Signaal Science mei 2001, nummer 22 Uitgave van de Stichting CMA over nieuwe producten en ontwikkelingen

Signaal Science mei 2001, nummer 22 Uitgave van de Stichting CMA over nieuwe producten en ontwikkelingen

Coach 5 Bèta-breed Het programma Coach 5 wordt vooral gebruikt bij natuurkunde, scheikunde, biologie en techniek. Nu zijn er ook toepassingen voor wiskunde en voor fysische geografie. Zo wordt Coach 5 steeds meer bèta-breed ingezet. In deze Signaal beschrijven we een aantal schooltoepassingen. Het basispakket van Coach 5 biedt alle mogelijkheden voor meten, verwerken en voor sturen en regelen. Met de aanvullende modules voor Modelleren en voor Video-meten ontstaat er het ‘Virtuele Practicum’ waar o.a. het @na-project gebruik van maakt. Een aantal proefscholen doet hier nu ervaring mee op. Dit najaar komt de CD met Coach 5 versie 2.1 beschikbaar: de mogelijk heden voor meten en analyseren en voor modelbesturing zijn verbeterd en met de dataloggers kunt u nu ook ‘on-line’ meten. Op de CD en op de website staan nieuwe Activiteiten. Kijk op http://www.cma.science.uva.nl/

Voor techniek is er inmiddels een uitgebreide lijn voor besturingstechniek. De nieuwe programmeerbare steen RCX van LEGO Dacta is ook voor leerlingen in de Tweede Fase interessant, bijvoorbeeld bij ontwerpopdrachten of bij het keuzevak informatica. Voor Techniek is er nu een aparte Signaal – u kunt deze aanvragen! De practicumset Microschaalexperimenten voor scheikunde-met-kleinehoeveelheden biedt een groot aantal veilige chemische experimenten. Overtuig u tijdens onze nascholing. Scholen kunnen via het AMSTEL Instituut een gesubsidieerd ICTnetwerk vormen. Zo krijgt u tijd en middelen om aan de slag te gaan. Het AMSTEL Instituut organiseert ook teamgerichte nascholing, zie: http://www.science.uva.nl/research/amstel/

Deze Signaal is bestemd voor docenten en toa’s in de natuurwetenschappelijke vakken en wiskunde. Er is een aparte uitgave voor techniek.

Inhoudsopgave Coach 5 Bèta-breed Coach en Wiskunde @na: digitale natuurkunde Voorbeelden (virtueel) practicum Videometen bij natuurkunde in het studiehuis Het virtueel practicumproject voor scheikunde ICT-vmbo project ‘Grondig’ onderzoek met Coach 5

12 14 15 16

Het AMSTEL a/d Kruislaan 404 Administratie – Nascholingsteam

17

Gebruikersondersteuning op de CMA-website

18

Coach 5 CD versie 2.1 Update Coach 5 – veranderingen t.o.v. versie 2.01

19

Nieuwe producten Meten met de CBL en de CBL2 in Coach 5 Nieuwe sensoren Krachtsensor – Zuurstofsensor – Ionspecifieke sensoren Zelf te bouwen sensoren Een + voor de TI-83 plus?

22 24 25 26

Microschaalexperimenten Veilige chemische experimenten voor de tweede fase

28

Tips en Trucs Problemen met notebooks Standaard loginnamen in Coach 5 Pakketprogramma’s CoachLab II 5-Volt Waarschuwing Schoolcontract Licenties van 3-jarige contracten met nascholingsrecht lopen af

29 29 30 30 30

Cursussen, Nascholing Nascholing – subsidie Aanmeldingsformulier Inschrijfformulier: opzet gewijzigd – nu achterin geplaatst Cursusaanbod AMSTEL Instituut, Oriëntatie-bijeenkomsten

31 32 34

3 7

Redactie: Cor de Beurs, Piet Geerke. Tekeningen/Foto’s: Johan van de Ridder en archief Theo Frenay, archief LEGO Dacta®, Vernier Aan deze Signaal is bijgedragen door: Cees van Bart, Bregje van den Berg, Cor de Beurs, Henri Le Couvreur, Nienke Dekker, Vincent Dorenbos, Piet Geerke, André Heck, Rob Knoppert, Leentje Molenaar, Piet Molenaar, Pieter Schadron. NB. Najaar 2001 komt de nieuwe cd-rom beschikbaar (versie 2.1) met Coach 5 Compleet, bestaande uit het Basispakket Coach 5 incl. Coach Junior en de modulen Modelleren en Video-meten. Deze vervangt de Coach 5 cd-rom van okt. 1999 en aug. 2000. Verder op de cd alle overige Coach-software voor dataloggers, voor LEGO Dacta® Techniek; en tevens ElekriX 1.2; de Thuisversies voor leerlingen; voorbeeldlesmateriaal; bronnen. Voor gebruik van de diverse programma’s zijn schoollicentiecodes nodig. Bij het uitkomen van deze Signaal zijn de prijzen van kracht die u aantreft in het midden van deze editie. Van voorgaande Signalen is alleen nummer 21 nog beperkt aanwezig. Zolang de voorraad strekt, kunnen we u dit nummer op aanvraag toesturen. In de artikelen worden vaak producten genoemd die de afgelopen jaren zijn uitgebracht.Voor actuele informatie, prijzen e.d., zie www.cma.science.uva.nl

2

Coach en Wiskunde Coach 5 biedt faciliteiten voor rekenen, modelleren en simuleren, die ook voor wiskunde interessant zijn en waarvan een leerling creatief gebruik kan maken. Juist door de combinatie met de meet- en analyse mogelijkheden ontstaan er uitdagende en contextrijke opdrachten, zoals blijkt uit een voorbeeldproject op het Bonhoeffer College te Castricum. Uitdagende opdrachten Welke vorm heeft een boogbrug? Hoe hangt een ketting? Hoe groeit de gemiddelde Nederlandse jongen en meisje? Hoe start een sprinter? Wat is de beste manier om een vrije worp bij basketbal te nemen? Vijf probleemstellingen die door leerlingen in een praktische opdracht of profielwerkstuk bij wiskunde onderzocht werden. Wat tot nu toe opvalt in lessen 4-5 VWO A&B is dat wiskunde zich niet presenteert als een abstract vak, maar dat het ergens over gaat en het leerlingen uitdaagt. Opdrachten met een context Speciale aandacht krijgt het werken met reële gegevens afkomstig uit recente studies (o.a. CBS) of uit data van (digitale) foto’s of videoclips. Bij het project "menselijke groei" zijn dat de groeicijfers van een recente Nederlandse groeistudie en de hierop gebaseerde groeidiagrammen voor jongens en meisjes. Bij het project "bruggen en bogen" zijn de gegevens afkomstig uit foto's van bruggen en kettingen. Uit het project ‘Menselijke groei’ In het project ligt het accent op het verwerken van de gegevens, het interpreteren van groeidiagrammen en

het wiskundig modelleren van groei. Leerlingen speuren bijvoorbeeld naar verbanden tussen gewicht, lengte en leeftijd. Dit levert verrassende toepassingen van exponentiële, kwadratische en logistische groei op. Leerlingen zijn over het algemeen enthousiast over het onderwerp en de aangeboden keuzemogelijkheden in de opdrachten, vooral omdat ze zichzelf bij het onderwerp kunnen betrekken met vragen als "ben ik te dik of te dun?" en "heb ik een normale lengte voor mijn leeftijd?". Het bronnenmateriaal is ‘rijk’, d.w.z. dat er voldoende ruimte is voor leerlingen om een eigen keuze te maken. Citaat uit het logboek van 2 meisjes: “Wij zitten nu zelf ook op een leeftijd dat we zwaarder worden en we vinden het daarom interessant om het gemiddelde gewicht te onderzoeken”. Bruggen en bogen Leerlingen onderzoeken hierin de wiskundige vorm van boogbruggen. Niet op basis van theorie, maar eerst door echt opmeten van digitale foto's. Met de muis worden coördinaten van punten, afstanden en hoeken bepaald. Deze gegevens kunnen dan net als data uit een echt experiment binnen Coach verwerkt en geanalyseerd worden. Onderstaande figuur is een 3

schermafbeelding van een meting en een analyse van de boog van de Zeeburgerbrug in Amsterdam. Een leerling kan eerst punten meten en dan met functiefit nagaan dat de vorm een parabool is. Vanzelf rijst de vraag: waarom is dit zo? Voor het antwoord is wiskunde- en natuurkundekennis nodig. Dit vooronderzoek heeft ook de functie om leerlingen vertrouwd te maken

parabool. Met functiefit is dit snel na te gaan! Meten aan verschillende foto's levert de ene keer wel en de andere keer geen paraboolvorm op. Ra ra, hoe zit dat?

met fotometing in Coach. De ervaring leert dat dit binnen een lesuur (45 min) goed te doen is.

steeds een opeenvolgende verhouding 1:3:5:7:...

