Lesmateriaal bij workshop sterrenkunde.pdf

KleinKracht i.s.m. CBS Oud Zandbergen

Karin: 06-28952441 of [email protected]

Onderzoekend leren met sterrenkunde als inspiratiebron – Karin Heesakkers – WTA april 2015 1

Lesmateriaal bij workshop onderzoekend leren geïnspireerd op sterrenkunde WTA 22 april 2015

Dit document bevat de volgende inspiratiebronnen:

Info over onderzoeks- en ontwerpcyclus – pagina 2

Onderzoeken en ontwerpen van ballonraketten – pagina 3

Onderzoeken en ontwerpen van een zonne-oven – pagina 5

Ontwerp je eigen aliën –pagina 6

Onderzoek de minicopter – pagina 7

Formulier voor zelfevaluatie zoals gebruikt op CBS Oud Zandbergen – pagina 8

Als los document beschikbaar: Techniek in de ruimte, door mij geschreven voor

Esero in 2013 – met daarin onderzoek naar de isolerende werking van materialen

en ontwerp van een robotarm.




Info over onderzoeks en ontwerpcyclus Er zijn verschillende varianten van de onderzoekscyclus en de ontwerpcyclus in

omloop. Degene die ik gebruik is in de vorm van een waslijn (PPT) te downloaden

vanaf www.kleinkracht.nl onder ‘lesmaterialen’. Deze waslijn is een groeidocument

en wordt telkens weer verbeterd aan de hand van jullie tips. Ook na deze workshop

zal ik weer een aangevulde versie op de site plaatsen.

Per stap in de cyclus staan hier de do’s en dont’s op, en hulpvragen die je aan de

leerlingen kunt stellen om betere resultaten uit deze stap te verkrijgen.

Zo ziet de waslijn eruit (kijk voor de nieuwste aanvullingen op de site):

etcetera, waarbij ook aandacht voor zaken als:

http://www.kleinkracht.nl/




Onderzoeken en ontwerpen van ballonraketten Vandaag doen wij ervaring op met het onderzoeken en ontwerpen van

ballonraketten. Je kunt de leerlingen een volledige onderzoeks of ontwerpcyclus

laten doorlopen, maar je kunt ook één stap er eens uitlichten en die diepgaander

oefenen. Hier wat voorbeelden bij verschillende stappen in de cycli.

Onderzoekscyclus - stap 1 - goede vraag

Er zijn allerlei onderzoeksvragen te bedenken bij

ballonraketten, bijvoorbeeld:

o Hoe gaat een ballonraket zo snel mogelijk?

o Hoe gaat een ballonraket zo ver mogelijk?

o Hoe gaat een ballonraket zo hoog mogelijk?

Let op dat de leerlingen niet iets zeggen als: hoe doet de

raket het het best. Het woordje ‘best’ levert allerlei

verschillende interpretaties. Bekijk elk woord van je

onderzoeksvraag en check of dat duidelijk is. Check ook of je

vraag haalbaar en meetbaar is.

Onderzoekscyclus - stap 2 - hypothese

Stukje uit boek 'Sterren in de klas' over de hypothese:

Om een onderzoek te kunnen doen, moet je stellingen (hypotheses) bedenken. Stellingen zijn mogelijke antwoorden op je vraag. Als je geen enkel mogelijk

antwoord op jouw vraag weet te bedenken, valt er niets te onderzoeken. Wees niet bang dat jouw antwoord straks niet waar blijkt te zijn. Het is juist heel belangrijk om te ontdekken dat sommige dingen, waar we heel erg van overtuigd

zijn, onjuist kunnen zijn. Kijk maar naar [Maanpraatjes?]. Hier hebben heel veel wetenschappers hard gewerkt om aan te tonen dat een aantal stellingen over de

maan complete onzin zijn. Je bent een goede onderzoeker, als je creatieve antwoorden durft te bedenken en als je ze via de goede methode weet te

onderzoeken. De ene keer was je creatieve idee waar, de andere keer niet. Je leert er in beide gevallen van.

