Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Lesfiche
1
Wie was er eerst? Samenvatting De leerlingen gaan, in verschillende groepen, op ontdekkingstocht. Iedere groep trekt naar een grote, onbekende ruimte. Eerst observeren en verkennen ze de nieuwe plek, wat later probeert de groep de ruimte in kaart te brengen. De gegevens die ze verzamelen worden genoteerd. Waarna de groep zijn tocht verder zet naar een andere, onbekende ruimte. Na de verschillende verkenningstochten worden de gegevens van de verschillende groepen met elkaar vergeleken.
Behoefte en probleemstelling Hoe kunnen we iets leren uit eerdere ontdekkingen?
Materiaal - Enveloppes - Kleine (school)spulletjes: stenen, boeken, bordveger, … in verschillende materialen - Post-its - Kleurpotloden en/of viltstiften - Blanco papier - Chronometer - Evaluatiepapier “Wie was er eerst?”
Voorbereiding De leerlingen werken in groepjes van drie/vier. Voor deze leeractiviteit is er een grote ruimte nodig: speelplaats, refter, sporthal, … Het is belangrijk dat het geen lege ruimte is. Stoelen, tafels, kasten, … zijn een meerwaarde voor de oefening! Deze ruimte wordt opgedeeld in verschillende afdelingen. Indien er vijf groepen zijn, voorzie je ook vijf afdelingen. Voorzie voor elke groep/afdeling, vijf voorwerpen en kleef er een
1
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs post-it op met een nummer van 1 tot 5. Verstop in iedere afdeling, vijf voorwerpen. Plaats deze spullen zo, zodat de nummer voor de leerlingen niet zichtbaar is. Iedere groep krijgt een genummerde enveloppe. Deze nummer verwijst naar een afdeling in de ruimte.
Inleiding De leerkracht leidt de les in met een korte geschiedenis over de ontdekkings- en ruimtereizen (zie achteraan in bijlage voor meer informatie). Op deze manier wordt er een beknopte tijdlijn gecreëerd van de verschillende ontdekkingsreizen doorheen de voorbije eeuwen. Vertel de leerlingen hoe deze nieuwe exploraties het toenmalige wereldbeeld grondig veranderden. Enkele voorbeelden: -
Voeding: de aardappel doet in de zestiende en zeventiende eeuw zijn intrede in Europe. Hij werd waarschijnlijk meegebracht uit Zuid-Amerika door de Spaanse ontdekkingsreiziger Diego de Amalya.
-
Gezondheid: vele inheemse volkeren stierven nadat de Europese ontdekkingsreizigers hun land op de kaart zetten. Zij waren immers niet resistent tegen Europese ziektes zoals pokken, griep, … Andersom stierven er ook ontdekkingsreizigers aan malaria en andere tropische ziekten
-
Taal: aangezien Spanje en Portugal voor een groot stuk de Nieuwe wereld vormden en steeds weer op ontdekking trokken, werd het Spaans en het Portugees een wijdverspreide taal. Dit ten koste van de inheemse talen.
-
Geloof: niet enkel de ontdekkingsreizigers trokken er op uit. Missionarissen trokken naar de nieuwe gebieden om aldaar hun geloof te prediken. Ook dit ging ten koste van de plaatselijke rituelen en tradities.
2
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs Probleemstelling? Het is belangrijk dat de leerlingen inzien dat wij/zij kunnen leren uit deze eerdere ontdekkingen: “Wat denken jullie dat we kunnen leren uit eerdere ontdekkingen?” De leerlingen nemen reeds een stelling in ten opzichte van de onderzoeksvraag en gaan deze verder onderzoeken.
Kern 1. Verdeel de klas in verschillende groepen van drie tot vier leerlingen. 2. De leerkracht geeft ieder groepslid een bepaalde taak in het ontdekkingsproces: geograaf/kaartenmaker, leider-ontdekker, tijdsbewaker of archivaris. Taakomschrijving: -
De geograaf tekent een kaart van de afdeling die zijn groep gaat verkennen.