Hoe hangt een ketting? Voor beter begrip van de situatie wordt een versimpelde, maar even interessante context onderzocht: een ketting waaraan gelijke gewichten symmetrisch bevestigd zijn. In de schermafbeelding (vlg. blz.) is dit te zien, op het eerste gezicht weer een 4

De hoop is dat leerlingen zelf ontdekken dat er in de verschillende foto's een opvallend punt van overeenkomst is: de hellingen van de koorden tussen twee ophangpunten hebben

Activiteiten Leerlingen verzamelen informatie, overleggen met anderen, stellen een werkplan op, doen metingen, verwerken gegevens in tabellen en grafieken, stellen wiskundige modellen op, doen berekeningen, trekken conclusies, vatten hun werk samen en maken verslagen.

Kortom, de activiteit in het studiehuis is een afspiegeling van activiteiten in een professionele werkomgeving. Oordeel van leerlingen Zoveel leerlingen, zoveel smaken en capaciteiten. We geven een paar antwoorden op de vraag hoe de praktische opdracht is bevallen: "In de uitleg wordt net gedaan of je niks weet, we zijn niet gek hoor!" "Het was leuk en weer eens wat anders. Het was ook niet echt moeilijk, zelfs de theoretische afsluiting niet. Je moet het zien, en dan is het makkelijk" "Ik heb liever gewoon wiskunde" "Het werken op de computer was iets uitdagender dan het werken uit het boek en het was afwisselender dan het boek. Hier moet je veel meer zelf ontdekken."

Werken vanuit één pakket Voorwaarde voor ‘op eigen benen’ uitvoeren van dergelijke opgaven of onderzoeksopdrachten is wel dat leerlingen geschikt gereedschap hebben om hun werk te doen. Dit gereedschap moet ze helpen om eigen ideeen uit te werken en resultaten van hun werk te presenteren. Een visie op het gebruik van computeralgebra en andere wiskundige software is groeiende. De tijd is rijp om concreet na te denken over één leeromgeving voor zowel wiskunde als voor de natuurwetenschappelijke vakken. Een integratie met Coach ligt voor de hand omdat hierin al veel wiskundige bewerkingen mogelijk zijn voor reeksen van (gemeten) data. Een geïntegreerd pakket heeft het voordeel dat leerlingen te maken krijgen met slechts één leeromgeving.

5

Hierdoor kunnen zij meer de samenhang tussen de vakken ervaren; werken vanuit één pakket kan helpen de systeemscheiding tussen de vakken op te heffen. Bovendien zal er een tijdsbesparing optreden door gebruik van dezelfde gebruikersinterface. Meedoen met uw klas? Op dit moment experimenteren André Holleman, leraar in onderzoek op het Bonhoeffer College en André Heck van het AMSTEL Instituut met het gebruik van Coach bij praktische opdrachten in wiskundeklassen 4 en 5 VWO (A & B).

Misschien wilt u wel eens een door hen gemaakte praktische opdracht bij wiskunde met Coach uitproberen. Neem dan gerust contact op met: [email protected] [email protected]

… of: eerst verkennen? Lees dan op de website meer hierover www.science.uva.nl/~heck/research

Speciaal voor gebruik bij wiskunde organiseren wij enkele nascholingscursussen – zie voor data het aanmeldingsformulier achter in deze Signaal of kijk op www.cma.science.uva.nl.

Discussies tijdens een cursus in de studioclassroom van het AMSTEL.

6

@na: digitale natuurkunde Stel je voor dat leerlingen op school over voldoende computers beschikken voor zelfstandig leren. Stel je voor dat je met te weinig contacturen te veel leerlingen moet helpen bij de examenvoorbereiding. Hoe zou je dan de leerstof aanbieden? Als antwoord op deze vraag hebben Rob Knoppert, Piet Molenaar en Tjeerdo Wieberdink digitaal lesmateriaal over twee wetten van Newton (ca. 15 slu) ontworpen: @na: een digitale didactiek voor natuurkunde-onderwijs Zelfstandig leren @na is méér dan schriftelijk lesmateriaal in digitale vorm. Bij de @na-aanpak wordt de leerstof digitaal aangeboden met alles wat nodig is om zelfstandig leren te faciliteren. Kenmerken van @na Op het gebruiken van kladpapier voor de uitwerking van sommen na, werkt een leerling vooral op de PC. @na vervangt het schoolboek maar doet meer dan het schoolboek.

@na is compleet. Dat betekent dat er opgenomen zijn: practica, praktische opdrachten, theorie, opgaven (6 typen) en toetsing -waaronder diagnostische toetsen- en meer. De leerling zal @na thuis en op school gebruiken. Klassikale lessen blijven bestaan voorzover de docent dat wenselijk acht.

7

@na maakt gebruik van bestaande software: Coach 5, Interactieve Natuurkunde, links naar het Internet en van applets. @na is geschikt voor zelfstandig leren. De leerling kan een planning maken en zijn/haar eigen leerroute kiezen. Zo’n leerroute is alleen mogelijk als er wat te kiezen is. Dat kan als er een overvloed aan materiaal is. Dat is er. @na maakt gebruik van film en geluid. Filmbeelden worden gebruikt voor onder andere videometing en opgaven. @na is motiverend. De leerling kent zichzelf credits toe op basis van het vergelijken van eigen antwoorden met die van @na. Als de leerling voldoende credits heeft gehaald kan hij/zij een spelletje spelen. @na biedt interactiemogelijkheden voor de docent. Handelingen van de leerling worden op diskette geregistreerd, namelijk:

8

- antwoorden van leerlingen, - zichzelf toegekende credits, - werktijden van leerlingen, - getypte vragen aan de docent. @na browser Een apart probleem voor ons als ontwerpers van dit materiaal was de vraag hoe de computer als leerboek en als werkboek is in te richten. Kern van de digitale didactiek is de menustructuur waarmee de onderwerpen te kiezen zijn en de leerstof getoond wordt; het gemak waarmee antwoorden zijn te geven en later door de docent zijn te controleren. Kortom: bij de ontwikkeling van het @na materiaal heeft de vormgeving van de browser minstens zoveel aandacht gekregen als de inhoud. De ideeën die aan de gemaakte @na-browser ten grondslag liggen kunnen gebruikt worden bij vervolgprojecten zoals het onlangs gestarte ‘Virtuele Practicum’ (zie verderop in deze Signaal).

Met deze browser is het gelukt de leerstof in kleine, hapklare brokken te presenteren terwijl er ook ‘lekker’ door de stof gebladerd kan worden. Leerlingactiviteiten Instaptoets De leerling kan tweemaal een korte meerkeuzetoets maken waarmee hij kan vaststellen of hij voldoende voorkennis voor dit hoofdstuk heeft. Planning Of de docent veel of weinig voor de klas staat bepaalt hijzelf, ook bij @na. Maar zelfstandig werken kan. Zelfstandigheid betekent hier de mogelijkheid tot kiezen; de leerling kiest een eigen leerroute, kiest de aard van het werk, meer theoretische opdrachten of juist voor meer sommen, en (als de docent daar mee instemt) de hoeveelheid stof.

@na biedt als planning, naar keuze: (1) een planning van de bedenkers van het materiaal (2) een planning van de docent.. of (3) een planning te maken door de leerling. Preconcepten De theorie wordt uiterst beknopt weergegeven en geïllustreerd met korte filmpjes. In de paragraaf preconcepten kan de leerling vaststellen of hij onjuiste preconcepten heeft en krijgt hij filmpjes en bijbehorende vragen die het hem mogelijk maken deze preconcepten te corrigeren. Een voorbeeld van een onjuist preconcept: “de valsnelheid is constant”.

9

Mini-opdrachten @na bevat mini-opdrachten, korte opdrachten (maximaal 20 minuten) met een praktische component voor in de klas. Bij sommige miniopdrachten gebruikt de leerling Coach 5, bij andere Interactive Physics, een simulatieprogramma. Bij enkele mini-opdrachten meten de leerlingen direct aan videofilmpjes en interpreteren vervolgens de meetresultaten. Vragen over simulaties of filmpjes In traditonele opgaven krijgt de leerling de beschrijving van een natuurkundige situatie: auto A haalt auto B in. Natuurkunde over (
10

Het onderscheid tussen opgaven en vragen enerzijds, en practica anderzijds VERVAAGT. Plotseling realiseerden wij ons dat over 10 jaar het eindexamen via het net zal worden aangeleverd waarbij veel opdrachten op film of simulaties zullen zijn gebaseerd! Verantwoording Doel van het @na-project is een digitale didactiek te ontwikkelen. Het hier besproken resultaat is mogelijk gemaakt met financiële steun van de KPC Groep en is uitgevoerd op het AMSTEL Instituut van de Universiteit van Amsterdam. Een artikel over het @na project is eerder geplaatst in NVOX, nr. 2, feb 2001. Sinds de presentatie van @na op de Woudschotenconferentie 2000 en in NVOX zijn meer dan 100 cd-roms verspreid. Op diverse scholen werd en wordt @na gebruikt.