In [Wat bepaalt de doorsnede en diepte van een meteorietkrater?] geef ik voorbeelden van stellingen. Zie je dat de stellingen zo eenvoudig mogelijk

gehouden zijn? Je zou ook een soort combinatiestelling kunnen maken, bijvoorbeeld: 'de snelheid, grootte en zwaarte van de meteoriet bepalen de inslagkrater. Dan is het echter veel moeilijker om straks eerlijke proeven te

bedenken om de stelling te testen. Door de verschillende eigenschappen van de meteoriet in aparte stellingen te benoemen, maak je je onderzoek

overzichtelijker.




Verder is een goede hypothese, net als een goede vraagstelling, zo precies

mogelijk. Als je bijvoorbeeld spreekt over een grotere krater, bedoel je dan

dieper, breder, allebei of nog wat anders?

Opdracht: bedenk stellingen (hypotheses) die een mogelijk antwoord zijn op de

door jullie gekozen vraag. Wees zo creatief mogelijk.

Ontwerpcyclus - stap 3 - maken

Maak de raket die hieronder op het plaatje staat. Tijdens het maken horen leerlingen

goed op te schrijven in hun logboek waar ze tegenaan lopen. Die gegevens zijn

nodig om in de volgende cyclus verbeteringen te bedenken.

Ontwerpcyclus - stap 4 - testen

Stukje uit boek 'Sterren in de klas' over testen:

Ook in de testfase kan er teleurstelling optreden. Wordt je eitje niet gaar bij [Hoe

maak ik een zonneoven?]? Is er een klein onderzoekje nodig om te snappen wat er aan de hand is? Zo kan het handig zijn om de rol van zwarte onderdelen en reflecterende onderdelen eens goed te onderzoeken, zodat je beide onderdelen

op de meest optimale manier in je ontwerp kunt verwerken. Probeer oorzaken te vinden en aanpassingen te bedenken voor wat er niet werkt, noteer ook welke

dingen juist heel handig werken en vooral behouden moeten blijven in een volgende ronde.

Opdracht: test de raket die je zojuist gemaakt hebt. Welke vragen zou je stellen aan

leerlingen om hun testactiviteiten diepgaander te maken?




Onderzoeken en ontwerpen van een zonne-oven Eerst een onderzoekje doen naar de werking van zwart papier, aluminiumfolie en

plastic. Onderzoek de isolatiewaarde bijvoorbeeld door met alle materialen een

gesloten beker heet water vast te houden. Onderzoek welk materiaal de meeste

warmte opneemt door ze naast elkaar in de zon te leggen en te voelen welke het

heetst wordt.

Ontdekken de leerlingen dat aluminiumfolie niet isoleert maar warmte geleidt? Dat

zwart papier juist heel heet wordt? Dat warme lucht op wil stijgen, en dat je dat

tegen kunt houden met plastic?

Kunnen ze nu dan een goede zonne-oven ontwerpen? De juiste materialen op

handige plekken toepassen. Ook als ze iets onlogisch willen doen zou ik ze hun gang

laten gaan. Als ze goed onderzoek doen ontdekken ze dat het nog niet optimaal

functioneert en ervaren ze waarom onderzoeken en ontwerpen in een cyclus

plaatsvinden.

Hier zie je enkele ovens die op Oud Zandbergen zijn ontworpen:




Ontwerp een aliën Coriolis is een stormachtige planeet die beschreven wordt door Gerben Hellinga in

het boek 'Coriolos de stormplaneet'.

Na het voorlezen van een paar stukjes en een korte toelichting kunnen de leerlingen

een alien ontwerpen die in deze stormen kan leven. Eerst een programma van eisen

opstellen, en dan een ontwerp maken dat daarbij aansluit.

Zoiets kan ook gedaan worden met andere boeken, bijvoorbeeld met 'Torenhoog

en Mijlenbreed' van Tonke Dragt.

Ook kunnen kinderen wezens bedenken die op de planeten uit ons zonnestelsel

zouden kunnen wonen. Wat verandert er aan vorm en functionaliteit als je geen vast

oppervlak hebt, een veel hogere of lagere zwaartekracht, veel meer of veel minder

zonlicht, geen lucht om geluiden voort te planten, etc.

