Docentenhandleiding Biomimicry en water 1
Docentenhandleiding Biomimicry en water Waarom Lessons from nature? De manier waarop we nu leven en consumeren kunnen we niet lang meer vol houden. Als je kijkt naar de totale wereldbevolking dan leven we op een te grote voet. We kunnen het gebruik van fossiele brandstoffen minderen en minder vlees gaan eten, maar daarmee stellen we het probleem alleen maar uit. Wat nodig is, is een omslag in het denken in de manier waarop we onze economie aanjagen en producten ontwerpen. We hebben energiebronnen beschikbaar die in theorie oneindig lang mee kunnen gaan. Met Lessons from Nature (LfN) maakt u hier een eerste stap in. In de natuur is duurzaamheid heel normaal: afval wordt efficiënt gerecycled, de zon is een (bijna) onuitputtelijke bron van energie, de natuur kan zich aanpassen aan veranderende omstandigheden en reguleert zichzelf door positieve en/ of negatieve feedback. Sommige bedrijven maken een voorzichtige eerste stap. Zo heeft Nike een schoenenlijn die volledig duurzaam geproduceerd is en waarbij alle onderdelen van de schoenen worden hergebruikt. Doelen van het project Het doel van het project is leerlingen uit te dagen na te denken over hun toekomst. Een toekomst waarin een groene economie en maatschappij voorop staan. Met dit project • Stellen we scholen in staat op een innovatieve manier aan duurzame ontwikkeling te werken en te integreren in hun curriculum, • Maken we lesmodules die natuurlijke ecosystemen verbinden met het ontwikkelen van kerncompetenties, • Staan ontdekkend leren en Leren buiten het klaslokaal centraal, • Ontwikkelen jongeren competenties als creativiteit, samenwerken en kritisch denken, • Breiden we Leren buiten het klaslokaal, ook wel ‘Learning outside the classroom’ (LOtC) genoemd, uit, • Ontwikkelen we een netwerk van scholen die werken met duurzame ontwikkeling en LOtC Op de website www.lessonsfromnature.org kunt u meer informatie vinden. 2
Opbouw van elke module Elke module is op dezelfde manier opgebouwd. Het geraamte van elke module bevat de onderdelen inspireren, ontdekken, begrijpen, toepassen en delen. Binnen elke module komen één of meerdere Lessons from nature principes terug. LfN Principes • Afval = Voedsel (waste = food): Natuurlijke processen verlopen in een cyclus. Het afval van de ene cyclus is het voedsel voor de volgende cyclus. Dode boomblaadjes worden bijvoorbeeld de humuslaag voor de volgende boom. •
Meerdere voordelen (Nature provides multiple benefits): In de natuur hebben organismen meerdere functies. Een boom plant zichzelf voort en zorgt zo voor een nieuwe generatie. In de tijd die het duurt om voor nageslacht te zorgen zorgt een boom ook voor voedsel voor insecten (dode bladeren), wordt de boom gebruikt voor het maken van nesten en schuilplaatsen, leveren de dode bladeren voedingsstoffen aan de bodem, zet een boom koolstofdioxide om in zuurstof en helpt de boom mee met het reguleren van de temperatuur en hoeveelheid regen.
•
Sterk door diversiteit (Promote diversity): De natuur beschikt over een groot aantal soorten, organismen en systemen. Samen zijn ze in staat om externe invloeden als aardbevingen of tsunami’s te weerstaan. Door deze grote verscheidenheid worden de risico’s op onherstelbare beschadiging verkleint.
•
De natuur maakt gebruik van schone, ongelimiteerde hulpbronnen (Run on current solar income)
•
De natuur is in staat zich aan te passen en is dynamisch. (Nature is adaptive, dynamic and responsive): De natuur past zich aan aan veranderende omstandigheden, zoals een langzame temperatuurverandering.
•
De natuur optimaliseert (tot een bepaalde hoogte) (Nature optimizes (within limits)): In de evolutie heeft de natuur gekozen voor een optimale groei en niet een maximale groei.
