Aansteker

33e jaargang - november 2008 - nr 9

inhoudsopgave

NVOX nekniz | drjiven U kent ze wel die (groot)ouders die de hele dag alleen maar over hun (klein)kinderen kunnen praten, net als hondenbezitters over hun hondjes of liefhebbers van oldtimers over hun oldtimers. Vreselijk. Ik waag me dus op zeer glad en dun ijs als ik hier toch een tekening van een kleindochter afdruk, gemaakt op de achterkant van een oude drukproef.

382 Technisch ontwerpen, zeker doen IN DE KLAS 374

Cosmetica: zin en onzin van huidverzorging Monica Ungheretti, Marianne Offereins en Jan de Gruijter

377 378 380 382 385

Smaakmakers (36): klimmers 2 Louis Mathot en Hubert Biezeveld Het rendement van een dynamo Vincent van Eijden Ik zie, ik zie wat jij niet ziet: waarnemen serieus nemen Hans Deuss Technisch ontwerpen: een dag aan de slag met 5 vwo Martha Hoebens Statistisch verantwoord onderzoek naar discriminatiegedrag Maarten Foeken

CURRICULUM/EXAMENS 388

Examentraining in eigen huis Marianne Mols

MENSEN 390

Interview met Jeanne Huijsmans Marijke Domis

EN VERDER 392

De toekomst is een nanofrietje Isolde van Leeuwen, Erik van Linden en Guido Linssen

396 398 400 402

Sonnenborgh – museum & sterrenwacht Marianne Offereins Natuurwetenschap en kunst (1) Willem Bustraan en Hein Dirks Competitie op leven en dood: beslissen over genetisch risico in topsport Dirk Jan Boerwinkel en Arno Müller Fysici en poëzie Marjan Bruinvels

RUBRIEKEN 403

405

Vereniging bestuur bijeenkomsten redactie nieuw in de ledenservice Media boekrecensies boekaankondigingen digitaal

411

415

Actueel wetenschap scholing berichten Colofon/Aansteker

Florine is zes jaar en heeft in groep 3 net kennisgemaakt met de geheimen van lezen en schrijven. Ze had al lang lopen roepen dat ze zinken en drijven ging onderzoeken en op een van de laatste mooie septemberdagen was het zover. Ze haalde het badje uit de schuur, vulde het met de tuinslang en was verder de hele dag in haar eentje druk bezig. ’s Avonds vond ik het stuk papier. Ik had wel door dat het om een ‘verslag’ ging, maar er was toch enige uitleg nodig: links: een massief plastic visje, een mes, een nagelborstel en een bol waar je waspoeder in doet. rechts: een tuinkabouter, een doosje met een schildpad op het deksel, drie bootjes, het badboekje Mijn vriendje Flip en een kurk. Trotse opa? Nee − ja ook, maar daar gaat het nu niet om − een stomverbaasde leraar die altijd wat lacherig doet als hij leest dat leerlingen hun onderzoeksvragen moeten formuleren, blabla. Ze heeft een onderzoeksvraag geformuleerd en een werkplan gemaakt. Het verslag voldoet aan alle eisen. Maar ja, leraar, kan ik hier wat mee om een lesplan voor de basisschool te maken? Eerlijk, ik weet het niet. Ik durf deze ervaring over nekniz|drjiven niet te extrapoleren, maar dat de vernieuwing van het scienceonderwijs op de basisschool zou moeten beginnen, daar ben ik van overtuigd. Als we dan maar wel de uitspraak van professor Freudenthal in gedachten houden: “De didactiek bevindt zich nog steeds in het stenen tijdperk.” [email protected]

Coverfoto: Louis Mathot De coverfoto van nr. 8 is gemaakt door Philip van Egmond, docent wiskunde aan het JCU.

november 2008

NVOX

373

IN DE KLAS

Smaakmakers (36) Klimmers 2 Jammer dat sommig speelgoed zo kort verkrijgbaar is. Vaak vind je daarin mechanisch ingewikkelde constructies en waar zie je die nog? In je iPod, USB-stick, mobieltje, … kortom, iets uit de rijke belevingswereld van je leerlingen? Het cascadespel (weet u nog: examen havo 1980-I, kijk op de sites) kostte in de uitverkoop $ 3,95. ■

Louis Mathot en Hubert Biezeveld

Ohm

Rapunsel en de specht

Deze achtbaan illustreert het model van de batterij die lading (de babyberen) van (zwaarte-)energie voorziet. Die energie wordt onderweg (in de vorm van warmte) weer afgegeven en het proces begint opnieuw. Als je het apparaat openmaakt, zie je hoe kunstig het mechaniek in elkaar zit. De beertjes moeten bijvoorbeeld pas worden opgetild als de onderste beer klaarstaat en ook op het juiste moment door de volgende worden aangepakt.

