COMPLETE HANDLEIDING DIGITAAL TECH & NIEK.pdf
Transcript of COMPLETE HANDLEIDING DIGITAAL TECH & NIEK.pdf
1
2
TECH&NIEK DE METHODE VOOR WETENSCHAP EN TECHNIEK IN HET BASISONDERWIJS
AUTEURS
Coen Aarts
Robin van Osch
IN OPDRACHT VAN
Stichting Cultuurpad
J.F. Kennedylaan 8 5981 XC Panningen
Postbus 7048 5980AA PANNINGEN
088-7307400
PadXpress
https://www.padxpress.nl/
3
DE INHOUD
UITGANGSPUNTEN………………………………………………………………………… PAGINA 5
INDELING VAN DE KAST……………………………………………………………… PAGINA 6
EEN STUKJE THEORIE……………………………………………………………………PAGINA 7
W&T CONCEPT…………………………………………………………………………………PAGINA 15
ACTIVITEITEN……………………………………………………………………………………PAGINA 21
BRONNEN…………………………………………………………………………………………PAGINA 39
SLOTWOORD…………………………………………………………………………………… PAGINA 40
4
5
UITGANGSPUNTEN ‘Talent ontwikkelen met wetenschap en techniek’
Kinderen zijn de toekomst. Ieder kind heeft talent! Deze talenten moeten benut en verder ontwikkeld
worden. Er zijn verschillende manieren om dit te doen. Één van deze manieren is talent ontwikkelen
door middel van wetenschap en techniek. Onze wereld zit vol met producten en processen op het gebied
van wetenschap en techniek. LOOL is de perfecte didactiek om deze talentontwikkeling te
bewerkstelligen.
De visie van Tech & Niek
Kinderen willen hun wereld structureren en hier betekenis aan geven. Ze zullen zichzelf en
de wereld om hen heen leren ontdekken, kennen en begrijpen. Dit laatste woord bevat het
woord ‘grijpen’ of ‘grip’. Begrijpen is grip krijgen op iets. Begrippen functioneren als ankerpunten van
ons denken. W&T is met zijn onderzoekende en ontwerpende (LOOL) didactiek uitermate geschikt om de
werkelijkheid vanuit meerdere invalshoeken te benaderen. Het integreren van vakken leidt tot
betekenisvol en betrokken leren. De uitdaging voor het onderwijs is kinderen in staat te stellen een veel
hoger niveau te bereiken dan waar ze, zonder stimulans, in zouden blijven hangen.
We merken dat leerkrachten geneigd zijn veel sturing te geven naar het gewenste resultaat.
Laat dit los! Juist de denkprocessen binnen het onderzoekend en ontwerpen leren dragen bij aan de
(talent) ontwikkeling van de kinderen.
Kerndoelen die aansluiten bij het concept ‘energie’
De activiteiten ondersteunen het leerproces, die toewerken naar de volgende kerndoelen:
Energie in ons lichaam:
Kerndoel 34
De leerlingen leren zorg te dragen voor de lichamelijke en psychische gezondheid van henzelf en anderen.
Kerndoel 44
De leerlingen leren bij producten uit hun eigen omgeving relaties te leggen tussen de werking, de vorm en het materiaalgebruik.
Duurzame energie:
Kerndoel 39
De leerlingen leren met zorg om te gaan met het milieu.
Kerndoel 42
De leerlingen leren onderzoek doen aan materialen en natuurlijke verschijnselen, zoals licht, geluid,
Elektriciteit, kracht, magnetisme en temperatuur.
Kerndoel 45
De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen te ontwerpen, deze uit te voeren en te
evalueren.
6
INDELING VAN DE KAST De methode neemt de didactiek van LOOL als uitganspunt om tot een optimaal leerresultaat te komen.
Het kernconcept ‘energie’ staat centraal en is opgesplitst in twee deelconcepten. De methode biedt
voor ieder deelconcept 3 activiteiten aan. Dit betekent dat er één activiteit per bouw wordt aangeboden.
Deze activiteiten zijn terug te vinden in de Tech&Niek kast met de volgende indeling:
Bewustwording
Bewust omgaan met energie is een overkoepelend doel dat verwerkt is in de Tech&Niek kast.
Kinderen leren wat de samenhang is tussen energie uit voedingsproducten en energie in ons lichaam.
Ze leren dat er verschillen en overeenkomsten zijn tussen energiewaarden van verschillende
voedingsproducten. Op basis hiervan kunnen de kinderen bewuste keuzes maken om hun lichaam
te voorzien van energie. Aan de andere kant van de kast bevindt zich het deelconcept ‘duurzame energie’.
Kinderen gaan voornamelijk aan de slag met het ontwerpen voor alternatieve energiebronnen om
‘grijze energie’ te vervangen. Op deze manier ontwikkelen kinderen bewustwording van het milieu.
Vakinhoudelijke kennis
De kinderen doen vakinhoudelijke kennis op. Ze wisselen onderling kennis uit waardoor er van en met
elkaar geleerd wordt. Na afloop van de les is het de taak van de leerkracht om voor verbreding en
verdieping te zorgen. Het klassikaal bespreken van de inhoud zal zorgen voor een duidelijk beeld van het
concept bij de kinderen.
Energie in ons lichaam Duurzame energie
Onderbouw
Calorieën verbranden
Onderbouw
Help Buurman & Buurman uit de problemen
Middenbouw
Het voedselschilderij
Middenbouw
De familie Oxxio
Bovenbouw
Voedingsschema van een topsporter
Bovenbouw
De citroenbatterij
7
EEN STUKJE THEORIE Onderzoekend en ontwerpend leren (LOOL)
Wetenschap en techniek is meer dan het doen van proefjes en het maken van producten. Een recente
didactische ontwikkeling is dat kinderen door onderzoekend en ontwerpend leren competenties
ontwikkelen die samenhangen met de wetenschappelijke manier van werken of met het werken als
ontwerper. Deze manier van leren daagt leerlingen uit en doet een beroep op hun creativiteit en hun
denkvaardigheden. Er is veel ruimte voor verwondering en eigen vragen waardoor de leerlingen de
kennisinhouden veel beter opnemen en onthouden. Ook oefenen ze belangrijke procesvaardigheden zoals
problemen oplossen en vragen stellen.
Bovenstaande afbeelding: de cycli van ontwerpend en onderzoekend leren
8
Confronteren
Spelen is het experimenteren met de wereld om je heen. Kenmerkend van het spelen is
doelloosheid: Proces en product zijn daardoor allebei van belang.
Als leerkracht kun je de aandacht van leerlingen richten op dat wat ze aan het doen zijn en ze
steunen in het verwoorden en verbeelden van wat ze waarnemen. Tijdens het spelen en
verwonderen borrelen vragen op, zoals: Hoe komt het dat ijs soms snel smelt en soms langzaam?
Verkennen
In deze ronde wisselen de leerlingen hun eerste ideeën rondom het onderzoeksonderwerp uit.
Dit kan klassikaal of in groepjes.
Je kunt het gesprek stimuleren tijdens het aanrommelen of na afloop ervaringen en ideeën
inventariseren. Het accent ligt op divergeren, het ontwikkelen van heel veel ideeën over wat er
aan de hand zou kunnen zijn.
Onderzoek opzetten
Het grootste verschil met de twee vorige stappen, confronteren en verkennen, is dat de
leerlingen nu vooraf een onderzoeksplan verzinnen. Aan de hand van de hoofdvraag en
hypothese (verwachting) bedenken de leerlingen zelf een test.
Een effectief hulpmiddel voor het opstellen van onderzoeksvragen, is het vragenmachientje.
Na de beschrijving van de stappen van ‘onderzoeken’ vind je dit vragenmachientje.
Bij lang niet alle onderzoeksvragen is een test, experiment of onderzoek te bedenken. Soms kun
je de test wel bedenken, maar niet uitvoeren.
Een alternatief voor het zelf opzetten voor het zelf opzetten van onderzoek is het aanreiken van
een opdracht met denkaanzetten of een gesloten onderzoeksopdracht.
Onderzoek uitvoeren
In deze stap wordt het onderzoek zoveel mogelijk volgens plan uitgevoerd. Waarnemen en
je gegevens direct noteren is hier belangrijk.
Het noteren kan door middel van tekeningen, woorden en tabellen. Door het goed te noteren
kan je later nog eens terugkijken naar je bevindingen.
Evalueren is gedurende de gehele onderzoekscyclus belangrijk. Als leerlingen zelf onderzoek
opzetten voelen ze meer de behoefte om te controleren of ze antwoord op hun vraag hebben
gekregen.
9
Concluderen
Als al het onderzoek is uitgevoerd, gaan de leerlingen conclusies trekken. Dat zullen ze in de
vorige stap tijdens het uitvoeren ook al wel gedaan hebben, nu geef je ze er extra tijd voor.
Vooral bij oudere kinderen is dit waardevol. Ze gaan bedenken wat hun gegevens nu eigenlijk
betekenen. Kunnen ze met deze gegevens de onderzoeksvraag beantwoorden?
In deze fase zijn een aantal vaardigheden belangrijk zoals: analyseren, concluderen, interpreteren
en verbanden leggen.
In deze fase is samenwerken en communiceren belangrijk, al zijn er ook leerlingen die graag de
kans krijgen om er eerst zelf over na te denken.
Bij onderzoekend leren is het proces belangrijker dan het product.
Stimuleer leerlingen om te zoeken naar alternatieve conclusies en verklaringen. Laat ze een paar
keer heen en weer denken tussen waarnemingen en begrippen.
Presenteren
Als je zelf vanuit verwondering een onderzoek hebt opgezet en antwoorden of belangrijke
vragen hebt gevonden, dan wil je dat doorgeven aan anderen. Presenteren zorgt voor een
natuurlijke afsluiting. Leerlingen oefenen in het uitleggen en vertellen van iets aan anderen.
Als je iets kunt uitleggen, dan begrijp je het zelf ook.
Verdiepen en verbreden
Leerlingen hebben veel ontdekt tijdens het onderzoeksproces. Over het onderwerp zelf, over
onderzoek doen en ook over hun eigen talenten. Door er met elkaar op terug te kijken, maak je
dit expliciet. Laat ze identificeren wat ze een volgende keer anders willen aanpakken.
Tot slot zorg je voor verbreding en/of verdieping door begrippen betekenis te geven in andere
contexten en te verbinden aan andere begrippen.
10
Vragenmachientje
Wanneer de leerlingen al veel vragen gesteld hebben, kunnen deze vragen dienen als basis voor de onderzoeksvragen. De volgende suggesties kunnen helpen om de vragen om te buigen:
Bespreek de verschillende soorten vragen
Niet alle vragen lenen zich om onderzoek naar te doen. Bespreek de verschillende soorten vragen die er zijn. Maak met name het verschil tussen een opzoekvraag en een onderzoeksvraag duidelijk. Bij een onderzoeksvraag is het antwoord op die vraag nog niet bekend, daarom wil je het gaan onderzoeken.
Bespreek de onderzoekbaarheid van de vragen
Bespreek samen met de leerlingen welke vragen op de vragenmuur onderzoekbare vragen zijn. Hoe kunnen de leerlingen zelf antwoorden op deze vragen vinden? Of wat moeten ze aan de vraag veranderen om er een onderzoekbare vraag van te maken? Op deze wijze neem je de vragen van de leerlingen meteen als uitgangspunt voor hun onderzoek.