-
De leider-ontdekker gaat op verkenningstocht doorheen de afdeling
-
De tijdsbewaker houdt in het oog hoelang de leider-ontdekker nodig heeft doet om alle voorwerpen te vinden.
-
De archivaris duidt de route van de leider-ontdekker aan op de kaart, die de geograaf tekende van de afdeling.
3. Daarna krijgt iedere groep één enveloppe. Deze enveloppe verwijst naar een afdeling in de grote ruimte die zij gaan verkennen. 4. De vier groepsleden bekijken de ruimte aandachtig, zoeken enkele belangrijke herkenningspunten en proberen uit te zoeken hoe de verkenning gaat plaatsvinden. De geograaf maakt ondertussen een schets van de ruimte en geeft deze kaart de titel “ontdekkingstocht 1”.
3
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs 5. De ontdekker gaat uiteindelijk op tocht doorheen de afdeling en gaat op zoek naar de vijf voorwerpen die ergens in die ruimte verstopt worden. De tijdsbewaarder houdt in het oog hoelang deze ontdekkingstocht uiteindelijk duurt. 6. Het is belangrijk dat de ontdekker de voorwerpen in de juiste volgorde vindt! Het zou kunnen dat hij eerst voorwerp ‘drie’ vindt. Dan duidt de archivaris dit met potlood aan op de kaart . De archivaris doet hetzelfde als de ontdekker even later weer een ander voorwerp vindt. Ook de foute sporen en de gelopen route worden op deze kaart aangeduid (startpunt – gevonden + verkeerde voorwerpen – eindpunt). 7. Het is dus van belang dat de ontdekker snel op de hoogte is van de nummers van de verschillende voorwerpen en dat de archivaris deze voorwerpen ook in kaart brengt. Dan kan de ontdekker zo snel mogelijk eigenlijke ontdekkingsroute afleggen van voorwerp ‘een’, ‘twee’, … tot ‘vijf’. Deze route tekent de geograaf uit op de kaart. De kaart wordt in de enveloppe gestoken, de eindtijd van hun tocht wordt door de tijdsbewaker op de kaart vermeld … op de voorkant van de enveloppe schrijft de groep twee tips die de ontdekkingstocht voor de volgende groep kunnen vergemakkelijken. 8. Daarna begint de opdracht opnieuw, maar in een andere afdeling. Ieder groepslid krijgt een nieuwe taak toegewezen. Het is belangrijk dat de tweede - derde - … groep telkens eerst de tips van de voorgaande groep(en) lezen, vooraleer ze op ontdekking gaan. De kaart blijft in de enveloppe zitten!
Slot Let er op dat de leerlingen de kaart(en) in de enveloppe nog niet bekijken. Nadat de groepen de verschillende afdelingen doorlopen hebben, keren ze terug naar hun allereerste afdeling. De eerste groep van de afdeling vergelijkt de verschillende kaarten en eindtijden van de andere groepen. De groep noteert de bevindingen op het evaluatiepapier.
4
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Vaardigheden De groep ontdekt al explorerend en experimenterend de verschillende voorwerpen (ET 2.1). De groep ziet in dat de volgorde van de oefening en de vier verschillende taken telkens van belang zijn om de opdracht tot een goed einde te brengen (ET 2.2). Na de opdracht bekijkt de groep de verschillende kaarten en gaan ze na wat de verschillen zijn en wat er eventueel verbeterd kon worden. De groep ziet in dat voor de ontwikkeling en het gebruik van de ontdekkingsroute en de kaarten keuzes moeten worden gemaakt (ET 2.6). De groep illustreert dat technische realisaties evolueren en verbeteren (ET 2.5).
Attitude De leerlingen zijn bereid om inventieve/innovatieve oplossingen te bedenken (ET 2.11). De leerlingen tonen een experimentele en explorerende aanpak om meer te weten te komen over techniek (OD 2.9).
5
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Verzamelen van gegevens:
“Wie was er eerst
?
