instrueert de leerlingen met betrekking tot het uitvoeren van de hellingproef. Speciaal wijst u erop dat ze eerst een hypothese moeten opstellen. c. De leerlingen voeren het hellingonderzoek uit. d. Bespreking van het onderzoek rond de helling. Terugkoppeling van het resultaat/conclusie naar de hypothese. e. De leerlingen maken de opdrachten in het labboek. f. Bespreking met de leerlingen. U let op het exact omschrijven van de hypothese. Nodig: B De opdracht het labboek theezakje aansteker/lucifers schotel een kan water knikkers van diverse massa (gewicht) karton van diverse lengtes boeken (om de hoogte van de helling mee te kunnen maken) schildertape (voor het aangeven van het begin- en eindpunt van de meting) gradenboog linialen, rolmaat, duimstok stopwatch U stelt de leerlingen de vraag: bestaat er een verband tussen de massa (het gewicht) van een knikker, hoe schuin een helling is en de snelheid waarmee de knikker van de helling komt gerold? Dat gaan jullie onderzoeken. Maar eigenlijk heb ik nu twee vragen gesteld. Welke, denk je? (De vraag of het gewicht/massa bepalend is voor de snelheid. Maakt het iets uit of de knikker zwaar of licht is? En de vraag of de mate van schuinheid van de helling iets uitmaakt?) Dus we hebben twee onderzoeken te doen. Achtergrondinformatie: In de natuurkunde spreken we in plaats van over het gewicht over de massa van een voorwerp. Aanwijzing: (Ook hier geldt dat de leerlingen zelf het materiaal kunnen pakken dat ze nodig denken te hebben.) De kinderen moeten een begin- en eindpunt hebben om te kunnen meten. Dit kunnen ze het beste uitzetten voordat ze met het eigenlijke onderzoek van start gaan. Dit doen ze door proefondervindelijk vast te stellen welke afstand het beste te meten is. 36
Achtergrondinformatie Het vuur warmt de lucht op. Hete lucht stijgt op. Als het theezakje bijna is opgebrand is de lucht eromheen opgewarmd en tilt de luchtstroom het theezakje mee op. Tip Controleer of het brandalarm op uw school door dit proefje kan worden geactiveerd. Veiligheid Dit is een goed moment om te wijzen op het aspect veiligheid bij onderzoek. Zorg dat er een kan water aanwezig is om, mocht het nodig zijn, te kunnen blussen. U wijst de kinderen er ook op dat u het theezakje weg houdt van brandbare stoffen. Natuurlijk kunt u deze informatie door een vraag-antwoordspel interactief met de kinderen construeren.
5. Hoe ga je dit onderzoeken? Bedenk een opstelling die bij je hypothese past. Van waar tot waar ga je meten? Het doel van de opstelling/proef is je stelling te bewijzen. Moet je je opstelling vergelijken met een andere? Ja/nee De opgaven uit het labboek: Voor je een onderzoek uitvoert spreek je eerst je verwachting uit. We noemen dat de hypothese. De hypothese is: ik denk dat Aanwijzing: je moet de tijd meten over een bepaalde afstand. Je kunt schildertape gebruiken om een afstand uit te zetten. 6. Teken hier opstelling 1 Teken hier opstelling 1 7. Wat zijn de resultaten? Vraag: bestaat er een verband tussen de massa (het gewicht) van een knikker, Test 1 hoe schuin een helling is en de snelheid waarmee de knikker van de helling komt gerold? Deze vraag bestaat eigenlijk uit twee vragen. Welke? Vraag 1 Vraag 2 Test 2 We gaan onderzoeken of het voor de snelheid die de knikker heeft iets uitmaakt of je een heel schuine of een beetje schuine helling gebruikt. Wat verwacht je? Geef de snelheid van de knikker aan in zoveel seconde per meter. Reken het om naar hoeveel kilometers in een uur? Teken hier opstelling 2 8. Wat zijn je conclusies? Hoe steiler de helling hoe Hoe zwaarder de knikker hoe Komen je conclusies overeen met je hypotheses (verwachtingen)? Ja/nee 9 Als de hypothese niet klopt, wat is er fout gegaan? 1. mijn onderzoeksopzet past niet bij de hypothese 2. ik had een verkeerde verwachting 3. 10. Wat kan er bij dit onderzoek oneerlijk verlopen? 3. Wat zijn de resultaten? Test 1 Test 2 11. Als je in plaats van een knikker speelgoedautootjes had gebruikt wat had volgens jou allemaal invloed op de snelheid van de auto? Teken of schrijf dit op. Test 3 EXTRA 1 Hoe ga je dit onderzoeken? Bedenk een opstelling die bij je hypothese past. Het doel van de opstelling is je hypothese te bewijzen. Moet je je opstelling vergelijken met een andere? Ja/nee Test 3 Mijn hypothese (mijn verwachting): ik denk dat hoe schuiner de helling is hoe 2. Teken hier opstelling 1 4. We gaan onderzoeken of de snelheid die de knikker heeft afhankelijk is van het feit of de knikker zwaar of licht is. Wat verwacht je? Mijn hypothese (mijn verwachting): ik denk dat hoe zwaarder de knikker hoe 38