Waarom-vragen operationaliseren
Vaak stellen kinderen ‘waarom’-vragen. ‘Waarom’-vragen zijn lastig te beantwoorden en leiden niet meteen tot een duidelijk plan van aanpak. Vaak zijn ‘waarom’-vragen erop gericht een verklaring te krijgen voor een verschijnsel. Het woord ‘waarom’ zou je in die gevallen kunnen vervangen door ‘waardoor’ of ‘hoe komt het dat’. Door ‘waarom’-vragen om te buigen in ‘Wat gebeurt er als... ?’-vragen zijn ze vaak wel te onderzoeken.
Cluster de vragen
Kijk samen met de kinderen naar de vragen op de vragenmuur en ga na of je vragen kunt clusteren. Wanneer er een natuurlijke clustering ontstaat, kunnen de vragen die bij elkaar horen wellicht nog eens goed onder de loep genomen worden. Mogelijk ligt daar een thema waarbinnen de leerlingen een onderzoek kunnen doen naar iets wat ze echt nog willen weten.
Stel samen criteria op voor een goede onderzoeksvraag
Hoe kunt u met kinderen bespreken wat een goede onderzoeksvraag is? Waar moet een goede onderzoeksvraag aan voldoen? Kinderen vinden het vaak lastig om een geschikte onderzoeksvraag op te stellen. Je biedt de kinderen houvast door vooraf een aantal criteria met hen te bespreken.
11
Confronteren
Het basisidee is dat ontwerpen een activiteit is van mensen, voor mensen. Ontwerpen start
vanuit een behoefte of probleem van iemand.
Het ontwerpproces begint dan ook altijd met het verkennen van een probleem. Het leuke
van ontwerpen is dat er niet één vaste oplossing is, er zijn heel veel mogelijkheden.
Verkennen
De leerlingen kunnen het probleem zelf signaleren of de leerkracht reikt een probleem aan.
Het verkennen van het probleem is bedoeld om zo goed mogelijk zicht te krijgen op het
probleem.
De informatie uit het verkennen wordt gebruikt om de kern van het probleem te formuleren.
De leerlingen geven aan op welk specifiek punt hun ontwerp goed moet scoren.
Vaak gebeurt dit in de vorm van een HKJ (hoe kun je) vraag.
Ontwerp schetsen
Bij ontwerpen zijn er altijd meerdere oplossingen denkbaar. In deze fase gaan leerlingen zo
veel mogelijk oplossingen verzinnen voor het probleem. Divergent denken is van belang:
leerlingen worden aangemoedigd om in zoveel mogelijk richtingen te denken. Als er erg veel
ideeën zijn is het zinvol om clustering toe te passen.
Ook gaat het hier om het vinden van nieuwe, unieke invalshoeken om het probleem te
benaderen.
Het is ook mogelijk om het probleem op te delen in deelproblemen. Voor elk deelprobleem
worden meerdere deeloplossingen bedacht.
Uitstel en oordeel is hier belangrijk: alles kan en mag in deze fase.
Doel is enkele, in potentie veelbelovende ideeën uit te kiezen voor verdere uitwerking in
ontwerpconcepten. Het nemen van een zeker risico moedigen we hier aan, zo kiezen
leerlingen voor een orginele oplossing.
12
Ontwerp realiseren
Een ontwerp uitwerken betekent dat er met behulp van tekeningen, tekst en simpele, snel
in elkaar gezette 3D-modellen duidelijk wordt gemaakt hoe het product er uit komt te zien.
In een ontwerpproject worden er vrijwel altijd meerdere ontwerpen uitgewerkt. In de klas
is de praktijk dat ieder ontwerpgroepje een eigen ontwerp uitwerkt.
Het is belangrijk dat er sprake is van samenhang. Dit betekent onder andere dat er niet per
taak voor de beste deeloplossing wordt gekozen. Het gaat er om dat alle deeloplossingen bij
elkaar passen.
In een werkplan wordt beschreven hoe het product gemaakt gaat worden. Op basisscholen is
het vaak voldoende om een werktekening te maken en een boodschappenlijstje met
specifieke materialen op te stellen.
Om het beste ontwerp te kiezen wordt gekeken of de ontwerpen aan het programma van
eisen en wensen voldoen (afbakening). Op de punten waar het concept nog niet zo goed
voldoet, kun je onderdelen verbeteren. In de klas kan in deze fase één gezamenlijk
klassenconcept worden gekozen voor verdere uitwerking.
Testen en bijstellen
Als een prototype klaar is, kan het getest worden.
Bij het evalueren van de testresultaten wordt weer nagegaan of het product voldoet aan
de gestelde eisen. Wordt aan sommige eisen onvoldoende voldaan, dan wordt bekeken waar
dat aan ligt.
De leerlingen zijn dan als het ware het probleem opnieuw aan het analyseren. Om voorstellen
voor betere oplossingen te doen, wordt de ontwerpcyclus opnieuw doorlopen.
Presenteren
Door het ontwerp te presenteren, leren leerlingen hoe ze relevante andere partijen over hun
idee kunnen informeren. Bij relevante partijen kan het gaan om toekomstige gebruikers
of een mogelijke opdrachtgever.
De leerlingen leren om overtuigend, helder en eerlijk te presenteren. Met eerlijk bedoelen
we dat de opdrachtgever informatie krijgt over knelpunten en wat er nodig is om die op
te lossen.
Tijdens de presentatie kunnen leerlingen ook vertellen over het ontwerpproces.
Verbreden en verdiepen
Tijdens alle fasen in het proces zijn evalueren, samenwerken, communiceren en het noteren
van zaken van groot belang. Ontwerpers leggen zaken ook graag vast in foto’s en ze
verzamelen producten. Reflectie op dit proces en de ontwikkeling van vaardigheden, houding
en kennis is hierbij belangrijk.
Tot slot zorg je voor verbreding en/of verdieping door het product te vergelijken met
vergelijkbare ‘echte’ apparaten.
13
(Bèta) talenten
Eerder in deze handleiding schreven we het volgende:
Kinderen zijn de toekomst. Ieder kind heeft talent! Deze talenten moeten benut en verder ontwikkeld
worden. Er zijn verschillende manieren om dit te doen. Één van deze manieren is talent ontwikkelen
door middel van wetenschap en techniek. Onze wereld zit vol met producten en processen op het gebied
van wetenschap en techniek. LOOL is de perfecte didactiek om deze talentontwikkeling te
bewerkstelligen.
Wat is talentontwikkeling
Om talent te ontwikkelen moet het kind iets doen. Je kunt talent er niet ingieten. ‘Doen’ omvat niet
alleen het fysieke doen met de handen maar ook luisteren, praten en denken: het sociale en mentale
‘doen’. Talent ontwikkelen betekent deze cognitieve, materiële en sociale actiemogelijkheden
organiseren en uitlokken in een wisselwerking tussen het kind dat ervaart, denkt en betekenis geeft aan
de handelingen. Het is een grote uitdaging om alle kinderen kansen te geven. Het is een bekend gegeven
dat kinderen die niet alleen interesse hebben maar dit ook tonen en vragen stellen, meer aandacht krijgen
dan kinderen die dit niet doen. Zo ontwikkelen zij zich sneller dan kinderen die minder aandacht krijgen.
Bovenstaande afbeelding staat symbool voor het aandacht geven aan kinderen. Wanneer een kind
Voldoende aandacht krijgt om zijn/haar talent te ontwikkelen, zal het kind groeien.
Daar tegenover staat dat het ‘vergeten’ van kinderen hun groei belemmerd. In tegenstelling tot
bovenstaande afbeelding, zullen deze kinderen hun talent niet kunnen ontwikkelen waardoor er
uiteindelijk weinig groei plaats zal vinden (zie onderstaande afbeelding).
14
De empirische cyclus
Deze cyclus geeft jou (de leerkracht) houvast en is een goed model om krachtige leeromgevingen te
Ontwikkelen. Het mooie is, dat ‘onderzoekend en ontwerpend leren’ de didactiek is die hierbij aansluit.
De empirische cyclus kent twee varianten. Als je vooral iets wilt weten of begrijpen, volg je de
onderzoekscyclus. Als je een probleem wilt oplossen door iets (nieuws) te maken, volg je de
ontwerpcyclus.
‘In onderzoekend en ontwerpend leren gaat het niet in de eerste plaats om de oplossing van het
probleem of het antwoord op de vraag. Het gaat om leren, om talentonwikkeling’.
Een gevaar is dat je je in je begeleiding te veel laat beïnvloeden door ‘het goede antwoord’. De kunst
is om leerlingen in een authentieke empirische cyclus te brengen, waarin zij hun eigen vragen stellen en
proberen te beantwoorden. Kenmerkend voor talentontwikkeling in de context van wetenschap is een
Afwisseling van denken en doen.
Na een tijd (dat kan overigens jaren duren en zelfs volwassenen realiseren zich regelmatig dat ze over
bepaalde natuurlijke verschijnselen nooit nagedacht hebben) zijn kinderen niet meer gebonden bij aan
het ondergaan van een verschijnsel en kunnen ze aandacht krijgen voor wat het verschijnsel kenmerkt.
Talentontwikkeling met wetenschap en techniek betekent leertijd benutten, verlengen en de aangeboren
aanleg maar ook de verschillen productief maken. Sommige kinderen hebben eerder dan anderen oog
voor overeenkomsten en verschillen, sommige kinderen durven meer te experimenteren en bieden hun
klasgenoten daarmee een kans de ervaringshorizon te vergroten.
Redeneringen en acties volgens de ontwerp- of onderzoekscyclus bouwen voort op een ervaring.
Vaak hebben oplossingen van problemen en antwoorden op vragen bijvoorbeeld ook een mathematische
kant. Voor dit hele proces moet je jezelf kunnen aansturen, motiveren, met frustratie om leren gaan en
met anderen leren samenwerken. Daarom is wetenschap en techniek zo’n rijke leeromgeving.
Om deze leeromgeving nog meer betekenis te geven is het aan jou (de leerkracht) de taak om
Procesgerichte vragen te stellen. Hieronder zie je enkele voorbeeldvragen die de cyclus ondersteunen.
15
W&T CONCEPT
Wat is energie?
Energie is niet tastbaar. Hierdoor is het moeilijk om een definitie op te stellen. Toch kunnen we het
begrip ‘energie’ uitleggen als: de mogelijkheid om arbeid te leveren. Arbeid is een verandering in de
omgeving. Wanneer een bal stil ligt, verricht deze geen arbeid. Op dat moment heeft de bal geen energie.
Er zijn tegenwoordig veel verschillende manieren om energie op te wekken. Door techniek en innovatie
komen daar ook nog steeds nieuwe manieren bij. En dat is maar goed ook, aangezien traditionele
manieren van energie opwekken slechter zijn voor het milieu dan nieuwe, groene, energiesoorten.