3
Gebruik van een rubric of ‘learning wall’ Omdat bij Lessons from Nature het opdoen van kennis ondergeschikt is aan het verwerven van competenties, is gekozen voor de beoordeling met behulp van een rubric. De belangrijkste competenties zijn opgenomen in een uitgebreide rubric, die toegevoegd is als bijlage en die u ook op de site apart kunt downloaden. Voor uw module kunt u zelf de competenties selecteren waarop u wilt beoordelen. Bij het ontwikkelen van deze module hebben we zelf al een selectie van zes competenties gemaakt, die u naar eigen inzicht aan kunt passen.
Competenties bij deze module • Kritisch denken: informatie beoordelen, informatie analyseren • Creativiteit: informatie gebruiken, omgaan met onzekerheden, initiatief nemen • Delen: ideeën bespreken Voorbereiding Afwegingen voordat u begint • Afhankelijk van de tijd kunt u besluiten om het zoeken van informatie (gedeeltelijk) op te geven als huiswerk. Het knutselen van het ontwerp kunt u eventueel schrappen. • Hoe wilt u dat leerlingen het project afsluiten? Is alleen een presentatie voldoende of maken leerlingen ook een poster, PowerPoint of laat u ze vrij in het gebruik van visuele ondersteuning van hun presentatie? • Let op: Als leerlingen geen verslag hoeven te maken, dan is er van de literatuurstudie weinig terug te vinden of gaan leerlingen snel aan dit gedeelte voorbij.
4
•
• •
• •
Bedenk in hoeverre leerlingen gewend zijn om in projecten te werken en hun tijd zelf in te delen. Bij het uittesten bleek dat met name de 2 e klas moeite heeft om zijn eigen tijd in te delen en in te schatten, maar dat ook de 4 e klas hier moeite mee heeft. U kunt de vragen bij de eerste opdracht eventueel klassikaal bespreken. Maak eventueel een dagindeling zodat u leerlingen meer houvast biedt. Voor de literatuurstudie is het een meerwaarde als er per 2 leerlingen in ieder geval 1 computer beschikbaar is. Leerlingen zijn nog efficiënter aan het werk als ze bijvoorbeeld ieder antwoord zoeken op een deelvraag en het antwoord van de groepsgenoot kritisch bekijken en eventueel aanvullen. Voor de begeleiding is het handig als u een aantal bèta collega’s heeft die de leerlingen kunnen ondersteunen bij het maken van een onderzoeksvraag en hypothese. Voor het maken van de zonnecel moet u met de toa doornemen of alle materialen aanwezig zijn, of te bestellen zijn.
Extra Practicum U kunt met uw leerlingen de waterkwaliteit meten van verschillende sloten door diertjes te vangen en enkele gegevens te meten zoals de pH en de helderheid. De benodigde materialen kunt u misschien lenen bij een NME-centrum (centrum voor natuur- en milieueducatie).
Benodigdheden computerlokaal of laptops (voor zowel zoekopdracht op internet als het maken voorbereiden van de presentatie). knutselspullen voor het bouwen van een model (eventueel vragen aan leerlingen om een deel zelf mee te nemen): karton, verf, dozen A3 vellen voor de bouwtekening Voor iedere leerling de uitgeprinte rubric voor de beoordeling
5
Doelgroep: Leerlingen van klas 2 t/m 4 havo en vwo Doelen: Na afloop van deze module • hebben leerlingen meer ervaring opgedaan met de competenties kritisch denken, creativiteit en samenwerken • hebben leerlingen nagedacht over het zelf veranderen van hun toekomst • zijn leerlingen in staat een eigen onderzoeksvraag en hypothese op te stellen • leggen leerlingen in eigen woorden uit wat biomimicry is • kunnen leerlingen een aantal voorbeelden geven van biomimicry • realiseren leerlingen zich dat de natuur dynamisch is, zich aan kan passen en een oplossing vindt voor problemen (nature is adaptive, dynamic and responsive) • realiseren leerlingen zich dat de natuur meerdere voordelen heeft (nature has multiple benefits) • realiseren leerlingen zich dat de natuur een oplossing kan bieden om economische problemen op te lossen Duur: Tussen de 16 - 24 uur Introductie Opdracht 1 Opdracht 2 Opdracht 3 Opdracht 4 Informatie opzoeken en samenvatten Onderzoekvraag en hypothese Ontwerp uitdenken Bouwtekening Ontwerp knutselen Presenteren
30 min 30 min 60 min 30 min 3- 4 uur 1 uur 1 uur 2 uur 4 uur 3-6 uur
Werkvorm: Maak groepjes van tussen de 2-4 leerlingen. Bij groepjes van 2 of 3 leerlingen is de kans dat elke leerling betrokken is bij het project groter.
