Groeilampje Mais overstijgt alle vakken. Gezonde verlichting Het recept voor beter presteren. In ander licht Geloof combineren met natuurkunde

TECHNIEK- EN BÈTAONDERWIJS Thema: Licht

Groeilampje

Mais overstijgt alle vakken

Gezonde verlichting Het recept voor beter presteren

In ander licht

Geloof combineren met natuurkunde periodiek van de Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen winter2015 jaargang 24 nummer 4

INHOUD

8

Gezonde verlichting

Het effect van verlichting

Groeilampje 12

Boer, ontwerper, ambachtsman, elektricien en onderzoeker van mais in één project

16

Bacterielicht

20

18

In een ander licht

22

26 Deze editie van de Terugkoppeling heeft als thema licht. Los van het thema vind je in elk nummer een noot van de redactie en de rubriek “mooi meegenomen” met wetenswaardigheden.

De wondertrommel

Lichtgevoelige schakeling

Maak je eigen lichtgeweer

Tijdperk van cobots

28

Techniek ten toon

30

Biohack report

32

Mooi meegenomen

D

COLOFON De Terugkoppeling is een uitgave van NVON, de Nederlandse vereniging voor het onderwijs in de natuurwetenschappen. REDACTIEADRES Schieweg 15 2627 AN Delft t: 015-2127029 e: [email protected] Redactie: Amber Leeman, Lian Moerenhout, Hein Bruijnesteijn met als gastredacteur Jan Leisink met medewerking van het bestuur van de NVON. Met dank aan Rogier van der Heide en Anne Dijksterhuizen. Realisatie: De Kabelfabriek Opmaak: FIZZ marketing en communicatie Drukwerk: Ten Brink Offset Foto omslag: Hein Bruijnesteijn KOPIJ Artikelen, persberichten en overige informatie graag twee maanden voor verschijnings­ datum insturen naar de redactie. Richtlijnen voor auteurs zijn op te vragen bij de redactie via [email protected]. Abonnement Lid worden? Als lid van de NVON ben je automatisch abonnee van het blad Terugkoppeling en word je daarnaast geïnformeerd per digitale nieuws­brief. Ook ontvangen leden tal van kortingen op musea en (vak-)bladen. Meld je aan via de website: www.nvon.nl LEDENADMINISTRATIE NVON [email protected] Wilt u tekst- of beeldmateriaal gebruiken uit deze uitgave? Neem s.v.p. contact op met de redactie voor onze toestemming, doorverwijzing of medewerking.

van onze gastredacteur

Al doende leren Het thema van deze terugkoppeling is licht. Allicht, want je kunt er veel motiverende techniek mee doen. Ga je naar een disco, dan wordt het pas echt een feest als er naast oorverdovend lawaai ook oogverblindend licht is. Fijn, dat we het vak techniek mogen geven. We hoeven ons dan niet uitvoerig bezig te houden met de theorie van terugkaatsing door een spiegel en afbuiging door een lens. We mogen er leuke dingen mee doen! Laten we dat dan ook vooral doen en blijven doen. Al doende ontdekken de leerlingen echt wel hoe dat gaat bij spiegels en lenzen. In deze terugkoppeling heb ik een paar toepassingen beschreven. Ga er lekker mee aan de slag. De elektronica die er bij hoort is echt supereenvoudig. Om er mee te kunnen werken hoef je die niet helemaal te snappen, het werkt en dat is het voornaamste en het meest motiverende. Maar toch... al doende gaan de leerlingen er steeds meer van begrijpen. Ik hoop dat hiermee bij u een lichtje opgaat. Jan Leisink Meer van Jan Leisink lees je op pagina 22. Ook een keer gastredacteur zijn? Schrijf en denk met ons mee over het thema. Meld je aan via [email protected].

NVON | 2015 | 3

jaar van het licht

In de

schijnwerper Met dank aan Rogier van der Heide, ambassadeur van het International Year of Light

Het International Year of Light zal je niet ontgaan zijn. 2015 stond in het teken van licht. Het hele jaar door waren er op diverse locaties lezingen, tentoonstellingen en activiteiten rond licht en energie. Ook onderwijs over licht was een belangrijk thema. De Nederlandse ambassadeur van het IYL was Rogier van der Heide, die zich al meer dan twintig jaar bezighoudt met het ontwikkelen van innovatieve en passende verlichting voor gebouwen en omgevingen. Waar komt de fascinatie voor licht vandaan? Licht is leven. Zonder licht is het koud op aarde, dood, en donker. Maar daarnaast: licht kan niet zonder donker, en dat is het mooie ervan. Licht is er niet als het niet ergens opvalt, dus het brengt niet alleen leven, het geeft ook kleur aan ons leven. Wat nam je uit je werkzaamheden mee het Jaar van het Licht in? De relatie met kunstenaars, architecten, het bedrijfsleven en het onderwijs. En nog veel meer mensen. Iedereen met wie ik de afgelopen 25 jaar heb gewerkt, breng ik nu naar het International Year of Light. Ik geloof in samen innoveren en samen creëren. Hoe heb je het IYL ervaren? Het is geweldig hoe het International Year of Light is geëvolueerd. Oorspronkelijk stond het vooral op de wetenschapsagenda, en 4

had de VN de wetenschappers in alle landen opgetrommeld. Later heeft het IYL zich verder uitgestrekt: kunst, design en architectuur horen er nu ook bij. Die twee werelden bij elkaar brengen is fantastisch. Wat waren jouw persoonlijke hoogtepunten? Natuurlijk de kick-off in Amsterdam, met Kobus Kuipers en zijn team in het NEMO. Met een groep zeer diverse sprekers die allemaal ingingen op hún beleving van het belang van licht. Het was echt super om te horen hoe divers licht is. Van kunstenaar Giny Vos tot wetenschapper Robert Dijkgraaf, allemaal hadden ze een boeiend verhaal. Educatie was een van de speerpunten van het IYL. Waarom is educatie over licht belangrijk? Omdat we nog steeds heel veel nieuwe kanten van licht ontdekken. En er veel meer mee kunnen dan we tot nu toe aannemen.

Wat is er dit jaar nog meer gebeurd op het gebied van educatie over licht en energie? Veel meer kinderen en volwassenen zijn zich er van bewust geworden dat licht een aanzienlijk deel van onze energierekening vertegenwoordigt en dat we allemaal kunnen helpen het energieverbruik te verminderen. 

Mijn focus in het onderwijs is vooral op het gebied van architectuur. Ik help studenten te ontdekken hoe gebouwen gezonder, inspirerender en mooier kunnen zijn door bewuster het licht vorm te geven. Daarbij gaat het niet om de verlichtingssterkte of andere meetbare aspecten van licht. Het gaat om de narratieve mogelijkheden die modern digitaal licht biedt. Als lichtontwerper ben je eigenlijk een scenograaf van de gebouwde omgeving.

Wat zou meer aandacht mogen krijgen in de klas? Licht en gezondheid. Goed licht helpt je sneller te genezen als je ziek bent, en beter te leren, want je kunt je bij goed licht beter concentreren. Het helpt je veiliger auto te rijden, en gezonder te eten als het voedsel met goed licht is gekweekt. Vooral dicht bij de stad waar je woont, zodat het verser op je bordje terechtkomt.   Wat neem jij mee uit het IYL naar je eigen werkzaamheden? Nieuwe vrienden, nieuwe ideeën, en de fascinerende wereld van wetenschapper Kobus Kuipers die de wereld op supersnelheid en superkleine schaal bestudeert. Daar had ik helemaal geen weet van! Wat wil je onze lezers meegeven? Er is geen licht zonder donker. nvon.tk/iyl-2015

Rogier van der Heide is hoofd design en marketing van Zumtobel, een bedrijf dat hoogwaardige verlichtingsoplossingen maakt voor bedrijven. Hiervoor was hij hoofd design bij Philips Lighting. Daarnaast is hij artistiek directeur van het Amsterdam Light Festival. Rogier streeft ernaar innovaties op het gebied van licht op een betekenisvolle manier te integreren in architectuur. nvon.tk/rogiervdheide