Energiebronnen
‘Grijze’ energie Werkt op basis van fossiele brandstoffen en is de tegenpool van groene energie
Deze vorm van energie opwekken heeft 2 voordelen:
1. Relatief eenvoudig en vereist geen hoogstaande techniek.
2. Ontwikkelingslanden zien fossiele brandstoffen als motor om uit de armoede te komen.
Echter heeft deze vorm van energie opwekken enkele nadelen:
1. Slecht voor het mileu.
2. Fossiele brandstoffen raken op.
3. Dragen bij aan klimaatverandering opwarming van de aarde
Grijze energie bestaat uit de volgende 3 fossiele brandstoffen:
Aardgas: samen met steenkool en aardolie is aardgas een van de drie fossiele brandstoffen, een
resultaat van miljoenen jaren opslag van dode planten of plankton in de aardbodem. Om uit
aardgas energie te produceren wordt het gas in een energiecentrale verbrandt en met de
vrijgekomen warmte wordt een grote ketel met water verwarmt. De stroom, afkomstig van het
water, zorgt voor aandrijving van een turbine, welke de energie omzet naar elektriciteit die
wordt aangeboden aan het elektriciteitsnet.
Steenkool: steenkolen zijn samengeperste resten van planten van meer dan 300 miljoen jaar oud
met een hoog energiegehalte. In energiecentrales wordt steenkool tot poeder gemalen waardoor
het beter brandt.
Aardolie: Een zwarte, stroperige vloeistof die wordt omgezet in benzine, diesel, kerosene en
dergelijke. Deze wordt ook uit restanten van planten, dieren en andere organismen gehaald, die
zich op de zeebodem bevinden. Als daar weinig zuurstof voorkomt, rotten restanten van algen,
bacteriën en planten niet helemaal weg. Uit wat er overblijft ontstaat ‘kerogeen’. Bij ongeveer
100 graden Celsius verandert kerogen in olie. Stijgt de temperatuur verder, dan ontstaat aardgas.
16
‘Groene’ energie elektriciteit wordt opgewekt uit duurzame energiebronnen.
Tegenpool van grijze energie.
Deze vorm van energie opwekken heeft 5 voordelen:
Beter voor het milieu. Energie komt uit onuitputtelijke bronnen, waardoor een vervuilende
uitstoot van CO2 wordt geminimaliseerd.
Hoe meer duurzame energie, hoe minder er gebruik hoeft te worden gemaak van fossiele
Brandstoffen.
Er hoeft heen olie meer geïmporteerd te worden vanuit andere landen.
Is voor iedereen toegankelijk
Ook deze ‘milieuvriendelijke’ vorm heeft enkele nadelen:
Het kan zorgen voor landschapsvervuiling. Ze kunnen zelfs bepaalde natuurgebieden
aantasten.
Jaarlijk vinden ruim 20.000 vogels de dood omdat ze in windmolens vliegen. Ook sterven er
veel vissen doordat ze niet langs de watercentrales kunnen komen.
Aanschaf van duurzame energie is duur.
Is niet altijd even gemakkelijk om te zetten naar de gewenste vorm en hoeveelheid.
De volgende energiebronnen behoren tot de groene energiebronnen:
Zonne-energie: zonlicht kan worden omgezet in warmte (thermische energie) via zonnecollectoren (of
zonneboilers) en elektriciteit via zonnepanelen. Een warmtewisselaar kan de warmte afvoeren
waardoor deze opgeslagen kan worden voor later gebruikt. Zonnestraling is de grootste bron van
energie op aarde.
Windenergie: schone energie die komt uit een bron die nooit opraakt. De CO2-uitstoot is vijftig
keer lager dan die van ‘grijze’ stroom. Windturbines wekken stroom op zonder de lucht te
vervuilen, zonder het klimaat te belasten en zonder grondstoffen uit te putten. Wel komt er wat
CO2 vrij bij het bouwen, onderhouden en afbreken van de turbine, maar na drie tot zes maanden
draaien heeft een turbine die hoeveelheid CO2-uitstoot al bespaard.
Waterkracht: Dit is energie die is opgewekt uit stromend water. Bij de productie van elektriciteit
uit waterkracht ontstaan geen schadelijke stoffen, en de bron is onuitputtelijk. Waterkracht is
waarom een duurzame energiebron. Ondanks het feit dat Nederland een waterland is, speelt
waterkracht geen grote rol.
Groen gas: Groen gas heeft de toekomst. Groen gas is de duurzame variant van aardgas en is sterk
in opkomst. Groen gas wordt schoon geproduceerd en is hernieuwbaar. Het wordt gemaakt door
biogas te zuiveren en op te waarderen tot het dezelfde kwaliteit heeft als aardgas. Biogas wordt
geproduceerd uit onder meer slib, afval van stortplaatsen, tuinafval, resten groente en fruit, en
dierlijke restproducten zoals koeienmest.
Bio-energie: Dit is elektriciteit, warmte of gas die gewonnen wordt uit organisch materiaal
(biomassa). Dit is bijvoorbeeld hout, groente-, fruit- en tuinafval, rioolslib en mest.
Blauwe energie: Blauwe energie is de naam voor energie die kan worden geworden uit de
concentratieverschillen in de zoutconcentratie tussen zout en zoet water. Hier zijn twee
technieken voor. De eerste methode is gebaseerd op osmose. Dit werkt op basis van een verschil in
zoutconcentratie van deeltjes in de twee vloeistoffen die in evenwicht met elkaar proberen te
komen. De tweede methode maakt gebruik van omgekeerde elektrodialyse. Deze methode werkt
op basis van het scheiden van positieve en negatieve ionen.
17
Energie in ons lichaam
Dit is één van de deelconcepten die uitgewerkt is in het lesmateriaal. Het is dus van groot belang dat je als leerkracht over de nodige kennis van dit deelconcept beschikt.
Dit komt goed van pas tijdens de fase ‘verdiepen en verbreden’ waarin de leerkracht de nodige
informatie over het concept bespreekbaar maakt. Tevens helpt dit bij het stellen van vragen.
Hieronder vind je per activiteit de benodigde informatie.
Activiteit 1 Calorieën verbranden (onderbouw)
Onder invloed van inspanning gaat de hartfrequentie omhoog. Ook de hoeveelheid bloed die het
hart per slag uitpompt (het slagvolume) neemt toe. De hartfrequentie maal het slagvolume geeft
het hartminuutvolume: de hoeveelheid bloed die het hart per minuut rondpompt. In rust is dat
ongeveer 4 tot 5 liter. Bij zware inspanning kan het bij zeer goed getrainde atleten oplopen tot 40
liter. Mensen met bewegingsarmoede halen amper de helft van die hoeveelheid. Toch is die 20
liter bij ongetrainde personen nog steeds een grote prestatie van het hart. Vergelijk het maar eens
met een kraan die wijd open staat; daar komt ongeveer 7 liter water per minuut uit.
Een ongetraind hart kan dus het volume van drie kranen verstouwen. De zes kranen van een
getrainde atleet op volle capaciteit komen overeen met een aardige brandkraan!
Dus, tijdens inspanning zal het aantal hartslagen per minuut toenemen en hoger zijn dan het
aantal hartslagen in een periode van rust.
Activiteit 2 Het voedselschilderij (middenbouw)
Eten en drinken leveren energie die het lichaam nodig heeft om te kunnen functioneren.
De hoeveelheid energie wordt uitgedrukt in kilocalorieën of kilojoules. 1 kilocalorie = 4,2
kilojoules. Meestal wordt gesproken over calorieën. De energiebehoefte van mannen tussen de 30
en 50 jaar met een zittend beroep en weinig beweging in de vrije tijd ligt rond de 2.500
kilocalorieën per dag. Vrouwen van die leeftijd met dezelfde inactieve leefstijl hebben gemiddeld
kilocalorieën nodig. Normaal praten we over calorieën en Joules per duizend tegelijk: 1 kcal
(kilocalorie) = duizend calorieën, en 1 kJ is duizend Joule.
Op voedingsmiddelen hoort de voedingswaarde te staan, uitgedrukt in kJ (of kcal) per 100
gram van dat voedingsmiddel. Let op: in een pot jam van 450 gram zit dus 4,5 keer de
hoeveelheid per 100 gram. Tijdens de activiteit is het belangrijk dat de leerlingen besef krijgen
van het feit dat er energie (uitgedrukt in KJ/Kcal) in eten/drinken zit en dat dit aantal wordt
aangegeven per 100 ml/gram.
18
Activiteit 3 Voedingsschema van een topsporter (bovenbouw)
Een eerste belangrijke component van een goed sportdieet is het aantal calorieën wat je ermee
binnenkrijgt. Als je drie keer in de week een half uurtje sport, zitten er in een basisdieet genoeg
calorieën. Maar topsporters die een paar uur per dag trainen, en dat vijf of zes dagen in de week,
hebben niet genoeg aan de standaard 2000 tot 2500 kilocalorieën. Afhankelijk van welke sport een
atleet beoefent, kan zijn caloriebehoefte op een trainingsdag oplopen van 2500 naar 8000
kilocalorieën. Tijdens een wedstrijd loopt het energieverbruik helemaal hoog op. Deelnemers aan
de Tour de France gebruiken naar schatting 12000 kilocalorieën op een dag en zullen dus ook
dagelijks minstens 6000 kilocalorieën binnen moeten krijgen om de energievoorraad enigszins op
peil te houden.Naast calorieën hebben atleten ook meer koolhydraten nodig dan recreatieve sporters
of mensen die nauwelijks bewegen. Koolhydraten worden afgebroken tot glycogeen. Glycogeen ligt
opgeslagen in de lever en spieren en vormt daar een snel beschikbare energievoorraad. Als er energie
nodig is wordt de glycogeenvoorraad het eerste aangesproken, en dus verliezen atleten snel veel
glycogeen. Om de voorraad op peil te houden, moet een atleet per dag ongeveer 1500 gram
meervoudige koolhydraten binnenkrijgen. Dat staat gelijk aan ongeveer twee kilogram spaghetti en
dat betekent dat een topsporter ieder uur een bord spaghetti weg zou moeten werken.Topsporters
hebben twee keer zoveel eiwitten nodig als andere mensen. In tegenstelling tot wat vaak gedacht
wordt, zorgen die extra eiwitten niet voor spieropbouw. Ze zijn nodig om de stofwisseling in balans te
houden. Bij een eiwittekort hoopt stikstof zich op in de spieren. Daardoor worden er nog meer
eiwitten afgebroken en raakt het herstel na een zware training of wedstrijd vertraagd. Een langdurig
eiwittekort kan zelfs leiden tot de afbraak van spierweefsel. Om dat te voorkomen, zouden atleten
dagelijks drie tot elf porties magere kip of vis moeten eten.
19
Duurzame energie
Dit is het andere deelconcept dat uitgewerkt is in het lesmateriaal. Het is dus van groot belang dat je als leerkracht over de nodige kennis van dit deelconcept beschikt.
Dit komt goed van pas tijdens de fase ‘verdiepen en verbreden’ waarin de leerkracht de nodige
informatie over het concept bespreekbaar maakt. Tevens helpt dit bij het stellen van vragen.
Hieronder vind je per activiteit de benodigde informatie.
Activiteit 1 Help Buurman & Buurman uit de problemen (onderbouw)
WAT HEBBEN ZADEN NODIG
1.Water
Dit is één van de belangrijkste factoren, die de levensprocessen binnen het zaad op gang brengen.
