Tips en achtergrondinformatie bij het lesmateriaal
Workshopdag ‘Een dag uit het leven van een astronaut’ 16 april 2008 Sonnenborgh en het Universiteitsmuseum, Utrecht
Voeding in de ruimte Astronauten eten in de ruimte andere voeding dan op aarde. In deze les gaan de kinderen kijken welke voeding een astronaut in ieder geval mee moet nemen om gezond te blijven. Ze doen daarvoor de vitamine C-test, de zetmeelproef, de suikertest en de vettest. Daarna stellen ze aan de hand van de Schijf van Vijf een dagmenu voor astronaut André Kuipers samen. Voorbereiding Maak in de klas een circuit dat de kinderen kunnen doorlopen om alle proefjes te doen. Het circuit bestaat uit vier ontdekplekken voor de proefjes. Zet bij elke opstelling de spullen klaar, plus een naamkaartje van de proef. De Clinistix strips voor de suikerproef zijn in de apotheek te koop. In een verpakking zitten 50 strips. Bij de apotheek of drogist is ook de betadine te koop voor de vitamine C proef. Neem een betadineflesje van 30 ml lotion. Zorg dat je het flesje neemt, waarbij je makkelijk druppeltjes kunt doseren. Achtergrondinformatie Op een ruimtereis zijn ruimte en gewicht heel belangrijk. Het kost namelijk veel energie om een raket de ruimte in te krijgen. Alles wat meegenomen wordt, moet daarom zo klein en licht mogelijk zijn. Maar het moet ook goed en voedzaam zijn voor de astronauten. Vanaf het begin van de ruimtereizen wordt er al gekeken hoe voeding daarop aangepast kan worden. Een tweede voedselprobleem in de ruimte is de geringe zwaartekracht. Alles wat op aarde naar beneden valt, blijft nu in de ruimte zweven. Het kan aan apparatuur gaan plakken, maar ook ingeademd worden. Naast klein en licht moet de verpakking dus ook geschikt zijn en mag het niet te veel kruimelen. In een ruimtestation heb je verschillende soorten voedsel. Uit sommige producten wordt het water verwijderd, zodat het lang houdbaar is. Ander voedsel wordt met hitte bestraald of juist ingevroren. Ook zijn er drankjes die bestaan uit poedermixen waar vocht bij wordt gedaan. Belangrijk bij het samenstellen van het voedselpakket zijn de vereiste voedingsstoffen die een astronaut binnen moet krijgen om gezond te blijven. Hierbij spelen vet, koolhydraten (zetmeel en suikers), eiwitten en vitamines een belangrijke rol. Een mannelijke astronaut heeft per dag 3150 Kcal nodig. Hiervan moet 30-35 procent uit vet bestaan. Vet is nodig om energie te krijgen. Het wordt door het lichaam snel en gemakkelijk opgenomen. Maar niet alle vetten zijn even goed. Je hebt onverzadigd en verzadigd vet. Verzadigd vet verhoogt het cholesterolgehalte en vermeerdert daardoor de kans op hart- en vaatziekten. Onverzadigd vet verlaagt dit gehalte juist, vandaar dat dit beter is om te eten. Verzadigd vet zit vooral in harde margarine, hard frituurvet, koek, gebak en zoutjes. Onverzadigd vet zit in zachte boter of olie, vette vis, noten en pinda’s. Naast vet moet de voeding van de astronaut voor 55 procent uit koolhydraten bestaan. Dit zijn suikers, zoals zetmeel. Net als vet zijn koolhydraten brandstoffen die energie leveren. Een groot deel van de suikers zitten opgeslagen in plantaardig voedsel. De suikers in de vorm van zetmeel kun je aantonen door er jodium (betadine) op te druppelen. Als er in een product zetmeel zit, dan kleurt dit donkerblauw. Kristalsuiker in drankjes kun je aantonen met de stripjes Clinistix, die voor diabetici zijn gemaakt. Zij gebruiken de strips om het suikergehalte in urine te testen, maar in frisdrank of andere drankjes tonen ze ook de hoeveelheid suiker aan. Ook vitamines zijn voor een gezond voedingspatroon van belang. Vitamine C is een antioxidant die het lichaam tegen de schadelijke werking van vrije radicalen beschermt. Vrije radicalen zijn zuurstofverbindingen die schade kunnen veroorzaken aan de cellen. Om dat te voorkomen heeft een mens zo’n 50 milligram vitamine C per dag nodig. Vitamine C kan in vloeistoffen worden aangetoond met behulp van jodium (betadine). De jodium reageert met de vitamine C en wordt hierdoor kleurloos. Hoe meer vitamine C er in een
