Ontwerpend leren Caleidoscoop › wp-content › uploads › woocommerce... · In deze stap kun je...
Transcript of Ontwerpend leren Caleidoscoop › wp-content › uploads › woocommerce... · In deze stap kun je...
Ontwerpend leren
Caleidoscoop
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 2
Inhoudsopgave
Inleiding 3
Lesopzet 3
Lesplan 4
Stap 1. Probleem constateren 4
Stap 2. Verkennen 4
Stap 3. Ontwerp maken 6
Stap 4. Product maken 6
Stap 5. Testen en evalueren 6
Stap 6. Presenteren 7
Stap 7. Verdiepen/verbreden 7
Benodigdheden en toetsing 7
Benodigdheden en veiligheid 7
Verwerking/toetsing/beoordeling 8
Colofon 8
Bijlage 1. Achtergrondinformatie 9
Werking 9
Bijlage 2. Werkblad 1: Programma van Eisen 10
Bijlage 3. Werkblad 2: Oplossingen bedenken 11
Bijlage 4. Werkblad 3: Ontwerptekening 12
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 3
Inleiding
Deze lesbrief geeft een verdieping op de proef ‘Caleidofoon’ uit de proevenwaaier Pret met Proeven.
Het is een lessuggestie rondom de ontwerpopdracht:
Maak een caleidoscoop die één voorwerp zowel 6 als 8 keer kan laten zien.
Tip: Wil je de opdracht iets vereenvoudigen, voor een lagere groep bijvoorbeeld? Laat dat een
caleidoscoop maken die het voorwerp 6 óf 8 keer weerspiegeld.
Lesopzet
Doelgroep groep 5 t/m 8
Tijd 90 minuten
Concepten en contexten spiegels, licht, natuurkunde, speelgoed, patronen
Leerdoelen Kinderen leren samenwerken, creatief en innovatief denken,
presenteren, kritisch denken, probleem oplossen. (21st century
skills).
Samenvatting van de les Verkennen van het onderwerp met demonstratie van de Caleidofoon,
in groepjes van 4 programma van eisen invullen, ontwerp maken,
prototype bouwen en testen.
Link naar de proef www.c3.nl/kids/caleidofoon
Link naar de leerkrachtgids www.c3.nl/product/leerkrachtgids-ontwerpend-leren-snoep-en-
speedboot
Deze lesbrief volgt de methodiek van Ontwerpend leren zoals dat beschreven wordt in de
leerkrachtgids Ontwerpend leren met chemie. Hij geeft sturing bij het ontwerpend leren en suggereert
vragen die je als leerkracht kunt stellen over het onderwerp van deze proef. Tussen de vierkante
haken [ ] suggesties voor mogelijke antwoorden.
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 4
Lesplan
Stap 1. Probleem constateren
In een caleidoscoop kun je prachtige figuren zien. Maar hoe werkt hij eigenlijk? [met spiegels]
En hoe vaak kun je een voorwerp laten spiegelen? De leerlingen ontwerpen zelf een caleidoscoop
om dit te ontdekken.
Bekijk een echte caleidoscoop en voer zelf de proef
‘Caleidofoon’ uit. Bespreek de volgende vragen:
Wat is een caleidoscoop? [Een koker waar je
door heen kunt kijken en mooie
figuren/patronen ziet.]
Uit welke onderdelen bestaat een
caleidoscoop? [Een kijkgat, drie spiegelende
oppervlakken, voorwerp en lichtbron.]
Bespreek de opdracht: Maak een caleidoscoop die een voorwerp zowel 6 als 8 keer kan laten zien.
Stap 2. Verkennen
Bespreek met de leerlingen
Om een caleidoscoop te kunnen ontwerpen, moet je eerst de werking van spiegels bestuderen.
Hoe laat de kapper de achterkant van je hoofd zien nadat je haar geknipt is? [Met behulp van
twee spiegels.]
Ben je weleens in een spiegeldoolhof geweest? Wat zag je daar en hoe denk je dat dat
kwam? [ik zag mezelf heel vaak en van verschillende kanten, dat komt door meerdere
spiegels; ik zag mijzelf vervormd (dik, dun, scheef, etc.), dat komt doordat de spiegels niet
vlak maar gebogen waren]
De verschillende groepjes mogen nu zelf met spiegels spelen. Laat de leerlingen vervolgens
onderstaand experiment uitvoeren, waarmee ze het verband ontdekken tussen de hoek die twee
spiegels maken en het aantal keer dat het voorwerp gezien wordt.
Experiment: werken met spiegels
Benodigdheden:
Twee spiegels
Een voorwerp ter grootte van een legoblokje
Figuur van de opstelling hiernaast
Zet de twee spiegels op de aangegeven lijnen in het figuur.
Zet ook het voorwerp op de aangegeven plek in het figuur.
Wat zie je? Beweeg de buitenste randen van de spiegels in
de richting van de pijlen naar elkaar toe, terwijl de spiegels elkaar in het midden blijven raken. Doe dit
langzaam. Wat zie je gebeuren? Wat gebeurt er als je de spiegels recht tegenover elkaar zet?
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 5
Programma van eisen
Voordat je een ontwerp maakt, bepaal je eerst aan de eisen waaraan het ontwerp moet voldoen. Het
is belangrijk dat deze eisen meetbaar zijn. In de tabel hieronder staan enkele voorbeeldeisen. Laat de
leerlingen werkblad 1 invullen. Daar schrijven ze achter elke eis hoe ze gaan meten of hun
caleidoscoop ook echt voldoet aan de eis.