Het zaaibed dient vochtig te blijven. Regelmatige controle is geboden. Ook wanneer u binnen
zaait dient u goed op de vochtigheid van de grond te letten. Dus!, regelmatig vochtig houden van
het zaaisel is essentieel. Te veel vocht geeft kans op bodemschimmel aantasting van het zaad.
2.Zuurstof
Zaden zijn levende dingen. Ze moeten kunnen ademen. Op zware grond, zoals kleigrond is
toevoeging van zand noodzakelijk. Lichte zandgrond houdt geen vocht vast, daarom is toevoeging
van veengrond of compost aan te bevelen. In een perfecte wereld zou dit alles niet nodig zijn.
Helaas is grond zelden perfect, zodat hulp nodig is. Zorg dus voor een luchtige (zuurstofrijke)
grond.
3.Warmte
Vele zaden zullen het gehele jaar ontkiemen, behalve tijdens de koude wintermaanden.
Sommige soorten hebben warm zomerweer nodig. Het hangt af van de temperatuur die het zaad
nodig heeft, wanneer gezaaid kan worden. Informatie over de juiste zaaitijd vindt u op elk pakje
zaden. Vroeger zaaien kan alleen teleurstelling geven.
Bovenstaande informatie komt terug in het filmpje van Buurman & Buurman.
Activiteit 2 De familie Oxxio (middenbouw)
Bij deze activiteit gaan de leerlingen zoeken naar vervangende energiebronnen om het probleem
van de familie Oxxio te verhelpen. Als leerkracht benadruk je tijdens de inleiding dat er
Verschil is tussen ‘grijze’ en ‘groene’ energie. Er zijn verschillen op het gebied van energie
Opwekken, maar ook op financieel gebied. Tijdens deze activiteit houden de leerlingen met
Beide aspecten rekening. Als leerkracht kun je je verdiepen in verschillende energiebronnen.
Deze staan uitgewerkt in het W&T concept (onder het kopje ‘Energiebronnen’).
20
Activiteit 3 De citroenbatterij (bovenbouw)
1. Kies een elektrolyt
Een batterij bestaat grofweg uit drie onderdelen: een deel dat elektronen levert, een deel dat
elektronen opneemt en een deel waardoorheen die elektronen zich kunnen verplaatsen.
Dit laatste heet het elektrolyt. Veel elektrolyten zijn vloeistoffen. Huishoudazijn werkt goed,
net als zeewater of kraanwater met keukenzout. Vruchtensap werkt ook. Zelfs als het nog vast
zit in de vrucht, zoals het sap van een citroen. Neem voor dit experiment een citroen als
elektrolyt.
2. Kies elektroden
Elektrische stroom is niets meer dan een stroom van kleine deeltjes die elektronen heten.
De min-pool van een batterij levert die elektronen, de plus-pool neemt ze weer op en stuurt ze
terug naar de min-pool. Zo ontstaat een eindeloze stroom elektronen. Hoe snel de elektronen
stromen hangt ervan af hoe graag de min-pool ze afgeeft en hoe graag de plus-pool ze weer
opneemt. Dat noemen we spanning en drukken we uit in Volt. Voor de biobatterij is koper een
prima elektronen-opnemer. We nemen dus een koperen muntje of een stukje koperdraad als
plus-pool. Een gegalvaniseerde spijker (die heeft een laagje zink eromheen) is een goede
elektronen-bron. Dat wordt onze min-pool. Prik ieder aan een kant van de citroen zodat ze
elkaar niet raken en een stukje uitsteken.
3. Sluit de batterij aan
Om stroom te krijgen moet je een kring maken. Je moet de polen van de batterij dus met elkaar
verbinden. Als je dat doet met een spanningsmeter (multimeter) ertussen kun je meteen de
spanning van je batterij meten. Sluit de + van de spanningsmeter aan op het koperdraad en de
– op de spijker. Zet de spanningsmeter aan op de stand ‘20V’. Als het goed is is je spanning in
de buurt van 1,1 Volt of iets minder.
4. Breid je batterij uit
Je kan de spanning van je batterij opvoeren door er meerdere aan elkaar te koppelen in een kring.
Dit is een standaard techniek die ‘in serie’ heet. De accu in je auto bestaat ook uit meerdere
batterijen in serie. In zo’n accu zie je meerdere platen metaal (lood in dit geval) naast elkaar
staan. Elke plaat vormt één batterij, cel genoemd. Je auto-accu bestaat dus uit meerdere
cellen. Neem meerdere citroenen en prik in ieder een stukje koper of een muntje en een spijker.
Iedere citroen vormt nu een cel. Verbind de cellen door met een stroomdraadje de plus van de
ene batterij te verbinden met de min van de volgende. De uiteinden van je rij cellen (je houdt
een plus aan de ene kant en een min aan de andere kant over) verbind je weer met de
multimeter. Hoeveel is de spanning nu van je batterij? Je kunt met meerdere cellen een
behoorlijke spanning opbouwen. Ter vergelijk: een AA-batterij levert 1,2V.
5. Sluit een lampje aan op je batterij
Een LED-lampje heeft echter maar weinig stroom nodig. Die kun je dus wel op je biobatterij
laten branden. Haal de multimeter van de batterij af en sluit de min (spijker) aan op het
uiteinde van de LED waar een plat stukje zit. Sluit de plus op de andere poot aan. Als het goed is
brandt je LED. nu.
21
Tech&Niek Calorieën verbranden (1/3)
Situatieschets Om te bewegen heb je energie nodig. Iedereen kan maar een dagelijkse hoeveelheid energie verbranden. Een man
kan bijvoorbeeld dagelijks 2500 calorieën verbranden en een vrouw 2000. Eet je meer dan de dagelijkse hoeveelheid calorieën dan kom je aan in vet of in spieren. Calorieën verbranden is niets meer dan het verbranden van een hoeveelheid energie. Er gebeurt van alles met je lichaam om energie te verbranden. Energie wordt uit voedingsstoffen opgenomen door het bloed. Ons hart pompt het bloed rond in ons lichaam.
Confronteren Aan het einde van deze fase is voor de leerlingen het thema en de begrenzing hiervan duidelijk.
Verschijnsel, voorwerp, organisme of situatie introduceren. Start het filmpje ‘Wat zijn calorieën’? https://www.youtube.com/watch?v=NpJ0bWXj94Q Verwondering In dit filmpje wordt op ludieke wijze het begrip ‘calorieën’ uitgelegd (op niveau) aan de kinderen. Er zijn opvallende feitjes die terugkomen in het filmpje en voor verwondering zorgen. Een voorbeeld hiervan: Door in de zomer lang op het strand te liggen, verbrand je 1000 calorieën. Verwondering en nieuwsgierigheid stimuleren Ga in gesprek over het filmpje. Wat hebben de leerlingen gezien? Wat wisten ze al en wat verwondert ze? Mogelijk zijn er leerlingen die situaties uit het filmpje herkennen. Stuur de leerlingen in de richting van energie in je lichaam. Doe dit door het begrip calorie te verhelderen. Leerlingen uitdagen en motiveren De leerlingen gaan een dansje doen/ bewegen op het liedje ‘Energie’ van kinderen voor kinderen https://www.youtube.com/watch?v=t12Jsq5cmo8. Stel verder geen eisen aan de opdracht. Ga uit van de creativiteit van de leerlingen!
Verkennen en vragen formuleren
Indrukken opdoen, voorkennis en ervaringen uitwisselen. Laat de kinderen in groepjes met elkaar in gesprek gaan over opvallend heden. Stuur als leerkracht aan op de zintuigen van de leerlingen (Wat voel je? Wat ruik je? Wat hoor je?) Bespreek met de kinderen opbrengsten van het gesprek. Antwoorden voorspellen en onderzoeksvraag formuleren. Antwoorden op de vragen worden voorspelt en bespreekbaar gemaakt. De leerlingen zullen zich gaan verwonderen wat deze eigenschappen van hun lichaam te maken hebben met het verbranden van calorieën. Vanuit dit onderwerp zullen de leerlingen zich iets afvragen en vragen gaan ontwikkelen. Vraag de leerlingen welk onderdeel van je lichaam ervoor zorgt dat je overal in je lichaam energie hebt? Mogelijke onderzoeksvragen kunnen zijn:
Wat is het verband tussen de snelheid van ademhalen en de hartslag?
Hoe snel klopt je hart na het sporten in één minuut tijd?
Hoe snel klopt het hart van iemand in rust en hoe snel klopt het hart van
iemand die actief is geweest?
Doelgroep
onderbouw
Doel De leerlingen leren dat
energie uit voeding
wordt opgenomen in
het bloed. Wanneer je
actief bezig bent
pompt je hard meer
energie door je lichaam
waardoor deze sneller
op raakt.
Leerlijn
stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
voorspelt voorafgaand aan eigen onderzoek
wat er gebeurt als twee factoren veranderen
bedenkt een passend type onderzoek bij de
geformuleerde onderzoeksvraag
stelt samen met andere leerlingen een
onderzoeksplan op
ordent, verwerkt en interpreteert de
verzamelde onderzoeksgegevens
en beschrijft de gevonden resultaten
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
22
Tech&Niek Calorieën verbranden (2/3)
Onderzoek opzetten en materialen verzamelen
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? De leerlingen gaan in tweetallen werken. Ze maken onderling afspraken over de uitvoering van het onderzoek. Dit is natuurlijk afhankelijk van de onderzoeksvraag. Bijv. Een van de leerlingen gaat actief bewegen, waarna de ander de hartslag meet. Bedenken welke informatie is nodig om de onderzoeksvraag te beantwoorden? De leerlingen gaan met elkaar in gesprek om vast te stellen wat ze eigenlijk willen weten. Dit geeft ze meer houvast en zullen ze gericht naar een antwoord toewerken. Wijze van informatie verzamelen bedenken. De leerlingen gaan nadenken over een wijze waarop ze het onderzoek gaan uitvoeren. Hoe gaan de leerlingen meten en de informatie vastleggen. Omdat de kleuters niet in staat zijn om te schrijven zullen ze een creatieve manier moeten bedenken om informatie met de groep te delen (handgebaren etc.)
Onderzoek uitvoeren volgens plan van aanpak
Gegevens ordenen, bespreken en verwerken De leerlingen voeren hun plan uit en gaan ontdekkingen doen. Deze ontdekkingen worden in tweetallen besproken. Ze verwerken de gegevens op eigen wijze zodat de resultaten zichtbaar worden. Kleuters kunnen de gegevens niet vastleggen maar kunnen wel tijdens de presentatie demonstreren welke ontdekkingen ze gedaan hebben. Onderzoeksresultaten formuleren De leerlingen gaan in tweetallen in gesprek over de ontdekkingen die ze gedaan hebben.
Conclusie(s) trekken en verslagleggen
De leerlingen gaan na wat de resultaten van het onderzoek zijn. De vervolgstap is om na te denken hoe ze deze resultaten gaan delen met de groep. Ze gaan met elkaar in gesprek of de resultaten ook de onderzoeksvraag beantwoorden. Ga als leerkrachten na hoe de leerlingen het onderzoek uit hebben gevoerd en tot welke conclusies ze zijn gekomen. Bied de leerlingen van de onderbouw ondersteuning door ze te begeleiden in het proces. Ga na waar ze achter zijn gekomen en hoe ze dit met klasgenoten kunnen delen.
