Techniek in de lift. Deze Signaal is bestemd voor docenten en toa s in de natuurwetenschappelijke vakken en wiskunde

Signaal Science & Wiskunde mei 2005, nummer 27 Uitgave van het AMSTEL Instituut en de Stichting CMA over nieuwe producten en ontwikkelingen in ICT-onderwijs voor de Bètavakken

Bèta/Techniek in de lift Stimuleringsmaatregelen van de overheid hebben ertoe geleid dat veel scholen bezig zijn hun bèta/techniekonderwijs drastisch te vernieuwen. Er wordt gewerkt aan nieuw scienceonderwijs, vak-overstijgende projecten, onderzoeken ontwerp-vaardigheden en doorlopende leerlijnen. Daarbij is er ruime aandacht voor ICT en gebruiken scholen ondersteuning van het AMSTEL Instituut. Natuurkunde staat dit jaar extra in de schijnwerpers via World Year of Physics 2005 met o.a. ‘Science Unlimited’, ‘Natuurkunde op de Markt’ en leerlingen uit de basisvorming die strijden om de Eureka Cup, zie bijv. www.wyp2005.nl/eurekacup. Ook op het VMBO is veel in beweging in bèta en techniek. Wij hebben daarom onlangs een speciale VMBOsite ingericht met praktisch en op actief leren gericht lesmateriaal: www.science.uva.nl/research/amstel /CoachVMBO.

Als voorbeeld vmbo-3 met 2 projecten over videometen en over geluid. Op de VMBO-site is een gratis junior versie van CoachThuis downloadbaar waarmee leerlingen ook thuis aan de slag kunnen incl. videometen. Dat is van belang omdat men vanaf 2007 een deel van het examen met de computer wil afnemen. Voor scheikunde h/v is er een aantal nieuwe experimenten ontwikkeld met o.a. de Oxidatie Reductie Potentiaalsensor. In ‘Jojo’ onderzoeksopdrachten voor wis- en natuurkunde. Voor moderne natuurkunde in 5/6vwo is er het Muonenproject. U kunt de detector met meetapparatuur lenen. Bij de verwerking van meetgegevens wordt Coach 6 gebruikt. Coach 6 is het grote nieuws in deze Signaal! Op onze website leest u het laatste nieuws en actuele nascholing. In de rubriek Ondersteuning treft u alle updates, lesmaterialen en FAQ: www.cma.science.uva.nl/.

Deze Signaal is bestemd voor docenten en toa’s in de natuurwetenschappelijke vakken en wiskunde. Signaal 27 – Digitaal – mei2005

reacties op deze Signaal kunt u mailen naar (o.v.v. S27): [email protected]

Inhoudsopgave Artikelen zijn digitaal beschikbaar op onze website. Coach 6

3

Coach 5 in de praktijk Meer aandacht voor Exact 6 Coach Junior voor het VMBO website & Uitleenscholen Muonendetectoren 9 Computerpractica binnen het VMBO 10 Geluid om je heen (vmbo-TL3) 12 Natuurkunde.nl 13 Videometen in het PTA van vmbo-TL3 14 Muonen! 17

Heftig jojoën ’t Tsunami project Scheikunde VO en Coach 5 CO2 productie volgen bij schimmelen De Oxidatie Reductie Potentiaal-sensor (ORP-sensor) Methanol in wijn met de nano2-gaschr. Hartslag meten, lesbrief voor het vmbo

34 36 40

e-Learning BBB: Erfelijkheid

38

ANW-puzzel

42

Ondersteuning Profielwerkstukken TIE – Teachers in Europe

41 44

Basisschool de Zwerm doet mee aan TIE 45 Natuur en Techniek op de basisschool 46

CMA Nieuws CoachLabII+ opvolger van CoachLabII 48 Het vernieuwde Kruispuntpakket 48 Het vernieuwde CoachLab I meet/stuurpakket 49 Cursussen, Nascholing Navorming in België 47 Congressen, Mastercourses FNWI-UvA 50 Keerpunten in de Natuurwetenschappen 50 World Year of Physics 2005 50 Eureka Cup

21 27 29 32

Fischertechnik Starter Kit Lessen in meten en sturen

49

World Year of Physics 2005 Natuurkunde op de Markt Science Unlimited Vooruit! projecten 2005 - 2008 Cursussen, Oriëntatiebijeenkomsten, … Aanmeldingsformulier

51

Prijslijst en Leveringsvoorwaarden – zie het

52 56 58

‘Hart’

Redactie: Cees van Bart, Vincent Dorenbos, Piet Geerke. Aan deze Signaal is bijgedragen door: Cees van Bart, Nienke Dekker, Vincent Dorenbos, Piet Geerke, Emile Goossens, André Heck, Timo Kamminga, Frans Killian, Gerrit Kuik, Leentje Molenaar, Oof Oud, Johan vd Ridder, Frank Schweickert, Joost Termeer, Peter Uylings, Jan Visser, Ron Vonk, Pieter van Zandbergen, afd. communicatie FNWI-UvA, de Praktijk. Foto’s: Piet Geerke, Johan van de Ridder, auteurs. Op onze website is o.a. een upgrade beschikbaar van Coach 5 versie 2.1 naar versie 2.4 (okt03). Bij het uitkomen van deze Signaal is er weer een nieuwe prijslijst opgenomen. Voor actuele prijzen, lesmateriaal e.d. verwijzen wij naar de website www.cma.science.uva.nl

2

Signaal 27 – Digitaal – mei2005

Coach 6 Op Woudschoten 2004 kon u al kennismaken met een pre-release van Coach 6. Het is nu tijd om voor een breder publiek een tipje van de sluier op te lichten. Coach 6 staat gepland voor oktober 2005. Dit artikel is geen totaaloverzicht, maar we stellen wel een aantal belangwekkende nieuwigheden m.n.op het gebied van modelleren en videometen aan u voor. Om te beginnen is Coach 6 de 32-bits broer van Coach 5. Echter van deze grote wijziging ‘onder de motorkap’ merkt u als gebruiker niet zoveel. De nieuwe 32-bits omgeving maakt het echter wel mogelijk om weer nieuwe functionaliteit aan Coach toe te voegen. In Coach 6 kan met tekstopmaak worden gewerkt. Onder meer kan het lettertype worden ingesteld, er kan met kleur worden gewerkt, opsommingslijstjes zijn mogelijk en plaatjes en (hyper)links kunnen in de tekst geplaatst worden. De meetinstellingen zijn logischer ingedeeld en de strakke schermopbouw (4 vensters of 2 vensters) wordt losgelaten. Nieuw is ook de browser aan boord, die onder meer mogelijkheden biedt voor het draaien van applets binnen Coach. Modelleren In Coach 6 is het grafisch modelleren volwassen geworden. In de nieuwe grafische modelleeromgeving is het mogelijk om dynamische systemen te Modelleren. De werkwijze doet denken aan Stella of Powersim, maar dan geïntegreerd in de Coach-omgeving en met enkele bijzondere extra’s. Centraal in deze methode staat het begrip van de structuur van het systeem,

Eenvoudig grafisch model van een badkuip (toestandsvariabele). De badkuip wordt gevuld door de kraan (instroom) en loopt leeg door de afvoer (uitstroom). De pijl geeft aan dat er een verband is tussen de hoeveelheid water in de badkuip en de uitstroom.

de interactie tussen de objecten en het gedrag ervan. In dit soort modellen zijn er toestandsvariabelen, hulpvariabelen en constantes en de verbindingen tussen al deze elementen. Hiernaast kan het model in Coach 6 in twee tekstversies bekeken worden: het Vergelijkingen-venster (nieuw) en de (oude vertrouwde) Tekstmodus. Tussen de Vergelijkingen en het grafische model kan men heen en weer switchen ook na wijzigingen van de vergelijkingen, dit is nieuw t.o.v. Coach 5. In de Vergelijkingen-modus is er dan ook een aantal strikte regels die gevolgd moeten worden. Nieuw is ook dat er gekozen kan worden uit drie numerieke oplosmethodes. Euler (wat min of meer gebruikt werd


3

Voorbeeld van een model van een stuiterende bal met bijbehorende grafieken. In dit model is een ‘Event’ gebruikt om de plotselinge snelheidsverandering bij het stuiteren te modelleren. De rechte pijl vanuit het event geeft aan dat het betrekking heeft op de toestandsvariabele v, de kromme pijl geeft aan dat in de conditie gebruik wordt gemaakt van de toestandsvariabele height (hoogte). Tegelijk ziet u hier een voorbeeld van de lossere schermindeling van Coach.

in Coach 5), Runge-Kutta 2 en Runge Kutta 4. Bij de Runge-Kuttamethoden wordt in de tijdstap de afgeleide resp. twee– of viermaal opnieuw bepaald waardoor de modelberekening nauwkeuriger verloopt. Condities en Events In de variabelen kan ook met een conditie worden gewerkt. Hiermee kan in ons badkuipmodel bijvoorbeeld worden aangegeven dat de kraan eerst 5 liter water per minuut geeft, en na 8 minuten 2 L/min, of dat de hoeveelheid muizen in de populatie niet kleiner dan nul kan worden. 4

Naast de condities voor variabelen is er ook nog het ‘Event’. Hiervoor is een apart symbool (een bliksemflits). Een Event maakt het mogelijk om discrete veranderingen van Toestandsvariabelen te modelleren gebaseerd op een algemene conditie. Hierbij kunt u denken aan de plotselinge en instantane snelheidsverandering (zoals de omkering van de bewegingsrichting), die bijvoorbeeld optreedt bij het stuiteren van een bal op de grond, of een biljartbal tegen de kant van het biljart. Ook de optie Simulatie uit Coach 5 is verbeterd. In plaats van losse waarden kan nu ook het bereik van een variabe-


le worden ingegeven die met behulp van een schuif kan worden ingesteld.

Parameterverkenning in Coach 6.

Tenslotte is het nog mogelijk om een complex grafisch model te vereenvoudigen door een deel ervan te definiëren als een ‘subsysteem’. Dit deel van het model wordt dan met één symbool (een doos) weergegeven. Alle functionaliteit blijft behouden en het subsysteem kan ook weer eenvoudig uitgeklapt worden tot het volledige model. Videometen en beeldmeten Videometen mag gerust de klapper van Coach 5 genoemd worden en er komen steeds meer enthousiaste gebruikers (zowel docenten als leerlingen). Dit komt mede doordat de digitale camera’s en webcams steeds meer gemeengoed worden en voor weinig geld al goede kwaliteit videoclips leveren voor videometen. Maar om filmpjes in Coach 5 aan de gang te krijgen is soms nogal wat extra werk nodig. Deze problemen behoren in Coach 6 tot het verleden, omdat videotaken al veel meer tot het standaardpakket van Windows zijn gaan behoren. In Coach 6 wordt het mogelijk direct beelden van een aangesloten camera binnen te halen (‘capturing’). Naast het meten aan videoclips kan nu ook aan één enkele afbeelding worden gemeten. U kunt bijvoorbeeld denken

aan een stroboscopische foto (plaatstijd) of de vorm van alledaagse voorwerpen zoals de paraboolvorm van een boogbrug (x-y diagram). Ook is een aantal videobewerking mogelijkheden ingebouwd, zoals het roteren, spiegelen, of bijwerken van de belichting. En er is ook een perspectiefcorrectie mogelijk, dit is echt bijzonder handig! De gecorrigeerde video kan weer worden opgeslagen. Coach als videobewerkingspakket! Tot slot maken we een voorzichtig begin met de combinatie van meten en videometen. Hierbij worden sommige grootheden direct gemeten, en andere uit een gelijktijdig opgenomen video. Al met al heel wat aantrekkelijke vernieuwingen. Prijsinformatie en upgrade-regeling worden binnenkort op de CMA-website gepubliceerd. Coach Thuisversie Tot slot nog enige opmerkingen over de Coach Thuisversie. Al vier jaar lang wordt er met steeds groeiende belangstelling gebruik gemaakt van de gratis Coach 5 Thuisversie. Ook sommige lesmethoden (Newton) maken hier gebruik van. Het project waaruit dit gefinancierd werd is echter afgelopen. Om de Coach 6 thuisversie ook voor leerlingen beschikbaar te krijgen zal een kleine bijdrage per leerling noodzakelijk zijn. Hoe één en ander precies geregeld wordt (bijvoorbeeld via het boekenfonds) hoort u te zijner tijd als Coach 6 er is. Voorlopig blijft de Coach 5 Thuisversie voor het schooljaar 2005/2006 nog gratis beschikbaar.


5

Meer aandacht voor ‘Exact’ Om de belangstellig voor Bèta onder leerlingen te vergroten worden allerhande activiteiten ontwikkeld. Hieronder geven wij een indruk van concrete projecten waarin leerlingen hun belangstelling voor techniek en exacte vakken uitleven. Project “Robocup Junior” Op 16 april streden in het Science Center NEMO te Amsterdam robotjes tegen elkaar die dansen, voetballen en poppetjes uit een denkbeeldig moeras redden. Deze robots werden gebouwd door 70 leerlingen van 10 scholen voor basis en voortgezet onderwijs tijdens het eerste Nederlandse toernooi opgezet door RoboCup Junior Nederland.

RoboCup is van oorsprong een internationale samenwerking van technische universiteiten en hogescholen om het roboticaonderzoek te stimuleren. De doelstelling is om in 2050 een team van robots te laten winnen van de wereldkampioen voetbal. Techniek is handig en opent vele mogelijkheden (computers, mobieltjes enz.). Toch motiveert het gebruik van techniek jongeren niet voor bèta/technische beroepen. De interesse voor technische en exacte vervolgopleidingen blijft immers laag. Ons land heeft behoefte aan innovatief bètatalent om onze kenniseconomie 6

ook in de toekomst overeind te kunnen houden. Daarom heeft RoboCup Junior Nederland een pilotprogramma opgezet om jonge mensen tussen 9 en 19 jaar te interesseren voor techniek en exacte studies. De organisatie ondersteunt leraren door startkits en voorbeelden beschikbaar te stellen zodat leerlingen zelf robotjes kunnen ontwerpen en kunnen meedoen aan wedstrijden. RoboCup Junior gaat het pilotprogramma vanaf september 2005 uitbreiden naar scholen door heel Nederland. IBM, NWO, de Universiteit van Amsterdam, de Hogeschool van Amsterdam, het AMSTEL Instituut en Science Center NEMO ondersteunen dit programma door de opstartkosten te dekken, de scholen te begeleiden en het lesmateriaal te ontwikkelen. Studenten van The New School for Information Services uit Amsterdam hebben in de vorm van een project de communicatie en de publiciteit van de wedstrijden verzorgd. Komende cursus is er weer een wedstrijd. Kijk voor nadere informatie en aanmelding voor volgend jaar op de website van het RoboCup Junior project www.robocupjunior.nl of neem contact op of meld je nu al aan per e-mail: [email protected] .


Project “Techniek 12+” Technisch ontwerpen maakt deel uit van de kerndoelen in de basisvorming en de examenprogramma’s van de BiNaSk- vakken en ANW. Door het multidisciplinaire karakter van techniek blijkt technisch ontwerpen in de praktijk ook een stimulerende leeromgeving te bieden voor vakkenintegratie. Voor klas 2 is er bijvoorbeeld het project “Ogen in je rugzak”. Opdracht is een beveiliging te ontwerpen voor het ongemerkt openen of opensnijden van een rugzak. De les begint met een klassikale inleiding, waarna leerlingen (in groepjes) al brainstormend het probleem verkennen. Na de probleemverkenning stellen leerlingen een Programma van Eisen (PvE) op voor het te ontwikkelen product. Dan volgt een creatieve fase waarin ze mogelijke oplossingen voor het ontwerpprobleem bedenken. Een hulpmiddel hiervoor is de ideeën tabel waarin voor verschillende func

Ogen in je rugzak?

ties van het te ontwikkelen product alternatieve uitwerkingen worden gezocht. Bij het bedenken en uitwerken van oplossingen wordt gebruik gemaakt van software (ElektriX of Crocodile Clips) en practicummateriaal (lapjes, gaas, ritsen, batterijen, snoertjes , zoemers…). Creatieve ideeën ontstaan in de wisselwerking tussen denken en doen. De motivatie is zelfs in ‘moeilijke’ klassen groot. Zowel in de ‘praatfasen’ als in de ‘doe-fasen’ zijn leerlingen zeer betrokken bezig met het bedenken en uitwerken van oplossingen. Daarnaast wordt veel geleerd, ook over elektriciteitsleer. Leerlingen geven aan het gevoel te hebben dat ze de leerstof zelf (her)ontdekken. Het is een vorm van authentiek leren die naar meer smaakt. Op www.techniek12plus.nl staat getest lesmateriaal voor u klaar om te gebruiken bij ontwerponderwijs in de basisvorming en de tweede fase.