NVON | 2015 | 5

jaar van het licht

Nieuwsflits

Dit leerden we dit jaar over licht

In atomen gluren Al dertig jaar geleden bedacht men dat het mogelijk was met een foto-ionisatiemicroscoop in een waterstofatoom te kijken. Natuurkundige Aneta Stodolna

was de eerste die dat lukte. Met laserlicht maakte ze niet alleen zichtbaar waar het elektron zich bevond binnen het atoom, maar lukte het ook het elektron te manipuleren. Inmiddels stort Aneta zich op een nieuw project. In samenwerking met het bedrijfsleven maakt ze met lasers een plasma van tinatomen, dat extreem ultraviolet licht (XUV) afgeeft, licht met een hele korte golflengte. Dit licht is erg in trek, omdat je hiermee kleine structuren aan kunt brengen op microchips. Dit proces heet XUV-lithografie. Hoewel deze manier van XUV-productie werkt zijn de onderzoekers er nog niet helemaal uit hoe de plasma- en lichtvorming op fundamenteel niveau plaatsvindt. nvon.tk/atoom-gluren

Door badschuim kijken Hoogleraar Ad Lagendijk en zijn onderzoeksgroep hebben ontdekt hoe je door materialen die licht verstrooien, zoals mist, suikerklontjes en schuim, heen kunt kijken. Met een speciale chip, de Spatial Light Modulator (SLM), kan elke pixel van een beamer apart aangestuurd worden. Met deze beamer wordt door het materiaal geschenen op een oppervlak. Door de breking in en op de moleculen komt dat licht er op een wanordelijke manier uit. Na het veranderen van een parameter wordt gemeten of er meer of minder licht op één

6

Tumoren vinden Prof. dr. Clemens Löwik en zijn onderzoeksgroep koppelden lichtgevende moleculen, geleend van de natuur, aan stofjes die tumorcellen opsporen. Door deze combinatie in te spuiten bij een kankerpatiënt kunnen chirurgen zien welk weefsel ze weg moeten snijden. Zijn lichtgevende moleculen hebben nog veel meer mogelijke toepassingen in de medische wetenschap. Zijn nieuwste vondst is een lichtgevend molecuul dat zich alleen hecht aan afgestorven cellen. Hiermee kan al binnen 7 dagen vastgesteld worden of een chemokuur aanslaat. nvon.tk/tumor-vinden

punt op het oppervlak valt. Als dat het geval is wordt deze instelling gehouden. Na ongeveer duizend wijzigingen valt vrijwel al het licht op dat ene punt. Voor de SLM zijn enorm veel toepassingen naast door mist en badschuim kijken. Je kunt ermee door weefsel en eieren kijken, waardoor nieuwe mogelijkheden geopend zijn voor de medische diagnostiek. Ook kun je van de SLM-afdruk “brillen” printen waarmee je licht op elke gewenste manier door een specifiek materiaal loodst.

Licht vangen Natuurkundige Kobus Kuipers houdt zich bezig met nanofotonica: hij beïnvloedt de eigenschappen van licht door het door minuscule nanostructuren te persen. Dat kan bijvoorbeeld nuttig ingezet worden om glasvezelverbindingen te verbeteren. Recent ontdekte zijn onderzoeksgroep dat als je licht in een bepaalde structuur opsluit het niet in één richting trilt, maar lichtwervels creëert in de vorm van een kurkentrekker. Met deze structuren kun je nauwkeurig bepalen waar het licht heen gaat. Dit zou praktisch toegepast kunnen in toekomstige quantum-informatietechnologie om communicatie via licht zo efficiënt mogelijk te maken. nvon.tk/licht-vangen

nvon.tk/schuim-kijken

NVON | 2015 | 7

Gezonde verlichting Prof. Ir. Wout van Bommel, lichtconsultant

De ontdekking van een nieuwe type lichtgevoelige cel in het oog, een ruim decennium geleden, maakt het makkelijker te begrijpen welke biologische effecten licht heeft op de mens. Hoe kunnen we deze nieuwe kennis inzetten om mensen productiever en gezonder te maken? We kenden al langer de staafjes en kegeltjes, lichtgevoelige cellen op het netvlies waarmee we licht en kleur kunnen waarnemen. In 2002 ontdekte de Amerikaan David Berson een derde type fotoreceptor: zogeheten lichtgevoelige retinale ganglioncellen (ipRGCs). Het is vooral dit type cel die de biologische effecten van licht bepaalt. In tegenstelling tot staafjes en kegeltjes zijn ipRGCs maximaal gevoelig bij blauwachtig licht. Blauw licht heeft daarom een groter activerend effect dan rood licht. Gezonde verlichting is dus niet alleen afhankelijk van het niveau van licht, maar ook van de kleurtint.

Het 24-uursritme van natuurlijk daglicht en natuurlijke donkerte ‘s nachts is essentieel. Licht overdag bepaalt ten dele onze slaapkwaliteit ‘s nachts en onze alertheid overdag. Wanneer er te weinig daglicht in een gebouw is moet kunstmatige verlichting ervoor zorgen dat mensen van de natuurlijke effecten van licht kunnen profiteren. Er is veel onderzoek gedaan naar hoe zulke “gezonde verlichting” efficiënt kan worden ontworpen. Dynamische verlichting die in de loop van de dag van kleurtint en van lichtniveau verandert is het antwoord. Biologische effecten van licht De effecten van verlichting beperken zich niet alleen tot visuele effecten. Relatief recent medisch en biologisch onderzoek heeft aangetoond dat licht via het oog ook belangrijke niet-visuele biologische effecten heeft die onze gezondheid en welzijn beïnvloeden. De niet-visuele invloed van licht werkt via de controle van de biologische klok in

Figuur 1. Visuele en biologische verbindingen in de hersenen. In rood de al lang bekende zenuwverbinding tussen de kegeltjes en staafjes in het netvlies en de visuele cortex. In blauw de verbinding tussen de nieuw ontdekte lichtgevoelige cellen in het netvlies (1), de biologische klok (2) en de pijnappelklier (3).

8

de hersenen. De biologische klok is via een zenuwverbinding verbonden met lichtgevoelige cellen in het oog en met de pijnappelklier (Figuur 1). De pijnappelklier regelt de aanmaak en afbraak van diverse hormonen, gestuurd door de biologische klok, die ‘gelijkgezet’ wordt door het natuurlijke licht-donkerritme. Voor een goede gezondheid is het van belang dat deze ritmes niet te veel verstoord worden. Zo blijft de hormoonhuishouding die slaapkwaliteit en alertheid bepaalt in orde. Welzijn en alertheid Er is veel onderzoek gedaan waarin gezondheid, welzijn en alertheid worden vergeleken bij mensen die werken onder verschillende verlichtingsomstandigheden. Zo bestudeerden Küller en Wetterberg de activiteit van de hersenen bij mensen in een testkantoor: éénmaal met een betrekkelijk hoog verlichtingsniveau (1700 lux) en éénmaal met een betrekkelijk laag verlichtingsniveau (450 lux). De EEG’s vertonen een uitgesproken verschil: het hogere verlichtingsniveau geeft minder delta-activiteit, een indicatie voor slaperigheid (Figuur 2). Een hoger lichtniveau overdag brengt dus minder slaperigheid overdag met zich mee. Dr. Aries heeft bij mensen in verschillende kantoren gemeten hoeveel dag- en kunstlicht zij op hun werkplek kregen. Zij toonde aan dat er een positieve correlatie is tussen de hoeveelheid licht die iemand overdag op zijn werkplek

Prof. Ir. W.J.M. van Bommel heeft ruim 35 jaar bij Philips Lighting gewerkt in verschillende lichtapplicatiefuncties. De laatste jaren voor zijn pensioen was hij verantwoordelijk voor het internationale lichtkenniscentrum van Philips. Ook beklede hij diverse functies bij onder andere de Europese Normcommissie “Lighting Application, CIE (International Lighting Commission) en de Nederlandse Stichting Onderzoek Licht en Gezondheid (SOLG). Hij is sinds 2004 hoogleraar (in deeltijd) aan de Fudan Universiteit in Shanghai. Hiernaast adviseert hij, als onafhankelijk lichtconsultant, lichtontwerpers, onderzoekers, bedrijven, gemeenten en overheidsinstanties in binnenen buitenland. Wout van Bommel heeft ruim 150 publicaties op zijn naam staan. Begin 2015 publiceerde hij het boek “Road Lighting, fundamentals, technology and application”. [email protected] nvon.tk/woutvanbommel

ontvangt en hoe hij zijn slaapkwaliteit ervaart (Figuur 3). Maar ook prestaties op het werk en in de klas zijn positief te beïnvloeden met een goede verlichting. Een hogere lichtsterkte heeft vrijwel altijd een positief effect op de uitvoer van een taak. Internationale lichtcommissie CIE liet zien dat het verhogen van de lichtsterkte van 300 lux (de Europese norm voor werkplekken) naar 1000 lux visuele prestaties met bijna 10% kan verhogen (Figuur 4).

