Tweet tweet in de ruimte

Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs

Lesfiche

4

Tweet tweet in de ruimte Samenvatting De leerlingen leren dat draadloze communicatie reeds een lange tijd bestaat en zo de weg plaveide voor de huidige technologieën. Het is aan hen om zelf een draadloze boodschap door te seinen met hun zelfgemaakte telegraaf.

Behoefte en probleemstelling Hoe/op welke manier gebeurt de communicatie in de ruimte?

Materiaal - Batterij + batterijhouder - Wasknijpers - Dubbelzijdige kleefband - Lamp - 2 duimspijkers (zonder plastiek dopje) - Isolerende koperdraad - Lampje met fitting - Stukje karton/houten plankje - Werkblad - Morse-alfabet - Werkblad ‘Tweet tweet in de ruimte’

17


Voorbereiding Het materiaal wordt klaargelegd, de batterijen en lampjes worden getest. De leerkracht voorziet een groot wit scherm, computers en een beamer in de klas (Inleiding les) of werkt met het smartboard. Deze les kan volledig interactief verlopen.

Inleiding De leerkracht start de les in stilte en twittert even later een bericht het klaslokaal in. Via dit sociale medium kan de leerkracht overgaan tot de geschiedenis van de draadloze communicatie. Wanneer ontstond draadloze communicatie? De leerlingen zullen versteld staan dat deze technologie al meer dan 100 jaar signalen overbrengt van zender naar ontvanger. Probleemstelling? Hoe / Op welke manier wordt er draadloos informatie overgebracht van zender naar ontvanger?

Kern

(de leerlingen kunnen gebruik maken van het werkblad met stappenplan)

1. Prik één duimspijkers in de bovenkant van de binnenzijde, aan de knijpkant, van de wasknijper. De andere duimspijker wordt in de onderkant van de binnenzijde geduwd. Let op: de twee punaises mogen elkaar enkel raken als de wasknijper wordt opengeduwd maar er duw de duimspijker niet helemaal in de wasknijper. Er moet nog een beetje spatie overblijven. 2. Knip drie stukjes isolatiedraad (15cm – 20cm – 30cm). Verwijder aan elk uiteinde een stukje isolatie zodat de koperdraad bloot komt te liggen. 3. Bevestig het uiteinde van de 20cm-draad aan de onderste punaise. Duw de duimspijker nu dieper in de wasknijper. Het andere uiteinde van de draad wordt aan de batterijhouder bevestigd.

18


4. De draad van 15 cm wordt met het ene uiteinde bevestigd aan de batterijhouder en met het andere uiteinde aan de fitting van de lamp. 5. De 30 cm-draad wordt eveneens aan de fitting bevestigd waarna het andere uiteinde vastgemaakt wordt aan de bovenste duimspijker. 6. De batterijhouder, de fitting en de wasknijper worden met dubbelzijdige plakband vastgemaakt aan het karton. 7. Test de telegraaf door de wasknijper open te knijpen.

Slot De leerlingen seinen enkele Morse-boodschappen naar elkaar toe en trachten deze te ontcijferen. Ze ontdekken dat er draadloos gecommuniceerd kan worden in het klaslokaal maar hoe bereiken deze draadloze signalen ook de ruimte? Bespreek dit met de klas.

Vaardigheid De leerlingen maken zelf een eenvoudige telegraaf en onderzoeken de verschillende functies en onderdelen van het technische systeem door middel van hanteren, monteren en demonteren (ET 2.2). De leerlingen gaan na of zij, met hun hun eenvoudige telegraaf, al dan niet boodschappen kunnen doorsturen naar elkaar (ET 2.3). Er wordt aangetoond dat de draadloze communicatie reeds een hele weg heeft afgelegd, evolueerde en steeds beter werd (ET 2.4) en er wordt de klemtoon gelegd op de verschillende materialen, en de kennis hierover, die belangrijk is bij dit communicatieproces (ET 2.6). De verschillende stappen van het technische proces worden doorlopen: probleem stellen – oplossingen ontwikkelen – maken/uitvoeren – in gebruik nemen en evalueren (ET 2.7). De leerlingen kunnen een probleem oplossen dat ontstaan is vanuit een bepaalde behoefte … nl. ‘hoe verzenden we draadloos een boodschap?’ (ET 2.9)

19

Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs De leerlingen kunnen een werktekening of handleiding, net als het werkblad, stap voor stap uitvoeren (ET 2.13).