Voorbeeld van een ideeëntabelSignaal 27 – Digitaal – mei2005

7

Muonenproject De Faculteit Natuurwetenschappen Wiskunde en Informatica (FNWI) van de UvA stelt scholen gratis meetapparatuur en Coach-software ter beschikking waarmee leerlingen meten hoe lang muonen bestaan. Muonen zijn een soort superzware elektronen die door kosmische straling hoog in de atmosfeer worden geproduceerd. In het door ‘NIKHEF ‘, ‘Stichting Weten’, CMA en FNWI gesubsidieerde project “Kosmische Straling Ontrafeld” is een compleet lespakket ontwikkeld waarmee de levensduur van muonen kan worden bepaald (zie ook het artikel “Muonen!” in deze Signaal). Samenstelling ‘muonenpakket’ •

Muonendetector: een aluminium koker, ongeveer 1,7 m lang.

Detectie-elektronica met voedingsadapter en diverse kabels • Een CD met Coach 6, Histofit, databestanden • Lesmateriaal (5 of 6 vwo) en docenthandleidingen •

Aanvullend heeft de school naaste een computer, een CoachLab II/II+ of een U-Lab en enkele 4 mm-snoertjes nodig. De detectoren en elektronica zijn op het NIKHEF ontworpen en geproduceerd. Het lesmateriaal werd ontwikkeld in een samenwerking tussen NIKHEF, de Universiteit van Amsterdam/AMSTEL Instituut, de Universiteit Utrecht/Project Moderne Natuurkunde, de Vrije Universiteit en docenten van het Kaj Munk College in Hoofddorp.

Uitlevering Muonendetectoren op het AMSTEL Instituut.

8

Instructies over het gebruik van de software Coach 6 en Histofit.


Op dit moment hebben 13 scholen – verspreid over het land - een muonenpakket in gebruik. Dit zijn zogenaamde ‘uitleenscholen’. Scholen in de buurt kunnen de opstelling lenen in overleg met de contactpersonen van de uitleenscholen (zie de tabel hierna). We zoeken nog enkele uit-

leenscholen. Criteria voor aanwijzing als uitleenschool zijn locatie (i.v.m. landelijke spreiding) en de bereidheid tot uitlenen (de school tekent een contract). Als u interesse hebt kunt u contact opnemen met Cor de Beurs ([email protected]).

Uitleenscholen en contactpersonen Naam School

Contactpersoon

E-mail

Stedelijk Gymnasium, Den Bosch

Joost van Buchem [email protected]

PENTA College, Spijkenisse

Jan Dekker

[email protected]

Rembrandt College, Veenendaal

Lieke Heimel

[email protected]

de Nuborgh loc LFC, Elburg

Arjan Pruim

[email protected]

Vechtdal College, Hardenberg

Johan de Jong

[email protected]

Praedinius Gymnasium, Groningen Peter Koopmans

[email protected]

Kaj Munk College Hoofddorp

Gerrit Kuik

[email protected]

Rijnland Lyceum, Sassenheim

Joost van Reisen

[email protected]

Agnieten College loc Carolus Clusius, Zwolle

Gert Schooten

[email protected]

CSG Dingstede, Meppel

Jan Huurnink

[email protected]

Over Betuwe College, Bemmel

Hai Verstappen

[email protected]

Erfgooiers College, Huizen

Jan van de Ploeg

[email protected]

Goese Lyceum, Goes

Peter Dirkson

[email protected]


9

Coach Junior voor het VMBO website Computerpractica binnen het VMBO Binnen het VMBO wordt gezocht naar mogelijkheden om in de les gebruik te maken van een computer. Gebruik van een pc in de les vraagt van de docent een specifieke aanpak en extra vaardigheden van leerlingen. De website bestaat uit drie onderdelen: Onderdeel 1. Ervaringen In dit onderdeel treft u filmvoorbeelden aan van lessen van VMBO docenten die het materiaal gebruiken in hun les met het bijbehorende lesplan. Afhankelijk van de situatie in de school kan er gebruik gemaakt worden van bijvoorbeeld een roulatiepracticum of demonstratiepracticum.

Het AMSTEL Instituut ontwikkelt als Expertise Centrum U-ICT een website die de leraar en leerling helpt bij het gebruik van een pc in de les. Om dit te bereiken zijn rond het meetpakket Coach Junior lessen ontwikkeld. De website biedt ondersteuning aan docenten die willen ervaren wat meten met de computer van hen verlangt en wat er mee kan in de les. Het aanbod van de vele mogelijkheden die meten met de computer biedt is bewust beperkt gehouden. Deze keuze is gemaakt omdat enerzijds VMBO leerlingen baat hebben bij een beperkte keuzevrijheid. Bovendien blijken docenten vaak door tijdgebrek geen behoefte te hebben aan zeer veel keuzemogelijkheden.

10

Onderdeel 2. Nu ik zelf Hier leest u wat u nodig heeft zoals materialenlijst, gratis Coachsoftware, installatie-instructies, flashanimaties, enz. Het belangrijkste onderdeel bestaat uit twee lesvoorbeelden rond temperatuur en licht. De benadering houdt rekening met de belevingswereld van de leerling en tracht de van nature aanwezige nieuwsgierigheid van leerlingen over hun leefomgeving te prikkelen. Door zelf meetopdrachten uit te voeren, staan leerlingen stil bij zintuiglijke waarnemingen en raken ze bekend met de bediening van de hard- en software. Een les begint met vragen om een discussie uit te lokken en leerlingen na te laten denken over het onderwerp. Aanvullend dienen leerlingen conventionele proefjes uit te voeren. Vervolgens voeren leerlingen proeven uit met behulp van een pc. Aan de hand van vragen analyse-


ren leerlingen hun meetresultaten en vergelijken de onderlinge verschillen. Uiteindelijk dient de docent via discussie of vergelijking van de verschillende resultaten de les te evalueren. Onderdeel 3. Projecten Wie na de eerste kennismaking enthousiast is, kan kiezen uit een breder proevenaanbod. Omdat niet alle scholen over de nodige hardware beschikken zijn er ook onderdelen waarmee via de gratis software geëxperimenteerd kan worden. De startles is een typisch voorbeeld van een meetopdracht. Er is een directe koppeling tussen het verrichten van een handeling en het zichtbaar maken van het resultaat in een grafiek. Dit helpt leerlingen grip te krijgen op abstracte begrippen of vaardigheden bijvoorbeeld het interpreteren van grafieken. Daarnaast vindt u opdrachten voor het meten aan filmpjes. Dit onderdeel is gebruikt tijdens het Compex examen van 2003 en 2004. Via de website kunt u met uw leerlingen oefenen met videomeetopdrachten. Op de website staan aangepaste versies van het Compex examen van 2003 en 2004. De examenteksten zijn zoveel mogelijk gehandhaafd. Daarnaast kunnen leerlingen zelf een programma schrijven om bijvoorbeeld een stoplicht te bedienen.De website is al bruikbaar maar het aanbod van proeven moet nog groeien.

Tijdens de Reehorstconferentie natuur-scheikunde 2005 en de conferentie “Leren met ICT in het VMBO” is de website aan docenten voorgelegd. Men vond het een heldere, plezierig ogende website die ook leerlingen aan zal spreken. Het lesmateriaal is

het meest geschikt voor TL, leerjaar 1 of 2. Men is overwegend enthousiast en denkt het ook daadwerkelijk te gaan gebruiken. Natuurlijk was er ook kritiek. Probleem was dat het toenmalige materiaal te veel tekst bevatte. Het lesmateriaal is inmiddels gereviseerd. Het wordt momenteel getest op school. Mocht uw interesse gewekt zijn dan kunt u de website bezoeken op url: www.science.uva.nl/research/amstel /CoachVMBO

Wilt u betrokken zijn bij de ontwikkelingen of heeft u ideeën dan kunt u contact opnemen met Joost Termeer ([email protected]).


11

Geluid om je heen December 2004 is door alle derde klas leerlingen VMBO TL op CSG De Heemgaard een project uitgevoerd waarbij een groot beroep werd gedaan op de ICT vaardigheden van de leerlingen. Alle opdrachten stonden in het teken van “geluid om je heen”. De doelen Omdat het gekozen vak NASK1 in clusters wordt aangeboden zijn we redelijk vrij in het kiezen van leerdoelen. We hebben hier gekozen om niet teveel accent te leggen bij kennisdoelen. De primaire doelen staan in het teken van vaardigheden op ICT gebied. Verder is er gestreefd naar een context die verwondering opwekt. Meer over de gestelde doelen kunt u lezen op www.natuurkunde.nl onder didactiek & beleid. De onderwerpkeuze. Met de leerdoelen in het achterhoofd hebben we een viertal aspecten van geluid in de omgeving gekozen: geluidsoverlast, donder en bliksem, echografie en door de geluidsbarrière. De werkwijze De leerlingen werken in groepjes van twee. De volgorde van de opdrachten wordt bepaald door de docent. De opdrachten zijn voor de leerlingen te downloaden via: http://www.zandsteeg.org/heemgaard /projectgeluid.doc . Dus de opdracht is nooit zoek. Bij aanvang van elke les wordt de voortgang van elke groep in kaart gebracht door de docent. De docent maakt daarbij notities en spreekt leerlingen aan op hun verantwoordelijkheid. De leerlingen moeten zelf afspraken maken met de TOA op welk moment de proeven bij 12

het onderdeel door de geluidsbarrière en geluidsoverlast uitgevoerd kunnen worden. De Coach 5 proeven Door de geluidsbarrière De snelheid van het geluid wordt gemeten met twee geluidssensoren op afstand van elkaar. Als geluidsbron volstaat een rubber hamertje dat ook wordt gebruikt voor het aanslaan van een stemvork. De leerlingen maken bij de uitvoering gebruik van een werkblad dat ze van de TOA ontvangen.

Geluidsoverlast De leerlingen ontwerpen en maken een geluidsscherm op schaal. Op het afgesproken moment wordt met behulp van het werkblad getest wat het dempende effect is van het scherm. De test wordt uitgevoerd bij verschillende geluidsfrequenties. Dit leidt veelal tot onverwachte resultaten. Afhankelijk van het gebruikte materiaal worden sommige frequenties goed gedempt maar andere lijken weinig last te hebben van het scherm.


De ervaring Het merendeel van de leerling gaat goed om met de gegeven vrijheid/verantwoordelijkheid. Ook het maken van afspraken voor de proeven buiten de lestijd wordt als een serieus onderdeel benaderd. Het blijkt dat er enorme verschillen bestaan tussen leerlingen: waar de ene leerling een powerpointje uit de mouw schudt heeft een ander de grootste moeite met inloggen op het schoolnetwerk. Leerlingen blijken na enig sturen echt bereid om elkaar te helpen.. Eerlijk is eerlijk, het project liep vier lessen uit. Dat is veel omdat voor het project aanvankelijk zes lessen waren begroot. Niet alle leerlingen hebben alle opdrachten afgerond. Vooral het raadplegen en benutten van bronnen bleek een groot probleem.

Teus Zandsteeg is docent natuurkunde op de CSG de Heemgaard, Apeldoorn ; Jos Engelbert is docent natuurkunde op CSG de Heemgaard, Apeldoorn.

Veel kinderen zijn echt verwonderd over de beelden die ze te zien krijgen bij echografie, over de mooie foto’s bij donder en bliksem en het gegeven dat een F16 zo’n 2000 km/h haalt….. “Hé, dat is toch niet normaal meneer….”.

Natuurkunde.nl Het artikel “Geluid om je heen”, de opdrachten en de werkbladen die gebruikt zijn bij de Coach 5 proeven zijn te downloaden via het docentdeel van www.natuurkunde.nl onder het menu In de Les > didactiek & beleid. Wilt u ook publiceren op natuurkunde.nl? Neem dan contact op met [email protected] .


13

Videometen in het PTA van TL3 André Heck en Peter Uylings doen in dit artikel verslag van een opzet voor het gebruik van videometen bij een praktische opdracht in vmbo-tl3 klassen. Een uitgebreid verslag van dit project zal te zijner tijd in NVOX verschijnen. Inleiding Leerlingen uit de derde klas van de afdeling vmbo-tl werken in groepjes van twee aan de opname van hun eigen filmpje over een zelfgekozen onderwerp. Ze gebruiken meegebrachte spullen, richten webcams, zetten de videosoftware VirtualDub in Capture mode en… filmen maar! Darts, touwtjespringen, modelvliegtuigjes, … Er gebeurt van alles in en om het klaslokaal. Daarna natuurlijk de spanning van het terugzien van de videoclip en er iets zinnigs uit halen. Vragen te over: wat is er eigenlijk van het filmpje terechtgekomen? Wat is een geschikt punt van de beweging om te gaan volgen in de videoclip? Hoe zien grafieken die verschillende aspecten van de beweging beschrijven er eigenlijk uit? Leerlingen drukken de door hen gevonden grafieken af, schrijven er uitleg bij, en leveren dit als eindproduct in bij hun leraar.

De opname van het videomeet-project in het PTA getuigt van een hoog ambitie niveau binnen het docententeam met hun leerlingen in de theoretische leerweg van het vmbo, volgens sommige leraren wellicht te ambitieus. Daarom is de gang van zaken tijdens de praktische opdracht zo goed mogelijk geobserveerd.

Bovenstaande is een impressie van een videomeet-project dat als praktische opdracht opgenomen is in het programma van toetsing en afsluiting (PTA) van de vmbo-tl3 klassen op het Bonhoeffer college te Castricum. Hieraan namen tachtig leerlingen deel. Bedoeling van de praktische opdracht is om leerlingen een kort onderzoek aan een zelf gekozen beweging te laten uitvoeren op hun eigen niveau. 14


Uitgangssituatie Voor een goed begrip van het experiment met videometen moeten we voor alle duidelijkheid de beginsituatie schetsen. De leerlingen hebben geen eerdere (Coach) ervaringen met videometen opgedaan. Wél is Coach een computerprogramma dat ze al eerder gezien hebben: regelmatig als demonstratie (b.v. meting van de temperatuur van een gasvlam op verschillende plaatsen) en een enkele keer om zelf mee te meten (warmte-isolatie). De school beschikt over voldoende computers en vijf webcams. Op het schoolnetwerk is de videosoftware VirtualDub (voor de opname en bewerking van videoclips) en het computerprogramma Coach 5 gezet. Tijdens de les waarin de leerlingen zelf met webcams werken is een amanuensis ter plekke aanwezig. Bij het experiment zijn drie klassen met elk hun eigen natuurkundeleraar betrokken. Eén van de leraren is vertrouwd met het maken van videoclips met een webcam en met videometen in Coach; hij is ook als eerste begonnen met de uitvoering in zijn tl3-klas. De tweede leraar heeft voldoende eigen ervaring met Coach om met zelfvertrouwen aan de slag te gaan. De derde leraar heeft minder ervaring met Coach en zal als ‘fast-follower’ te werk gaan. Opzet en uitvoering van de lessenserie We beschrijven de opzet van de lessenserie, waarvoor ongeveer 5 lesuren uitgetrokken zijn, zoals deze door de

auteurs voor aanvang gepland was en die ook min of meer gevolgd is. Stap 1. Introductie van videoclips opnemen en videometen Voordat leerlingen zelf aan de slag kunnen is een inleidende instructie over videoclips opnemen en videometen nodig. Deze les start met uitleg van de leraar over de bedoeling van de praktische opdracht en de komende lessenserie: videometen aan een zelfgemaakte videoclip en uitleg geven over de onderzochte beweging aan de hand van bewegingsgrafieken. De uitleg is zeer kort want alles wordt beter begrepen nadat de leerlingen het zelf hebben geprobeerd. De eigenlijke binnenkomer van de les is een webcam die bij binnenkomst van de leerlingen al op hen gericht staat. Het camerabeeld wordt met een beamer op een scherm geprojecteerd en leerlingen zien zichzelf dus onmiddellijk bewegen. Zoals verwacht proberen sommigen aan de camera te ontsnappen, terwijl anderen juist zo groot mogelijk in beeld proberen te komen. Het maken van een digitale video-opname lijkt technisch een hele klus. Het idee achter de les is over te brengen dat iederéén dit zonder moeite kan, en het niet aan whizzkids hoeft over te laten. Bij een tweede proefopname wordt de leerlingen geadviseerd de gevolgde stappen allemaal zelf te noteren; deze aantekeningen zijn bedoeld als hun zelfgeschreven VirtualDub handleiding.