6
Vakken: Deze module past heel goed in een projectweek en is te integreren in de vakken biologie, tekenen en handvaardigheid. Daarnaast is de module extra leuk voor een TTO klas, omdat veel biomimicry informatie alleen beschikbaar is in het Engels. Begeleiding Zorg ervoor dat u vaak genoeg met de groepjes praat om de voortgang in te schatten en ze op weg te helpen. Bespreek met ieder groepjes tenminste éénmaal de onderzoeksvraag en hypothese. Keur eerst de literatuurstudie en onderzoeksvraag goed voordat leerlingen verdergaan met het tekenen van hun ontwerp. Achtergrondinformatie Voor meer achtergrondinformatie en interessante voorbeelden over biomimicry kunt u de volgende sites gebruiken: Wat is biomimicry? • Bekijk de site www.lessonsfromnature.org. Als u de inspiratiecirkel aanklikt krijgt u meer uitleg over de inhoud van het project Lessons from nature en er is een aparte pagina opgenomen over biomimicry. • Bekijk het korte filmpje (in het engels): http://www.youtube.com/watch?v=FBUpnG1G4yQ • Een korte uitleg wat biomimicry is kunt u vinden op http://www.biomimicrynl.org/nl/biomimicry.html en • http://www.kennislink.nl/publicaties/biomimicry-de-natuur-als-laboratorium Kijk voor biomimicry voorbeelden op • http://www.duurzamelifestyle.com/15-praktijkvoorbeelden-van-biomimicry/ • http://www.asknature.org/ is de wetenschappelijk biomimicry database en bevat honderden voorbeelden. Voor klas 2 en 3 is deze te ingewikkeld, maar klas 4 of een TTO klas 3 zou de database eventueel kunnen gebruiken. De meeste voorbeelden in deze database bevatten een foto en leggen kort uit welke eigenschap van een organisme gebruikt wordt in een technologische toepassing. 7
Introductie Als u voldoende tijd heeft kunt u beginnen met de introductiemodule Circulaire economie. Als er minder tijd beschikbaar is, kunt u eventueel de Powerpoint laten zien. Onder elke slide is achtergrondinformatie toegevoegd. De filmpjes zijn in het Engels, maar wel duidelijk en langzaam gesproken. Bekijk de filmpjes eerst zelf om in te schatten of uw leerlingen het niveau aankunnen of wat u aan extra informatie erbij moet vertellen. U kunt er natuurlijk ook voor kiezen om het filmpje af en toe op pauze te zetten. Neem daarna het informatieblad door met de leerlingen. Als u alleen het blad uitdeelt is de kans groot dat er alleen vluchtig naar gekeken wordt.
Opdracht 1 Water zuiveren Doel: In het onderwerp komen, gedachten prikkelen Competenties: Kritisch denken, informatie delen, analytisch denken Inhoud: De leerlingen lezen een artikel waarin een nieuwe manier van rioolwater zuiveren wordt besproken. Omdat dit geen makkelijk artikel is zetten ze de verschillende stappen uit in een schema. In kleine groepjes bespreken de leerlingen de discussievragen. Bespreek deze eventueel klassikaal na.
8
Opdracht 2 Simpele waterzuivering Doel: Link leggen tussen natuur en menselijke technologie, inzien dat de natuur een oplossing heeft gevonden om aan schoon water te komen Competenties: kritisch denken, analytisch denken Inhoud: Overleg met de toa of alle materialen voorradig zijn. U kunt bij het uitvoeren van deze proef de leerlingen alvast laten oefenen met het bedenken van een onderzoeksvraag en het opstellen van een hypothese. De discussievragen kunt u gezamenlijk bespreken en/ of in groepjes.