Attitude De leerlingen zijn bereid nauwkeurig, veilig en zorgzaam te werken (ET 2.16).

20


Tweet Tweet in de ruimte Een korte geschiedenis De communicatie tussen de aarde en de ruimte gebeurt door middel van elektromagnetische radiogolven. Dat klinkt modern en erg ingewikkeld. Maar het waren de Schot James Maxwell en de Deen Michael Faraday die reeds in het begin van de negentiende eeuw gewag maakten van het bestaan van elektromagnetisme. Zij ontdekten dat de ruimte rondom ons bestond uit een elektrisch en een magnetisch veld waarin elektrische en magnetische trillingen verspreid werden. Heinrich Hertz, een Duitser, ging met deze theorie aan de slag. Hij ontdekte dat deze, voor ons, onzichtbare elektromagnetische straling zich via golven voortplantte. Deze radiogolven hebben een (golf)lengte van pakweg 1000 kilometer tot één millimeter. Wat erop neerkomt dat de radiogolven zich binnen enkele seconden (Hertz) tot één nanoseconde (1/1 000 000 van één seconde=GigaHertz) kunnen verspreiden in de ruimte. Toch was Heinrich Hertz niet overtuigd van het nut van deze ontdekking. De Italiaan Guglielmo Marconi experimenteerde volop verder. Zo slaagde deze jonge ingenieur er in 1890 in om, via een vonkgenerator, draadloos signalen over te brengen naar een toestel dat 2,4 km. verderop stond. Hij bereidde zijn draadloos netwerk uit zodat er in 1896 een publiek draadloos netwerk uit de grond werd gestampt. Via de radiogolven werden morsecodes verstuurd naar een ontvanger. Zowel de zender als de ontvanger moesten in het bezit zijn van een telegraaf om draadloos met elkaar te kunnen communiceren. Zo stuurde de Amerikaanse president Theodore Roosevelt, in 1903, vanaf Cape Cod een telegram naar de Britse koning Edward

21

VII.

Wat

de

koning

enkele

uren

later

beleefd

beantwoordde.


Samuel Morse achterna … Benodigdheden:

STAP 1

Batterij + batterijhouder

Prik één duimspijkers in de bovenkant van de binnenzijde, aan de knijpkant, van de wasknijper. De andere duimspijker wordt in de onderkant van de binnenzijde geduwd. Let op: de twee punaises mogen elkaar enkel raken als de wasknijper wordt opengeduwd maar er duw de duimspijker niet helemaal in de wasknijper. Er moet nog een beetje spatie overblijven.

Wasknijpers Dubbelzijdige kleefband Lamp 2 duimspijkers (zonder plastiek dopje) Isolerende koperdraad Lampje met fitting Stukje karton/houten plankje

MORSE-ALFABET

STAP 2 Knip drie stukjes isolatiedraad (15cm – 20cm – 30cm). Verwijder aan elk uiteinde een stukje isolatie zodat de koperdraad bloot komt te liggen. STAP 3 Bevestig het uiteinde van de 20cm-draad aan de onderste punaise. Duw de duimspijker nu dieper in de wasknijper. Het andere uiteinde van de draad wordt aan de batterijhouder bevestigd. STAP 4 De draad van 15 cm wordt met het ene uiteinde bevestigd aan de batterijhouder en met het andere uiteinde aan de fitting van de lamp. STAP 5 De 30 cm-draad wordt eveneens aan de fitting bevestigd waarna het andere uiteinde vastgemaakt wordt aan de bovenste duimspijker. STAP 6 De batterijhouder, de fitting en de wasknijper worden met dubbelzijdige plakband vastgemaakt aan het karton. STAP 7 Test de telegraaf door de wasknijper open te knijpen.