Onderzoek presenteren
Uitkomst van het onderzoek presenteren aan de klas De leerlingen gaan hun conclusies met de groep delen. Hierbij verwoorden ze ook wat ze hebben onderzocht en hoe ze dit gedaan hebben. Ze vertellen waarom de resultaten antwoord geven op de onderzoeksvraag. Stimuleren van kritische reacties, oordelen en waardering op het onderzoek De link wordt gelegd naar ‘energie’. Wat heeft energie nu te maken met het kloppen van je hart? Hoe kan het dat je hart sneller gaat kloppen? Hoe kan het dat je het warm krijgt nadat je actief bezig bent geweest? Deze vragen zullen de leerlingen kritisch na laten denken.
Leg ook de vertaalslag naar eigen ervaringen van leerlingen. Wie houdt er rekening met zijn/haar lichaam en op welke wijze?
Doelgroep
onderbouw
Doel De leerlingen leren dat
energie uit voeding
wordt opgenomen in
het bloed. Wanneer je
actief bezig bent
pompt je hard meer
energie door je lichaam
waardoor deze sneller
op raakt.
Leerlijn
stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
voorspelt voorafgaand aan eigen onderzoek
wat er gebeurt als twee factoren veranderen
bedenkt een passend type onderzoek bij de
geformuleerde onderzoeksvraag
stelt samen met andere leerlingen een
onderzoeksplan op
ordent, verwerkt en interpreteert de
verzamelde onderzoeksgegevens
en beschrijft de gevonden resultaten
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
23
Tech&Niek Calorieën verbranden (3/3)
Verdiepen en verbreden
Verbreden door begrippen betekenis te geven in andere contexten en te verbinden met andere begrippen. Leg uit dat je om iets te kunnen doen energie nodig hebt. Deze energie haal je uit voeding. De voeding die je eet gaat door je lichaam naar je darmen. In je darmen worden de voedingsstoffen waaronder de energie uit de voeding gehaald en opgenomen in je bloed. Doordat je hart pompt wordt het bloed met daarin de energie door je lichaam gepompt en opgenomen door de spieren. Eet je weinig weinig energie in je lichaam je voelt je ‘slap’. Door veel te bewegen en actief bezig te zijn moet het hart, harder werken om het lichaam te voorzien van energie. De energie die je gebruikt raakt door deze bewegingen op. Bij veel beweging heb je dus veel energie nodig (veel producten eten met daarin energie) zodat je genoeg kracht hebt om te kunnen bewegen. Denk bijvoorbeeld aan een auto. Een auto heeft benzine nodig om te kunnen rijden. De prestaties van de auto nemen af wanneer deze niet genoeg benzine heeft. Mensen die rustig rijden zorgen goed voor hun auto waardoor de auto langer kan rijden op de benzine. Mensen die altijd snel en fel rijden, zullen merken dat hun auto minder lang kan rijden op de benzine.
Doelgroep
onderbouw
Doel De leerlingen leren dat
energie uit voeding
wordt opgenomen in
het bloed. Wanneer je
actief bezig bent
pompt je hard meer
energie door je lichaam
waardoor deze sneller
op raakt.
Leerlijn
stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
voorspelt voorafgaand aan eigen onderzoek
wat er gebeurt als twee factoren veranderen
bedenkt een passend type onderzoek bij de
geformuleerde onderzoeksvraag
stelt samen met andere leerlingen een
onderzoeksplan op
ordent, verwerkt en interpreteert de
verzamelde onderzoeksgegevens
en beschrijft de gevonden resultaten
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
24
Tech&Niek Het voedselschilderij (1/3)
Situatieschets Tech & Niek hebben een probleem! Ze hebben een belangrijke afspraak met de baas van het Rijksmuseum. Ze wilden 4 schilderijen verkopen aan deze meneer maar alle schilderijen zijn verdwenen. Toevallig zag Niek vanochtend verschillende producten in zijn koelkast staan. Kunnen de leerlingen hen helpen met het maken van nieuwe schilderijen? De schilderijen hadden de volgende kleuren: geel, bruin, rood en wit. Ook mogen de schilderijen maar een bepaalde hoeveelheid verf bevatten. De hoeveelheid verf wordt bepaald aan de hand van de hoeveelheid energie (KJ). De baas is nogal streng!
Confronteren Aan het einde van deze fase is voor de leerlingen het thema en de begrenzing hiervan duidelijk.
Probleem, behoefte of fantasie introduceren Maak groepjes van max. 4 leerlingen. Je hebt het volgende nodig:
4 canvasdoeken of 4 grote witte vellen
Vloeibare producten: Mayonaise – ketchup – vla – slagroom etc.
Maatbekers
Schema aantal kilojoules (ter ondersteuning)
A4 vellen
Vuilniszakken/ schorten
Verwondering Stel de leerlingen de volgende vraag: ‘Wat hebben jullie al gegeten vandaag’? Ga vanuit deze vraag het gesprek aan met de leerlingen. Bespreek waarom mensen eigenlijk voeding nodig hebben. Richt de aandacht op het onderdeel ‘energie’. Zorg dat de verwondering bij de leerlingen aanwezig blijft. Deel de verschillende producten uit en laat de leerlingen met het materiaal aanrommelen. Bedenken van nieuwe ideeën stimuleren Vraag de kinderen wat je buiten het nuttigen, nog meer met de producten kunt doen. Laat de leerlingen nadenken over mogelijkheden. De leerlingen zullen waarschijnlijk met de gekste ideeën komen. Hopelijk is er een leerling die aangeeft dat je met de producten ook kunt verven/schilderen. Is dit niet het geval; beeld het uit en stel dit vast. Probleem afbakenen en programma van eisen opstellen Leg de situatieschets aan de leerlingen voor. Het probleem wordt afgebakend met de volgende eisen:
Het schilderij moet de volgende kleuren bevatten: geel, bruin, rood en wit.
Het schilderij mag maar een bepaalde hoeveelheid KJ bevatten.
Deel de verschillende a4-tjes met daarop de hoeveelheid KJ uit.
Verkennen
Creatieve fase om oplossingsmogelijkheden te verkennen De leerlingen gaan met elkaar in gesprek om een mogelijk plan te bedenken voor het probleem. De leerlingen zien welk materiaal ze tot hun beschikking hebben. De vraag is: Hoe kun je met de verschillende producten een schilderij maken? (denk aan eisen)
Doelgroep
Middenbouw
Doel De kinderen beseffen
dat er energie in
producten zit en dat de
energiewaardes per
product kunnen
verschillen.
Leerlijn
Eisen voor een
oplossing formuleren
Oplossingen uitvoeren
volgens schema
Het maakproces
verwoorden
Relaties leggen tussen
oplossing en gestelde
eisen
Voor- en nadelen
product aangeven.
De leerlingen kunnen
een probleem, uit een
concrete, bekende
situatie of uit een
betekenisvolle
fantasiesituatie op
eigen manier
verwoorden en
verduidelijken.
Besproken van de wijze
waarop gemeten wordt
en de gegevens worden
verwerkt!
25
Tech&Niek Het voedselschilderij (2/3)
Verschillende oplossingen genereren en nagaan of deze voldoen aan het programma van eisen. De leerlingen gaan na een kort gesprek hun idee bespreekbaar maken met de groep. Ze vertellen de groep wat hun idee is en hoe ze dit idee uit willen voeren. Stel als leerkracht vragen om de leerlingen over hun proces na laten denken.
Oplossing kiezen die past bij het programma van eisen Duidelijk moet worden hoe de leerlingen aan de verschillende eisen denken te voldoen. De kleuren: geel, bruin, rood en wit moeten terug komen in het schilderij. Dit betekent dat de leerlingen dus gebruik moeten maken van: Mayonaise, ketchup, vla en evt. slagroom.
Ontwerp schetsen, materiaal en gereedschap verzamelen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht.
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? De leerlingen gaan met elkaar een rolverdeling maken. Ze kunnen immers niet allemaal dezelfde taak uit gaan voeren. Het is belangrijk om talenten hierbij in te zetten. Omdat er een bepaalde hoeveelheid energie uitgerekend moet worden, is het logisch dat rekentalent van de leerlingen wordt benut. Het schilderen is meer weg gelegd voor een creatieve leerling. Oplossingen uitwerken in een ontwerpschets De leerlingen gaan een schets maken van het schilderij. De leerlingen stellen onderling vast hoe het definitieve schilderij er uit moet komen te zien.
Programma van eisen verwerken in de ontwerpschets De leerlingen gaan de verschillende kleuren die nodig zijn verwerken in hun ontwerp.
Definitief ontwerp De leerlingen zijn tot een definitief ontwerp gekomen. Ze hebben de eisen hierin verwerkt. Mogelijk zullen ze tijdens het realiseren van het ontwerp wijzigingen door moeten voeren.
Ontwerp realiseren, testen en bijstellen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht. Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen hun product getest. Werkt het? Voldoet het aan de gestelde eisen?
Een product maken De leerlingen zullen hun plan uit gaan voeren. Ze zullen in eerste instantie zelf zonder hulpmiddelen aan de slag gaan. Ze gaan kijken naar de energiewaarden van verschillende producten. Deze energiewaarden zullen ze bij elkaar op moeten tellen. Geef de leerlingen een blad waarop een energiewaarde staat (uitgedrukt in KJ). Dit is de hoeveelheid waaraan het schilderij moet voldoen. Geef de leerlingen na 5 minuten een blad waarop de energiewaardes staan vastgelegd. Dit is een hulpmiddel dat de leerlingen op weg helpt. Ze moeten vanuit dit schema gaan vaststellen welke producten ze gaan gebruiken om de eindwaarde (a4-tje) te gaan bereiken.
Doelgroep
Middenbouw
Doel De kinderen beseffen
dat er energie in
producten zit en dat de
energiewaardes per
product kunnen
verschillen.
Leerlijn
Eisen voor een
oplossing formuleren
Oplossingen uitvoeren
volgens schema
Het maakproces
verwoorden
Relaties leggen tussen
oplossing en gestelde
eisen
Voor- en nadelen
product aangeven.
De leerlingen kunnen
een probleem, uit een
concrete, bekende
situatie of uit een
betekenisvolle
fantasiesituatie op
eigen manier
verwoorden en
verduidelijken.
Besproken van de wijze
waarop gemeten wordt
en de gegevens worden
verwerkt!
26
Tech&Niek Het voedselschilderij (3/3)
Product presenteren Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen aan de rest van de klas verteld welk probleem of behoefte er was, voor welke oplossing ze hebben gekozen en/of het product werkt en aan de gestelde eisen voldoet.
Beoordelen of product voldoet aan programma van eisen De leerlingen gaan na het maken van het schilderij hun resultaten delen met de groep. Ze lichten hierbij niet alleen toe wat ze gemaakt hebben, maar vertellen natuurlijk ook hoe het proces eruit zag. Stimuleren van kritische reacties, oordelen en waardering over de gekozen oplossing. Stel de volgende vragen om de leerlingen kritisch te laten denken over hun ontwerp:
Hoe hebben jullie ervoor gezorgd dat de eindwaarde bereikt is?