Figuur 2. Küller en Wetterberg toonden aan dat de slaperigheid van kantoorwerkers bij 1700 lux significant lager is in beide hersenhelften dan bij 450 lux.

NVON | 2015 | 9

Figuur 3. Aries toonde een relatie aan tussen licht op de werkplek overdag en de subjectieve slaapkwaliteit ’s nachts.

Gezonde verlichting op het werk en in de klas In een werkomgeving zijn zowel biologisch activerende als ontspannende momenten nodig. De kleur en het verlichtingsniveau van de kunstmatige verlichting kunnen samen bijdragen aan het scheppen van deze momenten. Koelwit licht bevat relatief veel blauw en is dus biologisch effectief, terwijl warmwit licht juist veel rood bevat en biologisch veel minder actief is. Een voorbeeld van een dynamisch lichtscenario waarbij het lichtniveau en de kleur variëren volgens het menselijk ritme: ‘s morgens beginnen met activerend koelwit licht van redelijk hoog niveau (zo’n 800 á 900 lux) om het natuurlijke ‘24-uurssynchronisatie-effect’ van de biologische klok te verkrijgen. Dan wordt het licht geleidelijk warmer van kleur en lager van niveau (energiebesparing). Rond de middagpauze is het minimale niveau vereist voor visuele activiteiten (500 lux), maar in een warme kleur om te kunnen ontspannen: een biologisch gezonde lunchdip. Na de lunch weer koelwit activerend licht van hoog niveau om uit de lunchdip te komen en dan geleidelijk weer af te nemen naar lager niveau en warmere lichtkleur tegen het einde van de werkdag. Van een dergelijk ritme kan men positieve effecten verwachten op het welzijn en de productiviteit. Dynamische verlichtingssystemen zijn inmiddels geïnstalleerd in kantoren maar juist ook in de gezondheidszorg, waar onre10

gelmatige diensten extra eisen aan de verlichting stellen. Voor nachtdiensten is geen standaard lichtrecept te geven, omdat het gewenste lichtscenario onder andere erg afhankelijk is van de roulatiesnelheid van de diensten. Bij snel roulerende diensten lijkt een scenario zoals hierboven beschreven voor een dagdienst het beste te zijn. Voor langzaam roulerende diensten kan met overwegen licht te gebruiken om de biologische klok sneller naar het voor hen nieuwe slaap-waakritme te verschuiven. Dat sneller verschuiven van de biologische klok met extra licht op de juiste tijd kan ook gebruikt worden om jetlagproblemen te verkorten. Dit is een vorm van lichttherapie. Verlichting en therapie Inmiddels hebben wij ook geleerd dat lichttherapie voor bepaalde ziekten gebruikt kan worden. Voorbeelden van ziekten waar lichttherapie positieve effecten kan hebben zijn: verminderde slaapkwaliteit van bejaarden, onregelmatig slaap-waak ritme bij Alzheimerpatiënten, seizoengebonden depressies (winterdepressies) en geriatrische depressies. Door middel van goed lichtontwerp kunnen slaaproutines gestuurd worden en kan extra energie gegeven worden op de momenten dat dat nodig is. Conclusie De kennis die medici en biologen de afgelopen 30 jaar hebben opgebouwd op het gebied van niet-visuele effecten van licht hebben vooral betrekking op een belangrijk gedeelte van onze hormoon-

Figuur 4. CIE stelde vast dat voor zowel gemiddelde als moeilijke taken de visuele prestatie significant verbetert met een hogere lichtsterkte.

huishouding. Deze hormoonhuishouding dient een 24-uursritme te volgen. Het 24-uursritme van veel licht overdag en donkerte ’s nachts dat de hormoonhuishouding via de biologische klok stuurt, is daarom essentieel. Sinds de industriële revolutie heeft het overgrote deel van de mensen, in het bijzonder in de donkere wintermaanden, niet meer de gelegenheid om van het natuurlijke daglichtritme te profiteren.

lijke effecten van licht kunnen profiteren met alle positieve effecten voor onze gezondheid en welzijn. Voldoende licht op het juiste moment is voor iedereen belangrijk, maar in bijzondere mate voor ouderen, omdat hun zicht afneemt door bijvoorbeeld staar.

De afgelopen 10 jaar is de professionele lichtgemeenschap zich gaan specialiseren in dynamische werkverlichting die ervoor zorgt dat we weer van de natuur-

Er is voldoende kennis om gespecialiseerde verlichting te maken voor verzorgingstehuizen, werkplekken en scholen. Dynamische verlichting wordt meer en meer in de praktijk toegepast. Gezien de positieve effecten is het het zeker waard om je erin te verdiepen en de vruchten ervan te plukken.

Verlicht de klas Sinds 2010 is er een verlichtingssysteem van Philips op de markt met speciale lichtprogramma’s voor gebruik in de klas. Er zijn vier standen: standaard, energie, concentratie en rust. Met een druk op de knop kan de docent de verlichting aanpassen voor de activiteiten die de klas doet. De precieze effecten van het systeem worden nog druk onderzocht in binnen- en buitenland. Er zijn immers ontelbaar veel factoren van invloed op hoe goed een klas presteert of zich kan concentreren. Ook zijn er verschillende definities en meetmanieren van presteren en concentreren. Er zijn dus nog wat stappen te zetten op het gebied van geoptimaliseerde dynamische verlichting voor de klas.

NVON | 2015 | 11

groeilampje

lamp Kweek je eigen

Een bijdrage van Janneke Bergholtz

Anderhalf jaar geleden is Janneke Bergholtz afgestudeerd aan de Design Academy Eindhoven met het project Mijn Maakbare Mais, de voorloper van Groeilampje. Groeilampje is een educatief, do-it-yourself groei-gloeibouwpakket voor kinderen vanaf 9 jaar. Het bestaat uit een kit met benodigdheden en twee boekjes (het Groei- en Gloeiboek). Hiermee leer je een maiszaadje om te toveren tot jouw eigen Groeilampje.

12

Door dit project leren en ervaren kinderen hoe een zaadje uit een plant kan ontstaan. Hoe deze plant getransformeerd kan worden tot materiaal en uiteindelijk een concreet product wordt. Het kind neemt tijdens dit project de rol aan van boer, bioloog, tuinman-vrouw, laborant, ontwerper, ambachtsman-vrouw, techneut, elektricien en onderzoeker maar bovenal ook die van ontdekker.

Dit pakket bestaat uit Groeiboek Gloeiboek Bloempot Kabel met fitting

Staalborstel Maiszetmeel Gips Stekker

Handschoen Handschoen Zaaizaden Ledlampje

Afgelopen schooljaar heeft in groep 7/8 van basisschool St.Jozef te Nieuw Bergen een pilot van Groeilampje, Mijn Maakbare Mais plaatsgevonden. 30 leerlingen hebben een maisplant gekregen, deze plant ontleed en verschillende onderdelen in materialen omgetoverd. De korrels van de kolf hebben ze gedorst, gemalen en getransformeerd tot bioplastic. Uit de bladeren hebben ze het bladmoes gekamd zodat de vezels overblijven. Hiermee hebben ze uiteindelijk de lampenkap gemaakt. De techneut en elektricien in iedere leerling zijn ook even naar boven gekomen. Zo hebben ze een fitting een aan kabel gesoldeerd en een stekker aan de kabel bevestigd. Acht lessen later heeft iedere leerling zijn of haar maisplant omgetoverd tot lampje! Deze lampjes hebben inmiddels een mooi plekje gekregen bij de leerlingen in huis. NVON | 2015 | 13

Groeilampje heeft alle ingrediënten in zich van een prachtig vakoverstijgend project voor de brugklas: alle bèta-vakken komen aan bod met de maisplant als verbindend element. Het biedt bovendien voldoende aanleiding tot verdieping. Hoewel er voldoende belangstelling is vanuit de middelbare school heeft Janneke Bergholz, de ontwerpster van het project, tot nu toe alleen ervaring met basisscholen. Je hebt te maken met één docent, je hebt minder lastige roosterstructuren, er is meer ruimte te testen op timing, en enige uitloop kan worden opgevangen zonder dat er een nieuwe klas voor de deur staat. Op de basisschool is vakoverstijging geen probleem. Juffen en meesters

14

kunnen al kruislings de stof door en aanknopingspunten maken waar zij willen tussen de stof die zij door de week heen behandelen. In de klas kan de onderwijzer een project als Groeilampje probleemloos invoeren in de lessen. Maar jouw collega’s van de 4 verschillende vakken hebben al een lopend lesprogramma. Helaas is er niet altijd ruimte bij bijvoorbeeld biologie om een maisplant te laten groeien of bij scheikunde om een practicum bioplastic in te lassen. Lukt het niet om een aanknopingspunt te vinden dan zit er niets anders op dan dat jij als techniekdocent al jouw botanische zeilen bijzet en een hoekje van de werkplaats vrijmaakt voor een plantenkasje of dat jij als handige bioloog uiteindelijk met de klas een lampje in elkaar het knutselt.