22


Tweet Tweet in de ruimte 1. Teken het telegraaf-stroomschema: Legende Batterij …………………. Stroomdraad ………… Wasknijper……………. Punaise ………………... Lampje …………………..

2. Ontcijfer de geheime boodschap die je groepsgenoot (zender) naar jou (ontvanger) doorseint met de telegraaf. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. Welk proces speelde zich af tijdens opdracht 2? Vul het schema aan:

...................... .

…………………… …..

Als jij antwoordt op de boodschap van je groepsgenoot. Wat gebeurt er dan?

…………………… …..

23

…………………… …..


24


Lesfiche

5

Communicatieve Muizenissen Samenvatting De introductie van de computermuis door Apple Macintosh heeft een hele revolutie teweeg gebracht in het computergebruik. In de jaren Zestig en Zeventig experimenteerde men met besturing door het toetsenbord, een joystick, laserpennen, … Maar in de jaren ’80 bleek dat de ‘muis’ het ideale hulpmiddel is om als mens te communiceren met de computer. Eigenlijk zet de muis de signalen die wij, met ons hand geven, om naar signalen die de computer kan lezen en gebruiken. In deze les ontleden de leerlingen een computermuis, benoemen ze de verschillende onderdelen en geven aan wat de taak is van elk onderwerp.

Behoefte en probleemstelling De leerlingen zoeken uit hoe een computermuis werkt door deze te ontleden. “Hoe werkt een computermuis?”

Materiaal - Oude computermuis (draadloos of met draad) - Fijne schroevendraaier - Pincet - Werkblad - Dubbelzijdige kleefband

Voorbereiding De leerkracht voorziet enkele oude computermuizen (optisch of klassiek). Indien er twee

25

Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs soorten muizen gebruikt worden, voor beiden het technische proces doorlopen. Hiervoor kan beroep gedaan worden op elektro-zaken. De leerlingen werken per twee aan deze opdracht.

Inleiding Communicatie tussen mensen en machines is de laatste tijd heel erg belangrijk. Met één druk op de knop kunnen we ’s morgens lekkere koffie zetten, de afstandsbediening van het televisietoestel loodst ons, door middel van heel erg snelle lichtgolven/infraroodgolven, doorheen het uitgebreide televisieaanbod en de computermuis vertelt onze computer wat wij van hem verwachten. Maar is communicatie tussen mens en machines écht zo gemakkelijk? De leerkracht tracht te filosoferen/praten met de kinderen over de vraag: “Hoe brengt communicatie de mensen dichter bij elkaar?” - Wat is communicatie? - Op welke manieren kunnen we communiceren? - Kunnen we communiceren met machines, zoals koffiemachine, computer, televisie? Hoe dan? - Op welke manier brengt communicatie de mensen dichter bij elkaar? - Welk aandeel heeft de computer in dit proces? - Op welke manier draagt de computermuis bij tot dit proces? - Kan communicatie tussen mensen ook voor meer afstand zorgen? -…

Probleemstelling? Hoe werkt een computermuis? Welk technisch proces doorloopt een machine vooraleer het kan communiceren met ons?

26


Kern De leerlingen ontmantelen een oude computermuis en proberen op deze manier te achterhalen hoe de communicatie gebeurt tussen mens en computer. Welke zaken helpen/ondersteunen de computermuis bij het overbrengen van onze boodschap, naar de computer? De leerlingen bekijken de verschillende onderdelen en trachten te achterhalen welke functie zij juist hebben? Ze halen dit onderdeel uit de computermuis, kleven het op hun werkblad en schrijven naast het voorwerp de functie. Indien dit voor de leerlingen te moeilijk lijkt, kan de leerkracht de functie reeds op het werkblad vermelden, waarna de leerling het juiste voorwerp bij de functie kleeft. Noot: het is wel belangrijk dat de leerkracht aanhaalt dat er tegenwoordig ook via spraak/touch screen technologie gecommuniceerd kan worden met computers.

