Docentenhandleiding In beweging 1 IN BEWEGING HANDLEIDING en LESMATERIAAL (versie: 28 februari 2011) DE MAGNEET HANZEHOGESCHOOL - GRONINGEN
Docentenhandleiding In beweging 2 HET THEMA IN BEWEGING Naast het thema Energie kent de Magneet als tweede thema In beweging. Dit programma behandelt allerlei onderwerpen die met transport te maken hebben. Bijvoorbeeld: 1. fysiek rijden, vliegen, varen 2. logistiek goederen, personen 3. informatie ether, kabels, codering 4. warmte straling, stroming, geleiding 5. leidingen gas, vloeistof, elektriciteit 6. natuurlijke systemen weer, lucht, golfstromen, waterkringloop 7. aerodynamica - weerstand De deelonderwerpen die onder dit thema vallen, komen voort uit de kerndoelen van het basisonderwijs. Dit zijn de vijf systemen (kerndoelen-augustus 2009): Natuurkunde Scheikunde Levende natuur Aarde en ruimte Mathematica die alle in het thema In beweging aan bod komen. Voor de didactische aanpak is gekozen voor onderzoek en ontwerp. Nadruk in het programma ligt op meten is weten, waarbij meten staat voor hoe vergelijk ik dingen? en weten voor het trekken van conclusies. De kinderen gaan in de Magneet rond met een labboek waarin ze de diverse onderzoeksgegevens noteren. Ook in het voor- en het natraject op school die aan het Magneetprogramma verbonden zijn, wordt het labboek gebruikt. Voor het bezoek moeten de kinderen reeds voorwerk in het labboek op school hebben gedaan wil het bezoek goed verlopen. Er is sprake van een drietrapsraket bestaande uit een programma op school voor en na het bezoek van de kinderen aan de Magneet. In het voortraject leren de leerlingen de stappen kennen van een wetenschappelijke aanpak (de eerlijke proef). In het natraject wordt het bezoek aan de Magneet geëvalueerd, zijn er aanvullende lessen in het kader van het thema In beweging en wordt de cyclus van technisch handelen (van probleem-vraag via ontwerp naar product) aangeboden. Op www.magneet.hanze.nl kunt u het lesmateriaal vinden, maar ook op het thema aanvullende filmpjes en door Hanzestudenten gemaakte games.
Docentenhandleiding In beweging 3 IN DE MAGNEET - METEN IS WETEN Als de kinderen de Magneet binnen komen, krijgen ze op de wand een animatie te zien waarin diverse onderdelen van de activiteiten in de Magneet zijn opgenomen. De kinderen herkennen de onderdelen omdat ze op school reeds in het labboek de informatie per station hebben doorgenomen. Ze hebben kennis verworven over paardenkrachten, newton, lichtinval e.d.; nodig om de opdrachten bij de diverse stations goed te kunnen uitvoeren. Ook hebben de kinderen de diverse pincodes (de sleutels tot de stations) moeten vinden om ze hun labboek te kunnen noteren. De leerlingen bezoeken de diverse stations in de Magneet. In een laboratorium meten ze het CO-2 gehalte, experimenteren ze in een windtunnel met vliegtuigvleugels, leveren ze kracht waardoor ze transportmiddelen in beweging zetten. Ze proberen een laserstraal binnen een kabel te vangen en via glasvezel een bericht door te geven. Via computergames simuleren ze de vluchtleiding van een vliegveld. Op de dansmat moeten ze snel reageren op stellingen die het transport betreffen. Met lego-mindstorm (sensortechnologie) wordt een gerobotiseerd transportsysteem digitaal afgemaakt en getest in de praktijk. In de waterhoek wordt spelend het transport van water (watertoren, communicerende vaten, waterpomp) nagelopen. Van de wetenschapper cq, kunstenaar Theo Janssen worden enkele onderdelen van zijn mobiele kunstwerken verkend, terwijl op schermen zijn schepsels op het strand bewegen. Overal noteren de leerlingen gegevens waarnaar in het labboek gevraagd wordt.
Docentenhandleiding In beweging 4 VOORTRAJECT WETENSCHAPPELIJKE AANPAK DOEL: De leerlingen leren door zelf onderzoek te doen de eisen en onderdelen van een wetenschappelijk onderzoek kennen. DOELGROEP: Leerlingen van groep 7 en 8 van het primair onderwijs. VORM: -een lessencyclus -divers in didactische aanpak; bevorderen van zelfstandig werken, samenwerken en leren door te doen INHOUD: LES 1 Kinderen krijgen allemaal de zelfde vraag voorgelegd. Door middel van proeven doen proberen ze tot een antwoord te komen. Onderwijl leren ze dat ze één ding meten en de rest moeten vast zetten om een eerlijke proef uit te kunnen voeren. Ze leren dat het resultaat van een proef herhaalbaar moet kunnen zijn. LES 2 Aan de hand van proefbeschrijvingen laten de leerlingen zien dat ze een eerlijke proef herkennen. LES 3 Hoe zet je een proef op? Aan de hand van een in een cartoon aangeboden probleem voeren de leerlingen stapsgewijs een proef uit. LES 4 De leerlingen leren een probleem cq. vraag in een stelling (hypothese) weer te geven en proberen vervolgens de stelling via een proef te bewijzen. LES 5 De kinderen bedenken een onderzoeksvraag en doen zelf onderzoek. LES 6 Mogelijke uitbouw (dit gebeurt in het natraject): de leerlingen doen onderzoek naar de kiemfactoren van bonen.