15

Stap 2. Hoe maak je een eigen filmpje? Waar let je op? Hoe verbeter je foutjes? Allereerst wordt de leerlingen op de computer vijf korte filmpjes aangeboden. In elk van deze films zitten foutjes, in opklimmende graad van moeilijkheid. De leerlingen wordt gevraagd de volgende drie vragen te beantwoorden: 1. Wat mankeert er aan het filmpje? 2. Hoe repareer je dit met VirtualDub? Voer dit herstel uit! 3. Wat zou je als regisseur moeten doen (waar moet je op letten) om dit probleem te voorkomen? In de eerste les is al verteld dat iedereen digitale filmpjes gaat maken om metingen aan te doen. Uiteindelijk

moeten de leerlingen opschrijven wat ze willen filmen. Als twee leerlingen gevraagd wordt zelf proefopnamen te maken gaat ze dat in één keer goed af. Dat geeft de klas vertrouwen dat het met de eigen filmpjes ook wel zal lukken. Als de leerlingen weten hoe ze een videoclip opnemen kunnen ze het meten op een filmpje oefenen. De docent doet dat kort voor in Coach en leerlingen gaan dan zelf achter de computer aan de slag met voorbeeldactiviteiten. De coördinaten van een bewegend punt in de videoclip worden verzameld en de bijpassende grafieken verschijnen automatisch op het beeldscherm (zie onderstaande schermafdruk). Belangrijk is dat de filmpjes tot de verbeelding spreken.

Cursus Videometen & Examen-organisatie Het AMSTEL Instituut organiseert cursussen Videometen. U krijgt technische tips en u maakt opnames met webcam en digitale fotocamera. U kunt proefexamens VMBO/H/V Videometen hier oefenen en wij informeren u over de praktijk van Examenorganisatie. Amsterdam

16

do 3/11/05

9.30-16.30 u

Amsterdam


di 6/ 6/06

9.30-16.30 u

Muonen! Het Hisparc project (www.hisparc.nl) heeft in Nederland onderzoek naar kosmische straling de scholen in gebracht. Vanuit verschillende clusters scholen en onderzoeksinstituten verspreid over Nederland wordt gekeken naar het ontstaan van showers van muonen. Muonen zijn kortlevende deeltjes die op elektronen lijken maar een massa hebben die ruim 200 keer zo groot is. Ze worden hoog in de atmosfeer gevormd door een botsing van kosmische straling (een hoog energetisch deeltje, bijvoorbeeld een proton) met een atoomkern. Met financiële steun van de Stichting Weten, het Nikhef en het AMSTEL Instituut is een detectorsysteem ontwikkeld waarmee nu ook de gemiddelde levensduur van muonen bepaald kan worden. Er is lesmateriaal ontwikkeld dat het mogelijk maakt het experiment in te zetten als demonstratie, als een praktische opdracht of profielwerkstuk. De wereld om ons heen is opgebouwd uit een beperkt aantal stabiele bouwstenen, de elementaire deeltjes. We kennen het elektron, het proton (samengesteld uit twee up-quarks en éen down-quark), en het neutron, (samengesteld uit één up-quark en twee down-quarks). Deeltjesfysici vanuit de hele wereld hebben hun krachten gebundeld om vanuit Cern steeds meer informatie bloot te leggen over elementaire deeltjes en hun interacties. Zo staan er voor volgend jaar experimenten op de agenda met de Large Hydron Collider om in het klein condities na te bootsen die zich voorgedaan hebben net na de oerknal.

Vanuit Nederland doen vele onderzoekers hieraan mee via het Nikhef. Inmiddels is het tijdperk aangebroken dat we niet meer naar Cern hoeven om kennis te nemen van de wonderlijke wereld van elementaire deeltjes. Instabiele elementaire deeltjes ontstaan ook hoog in de atmosfeer dankzij kosmische straling. Daarnaast worden we bedolven onder elektron neutrino’s afkomstig van de zon. Dat zijn stabiele elementaire deeltjes waar we binnen school niet veel mee kunnen doen: ze hebben de neiging om nergens een interactie mee aan te gaan dus ze gaan dwars door ons (en de aarde) heen. Een nadeel van instabiele elementaire deeltjes is dat ze kort leven. Zo worden muonen gevormd op zo’n 10-15 km hoogte in de atmosfeer. Met een korte gemiddelde


17

levensduur (een paar microseconden) is het snel meten geblazen! Gelukkig biedt de nalatenschap van Albert Einstein ons enige rust: omdat muonen met bijna de lichtsnelheid bewegen (v = 0,995c) loopt de klok voor een muon wat vertraagd. De speciale relativiteitstheorie leert ons dat de tijdsdilatatie gelijk is aan t = 1

1

v c

2

t '.

Wanneer we vanuit het referentiekader vanaf de aarde kijken neemt de gemiddelde levensduur van een muon dus toe met een factor 1

1

0,995v c

2

70 .

Dat is bijzonder handig want in die tijd kan het muon ruim 20 km afleggen en kunnen we dus meten vanuit het schoollokaal en is de inzet van vliegtuigen of speciale ballonnen overbodig. Muonen bereiken de aarde met een enorme snelheid en hebben een veel grotere massa dan een elektron. Daardoor is de doordringbaarheid van een muon vele malen groter dan die van een elektron: er gaan ongeveer 150 muonen per seconde dwars door je lichaam. Muonen zijn eenvoudig te meten met behulp van een scintillator en een fotomultiplier. In de scintillator (lijkt op een plaat perspex) draagt een muon energie over en brengt daarmee een atoom in een instabiele aangeslagen toestand. Op nanosecondentijdschaal vervalt het atoom onder uitzending van een foton die door de fotomultiplier versterkt wordt tot een stroompulsje. De detector is niet alleen in staat om muonen te detecteren, maar ook om 18

de levensduur van het muon te bepalen. Het muon is geen stabiel deeltje. Na verloop van tijd vervalt het spontaan; dus niet door botsingen e.d., maar gewoon omdat het deeltje ‘oud’ is geworden. De meeste muonen die door de detector worden gezien vliegen er dwars doorheen. Maar heel soms vervalt het muon binnen de detector. De detector ziet dit als een klein lichtflitsje, vlak nadat het muon de detector binnenkwam waarbij ook een lichtflitsje werd opgewekt. Als er dus twee lichtflitsjes vlak na elkaar te zien zijn, dan is dat zeer waarschijnlijk een muon dat binnen de detector verviel. De tijd tussen de twee flitsjes is dan de levensduur van het gemeten muon. Omdat muonen vervallen volgens een kansproces, net als bij radioactief verval, ziet de grafiek van levensduur van alle gemeten muonen er net zo uit als metingen aan een radioactief monster: een exponentieel verval. Door middel van dit verval kan de gemiddelde levensduur van het muon bepaald worden. Als een muon in de detector vervalt, geeft de elektronica een triggerpuls en spanning af die ingelezen kan worden op de computer met behulp van een CoachLab II/II+ of ULAB interface. Daarbij is de afgegeven spanning een maat voor de levensduur. Over een periode van maximaal 100 uur kunnen data van vervallen muonen gemeten worden. Deze data komen in een tabel te staan waarbij in Coach automatisch omgerekend wordt wat de levensduur van ieder vervallen muon was. Om deze gege-


vens om te zetten naar een histogram om een fit te kunnen maken van de gemiddelde levensduur is een voorlopige (uitgeklede) gratis versie van Coach 6 beschikbaar. Gemeten ver-

valstijden kunnen verdeeld worden over in te stellen bins voor het histogram. Hoe dit in zijn werk gaat wordt geïllustreerd in figuren 1 en 2.

Vanuit een tabel een histogram maken

Door de juiste kolom te selecteren en het bereik en het aantal bins in te stellen wordt het histogram verkregen (Coach 6 – de figuren zijn hier in de Engelstalige -versie gemaakt).


19

Het histogram kan als grafiek weergegeven worden en vervolgens gefit worden op een e-macht om de gemiddelde levensduur van het muon te bepalen. Om een betrouwbare waarde te bepalen voor de gemiddelde levensduur is het van belang voldoende lang te meten: de kans dat een muon vervalt in de detector is niet heel groot. Het duurt lang om voldoende meetdata te verzamelen. Meetsessies tot 100 uur zijn heel normaal. Wanneer het experiment als demonstratie ingezet zal worden is dit niet erg handig. In dat geval kan beter volstaan worden met een meetsessie van een half uur waarin enkele vervallen muonen gemeten kunnen worden. Daarna kan een meetsessie die al opgeslagen is geopend worden om de handelingen te tonen die nodig zijn om de gemiddelde levensduur te bepalen. In het geval van een praktische opdracht en/of profielwerkstuk kunnen leerlingen zelf meerdere meetsessies uitvoeren. De gemeten data kunnen dan eenvoudig weggeschreven worden als tekstbestand. Meerdere tekstbestanden met data kunnen ingelezen worden met behulp van Histofit, een bijgeleverd programma. Daarnaast worden er 19 tekstbestanden met eerder gemeten data meegeleverd. Door heel veel data samen te voegen wordt het mogelijk om statistische onzekerheden mee te nemen per bin. Dit biedt leerlingen de mogelijkheid te onderzoeken hoe de kwaliteit van een fit, en daarmee de betrouwbaarheid van de bepaalde levensduur, afhangt van de breedte van de bin: wanneer 20

de data verdeeld worden over 50 bins met een breedte van 1 µs heb je per bin minder events dan in het geval dat de data verdeeld worden over 25 bins met een breedte van 2 µs. In het laatste geval is de relatieve fout per bin kleiner. Maar je hebt dan wel de helft van het aantal datapunten beschikbaar om de levensduur op te fitten. Het effect hiervan kan eenvoudig onderzocht worden met het programma Histofit. Op 19 plaatsen verdeeld over Nederland staan muon detectiesystemen die in bruikleen beschikbaar gesteld worden aan scholen. Naast de detector en elektronica zijn er ondersteunende materialen beschikbaar (achtergrondinformatie, handleidingen voor leerlingen en docenten) en wordt de uitgeklede Coach 6 versie (alleen geschikt voor dit experiment) en Histofit meegeleverd. Scholen dienen zelf te beschikken over een CoachLab II/II+ of ULAB interface en een computer. Alle materialen worden op CD aangeleverd maar zijn ook te downloaden vanaf www.natuurkunde.nl. Daar staat ook aangegeven waar de detectiesystemen te leen zijn.


Heftig jojoën Wil je een uitdagender onderwerp voor leerlingen dan een voorwerp dat valt onder invloed van de zwaartekracht, hang het object dan eens aan een touw dat je op een as rolt (maak er dus een jojo van). De combinatie van valbeweging, rotatie en de beperkte lengte van het touw maakt de uiteindelijke beweging niet alleen ingewikkelder, maar ook spannender om te bestuderen. Met videometen kun je experimentele gegevens van de jojo verzamelen, met wis- en natuurkunde kun je de verschijnselen proberen te begrijpen en te beschrijven, en met een modelleerprogramma kun je model en werkelijkheid met elkaar vergelijken. We doen dit voor een zelfgemaakte jojo van buitengewoon formaat.

Natuurkunde helpt dit verschijnsel te begrijpen en te beschrijven. Maar om theorie en praktijk goed met elkaar te kunnen vergelijken is het handig eerst maar eens gegevens van de open neergaande beweging te verzamelen. De posities van de volgende twee punten op de jojo worden in de videoclip opgemeten: de draaias en het punt dicht bij de rand gemarkeerd met een sticker. In het diagram rechtsboven zie je de verticale posities van deze twee punten tegen de tijd uitgezet. We hebben hier te maken met een verticale Signaal 27 – Digitaal – mei2005 21

Videometen met Coach In bovenstaande schermafdruk van een videometing zie je linksboven de videoclip waarin een docent een zelfgemaakte jojo op en neer laat gaan. De jojo is gemaakt uit twee zittingen van laboratoriumkrukken en door de abnormale grootte van het voorwerp geloven leerlingen hun eigen ogen niet als de jojo traag af- en oprolt. Je ziet ze denken “hoe kan de jojo zo traag bewegen en weer omhoog oprollen? Welk trucje zit hier achter?” Niks geen trucje!

ken met een verticale verplaatsing van het zwaartepunt (dat samenvalt met de draaias), waarvan uit het diagram linksonder blijkt dat deze goed te beschrijven is met een parabool. Dit lijkt in tegenspraak met het diagram rechtsonder, waarin de verticale snelheid van de draaias is uitgezet tegen de tijd, maar de golvende beweging heeft te maken met een lichte slingerbeweging van de jojo. Dit kun je ook gemakkelijk achterhalen of controleren door de video te scannen terwijl de grafiekenvensters in uitleesmodus gezet zijn. De verticale snelheid van de draaias is dus een superpositie van een rechte lijn met een sinusoïde en deze rechte lijn past bij de paraboolbeschrijving van de neerwaartse beweging van de draaisas van de jojo. De verplaatsing van het punt aan de rand van de schijf is een superpositie van de verplaatsing van het zwaartepunt van de jojo en de verticale projectie van een versnelde cirkelbeweging. Het is een versnelde cyloïde. Wis- en natuurkundige beschrijving van de jojobeweging Tijdens het omlaag gaan van de jojo zijn in het ideale geval tegelijkertijd twee bewegingen te onderscheiden: een draaiende beweging om de as (rotatie) en de verplaatsing langs een rechte, verticale lijn (translatie). In het geval van een jojo is er een direct verband tussen de rotatie en de translatie. Hoe precies en wat dit betekent voor de totale beweging kun je door toepassing van mechanicawetten uitzoeken. Het is hierbij verstandig om over de volgende vormen van energie 22

na te denken: energie t.g.v. zwaartekracht (Ep), energie t.g.v. de verticale beweging (Et) en energie t.g.v. de draaibeweging (Er). Laten we eerst notationele afspraken maken (zie onderstaande figuur). Onze jojo heeft massa m, een draaias met straal r, bestaat uit twee cirkelvormige schijven met staal R en is opgehangen aan een touwtje met spankracht Fs. Deze tegenkracht van het touw grijpt aan in het punt D. Dit is het punt waar rondom de jojo momenteel af- en oprolt. Het krachtmoment ten gevolge waarvan de jojo draait is M = Fs r . Ons assenstelsel kiezen we, net als in de videoclip te zien is, zodanig dat de y-as door het ophangpunt van het touw, d.w.z. door de vaste positie van onze hand waarmee we het touw vasthouden (y0) loopt. We kijken alleen naar de verticale beweging en oriënteren ons assenstelsel zodanig dat de positieve yas opwaarts is en de positieve x-as naar rechts is. De snelheid en versnelling van het zwaartepunt noteren we zoals gebruikelijk met v en a (let op: in onze keuze van oriëntering van het


y0 touw y-richting Fs P1

P2

r D

R

Fg = mg

assenstelsel zijn deze grootheden negatief bij een neergaande jojo). De hoek van het lijnstuk van het zwaartepunt P2 naar het punt P1 bij de rand van de schijf met de horizontale as noteren we met (dus: (t = 0) = 90o ). De hoeksnelheid en hoekversnelling van de schijf noteren we zoals gebruikelijk met de symbolen en . De letter g staat voor gravitatieconstante. Het traagheidsmoment van de jojo geven we aan met de letter I. We laten de jojo los op tijdstip t = 0 en nemen aan dat het punt P1 op de rand op dat moment verticaal boven het zwaartepunt P2 ligt, in zijn hoogste stand. De wetten van Newton geven: (1) som van krachten = ma oftewel mg + Fs = ma . M = I oftewel Fs r = I . (2) (3) v = r en dus a = r . Ia Uit (2) en (3) volgt Fs = . Substir2 tutie in (1) geeft: g . (4) a = 1 + I mr 2 Voor de jojo met twee cirkelvormige schijven met straal R, onderling verbonden met een as geldt I = 12 m R 2 . Invullen in (4) levert op: g (5) . a= 1 + R 2 2r 2 De versnelling is een negatieve constante en dit betekent dus voor de r = at en dat de snelheid dat v = hoeksnelheid lineair van de tijd afhangt volgens de formule

=

(6)

gt . r (1 + R 2 2r 2 )

Kijken we nu nog eens naar de drie energievormen die in het spel zijn. Voor de zwaarte-energie geldt: Ep = m g y = mg ( y0 + 12 at 2 )

(7)

1 1 + R2 2 r 2 Voor de rotatie-energie geldt overeenkomstig: (8) = m g y0

Er = I 1 2

2

1 2

m g2 t2

= mg t 1 2

2 2

R2

2r 2 (1 + R 2 2 r 2 )

2

. Tot slot geldt voor de kinetische translatie-energie: (9) Et = 12 mv 2 = 12 m g 2 t 2

(1 + R

1 2

2r

)

2 2

.