Hoewel de pilot heeft plaatsgevonden binnen een basisschool bevat het project aspecten die raakvlakken hebben met middelbare schoolvakken zoals biologie, technologie en natuur- en scheikunde. Tegelijkertijd ontwikkelt en bevordert het bij de leerling vaardigheden en kwaliteiten zoals geduld, zorgvuldigheid, verbeeldingskracht, inzicht en creativiteit. Van 17 tot en met 25 oktober stond Eindhoven in het teken van Dutch Design. Uiteraard was Groeilampje ook te vinden op de Dutch Design Week. Op de eerste zaterdag werden er in De Kas van Agri Meets Design workshops gegeven. Tientallen kinderen konden kennis maken met het project en hebben vezels en zetmeel uit maisplanten ingewonnen. De productie van Groeilampje is in volle gang en midden november zal het in de verkoop gaan. nvon.tk/groeilampje

NVON | 2015 | 15

Bacterie Met dank aan Dr. Dan

Photobacterium phosphoreum is een lichtgevende bacterie die in vrijwel alle zeedieren voorkomt. Al in 1888 werd hij geïsoleerd door de Nederlander Martinus Beijerinck, maar je kunt het natuurlijk ook zelf doen. Benodigdheden • Een zeer verse inktvis in een zak • TSA Agarpoeder • Gedestilleerd water • Aquariumzout (dierenwinkel) • Steriele petrischaaltjes • Steriele wattenstaafjes • Steelpan • Lichtpeertjes of glazen potjes Lichtgevende bacteriën kweken Verhit 1 liter gedestilleerd water, 40g TSA agarpoeder en 30g aquariumzout

in een steelpan. Roer het goed en laat het gelijkmatig koken. TSA agarpoeder bevat ook tryptoon en keukenzout. Heb je ander basismateriaal voor agar, volg dan de instructies op de verpakking maar voeg wel genoeg zout toe. Of maak je eigen agar met het recept op nvon.tk/bacterielicht. Giet de agar in de steriele petrischaaltjes en dek ze direct af. Gebruik je ze niet direct, bewaar ze dan ondersteboven zodra de agar uitgehard is. Haal de inktvis uit de zak en doop de steriele wattenstaafjes in de achtergebleven inkt. Kras met de inkt vier geïsoleerde zigzagpatronen op een petrischaaltje. Bewaar de petrischaaltjes op een donkere plek tussen de 18 en 25°C. Na 18 tot 48 uur zouden er lichtgevende koloniën te zien moeten zijn. Kies de meest lichtgevende kolonie uit en plaats die met een steriel wattenstaafje op een vers petrischaaltje met agar. Strijk de kolonie met veel zigzaggen uit over de agar en zet hem weer 2 dagen in het donker. Lamp maken De bacteriën kunnen in een glazen container gestopt worden om te dienen als nachtlampje of sfeerlicht. Haal bijvoorbeeld de onderkant van een gloeilamp, of gebruik een ander glazen potje. Kook de container zodat hij steriel is. Giet agar in helft van de container en kras met een wattenstaafje de doorgekweekte kolonie over een zo groot mogelijk oppervlak van de agar. Sluit de container niet volledig af, aangezien

16

licht

de bacteriën een beetje zuurstof nodig hebben. Bewaar de container in het donker. Na 2 dagen heb je een zelfgloeiende lamp! Uitleg De Photobacterium Phosphoreum gloeit het beste als hij zich in een kolonie bevindt. Door quorum sensing zetten de bacteriën genen aan waarmee ze licht verspreiden. Er vindt een oxidatiereactie plaats met licht als bijgevolg. De exacte reactie die plaatsvindt en meer details vind je op nvon.tk/ photobacterium. Het licht is superefficiënt: slechts 2% ervan gaat verloren door warmte, en 98% is daadwerkelijk licht.

De bacteriën blijven het langst goed als ze niet blootgesteld worden aan licht. Als de bacteriën na een dag of 3 stoppen met gloeien zijn ze niet dood, maar moeten ze opnieuw in een kolonie gestopt worden. Met de lichtgevende bacteriën kun je water‑ kwaliteit testen. Giet bijvoorbeeld een beetje gedestilleerd water in het ene petrischaaltje met bacteriën, regenwater in een andere en slootwater in een derde. Laat de schaaltjes een paar dagen in het donker staan en vergelijk hoeveel licht er vanaf komt. Tip! Gebruik je zelfgemaakte spectrometer om het licht van de bacteriën te onderzoeken.

nvon.tk/bacterielicht NVON | 2015 | 17

De

wonder trommel

Een bijdrage van Hein Bruijnestein Als je ‘m voor je gezicht houdt en ‘m met je hand een draai geeft, zie je door de spleten een filmpje aan je ogen voorbij trekken. Een filmpje van de serie figuurtjes die je zelf aan de binnenkant hebt geplakt. De figuurtjes bevestig je op een rij van 36 ijsstokjes. Die zijn op een strook zwart papier geplakt in groepjes van drie, waartussen ruimtes zijn opengelaten die straks de kijkspleetjes worden. De trommel draait met zijn

18

houten bodem, die je met een elektrische figuurzaag hebt uitgezaagd, in een gaatje dat je in een houten handvat geboord hebt. Deze wondertrommel uit de lesmethode Elementen maken alle tweedeklassers LWOO t/m GL bij de vakken techniek en natuurkunde op het Insula College in Dordrecht. Zij werken in drie- of viertallen aan zeshoekige tafels. Er wordt per tafel volgens schema aan verschillende opdrachten gewerkt. In tien weken met twee blokuren per week komt de leerling in een carrouselsysteem alle opdrachten uit het boekje tegen. Het onderwerp is communicatie: verzenden en ontvangen. De materialen worden in een plastic zakje aangeleverd: • triplex 120x120x5 mm, • 36 ijsstokjes, • plug, • blokje hout 20x20x120 mm, • reststukje triplex 15x15x5 mm, • zwart papier. Bij alle werkstukken is het materiaal nooit meer dan € 4,- per leerling. Leerlingen zetten met behulp van een werktekening het werkstuk in elkaar. Op het vierkante stukje triplex tekenen

ze een cirkel met een straal van 61 mm en boren in het midden een gaatje van 6 mm. Bij de elektrische figuurzaag gaat dat gaatje om de zaagmal en draaien ze het triplex terwijl ze zagen. Verder is het een kwestie van zorgvuldig plakken, lijmen en met een stanleymesje de spleetjes snijden. En dan... draaien maar! Anderen proeven met licht in dit hoofdstuk zijn het samenstellen van drie kleuren licht in wit licht, het projecteren van een verlichte speelgoedauto met een positieve lens op een scherm en dan de voorwerp- en beeldafstand meten. En de GL-leerlingen berekenen met de lensformule de brandpuntsafstand, met als werkstuk het in elkaar solderen van een stoplichtje met ledlampjes.

De gebruikte methode voor Techniek en Natuurkunde is ontwikkeld door Rachel Baan en Marco Diesman, die samen het Educatief Ingenieursbureau Ooi en Ram runnen en lesgeven op het Insula College, locatie Leerpark, in Dordrecht. Rachel is bovendien Leraar van het Jaar 2015! Elk hoofdstuk in de boekjes bestaat uit een onderzoek-, theorie- en werkstukdeel.