Docentenhandleiding In beweging 5 DE LESSEN: LES 1 Wat is een eerlijk onderzoek? A. U toont een You Tubefilm met als onderwerp: de slinger van Foucault. B. Inleiding over de slinger van Foucault (over de persoon en het bedenken van een experiment om iets te bewijzen - zie ook de betreffende bijlage) C. Een leerlingproef met touw, diverse gewichten, rolmaat, stopwatch vraag: bestaat er een verband tussen slingeruitslag-gewicht-lengte-tijd? Nodig: Per twee leerlingen: -touw, -diverse gewichten -rolmaat (liniaal) -stopwatch -schaar LESINHOUD 1.U toont een op You Tube geplaatste film over de slinger van Foucault. 2. Het verhaal van Foucault (zie de betreffende bijlage) Mogelijkheden: -de leerkracht vertelt het verhaal -leerlingen lezen de tekst -u kunt de tekst ook inspreken op bijvoorbeeld een powerpoint t.b.v. taalzwakke leerlingen De essentie: Foucault wist dat de aarde in één dag rond zijn as draait. Zijn probleem was: hoe kan ik dat bewijzen? Hij bedacht het experiment met de slinger. Zijn proef is herhaalbaar, wordt nog steeds overal nagedaan. Een goede proef is niet eenmalig, maar herhaalbaar. Foucault liet een slinger heen en weer bewegen. Hij zag dat door de draaiing van de aarde de slinger niet in de zelfde baan blijft slingeren, maar de slinger verplaatst zich langzaam en gaat helemaal rond. Na een etmaal is de slinger weer bij de beginstand. 3. De opdracht De leerkracht stelt de vraag: bestaat er verband tussen lengte, gewicht, tijd en uitslag van een slinger? Voor de goede orde: dit is niet de proef van Foucault die herhaald wordt, maar een proef met een slinger zoals die in de werkelijkheid toegepast wordt in bijvoorbeeld slingeruurwerken. De leerlingen experimenteren vrij met het materiaal. Steunvragen: Lichter, zwaarder, korter, langer; verschilt de tijd? Grote, kleine uitslag; verschilt de tijd? Antwoord:
Docentenhandleiding In beweging 6 Galileo Galileï ontdekte dat niet het slingergewicht de slingertijd beïnvloedt, maar de lengte van de ophangdraad. Hoe korter de draad, des te sneller de slinger. De slingertijd is recht evenredig met de vierkantswortel uit de slingerlengte. De slinger van 1 meter maakt 2 slingeringen tegen 1 van een slinger van 4 meter. 4.Reflectiefase De leerlingen brengen verslag uit van hun experimenten. Vragen: -klopt je bewering? -hoe weet je dat zeker? -wat heb je onderzocht? -heb je één of meer zaken tegelijkertijd onderzocht? -heb je de proef herhaald? -was er bij herhaling sprake van een gelijke uitkomst? -kun je je antwoord in een stelling weergeven? Leerverhaal: - Een proef is goed als je maar één ding tegelijk onderzoekt en de andere dingen vastzet, onveranderd laat. - Een proef is goed als de uitkomst bij herhalingen het zelfde is. Er zit een volgorde (stappenplan) in het onderzoeken: Wat is je vraag/opdracht/probleem? Kun je je vraag omzetten in een stelling? Welke proef kun je bedenken bij deze stelling? Stel je lijst met benodigdheden op. Beschrijf de aanpak die je wilt gaan volgen Spreek je verwachting uit Noteer je resultaten Herhaal je de proef? Wat is op grond van het resultaat je conclusie? Hoe ga je je onderzoek presenteren?
Docentenhandleiding In beweging 7 LES 2 Herkennen jullie fouten in onderzoeken? A. De leerkracht vertelt over het doel en opdracht van deze les. B. Leerlingen gaan in tweetallen de opdrachten in het labboek uitvoeren. C. Reflectiefase de leerkracht loopt met de leerlingen de vragen bij langs. Nodig: Labboek LESINHOUD 1.Inleiding De leerkracht vertelt over de twee onderstaande onderzoeken en vraagt om een reactie van de leerlingen. Is dit een goed onderzoek geweest? Onderzoek 1 Een leerling doet net als jullie de vorige keer, onderzoek. Hij heeft twee vloeistoffen: water en sla-olie. Hij gooit beide vloeistoffen in een kan. Hij ziet dat de olie op het water drijft. Zijn conclusie: alle vloeistoffen drijven op water. -Mag je deze conclusie trekken? -Klopt deze conclusie? -Als zijn onderzoeksvraag was: drijven andere vloeistoffen op water wat had hij/zij dan beter als proef kunnen bedenken? Onderzoek 2 Op een magneet legt de onderzeker papier en strooit daarover ijzervijlsel. Het ijzervijlsel legt zich in een bepaald patroon. De onderzoeker concludeert dat er lijnen lopen van de noord- naar de zuidpool van de magneet. -moet bij herhaling het patroon precies het zelfde zijn? -mag je deze conclusie trekken -hebben we te maken met een eerlijke proef? -hoe kun je het onderzoeksproces verbeteren? (fotograferen?) 2.Werken in het labboek. De kinderen vinden in hun labboek diverse teksten, vragen en opdrachten die allemaal een goed eerlijk onderzoek betreffen. Maar is het een goed onderzoek? Is het een eerlijk onderzoek? De leerlingen werken hieraan in tweetallen. Hierbij kunt U een goede lezer koppelen aan een zwakkere lezer. De onderzoeken in het labboek: a.onderzoeker 1 maakt twee sneden in een citroen. In de sneden legt hij koper en zink. Hij verbindt het zink en koper met draden aan een led-lampje. Zijn conclusie: een citroen kan elektriciteit maken. Onderzoeker 2 pakt de zelfde citroen, maar bij hem brandt het lampje niet. Zijn conclusie: een citroen kan geen elektriciteit maken. -wie heeft gelijk? -waarom? -mag je zo snel een conclusie trekken? -welk voorstel voor verbetering van deze proef heb je? -waar kunnen dingen fout gaan bij deze proef? (In de reflectiefase wijst u erop dat je een conclusie pas kunt trekken als je de proef meerdere keren, tenminste drie keer hebt uitgevoerd.)