vloeistof zit, hoe meer jodium je er in kunt druppelen zonder dat het de roodbruine verkleuring geeft. Extra’s bij de les Leg aan de hand van een aantal voorwerpen uit wat zwaartekracht is. Een suggestie hiervoor is te vinden op www.leerkrachtig.nl Het is ook mogelijk om bij de vitamine C-test Knorr-Vie - of een ander nieuw vitamine C drankje - toe te voegen. Zo kunnen de kinderen vergelijken of daar werkelijk meer vitamine C in zit dan in sap of een vitamine C-pil. Laat de kinderen dit product dan toevoegen aan het schema dat in het lesmateriaal staat. Bij de suikertest kunnen drankjes worden toegevoegd die de kinderen vaak tijdens de pauze op school drinken. Zo ontdekken ze waar veel en weinig suiker in zit. Laat de kinderen na afloop de inhoud van de koffer voor André Kuipers presenteren. Waarom hebben ze voor deze producten gekozen? Ze kunnen hun keuze motiveren aan de hand van de proefjes die ze hebben gedaan. Bespreek de verschillende keuzes die de kinderen hebben gemaakt. Stel als laatste met de hele klas zeven goede koffers samen voor André Kuipers, zodat hij voor een week te eten heeft. Blijft het geheel gevarieerd genoeg? Tips internet ESA heeft een site voor kinderen: ESA Kids. Hierop is van alles te vinden over het heelal, de ruimtevaart en het leven in de ruimte. In het lab kunnen de kinderen weetjes vinden en proefjes doen. Op de site www.hetklokhuis.nl is in de dossiers leuke informatie voor kinderen te vinden over zwaartekracht. Kijk als er tijd is samen naar een uitzending die erbij zit. Het voedingscentrum heeft een uitgebreide site met informatie over gezonde voeding en de schijf van vijf: www.voedingscentrum.nl Tips boeken In de serie ‘Alledaagse wetenschap’ worden belangrijke wetenschappelijke begrippen uitgelegd aan kinderen. In het deel Krachten gaat het over allerlei soorten krachten, waaronder zwaartekracht. In het boek Missie Delta van Sander Koenen is, naast een inleiding over de ruimtevaartgeschiedenis, een beschrijving te vinden van de ruimtereis die André Kuipers in 2004 maakte naar het International Space Station. Het is een helder en gemakkelijk te lezen boek, dat zeker voor kinderen in de bovenbouw ook goed te lezen is. In de serie ‘Ooggetuigen’ is een goed en overzichtelijk deel Ruimtevaart, geschreven door Carole Scott. Er is van alles over ruimtevaart in te vinden en er staan veel kleurenafbeeldingen in. In de serie ‘Junior Informatie’ van De Ruiter (Wolters-Noordhoff) is een deeltje over Ruimtevaarders (N170), geschreven door Mark Traa. Bij ‘Informatie’ van dezelfde uitgever is het boekje Zwaartekracht (N124) te vinden, geschreven door Martin Stevens. Verder is er bij Junior Informatie het deeltje Waarom eten wij? dat goed als achtergrondinformatie gelezen kan worden bij het lesmateriaal. Eten en drinken van Jan Guus Waldorp is een aardig boek met allerlei wetenswaardigheden over eten en drinken. Ook hierin komt aan de orde waarom mensen eten, maar ook staat er van alles in over de geschiedenis van het eten. Het is een deel uit de WitsKids-serie (gidsen voor slimkezen) van Biblion.