NVON | 2015 | 19

In een ander licht

Bètaonderwijs

en geloof Met dank aan Anne Dijksterhuis Wetenschap en geloof worden vaak als tegengestelden geportretteerd. Toch zijn er genoeg mensen bij wie ze hand in hand gaan. Bijvoorbeeld bij Anne Dijksterhuis, natuurkundedocent op de Gereformeerde Scholengemeenschap Randstad. Hij vertelt hoe je er in de praktijk mee om kunt gaan als je geloof iets anders zegt dan je vakgebied. Speelt geloof een belangrijke rol bij jullie op school? Ja, het is de grondslag van onze school en een van de belangrijkste redenen dat ouders kiezen voor de GSR. Het docententeam bestaat uit meelevende leden van een christelijke kerk. Verder is het te merken aan de dagopeningen, de verschillende vieringen en de manier waarop we als school een rol willen spelen in de samenleving. Heb je in de klas te maken met tegenstrijdigheden tussen de lesstof en je geloof? Zeker. Op het eerste oog gaat het soms om tegenstrijdigheden en soms om echte tegenstellingen. Die (ogenschijnlijke) tegenstellingen gaan bij natuurkunde bijvoorbeeld om de oudheid van 20

de aarde, het heelal en de oorsprong van leven. In de lesmethodes die we gebruiken voor natuurkunde staan wel eens zaken waar niet alle christenen achter staan. Bij het bespreken hiervan probeer ik de verschillende inzichten te benoemen, zonder ze te veroordelen. Bij het bespreken van de oudheid van de aarde hangt het ervan af hoe je de bijbel leest. Is de schepping in 7 dagen 7x24 uur of kun je dat anders benaderen? De aarde was er al toen de eerste scheppingsdag aanbrak, dus hoe oud was alles daarin toen? Ik deel daar dan mijn persoonlijke idee over. Ik vind dat we als christenen niet moet denken te weten hoe God precies de aarde heeft gemaakt. Ook wetenschappers weten veel nog niet en ontdekken steeds nieuwe dingen. Wel mogen we ervan overtuigd zijn dat Hij de Schepper is en de oorsprong van alles. Blijkbaar moeten we het doen met de weinige woorden die er in de bijbel staan over de schepping. Ik vind het mooie van mijn vak dat we als mens steeds weer nieuwe dingen

ontdekken aan hoe de natuur werkt en hoe ingewikkeld of knap dingen op elkaar zijn afgestemd. Dat is het werk van God. Eigenlijk bestuderen we met elkaar hoe God alles heeft bedacht. Als je het zo bekijkt, is de precieze telling of het al dan niet letterlijk lezen van het scheppingsverhaal eigenlijk niet belangrijk. We moeten de wetenschap gebruiken om ons te verwonderen over Gods grootheid, niet als breekpunt voor bepaalde menselijke interpretaties. In de klas krijg ik van leerlingen soortgelijke vragen. Ik besef me dat mijn visie niet altijd dezelfde is als van mijn collega’s of van ouders. Toch vind ik het belangrijk dat we onze kinderen zelf bewust laten worden en uitdagen zelf na te denken over dit soort vraagstukken. Dat doe je niet door ze af te schepen met een vastgesteld ‘goed antwoord’. Ik probeer dus juist om de verschillende gedachten hierover te delen en ze zelf mee te laten denken. Zolang maar helder is dat we ervan overtuigd zijn dat God de Maker is van alles wat wij bestuderen en waar wij over nadenken. Wat was het meest verbazende dat je zelf ontdekte over het combineren van wetenschap en geloof? Dat het een vergissing is te denken in tegenstellingen. Ik heb genoeg lezingen meegemaakt of boeken gelezen over ‘wetenschap versus geloof’. Terwijl ik juist vind dat de wetenschap de natuur onderzoekt en soms tot ontdekkingen komt die ons tot verwondering moeten brengen in plaats van weerstand oproepen. Dus ‘wetenschap én geloof’ en niet ‘versus’. Natuurlijk blijven er vragen en kunnen door wetenschap aangedragen theorieën tegen je christelijke haren instrijken. We moeten ook beseffen dat wetenschappers ook werken met aannames en proberen gaten te vullen en dat dit ook niet altijd vlekkeloos is. Maar om van tevoren al een wantrouwende houding te hebben, vind ik niet de manier waarop we naar de wetenschap moeten kijken. Durf vraagtekens te zetten bij je eigen aannames!

Bespreken jullie dit soort dilemma’s in het docententeam? Wel eens en ik kom verschillende houdingen tegen. Ik denk dat iedereen die de moeite neemt zich in dit thema te verdiepen beseft dat het complexer ligt dan je denkt. Dit geldt wat meer voor bètadocenten, omdat zij meer kennis hebben van hoe de natuur werkt en complex de samenhang tussen grote hemellichamen en ook kleine deeltjes kunnen zijn. Binnen mijn vooropleiding was het niet echt bespreekbaar. In de opleiding wordt de algemeen geldende wetenschap als waar aangenomen en komen verschillende inzichten daarover niet aan de orde. Zelf heb ik dit wel eens gedeeld met medestudenten, maar dit wordt niet door de opleiding aangeboden. Heb je een tip voor docenten in een soortgelijke situatie? Probeer op een eerlijke manier de verschillende invalshoeken te belichten zonder dingen zwart/wit of als waar/ onwaar af te spiegelen. Onderwijs is niet het geven van de algemeen geaccepteerde ‘goede’ antwoorden, maar juist het stimuleren van nadenken over allerlei zaken. In dit geval hoe je gelooft in een wereld die daar vaak cynisch over is. In mijn jeugd werd het gebracht als “evolutietheorie zegt dat we afstammen van de inktvis: dat geloof je toch zeker niet?”. We moeten jongeren meer meegeven dan dat. NVON | 2015 | 21

Een lichtgevoelige schakeling Een bijdrage van Jan Leisink, gastredacteur

Deze lichtgevoelige schakeling wordt gemaakt op een stukje multiplex van ongeveer 8 mm dik. De onderdelen passen makkelijk op een stuk van 6,5 x 3,5 cm. Als transistor wordt de BC 547 gebruikt. Als regelbare weerstand kan ook een ander model worden gebruikt. Sla op de zwarte puntjes een klein koperen spijkertje in het hout en soldeer de onderdelen op de goede plaats. In het donker gaat het lampje branden. Bij welke mate van duisternis dat gebeurt kan met de regelbare weerstand worden bepaald. De schakeling kan eruit zien als op het plaatje en hoeft niet duur te zijn. Deze LDR, een fotoweerstand, vind je al vanaf € 0,50. De LDR zit verstopt in een kartonnen kokertje, waardoor hij alleen licht van één kant kan ontvangen. Je kunt de pootjes van de LDR natuurlijk ook met draadjes verlengen. Je kunt hem dan makkelijker ergens op richten.

1

2

22

Vergrootglas Met een vergrootglas kun je een lichtbundel samenknijpen in een brandpunt. Zorg dat daar de LDR in het kokertje zit. Met een vergrootglas kun je ook een evenwijdige bundel maken van het lampje.

3

Holle spiegel Ook heel leuk en makkelijk is het om een holle spiegel maken, zoals in koplampen van fietsen en auto’s wordt gebruikt. Span met een elastiekje een stukje aluminiumfolie over een leeg blik. Niet te strak spannen. Duw er dan met een grote kolf, die je even leent uit het scheikundelokaal, de juiste holle vorm in. De bodem van een blikje frisdrank heeft ook een goede vorm voor een spiegel.

4

Met een beetje secuur werken kan het licht met deze opstelling makkelijk zes meter overbruggen. Zorg er dan wel voor dat de LDR van het buitenlicht is afgewend. Deze schakeling kun je mooi gebruiken om de ingang van een winkel te bewaken. In plaats van het lampje kun je een klein zoemertje gebruiken. Elektronisch schieten Met dit schema kan een lichtgeweer worden gemaakt. Op de tekening zie je hoe de schakeling eruit kan komen te zien. Tussen a, b en c komt een wisselschakelaar. In de ruststand wordt de condensator opgeladen. Als je op de schakelaar drukt, gaat de lading uit de condensator naar punt c en de rest van de schakeling. Het lampje brandt, tot de condensator leeg is. Er ontstaat dus een echte lichtflits. De condensator en de weerstand moet je zo klein mogelijk maken. Het lampje mag maar één korte lichtflits geven. Begin maar met een condensator van 10 µF en een weerstand van 10 kΩ. Als de tijd langer of korter moet worden, verander dan de waarde van de weerstand.

5

6

7

NVON | 2015 | 23

8

9

Van een oude wasknijper kun je makkelijk een wisselschakelaar maken. Draai het draadje A van links naar rechts om de knijper en draadje B van voor naar achter. Wel even een gaatje boren. Doe bij het c-contact hetzelfde. De draadjes maken dan beter contact. Als je het lampje in het brandpunt van een holle spiegel zet, kom je veel verder met je lichtstraal. Een bodem van een blikje frisdrank is wederom een prima holle spiegel. Je lichtgeweer kan eruit zien als op het plaatje. Je kunt natuurlijk ook een groot geweer maken en er zelf een vizier op zetten. Als je een kleine bolle lens voor het lampje zet, kun een grotere afstand overbruggen. Als je raak schiet, moet het lampje van de lichtgevoelige schakelaar uit gaan. Een lichtschiettent op de open dag behoort tot de mogelijkheden. Veel plezier ermee! Jan Leisink

10

24

Met elektronica kun je ook eenvoudig een schakeling maken waarmee leerlingen geluid door een glasvezel kunnen sturen. Jammer dat er dan te veel lessen met elektronica in dit blad komen. Wil je zo’n schakeling hebben en maken? Stuur een mail naar leisinkjan@ planet.nl en het werkblad komt retour.