”
1. Wat was het moeilijkste bij de eerste ontdekkingstocht? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. Bekijk de verschillende mappen in de enveloppe. Wat zijn de grote verschillen? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. Waarom ging de laatste ontdekkingstocht beter dan de eerste? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………
4. Waarom zouden de bevindingen en kaarten van oudere ruimtereizigers zo belangrijk zijn voor de nieuwe astronauten? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Lesfiche 2
Raketlancering Samenvatting De leerlingen ontwerpen een raket met de hulp van een bouwplan. In deze lesopdracht is niet enkel het raket belangrijk maar ook de manier waarop hij wordt gelanceerd. De jongere kinderen maken gebruik van een buis-pomp constructie om hun model te lanceren, de oudere leerlingen opteren voor de water-pomp constructie. Op het einde van de les wordt hun constructie getest.
Behoefte en probleemstelling Hoe lanceren we onze raket? De leerlingen ontwerpen een raket en trachten hun model te lanceren.
Materiaal Papieren raket met buis-pomp lanceerconstructie: - Veiligheidsbril - (gekleurd) papier - Doorzichtige kleefband - Schaar - Meetlat - Gradenboog of passer - Plastieken 2l. fles - Duct tape - Bal(lon)pomp
7
Pvc-buizen oa. 1. 2. 3. 4. 5.
50 cm. 20 cm (2x) 25 cm (2x) 18 cm. 4 cm. (2x)
- Pvc-aansluitingsmateriaal oa. 6. Bochten 45° (2x) 7. T-stuk 90° (2x) - Rubberen stop
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs Waterraket: - 1 petfles - Karton - Duct tape - Stevige lijm/ secondelijm - Klei
Voorbereiding De leerkracht zorgt dat al het materiaal aanwezig is in de klas. Voorzie een grote open ruimte waar bij goed weer de raketten op een veilige manier kunnen gelanceerd worden.
Inleiding De leerkracht en leerlingen bekijken de beelden van enkele raketlanceringen en bespreken deze. Ze gaan na op welke manier een raket gelanceerd wordt en aan welke voorwaarden de raket moet voldoen om te kunnen opstijgen.
Kern De leerlingen maken een papieren raket. Er zijn twee versies: Eenvoudig papieren raket: jonge leerlingen 1. De leerlingen rollen een stuk papier rond één van de PVC-buizen en kleven de papieren koker toe met kleefband. 2. Daarna omtrekken ze de gradenboog met potlood en creëren zo een halve cirkel. De leerlingen kunnen dit ook doen door een lijn te tekenen, de passer in het midden van de lijn plaatsen en dan de passeropening zo te openen dat deze samenvalt met het uiteinde van de lijn. Waarna de leerling een halve cirkel kan tekenen van het ene
8
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs uiteinde, naar het andere. Deze halve cirkel wordt uitgeknipt en tot een punt gevouwen. Dit doen de leerlingen door de rechte zijde zo naar elkaar toe te vouwen totdat er bovenaan een scherpe punt ontstaat. 3. Deze punt wordt met doorzichtige kleefband aan de papieren koker vastgemaakt. Let er op dat de kleefband zowel de punt als de koker helemaal bedekt. 4. Waarna de leerlingen 4 vinnen vastmaken onderaan de raket. Voorbeeld van zo’n vin om uit te knippen:
9
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Moeilijk papieren raket: oudere leerlingen 1. Start met de eenvoudige versie van de papieren raket. Zo wordt er een stuk papier rond een PVC-buis gerold en vastgekleefd. Rol een tweede stuk papier rond een deel van de papieren koker en de PVC-buis en kleef deze eveneens vast. 2. Maak de vier vinnen onderaan vast aan de raket. 3. Waarna de leerlingen een top ontwerpen die over de papieren koker kan geschoven worden. De raketneus moet stevig om zijn plaats zitten maar mag niet vastgelijmd worden aan de papieren koker. 4. Uit een plastiek zak maken de leerlingen een parachute. Ze knippen een cirkel uit de zak, maken 6, even lange koordjes vast aan de omtrek van de cirkel. Aan de andere eindjes van het koord binden ze enkele paperclips, zodat er een bepaald gewicht ontstaat. Wanneer de raket dan naar beneden valt, duwt het gewicht de raketneus weg en opent de parachute. 5. De parachute wordt licht opgevouwen en in de raketneus gestopt, waarna de top over de papieren koker wordt geschoven.