Wat kun je zeggen over de energiewaardes van de gebruikte producten?
Welk product kun je het beste gebruiken om jezelf van energie te voorzien?
Zijn de producten ook gezond?
Is het handig geweest om voedingsproducten te gebruik voor het maken van een
schilderij?
Verdiepen en verbreden Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen door begeleide reflectie van de leraar inzicht gekregen in de gebruikte technische principes, de keuze van de gebruikte materialen en gereedschappen.
Reflectie op ontwerpproces en de ontwikkeling van vaardigheden, houding en kennis. Laat de leerlingen in eerste instantie zelf antwoord geven op de bovenstaande vragen. Belangrijk is dat de leerlingen bewust worden van de verschillende energiewaardes uit de producten. Geef als leerkracht zijnde verdieping door de antwoorden op de vragen te verduidelijken. Let hierbij op het doel van de les. Bekijk welke energiewaardes er op de flessen van de gebruikte producten staan. Welk product heeft een hoge en welk product heeft een lage energiewaarde? Mayonaise heeft een hoge energiewaarde. Maak de leerlingen er van bewust dat veel mayonaise evengoed niet gezond is. Waar kun je dit uit concluderen? Verwijs de leerlingen een blik te werken op het etiket. Vetten en zout zijn voedingsstoffen die niet goed zijn voor ons lichaam. Stel ten slotte de vraag aan de leerlingen wat ze geleerd hebben.
Doelgroep
Middenbouw
Doel De kinderen beseffen
dat er energie in
producten zit en dat de
energiewaardes per
product kunnen
verschillen.
Leerlijn
Eisen voor een
oplossing formuleren
Oplossingen uitvoeren
volgens schema
Het maakproces
verwoorden
Relaties leggen tussen
oplossing en gestelde
eisen
Voor- en nadelen
product aangeven.
De leerlingen kunnen
een probleem, uit een
concrete, bekende
situatie of uit een
betekenisvolle
fantasiesituatie op
eigen manier
verwoorden en
verduidelijken.
Besproken van de wijze
waarop gemeten wordt
en de gegevens worden
verwerkt!
27
Tech&Niek De voeding van een topsporter (1/3)
Situatieschets Ieder jaar vinden er topwedstrijden plaats waar veel aandacht aan besteed wordt. In Spanje spelen de voetbalclubs Barcelona en Real Madrid een wedstrijd tegen elkaar. Deze clubs beschikken over veel geld en zijn dus ook in staat om topspelers te kopen. Iedere voetballer heeft zijn eigen kwaliteiten (talent) maar is niet zomaar in staat om deze kwaliteiten tot uiting te brengen. De voetballers moeten strenge procedures volgen, waarvan het nuttigen van voeding er een is. Wat hebben de voetballers nodig om topprestaties te kunnen leveren?
Confronteren
Verschijnsel, voorwerp, organisme of situatie introduceren. Zet op tafel verschillende voedingsproducten neer. Nadat dit gebeurt is start je het filmpje: https://www.youtube.com/watch?v=NpJ0bWXj94Q Verwondering De leerlingen zien van alles op de tafel staan wat zorgt voor verwondering. Vervolgens zullen ze een filmpje zien waarin de voetbalwedstrijd tussen Barcelona en Real Madrid centraal staat. Verwondering en nieuwsgierigheid stimuleren De verwondering zal snel over gaan in nieuwsgierigheid. De leerlingen zullen zich af gaan vragen wat de producten te maken hebben met het filmpje. Is er een samenhang tussen de producten en voetbal? Leerlingen uitdagen en motiveren Ga met de leerlingen in gesprek over de samenhang. Laat de leerlingen hun bevindingen toelichten.
Verkennen en vragen formuleren
Indrukken opdoen, voorkennis en ervaringen uitwisselen. De leerlingen gaan inventariseren welke producten er allemaal te zien zijn. Hierover gaan ze in groepjes in gesprek. Wat weten ze van de producten? en wat zullen bepaalde producten met elkaar te maken hebben? Antwoorden voorspellen en onderzoeksvraag formuleren. Ze noteren alles wat ze van de producten weten op een a4-tje. Leg de leerlingen de vragen voor: Wat zijn de eigenschappen van de producten? Kun je de producten categoriseren? Leerlingen maken gebruik van de reeds aanwezige kennis en eigen ervaringen. Vanuit deze inventarisatie gaan ze de link leggen met het filmpje. Vanuit deze koppeling zal er een onderzoeksvraag ontstaan. Hieronder mogelijke onderzoeksvragen:
Hoe kun je een topsporter voorzien van voldoende energie (met beschikbare
producten), zodat deze topprestaties kan leveren?
Hoe kun je een energierijk gerecht samen stellen voor een topsporter voordat de
wedstrijd begint?
Doelgroep
Bovenbouw
Doel De leerlingen kunnen
op basis van
eigenschappen in
voeding een
voedingsschema
opstellen voor een
topsporter voor één
dag.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
28
Tech&Niek De voeding van een topsporter (2/3)
Onderzoek opzetten en materialen verzamelen
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? De leerlingen maken een keuze uit de onderzoeksvragen en gaan hiervoor een plan opstellen. Hoe gaan ze hun onderzoek vormgeven en wie gaat welke taak op zich nemen. Bedenken welke informatie is nodig om de onderzoeksvraag te beantwoorden? De leerlingen gaan met elkaar in gesprek om te achterhalen welke informatie ze willen achterhalen om antwoord te kunnen geven op hun onderzoeksvraag. Hierin gaan ze bewust een opzet maken (gericht tewerk). Als vraag houden de leerlingen in gedachten: Is ons plan goed genoeg om antwoorden te krijgen op de vraag? Wijze van informatie verzamelen bedenken. In deze fase worden de handelingen besproken. Wat moeten de leerlingen gaan doen om tot antwoorden te komen? Ook bespreken de leerlingen hoe ze hun onderzoek vorm gaan geven en gegevens willen gaan vastleggen
Onderzoek uitvoeren volgens plan van aanpak
Gegevens ordenen, bespreken en verwerken De leerlingen voeren hun plan uit en gaan ontdekkingen doen. De ontdekkingen zullen besproken worden. Ze gaan bespreken welke ontdekking relevant zijn voor het onderzoek. Waardevolle gegevens zullen geordend worden en verwerkt worden. Tijdens dit gehele proces mogen ze gebruik maken van de verschillende producten die op de tafel staan. ( Een voorbeeld hiervan is dat leerlingen een energierijk voedingsschema gaan maken voor topsporters) Onderzoeksresultaten formuleren Na het uitvoeren van het onderzoek en het vastleggen van relevante ontdekkingen gaan de leerlingen hun werk controleren. Zijn ze het met elkaar eens dat de resultaten de antwoord geven op de onderzoeksvraag?
Conclusie(s) trekken en verslagleggen
De leerlingen gaan na wat de waarde van de resultaten is. Wat voor conclusies kunnen ze trekken uit de resultaten. Leerlingen kunnen bijvoorbeeld concluderen dat bepaalde voedingsproducten vol zitten met energie, terwijl andere producten weinig tot geen energie bevatten.
Onderzoek presenteren
Uitkomst van het onderzoek presenteren aan de klas De leerlingen gaan hun bevindingen en resultaten delen met de groep. Hierbij is het belangrijk dat ze hun keuzes gaan beargumenteren. Ze hebben tijdens het proces verschillende ontdekkingen gedaan. Stimuleren van kritische reacties, oordelen en waardering op het onderzoek De leerlingen gaan kritisch nadenken over de resultaten. Het kan zijn dat leerlingen enorm de focus gelet hebben op de energiewaarde van voedingsproducten, waardoor ze het max. te verbranden calorieën voorbij zijn gegaan. Is de keuze voor voedingsproducten wel zo goed voor een topsporter? Leg de link naar overige voedingsstoffen (vetten bijvoorbeeld).
Doelgroep
bovenbouw
Doel De leerlingen kunnen
op basis van
eigenschappen in
voeding een
voedingsschema
opstellen voor een
topsporter voor één
dag.
Leerlijn stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
voorspelt voorafgaand aan eigen onderzoek
wat er gebeurt als twee factoren veranderen
bedenkt een passend type onderzoek bij de
geformuleerde onderzoeksvraag
stelt samen met andere leerlingen een
onderzoeksplan op
ordent, verwerkt en interpreteert de
verzamelde onderzoeksgegevens
en beschrijft de gevonden resultaten
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
29
Tech&Niek De voeding van een topsporter (3/3)
Verdiepen en verbreden
Reflectie op ontwerpproces en ontwikkeling van vaardigheden, houding en kennis. Je hebt gelet op de presentaties van de leerlingen, waarin ze hun voedingsschema hebben gepresenteerd. Leerlingen zullen de focus gaan leggen op één of meerdere voedingsstoffen, waarvan zij denken dat deze bijdragen aan het leveren van een topprestatie. Na afloop van de presentaties ga je de begrippen betekenis zodat de leerlingen de link kunnen leggen met hun eigen presentaties. Duidelijk zal worden welke voedingsstoffen in de verschillende producten nodig zijn om tot een topprestatie te komen. Ook zal duidelijk worden welke producten niet zullen bijdragen aan een topprestatie.
Doelgroep
bovenbouw
Doel De leerlingen kunnen
op basis van
eigenschappen in
voeding een
voedingsschema
opstellen voor een
topsporter voor één
dag.
Leerlijn stelt vragen om een probleem of vraag te
verduidelijken
voorspelt voorafgaand aan eigen onderzoek wat er
gebeurt als twee factoren
veranderen
bedenkt een passend type onderzoek bij de
geformuleerde
onderzoeksvraag
stelt samen met andere leerlingen een
onderzoeksplan op
ordent, verwerkt en interpreteert de
verzamelde onderzoeksgegevens
en beschrijft de gevonden resultaten
legt verbanden tussen waargenomen verschijnselen
en verklaart deze
30
Tech&Niek Buurman en buurman en de pompoenen (1/3)
Situatieschets Buurman & Buurman hebben een probleem. Ze willen pompoenen kweken in hun tuin, alleen weten ze niet hoe. De leerlingen gaan Buurman & Buurman hierbij helpen. Buurman & Buurman gaan de gevonden zaadjes poten in een kas. Ze hebben een probleem want de zaadjes komen niet uit. De leerlingen gaan hier een oplossing voor bedenken. Door kritisch te denken zullen ze tot oplossingen voor het probleem komen. Het probleemoplossend denken komt tijdens deze activiteit veelvuldig aan de orde.
Confronteren Aan het einde van deze fase is voor de leerlingen het thema en de begrenzing hiervan duidelijk.
Probleem, behoefte of fantasie introduceren Start het filmpje en zet deze stop op 1.40 Verwondering Geef enkele leerlingen de beurt om te vertellen over het filmfragment. De leerlingen zullen net als Buurman & Buurman verwonderd zijn dat de zaadjes niet uitgekomen zijn. Bedenken van nieuwe ideeën stimuleren Als leerkracht zijnde weet je waar je de leerlingen naartoe wilt brengen. De hoofdvraag van het probleem wordt kenbaar gemaakt:
Hoe kun je ervoor zorgen dat de zaadjes uitkomen en gaan groeien.