Als deze ware jakob te hoog (55 cm) op zijn ladder klimt, dondert hij helemaal naar beneden doordat hij uitglijdt op een verbindingsstuk tussen twee sporten. En omdat de ladder zo steil staat, kan hij de val niet op tijd corrigeren door op een volgende sport in te haken. Deze specht die trillend omlaag gaat, leent zich voor een onderzoek, want als je hem niet kunt kopen, is hij met wat ijzerdraad en silly putty makkelijk na te maken. Zoek uit hoe T afhangt van de afstand x tussen specht en staaf, zijn massa m, …

377

Archimedes De parabolen zijn het meest spectaculair, maar let ook eens op de schroef van Archimedes die de kogeltjes omhoogbrengt.

Adressen www.stevin.info www.nvon.nl/nvox

november 2008

NVOX

Technisch ontwerpen, zeker doen! Een dag aan de slag met 5 vwo Het doel van deze dag technisch ontwerpen is om leerlingen 5 vwo andere vaardigheden te laten gebruiken dan leer- en onderzoeksvaardigheden. Daarbij leek het ons een leuk een ‘kijkje in de keuken’ van een technische studie te geven. In dit artikel onze ervaringen en het gebruikte lesmateriaal voor deze dag. ■

382

Martha Hoebens / Christelijk Lyceum Zeist

Opzet Op onze school bestaat grote behoefte om iets extra’s te doen met 5 vwo. Leerlingen hebben nog niet de druk van het eindexamen en kunnen soms wat moeite hebben met hun motivatie. Er is gekozen voor een dag technisch ontwerpen. Op onze school (CLZ) wordt in de eerste en tweede klas techniek gegeven. Leerlingen hebben in dit vak kennisgemaakt met de basis van technisch ontwerpen en met de apparaten, gereedschappen en materialen in het technieklokaal. Omdat ik zelf scheikundige ben, was ik blij met de enthousiaste hulp van mijn collega’s Cees Rigtering (natuurkunde) en Jaap Stuiver (toa scheikunde) bij het opzetten van deze dag voor 5 vwo. Ook voor mijn collega’s is technisch ontwerpen nieuw. Gelukkig was daar Robin van Lammeren, een stagiair bij natuurkunde, die bij zijn opleiding bouwkunde veel met technisch ontwerpen heeft gedaan. Robin heeft dan ook het theoretische deel voor de leerlingen verzorgd. Voorbereiding NLT Volgend jaar willen we op het CLZ de module Technisch ontwerpen in de biomedische technologie bij NLT invoeren. We hebben nu al een deel uit deze module gebruikt voor deze dag. Deze (gecertificeerde) NLT-module en daarmee ook ons project begon met een startopdracht. Zie figuur 1. In de startopdracht bouwen de leerlingen een klein voorwerp met een beperkte hoeveelheid materiaal en maken zo kennis met technisch ontwerpen. Theorie Na de startopdracht volgde een theoretische uitleg van technisch ontwerpen, waarbij de ontwerpcyclus werd toegelicht, zoals weergegeven in figuur 2. Om tijd te

NVOX

november 2008

Figuur 1. Aan het werk met de startopdracht.

besparen hebben wij gekozen niet de oefeningen (met de ontwerpcyclus) uit de NLT-module te doen, maar de volledige ontwerpcyclus voor een fiets te doorlopen. Na het theoretische deel zijn de leerlingen met de echte opdracht aan de slag gegaan.

Figuur 2. Cyclus technisch ontwerpen.