Nascholing Bij voldoende belangstelling organiseert het AMSTEL Instituut een nascholingsdag (zie achter in deze Signaal)

Website Het project heeft een eigen website waar u onder andere informatie vindt hoe @na besteld kan worden: http://www.atna.nl

Een van de applets waarvan @na gebruik maakt via een link naar het internet (eenparig versnelde beweging):

11

Voorbeelden virtueel practicum

Videometen bij natuurkunde in het studiehuis Het practicum dreigt in het studiehuis in gedrang te komen. Leerlingen zelfstandig experimenten laten uitvoeren is niet eenvoudig te organiseren. De noodzakelijke begeleiding kan vaak niet gerealiseerd worden en ook een verantwoorde voorbereiding kost veel tijd. Omdat de beschikbare tijd veelal beperkt is komt het er vaak niet van om leerlingen fysische experimenten te laten uitvoeren. De Coach 5 module videometen biedt dan mogelijkheden! Meten aan bewegingen Met de module Videometen hebben leerlingen een virtueel practicum ter beschikking voor bewegingsanalyse. Het is hiermee zelfs mogelijk metingen te verrichten aan fysische verschijnselen die met tradionele schoolapparatuur nauwelijks mogelijk zijn. Voorbeelden zijn metingen aan zeer snelle bewegingen zoals de beweging van een kogeltje of een afgeschoten pijl. Het is een mooie ervaring om snelheden van honderden meters per seconde te kunnen meten. Ook andere voorbeelden van bewegingen die in een klaslokaal niet gedemonstreerd kunnen worden zijn denkbaar, zoals een lancering van een raket; de beweging van een parachute, botsingsverschijnselen van auto’s; etc. Films op internet Op het Internet worden zeer veel bruikbare films aangeboden waarin binnen Coach kan worden gemeten. * Website van Loren M. Winters: North Carolina School of Science and Math: http://phywww1.ncssm.edu/edtech

* Site van Doyle Davis met veel links http://webphysics.tec.nh.us/vidshell/clips.htm

* Onze ondersteuningspagina (natk.) http://www.cma.science.uva.nl/

12

Bewegingen zelf opnemen Leerlingen kunnen ook zelfgemaakte filmpjes analyseren. Dat is pas realistische natuurkunde en didactisch interessant. De leerling maakt een sprong op een trampoline. De beweging wordt vastgelegd en gemeten in Coach 5. Bij de analyse van de meting door de leerling speelt de eigen ervaring van het bewegen ook nog een rol. Je hebt de krachten zelf ervaren en gaat ze berekenen door de video te analyseren. Meting aan een uitrijdende kar Een ander aardig voorbeeld is de meting aan een uitrijdende kar. Een meisje rijdt in een trapkar. Eerst probeert ze zo goed mogelijk een constante snelheid te houden en daarna laat ze de kar uitrijden. De analyse van de beweging blijkt interessant. Het constant houden van de snelheid lukt niet helemaal. Uit de meting kun je de onregelmatigheden in de beweging van de pedalen constateren. Hier blijkt dat realistische experimenten geen mooie gladde metingen opleveren. Het interpreteren van “afwijkingen” in het meetresultaat levert veel begrip op van fysische concepten.

Het experiment van de uitrijdende kar gaat verder. Het meisje stopt met trappen en ten gevolge van de rolwrijving stopt de kar. Uit de analyse kan de leerling concluderen dat de kinetische energie tijdens de eerste deel van de beweging (de beweging met constante snelheid) bijna volledig verdwijnt in de wrijvingsenergie. De kinetische energie in het eerste stuk van de beweging is eenvoudig te bepalen uit de meting van de snelheid. Uit het snelheidsverloop van het afremmende gedeelte kan door de helling te meten aan de snelheidscurve de versnelling bepaald worden en daarmee kan de rolwrijving berekend worden. Als de uitrijweg gemeten wordt kan de wrijvingsenergie bepaald worden. Aan de hand van een relatief eenvoudige meting komen zo veel mechanicaconcepten aan de orde.

Interpreteren van grafieken Het is mogelijk om de hierboven genoemde beweging van het karretje op verschillende niveaus te analyseren. In de Bovenbouw kan de hierboven beschreven gecompliceerde berekening uitgevoerd worden. In de onderbouw is een eenvoudiger analyse mogelijk. Tijdens het vastleggen van de meetpunten wordt automatisch een (x,t) en een (v,t)-grafiek geproduceerd. Bij de analyse hoeven leerlingen nog geen begrip te hebben van de wetten van Newton. Deze activiteit biedt in de Basisvorming goede mogelijkheden voor het leren interpreteren van grafieken. Er wordt immers een direct verband gelegd tussen feitelijke beweging en de grafische representatie daarvan in (x,t)- en (v,t)-grafieken.

Kortom: Video-meten biedt didactische mogelijkheden en is zeer toegankelijk.

13

Het virtueel practicumproject voor scheikunde Ook voor scheikunde zou het virtuele practicum oplossingen kunnen bieden voor een tekort aan begeleidingstijd bij praktisch onderzoek door leerlingen. In het ‘virtueel practicum’- project onderzoeken we de mogelijkheden. In dit project werkt het AMSTEL Instituut samen met drie scholen: Het Bonhoeffer College te Castricum, het Fons Vitae in Amsterdam en het Zaanlands Lyceum in Zaanstad. Virtuele practica Voor scheikunde worden de volgende virtuele practica ontwikkeld: Bepalen van een verband tussen reactiesnelheid en concentratie (thio/zoutzuur proef) Dynamisch evenwicht (NO2/N2O4 mengsel) Titratiecurves (zuur/base titraties) Colorimetrie (reactiekinetiek) Thio/zoutzuur proef De thio/zoutzuur is als eerste uitgewerkt (we nemen aan dat de "potloodkruis" uitvoering van de thio/zoutzuur-proef bij u bekend is). Het virtuele practicum is als volgt opgebouwd: Er zijn 4 video-opnamen van de proef beschikbaar (per opname een andere concentratie thio). Bij het afspelen van de opnamen met een mediaplayer wordt de wachttijd bepaald totdat het potloodkruis verdwijnt. Bovendien sturen we een laserstraal door de oplossing (zie figuur hiernaast). Zodra de vorming van zwaveldeeltjes optreedt wordt de laserstraal onmiddellijk zichtbaar. Leerlingen hebben dus twee gebeurtenissen waarvoor een wachttijd is te bepalen. Ze dienen zelf te bedenken welke wachttijden van belang zijn. 14

Opdrachten voor verwerking Bepalen van een reactiesnelheid.

Video-opname van de thio/zoutzuur-proef. De LASER-straal is al zichtbaar, de bodem is nog niet verdwenen.

Nadat ze de bepaling hebben uitgevoerd wordt eerst aandacht besteed aan de beginsnelheid van een reactie en het gebruik van 1/t als maat voor de snelheid. Hiertoe onderzoeken leerlingen in een aparte Coachactiviteit enkele gesimuleerde processen. Het verband tussen reactiesnelheid en concentratie. De thio/zoutzuur-proef leidt tot een evenredigheid tussen beginsnelheid van de reactie en thio-concentratie. Deze evenredigheid is geen algemene eigenschap van chemische reacties. Het is met deze thio/zoutzuur-proef nog niet aangetoond dat deze evenredigheid gedurende het hele proces geldig is.

Aan de hand van simulaties in Coach 5 onderzoeken leerlingen een aantal processen op het bestaan van een evenredigheid tussen reactiesnelheid

en concentratie. De opdrachten concentreren zich op het begrip reactiesnelheid en de bepaling daarvan.

ICT-vmbo project Ook voor natuur-/scheikunde van het vmbo zijn in de eindtermen van ICT-vaardigeheden en -toepassingen vastgelegd. Daarbij is het gebruik van de computer zowel hulpmiddel als doel. Over het algemeen beginnen (vmbo) scholen pas nu met de invoering van deze doelen. Een van de redenen is het ontbreken van geschikt computermateriaal. Voor dit onderwijs zijn er wel goede digitale leeromgevingen beschikbaar, zoals Coach 5 of ElektriX. Wat ontbreekt zijn de toepassingen van deze omgevingen voor de specifieke onderwijsleersituaties. In het DBK-vmbo-project wordt getracht om ICT een vaste plaats in het nask-onderwijs te geven. Er zijn concrete ICT- toepassingen op een cd-rom gezet; het lesmateriaal wordt ondersteund door een website. Het materiaal wordt ontwikkeld door ontwikkelaars van het AMSTEL Instituut, UvA, in samenwerking met de computergroep van de vereniging DBK-na. Vijf docenten van een drietal vmbo scholen proberen het materiaal uit op hun school en leveren evaluaties. Andere vmbo-scholen kunnen ook met dit materiaal aan de slag. Het AMSTEL Instituut wil hierbij helpen door samen met twee of drie scholen een ICT-netwerk te vormen. Doel van dit netwerk is in onderlinge samenwerking en met steun van het AMSTEL het al bestaande lesmateriaal (o.a. deze vmbo-CD) daadwerkelijk te gaan gebruiken in de les.