Door deze vraag te stellen geef je aan antwoord te willen hebben op deze vraag. De leerlingen zullen vanuit deze vraag al nadenken over mogelijke oplossingen. (De verwondering gaat over in nieuwsgierigheid). Probleem afbakenen en programma van eisen opstellen Je wilt dat de leerlingen aan de slag gaan met het bedenken van ideeën die zorgen voor een mogelijke oplossing van het probleem. De oplossing van dit probleem moet afgebakend worden. De eis die je aan de opdracht stelt:
Het moet in de achtertuin van Buurman & Buurman passen.
Geef de leerlingen verder de ruimte om hun creativiteit te gebruiken. Niets is fout!
Verkennen Aan het einde van deze stap hebben de leerlingen een beeld van mogelijke oplossingen en hebben ze nagedacht over benodigde constructies, energiebronnen, verbindingen, materialen en gereedschappen die nodig zijn.
Creatieve fase om oplossingsmogelijkheden te verkennen Geef de leerlingen de opdracht om in groepjes van max. 3 in gesprek te gaan. Op deze manier raken ze vertrouwd met de probleemstelling en gaan in gesprek over mogelijke oplossingen. Dit noemen we aanrommelen. Geef de leerlingen de mogelijkheid om (aan)tekeningen te maken.
Doelgroep
Onderbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
Buurman & Buurman
helpen zo groot
mogelijke pompoenen
te krijgen.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
31
Tech&Niek Buurman en buurman en de pompoenen (2/3)
Verschillende oplossingen genereren en nagaan of deze voldoen aan het programma van eisen. De leerlingen gaan verschillende ideeën uitwisselen en nemen hierbij de hoofdvraag in hun hoofd. Waarom kiezen ze voor bepaalde oplossingen en waarom verhelpt dit het probleem? Met deze vraag gaan de leerlingen in gesprek. De enige eis die ze in gedachten moeten houden is dat het in de tuin van Buurman & Buurman moet passen. Oplossing kiezen die past bij het programma van eisen De leerlingen gaan keuzes maken uit de verschillende mogelijkheden die ze samen bedacht hebben. Ze gaan ideeën mogelijk samenvoegen, waaruit één volledig ontwerp uit zal komen. Ze houden rekening met de grootte van hun ontwerp.
Ontwerp schetsen, materiaal en gereedschap verzamelen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht.
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? De leerlingen gaan met elkaar in gesprek om een rolverdeling te maken. Dit is niet zozeer gericht op het ‘maken’ van een product maar meer op het proces. Wie tekent? Wie stuurt het aan? Wie presenteert? etc. Oplossingen uitwerken in een ontwerpschets Verschillende ideeën die eerder besproken/ getekend zijn, worden nu samengevoegd tot één schets. De leerlingen moeten bewuste keuzes gaan maken die ervoor zorgden dat het probleem opgelost wordt. Programma van eisen verwerken in de ontwerpschets De leerlingen houden rekening met de grootte van hun ontwerp. Benoem dat één van de mogelijkheden is: het tekenen van een plattegrond. Tijdens de presentatie kunnen de leerlingen mondeling toelichten hoe ze rekening hebben gehouden met de eis. Definitief ontwerp Leerlingen kunnen mogelijk nog wijzigingen doorvoeren in hun ontwerpschets. Ze zorgen ervoor dat hun ontwerp afgerond wordt.
Testen en bijstellen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen hun product getest. Werkt het? Voldoet het aan de gestelde eisen?
Beoordelen of product voldoet aan programma van eisen Start het filmpje en zet deze stop op 3.10 De leerlingen zien in het filmpje dat Buurman & Buurman tegen een volgend probleem aanlopen. Het toevoegen van water als energiebron is niet voldoende om de zaadjes uit te laten komen. Er moet meer gebeuren…. Start het filmpje en zet deze stop op 5.10
Doelgroep
Onderbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
Buurman & Buurman
helpen zo groot
mogelijke pompoenen
te krijgen.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
32
Tech&Niek Buurman en buurman en de pompoenen (3/3)
Buurman en buurman en de pompoenen (1/3)
De leerlingen zien nu dat er meer en meer energiebronnen ingezet worden die leiden tot resultaat. De pompoenen gaan groeien. Echter groeien ze zo snel dat het volgende probleem zich aandient de kas gaat kapot. Geef de leerlingen de laatste mogelijkheid om wijzigingen door te voeren zodat het eindproduct zorgt voor een oplossing.
Product presenteren Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen aan de rest van de klas verteld welk probleem of behoefte er was, voor welke oplossing ze hebben gekozen en/of het product werkt en aan de gestelde eisen voldoet.
Beoordelen of product voldoet aan programma van eisen De leerlingen gaan aan elkaar hun ontwerp presenteren. Hierbij vertellen ze niet alleen wat ze ontworpen hebben, maar belangrijker nog: waarom dit de oplossing van het probleem kan zijn. De overige groepjes hebben de mogelijkheid om hierop te reageren doormiddel van reacties te geven of vragen te stellen.
Doelgroep
Onderbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
Buurman & Buurman
helpen zo groot
mogelijke pompoenen
te krijgen.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
33
Tech&Niek De familie Oxxio (1/3)
Situatieschets De familie Oxxio woont in een huisje aan het Eneco-meer. Zowel vader als moeder moet hard werken voor de kost. Iedere week belanden er torenhoge energierekeningen op de deurmat. Moeder heeft onlangs te horen gekregen dat haar contract niet verlengd wordt. Dit heeft grote gevolgen voor de familie Oxxio. Ze kunnen dan onmogelijk de rekeningen betalen. Ze hebben hulp nodig! Hoe kunnen we het huis zodanig energiezuinig maken dat de familie tóch aan het Eneco-meer kan blijven wonen?
Confronteren Aan het einde van deze fase is voor de leerlingen het thema en de begrenzing hiervan duidelijk.
Probleem, behoefte of fantasie introduceren Leg de situatieschets aan de leerlingen voor. Geef de kinderen de ruimte om het even te laten bezinken. Wellicht komen ze al met een aantal ideeën. Verwondering De leerlingen zullen verwonderd zijn over de situatie van de familie Oxxio. De verwondering zal snel overgaan in nieuwsgierigheid omdat de kinderen de familie graag willen helpen. Bedenken van nieuwe ideeën stimuleren Hoewel de leerlingen alvast in hun groepjes zitten gaan ze eerst individueel nadenken over mogelijke oplossingen. Geef iedere leerlingen een stapeltje (aparte kleuren) post-its. Op deze post-its mogen de leerlingen al hun ideeën opschrijven. Probleem afbakenen en programma van eisen opstellen Baken het probleem af door richtlijnen op te stellen en kenbaar te maken zodat de leerlingen weten waar ze rekening mee moeten houden. Het gaat hierbij om de volgende richtlijnen en eisen:
Het ontwerp mag niet te duur zijn
Niet te veel leefruimte in beslag nemen
Verder stel je geen eisen aan de opdracht. Ga uit van de creativiteit van de leerlingen!
Verkennen Aan het einde van deze stap hebben de leerlingen een beeld van mogelijke oplossingen en hebben ze nagedacht over benodigde constructies, energiebronnen, verbindingen, materialen en gereedschappen die nodig zijn.
Creatieve fase om oplossingsmogelijkheden te verkennen Nadat de leerlingen individueel hebben nagedacht over mogelijke oplossingen voor het probleem, gaan ze de post-its samen op het grote vel plakken. Ze verdelen de verschillende oplossingen in diverse categorieën. Ook bespreken ze met elkaar waarom ze deze oplossingen hebben opgeschreven.
Doelgroep
Middenbouw
Doel De leerlingen bedenken
een oplossing om te
bezuinigen op de
energiekosten van de
familie Oxxio.
Leerlijn
Relaties leggen tussen
oplossingen en gestelde
eisen.
Oplossingen van
anderen beoordelen.
Verbeteringen
voorstellen.
De bediening van
apparaten uitleggen.
Voor- en nadelen van
de producten aangeven
Een eenvoudige schets
maken van de oplossing
die gekozen wordt.
34
Tech&Niek De familie Oxxio (2/3)
Verschillende oplossingen genereren en nagaan of deze voldoen aan het programma van eisen. De leerlingen krijgen ieder 3 stickers uitgedeeld. Ze bekijken nogmaals de oplossingen die door de groepsgenoten zijn opgesteld. De 3 stickers die ze hebben gekregen plakken ze bij de, in hun ogen, beste oplossingen op het probleem. Ze houden rekening met de eisen die aan het eindproduct worden gesteld. Oplossing kiezen die past bij het programma van eisen Nadat iedere leerling de drie stickers bij het, in hun ogen, beste idee hebben opgeplakt, gaan ze samen kijken naar de uiteindelijke top 3. Ze kunnen er ook voor kiezen om niet één, maar twee of drie ideeën samen te voegen en uit te werken tot één ontwerp. Ze dienen echter wel rekening te houden met de 2 eisen die voorafgaand aan de activiteit zijn opgesteld.
Ontwerp schetsen, materiaal en gereedschap verzamelen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht.
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? Tijdens deze activiteit is het niet echt nodig een plak van aanpak te maken. De leerlingen gaan namelijk, nadat ze samen één ontwerp hebben gemaakt, het ontwerp uitwerken. Dit ontwerp gaan ze uitwerken op een groot vel papier. Echter doen ze dit pas nadat ze individueel een ontwerpschets gemaakt hebben. Oplossingen uitwerken in een ontwerpschets Iedere leerling gaat voor zichzelf een ontwerpschets maken. Vanuit de 3 beste ideeën gaat iedere leerling te werk. Nadat ieder groepslid een ontwerpschets gemaakt heeft, gaan ze hun ontwerpschetsen kort uitleggen aan elkaar en vertellen waarom ze gekozen hebben voor dit ontwerp. Programma van eisen verwerken in de ontwerpschets Tijdens het uitwisselen van informatie wordt duidelijk of de leerlingen voldaan hebben aan de vooraf gestelde eisen. Is dit niet het geval, dan moeten de leerlingen hun ontwerp nog even aanpassen. Ze kunnen er ook voor kiezen om deze punten in hun achterhoofd mee te nemen en te verwerken in het maken van hun definitief ontwerp. Definitief ontwerp Tijdens deze fase kunnen de leerlingen de laatste puntjes op de i zetten en het definitieve ontwerp maken rekening houdend met de aandachtspunten van de fase hiervoor.
Ontwerp realiseren, testen en bijstellen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht. Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen hun product getest. Werkt het? Voldoet het aan de gestelde eisen?
Doelgroep
Middenbouw
Doel De leerlingen bedenken
een oplossing om te
bezuinigen op de
energiekosten van de
familie Oxxio.
Leerlijn
Relaties leggen tussen
oplossingen en gestelde
eisen.
Oplossingen van
anderen beoordelen.
Verbeteringen
voorstellen.
De bediening van
apparaten uitleggen.
Voor- en nadelen van
de producten aangeven
Een eenvoudige schets
maken van de oplossing
die gekozen wordt.
