Met een zucht in de lucht? Handleiding Karel de Grote-Hogeschool & European Space Education Resource Office Bart Bulckens

1 Met een zucht in de lucht?

Techniekproject: Met een zucht in de lucht?

Inhoudsopgave Techniekproject: Met een zucht in de lucht? .......................................................................................1

Doel van het techniekproject ..........................................................................................................2

Thema 1: Een ISS schaalmodel bouwen: ......................................................................................2

Thema 2: Raketten maken en lanceren........................................................................................2

Thema 3: Een robotarm sturen. ...................................................................................................2

Overzicht.....................................................................................................................................2

‘Met een zucht in de lucht?’ & DID’IT© methode. ...........................................................................3

Achtergrond ................................................................................................................................3

De DID’IT© methode...................................................................................................................4

Didactische wenken ........................................................................................................................5

Aanknoping .................................................................................................................................5

Thema 1: Een ISS schaalmodel bouwen. (4 lestijden) ...................................................................5

Thema 2: Raketten maken en lanceren. (3 lestijden) ...................................................................6

Thema 3: Een robotarm sturen. (3 lestijden) ...............................................................................6

Materiaallijst ...............................................................................................................................7

ISS configuratie ...............................................................................................................................8

2 Met een zucht in de lucht?

Doel van het techniekproject Het techniekproject ‘Met een zucht in de lucht?’ heeft tot doel de technische geletterdheid (TOS21) van leerlingen te vergroten door het realiseren van 14 activiteiten techniek met als onderwerp het International Space Station.

Er worden van het ISS drie aspecten belicht met een hoofdaccent in drie verschillende toepassingsgebieden.

Thema 1: Een ISS schaalmodel bouwen:

Voor dit deel van het techniekproject zijn er vijf actiekaarten waarbij de verschillende delen van ISS op schaal 1/100 gemaakt worden. Bij de zesde actiekaart worden de verschillende delen gemonteerd tot het ISS. Het model kan daarna verfraaid worden zodat de gelijkenis nog vergroot. Per klas wordt één schaalmodel gerealiseerd. Leerlingen leren spelenderwijs de opbouw, benamingen en functies van het ISS en hanteren kunststoffen en maken verbindingen.

Thema 2: Raketten maken en lanceren. In dit deel van het techniekproject zijn er twee onderwerpen uitgewerkt. Bij actiekaarten zeven tot negen worden verschillende waterrakketten gemaakt. Actiekaart tien is uitgebouwd rond de Cosmic Rocket™, een zeer eenvoudig bouwpakket dat verkrijgbaar is bij OPITEC . De Cosmic Rocket™ functioneert op een gas dat ontstaat uit een mengeling van azijn en bicarbonaat. Tijdens de experimenteerfase haalde de raket geregeld hoogtes van zes tot acht meter en daardoor is dit enkel uitvoerbaar in een open ruimte. Leerlingen leren al doende de principe werking van drijfkracht in een raket die ze kunnen aanpassen om het resultaat te optimaliseren.

Thema 3: Een robotarm sturen.

Voor dit thema werd geopteerd voor de robotarm KSR10 en USB interface voor de KSR10 die gestuurd wordt met de computer om allerlei opdrachten uit te voeren, beschreven op de actiekaarten elf tot veertien. Een manuele sturing van de robotarm behoort eveneens tot de mogelijkheden. Leerlingen leren al doende eenvoudige regels voor sturingen van een robotarm. Er kunnen naar hartenlust creatieve activiteiten toegevoegd worden. Een extra uitdaging voor de leerlingen.

Overzicht

Deel Naam Actiekaarten Toepassingsgebied Eindterm

Thema 1 Een ISS schaalmodel bouwen 1-6 Constructies 3, 6, 7, 12, 13, 14, 17, 20, 21, 22, 23, 25

Thema 2 Raketten maken en lanceren 7-10 Transport 8, 11, 12, 13, 14, 19, 20, 21

Thema 3 De robotarm sturen 11-14 Communicatie en informatie

1, 2, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 21

en kan toepassen in en kan toepassen in

technische systemen

technische processen

hulpmiddelen keuzes

iemand is technisch geletterd als hij/zij techniek iemand is technisch geletterd als hij/zij techniek

begrijpt hanteert duidt

3 Met een zucht in de lucht?

DID’IT©

DOEN

‘Met een zucht in de lucht?’ & DID’IT© methode.

Achtergrond

Leren maakt een essentieel deel uit van het leven. Iedereen leert gedurende het hele leven en niet

enkel op school. Techniek als algemene vormingscomponent in onderwijs is meer dan ooit aan de

orde. Zo verwijst bijvoorbeeld de aanbeveling van het Europees Parlement van december 2006

inzake een Europees referentiekader voor levenslang leren naar de technologische competentie als

noodzakelijke kerncompetentie voor alle jongeren en volwassenen. Dit techniekproject sluit

naadloos bij deze visie aan.