Kans op subsidie Voor ieder netwerkje trachten wij een subsidie aan te vragen in het kader van het ICT-netwerkproject van het Ministerie. Wanneer u belangstelling heeft kunt u contact opnemen met Piet Geerke of Cees Mulder, 020 525 5886 of [email protected] of http://amstel.science.uva.nl/~cmulder/vmbo

15

Grondig onderzoek met Coach 5 - Hoe snel breken micro-organismen in de bodem een verontreiniging af? Van huisvuil tot olie, het komt allemaal op of in de bodem terecht. Het milieu wordt aangetast, de volksgezondheid wordt bedreigd. We zijn naarstig op zoek naar schoonmaakmethoden. In hoeverre regelt de bodem haar zaakjes zelf? Biologische bodemsanering lijkt een oplossing te bieden voor een grondige schoonmaak. Onder de titel ‘de bodem als afvalverwerker’ heeft de opleiding Aardwetenschappen – Fysische geografie, UvA, een lesmodule ontwikkeld waarbij Coach 5 een belangrijke rol vervult bij het meten aan bodemmonsters. De lesmodule is bestemd voor de vakken biologie, scheikunde en anw (4 vwo). Bodem(veront)reiniging Bij biologische bodemsanering worden verontreinigingen door micro organismen als het ware opgegeten en afgebroken tot producten die (nagenoeg) onschadelijk zijn voor het milieu. Er zijn grote voordelen verbonden aan deze manier van de bodemreiniging: de grond hoeft niet te worden afgegraven, het kost haast geen energie en het is een goedkope oplossing. Voor de meeste verontreinigingen kun je de micro-organismen gebruiken die al in de bodem aanwezig zijn. Je moet ze alleen nog aan het werk zetten: dat doe je door de ‘arbeids’-omstandigheden te verbeteren. Onderzoek naar juiste condities Er lijkt dus een simpele oplossing voor deze maatschappelijk actuele problematiek. De techniek staat echter nog in de kinderschoenen. Hoe verbeter je bijvoorbeeld de ‘arbeidsomstandigheden’ van de microorganismen in de bodem? In de lesmodule ‘de bodem als afvalverwerker’ worden de leerlingen uitgedaagd dit te onderzoeken. Met behulp van Coach, een CO2-sensor en een tempe16

ratuursensor valt er heel wat af te lezen aan een bodem. Door te rekenen aan gasvolumina en molecuulgewichten kunnen leerlingen een idee krijgen van de snelheid waarmee de micro-organismen hun werk doen onder verschillende omstandigheden. En die omstandigheden kunnen ze zelf bedenken. De lesmodule bestaat uit een project voor Coach 5, een leerlingenhandleiding en een docentenhandleiding. Belangstellenden kunnen de lesmodule gratis aanvragen bij: Bart Groeneveld, E-mail: [email protected]

Het AMSTEL a/d Kruislaan 404 - ondersteuning en nascholing Binnen het AMSTEL Instituut van de UvA werkt een enthousiaste groep mensen (natuurkunde, scheikunde biologie, wiskunde en IT ) aan onderzoek, ontwikkeling en ondersteuning van ICT-toepassingen in het natuurwetenschappelijk en technische vakken. Onderzoek en ontwikkeling levert ook producten op. Bekend zijn de Coach 5 software, de UIA/B-interface, de CoachLab en modellen voor besturingstechniek. Deze producten worden verspreid via de Stichting CMA. Het nascholingsteam organiseert oriëntatie-bijeenkomsten en cursussen over meten-sturen-regelen met de computer. Het zal u niet verbazen dat wij daarbij het programma Coach gebruiken. Veel van de nascholing wordt op scholen uitgevoerd, waardoor wij regelmatig op stap zijn. Wij werken dan één of twee dagen met de gezamenlijke secties aan het opzetten en uitvoeren van practica. Zo is er een concrete lesvoorbereiding en krijgt u zicht op implementatie en werkplan. Dat er hier een flinke voorbereiding aan vooraf gaat, zal duidelijk zijn. We leggen contacten, bedenken cursussen op maat en we

De administratie houdt ‘404’ draaiende, v.l.n.r. Leentje Molenaar, Nienke Dekker en Olga Zika.

verzorgen de cursusboeken. Hoewel vaak op de achtergrond is hierbij ‘de administratie’ onmisbaar. Johan van de Ridder is al weer een jaar onze nieuwe collega voor de technische ondersteuning tijdens cursussen en materiaalbeheer. Johan is hiermee Theo Frenay opgevolgd. Johan is instrumentmaker en volgde de lerarenopleiding Techniek. Hij geeft nog een aantal technieklessen op een vmbo-school. Met deze achtergrond past hij prima in ons cursuswerk, met name bij de uitvoeringen van de techniekcursussen Johan, we wensen je veel plezier!

Nascholingsteam: v.r.n.l.: Joost Termeer Johan van de Ridder, Piet Geerke, Cees van Bart en Vincent Dorenbos.

17

Gebruikersondersteuning op de website van CMA http://www.cma.science.uva.nl

Rubiek “ondersteuning” In de rubriek ‘ondersteuning’ treffen gebruikers van Coach-software diverse productondersteuningen aan, bijvoorbeeld: • De installatiehandleiding van Coach 5 compleet. • Een introductiehandleiding voor beginnende gebruikers (‘getting started’ voor leerlingen en docenten). • Lesmateriaal voor natuurkunde, scheikunde en biologie in de vorm van Coach 5 Activiteiten. Gebruikers van Coach 5 kunnen lesmateriaal downloaden in de projectdirectory en direct klaarzetten voor klasgebruik.

18

Er zijn activiteiten ontwikkeld voor alle Coach-onderdelen. Steeds meer activiteiten worden compleet met practicuminstructies in de vorm van Word-documenten aangeleverd. In de activiteiten van Coach 5 is dit lesmateriaal dan te vinden onder het knopje met de wereldbol:

Ook eerder op de Coach 5 CD aangeleverde activiteiten staan nu inclusief lesmateriaal op het Web. Bezoek onze ondersteuningsrubriek op het web, het is de moeite waard!

Coach 5 CD versie 2.1 De nieuwe generatie Coach-programma’s is verder verbeterd! Licentiehouders ontvangen in september de nieuwe Coach 5V2.1 CD. We beschrijven hierna de belangrijkste veranderingen. Update Coach 5 Ten opzichte van de Coach 5 versie 2.0 en 2.01 (augustus 2000) zijn er de volgende verbeteringen en uitbreidingen (eerdere verbeteringen werden beschreven in Signaal 21, mei 2000): Metingen • Analoge sensoren kunnen ook ingesteld worden als teller. N.B.: Het gebruik van analoge sensoren als teller wordt alleen door Coachlab II ondersteund.

• Voor teller-sensoren is een drempelwaarde in te stellen (dus ook voor als teller gebruikte analoge sensoren!). Daarnaast kan worden aangegeven of de drempelwaarde opwaarts of neerwaarts moet worden overschreden om als puls geteld te worden. Hiermee wordt het eenvoudig om frequentie-metingen te doen, bijv.: met de hartslag sensor (hartfreq.); een druppelteller (titraties); … Zie schermafbeelding hieronder.

19

• Bij verandering van de meetduur onder meetinstellingen springen eventuele diagrammen automatisch terug naar de uitgezoomde stand. • Bij pulsgestuurde metingen is onder meetinstellingen “t=0 bij eerste puls” in te stellen, zodat de meettijd ook pas daadwerkelijk begint te lopen zodra de eerste puls gedecteerd is. Bovendien is alleen het ingestelde aantal monsters bepalend voor de duur van de meting (de tijdsduur wordt alleen nog gebruikt voor ’t bereik van de tijdas). • De bibliotheek is uitgebreid met de nieuwe sensoren (zie verderop in deze Signaal). Ook komen er een aantal nieuwe ijkingen voor bestaande sensoren bij, bijvoorbeeld een ijking van de gasmeetspuit 0..100ml (draaihoeksensor) en een ijking van het gatenwiel als een afstandsmeter. Tenslotte is een aantal bestaande ijkingen verbeterd. Algemeen • Coach onthoudt de directory waar de gebruiker als laatste een bestand vandaan heeft gehaald, zoals een afbeelding, video, enz.. Als gevolg hiervan is er een knop “Huidige project” toegevoegd om weer terug te kunnen springen naar de huidige projectdirectory. • De optie “Reset hardware” is toegevoegd aan het Paneel gereedschapsmenu om van uit de activiteit eenvoudig de verbinding met de interface te herstellen wanneer deze verbroken is. • Coach 5 kan voor de externe interfaces gebruikt worden onder het besturingssysteem Win 2000. 20

Videometen • De instellingen zijn uitgebreid met de mogelijkheid de tijd te ijken. Onder de menuoptie “Instellingen” zijn de volgende opties toegevoegd: t=0 bij eerste beeld t=0 bij beeld xxx t=0 bij het eerst geselecteerde beeld. • Een serie opeenvolgende afbeeldingen waaraan men wil meten kan ingelezen worden als film. Iedere afbeelding is een nieuw frame. De geselecteerde afbeeldingen worden alfabetisch ingelezen waarbij de eerste afbeelding het eerste frame wordt, enz. • Naast de al bestaande mogelijkheid om Cartesische coördinaten te gebruiken kan nu ook gebruik gemaakt worden van Poolcoördinaten. Dit betekent dat in de diagramverbinding twee variabelen zijn toegevoegd; P1-Afstand: P1-Afstand: afstand tussen meetpunt en oorsprong. P1-Hoek: P1-Hoek: hoek tussen en de xas en de lijn die de oorsprong verbindt met het meetpunt. De hoekwaarden kunnen zowel in graden als radialen weergegeven worden via de Activiteit-opties. • De richting van de assen kan ingesteld worden via ‘Instellingen’. • Bij het opslaan van een activiteit of resultaat is de checkbox: “Inclusief video(s)” toegevoegd, zodat videobestanden die te groot zijn voor een diskette weggelaten kunnen worden.