Proefje in de ruimte De kinderen gaan net als European Space Agency (ESA) astronaut Thomas Reiter een proefje met water en olie doen. Aan de hand van dit proefje zien ze dat water en olie zich niet mengen. Ook ontdekken ze dat zwaartekracht invloed heeft op de manier waarop de twee stoffen zich tot elkaar verhouden. Daarnaast ontdekken ze dat er een standaardwerkwijze is om natuurwetenschappelijke vakken te onderzoeken: bekijken wat er gebeurt, nauwkeurig en gedetailleerd opschrijven, een hypothese bedenken en deze beargumenteren. Achtergrondinformatie In september 2006 kregen Duitse schoolkinderen de kans om samen met astronaut Thomas Reiter een natuurkundig proefje te doen. Reiter was op dat moment in het International Space Station (ISS) en deed het Olie-emulsie-experiment. Op hetzelfde moment deden de kinderen hetzelfde proefje op aarde. Aan de hand van dit lesmateriaal plus de dvd gaan Nederlandse kinderen dit onderzoek nu ook doen. Het olie-emulsie-experiment is een proefje met water en olie. Als je olie op water schenkt, of water op olie, dan vermengen de vloeistoffen niet met elkaar. Ze blijven als twee aparte lagen liggen. Als je de vloeistoffen vervolgens schudt, ontstaat er wel een olie-in-water emulsie. Deze emulsie bestaat uit kleine of minder kleine waterbolletjes. Maar uiteindelijk voegen die weer samen, en ontstaat er weer een scheiding tussen het water en de olie. Waardoor vermengen olie en water niet met elkaar? Dat komt door de moleculen. De moleculen van olie hebben geen lading. Die van water wel: ze zijn aan de ene kant positief geladen en aan de andere kant negatief. Bij water trekt de positieve kant van het ene molecuul aan de negatieve kant van de andere. Omdat de moleculen van olie geen lading hebben, trekken de moleculen van water het liefst aan elkaar. Ze doen dat zelfs zo hard, dat ze de oliemoleculen uit het water duwen. Daardoor mengen olie en water dus niet. Bij het proefje zie je verder dat de olie altijd op het water drijft. Als twee vloeistoffen niet mengen, blijft de stof met de kleinste dichtheid drijven. Olie is lichter dan water, dus is de dichtheid kleiner dan die van water. De olie blijft dus op het water drijven. Maar wat gebeurt er in de ruimte? Het water zakt niet naar beneden. Dat komt doordat de zwaarte en dichtheid van het water daar nauwelijks invloed heeft. Er is immers maar weinig zwaartekracht. Dit heeft echter geen invloed op de moleculen. De watermoleculen trekken elkaar aan en blijven in een grote druppel bij elkaar. Deze aantrekkingskracht is zelfs nog groter, want hoe hard Thomas Reiter ook schudt, de moleculen gaan niet uit elkaar. Dit is ook de reden waarom Thomas Reiter in de ruimte de substantie veel vaker en harder schudt dan de kinderen in hun eigen proefje. Op aarde heeft het schudden direct een veel sterker effect. Daarom is de hoeveelheid schudden iets anders dan op de dvd. Op de opname in de ruimte is te zien dat de grote waterdruppel langzaam richting één van de wanden beweegt. Deze beweging is te verklaren door de minieme zwaartekracht in het ruimtestation. Absolute gewichtloosheid heerst alleen in het zwaartepunt van het ruimtestation. Dat is het punt waar de zwaartekracht en de rotatiekracht elkaar precies opheffen. In het deel van het ruimtestation dat naar de aarde is toegekeerd, heerst de zwaartekracht, terwijl in het andere deel de centrifugale krachten zijn, die worden veroorzaakt door de rotatie. De grote waterbel beweegt dus naar de zwaartekracht toe. Extra’s bij de les Laat als inleiding op de les eventueel nog duidelijker zien dat water en olie niet met elkaar mengen. Hiervoor is een injectiespuit nodig die voor iets minder dan een euro te krijgen is bij de apotheek. Doe in een glazen potje wat water en in een plexiglas potje wat olie. Spuit nu in het midden van de olie wat water, en in het midden van het water wat olie (verhouding 20:80). Wat zie je? De olie gaat om het water liggen en het water om de olie. De scheiding tussen de twee is heel goed te zien.
