Colofon Universiteit Twente Drienerlolaan 5 NL-7522 NB Enschede Postadres Universiteit Twente postbus 217 NL-7500 AE Enschede t +31 (0)53 489 4890 Deze brochure is een uitgave van ELAN - Twente Academy Leerlingenlab van de Universiteit Twente. Website: www.twenteacademy.nl/docenten/leerlingenlab E-mail:
[email protected] Telefoon: 053-489 6126 Ontwerp en opmaak: Marketing & Communicatie, Universiteit Twente Oplage: 500 © Januari 2013 Universiteit Twente, Enschede Informatie uit deze uitgave mag worden gebruikt en verspreid met vriendelijk verzoek een correcte bronvermelding te hanteren. De inhoud van deze uitgave is met uiterste zorg samengesteld. Aan onvolledige of onjuiste informatie kunnen geen rechten worden ontleend.
inhoud
Twente Academy Leerlingenlab
pagina 4
Biologie practica DNA – Knippen DNA – Polymerase kettingreactie
pagina 6
Scheikunde practica Aspirine Biodiesel en reactorkunde
pagina 7
Natuurkunde practica Medische Beeldvorming Robotica
pagina 8
Practica in ontwikkeling
pagina 9
Twente academy leerlingenlab
Op de Universiteit Twente is een speciaal laboratorium voor leerlingen, het Twente Academy Leerlingenlab. In dit lab kan een docent met zijn/haar klas verschillende practica uitvoeren. In het leerlingenlab kunnen vwo-leerlingen experimenten uitvoeren die op school niet mogelijk zijn, omdat de benodigde apparatuur bijvoorbeeld niet aanwezig is. Het is als het ware een verlengstuk van de practicumzalen op school. Hierdoor krijgen leerlingen een beter beeld van hedendaagse onderzoeksmethoden en technieken. Ook biedt het lab mogelijk heden voor nascholing en professionalisering van docenten in het voortgezet onderwijs. Voor de vakken natuurkunde, scheikunde, biologie, ANW en NLT zijn proeven beschikbaar die aansluiten bij het havo/ vwo-curriculum op school. Ook voor profielwerkstukken bestaan verschillende mogelijkheden.
Kosten U kunt als school per schooljaar lid worden van het Twente Academy Leerlingenlab. Per schooljaar is dat een bijdrage van €250,00. Per practicum vragen wij dan een onkostenvergoeding van €100,00. Als uw school geen lid is, vragen wij een bijdrage van €200,00 per practicum. Mocht uw school docenten hebben die deelnemen in een docentontwikkelteam, dan ontvangt u 15% extra korting op een practicum. Achterin deze brochure vindt u een antwoordstrook om lid te worden van het Twente Academy Leerlingenlab.
Vragen Wilt u meer informatie over het leerlingenlab, heeft u wensen en/of ideeën of wilt u graag met uw klas komen? Neem dan contact op met Rianne Wanders,
[email protected] of 06-13489756. Meer informatie is ook te vinden op www.twenteacademy.nl/docenten/ leerlingenlab.
Biologie
DNA DNA-profilering maakt gebruik van moleculaire genetische methoden die het genotype van een DNA-monster vaststellen. Over de hele wereld maken onderzoekers gebruik van DNA-profilering om mensen te identificeren. Practicum 1: DNA - Knippen De leerlingen gaan een DNA-molecuul knippen met behulp van een restrictie- enzym. Dit wordt vervolgd met een gelelektroforese om de DNA-fragmenten te scheiden en zichtbaar te maken. Door een combinatie van deze technieken maken de leerlingen een DNA- vingerafdruk. ➔ G eschikt voor 4, 5 havo en 4 vwo. In overleg kan het practicum ook gegeven worden aan 2 en 3 vwo.
Practicum 2: DNA - Polymerase kettingreactie De leerlingen maken in dit practicum kennis met een polymerase ketting reactie. Met behulp van een deze kettingreactie vermeerderen de leerlingen het DNA. Hierna volgt een gelelektroforese om de DNA-monsters te analyseren en het genotype te identificeren. ➔ Geschikt voor 5 en 6 vwo.