Marcel Fraij

WOW?! Lichtatelier In kunst- en techniekatelier WOW?! werken leerlingen op talloze manieren met licht, maar ook met constructies, spiegelingen, fluor- en fosforescentie en met digitale techniek. Leerlingen krijgen les in het lichtatelier dat op school wordt opgebouwd, maar zij kunnen er ook zelf experimenteren. Op het moment is WOW?! Neergestreken op basisschool de Gouw in Zaandam. De initiatiefnemers zien het lichtatelier ook op middelbare scholen staan. De lessen sluiten aan bij natuurkunde, techniek, maar ook bij de beeldende vakken. Er worden beelden gemaakt door licht te mengen, door te werken met de schaduw van een magnetische bouwwerk of dat van jezelf. Alle ontdekkingen worden gefotografeerd met een iPad. WOW?! wordt afgerond met een digitale tentoonstelling.

40 vragen in 30 seconden Multiple-choice-vragen zijn ideaal om digitaal te toetsen. Het betekent dat je na het opzetten van jouw toets nog nauwelijks werk overhoudt. Alleen de cijfers hoeven nog te worden ingevoerd. Toch is het op veel scholen en bij veel vakken niet gangbaar om digitaal te toetsen. Soms simpelweg omdat de docent het digitaal toetsen nog niet eigen heeft gemaakt of opziet tegen het omzetten van het bestaande materiaal. Maar het is niet altijd een keuze. Scholen die alle toetsen in speciaal hiervoor bestemde toetsweken laten vallen hebben te maken met een verminderde beschikbaarheid van computers. Er kan ook een andere reden zijn dat je liever de toets tijdens de eigen lessen in het eigen lokaal wilt afnemen. Een low-tech manier om het nakijkwerk van Multiple choice vragen toch makkelijker te maken is gebruik te maken van een doorschijnend antwoordenvel. Gebruik de stralingsbalk om een stukje perspex te buigen en verlicht een lichte ondergrond. Ook versies maken en gebruiken wordt een stuk makkelijker, want het kost jou geen extra moeite.

Het atelier bestaat uit twee enorme tetraëders van ruim 3 meter die 6 weken lang op locatie blijven staan. Ook leerlingen uit de omgeving maken gebruik van de plek. Op woensdagmiddag kunnen basisschoolleerlingen langskomen om te experimenteren. Tip: Nodig WoW?! Uit voor de komende open dag WOW?! lichtatelier is bedacht en uitgevoerd door Marcel Fraij, Joanne Zegers en Caroline de Roy. nvon.tk/wowatelier nvon.tk/wow-verslag NVON | 2015 | 25

Het tijdperk van Cobots Een bijdrage van Ruud van der Burg, The Art of Robotics

In razend tempo zien we nieuwe ontwikkelingen groeien uit de nog sneller voortrazende technologische innovatie. Sta even stil bij de auto. Steeds meer snufjes, maar ook grote innovaties, in de nieuwe modellen. Leken 3 jaar geleden zowel echt elektrisch rijden als een zelfsturende auto nog heel ver weg, nu rijden Tesla-taxi’s rond Schiphol. En de nieuwste software voor deze auto’s voorziet in automatisch sturen, zodat de bestuurder de handen even vrij heeft. Wat is gaande dat we zo veel ontwikkelingen in technologie tegelijk zien? Stelt u zich eens voor dat we in een verandering van tijdperk leven vergelijkbaar met de industriële revolutie! Dan krijgen we dus te maken met nog veel grotere veranderingen dan we nu al zien. En dat is best aannemelijk. De motor achter de huidige vernieuwing is namelijk de microprocessor, waarmee steeds meer kan. Hoe snel kan de ontwikkeling dan gaan? De wet van Moore leert ons dat de rekencapaciteit elke 18 maanden verdubbelt. Een kwadratische functie, die begint bij de eerste computers (ca. 1950). Je hoeft geen wiskundige te zijn om je te realiseren dat de grafiek van deze functie ongelooflijk steil wordt. En dat is wat nu gebeurt: computers krijgen heel snel heel veel capaciteit. Dit betekent niet alleen dat we steeds slimmere computersystemen krijgen, maar ook dat andere ontwikkelingen sneller gaan. Het internet bijvoorbeeld draait om computers. En met internet verandert er veel. Intensief kennis 26

uitwisselen, makkelijk inkopen, crowdfunding etc. En ook nieuwe bedrijven kunnen nu producten ontwikkelen die via diverse platforms aan de hele wereld verkocht kunnen worden. Inmiddels horen we ook steeds meer over robots. Men voorspelt ons toepassingen in vele sectoren. Nu beschikken we allemaal al over een slimme computer op zakformaat (de smartphone), straks hebben we wellicht onze persoonlijke robothulp. De robot Pepper is wat

Robot Pepper robot helpt verkopers in telecomwinkels

De robots Baxter en Sawyer van Rethink Robotics dat betreft al veelbelovend; in Japan helpt hij de verkoper in de telecomwinkel en IBM experimenteert met koppeling aan een kennisbank (Watson). En als deze robot zelf kennis op internet zoekt dan kan hij erg handig zijn. Misschien duurt het nog een paar jaar voordat we dit soort robots in Nederland zien. Maar robots als handige hulpjes komen snel in beeld. Op zich kennen we robots al lang als het werkpaard van de industrie, maar ook daar is een verandering gaande. Robots hebben steeds meer mogelijkheden voor flexibele inzet in productieprocessen. Neem de productie van verlichtingsarmaturen. Doorgaans in wisselende seriegrootte en verschillende producten. Dat vraagt flexibiliteit, tot op heden vooral door mensenhanden geleverd. En als er dan robots werden ingezet dan stonden die apart, in de afdeling ‘robotwerk’ met hekken eromheen. Dat verandert nu snel. We staan op het

punt een nieuwe generatie robots in de bedrijven te verwelkomen, die met mensen samenwerken, zeer flexibel inzetbaar zijn voor zeer uiteenlopende werkzaamheden én met het gebruiksgemak van een SmartPhone. We noemen deze nieuwe generatie de Cobots: collaborative robots ofwel robots die leren samenwerken en als hulpje van de werknemer worden ingezet. De robots Baxter en Sawyer zijn daarvan een mooi voorbeeld. Zij worden al succesvol ingezet in productie van verlichtingsarmaturen (nvon.tk/sawyer-inzet). De verandering van tijdperk vraagt een andere kijk op robotics. Voor de industrie en andere bedrijfstakken, én voor het onderwijs. We hebben de jonge generatie immers hard nodig om nieuwe toepassingen te implementeren, en vooral ook te integreren in de werkprocessen. Zij kunnen veel beter overweg met de nieuwe technologie. nvon.tk/artrobotics

Stichting The Art of Robotics zet zich in om een andere kijk op robotics over te brengen. In samenwerking met Fontys Hogeschool demonstreert de stichting momenteel de Baxter robot. Interesse in om Baxter op school te begroeten? Neem contact op met Ruud van der Burg via rvdb@art_of_robotics.nl.