Optelling van vergelijkingen (7), (8) en (9) levert inderdaad op dat de som van de drie energieën op elk tijdsmoment constant is, namelijk. (10) Ep + Er + Et = m g y0 = Ep (t = 0) Omdat de energievormen kwadratisch van tijd afhangen en er ook een kwadratisch verband is tussen de verticale positie van het zwaartepunt en de tijd ( y = y0 + 12 at 2 ) zijn alle energieën evenredig met de verticale positie van het zwaartepunt van de jojo.


23

De verticale verplaatsing van ons punt P1 aan de rand van de schijf, zeg genoteerd met , is een superpositie van de verticale verplaatsing y van het zwaartepunt P2 en de verticale projectie yrot van de cirkelbeweging. Er geldt: yrot = R sin met =

(11)

y0

y r

+

2

=

at 2 + , m.a.w. 2r 2

at 2 = y + yrot = y0 + at + R cos 2r g met a = . 1 + R 2 2r 2 Voor de totale verticale snelheid van het punt P1 aan de rand van de schijf geldt na differentiatie dus: R at 2 sin (12) v] = at 1 r 2r We zijn dus in staat om de neergaande jojo op natuurkundige gronden in formulevorm te beschrijven. De opwaartse beweging gaat net zo: het is alleen nodig om op diverse plaatsen tekens te veranderen. De formules zijn er niet alleen als hobby voor de leraar, maar gaan ook ergens over en helpen bij het begrijpen van verschijnselen. Bijvoorbeeld, als de cirkelschijven van de jojo groter zouden zijn, dan volgt uit formule (6) dat de hoeksnelheid kleiner is. Formule (10) is niets anders dan de wet van behoud van energie. Het moge duidelijk zijn dat er bij de gemaakte afleidingen ook een groot beroep gedaan wordt op de formulevaardigheden en kennis van goniometrie. We kunnen dus best spreken over een wiskundige en natuurkundige beschrijving van de jojo. 1 2

24

2

Model en realiteit De formules uit de vorige sectie kunnen gebruikt worden in een modelleeromgeving om de beweging van de jojo te simuleren. Maar niet alleen de formules in hun volledig uitgewerkte versie spelen een rol bij het construeren van het computermodel: met name de formules bij basale natuurkundewetten zoals Ekin = 12 mv 2 of verbanden zoals a = dv dt en = d dt doen hun intrede in computerprogramma’s (zie het kader met een fragment van de Coach code). Wat het model van de jojobeweging lastig maakt is de eindigheid van het touw zodat er op enig moment een omslag is van neergaande naar omhooggaande beweging. Je moet dan dv := a*dt v := v + dv w := abs(v) als w > vmax dan vmax := w eindals omega := abs(v/r_i) dy := v*dt y := y + dy s := y0 - y phi := s / r_i + pi/2 x := 0 + r_p*cos(phi) y := y + r_p*sin(phi) E_p := m*g*y E_r := 0,5*I*omega^2 E_t := 0,5*m*v^2 E_tot := E_p + E_r + E_t t : = t + dt


in je formules en overeenkomstig in het computermodel op diverse plaatsen tekens veranderen. Bijvoorbeeld moet je bij een opgaande beweging de relatie v = r en a = r (vergelijk met formule (3)) nemen. Dit speelt door in de rest van het formulewerk. Voordat we het (computer)model met de werkelijkheid kunnen vergelijken maken we nog een aanpassing van het model: totnogtoe verwaarlozen we wrijving, maar zoals we allemaal weten komt de jojo in werkelijkheid niet tot zijn oorspronkelijke hoogte terug. We passen het model aan door te veronderstellen dat bij elke sprong van de jojo in het laagste punt een fractie van de energie verloren gaat. Ook het kantelen van de jojo in zijn laagste stand om het draaipunt D is in ons computermodel verwerkt. In onderstaande schermafdruk staan de resultaten van onze computersimulatie, steeds tegen de achtergrond van de meetresultaten van de videometing.

In de vier kwadranten staan grafieken van de hoogte van het zwaartepunt van de jojo, de hoogte van het punt op de rand van de jojoschijf, verschillende energievormen (potentiële energie t.g.v. zwaartekracht, kinetische translatie-energie en de totale energie), en de snelheid van het zwaartepunt. In de simulatie is gekozen voor een verlies van 5% aan energie tijdens de overgang van neerwaartse in opwaartse beweging. De resultaten van de simulatie en de videometing stemming wonderbaarlijk goed overeen. Onderstaande schermafdruk toont grafieken van de snelheid van het zwaartepunt en van de verticale positie van het randpunt die berekend zijn in een simulatie waarin rekening gehouden is met energieverlies en op een langere tijdschaal doorgerekend is. Hierover kun je vragen stellen als “hoe neemt de maximale snelheid van de jojo (in zijn laagste punt) af bij elk omslagpunt?” of “hoe verklaar je de verschillen in grafiekvorm van het randpunt op het moment dat de jojo steeds in de buurt van zijn bovenste punt komt?"


25

Wat valt er nog meer te ontdekken? In het werk dat we totnogtoe besproken hebben is er sprake van een sterke wisselwerking tussen modelvorming gestoeld op natuurkundige principes, computersimulatie, experimenteel onderzoek en het gebruik van wiskundige methoden. Wat nog een beetje onderbelicht is gebleven is de combinatie met het zelf formule ren door leerlingen van onderzoeksvragen die je met het arsenaal aan experimentele en theoretische methoden kunt proberen te beantwoorden. Met de modellen kun je bijvoorbeeld antwoord proberen te vinden op de vraag of je kunt jojoën op de maan of

Mastercourse De FNWI, Faculteit der Naturwetenschappen, Wiskunde en Informatica van de de Universiteit van Amsterdam organiseert een Mastercourse voor docenten natuurwetenschappen, wiskunde en informatica. In een van deze cursussen wordt er ook gejojo’ed. Mastercourses zijn eendaagse cursussen in diverse vakgebieden met als doel eerstegraads docenten de gelegenheid te bieden zich op de hoogte te stellen van recente ontwikkelingen in hun vakgebied. Meer informatie vindt op de website 26

in de ruimte, en zo ja, waarin dit verschilt van jojoën op aarde. Over de bevestiging van het touw aan de as hebben we nog niets gezegd, maar dit is van grote invloed op de beweging van de jojo (kijk eens op de website www.howstuffworks.com/yoyo.htm). Ook de vorm van de jojo speelt een belangrijke rol: kun je ook met jojo’s met een vierkante vorm i.p.v. een cirkelvorm goed jojoën en hoe verhoudt zich de beweging t.o.v. een gewone jojo? Wat gebeurt er als je het pad van de jojo begrenst, bijvoorbeeld door de jojo langs een schuine helling te laten af- en oprollen? Kortom, de ideeën voor profielwerkstukken liggen voor het oprapen.

www.science.uva.nl/mastercourses. [email protected] .


’t Tsunami project Dit project is opgezet in het kader van een korte stage vanuit de opleiding Aardwetenschappen door Jan Visscher en Timo Kamminga, 3e jaars studenten Fysische Geografie/Aardwetenschappen aan de Universiteit van Amsterdam. Het project is opgezet, met het oog op de communicatieve en educatieve variant van de Master fase. Het levert een product waarbij Aardwetenschappen meer onder de aandacht van middelbare scholier worden gebracht. Het aanbod aan Aardwetenschappen in het vak Aardrijkskunde in het middelbaar onderwijs is verdeeld tussen sociale en fysische geografie, met de nadruk op sociale geografie. Ook is het vak vaak niet door alle leerlingen te kiezen in hun profiel. Daarom is het project geschikt voor uitvoering binnen het vak ANW. Het project Er liggen twee ideeën ten grondslag aan dit project: brede behandeling en zelfstandige afhandeling. Omdat het onderwerp binnen het curriculum van ANW moet passen is gekozen voor actualiteit die van alle kanten benaderd kan worden. Zo kan er naast puur aardwetenschappelijk informatie ook sociale, economische en politieke theorie behandeld worden. Het tweede punt beslaat de methode van aanpak. De leerling kan deze module zelfstandig doorlopen via een website op Internet of vanaf Cd-rom. De hele module is zo ingericht dat de leerling letterlijk alle kanten op kan, elk onderdeel is apart uit te voeren. Zo bepaalt de leerling zelf wanneer hij/zij

de theorie doorneemt, de vragen beantwoord, of het experiment uitvoert. Het onderwerp Tsunami is gekozen vanwege de actuele waarde en de veelzijdigheid van het project. De Aardwetenschappen zijn goed vertegenwoordigd (Platentektoniek en golventheorie besproken in relatie met de tsunami), maar ook economische, politieke en sociale thema’s zijn aan te snijden. Hiermee is het onderwerp aantrekkelijk voor de leerlingen van alle profielen, en zo leren de leerlingen ook stof die niet direct tot hun eigen profiel behoort. Naast het bestuderen van de theorie en het maken van de opdrachten, is een experiment opgezet om het idee van een wetenschappelijk model over


27

te brengen. Er is hierbij gekozen voor een semi-praktische aanpak. Het fysieke experiment is al uitgevoerd, en leerlingen maken metingen aan een digitale versie van het experiment.

Het Tsunami experiment In de figuur is de opstelling van het experiment te zien. In een lang aquarium (22x200x50) is aan de rechterkant een stellage van technisch Lego gebouwd die de continentale rand voorstelt. Aan de linkerkant wordt de werking van een aardbeving gesimuleerd door een vlak op de bodem van het aquarium omhoog te tillen en dan naar beneden te drukken. De golven die vervolgens in het onverstoorde diepe stuk en in het ondiepe deel bij de ‘kust’ ontstaan zijn op video opgenomen.

Met behulp van millimeterpapier aan de zijkant van het aquarium geplakt voor de schaalverdeling, kan er in Coach een videometing worden uitgevoerd. Bij het meten zal de leerling zien dat de golven in het diepe deel minder van de evenwichtslijn (de ‘zee’ in rust) zullen afwijken dan bij het ondiepe gedeelte. Dit komt overeen met de theorie van de tsunami, n.l. dat golfhoogte wordt versterkt naarmate de waterdiepte afneemt. Bij het experiment leiden vragen de leerling naar deze conclusie. Vervolgens wordt bij het VWO ook de vraag gesteld over de ‘echtheid’ en geldigheid van dit experiment, waarmee de kritische kant van het vak ANW wordt aangeroerd. In de essay-vraag, een eindopdracht, kan er ook gekozen worden om over het experiment een stuk te schrijven, waarmee de leerling zijn kritische vragen kan stellen. Het Tsunamiproject is een samenstelling van verschillende soorten opdrachten en thema’s, waarmee de leerling in aanraking komt met verschillende manieren van denken en werken die binnen het eindexamenprogramma vallen, en ook na het eindexamen belangrijk zijn in de wetenschappen. Het zelfstandige karakter stamt uit het gedachtegoed van de Tweede Fase en biedt de leerling de gelegenheid om de module op zijn eigen manier te bestuderen. Informatie kunt u opvragen via [email protected] ,

of bij een van de studenten: [email protected] [email protected] . 28


Scheikunde VO en Coach 5 Onder deze titel is een nieuw boekwerk met CD tot stand gekomen voor het meten met de computer. De auteur is Pieter van Zandbergen. Hij is vanaf het eerste begin betrokken geweest bij landelijke projecten op dit gebied. De laatste jaren van zijn leraarschap heeft hij het door hem gebruikte lesmateriaal herschreven en aangepast aan Coach 5 en aan het tweede fase onderwijs. Naast meten wordt in de klapper met proeven ook de nodige aandacht besteed aan het verwerken van meetgegevens, open opdrachten en toetsen. Ook de ervaringen met op school aanwezige apparatuur zoals pH-meters en colorimeters komen aan bod. Daarmee is een veelheid aan lesmateriaal beschikbaar gekomen voor het scheikunde onderwijs in de bovenbouw. Het ontwikkelde lesmateriaal uit de landelijke projecten heb ik in loop der jaren aangepast aan mijn eigen lespraktijk. Daarnaast heb ik nieuw lesmateriaal gemaakt. Naast gestructureerde opdrachten bevat de klapper open opdrachten en onderzoeksvragen. Maar ook toetsmateriaal ontbreekt niet. Hieronder wordt aan de hand van het opnemen van een titratiecurve aangegeven hoe de verschillende aspecten van zo’n proef in de klapper en op de CD aan bod komen. Dat gaat van het opbouwen van de opstelling, met

name het gebruik van de titrator, tot en met het maken van een toets. Het gebruik van de CMA-titrator Voorafgaand aan de proeven wordt beschreven hoe de CMA-titrator moet worden ingesteld.

De titrator wordt aangesloten op Coachlab II (zie ook de activiteit ‘Titratie met CMAtitrator algemeen’). In deze activiteit staat ook beschreven hoe je de stapgrootte van de combinatie stappenmotor en injectiespuit kunt bepalen (672 stappen voor 1 mL in het voorbeeld titratieprogramma op de volgende bladzijde).

Afhankelijk van de titratie kan het programma worden aangepast. Het equivalentiepunt valt dan tijdens de ‘trage’ toevoeging van 2 ml natronloog. Bij de titratie van een mengsel van Na2CO3 en NaHCO3 (zie proef D1) had ik het eerste equivalentiepunt bij 5,6 ml en het tweede bij 12,1 ml toegevoegde natronloog. Ik heb daarop het programma aangepast en de titratie nogmaals uitgevoerd.


29

Een voorbeeld titratieprogramma. Voorbeeld van een titratie Bij de proeven heb ik in het algemeen de instructies voor het opnemen van curves in de betreffende “activiteit” gezet. Vanuit de leerlingentekst wordt hier naar verwezen. Na het opnemen van de curve leert de leerling hoe door middel van de afgeleide de equivalentiepunten kunnen worden bepaald. Daarna kunnen de bufferpunten worden uitgelezen.

Voorbeeld van een toets Meestal heb ik de toetsen klassikaal in het computerlokaal afgenomen. In dat geval wordt de curve met de opdracht meegeleverd. Het hieronder besproken voorbeeld is afgeleid van een eindexamenvraag. De activiteit “Mengsel van fosfaten” Zoals uit de tekst van de opdracht al blijkt moet de leerling de activiteit “Mengsel fosfaten” gebruiken bij de beantwoording. Ook hier vindt de leerling verdere aanwijzingen in de activiteit.

Opdracht Een mengsel van fosfaten is na oplossen in water getitreerd met 0,10 M zoutzuur. De titratiecurve vind je in de activiteit ‘Mengsel fosfaten’ onder het project ‘Toetsen’. De opdracht is om met behulp van gegevens uit de titratiecurve de samenstelling van het fosfaatmengsel in massa% te berekenen.