Slot De leerkracht en leerlingen overlopen het technische proces dat zich afspeelt in de computermuis.

Computermuis: klassiek 1. De beweging van de muis wordt mogelijk door de ‘rubberen bal’ onderaan de muis. 2. De ‘twee kleine rolletjes’ raken de ‘rubberen bal’. Zo registreert één rolletje onze verticale beweging (boven-onder) en het andere rolletje onze horizontale beweging (links-rechts). 3. Deze twee rolletjes zijn dan elk weer verbonden met een ‘wiel met een heleboel gaatjes’. 4. Voor én achter het wiel zit er een infraroodlampje en een infraroodsensor. Zodra het wiel begint te draaien, vangt de infraroodsensor een flitsend infraroodlicht op. Als de muis beweegt, beweegt ook het wiel waardoor het infraroodlicht steeds onderbroken wordt. 5. Dit flitsende bewegingspatroon wordt vertaald in de beweging van de muiscursor.

27


Computermuis: optisch 1. De beweging van de optische muis wordt mogelijk gemaakt door het led-lampje onderaan. 2. Dit licht schijnt op de onderkant van de tafel of muismat en wordt hierdoor weerkaatst. 3. Het weerkaatste licht wordt opgevangen door (CMOS)sensor. 4. Deze sensor vertaalt dit licht in computertaal. 5. Deze computertaal wordt door de ‘digitale signaal verwerkingseenheid’ vertaald en omgezet naar de beweging van de muiscursor.

Vaardigheid De leerlingen gaan na uit welke materialen/onderdelen de computermuis gemaakt is (ET 2.1). De functie van de muis wordt onderzocht door middel van hanteren, monteren en demonteren (ET 2.2). Er wordt aangetoond dat de computermuis ook evolueert en verbetert (ET 2.5). De leerlingen kunnen illustreren dat het technische proces van de computermuis onder meer gebaseerd zijn op de kennis over eigenschappen van materialen (ET 2.6). De leerlingen vergelijken de werkwijzen van de twee verschillende technische systemen (optische en klassieke computermuis) en denken kritisch na, welke van beide systemen het beste functioneert (ET 2.14). De leerlingen kunnen aantonen dat techniek en samenleving elkaar beïnvloeden (ET 2.17) en aantonen op welke manier deze techniek nuttig/gevaarlijk/schadelijk is voor henzelf of de samenleving/natuur/milieu (ET 2.18).

Attitude De leerlingen zijn bereid nauwkeurig, veilig en zorgzaam te werken (ET 2.16).

28


Technische Informatie voor de leerkracht De huidige computermuis kreeg vorm in de jaren zestig. Douglas Engelbart en William English introduceerden een computermuis met slechts één knop. Maar al snel bleek dat dit niet zo praktisch was. Waarna er werd geopteerd voor drie knopjes. Pas in de jaren tachtig kreeg de muis zijn huidige plek, aan de computer. Voordien werd er gebruik gemaakt van het MS-DOS besturingssysteem waar, via het toetsenbord, commando’s werden gegeven. Nadeel was dat er slechts één programma tegelijkertijd kon werken. Met de invoering van het Windows-besturingssysteem kreeg de computermuis een belangrijke taak toegewezen. Het bureaublad met iconen en bestanden en de mogelijkheid om meerdere programma’s tegelijkertijd te openen, maakten van de muis een onmisbaar computeronderdeel. Tegenwoordig zijn er een verschillende types muizen op de markt. Ze hebben allen hetzelfde doel, en verschillende opties bijvoorbeeld gamemuizen, muis voor grafisch gebruik, …

29


30


Lesfiche

Maanstenen oogsten Samenvatting In deze les worden de leerlingen even een ‘geoloog’. Ze bestuderen de vorm, structuur, kleur, grootte … van stenen, afkomstig uit hun omgeving. Deze stenen geven ons informatie over de geschiedenis van onze planeet. Aan de hand van deze informatie kunnen zij de aard van maanstenen achterhalen. Deze les kan gekoppeld worden aan de lesfiche ‘maanstof’.