Modelleren • De Monitor staat standaard uit. Wanneer de behoefte bestaat aan het volgen van de modelberekeningen kan de Monitor aangezet worden met de optie “Monitor” in het gereedschapsmenu van het Modelvenster. N.B.: De standaardinstelling voor besturingsprogramma’s is niet gewijzigd.

• De grafische Modelleeromgeving is geheel opnieuw vormgegeven: de verschillende objecten hebben een vaste kleur gekregen en de stijl van de knoppen is vernieuwd. Verwerken / Analyse • Er is een grafiekoptie toegevoegd om ervoor te zorgen dat x- en y-as beiden hetzelfde geschaald worden. Zo worden op het scherm cirkels ook echt als cirkels getekend en niet als ellipsen. • Via de menuoptie: ‘Commentaar’ kunnen tekstlabels aan een diagram toegevoegd worden. Bij een eventuele afdruk wordt deze tekst mee afgedrukt. De gebruiker kan aangeven of de tekst wel of niet in een kadertje geplaatst dient te worden en welke kleur de tekst moet hebben. Geplaatste tekst kan later verwijderd of aangepast worden.

• Via de menuoptie: “Weergave” in het Diagram gereedschapsmenu kan de lijndikte ingesteld worden. • Berekening van de “Spline” benaderingsmethode en de numerieke afgeleide is verbeterd (met name merkbaar bij grafieken met weinig meetpunten). • Bij een aantal bewerkingsopties wordt de zoomtoestand van het diagram meegenomen. Zo wordt het bijvoorbeeld nog eenvoudiger om een gebied te selecteren. Gebruikersinterface • Bij het starten van Coach opent de Projectenlijst automatisch. • Bij het starten van een Project opent de Activiteitenlijst automatisch. • In de Activiteitenlijst is een knop ‘Ander Project’ toegevoegd. Hiermee kan sneller naar de Projectenlijst teruggesprongen worden. RCX - Intelligente steen van LEGO • De RCX wordt automatisch gedetecteerd. Hierdoor is het niet meer nodig de RCX “online” te brengen. • Wisselen van de RCX en de Control Lab Interface B geeft geen problemen.

21

Nieuwe producten Meten met de CBL en de CBL2 in Coach 5 Sinds kort is Texas Instruments datalogger CBL2 beschikbaar, de opvolger van de CBL. De CBL zal voorlopig nog naast de CBL2 verkrijgbaar zijn. In Coach 5 (versie 2.1) zal naast off-line meten ook on-line meten voor de CBL en CBL2 mogelijk worden. We zijn bezig de uitwisseling van meetgegevens tussen de grafische rekenmachine en Coach 5 beter mogelijk te maken. De huidige Coachversie ondersteunt dit nog niet. In de komende update van Coach 5(basispakket) worden de dataloggers – inclusief activiteiten voor leerlingen – volledig ondersteund. Scholen de nog niet over het basispakket Coach 5 beschikken kunnen een Coach Junior pakketprogramma voor dataloggers aanschaffen. Bediening Bij een eerste aanblik is de eenvoud van de CBL2 opvallend in vergelijking met een CBL. Op de CBL2 zitten drie LED's en drie knoppen. Er is geen display aanwezig, het front is verder leeg. Met de bijbehorende houder kan de grafische rekenmachine direct op de CBL2 geklikt worden (zie de folder die is meegezonden met deze Signaal). Bij gebruik met Coach 5 is de bediening wel heel eenvoudig. U gebruikt alleen de Start/Stop-knop (de andere twee knoppen zijn met Coach niet nodig). De LED's geven de toestand van de CBL2 aan ("klaar voor meting", "meting in uitvoering" en "einde meting"). Evenals de CBL heeft de CBL2 drie analoge ingangen en een ingang voor een ultrasone- of digitale sensor. Sensoren met een BT-plug kunnen meteen op een ingang worden aangesloten, voor andere sensoren is een verloper nodig (art. nr. 0519). 22

De CBL2 (links) en de CBL (rechts).

Meetmogelijkheden Nieuw voor zowel de CBL als de CBL2 is de mogelijkheid om on-line te kunnen meten. Hierbij blijft het apparaat tijdens de meting verbonden met de computer. Er zijn dan twee modes: Bij On-line real-time metingen (f<5Hz) ontstaat tijdens een meting gelijktijdig een grafiek op het scherm. Bij on-line non real-time metingen (5
Bij gebruik van de CBL of CBL2 als datalogger (off-line) maakt u eerst een meetinstelling in Coach. De meetinstelling zet u via de Verzendknop van Coach 5 in de datalogger. Het apparaat kan vervolgens van de seriële poort worden losgemaakt voor een meting elders. Na de meting verbindt u de datalogger weer met de seriële poort. De meetgegevens worden dan in Coach geplaatst via de ‘Ontvangstknop’. In de tabel aan het einde van dit artikel worden de prestaties van de CBL2 vergeleken met de CBL.

ON-LINE REALTIME f

5 Hz

De software bij de CBL en CBL 2 De CBL2 wordt in Coach 5 versie 2.1 ondersteund. Licentiehouders van het Coach 5 basispakket ontvangen deze update in september. Als uw school niet over het basispakket beschikt kan een bijbehorend Coach 5 Junior pakketprogramma worden aangeschaft (art. 1.501, Coach 5 Junior voor de CBL, CBL II en Labpro). Zowel in het Coach 5 basispakket als het pakketprogramma bij de CBL/CBL2 heeft u de beschikking over een serie oefenactiviteiten waarin alle meetmogelijkheden kort aanbod komen. Daarnaast staan er toepassingen klaar waarbij Coach 5 inON-LINE NONREALTIME

OFF-LINE

CBL 5 < f < 1666Hz

CBL 0
Meetfrequentie f

CBL2 5 < f < 10000 Hz of 5 < f < 50000 Hz voor metingen op alleen CH1

1666 of

10000 voor metingen met triggering op alleen CH1 CBL2 0
10000 Hz of

0 < f 50000 Hz voor metingen op alleen CH1

Aantal meetpunten

CBL - 512 punten CBL2 - 500 punten

CBL - 512 punten CBL2 - 5000 punten

CBL - 512 punten CBL2 - 5000 punten

Aantal ingangen

Alleen voor CH1

Mogelijkheid tot triggering?

Nee

Voor maximaal 4 ingangen Nee

Voor maximaal 4 ingangen Ja

Gebruikmaken van ijking? Mogelijkheid tot 'Stap voor stap' meting?

Ja, maar alleen voor CH1

Nee

Ja ook in combinatie met handinvoer van data

Ja, maar handinvoer van data niet mogelijk 23

gesteld staat voor de uitvoering van een proef (meten aan lichtbronnen, ontladen van een condensator enz.) en een Activiteit waarin u zelf een meting kunt instellen en uitvoeren.

Vergelijking van de CBL met de CBL2 De tabel toont enkele verschillen tussen meten met de CBL en de CBL2.

Nieuwe sensoren De Krachtsensor met 2 bereiken De krachtsensor met 2 bereiken (art. nr. 0362bt) is een veelzijdige en gevoelige krachtsensor. Het eerste bereik is -10 tot +10N (gevoeligheid 0,01N) en het tweede bereik is –50 tot +50N (gevoeligheid 0,05N). Via een schakelaar kan het gewenste bereik gekozen worden.

Bij deze sensor worden een aantal accessoires geleverd waarmee op allerlei manieren krachten kunnen worden gemeten: een bumper voor stoot- en botsingsproeven, een houder om de sensor op een karretje te monteren voor botsingsproeven, een handvat om de sensor te gebruiken 24

als veerunster (wrijvingskrachten), maar ook om de sensor in een statief te kunnen monteren en een haak om massa’s of veren aan de sensor te kunnen hangen of om trekkrachten te meten. Ook bevat het sensorhuis een opening om de sensor op nog meer manieren aan een statief te kunnen bevestigen. Naast de genoemde proeven kan ook heel mooi de derde wet van Newton (actie = -reactie) gedemonstreerd worden. Zuurstofsensor De nieuwe zuurstofsensor vervangt de Philip Harris zuurstofsensor in ons programma. De sensor is geschikt voor metingen van de concentratie van opgeloste zuurstof (in water) met een bereik van 0 tot 14 mg/L (ppm) opgeloste zuurstof. Hij heeft een ingebouwde temperatuurscompensatie, dus een ijking gedaan in school is direct geschikt voor metingen buitens-

huis. De sensor heeft een snelle responstijd: 95% van de volledige schaal wordt bereikt in 30 s. De versterker zit geïntegreerd in de sensor (dus niet meer als een apart kastje) wat het gebruik in het veld ook veel eenvoudiger maakt. Nieuwe membranen zijn los verkrijgbaar.

Ion-specifieke sensoren Binnenkort veranderen ook de ionspecifieke sensoren: het losse versterkerkastje verdwijnt, want deze zit dan ingebouwd in de sensorbehuizing. De membranen van ionspecifieke sensoren verlopen op den duur. Ze kunnen echter eenvoudig door nieuwe membranen vervangen worden.