Docentenhandleiding In beweging 8 b.een leerlinge onderzoekt de bloeddruk van leeftijdgenoten. Zij meet de bloeddruk bij zichzelf en bij een jongen van haar leeftijd. Ze rekent het gemiddelde uit en haar conclusie is dat de bloeddruk van haar leeftijdgenoten dat gemiddelde is. Hoe kan deze leerlinge dit onderzoek verbeteren? 1. door alleen bij meisjes te meten. 2. door iemand anders de meting te laten doen. 3. door bij veel meer kinderen van de zelfde leeftijd de bloeddruk te meten. 4. door de leerlingen uit de klas te meten die veel aan sport doen. (bron: Cito) c.ramon doet onderzoek naar de vraag welke papiersoort het meeste water in één minuut opneemt. Hij neemt daarvoor een blaadje uit een schrift, wc-papier en een kladblaadje. Hij gebruikt drie de zelfde potjes. Wat hoeft hij NIET te doen bij dit onderzoek? 1. de temperatuur van het water meten. 2. de stukjes papier even diep in het water hangen. 3. even grote stukken papier gebruiken. 4. evenveel water in de drie potjes gieten. d.een onderzoeker verbindt een dynamo met honderd windingen en daarna één met duizend windingen aan een windmolen om het verschil in elektriciteitsopbrengst te meten. Wat moet allemaal gelijk zijn om de proef eerlijk te laten verlopen? e. In een bepaalde periode werd het voedsel van de kerkuil onderzocht. Dat bleek vooral uit veldmuizen te bestaan. Uit een later onderzoek, zo n 25 jaar later, bleek dat de huisspitsmuis het belangrijkste voedsel was geworden. Hoe zijn de onderzoekers dat aan de weet gekomen? 1. door met nachtkijkers de kerkuil te volgen. 2. door de inhoud van braakballen te onderzoeken. 3. door in de herfst het aantal huisspitsmuizen te tellen. 4. door te onderzoeken wat huisspitsmuizen eten. (Bron: Cito) f. Je wilt onderzoek doen naar koude en warme mieren en hun bewegingssnelheid. De opdracht luidt: Zoek een mierenspoor en noteer hoe lang mieren doen over een afstand van 30 cm. Noteer ook de luchttemperatuur. Wat heb je voor het onderzoek behalve mieren, een liniaal, papier en pen nodig? 1.een kompas en een stopwatch. 2. een kompas en een thermometer. 3.een stopwatch en een thermometer. 4. een kompas, stopwatch en thermometer. (Bron: Cito) g. Als je onderzoek doet naar de snelheid van warme mieren en van koude mieren; hoe zou jij je dat onderzoek opzetten? h. Een onderzoeker laat een stukje metaal drijven (bierdopje) op water. Zijn conclusie: metaal drijft op water. Schrijf op wat er fout is aan dit onderzoek en de conclusie. i. Knip de diverse zinnen uit van het werkblad en plak ze op in wat volgens jou de juiste volgorde is. De onderdelen passen bij het stappenplan van onderzoek doen: Wat is je vraag/opdracht/probleem? Kun je je vraag omzetten in een stelling? Welke proef kun je bedenken bij deze stelling? Stel je lijst met benodigdheden op. Beschrijf de aanpak die je wilt gaan volgen Spreek je verwachting uit Noteer je resultaten Herhaal je de proef? Wat is op grond van het resultaat je conclusie?
Docentenhandleiding In beweging 9 Hoe ga je je onderzoek presenteren? Dit zijn de onderdelen in het labboek (opgave i): Vraag/opdracht/probleem Opstellen van stelling Opzet van proef Lijst benodigdheden Verwachting uitspreken Resultaten-observeren Conclusie Presentatie (diverse vormen van verslaggeving) 3. REFLECTIEFASE Bedoeling is vooral dat leerlingen op elkaars antwoorden reageren. U dient steeds te benadrukken dat er één factor/onderdeel tegelijk onderzocht wordt en dat de proef herhaalbaar moet zijn.
Docentenhandleiding In beweging 10 LES 3 de opbouw van een proef A. De leerkracht toont de cartoon (zie de betreffende bijlage) B. De kinderen bedenken een proef om hetgeen in de cartoon aan stellingen wordt gegeven eerlijk en goed te onderzoeken C. Reflectiefase de leerlingen presenteren hun onderzoeken. Er wordt door leerkracht en leerlingen op de onderzoeken gereageerd. Nodig: -cartoon Maak een keuze uit de cartoons: -de sneeuwman -de verschrompelde ballon -de theepot LESINHOUD 1.De leerkracht presenteert de cartoon. Dit kan via het digibord of via uitdelen van de afgedrukte cartoons. De leerkracht leest met de kinderen de teksten in de cartoon. De vraag/opdracht: bedenk een proef om de stelling(en) uit de cartoon te onderzoeken. U kunt de kinderen ook de drie cartoons aanbieden en ze zelf een keuze laten maken. 2.De kinderen gaan in tweetallen een goed proef bedenken om de stelling(en) te kunnen bewijzen. 3. De oplossingen van de leerlingen worden besproken. Laat vooral de leerlingen op elkaar reageren. De beschreven proefopbouw wordt opgehangen. De ene helft van de klas presenteert, de anderen lopen langs en geven commentaar. Na een bepaalde tijd worden de rollen omgedraaid. Waaraan moet een goed proef voldoen? -het bevat een hypothese/stelling/duidelijke verwachting van waaruit gewerkt wordt -bij een proef moet je één ding tegelijk meten -van een goed uitgevoerde proef is het resultaat herhaalbaar -de uitkomst is meetbaar -de conclusie moet terugslaan op de stelling -test de proef de stelling? is het tegendeel van de stelling bewezen? Kortom gebruik het tegendeel om de stelling te bewijzen.