Hier wat voorbeelden van CBS Oud Zandbergen:




Onderzoek de minicopter Onderzoekscyclus - stap 1 - goede vraag

Welke helikopter blijft het langst in de lucht?

Onderzoekscyclus - stap 2 - hypothesen

Een helikopter met langere vleugels blijft langer in de lucht.

Een helikopter van lichter papier blijft langer in de lucht.

Een helikopter met een kleinere paperclip blijft langer in de lucht

Onderzoekscyclus - stap 3 - bedenk proeven

Een leerling heeft de volgende proeven bedacht:

Ik maak een helikopter van licht papier met lange vleugels en een kleine paperclip,

en ik maak een helikopter van zwaar papier met korte vleugels en een grote

paperclip, en dan kijk ik welke het langst in de lucht blijft.

Stukje uit boek 'Sterren in de klas' over proeven bedenken:

Een goede proef is herhaalbaar en eerlijk. Als de telefoon gaat en ik vraag je te

raden wie er belt, dan heb je het misschien goed. Mag ik dan concluderen dat jij altijd kunt voorspellen wie er belt? Dat is niet erg realistisch. Maar wat als je het tien keer achter elkaar goed hebt? Zo werkt het ook met een proef. Als iets één

keer gebeurt, dan kan het toeval zijn. Pas als je een proef een aantal keren hebt herhaald, weet je hoe vaak je hetzelfde resultaat vindt. En andere mensen

geloven het antwoord vaak pas, als ze zelf de proef ook kunnen herhalen. Hoe zorg je ervoor dat een proef herhaalbaar is? Door heel nauwkeurig op te schrijven hoe je de proef uitvoert. Je moet het zo opschrijven, dat een ander het

precies na kan doen. Laat als oefening kinderen eerst hun eigen proeven bedenken en opschrijven. Maak nu tweetallen en ruil de beschrijving. Als de

ander precies weet wat zij moet doen, en het ook uitvoert zoals de bedenker het bedoelde, dan heeft het kind het goed opgeschreven. Zo moet je bij de proeven van [Wat bepaalt de doorsnede en diepte van een meteorietkrater?] opschrijven

hoe groot en zwaar de steen is waar je mee test, en hoe en vanaf welke hoogte je de steen laat vallen. Een proef is eerlijk als je zeker bent van wat je meet. Als je de steen in de

zandbak laat vallen, krijgt hij alleen snelheid door de zwaartekracht. Dat kun je

bij elke val eerlijk met elkaar vergelijken. Als je de steen in de zandbak gooit,

geef je met je eigen kracht een beginsnelheid aan de steen. En je weet niet of je

dat elke keer precies hetzelfde doet. En al helemaal niet of twee kinderen dat

met evenveel kracht doen. Zo'n meting is niet eerlijk. Ook als je meerdere

variabelen hebt, weet je niet welke variabele het resultaat beïnvloedt. Zoals in

het voorbeeld van de pingpongbal en de basketbal bij de meteorietkraters.

Opdracht: verbeter de bedachte proeven, test en evalueer ze. Welke vragen kun je

elkaar stellen om te zorgen dat je eerlijke proeven bedenkt?




Hoe heb ik het gedaan?

Vaardigheid M

ati

g

Vo

ldo

en

de

Go

ed

Geef jezelf een tip voor de volgende keer

(een duidelijke tip, niet ‘beter doen’ maar wat

je beter kan doen)

Opstellen duidelijke

onderzoeksvraag

Bedenken van proeven

Waarnemen wat er

gebeurt

Metingen uitvoeren

Vastleggen wat ik heb

gezien

Gegevens ordenen

(tabellen, grafieken)

In logboek ALLES

bijhouden (ook wat er

mislukte en waarom)

Een logisch verhaal maken

van de resultaten

Zoeken naar andere

verklaringen dan ik al

bedacht had

Kritisch denken

Redeneren (oorzaak-

gevolg, probleem-

oplossing, als-dan)

Nauwkeurig werken

Vasthoudend zijn,

doorzetten

Lesmateriaal bij workshop sterrenkunde.pdf

Documents

Transcript of Lesmateriaal bij workshop sterrenkunde.pdf