- Voor een aantal toepassingen kunt u sensoren ook zelf maken [proeven opgenomen in onze nascholing]

Waterpotentiometer

Kniepeesreflex meten

Hier wordt een ‘waterpotentiometer’ gebruikt om trillingen te meten van een veer (rechts) en van een zelf gebogen stemvork (links). Met 2 elektroden in het water -aangesloten op de 5V en aarde- wordt een potentiaalverschil onderhouden. Een derde elektrode aan de veer resp. stemvork geeft het te meten signaal.

Hamer en hielschakelaar voor meting van de kniepeesreflex. Beide bevatten een microswitch. Bij indrukken van de hamer ontstaat een puls die als trigger wordt gebruikt. De hiel hangt aanvankelijk tegen de hielschakelaar die na de reflex verdwijnt.

25

Een + voor de TI-83 Plus ? Wat zijn de pluspunten van de TI-83 Plus boven de TI-83? Voor veel docenten is dit nu nog een vraagteken, de TI-83 is immers net ingevoerd in het tweede fase (wiskunde) onderwijs. De implementatie van de grafische machines in natuurwetenschappelijk onderwijs zal de komende jaren gestalte krijgen. Op dit moment zijn alleen de wiskundeboeken geschreven rond deze machines. Het gebruik wordt door de CEVO wiskunde voorgeschreven. Elke leerling beschikt daarmee over een grafische rekenmachine en in de toekomst zal dat veelal een TI-83 Plus zijn. Peter Schadron van Texas Instruments bespreekt in dit artikel de mogelijkheden van deze rekenmachine voor de natuurwetenschappen. Aanloopproblemen Het algoritme voor berekening van een pH-waarde via intoetsen van eerst de concentratie [H3O+], daarna de [log]-toets en vervolgens ± (tekenwisseling) leidt tot een onvoorziene foutmelding. Voor de uitgeverijen was de overgang naar de tweede fase in combinatie met de introductie van nieuwe rekenmachines een grote stap. De gevolgen, bijvoorbeeld voor scheikundelessen, konden slechts moeilijk worden voorzien. Voor een echt succesvolle brede implementatie van grafische machines is aanpassing van het lesmateriaal een essentieel onderdeel.

Zij herkennen de voordelen en logica van de grafische machines.

Leerlinggebruik Tijdens gesprekken met uw wiskundecollega’s heeft u vast vernomen dat zij, bij de wiskunde lessen, deze ‘hand-held technologie’ een verbetering vinden. Op conferenties en congressen blijkt dat de overgrote meerderheid van de Natuurkunde–, Biologie–, Economie– en Scheikundedocenten de TI83 willen gebruiken.

Dit betekent dat bij een paragraaf van een lesboek of bij een specifiek natuurwetenschappelijk experiment het ‘platform’ geheel aan die ene taak is gewijd, daarna kan de applicatie ongedaan worden gemaakt zodat je weer een ‘normale’ TI-83 tot je beschikking hebt.

26

Maar wat betekent die Plus? Die Plus is het verschil tussen een grafische rekenmachine en een platform! Dankzij de Texas Instruments Flash-ROM technologie kan steeds opnieuw de complete capaciteit worden aangepast aan één specifieke taak. Via de Graph-Link verbinding met de PC kunt u applicaties van Internet laden, deze applicaties herschrijven en tijdelijk in het ROM van de TI-83 Plus plaatsen. De clou van dit verhaal is dat deze applicaties lokaal kunnen worden ontwikkeld.

Applicaties Op dit moment zijn er al vele applicaties beschikbaar of aangekondigd, hieronder enkele voorbeelden:

Wandel met cursor naar het element van keuze, gegevens zoals o.a. straal, electronnegativiteit, kook- en smeltpunt van het element zijn beschikbaar.

Cellsheet, het spreadsheet programma dat communiceert met Excell:

Periodic system, een database met uitgebreide informatie:

CBLTM Ook zijn er applicaties voor het werken met de CBLTM datalogger. De applicaties laten het RAM vrij en houden dit dus beschikbaar voor opslag en verwerking van een grote hoeveelheid meetgegevens. +! Pieter Schadron Texas Instruments

27

Microschaalexperimenten Veilige chemische experimenten voor de Tweede Fase Het werken op microschaal staat nationaal en internationaal in de belangstelling. Dat bleek onder andere op de conferentie MicroQuim 2000 die in mei vorig jaar in Mexico Stad plaatsvond. Sprekers uit Mexico, Brazilië, Noord-Amerika, Zweden, Spanje, Finland, Zuid-Afrika en Nederland presenteerden daar hun werk. Hoe verschillend die landen en de omstandigheden ook mogen zijn, het bleek dat er grofweg twee gemeenschappelijke redenen zijn om op microschaal over te schakelen: • Bestaande practica miniaturiseren betekent het verbruik van minder chemicaliën, minder afval en minder risico. • Miniaturisering maakt practica mogelijk die voorheen geen plaats hadden in het programma. In die zin verschilt de situatie in Nederland niet wezenlijk van die in bijvoorbeeld Zuid-Afrika. Expertisecentrum In Nederland zijn de afgelopen jaren ook een aantal initiatieven ontwikkeld die op de bovengenoemde redenen inspelen. Zo was er het project Microschaalexperimenten. Dit project is inmiddels gestopt. De werkzaamheden worden echter voortgezet binnen het Expertisecentrum Microschaal-experimenten van het AMSTEL Instituut. Het Expertisecentrum Microschaalexperimenten verzorgt nascholing in het gebruik van microschaaltechnieken en werkt aan de ontwikkeling van nieuw lesmateriaal. Nieuwe ideeen voor experimenten zijn dan ook altijd van harte welkom. Via de website (zie onderaan) kunt u meer informatie lezen en contact met ons opnemen. Nieuwe data voor de nascholing zijn te vinden achter in deze Signaal.

28

Filter-tip Een van de mooiste microschaaltechnieken is het “opfiltreren”. Met een glazen pasteurpipet die stevig op de bodem van een reageerbuisje wordt gedrukt, wordt de vloeistof van de kristallen gescheiden. Sommige kristallen zijn echter te klein voor deze techniek. Dan moet toch conventioneel afgefiltreerd worden. De hoeveelheden zijn klein, het is belangrijk om elk verlies te voorkomen. Ken Williamson gebruikt in zijn boek de volgende techniek:

1. Knip de punt van een plastic wegwerppipet; 2. Knip een gat in de ballon; 3. Stop de filtertip in de steel van de wegwerppipet; 4. Breng het te filtreren mengsel met een pipetje in het gat;

5. Knijp in de ballon met een duim op het gat; 6. De kristallen blijven in de filtertip achter. Literatuur Williamson, K.L. (1999) Macroscale and microscale organic experiments, Boston/New York: Houghton Mifflin, third edition.

Bestelinformatie Ons leveringsprogramma bestaat uit: • Leerlingensets (een koffertje microschaalglaswerk, een thermometer, een elektrisch verwarmingselement en twee leerlingenbundels) • Docentenhandleiding Een prijsopgave vindt u in het hart van deze Signaal.

Meer informatie over microschaalexperimenten is te lezen op http://www.chem.uva.nl/chemeduc/microschaal.html

Tips en Trucs Problemen met notebooks Op sommige notebooks is de COM poort in de BIOS uitgeschakeld. Daardoor worden interfaces op de seriële poort (CoachLab II, CBL/CBR, LEGO-interfaces, Ecolog) niet gevonden. Is dit het geval raadpleeg dan de documentatie van uw notebook hoe u in de BIOS kunt komen en controleer of de COM poort wel aanstaat. Ook kan het zijn dat de COM poort wordt uitgeschakeld als de computer ontwaakt is uit zijn ‘slaapstand’. Remedie: computer uitschakelen en weer opstarten (dit doet zich voor bij sommige Toshiba's). Dit probleem heeft niets te maken met Win ME. Login-namen in Coach 5 Bij Coach 5 worden standaard drie login-namen meegeleverd (alle drie zonder wachtwoord):

•

•

•

Leerling: Opent Coach 5 in Juniormodus. Elke Activiteiten opent in één van de drie Junior modi: Gesloten, Open of Eigen Lab (zoals ingesteld door de maker van de Activiteit) zonder analyse mogelijkheid. Student: Opent Coach 5 in Studentmodus: Elke Activiteit opent met maximale gebruiksmogelijkheden (inclusief verwerkings– en analysemogelijkheden). Docent: Opent Coach 5 in Docentmodus: U kunt nu ook beschikken over de Docentfuncties Coach 5.

Door in te loggen met een profielnaam kunt u in ‘Docent Coach 5’ een selectie maken van de projecten die bij dat profiel horen (handig bij het wijzigen van projecten): • De profielnaam ‘junior’ selecteert onderbouwprojecten, • De profielnaam ‘meten’ selecteert meetprojecten voor de bovenbouw, 29

•

De profielnaam ‘sturen’ selecteert projecten voor besturingstechniek.