Natuurwetenschap en kunst (1) Natuurwetenschappen en kunst lijken niet zo veel met elkaar te maken te hebben. Maar als je goed nadenkt, ontdek je veel samenhang en kun je onderwijs ontwerpen dat het denken van leerlingen stimuleert en ze (misschien) meer voor natuurwetenschappen motiveert. ■

Willem Bustraan en Hein Dirks / Lerarenopleiding Natuurwetenschappen, Hogeschool van Amsterdam

Het artikel Natuurwetenschap en kunst bestaat uit twee delen. Deel 1 beschrijft de waarde van die relatie voor het natuurwetenschappelijk onderwijs. Deel 2 geeft een uitwerking van die koppeling in de vakdidactieklessen op de Lerarenopleiding Natuurwetenschappen aan de Hogeschool van Amsterdam.

398

Uit de lessenserie Kleur in natuur en cultuur.

Waarnemen, verbeelden en begrijpen Beeldend kunstenaars en natuurwetenschappers pogen de wereld te vangen in beelden en die beelden vertellen verhalen. Zij denken beiden in beelden, visualiseren de wereld om hen heen en proberen op die manier over die wereld te vertellen op hun eigen manier. Vanuit een evolutionair gezichtspunt is verbeelding een manier waarop de mens vanaf het vroegste bestaan zijn plaats in de wereld, het universum heeft geprobeerd te duiden. Die beelden waren weer de kapstok voor onze verhalen (‘metaforen’), voor onze kennis over de wereld om ons heen. En nog steeds brengen de natuurwetenschapper en de kunstenaar door mentale processen zoals verbeelding, intuïtie, interpretatie en creativiteit de wereld om zich heen in kaart.

NVOX

november 2008

Natuurwetenschappers leveren een bijdrage aan de kennisontwikkeling door hun specifieke methode van denken en handelen toe te passen op de werkelijkheid. Centraal staat steeds de vraag: Hoe weet ik wat ik weet? Die vraag wordt beantwoord door middel van een logische wijze van redeneren, door experimentele bewijslast, maar begint altijd bij het creëren van ‘kleurrijke’ beelden, visualiseringen die het redeneren ondersteunen en begrijpbaar maken. Een treffend voorbeeld hiervan vinden we bij Alan MacDiarmid (Nobelprijs scheikunde, 2000). MacDiarmid was een van de ontdekkers van geleidende polymeren en zeer geïnspireerd door kleur. Op een dag werd hem een polymeer getoond waar een te hoge concentratie katalysator bij was gevoegd, waardoor een mooi, zilverkleurig polymeer ontstond. Hij vond het echt prachtig en vroeg een monster voor zijn onderzoek. Het bleek polyacetyleen te zijn en het geleidde elektriciteit... “Er was geen enkele wetenschappelijke reden,” schreef hij, “mijn motivatie was alleen opgewekt door verwondering en kleur.” Een ander voorbeeld vinden we bij Albert Szent-Györgyi (Nobelprijs medicijnen/fysiologie, 1937). Hij werd gedreven door zijn fascinatie voor kleur. Hij begon zijn onderzoek met de vraag waarom een banaan bruin wordt wanneer de schil stuk gemaakt wordt, terwijl andere planten bij een gelijke behandeling dat niet hebben. Kleur motiveerde zijn ontdekking van vitamine C1.

Verbeeldingskracht in het onderwijs Binnen de natuurwetenschappen zijn de conventionele manieren van denken op het eerste gezicht zwaar vertegenwoordigd. We hebben hier te maken met conventies, manieren van denken die helpen het ‘dataverkeer’ te reguleren volgens geldende afspraken en daarom niets aan het

toeval overlaten. Ze komen echter op leerlingen af als gesloten algoritmen, strak beschreven methoden, waar door hen tegen op wordt gezien (‘rekenen’, ‘formules leren’, ‘uit je kop leren’) en die het imago van de natuurwetenschap op school geen goed hebben gedaan. In de leerplannen Natuurwetenschap op school krijgen deze conventies relatief veel te veel aandacht. Dat moet anders, als wij in Nederland een ‘kennisintensieve informatiemaatschappij’ willen opbouwen en onderhouden. Maar ook deze begint met de verwondering over de kleur van een waterdruppel. Feynman2 stelt in zijn essay The meaning of it all als kern van een succesvolle,

Studenten tijdens het onderzoekspracticum.