Docentenhandleiding In beweging 11 LES 4 de stelling A. De leerlingen wordt een vraag voorgelegd. B. De kinderen zetten de vraag om in een stelling. C. De kinderen bedenken een proefopstelling. D. De kinderen experimenteren. E. De kinderen trekken een conclusie F. Reflectie/presentatiefase de conclusies worden besproken. Fase A en B (stap 1 t.e.m. 3 zie hierna) doet de leerkracht als inleiding met alle leerlingen. De eigenlijke uitvoering doen de leerlingen in groepjes. De kinderen in groepjes van plm. vier leerlingen, voeren de opdrachten uit. Dit hoeft niet allemaal tegelijkertijd te gebeuren, u kunt ook kiezen voor een werkvorm waarin de leerlingen om beurten deze proef doen. De proef zou bijvoorbeeld op hun weektaak kunnen worden aangegeven. Nodig: -speelgoedauto s (zwaar/licht, sportwagen/vrachtwagen) -karton van diverse lengtes -boeken Opdracht: Maak met behulp van de boeken en het karton een helling. Stap 1 Probleem/vraag: hoe kun je een auto met behulp van een helling zo ver mogelijk laten rijden? Stap 2 Uitvoering in groepjes. Welke mogelijkheden (variabelen) zijn er? De kinderen bedenken de diverse mogelijkheden bijvoorbeeld via een mindmap. Teken of schrijf de zaken die van invloed zijn op de snelheid van de auto. De antwoorden zullen zijn: Korte/lange helling Steile/minder steile helling Lichte/zware/auto Sportwagen/vrachtwagen (stroomlijn) Zet geven/geen zet geven De leerkracht loopt met de leerlingen de diverse mogelijkheden bij langs. Stap 3 Zet de vraag om in een concrete stelling (gebruik hier als leerkracht ook het woord hypothese). Zorg er voor dat In die stelling een verwachting zit. Bijvoorbeeld: Hoe steiler de helling hoe verder de auto rijdt. De auto heeft de meeste vaart als (ja/nee) Stap 4 Bedenk een opstelling die bij je stelling past. Bedenk één manier om het te testen. Het doel van de opstelling/proef is je stelling te bewijzen. Moet je je opstelling vergelijken met een andere? Stap 5 Voer de proef meerdere keren uit en noteer de meetgegevens. Stap 6 Wat is je conclusie?
Docentenhandleiding In beweging 12 Komt de conclusie overeen met de stelling/hypothese? Als de stelling niet klopt ga dan terug naar stap 3. Stap 7 Presenteer je onderzoek aan je klasgenoten. Dit kan via spreekbeurt(je), videoverslag, grafiek, powerpoint, muurkrant. De leerkracht bespreekt met de leerlingen de diverse uitkomsten. Hier valt steeds het woord hypothese voor stelling. Was er sprake van een eerlijke proef? Is de proef herhaalbaar gebleken? Was de proef meetbaar?
Docentenhandleiding In beweging 13 LES 5 Eigen onderzoek Hier gaan de kinderen zelf een onderzoeksvraag bedenken en vervolgens alle stadia van het onderzoeksproces volgen om deze vraag te kunnen beantwoorden. Voorbeelden van dergelijke vragen kunnen zijn: -wat transporteert geluid beter? Hout of lucht? -wat geleidt elektriciteit? -is er verschil bij zwart en wit m.b.t. de absorptie van warmte/licht? -de aanwezigheid van lucht bewijzen Bied de kinderen het stappenplan aan: Wat is je vraag/opdracht/probleem? Kun je je vraag omzetten in een stelling? Welke proef kun je bedenken bij deze stelling? Stel je lijst met benodigdheden op. Beschrijf de aanpak die je wilt gaan volgen Spreek je verwachting uit Noteer je resultaten Herhaal je de proef? Wat is op grond van het resultaat je conclusie? Hoe ga je je onderzoek presenteren? N.B. LES 6 vindt u in het natraject.