Alleen in Coach 5 compleet: • De profielnaam ‘modeling’ selecteert modelleerprojecten, • De profielnaam ‘video’ selecteert videomeetprojecten Een overzicht van de beschikbare profielnamen treft u onder Gereedschappen>Profielbeheer. Tip: Het wordt aanbevolen om de Docent loginnaam met Profielbeheer z.s.m. van een wachtwoord te voorzien, zodat uw leerlingen niet als docent aan het werk kunnen gaan. Maak een reserviekopie van het bestand Projects.cpr – hierin bewaart Coach uw login-gegevens. Pakketprogramma’s. Pakketprogramma’s zijn leerlingversies in Coach 5 Junior die één interface ondersteunen. De pakketprogramma’s voor CMA interfaces (CoachLab I en CoachLab II) zijn gratis. Pakketprogramma’s voor de CBL, CBL2 en LEGO Dacta interfaces kunnen met een aparte licentie worden aangeschaft. Pakketprogramma’s zijn bedoeld om met een interface te kunnen werken, indien u nog niet beschikt over een docentversie van Coach 5. Beschikt u over een Docentversie Coach 5 dan heeft u deze software al, het is niet nodig om nog een licentie voor een pakketprogramma te kopen.

30

De enige uitzondering wordt gevormd door de LEGO Dacta programma’s. De bijbehorende (uitgebreide) lessen in de software zijn niet bij de Docentversie van Coach 5 is inbegrepen. De docentversie bevat wel enige activiteiten voor LEGO Dacta interfaces. Waarschuwing bij gebruik van CoachLab II Let er op dat de (rode) 5V-bussen bij de sensoringangen nooit met een uitgang (blauwe bus) van CoachLab II worden verbonden. In dat geval kan er een spanning van 12 V op deze bus komen en gaat het ic dat de sensorspanning regelt stuk. Dit is te zien doordat de groene LED van CoachLab II geen licht meer geeft. Omdat we enkele CoachLab’s II met dit euvel ter reparatie hebben teruggekregen zijn we bezig met een softwarematige oplossing die de kans op onoordeelkundig gebruik verkleint. Gedacht wordt aan een oplossing waarbij uitgangen pas geactiveerd worden als er een actuator-icoon op een uitgang gezet is. We hopen deze oplossing in de komende Coach 5 update te hebben geïmplementeerd. Schoolcontracten Licentiehouders van het 3-jarig schoolcontract dienen zich te realiseren dat deze contracten komend jaar het laatste jaar ingaan en dat evt. nascholingsrechten dan verzilverd moeten worden.

Nascholing - subsidie - subsidie voor ICT-deskundigheidsbevordering met partner-school Het Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen wil het gebruik van ICT op de school bevorderen. Met dit doel worden er nu ICT-netwerken gesubsidieerd voor maximaal fl. 50.024,=. Dit bedrag dient te worden besteed aan de deskundigheidsbevordering en aan de invoering van educatieve ICT-materialen bij de deelnemende scholen (www.ictonderwijs.nl/subsidie/2001/). Een ICT-netwerk kan bestaan uit minstens twee scholen en het AMSTEL Instituut. De aanvraag wordt uiteraard in overleg- door ons verzorgd zodat een school de aanvraag niet zelf hoeft te organiseren. Project aanvragen zijn mogelijk tot medio november 2001. Coach 5 op school … Veel scholen willen nu computerpractica invoeren. Met een dergelijk netwerkproject kunt u voor de natuurwetenschappelijke secties de middelen aanwenden voor deskundigheidsbevordering en ondersteuning bij de invoering van Coach 5. U kunt ook materiaal aanschaffen en de school kan het geld gebruiken om u deels vrij te stellen van andere taken. Implementatie en aanschaf zijn knelpunten die wij proberen op te lossen via de organisatie van nascholing voor de gezamenlijke secties.

VMBO-project Voor VMBO-scholen hebben wij inmiddels een ICT-netwerkproject geformuleerd voor organisatie en invoering van computertoepassingen bij natuur-/scheikunde. Kern van dit project is lesmateriaal dat in samenwerking met de vereniging DBK-na is samengesteld. Onderwerpen die aan de orde komen Practica met Coach 5 Meten aan video-clips Elektriciteitspracticum m.b.v. PC Eenvoudige simulaties Oriëntatie op leren en werken Een volledig overzicht vindt u op

… met subsidie ! Via een ICT-netwerkproject heeft u nu de kans subsidie te krijgen voor nascholing, aanschaf en ondersteuning bij invoering van computerpractica en voor ‘tijd’ die hiervoor nodig is. Mits u kunt samenwerken met een andere school. Dat moet niet zo moeilijk zijn gezien de vele fusies van de laatste tijd. Ook hierin proberen wij te bemiddelen.

http://amstel.science.uva.nl/~cmulder/vmbo

Belangstelling? Laat het ons weten!

Aanvragen subsidie Subsidie-aanvragen worden in overleg met u, door ons verzorgd; vervolgens worden de aanvragen beoordeeld door het Ministerie (wij hebben daarop geen invloed ...). Voor deelname aan dit project i.s.m. het AMSTEL Instituut kunt u contact opnemen met Piet Geerke of Cees Mulder, tel.: 020 5255886, E-mail: [email protected] 31

______________________________________________

Adres cursist:

______________________________________________

Postcode/Plaats: _____ ___ Telefoon:

___________________________________

(_________) _________________________

School: _____________________________________________________ Adres:

_____________________________________________________

Postcode/Plaats: _____ ___ Telefoon:

___________________________________

(_________) _________________________

Geeft zich op voor de cursus: ____________________________________ Cursusplaats:

____________________________________________

Cursusdatum/data: ____________________________________________ Ik ben docent / TOA1 in de: Biologie / Natuurkunde / Scheikunde / Techniek1 /

•

anders:

_________________________________

Ik heb veel / weinig / geen1 ervaring met Coach Ik wens wel / geen1 certificaat (voor oriëntatiebijeenkomsten wordt géén certificaat uitgegeven)

• •

Zo ja:

_____________________

___________________________

(Geboortedatum)

(Geboorteplaats)

Factuur op naam van: de school / de cursist / verrekening met contract1

•

__________________

_______________

______________________

(Plaats)

(Datum)

(Handtekening)

1

[signaal22]

S.v.p. doorhalen wat niet van toepassing is.

Kosten: Annulering: Bevestiging:

De cursusprijs is inclusief cursusboek en een maaltijd wanneer de maaltijd binnen cursustijd valt. Bij meerdere, gelijktijdige inschrijvingen uit één school krijgt u fl. 30,– korting per cursist (indien 1 dagdeel: fl. 15,– per cursist). Tot 2 weken voor aanvang betaalt u fl. 60,– administratiekosten, bij latere afmelding volgt geen teruggave. Een vervanger/ster mag deelnemen. U ontvangt, bij tijdige aanmelding, ca. 2 weken voor aanvang bericht (doorgaan/adres/zaal/boek, e.d.).

Wij zijn telefonisch bereikbaar op (020) 5255886, mw. L. Molenaar (dagelijks tot 13.00 uur, niet op woensdag)

32

––––– ––––––––––––––––––––––––––––––

Naam cursist:

–––––––––––––––––––––––––––

Aanmelden via Internet: http://www.science.uva.nl/research/amstel/vocursus/balie/inschr.htm Of door dit formulier te faxen of op te sturen naar: AMSTEL Instituut - UvA (Faxnummer: (020) 5255866) t.a.v. Mw. L. Molenaar Kruislaan 404 S.v.p. duidelijk schrijven! 1098 SM Amsterdam

––––––

Aanmeldingsformulier voor Nascholingscursus

33

Kernprogramma voor tweedaagse cursus ‘Computerpractica’ – kan ook bij u op school Het gebruik van Coach 5 leent zich bij uitstek voor meet- of stuurpractica in de basisvorming en in de bovenbouw. U werkt intuïtief op basis van standaardinstellingen aan de hand van informatie op het scherm, compleet met instructies en afbeeldingen. Verder leert u instellingen te maken en de docentmogelijkheden van Coach 5. Uitgangspunt van onze cursussen is dat ze praktisch van aard zijn: u leert door zelf te doen. Het maakt daarbij niet uit of u al ervaring hebt of niet, voor iedereen is er genoeg bij te leren! Bi/Na/Sk:

gericht op meten/analyseren/verwerken en gebruik van diverse sensoren; vaardigheden zoals maken van instellingen, diagrammen en tabellen. Uitvoeren van voorbeeldpractica; maken van uitleg– en opdrachtschermen; IJken en Rekenen in Coach 5. Opzetten van eigen practica. Na: Vallende magneet: geluid, geluidssnelheid; bewegingen (plaats/snelheid/ versnelling); valversnelling; (bots)krachten; mechanische energie; licht; I/Vkarakteristieken; trillingen; radioactiviteit; vlamtemperaturen. Bio: lichaam (hartslag, -frequentie, ECG, ademhaling, reflexen); gisting; watermonsters; fotosynthese, CO2- en O2-concentraties. Sk: warmte-effecten bij reacties, evenwichten in mengsels; colorimetrie; conductometrie; titraties pH-meting/equivalentiepunten; vlamtemperaturen; stollen.