NVON | 2015 | 27

Techniek ten toon Een bijdrage van Frank Rosema

Ooit op de vleugel van een Boeing 747 gelopen? En vervolgens met de glijbaan weer naar beneden gekomen? In het Technik Museum in Speyer is het mogelijk. Het Duitse museum ligt op 464 kilometer vanaf Utrecht, zonder files zo’n kleine vijf uur rijden. Maar op weg naar het zuiden is het een leuke tussenstop. Er is ook een hotel aangrenzend aan het museum. Via internet zijn daar aardige voordeeltjes voor te halen. De toegangsprijzen van het museum zijn beslist niet duur: volwassenen betalen €14. Het Techniek Museum Speyer heeft een grote collectie grote voertuigen. Bijvoorbeeld een echte Spaceshuttle met daarbij een grote tentoonstelling over ruimtevaart. En in totaal

70 vliegtuigen en helikopters, waarvan er 10 volledig toegankelijk zijn. Bijvoorbeeld een Antonov 22 vrachtvliegtuig. Bijzonder is een Boeing 747 geplaatst op zo’n 30 meter hoogte. Je kunt in en op het vliegtuig lopen. Zelfs op de vleugel, en dat is een aparte ervaring. In het bagageruim kom je normaal gesproken niet, nu kun je ook daar een kijkje nemen. De constructie van de romp is van daaruit goed zichtbaar. Alle belevingen bij elkaar geven je een goed beeld hoe gigantisch groot zo’n machine is. Het vliegtuig is alleen per trap te bereiken, maar op een kleedje kun je via een “tube-glijbaan” de dertig meter naar beneden glijden. Interessant is de vindingrijkheid van de mens te zien. Tijdens de 1e Wereldoorlog had de Duitse bevolking gebrek aan grondstoffen. De fiets was toen een gewild vervoermiddel, het was relatief goedkoop. Maar omdat er gebrek was aan natuurlijk rubber, ging men opzoek naar alternatieven. Hier zie je een oplossing met metalen veren. Deze werden in grote

28

massa geproduceerd en als complete sets verkocht. Deze banden voldeden prima op onverharde wegen, maar op keitjes en asfalt waren ze minder handig. Voordeel is wel dat je nooit een lekke band kon krijgen, hoogstens een losse veer. Dit is wel wat anders dan vering in je voorvork of onder je zadel!

stoomlocomotieven, kun je na inworp van een munt, het aandrijfmechanisme laten draaien. Sta je naast zo’n stoomlocomotief, dan ervaar je pas hoe immens groot zo’n machine eigenlijk is.

Wat autoklassiekers betreft, zijn er tientallen perfect gerestaureerde auto’s. Je kunt de hele geschiedenis van de automobiel volgen. Om het geheel in een kader te plaatsen staan er vaak ook figuren in modieuze kleding uit de tijd van de des betreffende auto bij. De meeste auto’s zijn van Duitse makelij, maar je vindt er ook een aantal Rolls-Royce‘s en Bentley ‘s.

nvon.tk/technikmuseum

Er zijn weinig interactieve uitdagingen, maar er is genoeg te zien en te beleven. In het museum zijn diverse opengewerkte modellen en bij verschilde

Het Museum ziet er schoon er verzorgd uit. En zoals gezegd, de prijzen zijn naar Nederlandse maatstaven goedkoop.

Wat er nog meer te zien en te beleven is: • Schepen in diverse soorten (de kans om eens in een duikboot rond te kijken!) • Een marine- en modelbouwtentoonstelling • 40 historische brandweerauto’s • 150 auto’s uit verschillende perioden • Diverse historische motorfietsen • Elektrische treinen en stoomlocomotieven • Een muziektentoonstelling (ook over orgelbouw) • Een IMAX-theater (apart kaartje nodig)

NVON | 2015 | 29

BIOHACK REPORT Een bijdrage van M. Havranek

Stel, je hebt een bekerglas vol met een vloeistof met daarin een bepaalde kolonie. Hoe kun je dan iets zeggen over wat er precies inzit en in welke hoeveelheid? Dan bouw je je eigen spectrometer. Dit is een onderdeel van een workshopreeks van de Waag Society in Amsterdam, waarbij deelnemers zelf apparatuur leren maken voor biotechnologische proeven. Veel bacteriën en ook algen worden gekweekt in een vloeistof. Deze methode van kweken heeft een aantal voordelen ten opzichte van het kweken op vaste media. Eén daarvan is de eenvoudige schaalbaarheid, een ander de goede verdeling van de te kweken bacterie of alg en het benodigde voedsel. Door middel van roeren kun je ervoor zorgen dat deze altijd homogeen is. Eén van de methodes die geschikt is voor het onderzoeken van kolonies in een bekerglas is spectrometrie. Deze techniek is gebaseerd op het principe dat een straal licht van richting verandert op het moment dat het van het ene medium naar het andere gaat. Vanuit lucht naar water bijvoorbeeld. Als je dit combi­ neert met het gegeven dat verschillende 30

golflengten licht verschillende afbuigingshoeken hebben (denk aan een prisma of een regenboog) kun je hier interessante dingen mee doen. Door een kleine hoeveelheid vloeistof uit het bekerglas in een speciaal bekertje te doen en deze in een spectrometer te plaatsen kun je de inhoud hiervan analyseren. Verschillende stoffen die zich in de vloeistof bevinden zullen het invallende licht namelijk op verschillende manieren breken en veroorzaken zo een specifiek patroon van licht en donker over het visuele spectrum. Deze apparaten lijken erg complex, maar met wat simpele materialen (een oude cd, wat karton of lasergesneden hout, twee spiegeltjes en een webcam) kan ook een hobbyist thuis aan de slag. Er kunnen resultaten behaald worden aan de hand waarvan zinnige conclusies kunnen worden getrokken over de stof die zich in de vloeistof bevindt, en de concentratie daarvan. Op nvon.tk/spectro-bouw vind je een eenvoudige bouwplaat voor een DIY spectrometer. Wil je meer informatie of een geavanceerdere bouw­tekening dan kun je terecht op de de site van de Waag Society: nvon.tk/waagspectro.

15 december 2015

College tour voor scholieren Hoe bouw je het dak van de Amsterdam ArenA? Op bezoek bij HGG 5 januari 2016

Biohack academy Deadline voor de inschrijving van de voorjaarseditie 16 januari 2016

Sluiting inschrijving Eureka!Cup Houd de website in de gaten voor de opdrachten van komend jaar 16 januari 2016

Techniek Doemiddag Activiteiten om techniek dichter bij de jeugd te brengen in het Techniekmuseum HEIM t/m 24 januari 2016

Tentoonstelling ‘Lekker Licht’ Tentoonstelling over wat licht met ons doet in Centraal Museum Utrecht 21 januari 2016

NSVV Nationaal Lichtcongres Lezingen over oplossingen en noviteiten op het gebied van openbare verlichting 25 januari 2016

Voorrondetoetsen Biologie Olympiade

AGENDA

UITGELICHT:

B ioh a ck academy In de afgelopen vier edities van de Terugkoppeling kon je alles lezen over het maken van je eigen biolab in het Biohack Report. Dit voorjaar begint de nieuwe workshopreeks van de BioHack Academy van fablab Waag Society, zodat je ook zelf aan de slag kunt. In tien wekelijkse lessen ontwerp, kweek en gebruik je je eigen biomaterialen met je zelfgemaakte open source apparatuur. Je maakt bijvoorbeeld een incubator, een thermocycler en een centrifuge. Zo heb je snel de kennis en materialen om thuis of op school een biotechnologisch lab te beginnen. Hiermee kun je zelf brandstof, voedsel, filament, geneesmiddelen, geuren of schimmels kweken.

Girlsday

Je kunt zelf kiezen of je de ontwerpen van de docenten overneemt of een nieuw model maakt. Resultaten worden met elkaar en de rest van de wereld gedeeld via een eigen Github: nvon.tk/waaggithub.

Dag van TechniekTalent.nu waarbij meisjes uit de onderbouw techniek leren kennen bij bedrijven in de buurt

Waar en wanneer: in Amsterdam, elke dinsdagavond van februari tot april.

Selectierondes voor de grootste Nederlandse biologiewedstrijden 14 april 2016

Kosten: €1210 voor de workshops en ongeveer €500 materiaalkosten. nvon.tk/bio-hack NVON | 2015 | 31

WE B S I TE

WE B S I TE

P

L

E

LOB en tech

Optische fenomenen

Sterrenweg

Veel verschillende partijen hebben de handen ineen geslagen om technologie een grotere rol te geven in Loopbaanoriëntatie en –begeleiding (LOB). Op deze website vind je een routekaart die je stapsgewijs helpt technologie in LOB te integreren op jouw school. Er worden ook werkconferenties aangeboden om direct aan de slag te gaan.

Een gecombineerde blog en webshop waar fanaten de leukste manieren om over optica te leren verzamelen. Je vindt er nieuws, tips, boeken en gadgets over illusies, holografie, kleur en optische kunst. Bijvoorbeeld dat je het beste kunt leren wat kleuren doen door ermee te experimenteren.