Bekijk samen de tekeningen die de kinderen bij hun eigen proefje in het lesmateriaal maakten. Gingen de drie proefjes bij alle kinderen hetzelfde? Kan iemand de overeenkomsten verklaren? Kwam iedereen dan ook tot dezelfde conclusie aan het eind van de eigen proefjes? Vraag een paar kinderen wat hun voorspelling was bij de proefjes die Thomas Reiter in de ruimte ging doen. Waarom dachten ze dat dit ging gebeuren? Laat ze daarbij uitleggen waarom dit in het echt ook wel of niet gebeurde. Ze kunnen de informatie bij ‘Hoe zit dat?’ hierbij gebruiken. Vul waar nodig aan met de achtergrondinformatie. Meer doen met de reactie die olie en water op elkaar hebben? Op www.proefjes.nl/proef.php?nummer=83 staat het proefje ‘Olie en water’. Hierin ontdekken de kinderen wat er gebeurt als je een druppel wasmiddel bij de olie en het water doet. Tips internet Meer informatie over Thomas Reiter is te vinden op de site van ESA. Klik bij ‘Search’ op ‘Human Spaceflight and Exploration’ en type daar zijn naam in. Voor Reiter in 2006 zijn vlucht ging maken, werd hij door NASA geïnterviewd. Het gesprek is in het Engels, dus zal voor de meeste kinderen te moeilijk zijn, maar als voorbereiding is het de moeite waard om te lezen. Ga naar www.nasa.gov, type bij ‘Search’ zijn naam in en klik op ‘Preflight interview’. ESA heeft ook een site voor kinderen: ESA Kids. Hierop is van alles te vinden over het heelal, de ruimtevaart en het leven in de ruimte. In het lab kunnen de kinderen weetjes vinden en proefjes doen. Op de site www.hetklokhuis.nl is in de dossiers leuke informatie voor kinderen te vinden over zwaartekracht. Kijk als er tijd is samen naar de uitzending die erbij zit. Hierin wordt duidelijk zichtbaar hoe gewichtloosheid werkt en wat er dan met vloeistof gebeurt. Kan goed gebruikt worden als uitleg bij het proefje. Een goede site voor kinderen is www.sterrenkids.nl. Rechts op de site kun je klikken op allerlei ruimtevaartweetjes - bijvoorbeeld hoe je astronaut kunt worden - en informatie krijgen over ruimtevaart naar verschillende planeten. Tips boeken Meer proefjes doen met zwaartekracht? Kijk dan eens in het boek Verrassende proeven met zwaartekracht van Neil Ardley. Er staan allerlei haalbare proefjes in, van het vergelijken van zware en lichte voorwerpen tot het experimenteren met de zwaartekracht van een voorwerp. In de serie ‘Alledaagse wetenschap’ worden belangrijke wetenschappelijke begrippen uitgelegd aan kinderen. In het deel Krachten gaat het over allerlei soorten krachten, waaronder zwaartekracht. In de serie ‘Ooggetuigen’ is een goed en overzichtelijk deel Ruimtevaart, geschreven door Carole Scott. Er is van alles over ruimtevaart in te vinden, en er staan veel kleurenafbeeldingen in. In de serie ‘Junior Informatie’ van De Ruiter (Wolters-Noordhoff) is een deeltje over ruimtervaarders (N170), geschreven door Mark Traa. Bij ‘Informatie’ van dezelfde uitgever is het boekje Zwaartekracht (N124) te vinden, geschreven door Martin Stevens.