Docentenhandleiding In beweging 14 HET BEZOEK BELANGRIJK BELANGRIJK BELANGRIJK BELANGRIJK BELANGRIJK BELANGRIJK BELANGRIJK VOORAF Voor het bezoek aan de Magneet moet u met uw leerlingen het Labboek-deel bezoek doornemen. Teksten moeten gelezen worden, de pincodes moeten worden opgelost. De kinderen ontvangen informatie over de onderwerpen die in de Magneet aan de orde komen. De kinderen moeten deze kennis vergaren om in de Magneet zinvol bezig te kunnen zijn. Het is een voorwaarde voor deelname. Het betreft minimale informatie. Natuurlijk kunt u zelf deze informatie uitbreiden. Zie hiervoor de bijlage Achtergrondinformatie. U kunt ook bepaalde kinderen opdracht gegeven zich te verdiepen in een bepaald onderwerp (zoals paardenkracht, windtunnel, newton, etc.) en daarover de rest van de klas te informeren. Voor het bezoek aan de Magneet moet u de kinderen in groepen indelen. Elke groep moet een groepsnaam hebben. Deze naam moet in de Magneet ingevoerd worden. Bij de samenstelling moet u rekening houden met het feit dat er opdrachten gelezen moeten worden; dus koppel zwakke lezers aan sterke lezers. Wij vragen u de samenstelling van de groepjes zorgvuldig te doen en rekening te houden met niveauverschillen. Op grond van de gelezen teksten in het labboek moeten de leerlingen in staat zijn de diverse pincodes van de in de Magneet aanwezige stations te vergaren. De pincodes moeten reeds op school in het labboek geschreven worden. Met behulp van de vragen die beantwoord moeten worden in het kader van het verwerven van de pincodes, kunt u desgewenst zelf een toets samenstellen. DE PINCODES (de antwoorden) STATIONNUMMER: Paardenkrachten: 7363 STATIONNUMMER: Tegenwind: 6725 STATIONNUMMER: Lichttransport: 1627 STATIONNUMMER: Koolstofdioxide: 9084
Docentenhandleiding In beweging 15 NATRAJECT In het natraject komen de volgende onderwerpen aan de orde: -evaluatie van het bezoek aan de magneet (controle en uitwerking van het labboek de antwoorden) -kiemles (les 6) als voortzetting van de stappen van wetenschappelijk dekken zoals aangeleerd in het voortraject. -een ideeënwedstrijd -lessen rond het thema In beweging -aanwezigheid lucht, zuurstof, co2 -bewegende lucht -licht in glas -regenmachine -transport elektriciteit -theesensor -cyclus van technisch handelen a.d.h.v. vier lessen De boot Koekjes De stoel Actie-reactiebaan -de relatie tussen de cyclus van technisch handelen en leren ondernemen
Docentenhandleiding In beweging 16 HET NATRAJECT; De cyclus van technisch handelen De stadia van de cyclus van technisch handelen zijn de volgende: Probleem/vraag Ideevorming-Woordweb Ontwerp Reflectie (indien nodig bijstelling/verbetering) Prototype Reflectie (indien nodig bijstelling/verbetering) Product Vaak gaat men na de ontwerpfase aan de slag en stelt men bij cq. verbetert men al werkende het product. Hierna volgen vier opdrachten die de kinderen in de vorm van de cyclus aangeboden kunnen krijgen. BOOT De kinderen ontwerpen en bouwen een bootje en houden vervolgens een wedstrijd. Welke boot komt het verst? De boten worden op het schoolplein getest in een pvc dakgoot die waterdicht is en een lengte heeft van plm. vijf meter. De opdracht: ontwerp en bouw een boot die zo ver mogelijk vaart in een minuut tijd. Iedere groep mag de boot tien minuten testen en heeft daarna tijd voor twee pogingen om een record neer te zetten. De boot moet overeen komen met de bouwtekening die eerder gemaakt is. Keuze uit de volgende materialen: Hout, elastiek, stof, touw, plastic tassen, spijkers, lijm, ballon, piepschuim, wc-rollen, melkpakken, petflessen, rietjes, pvc-buis, e.d. De kinderen mogen geen batterijen of elektromotor gebruiken. PROCES: Hierbij het schema aanhouden van de cyclus van technisch handelen. Eerst een idee ontwikkelen over de stuwing/aandrijving van de boot. Wind of een motor? Informatie zoeken over mogelijkheden (bijvoorbeeld elastiek- of ballonmotor). Maak een schets met voor-, zij- en bovenaanzicht. Na reflectie een bouwtekening maken met daarin de afmetingen. Delen (bijvoorbeeld de verbindingen of aandrijving) als prototype testen. Bouwen. STOEL De kinderen ontwerpen een stoel met als bouwmateriaal kranten. Eisen: -Je moet er zelf op kunnen zitten -Als je zit moeten je benen (in een hoek van 90 graden) de grond raken -De stoel moet er aantrekkelijk uitzien -Je gebruikt krantenpapier als materiaal Materiaal: Kranten, papier maché, lijm, scharen, liniaal. PROCES Hierbij wordt de cyclus van technisch handelen toegepast. Schetsen, maten aangeven.
Docentenhandleiding In beweging 17 U kunt aangeven dat papier in een rol stevig(er) is, dat een driehoek zorgt voor stevigheid. Foto s maken van het proces. Welk naam krijgt de stoel? ACTIE REACTIE BAAN Na een introductie via een filmpje van You Tube met als onderwerp bijvoorbeeld Best Rube Goldberg Ever, wordt de klas in vier groepen verdeeld. Iedere groep is verantwoordelijk voor een deel van de actiereactiebaan. Door samen te werken binnen de groep en als groepen met elkaar moet er één grote actiereactiebaan worden gebouwd. Iedere groep maakt minstens vijf onderdelen voor de baan. Een groep kan onderverdeeld worden in kleine deelgroepjes. De baan kan buiten, in de hal of in het gym- of speellokaal gebouwd worden. Het materiaal in een dergelijk lokaal (bruggen, banken e.d.) kunnen worden gebruikt voor de baan. PROCES De volgorde van het proces wordt bepaald door de cyclus van technisch handelen. Daarbij geldt dat de groepen elkaar becommentariëren om tot een goed eindproduct te komen. Ook dient er overleg te zijn om doublures in de baan te voorkomen. Iedere groep creëert een deel van de baan. Over de overgangen van de ene naar de andere groep moet overleg plaats vinden. Binnen iedere groep kunnen taken verdeeld worden als voorzitter, notulist, materiaalbeheerder, tijdbewaker e.d. KOEKJES De kinderen stellen een recept vast voor een koekje. De kinderen ontwikkelen een recept voor een koekje waarbij de smaak bepalend is. Daarnaast wordt vormgeving en grootte bepaald. De kinderen maken eerst vier (verschillende) proefkoekjes. Het recept van het gekozen proefkoekje wordt omgerekend naar een productie van koekjes voor de klas, een feest o.i.d. Aan het eind wordt bepaald welke groep het mooiste of het origineelste of het lekkerste koekje gemaakt heeft. PROCES Ook hier wordt de cyclus van technisch handelen toegepast. Eerst een idee ontwikkelen, tot een recept komen, dan een proefkoekje (prototype) maken, etc. Materialen: Over, kookplaat, beslagkom, mixer/garde, bestek, bakpapier, keukenweegschaal. Van een groep kan worden gevraagd een boodschappenlijstje samen te stellen.