9
Opdracht 3 Je eigen ontwerp Doel: Kennis toepassen in eigen ontwerp Competenties: Samenwerken, kritisch denken, creativiteit Inhoud: Onderzoeksvraag opstellen Leerlingen maken een keuze welke vorm van waterzuivering ze gaan onderzoeken. Ze beginnen met het maken van een mindmap waarbij het woord in het midden van het blad wordt opgeschreven en ze zoveel mogelijk woorden in een web eromheen schrijven die te maken hebben met hun vorm waterzuivering. Dit associëren kan helpen bij het opstellen van een onderzoeksvraag. Herhaal met de leerlingen wat de kenmerken zijn van een goede onderzoeksvraag en hypothese. Als u dit niet klassikaal bespreekt is de kans heel groot dat de kwaliteit van de eerste onderzoeksvraag niet goed is. Geef de leerlingen de keus om eventueel eerst informatie op te zoeken, zodat ze een goede onderzoeksvraag en hypothese kunnen vormen. Informatie zoeken Het is de bedoeling dat leerlingen achterhalen hoe ver de huidige technologie nu is en welke biomimicry voorbeelden ze kunnen gebruiken ter inspiratie. Op het informatieblad staan een aantal sites die bruikbaar zijn. Leerlingen zoeken daar zelf nog informatie bij. Om ervoor te zorgen dat leerlingen voldoende tijd aan dit onderdeel besteden, kunt u vragen om een samenvatting van de resultaten of een onderzoeksverslag. Moedig de leerlingen aan om bij de huidige technologische ontwikkelingen niet alleen snel te kijken naar wat er al bestaat, maar ook te willen weten hoe het werkt, wat de prijs is, of het op grote schaal gebruikt wordt enz. Biomimicry is een relatief nieuw onderwerp, waarbij veel informatie alleen in het Engels beschikbaar is. Als leerlingen eenmaal een idee hebben welke eigenschap van welk dier ze willen leren dan is informatie over het specifieke dier wel weer in het Nederlands te vinden. Let erop dat leerlingen begrijpen wat biomimicry is, anders zie je dat terug in het ontwerp waarin nauwelijks biomimicry wordt gebruikt. 10
Opdracht 4 Model uitwerken Ontwerp tekenen Bij het bedenken van het ontwerp is het zowel mogelijk om de vorm van het organisme mee te nemen, maar het kan ook alleen de functie zijn, of beide. Vermeld bij het maken van de tekening ook dat leerlingen het model gaan nabouwen in het klein. Dit voorkomt dat de tekening zo ingewikkeld wordt dat leerlingen het model niet meer kunnen bouwen. De groepjes tekenen eerst in klad hun ontwerp. Keur dit goed voordat ze een A3-vel krijgen om het ontwerp in het net te maken. Bij de tekening kunt u vragen om zowel een tekening van het ontwerp aan de buitenkant als een dwarsdoorsnede zodat het ontwerp ook van binnen te zien is. Dat laatste dwingt leerlingen beter na te denken en te onderzoeken hoe het ontwerp werkt. Model nabouwen Afhankelijk van de tijd en faciliteiten bouwen de leerlingen hun model in het klein. Vraag ze eventueel een deel van de knutselspullen zelf mee te nemen, zoals (schoenen)dozen of vreemde dingen die ze willen gebruiken. Presentatie U kunt de leerlingen vragen de informatie samen te vatten in een poster, presentatie en/ of filmpje. Afhankelijk van de eindkeuze kunnen de verschillende groepjes elkaar ook beoordelen. Vraag de groepjes enkele kritische vragen voor te bereiden voor één of twee andere groepjes. Laat elk groepje een tip en een top opschrijven voor elk groepje (dat kan alleen puur voor de presentatie zijn, maar ook voor de poster en/of de tekeningen en het model).
11
Dit project werd gefinancierd met de steun van de Europese Commissie. De verantwoordelijkheid voor deze publicatie (mededeling) ligt uitsluitend bij de auteur; de Commissie kan niet aansprakelijk worden gesteld voor het gebruik van de informatie die erin is vervat.