De gebruikte werkvormen in het techniekproject ‘Met een

zucht in de lucht?’ zijn gebaseerd op de DID’IT© (Doen Is

Denken In Techniek)methode uit de vakdidactiek Techniek,

uitgewerkt aan de Karel de Grote-Hogeschool. Het vindt zijn

fundamenten in de autonomie ondersteunende werkvorm

zoals Begeleid Zelfstandig Leren (BZL) die studenten

vaardigheden wil aanreiken die voldoende ondersteuning geven bij het levenslang leren. Dit gebeurt

geleidelijk.

Het gaat om een proces van zelf werken, over zelfstandig

werken naar zelfstandig leren en mondt uit in

zelfverantwoordelijk leren. Door ‘te doen’ leren leerlingen

in hun zoektocht niet enkel over het ISS, ze bekwamen zich

onbewust in de eerste twee stappen van dat continuüm,

waardoor het vak techniek in de eerste graad een

belangrijke bijdrage levert aan de vorming tot levenslang leren.

De DID’IT© methode biedt een praktisch instrument om op een uniforme manier activiteiten

techniek van een techniekproject uit te werken. Het is tevens eenvoudig inzetbaar bij

vakoverschrijdende projecten en past perfect in de nieuwe visie van onderwijs waarbij projecten die

uitgaan van vakken combinaties wordt vooropgesteld.

De activiteiten techniek zijn op zich vaak een onderdeel van het technisch proces en kunnen bestaan

uit onderzoeks-, ontwerp-, onderhouds-, verbeteractiviteiten of realisaties die in verband staan met

het toepassingsgebied.

Het techniekproject ‘Met een zucht door de lucht?’ bevat activiteiten techniek met leerling-

activerende werkvormen. Ze worden gestructureerd en overzichtelijk voorgesteld en bieden de

zowel leerkracht als leerling mogelijkheid tot reflectie en evaluatie.

zelf werken

zelfstandig werken

begeleid zelfstandig

leren

zelfverant-woordelijk

leren

4 Met een zucht in de lucht?

De DID’IT© methode

Bij de DID’IT© methode wordt het project opgebouwd uit vijf delen:

Actiekaarten bevatten:

• een omlijnde opdracht; • een stroomdiagram met werkvolgorde; • een materiaallijst; • aandachtspunten; • Illustraties ter verduidelijking; • een evaluatiekader voor de leerling (kennis, vaardigheid en

attitude); • een evaluatiekader voor de leraar.

Infokaarten:

• is niet noodzakelijk bij elke activiteit techniek; • bevat de informatie nodig om de activiteit te begrijpen en te

duiden; • blijven bij de opdracht.

Invulbundel

• Info waarover de leerling altijd moet kunnen beschikken; • Alle bladen voor het noteren van de oplossingen van de

opdrachten; • De verzameling van de evaluatiekaders van elke opdracht; • Bevat de studiewijzer.

De studiewijzer bevat:

• Wat leerlingen moeten kennen en kunnen;

• wat ze nodig hebben;

• hoe de lessen verlopen;

• hoe ze punten krijgen;

• waar ze terecht kunnen.

De evaluatie:

• een overzicht of samenvatting van de evaluatiekaders;

• eventueel aangevuld met toetsen.

Dit techniekproject heeft geen invulbundel nodig en de studiewijzer kan aangepast worden aan de planning en de visie van de leerkracht en de school.

Actiekaart Infokaart Invulbundel Studiewijzer Evaluatie

5 Met een zucht in de lucht?

Didactische wenken

Aanknoping

De lessen reeks kan ingeleid worden met bekijken van de DVD van ESA: The Ingredients for Life on

Earth & in Space, een dertig minuten durende kennismaking met de levensvoorwaarden op aarde en

in de ruimte.

Je vindt achtergrondinformatie op:

http://www.esero.be

http://www.esa.int/esaCP/Belgium_du.html

http://nl.wikipedia.org/wiki/Internationale_ruimtestation_ISS

Omdat de meeste leerlingen weinig weten over de opbouw

van het ISS heb je als alternatief om ze dit eerst in papier te

laten maken.

Je vindt een model en een handleiding op

http://www.csiro.au/files/files/pocy.pdf en

http://www.csiro.au/files/files/poey.pdf .

Het model druk je best af op papier van 120gr/m². Voor het knippen en kleven van dit papier model

tot een ISS hebben de leerlingen zeker vier lestijden nodig.

Thema 1: Een ISS schaalmodel bouwen. (4 lestijden)

Na een uitleg over de verschillende activiteiten techniek, de verwachtingen en de afspraken, heb je verschillende opties in de klaspraktijk:

Realisatie met een gesloten karakter: Leerlingen kunnen in groepjes van twee/drie werken aan één actiekaart. De zesde actiekaart wordt uitgevoerd door een zesde groep die tijdens de realisatie van de constructie met deelthema 1 of 2 bezig was.