Docentenhandleiding In beweging 18 LEREN ONDERNEMEN Steeds meer scholen geven lessen in het kader van leren ondernemen, waarbij het vaak de scholen niet gaat om het profijt. De ontwikkeling van de kinderen staat centraal. In dit geval het stimuleren van leren initiatieven ontplooien, kansen leren zien, zelfstandig doelgerichte acties leren ondernemen, het stimuleren van creativiteit. Deze activiteit kan prima in het verlengde van de cyclus van technisch handelen worden ingepast. Als stappen zou u voor het volgende kunnen kiezen: STAP 1 a. De aanleiding, het probleem, het perspectief aanbieden (ramp, geld, koekjes bij de thee). b. Zorgen voor eigenaarschap hoe wordt het t idee van de kinderen (Dus niet: de leerkracht: kom, we gaan een galerie maken en jullie gaan bedenken etc.; nee, de galerie zou in dit geval een oplossing zijn. STAP 2 De idee-ontwikkeling research naar idee/inhoud en naar (toekomstige)gebruiker (doelgroep) Onderzoek naar haalbaarheid, doelmatigheid, duurzaamheid, doeltreffend Het begint met het maken van een mindmap-woordweb STAP 3 Het idee wordt voorgelegd aan anderen. Mogelijkheden: jury, adviesraad, deskundigen, andere groepen Er wordt gereflecteerd op het idee; de beoordeling, adviezen. In deze fase wordt het ontwerp cq. product gedefinieerd. STAP 4 De ontwerpfase het tekenen/beschrijven Het opstellen van een pakket van eisen technische eisen STAP 5 Het ontwikkelen van het prototype en deze testen op uitvoerbaarheid Test op bruikbaarheid in de praktijk (die praktijk kan verschillen) Extern en intern jureren/beoordelen Check op het pakket van eisen voldoet het eraan? STAP 6 Een go- no go-fase Hoe pakken we de marketing aan wat is de markt, reclame Op fase 5 toepassen/leggen STAP 7 De productie realisatie deel 1 Inclusief reclame Het maken, het uitvoeren STAP 8 Realisatie deel 2 Logistiek vertalen naar de werkelijkheid het vermarkten Boekhouden van voorraad en profijt STAP 9 Verantwoorden/evaluatie
Docentenhandleiding In beweging 19 IDEEËNWEDSTRIJD Deze wedstrijd is gekoppeld aan een opdracht die u onder de cyclus van technisch handelen aantreft. Uw klas maakt een grote actie-reactiebaan. Van de uitvoering wordt een filmverslag gemaakt dat u naar de Magneet stuurt. De diverse filmpjes worden op de site van de Magneet geplaatst. Voor ideeën kunt u volop op You tube terecht. Bedenk met uw klas een baan waarin inventiviteit opvalt.
Docentenhandleiding In beweging 20 LES 6 (wetenschappelijk denken) Dit is een opdracht in het kader van de WETENSCHAPPELIJKE AANPAK en gaat door op hetgeen in het voortraject is geleerd. Onderwerp: de kinderen onderzoeken wat de factoren voor het kiemen van bonen zijn. De leerlingen bedenken zelf de stellingen, welk materiaal nodig is, welke proefopstellingen en de uitvoering. Dit kan klassikaal aangeboden worden. Iedere leerling heeft een eigen potje om bonen te laten kiemen. Daarnaast worden extra potjes gebruikt om de diverse kiemfactoren te laten onderzoeken, waarbij steeds een groepje leerlingen verantwoordelijk is voor dat betreffende potje, het meten e.d. Kiempotje: Dit is een glazen pot. Een rol krantenpapier drukt tegen het glas door de proppen papier die in het glas geduwd worden. Er worden bonen (op afstand van elkaar en zo ongeveer op middenhoogte) tussen de rol krantenpapier en het glas geduwd (voorzichtig, want ze moeten halverwege het potje komen).. 1.Wat zouden volgens jou de kiemfactoren voor bonen kunnen zijn. (licht, temperatuur, water, voedsel?) 2. Bedenk per factor een stelling en een proef om het vast te stellen. (koelvak/vriesvak/boven kachel, buiten/in donkere kast/licht/geen water/wel water/voedsel/geen voedsel) 3.Wat en hoe ga je meten? Welk materiaal heb je nodig? Hoe ga je het registreren? Registratiemogelijkheden: -grafiek -powerpointpresentatie -muurkrant -collage 4.Doe de proeven: observeer en meet. 5.Presentatie van de gegevens en het trekken van conclusies. Waarom maakt bij het kiemen licht en donker niets uit? (boon zit gewoonlijk onder de grond) Waarom maakt voedsel/niet voedsel niks uit? (de boon heeft zelf de voeding, de boon wordt helemaal leeg getrokken na het kiemen; dat is de voeding. Daarom eten we bonen; vanwege de voedingswaarden)
Docentenhandleiding In beweging 21 LESSEN/PROEFJES Voor het natraject van het thema In beweging zijn nog extra proefjes ontwikkeld. Voor de inhoud en stuurkaarten verwijzen we naar het betreffende materiaal (www.magneet.hanze.nl en het labboek). Bij deze proeven gebruiken de leerlingen weer het labboek. De proefjes hebben als onderwerp: DE AANWEZIGHEID VAN LUCHT DE AANWEZIGHEID VAN ZUURSTOF DE AANWEZIGHEID VAN CO2 DE KRINGLOOP BALLETJE IN FÖHN BOVEN/ONDER BLAADJE BLAZEN BLAZEN TUSSEN PINGPONGBALLETJES BREKING VAN LICHT REGENMACHINE TRANSPORT VAN ELEKTRICITEIT THEESENSOR Daarnaast worden zijn op de site www.magneet.hanze.nl voor het natraject de volgende films geplaatst: FILM/ANIMATIE over WERKING WATERTOREN FILM/ANIMATIE over GASTRANSPORT FILM over GLASVEZELTECHNIEK