Competitie op leven en dood Beslissen over genetisch risico in topsport 30 augustus 2007: in de eerste helft van de voetbalwedstrijd tussen Sevilla en Getafe ligt plotseling Sevilla-verdediger Antonio Puerta op de grond. Medespelers en verzorgers rennen op hem af. Hij verlaat nog op eigen benen het veld, maar overlijdt in het ziekenhuis, 22 jaar oud. Het was geen tegenstander die hem vloerde, maar zijn eigen hart. Antonio leed aan een aangeboren hartaandoening. Zijn dood was misschien te voorkomen geweest, maar tegen welke prijs? ■

Dirk Jan Boerwinkel / Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht Arno Müller / Metamedica Universiteit Maastricht nals, maar ook amateurs zijn daar wettelijk verplicht een medische keuring te ondergaan voorafgaand aan deelname aan sportcompetities. Met dit medisch onderzoek zijn hartaandoeningen zoals hypertrofische cardiomyopathie vroegtijdig op te sporen. Het gaat hierbij overigens nog niet om genetisch testen.

Teamgenoten schieten Puerta te hulp. Foto: ANP.

Door topsporters op aanleg voor bepaalde ziektes te onderzoeken kan enerzijds gezondheidsschade en voortijdige sterfte worden voorkomen, anderzijds kan dergelijk onderzoek ook onbedoelde negatieve effecten hebben. Dit onderwerp is geschikt als introductie op een discussie over de voor- en nadelen van genetische testen en over wie besluiten mag nemen op grond van de uitslag.

Keuring Antonio Puerta was niet de eerste en de enige onder jonge sporters die bezweek aan de combinatie van een ongunstige erfelijke aanleg en zware lichamelijke eisen1. Vroegtijdige sterfte is deels te voorkomen door sporters op een dergelijke aanleg te testen. In Italië is dit al sinds 1982 de praktijk. Niet alleen professio-

NVOX

november 2008

Italië is het enige land dat deze keuring wettelijk heeft vastgelegd. Jaarlijks worden daar drie miljoen sporters getest. Weigeren is geen optie; zonder keuringscertificaat geen deelname aan competities. Een uitslag die wijst op een hartaandoening betekent eveneens uitsluiting van deelname, zo ondervond Domenico Fioravanti in 2004. Deze Italiaanse zwemmer mocht vanwege de uitslag van zijn keuring niet uitkomen op de Olympische spelen van 2004. Hij had zeker op deelname gerekend, want vier jaar eerder, toen

In Italië ga je zonder keuring niet van start.

hij nog wel door de keuring kwam, veroverde Fioravanti op de Olympische spelen in Athene twee gouden medailles op de schoolslag. Kennelijk was de aandoening

Testen, diagnoses, screening, bevolkingsonderzoek en keuring Diagnose is het identificeren van een ziekteoorzaak op grond van de ziekteverschijnselen. Bij genetische diagnostiek is vaak nog geen sprake van ziekteverschijnselen, alleen van de erfelijke aanleg. Bij een diagnose worden vaak een of meer testen gebruikt. Een test is een onderzoek dat een bepaald symptoom aan het licht brengt, bijvoorbeeld glucose in urine om suikerziekte te diagnosticeren. In het geval van een genetische test gaat om het aantonen van een bepaalde genvariant. Van screening spreken we als groepen gezonde mensen (zonder symptomen) getest worden op de kans later een ziektebeeld te ontwikkelen. Een voorbeeld hiervan is de screening op borstkanker en de hielprik. Bij een genetische screening wordt het voorkomen van een bepaald allel in de doelgroep onderzocht. Betreft de screening een segment van de hele bevolking, zoals pasgeboren baby’s of alle vrouwen boven de 50, dan spreken we van een bevolkingsonderzoek. Een keuring is een medisch onderzoek waarbij gelet wordt op de lichamelijke eisen voor een specifieke doelgroep, zoals piloten. Ook een keuring bestaat doorgaans uit meerdere testen. Een keuring kan ook extra eisen betreffen die aan een beroepsgroep worden gesteld.