35
Tech&Niek De familie Oxxio (3/3)
Een product maken
De leerlingen gaan hun definitieve ontwerp omzetten in het eindproduct. Het definitieve ontwerp wordt uitgebreid verwerkt op het A3-blad dat ze zojuist hebben gekregen van de leerkracht. Ook zorgen ze voor een korte toelichting. Ze moeten kunnen aangeven waarom ze voor deze oplossing gekozen hebben.
Product presenteren Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen aan de rest van de klas verteld welk probleem of behoefte er was, voor welke oplossing ze hebben gekozen en/of het product werkt en aan de gestelde eisen voldoet.
Beoordelen of product voldoet aan programma van eisen De leerlingen gaan aan elkaar hun ontwerp presenteren. Hierbij vertellen ze niet alleen wat ze ontworpen hebben, maar belangrijker nog: waarom dit de oplossing van het probleem kan zijn. De overige groepjes hebben de mogelijkheid om hierop te reageren doormiddel van reacties te geven of vragen te stellen. Hierbij bekijken de groepjes of er rekening is gehouden met de twee eisen die voorafgaand aan de opdracht gesteld zijn. Stimuleren van kritische reacties, oordelen en waardering over de gekozen oplossing. Stel de volgende vragen om de leerlingen kritisch te laten denken over hun ontwerp:
Is de oplossing een duurzame energie bron? Wat is een duurzame energiebron?
Voldoet de oplossing ook echt aan de eisen?
Hebben jullie al een beeld van de kosten of is het misschien toch duurder dan jullie
dachten?
Waarom is dit goedkoper dan de energiebronnen die ze voorheen gebruikten?
Levert de oplossing genoeg energie om de familie Oxxio van behoeften te voorzien?
Verdiepen en verbreden Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen door begeleide reflectie van de leraar inzicht gekregen in de gebruikte technische principes, de keuze van de gebruikte materialen en gereedschappen.
Reflectie op ontwerpproces en de ontwikkeling van vaardigheden, houding en kennis. De leerlingen proberen antwoorden te geven op bovenstaande vragen. De leerkracht voegt hier uiteindelijk zijn kennis aan toe. Tot slot blikt de leerkracht terug op het verloop van het proces. De groepjes vertellen hoe ze het proces opgepakt hebben en hoe de samenwerking verlopen is.
Doelgroep
Middenbouw
Doel De leerlingen bedenken
een oplossing om te
bezuinigen op de
energiekosten van de
familie Oxxio.
Leerlijn
Relaties leggen tussen
oplossingen en gestelde
eisen.
Oplossingen van
anderen beoordelen.
Verbeteringen
voorstellen.
De bediening van
apparaten uitleggen.
Voor- en nadelen van
de producten aangeven
Een eenvoudige schets
maken van de oplossing
die gekozen wordt.
36
Tech&Niek De citroenbatterij (1/3)
Situatieschets Wist je dat je met citroenen energie op kunt wekken? Door de juiste verbindingen te maken met verschillende materialen, kun je een LED-lampje laten branden. De vraag is alleen: Welk materiaal heb je hiervoor nodig?
Confronteren Aan het einde van deze fase is voor de leerlingen het thema en de begrenzing hiervan duidelijk.
Probleem, behoefte of fantasie introduceren Maak groepjes van max. 5 leerlingen. Ieder groepje leerlingen krijgt materiaal:
3 citroenen
Koperdraad
3 spijkers
Eén muntje van 5 eurocent
Overig materiaal om misconcepten te creëren.
Verwondering Leg de opdracht nog niet uit aan de kinderen maar laat ze eerst kennismaken met het materiaal (aanrommelen). Ze zullen zich gaan afvragen wat ze met dit materiaal aan moeten. Er treedt verwondering op. Bedenken van nieuwe ideeën stimuleren De leerlingen zullen na gaan denken over de functie van het materiaal. Verder zullen ze ideeën gaan bedenken om het materiaal in te zetten en te laten functioneren. Leg de leerlingen de vraag voor: Wat kun je met het materiaal doen? Probleem afbakenen en programma van eisen opstellen Het wordt helder dat je met de verschillende materialen ervoor kunt zorgen dat het lampje gaat branden. Dit kan vanuit de leerlingen komen, maar ook gestimuleerd worden door de leerkracht. Leg de opdracht voor met de vraag: Hoe kun je ervoor zorgen dat het lampje gaat branden? Stel verder geen eisen aan de opdracht. Ga uit van de creativiteit van de leerlingen!
Verkennen Aan het einde van deze stap hebben de leerlingen een beeld van mogelijke oplossingen en hebben ze nagedacht over benodigde constructies, energiebronnen, verbindingen, materialen en gereedschappen die nodig zijn.
Creatieve fase om oplossingsmogelijkheden te verkennen Geef de leerlingen de opdracht om in hun groepje te laten brainstormen over mogelijke oplossingen. Welke materialen heb je nodig om het lampje te laten branden? Geef de leerlingen de opdracht om een hypothese op te stellen. Verschillende oplossingen genereren en nagaan of deze voldoen aan het programma van eisen. De leerlingen gaan met elkaar in gesprek over de hypothese. Ze gaan praten over de eigenschappen van de verschillende materialen. Welke materialen denken ze in te kunnen zetten om het LED-lampje te laten branden? En waarom? De enige eis is dat het LED-lampje gaat branden.
Doelgroep
bovenbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
het LED-lampje laten
branden. Dit door een
stroomkring te maken
met verschillend
materiaal.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
37
Tech&Niek De citroenbatterij (2/3)
Oplossing kiezen die past bij het programma van eisen De leerlingen zullen aan de slag gaan met de verschillende materialen. Hieruit wordt duidelijk welk materiaal ze kunnen gebruik en welk materiaal niet te gebruiken is. Door materiaal te testen, zullen de misconcepten steeds geringer worden.
Ontwerp schetsen, materiaal en gereedschap verzamelen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht.
Plan van aanpak maken: wie gaat wat wanneer maken? De leerlingen gaan met elkaar in gesprek om een rolverdeling te maken. Dit is niet zozeer gericht op het ‘maken’ van een product maar meer op het proces. Wie voert de handelingen uit? Wie stuurt het aan? Wie presenteert? etc. Oplossingen uitwerken in een ontwerpschets De hypothese wordt bijgesteld door de handelingen die ze eerder hebben uitgevoerd. Ze gaan een ontwerp schetsen op basis van de bijgestelde hypothese. Programma van eisen verwerken in de ontwerpschets Bij de schets lichten de leerlingen toe waarom ze voor het materiaal gekozen hebben. Ook beschrijven ze wat er bij het materiaal gebeurt (toelichten van keuzes). Definitief ontwerp Leerlingen gaan met elkaar in gesprek over de gemaakte schets. Moeten er nog wijzigingen doorgevoerd worden? Zal het ontwerp werken?
Ontwerp realiseren, testen en bijstellen Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen een definitief ontwerp voor een oplossing geschetst, materialen en gereedschappen benoemd en deze bij elkaar gezocht. Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen hun product getest. Werkt het? Voldoet het aan de gestelde eisen?
Een product maken De leerlingen gaan hun schets vertalen naar een uitvoering met concreet materiaal. Ze zullen de materialen en gereedschappen op de juiste wijze moeten verbinden om tot resultaat te komen. Ook zullen ze hun technische inzichten moeten gebruiken. Gaandeweg het proces wordt het ontwerp door de leerlingen getest. Hieruit zal blijken of het ontwerp voldoet aan de eis (brand het LED-lampje?). Wanneer het lampje niet brandt, zullen de leerlingen hun ontwerp aan moeten passen. Stel hierbij de vraag waarom leerlingen voor een bepaald materiaal hebben gekozen. Zo zet je ze op nieuwe denksporen en stuur je ze een andere richting op. De andere groepjes bereiden hun presentatie voor.
Doelgroep
bovenbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
het LED-lampje laten
branden. Dit door een
stroomkring te maken
met verschillend
materiaal.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
38
Tech&Niek De citroenbatterij (3/3)
Product presenteren Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen aan de rest van de klas verteld welk probleem of behoefte er was, voor welke oplossing ze hebben gekozen en/of het product werkt en aan de gestelde eisen voldoet.
Beoordelen of product voldoet aan programma van eisen De leerlingen gaan aan elkaar hun ontwerp presenteren. Hierbij vertellen ze niet alleen wat ze ontworpen hebben, maar belangrijker nog: Waarom ze bepaalde keuzes hebben gemaakt. Andere groepjes kunnen reageren en/of vragen stellen.
Stimuleren van kritische reacties, oordelen en waardering over de gekozen oplossing. Stel de volgende vragen om de leerlingen kritisch te laten denken over hun ontwerp:
Zou je materialen kunnen vervangen door andere materialen? Zo ja, door welke?
Hoe komt het dat energie opgewekt kan worden uit een citroen?
Zou je thuis ook op deze wijze energie op kunnen wekken?
Waarom hebben jullie bepaalde materialen niet gebruikt?
Verdiepen en verbreden Aan het eind van deze stap hebben de leerlingen door begeleide reflectie van de leraar inzicht gekregen in de gebruikte technische principes, de keuze van de gebruikte materialen en gereedschappen.
Reflectie op ontwerpproces en de ontwikkeling van vaardigheden, houding en kennis. De leerlingen proberen antwoorden te geven op bovenstaande vragen. De leerkracht voegt hier uiteindelijk zijn kennis aan toe. Tot slot blikt de leerkracht terug op het verloop van het proces. De groepjes vertellen hoe ze het proces opgepakt hebben en hoe de samenwerking verlopen is.
Doelgroep
bovenbouw
Doel De kinderen ontwerpen
een systeem, waarin ze
het LED-lampje laten
branden. Dit door een
stroomkring te maken
met verschillend
materiaal.
Leerlijn
Eenvoudige problemen
verwoorden
Producten
categoriseren naar
gebruiksomgeving en
functie
Materialen
onderscheiden op basis
van eigenschappen
Op oplossingen en
producten reflecteren
en deze beoordelen
Energiebronnen
gebruiken
39
BRONNEN
Hieronder een aantal handige sites/bronnen die je op weg kunnen
helpen tijdens de voorbereiding op de lessen rondom het concept
‘energie’
Artikelen over de didactiek
Wetenschap Onderzoekend en ontwerpend leren (SLO wetenschap&technologie)
‘Hoe kan dat nou?’ Jan de Lange
Basisdocument LOOL
LOOL lesmateriaal
Talent ontwikkelen met wetenschap en techniek
http://tule.slo.nl/ (kerndoelen)
Informatiebronnen concept ‘energie’
https://www.energie-vergelijken.com
http://www.geologievannederland.nl
https://siderea.nl
https://www.milieucentraal.nl
Leerlijn onderzoekend leren
http://wetenschapentechnologie.slo.nl/componenten-van-w-en-t/onderzoeken-en-
ontwerpen/leerlijn-ontwerpen
Leerlijn ontwerpend leren
http://wetenschapentechnologie.slo.nl/componenten-van-w-en-t/onderzoeken-en-
ontwerpen/leerlijn-onderzoeken
40
SLOTWOORD Door middel van deze handleiding hopen we dat we je
een flink eind op weg hebben geholpen met de lessen
rondom het concept ‘energie’
Ook hopen wij je geïnspireerd te hebben om de didactiek
van onderzoekend en ontwerpend leren te hanteren