30


De toets bestaat er in feite uit, dat de leerling zelf moet weten hoe de equivalentiepunten en bufferpunten met behulp van de computer moeten worden bepaald. In nevenstaand venster is de afgeleide bepaald, waarna door uitlezen de coördinaten van de beide equivalentiepunten worden bepaald. Daarna kan de molverhouding en de massaverhouding worden berekend. Een klapper met CD Het materiaal uit de klapper en de activiteiten op de CD moeten dus in samenhang worden gebruikt. Het aantal pagina’s tekst is ongeveer 200, waarvan ruim 30 besteed worden aan toelichting en apparatuur. Per hoofdstuk wordt in een tabel aangegeven waar de verschillende proeven in de huidige leergangen (Chemie, Pulsar, Chemie Overal en Curie) kunnen worden ingepast. Het gaat daarbij niet alleen om aanvullend materiaal maar vooral om alternatieven voor in de leergangen voorkomende proeven en opgaven. Apparatuur Eén van de problemen voor het meten met de computer bij scheikunde is de beschikbaarheid van sensoren zoals pH-meters en colorimeters. Voor titratiecurves heb je een doseerapparaat nodig, zoals een door een stappenmotor aangedreven injectiespuit of de contiburet. In het boekwerk heb ik beschreven welke ervaringen wij hebben opgedaan met deze appara-

tuur en welke volgens ons de beste resultaten geven. Ook wordt per apparaat actuele informatie (prijzen en leverancier) verstrekt over momenteel verkrijgbare apparatuur. Voor de door ons gebruikte apparatuur zijn de verschillende ijklijnen meegegeven op cd. In de klapper staat verder aangegeven hoe binnen de verschillende activiteiten de ijklijn kan worden aangepast aan de eigen beschikbare apparatuur. Ik hoop hiermee de toegankelijkheid tot het meten met de computer te verbeteren. Bestellen De klapper met CD is te bestellen door € 85,- over te maken op postbank nummer 5738810 ten name van P. van Zandbergen. Op het bankafschrift moet wel het afleveradres zijn vermeld. Om problemen met de aflevering te voorkomen is het raadzaam om tegelijk met het overmaken ook even een E-mail met de nodige informatie te sturen naar [email protected]

Nadere informatie is te vinden op www.pietervanzandbergen.nl


31

CO2 productie volgen tijdens schimmelen De CO2-produktie tijdens het schimmelen aan de lucht van een snee brood kan langere tijd worden gevolgd via een stuurprogramma voor CoachLab II/II+. Om het schimmelen aan de lucht van bijvoorbeeld een snee brood te volgen moet je voortdurend lucht verversen en toch de CO2-produktie meten. Het CO2-gehalte zal vrij snel buiten het bereik van een CO2-sensor raken. Om aan schimmelen in de “open lucht” toch te kunnen meten is de opstelling uit de figuur gebruikt. In deze opstelling wordt gedurende een half uur lucht doorgeleid met een aquariumpompje. Na een half uur stopt de doorvoer van lucht. Een kwartier lang wordt het CO2 gehalte dan gemeten. Zodra de meting stopt wordt het doorleiden van lucht hervat. De CO2-sensor is direct aangesloten op CoachLab II/II+. Het aquariumpompje is aangesloten op de 220V schakelmodule. De schakelmodule wordt met CoachLab II/II+ gestuurd. Hierbij bleek dat lekstroom van de schakelmodule al voldoende is om het aquariumpompje aan te zetten. Dit is verholpen door het aquariumpompje en een bureaulamp in eenzelfde stekkerblok te steken. Het stekkerblok met pompje en lamp wordt op de schakelmodule aangesloten . De bureaulamp en de aquariumpomp staan dan parallel. De lekstroom loopt voornamelijk via de bu-

32

reaulamp en zodoende kan het aquariumpompje toch met de schakelmodule aan en uit worden gezet.

Het programmaatje waarmee het proces wordt geregeld staat het kader. In dit programma wordt na een half uur wachten de pomp uitgezet. Als de stopwatch wordt aangezet dan telt een klok vanaf 0 s. Met het commando ‘tussentijd’ lees je de stopwatch af. Met het commando ‘looptijd’ lees je een klok af die aan is gezet bij de start van het programma. Deze klok werkt onafhankelijk van het commando stopwatch.


duur = 100 'uren duur = duur*3600 'omrekenen naar seconden wachttijd = 0,5 'uren wachttijd = wachttijd*3600 'omrekenen naar seconden meettijd = 15 'minuten meettijd = meettijd*60 'omrekenen naar seconden meetpunten = 50 'aantal meetpunten per meting herhaal zetAan(1) 'zet luchtpomp aan wacht(wachttijd) zetuit(1) 'zet luchtpomp uit stopwatch(aan) herhaal CO2 = niveau(2) Slaop wacht(meettijd/meetpunten) totdat tussentijd>meettijd totdat looptijd>duur Het Stuurprogramma

De grafieken hieronder zijn gemaakt met behulp van het bovenstaande programma. Na een dag of twee wordt er duidelijk per kwartier meer CO2 ontwikkeld dan bij de aanvang van het experiment (linker grafiek). Voortzetting van de metingen laat het toenemen van schimmelactiviteit duidelijk zien (rechter grafiek).


33

De Oxidatie Reductie Potentiaal-sensor (ORP-sensor) De ORP-sensor is bestemd voor het meten van de redox-potentiaal van oplossingen bijvoorbeeld tijdens een titratie of een meet-stuurproject. Een elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen verbonden door een zoutbrug. De bronspanning, de spanning tussen de elektroden van de halfcellen, hangt ondermeer af van stoffen in de halfcellen en de concentraties waarin die stoffen aanwezig zijn. Het verband tussen bronspanning en concentratie is logaritmisch (vergelijking van Nernst). De CMA ORP-sensor bestaat uit een Ag/AgCl-halfcel en een platinaelektrode. De Ag/AgCl-halfcel is een afgesloten buisje voorzien van een zoutbrug en vormt de referentie elektrode. De oplossing waarin de ORPsensor wordt gestoken vormt samen met de platina elektrode de tweede halfcel. De spanning van de sensor is evenredig met het potentiaalverschil tussen de platina-elektrode en de Ag/AgCl-referentie-elektrode. Door de compacte bouw van de ORPsensor lijkt een redox-titratie in uitvoering sterk op een zuur-base titratie (zie Signaal 21 of haal de PDF op bij www.cma.science.uva.nl/Signaal). De ORP-sensor is tijdens een titratie niet te combineren met een pHsensor, geleidbaarheidsensor of een

34

ion selectieve sensor. Geen van deze sensoren is overigens in combinatie te gebruiken.

Na installatie van Coach 5 staat het programma Titratie in het project Experimenten voor scheikunde. Om de ORP-sensor aan deze activiteit toe te voegen moet u de beschikking hebben over Coach 5 v2.4 (zie ook www.cma.science.uva.nl voor upgraden van Coach 5.2.1).


Nevenstaande grafiek is verkregen bij het volgende experimentje: Los circa 1 mmol blauw kopersulfaat op in circa 150 mL gedestilleerd water. Voeg na oplossen van het kopersulfaat een overmaat kaliumjodide toe. De oplossing wordt meteen troebel door de vorming van koper(I)jodide en kleurt bruin door de vorming van jood (als I3-). Titreer onder goed roeren het gevormde jood met een 0,1 M natriumthiosulfaat-oplossing. Voor de titratie is gebruik gemaakt van een CMA-titrator en de bovengenoemde titratie-activiteit. Het titratieprogramma kan ook gebruikt worden om de potentiaal van een reactiemengsel te controleren. In het volgende experimentje wordt de stijging van de potentiaal gemeten

tijdens de oxidatie van jodide-ionen tot jood door waterstofperoxide in sterk zuur milieu en bij aanwezigheid van natriumthiosulfaat. Het gevormde jood reageert snel terug tot jodide door reductie met thiosulfaat. Zodra het thiosulfaat op is stijgt de potentiaal van de oplossing snel. De titrator voegt dan een nieuwe portie natriumthiosulfaat-oplossing toe. Het programmaatje en een resultaat:


35

Methanol in wijn met de gaschromatograaf Methanol is zeer giftig en kan blindheid veroorzaken. Witte wijn bevat ongeveer 100 mg methanol per liter wijn, rode wijn ongeveer 50 mg/L. De wettelijk toegestane maximum concentratie bedraagt 300 mg/L. Met de gaschromatograaf kan de metha-nol in wijn worden aangetoond. De Gaschromatograaf Voor dit experiment gebruiken we een eenvoudige gaschromatograaf, de nano2. De nano2 is de verbeterde opvolger van de nanoGLC. De nano2 werkt net als zijn voorganger bij kamertemperatuur.

Doe drie mL witte wijn in de kolf. • Maak een destillatieopstelling. • Zet de verwarming aan. • Destilleer tot je ongeveer 0,3 mL destillaat hebt opgevangen. • Bewaar het destillaat in een klein afgesloten buisje (bv. een epje). Chromatograferen Voor deze proef moet de nano2 worden uitgerust met de polaire kolom. Staat alles startklaar? Injecteer 4 cL van het wijndestillaat met een microliterspuit en start de meting. Wacht tot de ethanol geëlueerd is (de grote piek) en stop de meting.

De nano2 wordt aangesloten op kanaal 3 van de CoachLab II/II+. Kies als sensor een voltmeter (algemeen 05V) op kanaal 3 en stel de tijdas in op 60 minuten. Destilleren Om te voorkomen dat teveel water en niet vluchtige bestanddelen in de GC worden geïnjecteerd moet de wijn eerst worden gedestilleerd. Omdat er uiteindelijk maar 4 microliter destillaat moet worden geïnjecteerd kunnen we de destillatie uitvoeren op microschaal:

36

Resultaten De grote piek in het chromatogram wordt veroorzaakt door ethanol. De kleine hoeveelheid methanol valt niet direct op.

Pas na uitvergroten van het hobbeltje bij de tien minuten wordt de methanolpiek duidelijk zichtbaar.


•

•

Conclusie: Methanol is aangetoond. Om deze conclusie te kunnen trekken moet de retentietijd van methanol bekend zijn. Door een beetje methanol en ethanol te mengen, en hiervan 1 cL te injecteren kan de retentietijd van methanol worden bepaald.

Kwantitatief Een uitbreiding van dit experiment is de kwantitatieve bepaling van methanol in wijn. • Maak eerst een oplossing van 12 vol% zuiver (!) ethanol en 200mg/L methanol in water. • Destilleer een beetje van deze kunstwijn. • Chromatografeer 4cL van het destillaat en meet het oppervlak onder de methanolpiek.

Meet ook het oppervlak onder de methanolpiek van het destillaat van de witte wijn. Bereken met de oppervlakteverhouding de concentratie methanol in de witte wijn.

Tips De retentietijden met de polaire kolom zijn afhankelijk van de relatieve luchtvochtigheid. Zet de GC een dag van tevoren aan met de polaire kolom zodat de kolom zich kan instellen op de heersende luchtvochtigheid. • Controleer de zuivere ethanol vóór gebruik. Deze moet uiteraard methanolvrij zijn. • Spoel de spuit minstens 10 keer met zuivere ethanol voordat je een destillaatmonster neemt! Tot slot De nano2 gaschromatograaf wordt gemaakt door Frans Killian (TOA) en kost € 225,00. De nano2, de polaire kolom en de microliterspuit zijn bij Frans te bestellen via www.nano2.nl .Voor meer informatie kunt u contact opnemen met [email protected] .

Nascholing Het AMSTEL Instituut organiseert regelmatig cursussen met allerhande scheikunde toepassingen met Coach, en ook met SPARTAN en Odyssey.


37

BBB: Erfelijkheid Op de NIBI onderwijsconferentie is de L-testversie van de vierde Biologie Buiten het Boekje module gepresenteerd. “Erfelijkheid, bijvoorbeeld bij de mens” heeft veel enthousiaste reacties opgeleverd. Samen met de modules over mitose, meiose, DNA en eiwitten is een nieuwe, integrale e-leerlijn ontstaan voor VWO 4 – 6, plus een bonus voor docenten en leerlingen die méér willen weten. In leerboeken worden DNA, eiwitten, celdeling (meiose!) en erfelijkheid meestal los van elkaar in verschillende hoofdstukken behandeld. Een helder begrip van genetica en erfelijkheid vraagt echter om een geïntegreerde aanpak van: 1. de relatie tussen genen, eiwitten en fenotype; 2. hoe mutaties in genen het fenotype kunnen veranderen; 3. overdracht van genen aan het nageslacht en gevolgen daarvan voor het fenotype; 4. interacties tussen genen onderling en genen en milieu-invloeden. Daarom is gekozen voor een samenhangende behandeling op de niveaus: (i) individu (als deel van een populatie), (ii) cellen en (iii) DNA, RNA en eiwitten. In acht hoofdstukken komen aan de orde: • Relatie gen – fenotype – erfelijkheid (basiskennis a.h.v. monohybride kruising). • Geslachtschromosomen (geslachtsbepaling, geslachtsgebonden overerving). • Samenspel van genen (dihybride kruising, recombinatie, geninteracties, polygene overerving). 38

• Erfelijkheid in de praktijk (waardoor de praktijk meestal afwijkt van de theorie). • Multifactoriële erfelijkheid (kenmerken die door genen en milieu bepaald worden). • Populatiegenetica (a.h.v. frequentie van ziekten in populaties). • Ethiek (met aanzet tot discussie a.h.v. een “Baby op maat” scenario). • Achtergrondinformatie over genoom van de mens, mutaties, kanker en immunogenetica. Voorts is er een diagnostische toets (met feedback) en een zeer uitgebreide index. Alle onderwerpen worden behandeld a.h.v. tekst, schema's, animaties en illustraties, en voorbeelden (veel !). Waar mogelijk is gekozen voor de mens als voorbeeld, vandaar de toevoeging "bijvoorbeeld bij de mens" aan de titel van de module. We behandelen erfelijkheid echter in zijn algemeenheid; de link met de mens is alleen bedoeld om het onderwerp toegankelijker te maken. Omdat ook BBB-Erfelijkheid – met opzet - meer stof bevat dan strikt noodzakelijk is ter voorbereiding op het eindexamen zijn ook voor deze


module aanvullende vragen en opdrachten gemaakt die de leerling langs alle onderwerpen leidt die in ieder geval bestudeerd moeten worden *. Vragen en antwoorden kunnen vrijelijk gedownload worden van de website www.science.uva.nl/bbb (kies voor de Nederlandse versie van de website). Op de website zijn ook gratis demo-versies van elke module te vinden (in zowel Nederlands als Engels). BBB modules kunnen besteld worden bij CMA (zie website voor details).

* De modules “Erfelijkheid”, “DNA en eiwitten”, en “Mitose en meiose onthuld” dekken ondermeer de volgende VWO Biologie 1,2 eindtermen: Specifieke vaardigheden (48, 49), Structuur van cellen (deels: 19, 20, 22), Levenscyclus en erfelijke informatie (geheel), Levenscyclus van cellen (geheel), Metabolisme van de mens (deels: 121, 122), Eiwitsynthese (vrijwel geheel: 136-139, 141-143, 145-148, 150, 152), Bescherming van het interne milieu (deels: 207, 210214, 216).

Oof Oud [email protected]. Oof werkt als bioloog aan het AMSTEL Instituut en is auteur van de Biologie Buiten het Boekje serie.


39

Hartslag meten, lesbrief voor het vmbo De lesbrief “Hartslag meten” treft u aan op de vmbo-website die elders in deze Signaal is aangekondigd. Het doel van de lesbrief is leerlingen een idee te geven hoe het met hun conditie is gesteld. Daarvoor bepalen leerlingen hoe lang het duurt na een inspanning voor je hartslag weer het normale rustniveau heeft bereikt. Natuurlijk kan de hele opdracht zonder computer worden uitgevoerd. Door middel van het voelen van de pols bepaal je hoe lang het duurt tot een verhoogde hartslag weer normaal is. Toch is het zien van een hartslag op het computerscherm een bijzondere gewaarwording die motiverend werkt. Bovendien is je meetresultaat niet weg. Je kunt er achteraf nog even naar kijken, eventueel een afdruk van maken. Voor het uitvoeren van metingen met de computer wordt gebruik gemaakt van de nieuwe CMA-hartslagsensor (027i). Deze sensor wordt op de pink geplaatst en levert een signaal dat op een betrouwbare manier geteld kan worden. Het lesmateriaal (lesbrief en de activiteiten voor Coach 5) wordt kosteloos via de vmbo-website verspreid. Voor uitvoering moet u de beschikking hebben over Coach 5, CoachLab II/II+ en de hartslagsensor (027i). De lesbrief heeft dezelfde indeling als het overige materiaal van de vmbowebsite: instapvragen, opdrachten en een antwoordenblad; kijk eens rond op

In de opdrachten bepalen leerlingen eerst de hartslag door het voelen van de pols. Daarna maken ze het signaal zichtbaar terwijl ze nogmaals de pols voelen. Met deze twee proeven bepalen ze de hartslag in rust en vergelijken ze die met klasgenoten. Tot slot bepalen ze een maat voor hun conditie. De proefpersoon maakt eerst tien diepe kniebuigingen. De ander meet direct hierna een aantal malen de hartslag van de proefpersoon totdat zijn/haar hartslag weer op het rustniveau is. Ook hier is het weer mogelijk om te vergelijken met andere resultaten in de klas. Welke eisen moet je hier stellen voor een eerlijke vergelijking?