C De reflectiefase: D De opdracht deel 2 De opgaven uit het labboek: U wijst op het exact formuleren van de hypotheses Wat waren de problemen met de uitvoering? (Bij een te kort traject is het moeilijk de tijd op te nemen.) Klopten de hypotheses met de resultaten? Welke conclusies kunnen we trekken? Betrof het volgens jullie een eerlijk onderzoek? Wat kan oneerlijk gaan? Welke mogelijkheden (variabelen) zijn er? De kinderen bedenken de diverse mogelijkheden. Waren de lichte en zware knikker wel even groot? Vaak wordt voor de zwaardere knikker voor een grotere knikker gekozen. U wijst er op dat er dan twee zaken veranderd zijn, namelijk de grootte en het gewicht. (Het is moeilijk twee knikkers te vinden die qua volume gelijk zijn, maar wat het gewicht betreft verschillen. U zou kunnen kiezen voor een gewone tennisbal en een tennisbal die speciaal gemaakt is voor honden en van binnen is opgevuld en daardoor zwaarder is.) Kreeg de knikker een zetje mee? Liep de baan van de knikker beide keren wel gelijk? Hierna stellen we vragen. Jullie moeten bij deze vragen een verwachting uitspreken. Dat doen jullie door een hypothese op te schrijven: ik denk dat Voorbeeld: Maakt de lengte van een slinger iets uit voor de slingertijd? Hypothese 1: ik denk dat de lengte wel verschil uitmaakt voor de slingertijd. Hypothese 2: ik denk dat hoe langer de slinger is hoe langer de slingertijd is. Bij een hypothese wordt jouw mening gevraagd. Je verwachting kan goed of fout zijn. Het antwoord krijg je door het onderzoek uit te voeren. 12. De vraag: geeft een klavertje-vier geluk? Mijn hypothese: ik denk dat Extra opdracht: Hoe zou je dit kunnen onderzoeken? 13. De vraag: vallen twee even grote ballen, één zwaar, de ander licht, even snel naar beneden? Mijn hypothese: ik denk dat Het leerverhaal: Een onderzoek is goed als je twee tegengestelde zaken onderzoekt en de uitkomsten met elkaar vergelijkt. Een hypothese begint met ik denk dat. De resultaten en conclusie koppel je terug naar de hypothese. 14. Met een spijker, batterij en koperdraad kun je een elektromagneet maken. Je windt het koperdraad om de spijker en sluit de uiteinden van de koperdraad aan op de batterij. Vraag: maakt het aantal windingen van de elektromagneet iets uit voor de sterkte van de magneet? Hypothese: Extra opdracht: Hoe zou je dit kunnen onderzoeken? Ik vergelijk. EXTRA Is de snelheid van de knikker over tien meter gelijk aan die van over twee meter? Wat verwacht je? Bedenk een proefopstelling. Wat is het resultaat? Wat is je conclusie? Welke verklaring heb je? 15. De handeling is deze: je giet olie in een glas water. Wat zou de hypothese kunnen zijn geweest? 16. Bedenk zelf een onderzoeksvraag en schrijf een hypothese die bij de vraag past. Mijn vraag: Mijn hypothese 40
E De reflectiefase: U bespreekt met de leerlingen de opgestelde hypotheses. U let op het exact formuleren van de hypotheses. U kunt de leerlingen vragen hoe ze denken de hypothese te kunnen onderzoeken. Achtergrondinformatie: Bij 13: met een valproef is aan te tonen dat de voorwerpen even snel vallen. Bij 14: het aantal windingen bepaalt de sterkte van de elektromagneet. Hoe meer windingen, hoe sterker. Bij 15: ik denk dat olie op water drijft. De soortelijke massa (gewicht) van olie is minder dan van water. Wat heb je geleerd? Voor dit onderdeel van de les is een apart werkblad ontwikkeld. In het mindmapachtige schema worden de juiste onderzoeken van het knipblad geplaatst. Voor deze les geldt: een hypothese begint met: ik denk dat. in een hypothese spreek je een verwachting uit. bij de hellingproef onderzoek je twee tegenovergestelde dingen. 42