Scheikunde
Aspirine In dit practicum gaan leerlingen aan de slag met de synthese van organische stoffen 2-hydroxybenzeencarbonzuur en aspirine (acetylsalicylzuur; 2-(acetyloxy) benzeencarbonzuur). Daarnaast vindt een zuivering plaats door middel van omkristallisatie. Vervolgens analyseren de leerlingen hun eigengemaakte aspirine. Dit gebeurt met behulp van de bepaling van het smeltpunt, dunnelaagchromatografie en infrarood fingerprinting. Het tussen product kan geanalyseerd worden met UV VIS spectroscopie. ➔ G eschikt voor 5 en 6 vwo. In overleg kan het practicum ook gegeven worden aan 3 en 4 vwo.
Biodiesel en reactorkunde Aan de Universiteit Twente doen verschillende vakgroepen onderzoek naar nieuwe, milieuvriendelijkere manieren van energieproductie vanuit verschillende invalshoeken. Ze onderzoeken daarbij zowel nieuwe processen als nieuwe manieren die bekende processen efficiënter maken. Maar of het nu nieuwe processen zijn of nieuwe manieren, in elk geval moeten er reactoron ontwikkeld worden waarin de processen kunnen plaatsvinden. Tijdens dit practicum wordt de klas opgedeeld in twee groepen. De ene groep gaat aan de slag met een koolstofreactor en een pyrolyse. De andere groep maakt zijn eigen biodiesel, gevolgd door een kwaliteitsanalyse van hun zelfgemaakte biodiesel. ➔ G eschikt voor 5 en 6 vwo. In overleg kan het practicum ook gegeven worden aan 3 en 4 vwo.
Natuurkunde
Medische Beeldvorming In de medische diagnostiek worden veel technieken gebruikt om afbeeldingen van het inwendige van de patiënt te maken. Bij de meeste afbeeldingstechnieken wordt gebruik gemaakt van een of andere vorm van straling, die in het lichaam doordringt (röntgenstraling, ultrageluid, elektromagnetische straling, radioactieve straling etc.). Het beeld dat hiermee tot stand komt heeft een ander karakter dan een beeld dat met zichtbaar licht tot stand komt. Om een afbeelding te kunnen beoordelen, is het van belang dat we goed weten hoe de eigenschappen van het materiaal worden afgebeeld. In dit practicum werken de leerlingen aan twee technieken: tomografie en ultrasound.
Ultrasound Ultrageluid wordt in de geneeskunde gebruikt om afbeeldingen te maken, bijvoorbeeld echo’s bij zwangere vrouwen. Ook bloedstroomsnelheden worden met behulp van ultrageluid gemeten.
Optische tomograaf Een bekende tomograaf uit de medische wereld is de CT-scanner. Tijdens het practicum gaan de leerlingen stap voor stap een beeld reconstrueren.
➔ Geschikt voor 4, 5 en 6 vwo
➔ Geschikt voor 4, 5 en 6 vwo Robotica De robots bestaan uit een wagentje, aangedreven door twee wielen met een aantal sensoren. De leerlingen leren hoe de robot bestuurd kan worden met behulp van de sensoren. Aan het eind wordt een competitie sumoworstelen gehouden: wie heeft zijn robot het slimst geprogrammeerd?
Practica in ontwikkeling
Membraantechnologie Een bekende toepassing van membraantechnologie is de energie die gewonnen kan worden uit de overgang tussen zoet en zout water, maar ook nierdialyse is een toepassing van membraantechnologie. Leerlingen gaan zelf een membraan strijken en testen vervolgens hoe goed het membraan een mengsel kan scheiden. Daarnaast onderzoeken ze het effect van een coating op een knikker in beweging in een bepaalde vloeistof.
EOG, EMG, EEG Leerlingen maken opnames van verschillende spier- en/of hersenactiviteiten. Na diverse oefeningen worden de op names met elkaar vergeleken. Quantummechanica Door middel van een aantal practica experimenteren de leerlingen met quantummechanica. Hierbij moet je denken aan het foto-elektrisch effect, golf-deeltjes dualiteit en electron tunneling.