Signaal van de hartslagsensor (027i)

www.science.uva.nl/research/amstel /CoachVMBO.

Bij de instapvragen doen leerlingen uitspraken over het belang van levensstijl, een goede conditie en worden ze enkele basisfeiten over de bloedsomloop gevraagd. Dit alles heel kort. 40

Succesproef tijdens de Open Dag! Signaal 27 – Digitaal – mei2005

Profielwerkstukken Alweer voor het derde jaar zijn leerlingen uit de bovenbouw H/V welkom op de FNWI (Faculteit voor de Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica) van de Universiteit van Amsterdam voor het uitvoeren van een Profielwerkstuk. Leerlingen kunnen daarvoor terecht op een aantal Laboratoria en Instituten. Het onderzoeksidee hoeft niet nieuw te zijn, als er maar een eigen invalshoek gekozen wordt en er een onderzoeksplan wordt ingediend. Ook op het AMSTEL Instituut heeft een groot aantal leerlingen al een profielwerkstuk uitgevoerd. Daarbij worden zij begeleid door een van onze docenten. Lang niet altijd is er een doortimmerd plan van aanpak. In de praktijk groeit zo’n profielwerkstuk dan ook pas tijdens de uitvoering ervan langzaam naar een uiteindelijk resultaat. Gekozen onderzoeken zijn bijv. Ecosystemen, Conditie en Robotica. Gewilde onderwerpen zijn het bouwen en programmeren van een robot. Het proces omvat hierbij het ontwerpen – bouwen – automatiseren. Het is steeds aanpassen verbeteren van een gekozen model. Een aansprekend voorbeeld was de bouw van een mechanische rups. Gemiddeld twee middagen in de week kunnen leerlingen terecht op een van de Lab’s waarbij dan begeleiding aanwezig is.

Meestal komen leerlingen in tweetallen maar er zijn er echter ook die een hele groep meenemen (proefpersonen) die aan een conditie test worden onderworpen. Een rondleiding en kennis maken met het universiteitsleven is een vast onderdeel van ons programma waarbij leerlingen gesprekken voeren met studenten, docenten en hoogleraren. Daarbij worden vaak ook herinneringen uit de eigen studietijd opgehaald waarmee leerlingen weer een beter beeld krijgen van een universitaire studie. Natuurlijk hopen we deze leerlingen weer terug te zien voor een studie aan de UvA, dat is echter niet onze eerste opzet. Voor informatie www.science.uva.nl/profielwerkstukken www.science.uva.nl/amstel/dws/ridder


41

tien vragen over natuurwetenschappen in

jaargang 3 / nr. 8 / 5 april 2005

het nieuws

Johannes Paulus II

O

p zaterdag 2 april overleed Paus Johannes Paulus II. De situatie van de Paus verslechterde de laatste dagen snel, ten gevolge van een septische shock. 1. Wat gebeurt er in het geval van een septische shock? a. Door een bacteriële infectie daalt de bloeddruk zeer sterk. b. Door een ernstige allergieaanval wordt de slokdarm dichtgeknepen. c. Door een grote tumor ontstaan blokkades van darmen en bloedvaten. d. Door een tekort aan dopamine worden langzaam de hersenen afgebroken.

a. Gouden rijst bevatte veel te weinig vitamine A om nut te hebben. b. Gouden rijst groeide langzamer dan gewone rijst en werd overgroeid op de rijstvelden. c. Gouden rijst kon niet winstgevend worden gemaakt in een kleine markt. d. Gouden rijst riep wereldwijd zeer veel weerstand op, ook in de politiek.

Vogel

Hevige sneeuwval

W

ie gedacht had dat deze winter ge-ruisloos voorbij zou gaan, kreeg op de valreep nog ongelijk. Begin maart viel er een flink pak sneeuw, die zeer geschikt was voor sneeuwballengevechten. 2. Bij welke buitentemperatuur kun je de beste sneeuwballen maken? a. Bij geen enkele temperatuur: de plakkerigheid van sneeuw hangt af van het toeval. b. Bij ongeveer 5 graden; sneeuw is dan in een smeuiige toestand tussen ijs en water. c. Bij temperaturen onder -5: de ijskristallen vriezen dan heel snel aan elkaar vast. d. Rond het vriespunt; een laagje water om de ijskristallen maakt de sneeuw dan plakkerig.

Gouden rijst

G

ouden rijst is een genetisch gemodificeerde rijstsoort die vitamine A bevat. Kinderen in de derde wereld hebben daaraan vaak ernstig tekort. Gouden rijst werd al vijf jaar geleden gemaakt, maar is nooit op de markt gebracht. Onlangs was de rijst weer in het nieuws. 3. Waarom kwam gouden rijst destijds niet op de markt?

4. Waarom was de bovenstaande vogel in maart in het nieuws? a. Deze vogel is verantwoordelijk voor de recente gevallen van vogelgriep in Vietnam. b. Door het koude weer begin maart wordt deze vogel plotseling met uitsterven bedreigd. c. Grote groepen van deze vogel op de landingsbanen veroorzaakten ernstige vertragingen op Schiphol. d. Het is nu ook in Friesland verboden om eieren van deze vogel te rapen.

Mobieltjes als radio-ontvanger

K

ennislink.nl riep zijn lezers op om hun mobiele telefoons op vrijdag 1 april naar het oosten te richten. De tienduizenden telefoons moesten werken als één grote schotelantenne en zo het signaal van de Huygens

ruimtesonde opvangen en kaatsen naar een Drentse radiotelescoop. 5. Wat is in elk geval nodig voor het opvangen en doorkaatsen van een radiosignaal? a. een donker oppervlak b. een komvormig oppervlak c. een opvanglocatie boven de zeespiegel d. een sterk gebundeld radiosignaal

Ingepakte gletsjer

D

e aarde warmt op en daardoor smelten de Zwitserse gletsjers. Om de ijsmassa langer te kunnen behouden voor de wintersport gaan de Zwitsers een gletsjer nu inpakken met een plastic folie. 6. Welke bewering over gletsjers is NIET waar? a. Gletsjers verplaatsen zich zeer langzaam. b. Gletsjers zijn meestal bevroren rivieren. c. In Nederland hebben gletsjers gelegen. d. Ongeveer 10% van het land op aarde wordt bedekt door gletsjers.

Overgewicht

H

et aantal mensen met ernstig overgewicht zal in Nederland de komende jaren gestaag toenemen. Minister Hoogervorst kwam in maart met een controversieel voorstel om overgewicht te bestrijden. 7. Wat stelde minister Hoogervorst voor? a. Belasting heffen op vet voedsel. b. Mensen met ernstig overgewicht moeten verplicht op dieet. c. Verbod op snoepverkoop aan kinderen onder de 12 jaar. d. Verhoging van ziektekostenpremie voor mensen met overgewicht.

Nieuwe game-computer

N

intendo heeft een nieuwe gameconsole in Nederland gelanceerd. Het apparaat heeft in de eerste twee weken alle verkooprecords gebroken. Vernieuwend aan de spelcomputer zijn de twee kleine LCD-schermen.

Comapatiënte overleden

N

a jaren van procederen is de 41-jarige comapatiënte Terri Schiavo overleden. Op last van de rechter mochten de artsen haar voeding stopzetten.Terri Schiavo lag in een zogenoemd coma vigil. 9. Wat is een coma vigil? a. een toestand van hersendood b. een toestand van langdurige bewusteloosheid c. een toestand van verstandsverbijstering d. een toestand zonder zelfbewustzijn

Opnieuw aardbeving in Azië

O

p slechts 200 kilometer van de aardbeving van tweede kerstdag, heeft op 28 maart opnieuw een aardbeving plaatsgevonden. 10. Wat zeiden wetenschappers twee weken eerder over de kans op nieuwe zware bevingen in dit gebied? a. Dat die klein was; de komende eeuwen zouden er geen meer plaatsvinden. b. Dat die waarschijnlijk vrij klein was, maar dat aardbevingen altijd onvoorspelbaar zijn. c. Dat die vrij groot was. Ze verwachtten ongeveer één zware aardbeving per drie jaar. d. Dat die groot was, in verband met de verschuivingen van de eerdere aardbeving.

De ANW-quiz is een initiatief van De Praktijk. De quiz wordt maandelijks gratis verstuurd naar de abonnees; bovendien vindt u op www.noorderlicht.vpro.nl van ieder nummer een online versie. De quiz wordt mede mogelijk gemaakt door financiële bijdragen van VPRO, Teleac/NOT, Universiteit van Amsterdam, Universiteit Leiden en Technische Universiteit Delft. De Praktijk is als enige verantwoordelijk voor de inhoud van de ANWquiz, en volstrekt onafhankelijk in onderwerpkeuze, formulering en verwijzing. Ga naar www.praktijk.nu, download de antwoorden op deze quiz en geef uzelf op als abonnee!

8. Welk van de onderstaande beweringen over een LCD-scherm is waar? a. Als het beeld lange tijd stilstaat, kan het scherm inbranden. b. De beeldkwaliteit is vrijwel onder elke kijkhoek optimaal. c. Het scherm heeft geen magnetisch veld. d. Het scherm kan op den duur gaan flikkeren.

© 2001/2005 De Praktijk, natuurwetenschappelijk onderwijs

TIE – Teachers in Europe Leraren natuurwetenschappen die hun ideeën over het gebruik van computers en Internet in de les willen verrijken of zelf verspreiden vinden steeds meer mogelijkheden om dit ook internationaal te doen. Een goed voorbeeld hoe dat in de praktijk kan werken geeft het project “Teachers in Europe” (TIE) in het kader van het Europees eLearning initiatief: Tien Nederlandse leraren natuurwetenschappen (VMBO/HAVO/VWO) en wereldoriëntatie (Basisschool) discussiëren over hun lessen met leraren uit Denemarken, Duitsland en Zweden. Daarbij ligt de nadruk op de inzet van computers in het natuurwetenschappelijk onderwijs. Het AMSTEL Instituut brengt haar ervaring met Coach en simulatieprogramma’s in. Waar nodig krijgen deelnemers ook steun bij hun eerste voorzichtige stappen op het Internet. De TIE website is www.tie-nl.net. De Europese partners ontmoeten elkaar vooral via life-conferenties op het Internet (in de figuur een LearnLinc sessie over bijen). Per land is er

foon op het hoofd en een microfoon voor de mond (headset) blijkt het inderdaad voor de motivatie van iedereen belangrijk om elkaar ook eens

een aantal werkbijeenkomsten met persoonlijke ontmoetingen. Twee maal per jaar ontmoeten alle deelnemers elkaar afwisselend in één van de landen. De kosten hiervan worden gedekt vanuit het project. Daardoor is de deelname niet meer vrijblijvend, en je krijgt een sterkere inzet en een hechter verband tussen de deelnemers onderling. Tijdens de werkbijeenkomsten is er ook ruimte voor ontspanning. Omdat een groot deel van de gedachtewisseling tussen de deelnemers vervolgens plaatsvindt op het Internet – pratende met een koptele-

mee te maken in een andere omgeving, zoals een keertje samen wadlopen op Ameland. Naar aanleiding van nascholingen, bijv. met Coach of over de simulatieservice NatSim (www.natsim.net) ontwerpen TIE-leraren innovatieve lessen voor hun eigen leerlingen. De ene docent gebruikt een applet over de dichtheid van stoffen in zijn VMBO klas, een andere laat zijn groep 5 metingen met een temperatuursensor verrichten in een project over het weer. De derde heeft zelf software gemaakt voor gedragsanaly-

44


se en een fotosynthesesimulatie voor biologie (Tweede fase VWO); zie http://members.home.nl/akodde/. Om de discussie met de andere deelnemers van alle schooltypes en vakken voor te bereiden, moet de opzet van een les uitgebreid worden beschreven in een gestandaardiseerd formulier (template). Daarbij moet een docent van drie leerlingen een werkstuk bespreken. Dit moeten steeds voorbeelden zijn van leerlingen die resp. ruim aan verwachtingen voldoen, maar net aan of helaas niet voldoen (dit model is overgenomen van “Schools around the World”). Aan de hand van de beschreven al-

gemene doelen en de concrete beoordeling van drie leerlingenwerkstukken, ontstaat er een discussie over de doelen van het natuurwetenschappelijk onderwijs op verschillende niveaus in verschillende landen. Leraren in de bètavakken of leraren basisschool, die er idee in hebben om ooit ook eens aan een soortgelijk project mee te doen, kunnen vrijblijvend contact opnemen met het AMSTEL Instituut [email protected]. Zodra zich er een nieuwe gelegenheden voordoet worden er nl. vaak op korte termijn enthousiaste deelnemers gezocht! Frank Schweickert coördineert TIE [email protected].

Basisschool de Zwerm doet mee aan TIE In september kreeg ik plotseling de kans om mee te doen aan een internationaal project. Binnen een paar dagen na mijn aanmelding zat ik drie dagen in Travemunde (Duitsland) te praten over ICT-gebruik binnen wereldoriëntatie en natuurwetenschappen met collega’s uit Nederland, Duitsland, Zweden en Denemarken. Doel is drie lessenvoor te bereiden, volgens een vast format (template), die door alle landen op dezelfde manier gebruikt en begrepen kunnen worden. In een gezamenlijke startconferentie werden deze templates voorbereid waarna uitwerking op de eigen school volgde. Naast de werksessies was er in het avondprogramma voldoende gelegenheid om elkaars onderwijssystemen te leren kennen. Weer in Nederland aangekomen heb ik besloten dat mijn eerste template zou gaan over een biologisch onderwerp: “Houd de wilde dieren wild”. De kinderen moesten in groepen muurkranten maken over bedreigde dieren. De informatie moesten ze van het Internet afhalen. De muurkrant moest zo gemaakt zijn dat hij direct zou opvallen én gelezen zou worden.

De kinderen vonden het heel leuk en interessant om dit te maken. Ze waren al


45

gewend om met muurkranten te werken, maar het leuke was nu dat andere landen deze ook zouden gaan bekijken. Het maken van de template was niet makkelijk, maar uiteindelijk is dit goed gelukt. De template is in een LearnLinc-sessie met een aantal buitenlandse collega’s besproken waarbij vragen werden gesteld over het hoe en waarom van de les. Eén van de voordelen van dit project was dat we voor meten met de computer de CoachLab-interface inclusief drie sensoren kregen. In januari startten wij met het project: “Als het maar beweegt”. Ik had de Coachlab ingezet voor onderzoek over de “beweging” van geluid, licht en temperatuur. Met de werkboekjes van het CMA en de lichten temperatuursensor ging een aantal leerlingen aan de slag. Eerst heb ik dit door kinderen van groep 7/8 laten uitvoeren en later hebben zij weer een paar

leerlingen van groep 5/6 begeleid. De meeste kinderen waren enthousiast en wilden meer metingen doen. Ik merkte wel dat de kinderen niet gewend waren zelf veronderstellingen te doen. Ze konden wel een beetje bedenken wat er zou kunnen gebeuren, maar pas na gerichte vragen van mij deden ze dit goed. Ook vonden zij het lastig om snel en goed grafieken te interpreteren. De belangrijkste reden hiervoor is het feit dat zij niet gewend zijn op deze manier te werken. Dit zal de komende tijd zeker gaan veranderen. Zodra ik meer thuis ben in de mogelijkheden met de CoachLab komt het werk van de kinderen vanzelf. Het huidige project waar we mee bezig zijn (ook vanuit Teachers in Europe) is het project “Weer en klimaat”. Dit project doen we samen met drie basisscholen uit Duitsland, Zweden en Denemarken. Alle vier zullen we drie keer een week lang het weer bijhouden en de gegevens naar elkaar toe mailen. Deze metingen doen we in dezelfde week, zodat we het weer in de vier landen met elkaar kunnen vergelijken. Ik heb één van mijn leerlingen bereid gevonden om een website te maken voor dit project. Twee jaar geleden hebben de kinderen geleerd om zelf een website te maken. Een aantal van hen vindt dit zo leuk en kan dit al zo goed dat ze dit soort opdrachten makkelijk aankunnen. Kijk eens op http://www.bsdezwerm.nl .