Techniek:

gericht op ontwerpen en bouwen van automaten; sturen en regelen met de PC. Tk: Werken met vaste modellen en bijbehorende lesmaterialen: Verkeersplein; LEGO Dacta Control Lab, Intelligente Huis en Pneumatiek en RCX (Intelligente steen); bouwen en automatiseren van eigen ontwerpen (met CoachLab I of II); Signaalverwerking op Systeembord (zonder pc);

Bij maatwerkcursussen kan er ook aandacht zijn voor toepassing van ander ICT-gebruik zoals CD-Roms en Internet. - In de deskundigheidsbevordering bij ICT-netwerkprojecten is meer aandacht voor organiseren, , begeleiden en normeren van praktisch werk met het accent op ICT-toepassingen. - Tijdens de cursus kan geadviseerd worden over noodzakelijke hardware en software. Indien u op basis van een cursus noodzakelijke CMA-hardware aanschaft kan deze aanschaf desgewenst worden gefactureerd als onderdeel van de nascholing. Nascholingsbijeenkomsten op de HS Rotterdam en op het Etty Hillesum Lyceum Deventer -

34

Cursusoverzicht Het AMSTEL Instituut organiseert komend cursusjaar een beperkt aantal bijeenkomsten. Het accent ligt op uitvoering bij u op school ! Geld: scholen ontvangen per jaar ca. fl.1000,= per formatieplaats om te besteden aan nascholing – wanneer de sectie of een beta-cluster een meerjarenplan met wensen maakt, is een maatwerkcursus op school zonder problemen te financieren. Wanneer u zich via ons aansluit bij een ICTnetwerk kunnen de kosten voor een groot deel gesubsidieerd worden. Planning: een aantal cursussen wordt gegeven op wisselende dagen, dit voorkomt lesuitval van dezelfde groepen. Data: worden ook via ’t Internet gepubliceerd. http://www.science.uva.nl/research/amstel/

Oriëntatiebijeenkomsten (gratis) Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde, scheikunde, biologie en techniek Informatie over gebruik en mogelijkheden van Coach 5, hardware, lesmateriaal, -organisatie en nascholing. Plaats, data Rotterdam Castricum Zwolle Zaltbommel Amsterdam Hoogeveen

ma 18/6/01 di 26/6/01 vr 29/6/01 vr 5/10/01 vr 12/10/01 wo 17/10/01

14.00-16.00 14.00-16.00 14.00-16.00 14.00-16.00 14.00-16.00 14.00-16.00

DOE-dag: Werken met Coach Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde, scheikunde en biologie. U voert basispractica uit met de standaard hardware en software van CMA voor computerpractica. In deze cursus werken wij met kant en klare practica. Met nadruk op (leren) aansluiten van opstellingen, gebruik en instellen van de sensoren. De cursus is een startpunt voor een invoeringsplan (instructie, aanschaf).

Plaats, data (Werken met Coach 5) Amsterdam Zwolle Rotterdam Amsterdam

di 6/11/01 vr 18/1/02 vr 8/3/02 wo 24/4/02

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Prijs: ƒ425,DOE Dag: Coach 5 Projecten maken/organiseren Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde, scheikunde en biologie Coach bevat gereedschappen voor maken van computerpractica (teksten, afbeeldingen, instellingen) en vervolgens beheren per klas (open of gesloten gebruiken; toegang via wachtwoord, bestandsbeheer). Ontwerp/maak/schrijf en organiseer uw eigen serie practica. U dient dus al bekend te zijn met de basis van meten met de pc (Coach). Vervolg op o.a. ‘Werken met Coach’

Plaats, data Amsterdam Zwolle Rotterdam Amsterdam

wo 28/11/01 vr 25/1/02 ma 18/3/02 vr 31/5/02

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Prijs: ƒ425,Coach 5 bij Natuurkunde, Biologie en Scheikunde Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde/biologie/scheikunde Bedoeld voor secties die de ICTtoepassingen in de Basisvorming of Tweede Fase vorm willen geven. Coach 5 gebruiken bij het meten en verwerken van gegevens met de computer. Het accent ligt op het uitvoeren van practica. Omdat er op school steeds meer samenwerking tussen secties ontstaat wordt deze cursus gelijktijdig geven voor zowel natuurkunde, scheikunde als biologie docenten/toa’s waarbij u toch eigen vakpractica uitvoert. Kern van deze cur35

sus vormen de kant en klare leerlingactiviteiten voor natuur-/scheikunde en biologie. Aandacht voor hoe proeven te wijzigen in Coach 5.

Plaats, data Nijmegen Amsterdam

15+16/11/01 9.30-16.30 u 14+16/5/02 9.30-16.30 u

Prijs: ƒ 975,Modelleren en Video-meten Bedoeld voor docenten/toa’s met ‘Coach’ervaring. Breidt uw IPC-4 modellen uit naar Coach5 werkblad voor simulatie en hypothesetoetsing. Met Video-meten voert u practica aan de gefilmde werkelijkheid uit. Een vallende bal, een trampolinespringer, botsingen. Met Modelleren en Video-meten beschikt u over een virtueel laboratorium voor een haast eindeloze serie practica.

Plaats, data Amsterdam Zaltbommel

do 29/11/01 vr 22/3/02

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Wiskunde en Coach Doelgroep: Docenten wiskunde A&B (en evt. natuurkunde) die extra gereedschappen zoeken voor uitdagende en contextrijke wiskunde. Coach 5 biedt faciliteiten voor rekenen, modelleren en simuleren, die ook voor wiskunde interessant zijn. Juist in combinatie met de meet- en analyse mogelijkheden ontstaan er uitdagende opdrachten. Ingegaan wordt op de werking van Coach 5, mogelijkheden voor praktische opdrachten, meten aan video-clips en werken met wiskundige modellen. Cursisten krijgen de gelegenheid zelf aan de slag te gaan met de leeromgeving en antwoorden te vinden op vragen zoals: Hoe hangt een ketting? Welke vorm heeft een boogbrug? Hoe groeit de gemiddelde jongen of meisje?

Plaats, data Amsterdam Amsterdam

vr 14/12/01 vr 7/6/02

Prijs: ƒ 425,-

Prijs: ƒ 425,-

@na – Digitale Natuurkunde

Besturing bij Techniek

Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde (mechanica) Het doel van deze cursus is om het digitale @na lesmateriaal te leren kennen en gebruiken. Enkele practica en miniopdrachten uit het materiaal worden bekeken en geoefend. Hoe geschiedt de planning door leerlingen; welke leerroutes kunnen gevolgd worden. Bij het @na materiaal worden de activiteiten van de leerlingen vastgelegd. Ook kan een leerling credits verwerven. Hoe kan men als leraar dit evaluatiemateriaal gebruiken (incl. @na cd).

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Doelgroep: Docenten en TOA’s techniek U werkt met kant en klare leerlingpractica en vaste modellen, waaronder de bouwdozen van LEGO Dacta: Intelligente Huis, Pneumatiek, Amusementspark en RCX (dag 1). En u kunt uw eigen modellen bouwen en automatiseren (met het Systeembord, CoachLab en/of LEGO Dacta RCX) in Coach (dag 2).

Plaats, data Amsterdam Rotterdam

7+13/12/01 15+25/3/02

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

U kunt inschrijven voor 1 of 2 dagen! Prijs: 2 dagen ƒ 975 1 dag ƒ 495

Plaats, data Amsterdam Amsterdam

di 30/10/01 ma 10/6/02

Prijs: ƒ 425,-

36

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Inschrijving via het aanmeldingsformulier in Signaal, internet of telefonisch bij mw L.Molenaar 0205255886 (ma,di,do,vr-ochtend).

Leveringsvoorwaarden en Prijzen Alle productprijzen in deze Signaal zijn exclusief BTW. Prijswijzigingen voorbehouden. Verzend- en administratiekosten brengen we als volgt in rekening: Bij bestellingen van minder dan ƒ 500,- (excl.): ƒ 25,ƒ 500,- of meer (excl.): geen. Bij bestellingen boven ƒ 5000,- geldt een korting van 5%.

De 5%-korting geldt niet voor LEGO DACTA en geldt niet voor pakketten met korting, niet voor aanbiedingen. Wij verzoeken u te bestellen door middel van een bestelformulier. Er geldt een levertijd van 3-4 weken. U wordt verzocht pas te betalen nadat u de factuur hebt ontvangen, onder vermelding van het factuur- en het debiteurnummer.

Bestellingen kunt u richten aan: Stichting CMA Kruislaan 404 1098SM Amsterdam Fax: (020) 5255866 Telefonische informatie via de administratie: (020) 5255869 vanaf 13.00 - 17.00 uur Helpdesk dagelijks van 14.00 - 15.00 uur (020) 5255766 E-mail: [email protected] actuele prijzen, productoverzicht, ondersteuning e.d.: http://www.cma.science.uva.nl/ Wilt u deze Signaal na het lezen ook aan uw collega’s uit de andere natuurwetenschappelijke/wiskunde en technische secties doorgeven?

Stichting CMA “Centrum voor Microcomputer Applicaties” CMA is verbonden met het AMSTEL Instituut van de UvA. CMA is een non-profit organisatie die onderzoek en ontwikkeling van het gebruik van informatietechnologie in de natuurwetenschappelijke en technische vakken bevordert. 37