Docentenhandleiding In beweging 22 DE WEBSITE Ook bij dit thema kunt u de website www.magneet.hanze.nl inzetten. Over diverse onderdelen van het thema In beweging zijn games ontwikkeld die de leerlingen op speelse wijze kennis bijbrengen. Het gaat hierbij om de volgende onderwerpen: -breking van licht/spiegels -werking van de explosiemotor -aardgastransport -hoge- en lagedrukgebieden -veranderingen in voltages door transformatoren -tandwielen -vliegveld-verkeersleiding -laser -transport-logistiek -watertoren
Docentenhandleiding In beweging 23 Bijlage 1 DE SLINGER VAN FOUCAULT Er is door de eeuwen heen heel veel onderzocht door wetenschappers. Vaak deden ze dat om iets aan te tonen, iets te bewijzen. Zo ook Parijzenaar Léon Foucault die rond 1850 leefde. In zijn tijd vermoeden de mensen dat de aarde om zijn eigen as draaide, maar niemand had onderzocht en bewezen of dat wel echt het geval was. Léon wilde bewijzen dat de aarde echt draaide. Toen hij er over nadacht hoe hij dat zou moeten gaan bewijzen moest hij denken aan een proefje dat hij al eerder had gedaan: een proefje met een slinger. Hij hing een gewicht aan een touw dat hij vast hield. Hij liet het gewichtje heen en weer schommelen. Hij liep daarbij rond de slinger en zag dat de slinger steeds in de zelfde richting bleef slingeren. Figuur 1: Léon Foucault Die kennis gebruikte hij om zijn experiment uit te voeren. Hij zocht een hoge ruimte op in Parijs en hing hier een hele lange slinger op en zorgde ervoor dat de slinger vlak boven de grond hing. Onder de slinger legde hij zand zodat de slinger elke keer een klein lijntje door het zand zou trekken. Hij vertelde de Parijzenaren dat als de aarde werkelijk zou draaien om de eigen as, dat het dan te zien zou moeten zijn aan de streepjes die de slinger door het zand zou gaan trekken. Toen de mensen lange tijd stonden te wachten bleek al snel dat de lijnen die de slinger trok steeds een beetje verdraaiden. Na 24 uur bleek dat de slinger weer in het zelfde patroon heen en weer slingerde. Daarmee had hij bewezen dat de aarde draaide. Figuur 2: Een slinger
Docentenhandleiding In beweging 24 Bijlage 2 DANSMATSTELLINGEN: =1= j - Koper geleidt elektriciteit n- Als de flap van de vleugel omhoog is, daalt het vliegtuig j- Hout geleidt geluid beter dan lucht n- Een ton op een schip is 100.000 kg. j- De snelheid van licht is ongeveer driehonderdduizend kilometer per seconde n- Wind waait rechtstreeks van hoge druk naar lage druk n- De slinger van Foucault bewijst de draaiing van de zon j- Bij het ontwerp van formule-1-auto s houdt men rekening met stroomlijning n- Lucht bestaat ongeveer voor 40% uit zuurstof n- PK staat voor push-kracht j- Schiphol is een Nederlands vliegveld j- Een watertoren zorgt dat er druk op het waternet blijft j- Het gastransport door Nederland wordt vanuit Groningen geregeld n- Koude lucht stijgt op j- Een ton op een schip is 1000 kg. n- Door de rotatie van de aarde hebben wij in Nederland met hoge druk te maken. n- Wij ademen zuurstof in en stikstof uit j- Logistiek is het woord voor zaken rond het regelen van het vervoer n- Het aantal cc s geeft de mogelijke snelheid van een auto aan n- Pk heet tegenwoordig Kilowatt =2= j- We meten vermogen in Watt j- Kracht meten we in Newton n- Gewicht meet je in deciliters n- Lab is de afkorting voor Legale Aardgas Boring n- Het broeikaseffect heeft te maken met de draaiing van de aarde j- Glasvezel transporteert informatie door middel van licht j- Kalkwater is een indicator voor het koolstofonderzoek j- Het hoofdkantoor van de Gasunie bevindt zich in Groningen n- Lucht weegt niks j- Bij eerlijk onderzoek onderzoek je één ding tegelijk
Docentenhandleiding In beweging 25 n- De slinger van Foucault wordt gebruikt in uurwerken n- Koude lucht stijgt op n- Koolstofdioxide is het zelfde als CO j- Een zwanenhals wordt gebruikt om stank uit het riool te weren n- Koper is een goede isolator n- Als de flap van een vliegtuig omlaag is, stijgt het vliegtuig n- Lucht bestaat voor 80% uit zuurstof j- In een windtunnel gebruikt men graag modellen vanwege de lagere kosten j- De Magneet is een onderdeel van de Hanzehogeschool. n- Newton staat voor nieuw tonnage, nieuw gewicht