In Eindhoven ligt het Van-Gogh-Roosegaarde-fietspad, een fietspad dat verlicht wordt door duizenden fonkelende steentjes. Overdag wordt het pad opgeladen, en vanaf de schemering wordt de weg van de fietsers belicht door de lichtgevende vloer. Deze milieuvriendelijke techniek moet uiteindelijk ook de verlichting langs snelwegen vervangen.

nvon.tk/optisch nvon.tk/lobentech

nvon.tk/sterrenweg

32

K

G A D G ET

B O U WE N

B O U WE N

Escher met spiegels

Zonnecel maken

Spectrometer

Dit lijkt misschien een simpele puzzel met 9 stukken, maar vergis je niet. In elk stukje zitten twee spiegels, waarmee je vijf werken van Escher in elkaar kunt puzzelen. Een leuk tijdverdrijf waarbij op vernuftige manier gebruik is gemaakt van optica.

Voor zo’n € 30 maak je al je eigen zonnecel. Je hebt een strip aluminium, titaniumdioxide, grafiet, een bessensapje en nog een paar simpele ingrediënten nodig. Één cel is natuurlijk niet zo indrukwekkend, in vol zonlicht genereer je ongeveer 25 mV. Met een hele klas zijn de mogelijkheden natuurlijk al iets groter.

Met dik papier, tape en een stukje cd maak je zo je eigen spectrometer. De Terugkoppeling heeft een handige bouwplaat voor je gemaakt. De hele klas kan in een handomdraai de spectra van verschillende lichtbronnen bestuderen en vergelijken. Je kunt ook vergelijken in welke straten in de buurt er meer led-verlichting wordt gebruikt.

nvon.tk/escherpuzzel

nvon.tk/zonnecel-maken nvon.tk/spectro-bouw

G A D G ET Slim licht Ario is een kickstarterproject voor slimme, dynamische huisverlichting. De lampen staan in verbinding met je smartphone, waardoor ze weten wanneer ze je moeten wekken. Afhankelijk van je dagritme kun je verschillende lichtpatronen volgen, maar je kunt ze ook zelf bedienen. Via je smartphone weten de lichten wanneer je thuis bent en leren ze over je ritme. Ario kan je ook helpen te herstellen van een jetlag en kan communiceren met andere slimme apparaten in huis. Ario heeft al voldoende supporters, het bedrijf verwacht volgend najaar de eerste lamp op de markt te brengen. Zo krijg je toch nog voldoende licht in de donkere wintermaanden. nvon.tk/ario-licht NVON | 2015 | 33

U geeft les in Tekenen in de techniek of Tekeninglezen. CAD College is daarbij uw gereedschap en verzorgt lessen via internet. Met de nieuwe CAD College Cloud versie (m.u.v. CARD) krijgt uw leerling interactief les, op school of thuis. De serie biedt verschillende programma’s, die elk de leerling middels theorie, heel veel oefeningen en toetsen op een gegarandeerd eindniveau brengt. U als docent bepaalt welke onderwerpen ze leren, welke toetsen ze maken en leest eenvoudig de vorderingen uit.

Tekenen in de Techniek CARD tekeninglezen

CARD Het educatieve programma CARD geeft de leerling individueel les in RUIMTELIJK

Motiverend De uitdagende oefeningen en de directe feedback geven plezier, motivatie en een gedegen eindresultaat. Individueel Door de reacties van de leerling te analyseren bepaalt het CAD Collegeprogramma het juiste tempo, het niveau en de lesstofopbouw. Gemakkelijk U als docent hoeft niets voor te bereiden. Ook oefeningen en toetsen nakijken hoeft niet meer. De resultaten vraagt u eenvoudig op.

O n li n en a g e r ngma li r e e L

INZICHT EN PROJECTIELEER.

Leren met CARD is leuk om te doen waardoor de leerling enthousiast aan het werk is en snel leert.

TRAINER CAD tekenen met CAD

Trainer CAD omvat alle

Het zeer gebruiksvriendelijke en Nederlandstalige CAD-systeem BCAD is helemaal nieuw opgebouwd en uitgegeven voor gebruik via de cloud. Het hoeft dus niet meer geïnstalleerd te worden, maar gebruikt u via internet. Met directe aanwijzingen tijdens het gebruik is het nog makkelijker om te tekenen met CAD. BCAD maakt deel uit van Trainer CAD.

BASIS

TEKEN-

Tekeninglezen Bouwtechniek

Kerkenbos 1018 B, 6546 BA NIJMEGEN Tel: 024 356 56 77 Email: [email protected]

S

BCAD

TECHNIEKEN. Trainer CAD geeft een degelijke basis voor uitbreidingen naar tekeninglees-, teken- en ontwerpprogramma’s. De eerste stap naar AutoCAD is ook gemaakt.

er info op: Kijk voor meoll .nl www.cadc ege n’ Zie: ‘leermiddelen schole

NIEUW

Trainer CAD

Elektrotechniek

Installatietechniek

Metaaltechniek

Autotechniek

Lessen én leerlingvolgsysteem geheel via internet!

www.cadcollege.nl

Standaard gezocht

Volgende keer in Terugkoppeling

In onze nieuwe rubriek De Standaard vergelijken we lessen die iedereen doet. Hoe pakken anderen de beoordeling aan? Welke restricties of mogelijkheden geven ze voor de uitvoer? In de komende Standaard vergelijken we “Ei heel houden als het van een meter hoog valt” en “De Brug”. Doe jij deze in jouw klas? Vertel ons meer of vraag een Standaard aan via [email protected].

In het voorjaar schrijven we over het thema ei. Want een ei hoort erbij, bij alle bètavakken. Heb jij een bijzondere manier van lesstof demonstreren met een ei? Houd je vernuftige wedstrijdjes eieren koken of gooien? Of ben je bezig iets bijzonders uit te broeden op je school? Leg jouw verhaal of ideeën in bij [email protected].

Kant en klaar

Onderzoek de zon

In het kader van het Jaar van het Licht hebben verschillende partijen lesbrieven uitgebracht over astronomie. Een greep uit het aanbod.

In de 20e eeuw monteerde Joseph von Fraunhofer een glazen prisma voor een telescoop en ontdekte hij een kleurenband met lijntjes. Hij ontdekte dat hij met de lijntjes de samenstelling van hemellichamen kon vaststellen. Met duidelijke voorbeelden van spectra kunnen leerlingen zelf de samenstelling van de zon bepalen.

Telescoop Pas door de uitvinding van de telescoop kwam er bewijs dat de aarde niet het centrum van het heelal is. Met een aantal acryllensjes en simpele materialen kunnen leerlingen zelf ontdekken hoe dit tot stand is gekomen. Leerlingen leren over de werking van verschillende lenzen en maken zelf een eenvoudige telescoop. nvon.tk/ telescopen

nvon.tk/onderzoek-zon

Exoplaneet Een planeet die voor een ster langs beweegt veroorzaakt een meetbaar dipje in de helderheid van het sterlicht. Met deze zogeheten transitmethode zijn al vele exoplaneten ontdekt. Leerlingen berekenen hoe de transit van de aarde voor de zon eruit ziet vanuit een ander sterrenstelsel, en hoe je zelf kunt helpen nieuwe exoplaneten te vinden. nvon.tk/exoplaneet

NVON | 2015 | 35

Exclusief bij Heutink

QUATTRO TM WERKBANK De nieuwe Quattro TM werkbank is exclusief voor Heutink ontwikkeld, met maximale aandacht voor ergonomie en veiligheid. De unieke vormgeving van het onderstel biedt leerlingen vrije beenruimte bij zittende werkzaamheden. Bladafmeting 1200 x 1200 mm, bladrandhoogte 100 mm.

Van €1525,nu voor

€1250,(incl. BTW)

Artikelnummer 710.205 Franco en compleet geleverd!

UNIEK - Onderstel met kruisverbinding, waardoor rondom vrije beenruimte bij zittende werkzaamheden. - Bij staand werk of aan het einde van de les kunnen de krukjes onder de werkbank worden “geparkeerd” (veilige vrije looppaden in het lokaal). - Standaard in hoogte instelbare werkhoogte (750 – 1000 mm) - 4 houten klemmen met aan de binnenkant een horizontale en vertikale v-groef voor het rotsvast inklemmen van ronde materialen. - Alle 4 bladranden hebben een gleuf om een figuurzaagbeugel veilig te kunnen spannen bij zaagbladwissel.

OPTIE Quattro figuurzaagplank, eenvoudig te bevestigen in de houten klem. Deze werkbank is ook leverbaar met een bladafmeting van 1500 x 800 mm.

GRATIS

4 figuurzaagplanken t.w.v € 150,-

Nijverheidsstraat 45 | 7461 AD Rijssen Postbus 242 | 7460 AE Rijssen T (0548) 53 66 66 | [email protected]

w w w.heutink.nl Looptijd: tot 1 februari 2016