Emile Goossens is Leerkracht groep 7/8, Basisschool De Zwerm in Sint Maarten. Natuur en Techniek op de basisschool Samen met SLO en NEMO start het AMSTEL Instituut een project voor de invoering van Science in het PO. In een pilot doen nu 10 basisscholen mee. Informatie kunt u vinden op www.science.uva.nl/amstelinstituut/po.cfm. 46


Navorming in België Coach is al in vele talen vertaald (meer dan 15!) en wordt steeds meer ook in het buitenland gebruikt. In België is Coach verkrijgbaar via Vanneste bvba (www.didactiek.be). Het gebruik van ICT wordt daar ook met nascholing ondersteund, of zoals men dat in Vlaanderen zo prachtig zegt bij een aankondiging van een van de cursussen: “Op aanvraag wordt een Navorming ingericht in België voor leerkrachten derde graad fysica (16-18 jarigen) in verband met magnetisme en elektriciteit alsook Videometen.” In het Vlaams Onderwijs is fysica verdeeld in hoofdstukken of delen , die in principe na elkaar worden gegeven: Krachten Arbeid en vermogen Warmteleer Vloeistoffen en gassen Optica Trillingsleer Elektriciteit met elektrostatica en elektrodynamica Fysische optica Elke afdeling krijgt in een bepaalde volgorde meer of minder leerstof uit die verschillende delen. Door Vanneste is bij iedere afdeling een aantal experimenten beschreven die worden uitgevoerd met Coach 5 ‘Experimenten Natuurkunde’. De apparatuur die in de opstellingen wordt gebruikt is verkrijgbaar via Vanneste. Info bij Hilde Vanneste [email protected] Navorming: Vanneste organiseert navorming op aanvraag, met digitale ondersteuning (beginners en gevorderden).

Het magnetisch veld in een spoel is een volgend project. Als demonstratie kan men gebruik ma-

ken van een lange solenoïde, waarbij het aantal windingen kan ingesteld worden. Bij een schakeling kan men zowel de invloed van de stroomsterkte ( met stroomsensor ) meten, als invloed van het aantal inwindingen en de middenstof wijzigen. De grafiek van de resultaten bij gestabiliseerde voeding van 15V 4A, met regeling stroomsterkte . Videometen De natuurramp Tsunami is de vertrekbasis om een experiment aan te maken. De ijking en instellingen van een film met mogelijkheden worden getest en uitgelegd.

Elektriciteit en elektromagnetisme. De publicatie in Signaal 26 ( mei 2004) van de differentiële ingangen was aanleiding tot het testen van nieuwe mogelijkheden. De temperatuursafhankelijkheid van weerstand wordt gemeten door de weerstand in water op te warmen en in een stroomkring te plaatsen. Signaal 27 – Digitaal – mei2005

47

Nieuwe producten CoachLab II+, de opvolger van CoachLab II Na ruim 6 jaar bestaan van CoachLab II werd het tijd voor een upgrade. In toenemende mate beschikken nieuwe computers, zeker notebooks, niet meer over een seriele poort. Zo langzamerhand hebben vrijwel alle in gebruik zijnde computers USB-aansluitingen (computers vanaf 1998). De belangrijkste verandering is danook dat CoachLab II+ wordt aangesloten op USB. Een belangrijke functionele toevoeging is de ondersteuning van sensorherkenning. Vele van onze sensoren geven informatie over hun eigenschappen, i.h.b. informatie over ijking, door aan het meetsysteem. Na ULAB kan dus nu ook CoachLab II+ hiermee overweg. Een aantal specificaties zijn tevens verbeterd. Hieronder een opsomming van de belangrijkste verbeteringen of toevoegingen: - USB i.p.v. RS-232, de data doorvoersnelheid is verhoogd van 11.5 naar 125 kB/s. - ondersteuning van sensorherkenning. - het interne geheugen is vergroot van 32 kB naar 128 kB. - de maximum sample-rate is 100000 samples per seconde (was 40000). - meerdere kanalen tegelijk kunnen worden gebruikt als teller. - twee aansluitingen voor afstandsensoren (geen splitskabel meer nodig); ook andere typen digitale sensoren kunnen worden aangesloten. - de interne software van CoachLab II+ is upgradeble. CoachLab II+ is leverbaar vanaf augustus 2005; CoachLab II is niet meer leverbaar. (art. nr. 006p) Prijs: € 295.Het vernieuwde Kruispuntpakket (art. nr. 20042) In de vorige Signaal vermeldden wij al dat er een driver was voor het Kruispunt met de oude parallelle kabel onder Windows XP. Inmiddels is de oude kabel uitverkocht en is er een gloednieuwe USB kabel voor het Kruispunt en CoachLab I. Het Kruispuntpakket bestaat nu uit het kruispuntmodel, de USB-kabel en twee auto’s; via de CMA website kunt u de gratis software ‘Coach 5 Junior voor het Kruispunt’ en het lesmateriaal (bijgewerkte docentenhandleiding en leerlingwerkbladen) downloaden. 48

Met de nieuwe kabel kan het Kruispunt worden aangesloten terwijl de computer aan staat. Na aanmelden van de driver in de software, wordt het kruispunt met de


nieuwe kabel automatisch gedetecteerd door de computer.

Het vernieuwde pakket is aantrekkelijk geprijsd: € 85,- (5 pakketten €391,-).

Het vernieuwde CoachLab I meet/stuurpakket (art. nr. 20005msv) Het CoachLab I meet/stuurpakket is vernieuwd! Met de nieuwe USB-kabel is CoachLab I nu geschikt voor alle Windows platforms. Samen met de meegeleverde software ‘Coach 5 Junior voor CoachLab I’ ontstaat een uitdagende meet/stuur leeromgeving voor leerlingen in groepen 7 en 8 van de Basisschool en voor het VMBO. Het pakket is in prijs verlaagd naar € 189,00. Fischertechnik Starter Kit. Lessen in meten en sturen (art.nr. 0418353) Omschrijving van het pakket Omschrijving van het lesmateriaal De Starter Kit van Fischertechnik beHet lesboekje “Ontdekken, meten & staat uit bouwmateriaal voor eenvoudiregelen” is gemaakt om leerlingen onge modellen. De modellen (bijvoorbeeld derbouw havo/vwo zelfstandig met de verkeerslicht, ventilator, slagboom en Starter Kit te laten werken. Zo moet er schuifdeur) kunnen in circa 45 minuten bijv. een verkeerslicht worden ontworworden gemaakt aan de hand van een pen, gebouwd en geautomatiseerd. Dat duidelijke bouwbeschrijving. doen leerlingen in kleine stapjes. De bouwdoos bevat ondermeer een moLeerlingen schrijven eerst een protor, enkele lampjes, drie schakelaars, een gramma voor het aan en uit zetten van lichtsensor en een NTC. Deze onderdedrie lampjes. len kunnen in een Fischertechnik model Het verkeerslicht wordt daarna uitgeworden aangesloten op een computer breid met een drukschakelaar voor voetvia een computerinterface (CoachLab gangers en tot slot met een lichtsensor. II/II+). Door een stuurprogramma te Bij het introduceren van sensoren zijn ontwerpen in Coach is dan van het moook in het stuurprogramma nieuwe del een automaat te maken. commando’s nodig. De lijst met comBij de Starter Kit hoort een Nederlandsmando’s groeit per opdracht. Uiteindetalig lesboekje. lijke gebruiken leerlingen een stuurtaal Voor aansluiting van Fischertechnik op waarmee ook de ander modellen uit de de CoachLab II/II+ levert CMA apart Starter Kit zijn te automatiseren. een connector set bij de Starter Kit. Voor de Starter Kit dient u de beschikking te hebben over een CoachLab II/II+.


49

Berichten uit de Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica - Universiteit van Amsterdam www.science.uva.nl/

CONGRESSEN - FESTIVALS Doelgroep: vakdocenten natuurwetenschappen, wiskunde en informatica & leerlingen 5 en 6 vwo. Omschrijving: Gedurende het studiejaar zetten verschillende onderzoeksinstituten en opleidingen van de Faculteit NWI een dag hun deuren open voor vakdocenten, scholieren en andere geïnteresseerden. Tijdens deze congressen kunnen bezoekers lezingen bijwonen van toonaangevende wetenschappers uit eigen huis en kennismaken met het experimentele en populair wetenschappelijk werk binnen het vakgebied. Congressen die het afgelopen jaar plaatsvonden zijn: Viva Fysica!, Leve de Wiskunde, Bio-exact-Life Sciences exact bekeken en Viva Chemie! Voor het bijwonen van deze congressen kan een nascholingscertificaat worden afgegeven. Kosten: Deelname is gratis. Inlichtingen en aanmelden: Informatie vindt u op www.science.uva.nl/congres. KEERPUNTEN IN DE NATUURWETENSCHAPPEN Doelgroep: iedereen met natuurwetenschappelijke belangstelling. Omschrijving: In deze collegecyclus wordt op een inspirerende wijze een inleiding gegeven tot belangrijke keerpunten in ons denken over de natuur. De reeks geeft een overzicht van de moderne natuurwetenschappen, opgehangen aan centrale inzichten en de experimenten die daartoe geleid hebben. De samenhang tussen de verschillende wetenschapsgebieden als natuurkunde, sterrenkunde, quantumtheorie, kosmologie, evolutie en moleculaire biologie staan daarbij centraal, maar ook meer beschouwelijke aspecten als de (empirische) wetenschappelijke methode, wetenschapsgeschiedenis en wetenschapsfilosofie komen aan bod. Cursussen: De colleges vinden plaats in de periode februari – juni 2006 en worden verzorgd door hoogleraren van de Faculteit NWI. Kosten: € 150 voor docenten voortgezet onderwijs. Inlichtingen en aanmelden: Actuele informatie vindt u op www.iis.uva.nl . EUREKA CUP (in samenwerking met Amolf/FOM, Nikhef en VU) World Year of Physics 2005 Er is een wedstrijd georganiseerd voor leerlingen uit basisvorming om een aantal experimenten te ontwerpen in de categorieën: 1. Waterraket, 2. Kettingfreactie, 3. Persoonsherkenning, 4. Physics art, 5. Compositiefotografie, 6. Hemelse lantaarnpalen. Op vrijdag 20 mei a.s. is er de presentatie door leerlingen op het Science Park van de UvA aan de Kruislaan 409 in Amsterdam. Informatie over deze niet te missen prijsuitreiking: www.wyp2005.nl/eurekacup. 50


NATUURKUNDE OP DE MARKT en SCIENCE UNLIMITED World Year of Physics 2005 Doelgroep: algemeen publiek Omschrijving: In de week van 14 t/m 19 juni vindt in NEMO Science Unlimited plaats. Verschillende universiteiten hebben hiervoor, samen met bedrijven zoals Philips, een programma opgesteld dat het publiek zal verbazen, vermaken, overdonderen en nieuwsgierig maken. In de weekeinden vóór deze feestweek treden teams van studenten en jonge medewerkers van universiteiten en onderzoeksinstituten op als standwerkers op lokale markten. Dit onderdeel luistert naar de naam Natuurkunde op de Markt. De Universiteit van Amsterdam levert bijdragen aan beide evenementen. Kosten: geen Inlichtingen en aanmelden: Actuele informatie vindt u op: www.wyp2005.nl MASTERCOURSES Doelgroep: docenten natuurwetenschappen, wiskunde en informatica Omschrijving: Mastercourses zijn eendaagse cursussen in diverse vakgebieden met als doel eerstegraads docenten de gelegenheid te bieden zich op de hoogte te stellen van recente ontwikkelingen in hun vakgebied. De bèta-mastercourses worden gegeven door hoogleraren, docenten en onderzoekers van onze Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica. Behalve een wetenschappelijke component kennen de meeste mastercourses een programmaonderdeel waarin de toepassing in de klas aan de orde komt. In veel mastercourses worden ook een of meer practica gegeven. Cursussen: Het definitieve cursusaanbod voor 2005-2006 wordt half augustus bekend gemaakt op onze website. Eind augustus ontvangt u op school de brochure met het volledige aanbod, cursusdata en inschrijfformulier. De cursussen worden gehouden op diverse locaties van de FNWI in Amsterdam. Bij de foto: Nascholing is ook napraten! Inlichtingen: Kosten van een mastercourse € 150. Meer informatie vindt op de website www.science.uva.nl/mastercourses. U kunt contact opnemen met de Afdeling Communicatie FNWI, 020-5257865, [email protected]. Signaal 27 – Digitaal – mei2005

51

Vooruit! projecten 2005 - 2008 Vooruit! is een subsidieregeling van het Min. van O&W met als doel scholen te stimuleren die willen innoveren. De innovatie moet een echte vernieuwing zijn (dus bijv. geen "inhaalslag") en moet direct het leerresultaat van leerlingen ten goede komen (zie www.senter.nl/vooruit). Zomer 2004 hebben 265 scholen een projectaanvraag ingediend bij het Min. van O&W (SENTER). Daarvan zijn er 84 gehonoreerd. Het AMSTEL Instituut, UvA, heeft op verzoek een aantal scholen geholpen bij de projectaanvraag, met gunstig resultaat. Het merendeel van deze aanvragen is gehonoreerd. Eén van de subsidievoorwaarden is dat de resultaten beschikbaar zijn en verspreid kunnen worden, bijv. tijdens studiedagen/conferenties en in publicaties. Voor de scholen waarbij AMSTEL bij de uitvoering is betrokken wordt een website ingericht waar (tussentijdse) resultaten zijn te volgen. Carmel College - Raalte Siencelesmateriaal bavo. Het Carmel wil een nieuw vak science neerzetten dat bestaat uit componenten van natuurkunde, scheikunde en techniek. Zij gaan sciencevakken clusteren tot natuur&techniek en zij gaan leerstof maken gericht op “leren door doen” (basisvorming). De leerstof wordt ingedeeld in verschillende vakoverstijgende thema’s (1. water, 2. verkeer, 3. elektriciteit, 4. optica, 5. nog te kiezen). Gekoppeld aan de thema’s werken leerlingen in groepjes aan bijbehorende onderzoeks- en ontwerpopdrachten. Boek (en Internet) worden 52

vooral als bron gebruikt bij probleemoplossing. Waar mogelijk en zinvol wordt gebruik gemaakt van simulaties en applets om actief leren te ondersteunen. In afzonderlijke practica worden de basisvaardigheden aangeleerd die voor opdrachten nodig zijn: onderzoeksvaardigheden, ontwerpvaardigheden, manuele vaardigheden, ictvaardigheden en rekenen formulevaardigheden. CVO - Hilversum Doorlopende leerlijn Bewegen (natk). Drie scholen werken samen: Comenius College gym/ath/havo/vmbo-t, De Savonin Lohman vmbo-t, Hilfertsheem Beatrix vmbo. Zij willen bereiken dat leerlingen meer leren van doen en daarnaast tot meer activiteit en tot meer verantwoordelijkheid komen voor hun leren. Leerlingen moeten vaker succes kunnen ervaren in het onderwijs. Daarvoor willen zij een aantal middelen gelijktijdig inzetten. Lijn A - inzetten van practica die zeer nauwkeurig zijn toegesneden op het niveau van elke leerling en die de beheersing van het vak effectief ondersteunen. Als eerste speerpunt is gekozen voor het onderwerp "Beweging".