Docentenhandleiding In beweging 26 ACHTERGRONDINFORMATIE BEWEGING IN DE ACHITECTUUR -Te denken valt aan bijvoorbeeld het operahuis in Sydney, werk van Frank Lloyd Wright (Guggenheim-New York), maar ook het glazen deel van het Aardgasuniegebouw in Groningen suggereert beweging. -We hebben het eigenlijk over gestolde beweging PAARDENKRACHTEN -Wikipedia - De Schotse uitvinder James Watt definieerde de paardenkracht rond 1770 als 33000 foot-pounds per minute. Dit is het vermogen van een trekpaard om 150 kilogram in een minuut 30 meter op te hijsen. De paardenkracht werd ook gedefinieerd als het vermogen dat nodig is om een last van 75 kilogram stapvoets te hijsen (dat wil zeggen met een snelheid van 1 meter per seconde, oftewel 3,6 kilometer per uur). Het vermogen van stoommachines en later ook dat van motoren werd vroeger in pk s uitgedrukt. Maar de pk (en alle andere nationale aanduidingen voor paardenkracht, zoals HP (horse power), PS (Pferdestärke) en ch (cheval vapeur)) zijn tegenwoordig vervangen door de SI-eenheid kw (kilowatt), hoewel men in advertenties voor auto s en in het algemeen de term nog steeds gebruikt VERMOGEN -Hier kunt u verwijzen naar het wattage van bijvoorbeeld een stofzuigermotor en naar de kilowatts die door het elektriciteitsbedrijf gebruikt worden om voor elektriciteit te laten betalen. Vermogen is een grootheid uit de natuurkunde die de arbeid per tijdseenheid voorstelt. De eenheid voor vermogen is de watt en men leest dan ook vaak wattage in plaats van het officieel correcte vermogen. Een andere bekende, maar verouderde, eenheid voor vermogen is de paardenkracht, Dat is oorspronkelijk het vermogen, nodig om een mijnwerker van 75 kg omhoog te trekken met een snelheid van een meter per seconde, wat een beetje varieert met de afstand tot de evenaar. Meestal rekent men een PK als 736 watt. In formulevorm: JAMES WATT -Wikipedia -James Watt is niet de uitvinder van de stoommachine. Hij verbeterde deze machine. In zijn machines werd de stoom buiten de cilinder gecondenseerd en verder veranderde hij de heen en weer gaande beweging in een roterende (de zg. kruk-drijfstang-constructie). Daardoor kon de machine gebruikt worden voor de industrie (nijverheid-1785). James Watt gebruikte voor het eerst de term paardenkracht (horsepower) om het vermogen van een machine aan te duiden. NEWTON -Isaac Newton Wikipedia -zie ook Wikipedia Kracht of Wetten van Newton STROOMLIJNING -zie aerodynamica Wikipedia -zie tou tube bijvoorbeeld aerodynamic forces, maar ook goede filmpjes als je aerodynamica intypt -you tube vertoont ook filmpjes over de windtunnel VLEUGELS -you tube levert onder zoekterm vliegtuigvleugels filmmateriaal op. -Wikipedia geeft aanvullende informatie onder de zelfde zoekterm LICHT -http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla129/index2.htm (een site voor het voortgezet onderwijs) -www.proefjes.nl heeft proefjes over licht. - http://www.natuurkunde.nl/artikelen/view.do?supportid=73
Docentenhandleiding In beweging 27 -filmmateriaal met de zoekterm lichtbreking op you tube. LASER -Wikipedia CO2/KOOLSTOFDIOXIDE -Wikipedia zoekterm: koolstofdioxide - Elk huishouden veroorzaakt door vervoer, gasverbruik en elektriciteit in huis een mengsel van broeikasgassen, waaronder CO2. Omgerekend naar alleen CO2 komt er jaarlijks gemiddeld negen ton (negenduizend kilogram) kooldioxide vrij per huishouden. Om met bomen deze huishoud-co2 te compenseren, moeten 450 bomen in de tropen een jaar lang groeien. Energie besparen en gebruik van duurzame energie verlagen de uitstoot van broeikasgassen het meest, en gaan dus klimaatverandering het best tegen. Compensatie van CO2 volgt als goede - Een kleur- en reukloos niet brandbaar gas, dat in lage concentraties aanwezig is in de lucht die we inademen (ongeveer drie honderdsten van één procent per volume). Koolstofdioxide wordt geproduceerd bij verbranding van elke stof die koolstof bevat. Het is eveneens een product van ademhaling en fermentatie. Planten absorberen koolstofdioxide door fotosynthese. Hoewel koolstofdioxide vooral ontstaat door menselijke activiteiten door de verbranding van fossiele brandstoffen, kan het ook gevormd worden door bepaalde natuurlijke processen. (zie koolstof cyclus). Koolstofdioxide is het belangrijkste broeikasgas dat bijdraagt tot de opwarming van de Aarde Bron: GreenFacts AZIJN/BAKPOEDER - Hierbij is meteen waar te nemen dat het mengsel gaat bruizen en er luchtbellen ontstaan (CO2). Wanneer bakpoeder en azijn bij elkaar worden gedaan, treedt er een chemische reactie op, omdat bakpoeder en azijn na menging andere stofeigenschappen aannemen en deze veranderde stofeigenschappen ook weer behouden, nadat het gedurende een tijd heeft gestaan. Bij deze chemische reactie hoort de volgende reactievergelijking: NaHCO3 + HAc -> NaOH + H2O + CO2 -er zijn ook filmpjes van de proef op you tube te zien. -het wordt ook wel gebruikt voor een vulkaanuitbarsting of een raket (filmkokertje) de lucht in te krijgen. Zie daarvoor op internet de betreffende proeven. -ook op www.proefjes.nl staat deze proef. VERBRANDINGSPROCES BIJ DE MENS. -zie stofwisseling WATERTOREN - Men gebruikt het principe van de communicerende vaten om de druk in het waterleidingnet constant te houden. -Kijk bij Wikipedia bij Wet van de communicerende vaten.