Probleemstelling? Hoe gaan we ons papieren raket lanceren? De leerkracht vertelt dat de leerlingen een grote open plek ter beschikking krijgen waar ze naar hartenlust kunnen experimenteren. Er wordt wel verwacht dat iedere raket toch enkele meters hoog zou vliegen.
10
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Op welke manieren kunnen we dit bereiken? Wat hebben we nodig? Buis-pomp lanceerprincipe De leerkracht en leerlingen maken dit samen, aangezien er slechts één lanceerplatform noodzakelijk is voor alle papieren raketten. 1. De buis van 50 cm wordt met een ‘bocht’ vastgemaakt aan de 18 cm buis. 2. Deze wordt met een ‘T’ verbanden met de 4 cm en onderaan met de 2 x 20 cm. 3. De 4 cm wordt met een nieuwe ‘T’ aangesloten aan de andere 4 cm-buis en onderaan met de 2 x 25 cm. 4. Op de 4 cm-buis wordt een ‘bocht’ geplaatst waarop de 25 cm wordt gemonteerd. 5. Maak de 2 l-fles met duct tape stevig vast aan de 50 cm-buis. 6. Plaats de papieren raket over de 25 cm-buis. 7. De raket kan gelanceerd worden.
Slot De leerlingen evalueren of hun raketlancering is geslaagd. Ze krijgen ook de kans om hun raket aan te passen en op die manier proberen een beter resultaat te bereiken. Kortom ze evalueren of hun raketmodel aan de eisen voldeed.
Vaardigheden De leerlingen kunnen specifieke functies van onderdelen bij eenvoudige technische systemen onderzoeken door middel van hanteren, monteren en demonteren (ET 2.2). De leerlingen onderzoeken hoe het komt dat een zelf gebruikt technisch systeem niet of slecht functioneert (ET 2.3).
11
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs De leerlingen illustreren dat technische systemen evolueren en verbeteren (ET 2.5). De leerlingen illustreren hoe technische systemen onder meer gebaseerd zijn op kennis over eigenschappen van materialen of over natuurlijke verschijnselen (ET 2.6). De leerlingen kunnen de concrete ervaringen stappen van het technische systeem herkennen (het probleem stellen, oplossingen ontwikkelen, maken, in gebruik nemen, evalueren) (ET 2.7). De leerlingen kunnen een probleem, ontstaan vanuit een behoefte, technisch oplossen door verschillende stappen van het technische proces te doorlopen (ET 2.9). De leerlingen genereren ideeën voor een ontwerp van hun raket (ET 2.11). De leerlingen kunnen een eenvoudige stappenplan punt voor punt uitvoeren (ET 2.13).
Attitude De leerlingen zijn bereid nauwkeurig, veilig en zorgzaam te werken (ET 2.16).
12
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Lesfiche
3
Veilig landen Samenvatting In de les worden de leerlingen uitgedaagd een schokabsorberend systeem te ontwerpen dat twee astronauten beschermt bij de landing. Uit het beschikbare materiaal kiezen de materialen die ze nodig hebben bij de uitvoering van hun ontwerp. Daarna testen ze hun maquette en brengen, indien nodig, veranderingen aan.
Behoefte en probleemstelling Bouw een schokabsorberend systeem dat twee astronauten beschermt bij het landen.