Lijn B - zij laten de leerlingen van elkaar leren. Binnen een klas gebeurt dat van nature al wel in zekere mate, maar het CVO wil een systeem ontwikkelen waarin leerlingen in hogere jaren ondersteuning bieden aan jongere leerlingen; andersom leren leerlingen in lagere jaren bijtijds en effectief hulp te zoeken. Bij de uitvoering wordt aan studenten (bijv. lio's) gevraagd een bijdrage te leveren. Lijn C – Inzet van ICT gereedschap. Bij lijn A worden (ICT-)toepassingen ontwikkeld met o.a. Coach5, applets en worden Internet en video gebruikt. Bij lijn C is ICT onontbeerlijk om een platform te creëren en als communicatiemiddel tussen de leerlingen onderling. Amstel Lyceum en Hervormd Lyceum Zuid - Amsterdam Dataloggers in veldwerkonderzoek (bio). Met een datalogger als draagbaar meetlaboratorium voor buitenshuis kunnen leerlingen, naar keuze en interesse eigen onderzoek verrichten. Binnen het project willen we leerlingen van twee verschillende scholen samen laten werken. Hiervoor willen we dat leerlingen gezamenlijk een veldonderzoek opzetten, elkaar van opbouwende kritiek voorzien, taken verdelen en aan elkaar rapporteren. Hierdoor worden leerlingen getraind in samenwerkings-, overleg- en presentatievaardigheden. Het gebruik van dataloggers en Coach in veldwerk stelt leerlingen in staat concepten, theorieën en processen van onderzoek van begin tot eind

te begrijpen en te doorgronden. Leerlingen krijgen daarnaast een goed beeld van de werkwijze in echt biologisch wetenschappelijk onderzoek, inclusief de daarin gebruikte ICTmiddelen. Daarnaast worden leerlingen gestimuleerd probleemoplossend, onderzoekend en/of ontwerpend te leren, en doen ze ervaringen op rond samenwerken en communicatie met derden. Met dit doel worden ULABdataloggers aangeschaft en worden protocollen/onderzoeksopdrachten ontwikkeld. In dit project wordt samengewerkt met 'De Praktijk'. De Praktijk is een jong en enthousiast onderwijsbureau voor bedenken van concepten, het ontwikkelen van materiaal en adviezen rond natuurwetenschappelijk onderwijs en communicatie (zie www.praktijk.nu). Petrus Canisius College (afd. Blekerskade) - Alkmaar 1)Sport 2)Waterkwaliteit, beide in 4 Havo. Het PCC gaat twee projecten opzetten in 4 havo rond de thema's ‘sport’ en ‘waterkwaliteit’; de projecten hebben een sterke ICT-component. Een belangrijke component van deze projecten wordt het samenwerken van leerlingen met verschillende profielen. Dit kan worden bereikt doordat biologie, natuurkunde, scheikunde en lichamelijke opvoeding deelnemen aan dit project. Een project duurt drie tot vier weken. Leerlingen met verschillende profielen werken in kleine groepjes. Uiteindelijk zal blijken dat zowel de inbreng van leerlingen met een beta-


53

profiel als de inbreng van leerlingen met een alfa-profiel van belang is voor een samenhangend, compleet eindresultaat. Er is samenwerking mogelijk met een school in Darmstadt (DU). Leerlingen leren om de resultaten aan verschillende doelgroepen te presenteren: aan elkaar, aan de ouders, maar ook aan docenten op de verschillende onderwijsconferenties. Tijdens het project zullen de effecten op het leren en de motivatie van de leerlingen met behulp van een mini-onderzoek bepaald worden. Met dit doel worden ULABdataloggers aangeschaft en ontwikkelt men les- & practicumactiviteiten. In dit project wordt samengewerkt met 'De Praktijk'. SVOK - Castricum Co-Lab (natuurkunde en biologie, VMBO-TL, HAVO, VWO) Er werken hierin drie SVOK scholen samen: Jac. P.Thijsse College, het Kennemer College (loc. H/V) en het Bonhoeffercollege. Co-Lab (Collaborative Laboratories for Europe) is een geavanceerde ELO en is recent ontwikkeld in het kader van het EU programma ‘School of Tomorrow’ http://colab.edte.utwente.nl/index.html

lingen (vaak in teams van drie) kunnen ook op afstand samenwerken via de internet-server (b.v. thuis of op verschillende scholen). De ELO wordt geschikt gemaakt voor de Nederlandse setting. Gelijktijdig zal het modelleren als een doorlopende leerlijn in het science onderwijs van SVOK worden opgenomen. Er worden les-, & practicumactiviteiten en simulaties ontwikkeld en er wordt een server ingericht. Tijdens het project worden de leereffecten onderzocht door een AIO van UvA. Hageveld Atheneum - Heemstede 1) labvaardigheden, 2) geïntegreerd natuurkunde en techniek basisvorming h/v. Hier is het doel: Door integratie van gedeeltes van de vakken techniek, wiskunde natuurkunde, biologie en scheikunde meer samenhang te laten ontstaan en leerlingen vanaf leerjaar 1 trainen in onderzoeks- en ontwerpvaardigheden. Men wil met een multidisciplinair team van docenten lesmodules maken die op VWO-niveau leerlingen doen werken aan de genoemde vaardigheden. Een natuurwetenschappelijke onderzoekshouding, laboratoriumvaardigheden en ontwerpvaardigheden kunnen pas geïntegreerd worden aangeleerd wanneer vakken samen gaan. We denken dit te bereiken door vakintegratie, door natuurtechnische ontwerpen te laten maken en uitvoeren en door een nieuw ‘vak’/lesmodules ‘laboratoriumvaardigheden’ aan te bieden.

Co-Lab is vooral een nieuw soort leeromgeving waarbinnen leerlingen in samenwerking kennisrepresentaties voor exacte vakken construeren op basis van experimentele en gesimuleerde gegevens. De drie pijlers van Co-Lab zijn dus experimenteren (onderzoekend leren), samenwerken en modelleren. De van 27 – Digitaal – mei2005 54 leerlingen (vaak in teams Signaal

Als eerste stap worden de lessen natuurkunde en techniek samengevoegd tot les- en practicumactiviteiten. St. Michaels College - Zaandam Galois: ELO en gebruik Open Source software (wiskunde) Het SMC gaat een Geïntegreerde Algebraïsche Leer Omgeving In School (“Galois”) ontwikkelen. ICT bij wiskunde heeft een positieve bijdrage aan het onderwijs onder voorwaarde dat er goede mogelijkheden zijn om de voortgang van een leerling te bewaken. Dit kan onder andere door een Elektronische Leer Omgeving (ELO) te gebruiken. Men wil binnen de ELO een koppeling met Computer Algebra Systemen

(CAS) zodat er sprake is van “intelligente” feedback. Voor de kennis hierover legt het team contact met het Hoger Onderwijs en wordt expertise van Freudenthal Instituut en AMSTEL Instituut ingehuurd. Voor de ontwikkeling wil men aansluiten bij het “open source” principe (www.opensource.org/docs/definition.php). Denk verder aan de implementatie van wi-paketten en het gebruik van digitale materialen zoals applets en digitale toetsen. Er worden les- en practicumactiviteiten ontwikkeld en er wordt een server ingericht. Dit project zal ook een aanzet geven tot nader onderzoek op het gebied van afstandsleren.

Verspreiding van resultaten Ter voorbereiding is er al een groot aantal activiteiten ontwikkeld en zijn er demonstraties gegeven. Onderdeel van de Vooruit!-projecten is de verspreiding van het nieuw ontworpen lesmateriaal. Nu er net is gestart laat dat nog even op zich wachten, maar er is al veel in beweging. Wanneer u ook informatie zoekt over ICT-toepassingen kunt u bijv. de Gebruikersbijeenkomsten bezoeken die wij regelmatig organiseren, of kunt u ons voor Studiedagen uitnodigen (zie de cursusagenda in deze Signaal of op www.science.uva.nl/amstelinstituut/nascholing.cfm.


55

Cursusoverzicht Het AMSTEL Instituut organiseert komend cursusjaar een beperkt aantal bijeenkomsten. Het accent ligt op uitvoering bij u op school of begeleiding gedurende een cursusjaar (ICT-project)! De meest recente informatie over het gehele cursusaanbod kunt u vinden op de site: www.science.uva.nl/amstelinstituut/nascholing.cfm Wanneer u belangstelling heeft voor een van de hier genoemde cursussen dan kunt u dat kenbaar maken via [email protected] . Geld: scholen ontvangen per jaar ca. € 540 per formatieplaats om te besteden aan nascholing – wanneer de sectie of een bèta-cluster een meerjarenplan maakt, is een maatwerkcursus op school zonder problemen te financieren.

Informatie-bijeenkomsten (gratis) Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde, scheikunde, biologie en techniek. Uitwisseling over gebruik en mogelijkheden van Coach 5/6 en de CoachThuisversies voor H/V en VMBO, hardware, lesmateriaal en nieuwe producten. Informatie- & uitwisselingsbijeenkomst gebruikers Coach5/6 Amsterdam

vr 7/10/05

14.00-16.00 u

DOE Dag: Coach 5/6 Projecten maken/organiseren Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde, scheikunde en biologie. Vervolg op ‘Werken met Coach 5/6’ Coach bevat gereedschappen voor het maken van computerpractica (teksten, html, afbeeldingen, instellingen) en vervolgens beheren per klas (open of gesloten gebruiken; toegang via wachtwoord, bestandsbeheer). Ontwerp/maak/schrijf en organiseer uw eigen serie practica. Aandacht voor geavanceerd gebruik van tabellen/diagrammen en analyseren van meetresultaten. (Enige kennis is nodig). Vervolg Coach 5 Proj. & Profielen € 215

Op verzoek organiseren wij ook een bijeenkomst bij u op school wanneer daarvoor voldoende belangstelling is, bijv. door één of meer scholen uit uw regio daarbij uit te nodigen.

Amsterdam Zwolle Amsterdam

DOE Dag: Werken met Coach 5/6

Uitwisseling & Tips bij gebruik in de les. Alle dagen zijn in Amsterdam, Prijs: € 50 Doelgroep is per dag verschillend:

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, practica).

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

Gebruikersdagen Coach 5/6

BiNaSk & Techniek 4/10/05 9.30-16.30 u Techniek do 9/ 2/06 9.30-16.30 u TOA’s vr 21/ 4/06 9.30-16.30 u

Vooruit Invoeringstraject Coach 5/6 Vaak komt het er toch niet van om de ideeën voor practica met Coach daadwerkelijk sectiebreed in te voeren. Dat lukt wel wanneer wij u gedurende een jaar regelmatig ondersteunen. Wij integreren de nascholing met voorbereiden, aanschaffen, uitvoeren en het organiseren van concrete practica: op aanvraag

Werken met Coach 5

Prijs: € 215

Amsterdam Zwolle Amsterdam 56

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u Signaal 27 – Digitaal – mei2005

vr 4/11/05 vr 13/ 1/06 do 20/ 4/06

ma 28/11/05 vr 20/ 1/06 vr 19/ 5/06

–––

– – – – – – – – – – – – – – – –– – – – – – – – – – –

– – – – – –– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

–––

Aanmeldingsformulier voor Nascholingscursus Aanmelden via Internet: www.science.uva.nl/amstelinstituut/nascholing.cfm 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 1098 SM Amsterdam

S.v.p. duidelijk schrijven!

Naam cursist:

______________________________________________

Adres cursist:

______________________________________________

Postcode/Plaats:_____ ___ Telefoon:

___________________________________

(_________) _____________ E-mail: __________________________

School: _____________________________________________________ Adres:

_____________________________________________________

Postcode/Plaats:_____ ___ Telefoon:

___________________________________

(_________) _____________ E-mail: __________________________

Geeft zich op voor de cursus: ____________________________________ Cursusplaats:

____________________________________________

Cursusdatum/data: ____________________________________________ •

Ik ben docent / TOA 1 in de: Biologie / Natuurkunde / Scheikunde / Techniek 1 / anders:

• •

Ik heb veel / weinig / geen 1 ervaring met Coach Ik wens wel / geen 1 certificaat (voor oriëntatiebijeenkomsten wordt géén certificaat uitgegeven) Zo ja:

•

_________________________________

_____________________

___________________________

(Geboortedatum)

(Geboorteplaats)

Factuur op naam van: de school / de cursist 1

__________________

_______________

______________________

(Plaats)

(Datum)

(Handtekening)

1

sign27

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

Kosten: Annulering: Bevestiging:

De cursusprijs is inclusief cursusboek en een lunch wanneer de maaltijd binnen cursustijd valt. Bij meerdere, gelijktijdige inschrijvingen uit één school krijgt u € 15,– korting per cursist (indien 1 dagdeel: € 7,50 per cursist). Tot 3 weken voor aanvang betaalt u geen kosten, bij latere afmelding 25% van het cursusgeld. 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)


57

Programma 2-daagse cursus ‘Computerpractica’ – kan ook bij u op school gegeven worden 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 maken en gebruikt u de docentmogelijkheden van Coach (aanpassen en organiseren practica). 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/aanpassen van uitleg– en opdrachtschermen. Rekenen in Coach 5/6. Aanpassen standaardijking. Videometen. 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. Werken met vaste modellen en bijbehorende lesmaterialen: Verkeersplein; LEGO Dacta Control Lab, Intelligente Huis en Pneumatiek en RCX (Intelligente steen), Fishertechnik; 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-rom’s, Applets 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 SG Leo Vroman – Gouda en Zwijssen College – Veghel 58


Applets gebruiken in de les: Simulatie met applets Doelgroep: Docenten/TOA BiNaSk Een cursus met veel tips over het gebruik van simulaties in de les, zoals applets en physlets. Waar kunt u ze vinden, hoe kunt u ze aanpassen en hoe plaatst u deze op een website voor direct gebruik door uw leerlingen. In de vervolgcursus ‘Applets aanpassen en ontwerpen’ gaan wij dieper in op de technische aspecten. Aan de orde komen javascript-codes en gereedschappen om eigen applets op te zetten. Applet – cursussens di 27/ 9/05 di 25/ 4/06

Video-meten

Prijs: € 215

Amsterdam Amsterdam

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

(Grafisch) Modelleren

Vervolg Applets aanpassen/ontwerpen Amsterdam

Doelgroep: docenten/toa’s – BiNaSk, Wi. Met meten aan een videofilmpje doen leerlingen onderzoek aan de gefilmde werkelijkheid. U krijgt technische tips en u maakt opnames met webcam en digitale fotocamera. Coach 6 biedt nu ook auto-trace, perspectiefcorrectie etc.! Het plan is de computer vanaf 2007 op het examen te gebruiken (IMEX). U kunt proefexamens VMBO/H/V Videometen hier oefenen en wij informeren u over de praktijk van Examenorganisatie.

Prijs: € 215

Simulaties met Applets Amsterdam Amsterdam

Video-meten & Examen-organisatie

wo 23/11/05 9.30-16.30 u

Coach 5/6 bij Natuurkunde, Biologie en Scheikunde

do 3/11/05 di 6/ 6/06

9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Bedoeld voor docenten/toa’s BiNaSk. Voor simulaties en hypothesetoetsing kunnen er in Coach 6 modellen worden gemaakt in tekstmode en in grafische mode (wij denken beter dan Powersim). (Graf.) Modelleren

Doelgroep: Docenten en TOA’s natuurkunde/biologie/scheikunde. Bedoeld voor secties die de ICT-toepassingen in de Basisvorming of Tweede Fase vorm willen geven. Coach 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 is, wordt deze cursus gelijktijdig geven voor zowel natuurkunde, scheikunde als biologie docenten/toa’s waarbij u toch eigen vakpractica uitvoert. Kern van deze cursus vormen de kant en klare leerling-activiteiten voor de aparte vakken. Aandacht voor hoe proeven te wijzigen, te kopiëren en te organiseren in Coach.

Amsterdam Amsterdam

Coach 5/6 bij Natuurkunde, Biologie en Scheikunde (2 dgn) Prijs: € 475

U kunt inschrijven voor 1 of 2 dagen!

Amsterdam

11 + 12/5/06 9.30-16.30 u

do 10/11/05 do 9/ 3/06

Prijs: € 215 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Besturing bij Techniek Doelgroep: Docenten en TOA’s techniek U werkt met kant en klare leerlingpractica en vaste modellen, waaronder de bouwdozen van Fischertechnik of van LEGO Dacta: en RCX (dag 1). En u kunt uw eigen modellen bouwen en automatiseren in Coach (Systeembord, CoachLab, Fischer en/of LEGO (dag 2). Prijs: 2 dagen € 475 Amsterdam di 1/11/05 (dag 1) ma 21/11/05 (dag2) Amsterdam do 11/5/06 (dag1) vr 12/5/06 (dag2)

1 dag € 245 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u 9.30-16.30 u

Wiskunde en Coach

op aanvraag

Cursus bij u op school

op aanvraag 59

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 € 230 (excl.): € 13, € 230 of meer (excl.): geen. Bij bestellingen boven € 2300 (excl. BTW) geldt een korting van 5%.

De 5%-korting geldt niet voor LEGO DACTA, niet voor pakketten met korting en 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 [email protected]

Fax: (020) 5255866 Telefonische informatie via de administratie: (020) 5255869 van 14.00 - 16.30 uur Helpdesk: Vragen kunt u stellen via onze website of E-mail: [email protected] Actuele prijzen, productoverzicht, ondersteuning, FAQ e.d. en aanvragen van Signaal op uw naam: 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. 60

Techniek in de lift. Deze Signaal is bestemd voor docenten en toa s in de natuurwetenschappelijke vakken en wiskunde

Recommend Documents