Behoefte en probleemstelling Hoe worden stenen gevormd en aan welke veranderingen zijn zij onderhevig? Het voorspellen van de oorsprong van maanstenen door het verzamelen, beschrijven en categoriseren van aardse steensoorten.

Materiaal - Eierdoosjes - Verschillende kopieën van het ‘stenenklassement’ - Post-it of blanco papier - Microscoop/vergrootglas of de dubbele bodem van een doorzichtig drinkglas - Stenen - Fotomateriaal van stenen - Meetmateriaal: lat, lintmeter, …

31

6


Voorbereiding Maak de leerlingen op voorhand reeds vertrouwd met de identificatie van stenen en mineralen. Zo kan er op voorhand een stappenplan met foto’s gemaakt worden, waardoor de leerlingen weten waarop ze moeten letten bij hun onderzoek. Zet het nodige materiaal klaar: microscoop/vergrootglas, fotomateriaal, eierdoosje, … De leerlingen brengen elk enkele stenen met zich mee (geen afbraakmateriaal zoals cement en oude bakstenen!).

Inleiding De leerkracht leidt de les in door de praten over de verschillende kenmerken van stenen: kleur, vorm, textuur, grootte, plek waar de steen werd gevonden, enz. De leerkracht vertelt dat stenen kunnen opgedeeld worden in drie verschillende categorieën namelijk: 1. Vuurstenen: afgekoeld en verhard magma op (bij vulkanische activiteit) of onder de aardoppervlakte. 2. Sedimentaire stenen: stenen die ontstaan uit de verzameling van andere materialen zoals mineralen, andere steenstukjes, zand, … Dit materiaal wordt omgevormd tot een nieuwe steen. 3. Metamorfe stenen: stenen die onder invloed van temperatuur, druk of water een andere vorm aannemen. Deze veranderingen vinden diep in de aarde plaats.

De leerlingen stallen hun stenencollectie uit. Ze kunnen hiervoor de eierdoosjes gebruiken. Op de post-its/blanco kaartjes schrijven de leerlingen hun naam en de vindplaats van de steen. Daarna start de observatie. De leerkracht stelt een aantal gerichte vragen zoals: “Zijn er korrels te zien? Groot of klein?”, “Welke kleuren zijn er te zien?”, “Lijkt de steen glasachtig?”, “Is er een ringenpatroon te zien?”, … (of de leerlingen gebruiken een observatiefiche)

32

Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs De leerlingen mogen hiervoor een vergrootglas gebruiken. Daarna is het aan de leerlingen om hun steen zo goed mogelijk te beschrijven. Waarna ze tussen het fotomateriaal een foto kiezen die het meest overeenkomt met hun steen. Waarna de steen in één van de drie categorieën wordt ondergebracht. Ze gebruiken hiervoor het ‘steenklassement’. Nadat de leerlingen de stenen hebben gecategoriseerd, proberen ze te voorspellen hoe ‘maanstenen’ er uitzien. Hierbij kunnen ze gebruik maken van beeldmateriaal uit de gids: http://www.nasa.gov/pdf/58199main_Exploring.The.Moon.pdf

Vaardigheid De leerlingen ontdekken al explorerend en experimenterend eigenschappen van allerlei grondstoffen en materialen (ET 2.6/OD 2.9). De leerlingen ontdekken al explorerend en experimenterend op welke natuurkundige verschijnselen een technische realisatie gebaseerd is (ET 2.6/OD 2.9). De leerlingen controleren of een technische realisatie voldoet aan vooropgestelde behoeften en eisen (ET 2.14).

Attitude De leerlingen zijn bereid hygiënisch, veilig en zorgzaam te werken (OD 2.8 / ET 1.16). De leerlingen zijn bereid nauwkeurig te werken (ET 2.16)

33

Tweet tweet in de ruimte

Recommend Documents