Materiaal - Veel karton - Plastieken/kartonnen bekertjes of yoghurtpotjes - Papieren kleefband - Stevig (veerkrachtig) papier - Marsmallows
Voorbereiding Verzamel het nodige materiaal of vraag aan de leerlingen om dit van thuis uit mee te brengen. Stappenplan (enkel indien de leerlingen te jong zijn om zelf tot een plan te komen)
13
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs
Inleiding De leerkracht vertelt de leerlingen dat het erg belangrijk is voor de astronauten dat ze veilig landen op de maan. Laat hen de beelden zien van de eerste maanlanding: http://www.youtube.com/watch?v=sTBIr65cL_E Hoe vindt een maanlanding plaats? Bij de Apollo 11-vlucht in 1969 koppelde maanlander ‘Eagle’ zich, tijdens de twaalfde vlucht rondom de maan, los van het moederschip. Op 200 meter van de maan begint dit kleine ruimteschip te zoeken naar een geschikte landingsplaats. Ze zoeken naar een vlakke plek zodat de landing van de maanlander veilig kan gebeuren. Als de ‘Eagle’ zich om 2 meter van het maanoppervlak bevindt, zetten de voelsprieten zich vast in het maanstof en worden de motoren uitgezet. Dan valt het ruimtetuig naar beneden, maar door verende voelsprieten en de lage zwaartekracht is het een redelijk zachte landing. Doelstelling? Laat de leerlingen zelf een landingsplatform in elkaar knutselen, met het beschikbare materiaal. Behoefte en probleemstelling: de leerlingen denken na hoe ze dit landingsplatform gaan ontwerpen. Enkele vragen die kunnen helpen bij hun brainstorm: “Op welke manier ga ik de schok van de landing opvangen? Welke materialen ga ik daarvoor gebruiken?” en “Hoe zorg je ervoor dat het ruimtetuig, bij de landing, niet uit evenwicht geraakt?”.
Kern Bouwen, testen, evalueren en heropbouwen: de leerkracht begeleidt de leerlingen bij het ontwerp van hun landingsplatform en de problemen die zij daarbij vaststellen.
14
-
Wat als de astronauten terugveren in plaats van zachtjes landen?
-
Wat als de cabine valt?
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs -
Wat als de cabine van een hogere afstand op het landingsysteem valt?
-
Wat als de zelfgemaakte veer twee/vier/zes/acht vouwen heeft?
-
…
De leerlingen testen hun platform door er een (hardgekookt) ei op te laten vallen. Als de eischaal gebroken is, wordt het landingsplatform als onveilig beschouwd.
Slot Discussiëren over wat er gebeurt: de kinderen laten aan elkaar het landingssysteem zien en vertellen welke stappen zij hebben ondernomen om tot het uiteindelijke resultaat te komen. -
Welke veranderingen heeft de leerling doorgevoerd toen de cabine omviel?
-
Waarom is het zo belangrijk dat het landingssysteem eerst getest wordt?
-
Wat leerde de leerling uit de verhalen van de andere leerlingen?
Vaardigheid 1. De leerlingen gaan in een eenvoudige situatie na welke technische realisatie het best tegemoet komt aan de behoefte (OD 2.3). 2. De leerlingen bepalen aan welke vereisten de technische realisatie, die ze willen gebruiken, moet voldoen (ET 2.10). 3. De leerlingen maken keuzes bij het gebruiken van een technische realisatie, rekening houdend met de behoefte, vereisten en beschikbare materialen ET 2.15). 4. De leerlingen zoeken de oorzaak voor het niet of slecht functioneren van een door hen gebruikte technische realisatie (ET 2.14). 5. De leerlingen vergelijken door hen gebruikte technische realisaties en beoordelen adhv criteria bv. Functionaliteit, esthetiek, … (ET 2.14)
15
Ruimtevaart en Techniek – lesfiches voor Lager Onderwijs 6. De leerlingen kunnen een probleem, ontstaan vanuit een behoefte, technisch oplossen door verschillende stappen van het technische proces te doorlopen: probleemstelling, ontwerpen, maken, in gebruik nemen en evalueren (ET 2.9). 7. De leerlingen bepalen aan welke vereisten de technische realisatie, die ze willen maken, moet voldoen (ET 2.10). 8. De leerlingen verduidelijken welke technische realisatie ze willen maken om aan een behoefte te voldoen (ET 2.11/OD 2.4). 9. De leerlingen maken een eenvoudige technische realisatie, al dan niet adhv een stappenplan (OD 2.6). 10. De leerlingen stellen vast of het doel werd bereikt met de technische realisatie.
Attitude -
De leerlingen zijn bereid nauwkeurig te werken.
-
De leerlingen tonen een experimentele en explorerende aanpak om meer te weten te komen over techniek.
-
De leerlingen zijn bereid om inventieve/innovatieve oplossingen te bedenken voor technische behoeften.
16