Realisatie met een open karakter: Eén groep is verantwoordelijk voor de realisaties van de eerste vijf actiekaarten. Zij zijn het centrale draaipunt waar informatie voor de uitvoering vergaard kan worden zodat tenslotte de verschillende onderdelen passen in de grote constructie. Dit geeft hen de mogelijkheid om het belang van goede communicatie te ervaren wanneer delen van een geheel worden vervaardigd door verschillende naties.

Voor het vervormen van de kunststofbuizen is het niet veilig om de leerlingen

gebruik te laten maken van een echte vlam. Het heteluchtpistool (bevat

meerder opzetstukken) is een veilig alternatief. Het heteluchtpistool KX2200K

van Black & Decker biedt voldoende comfort en veiligheid voor de leerlingen

De basis voor het vervaardigen van zonnepalen is het karton van dozen van

kopieerpapier.

De verfraaiing van het ISS kan een extra uitdaging zijn.

Bij het monteren van het ISS kan gebruik gemaakt worden van een lijmpistool of PVC-lijm. Bij de

laatste zorg je voor voldoende verluchting en weet dat de lijm snel uithardt.

6 Met een zucht in de lucht?

Thema 2: Raketten maken en lanceren. (3 lestijden)

Buiten het maken en verbeteren van de reikwijdte van de waterraketten is de

Cosmic Rocket TM by 4M® en mooie aanvulling voor een aanvaardbare prijs

(10€). Samen met een fles azijn en een pak bicarbonaat uit de supermarkt kan

deze raket tientallenmalen gelanceerd worden en wordt het werkingsprincipe

aanschouwelijk voorgesteld zonder risico voor onprettige nevenwerkingen.

Deze opdrachten kunnen niet in een leslokaal uitgevoerd worden. Sommige

raketten halen zonder moeite een hoogte van 10 meter. Op het internet vindt

u meerdere modellen van raketten om zelf te maken. Ook eenvoudige

papieren pijltjes, gelanceerd met lucht vanuit een Pvc-buis leveren boeiend

leermateriaal dat haalbaar is in een klassituatie. Een veelheid aan opdrachten

en uitdagingen zijn mogelijk. Ook hier kun je actiekaarten aanpassen en

uitbreiden met activiteiten techniek met een meer open karakter.

‘Bouw een raket die minstens xx meter hoog en xx meter ver vliegt’ nodigt leerlingen uit tot het

ontwerpen van constructies en transportsystemen. Interesse is verzekerd.

Thema 3: Een robotarm sturen. (3 lestijden)

De robotarm KSR10 en USB interface voor de KSR10 zijn eenvoudige modellen die complexe bewegingen aanschouwelijke kunnen uitvoeren en in andere techniekprojecten integreerbaar zijn. Een eenvoudige computer met USB aansluiting volstaat. Opnieuw kun je actiekaarten aanpassen en uitbreiden voor activiteiten techniek met een meer open karakter. ‘Bedenk een situatie voor het ISS waarbij de robotarm je kan helpen. Maak dit in een vereenvoudigde vorm na en (be)stuur de robot bij het uitvoeren van de taak.’

7 Met een zucht in de lucht?

Materiaallijst

Benodigde materialen en gereedschappen

o ISS

materialen

Pvc-buis = 40mm 1000mm

Pvc-buis = 32mm 200mm

2 T-stukken = 32mm (3moffen)

2 T-stuk = 40mm (3moffen)

Verloopstuk (= 40mm 32mm)

Metalen bezetters hoekprofiel

2 houten latjes 150x30x3mm: (restmateriaal)

4 houten staafjes L= 120mm (satéstokjes)

Karton (restmateriaal: lege dozen kopieerpapier)

Aluminiumfolie

1 blad A4 130gr/m²

gereedschappen

Meetlat & potlood juniorzaag

Boormachine en boor (= 3mm)

Lijmpistool

heteluchtpistool bv. Black & Decker KX2200K

kniptang

Zwarte alcoholstift

Pvc-lijm o Raketten

materialen

Petflessen (restmateriaal)

Kleefband

Kurken stoppen (restmateriaal)

Balnaald en balpomp

Fietsslang en fietspomp gereedschappen

Juniorzaag

Boormachine en boren

lijmpistool

Brede kleefband o Cosmic Rocket (OPITEC)

Bicarbonaat Azijn

o Robotarm Bal en glas (spoelgoed, restmateriaal) Moer, sluitring, en bout (spoelgoed, restmateriaal) Houten blokjes (spoelgoed, restmateriaal) Robotarm en computer

8 Met een zucht in de lucht?

ISS configuratie