# Wat is de eis? Hoe kun je dat testen?
1 [Het voorwerp moet 6 en 8 keer gezien worden] [Kijken en tellen door 3 personen]
2 [De caleidoscoop moet stevig zijn] [Schud de caleidoscoop gedurende 10 tellen,
alles moet nog vast zitten]
3 [De caleidoscoop moet handzaam zijn] [3 kinderen kunnen elk de caleidoscoop in één
hand vast houden]
In deze stap kun je als leerkracht voor twee verschillende werkvormen kiezen. Bij de ene stuur jij de
les, bij de ander geef je de leerlingen meer vrijheid en sturen zij mee.
LESSITUATIE 1 LESSITUATIE 2
De opdracht is in beide gevallen hetzelfde:
Maak een caleidoscoop die een voorwerp zowel 6 als 8 keer kan laten zien.
Jij stelt het programma van eisen vast.
Klassikaal bespreek je oplossingen voor elke eis
en bedenk je hoe getest kan worden of aan de
eis voldaan is.
De leerlingen kiezen zelf eisen waaraan het
ontwerp moet voldoen. Daarna bedenken ze in
groepjes oplossingen en bespreken ze hoe
getest kan worden of het ontwerp aan de eis
voldoet.
Mochten kinderen vastlopen kun je de volgende vragen stellen:
Hoe gebruik je een caleidoscoop? Hoe kijk je er door?
Welke functies heeft een caleidoscoop? Wat moet een caleidoscoop doen?
Welke onderdelen zijn belangrijk? Wat moet er minstens in zitten?
Hoe kan ik controleren of de caleidoscoop werkt?
Voordat de kinderen doorgaan met het maken van de caleidoscoop, controleer je of hun eisen en
testen haalbaar zijn.
Oplossingen bedenken
Om één of meer oplossingen voor elke eis te bedenken, gaan de
leerlingen brainstormen. De volgende regels zijn van toepassing
bij brainstormen:
Alle ideeën zijn goed, niet gelijk oordelen
Laat je groepsgenoten uitpraten
Combineer ideeën
Teken je ideeën
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 6
In de tabel hieronder staan enkele voorbeelden
EIS OPLOSSINGEN
1 2
Het voorwerp moet 6 en 8 keer
gezien worden
Verwisselbare spiegelformatie
Voor 6x zo: [tekening]
Voor 8x zo: [tekening]
Veranderlijke hoek tussen de
spiegels op deze manier:
[tekening]
De caleidoscoop is stevig. Koker waar de spiegels
inpassen. Karton om spiegels
De caleidoscoop is handzaam Koker die goed vast te houden
is met 1 of 2 handen Handvat maken aan de koker
De spiegels zitten aan elkaar
vast
De spiegels worden aan elkaar
geplakt met plakband
De spiegels worden aan elkaar
geplakt met plakband en
verstevigd met satéprikkers
Je kunt in de scoop kijken Een kant open laten Een kijkgat uit karton geknipt.
Het voorwerp dat gespiegeld
wordt, zit vast
Met een touwtje zodat hij nog
wel kan bewegen
Vastplakken op of tussen
transparant plasticfolie
Stap 3. Ontwerp maken
Om tot een ontwerp te komen moeten de leerlingen nu voor elke eis de beste oplossing kiezen.
Deze oplossingen samen worden gecombineerd in één tekening (werkblad 3). Zo zien ze of de
combinatie ook echt te realiseren is. Voordat de kinderen hun prototype gaan bouwen
controleer je of hun ontwerp gemaakt kan worden. Klopt de constructie? Is al het materiaal
aanwezig? Kan het binnen de gestelde tijd gemaakt worden? Als jij akkoord bent en de
tekening te realiseren is, mogen de leerlingen naar stap 4 en het prototype gaan bouwen! Een
prototype is de eerste versie van het product.
Stap 4. Product maken
De leerlingen bouwen het product aan de hand van hun schets.
Tips:
Om de spiegelingen goed te kunnen zien met zilverkarton of aluminiumfolie, is vooral een
sterke lichtbron belangrijk.
Versier de driehoekige caleidoscoop zodat hij er ook van buiten mooi uitziet.
Stap 5. Testen en evalueren
Nu het prototype af is, testen de leerlingen of het voldoet aan de eisen die ze eerder hebben gesteld.
Is het niet gelukt om aan alle eisen te voldoen of werkt de caleidoscoop niet zoals bedoeld? Laat ze
dan een plan maken om dat te verbeteren.
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 7
Stap 6. Presenteren
In de leerkrachtgids staan ideeën voor een originele manier van presenteren.
Stap 7. Verdiepen/verbreden
Over de onderwerpen spiegels en licht is veel te vertellen en onderzoeken. Bekijk bijvoorbeeld je
spiegelbeeld eens in een lepel. Of maak een periscoop. Kun je ook om een hoekje kijken? Hoe werkt
een autospiegel?
Benodigdheden en toetsing
Benodigdheden en veiligheid
Verkennen
3 smartphones
Elastiekjes
1 of enkele caleidoscopen
Algemeen, genoeg voor de hele klas Basis voor een caleidoscoop die 6x spiegelt:
Karton
Spiegelkarton
Transparant papier of plasticfolie
Kleine voorwerpen met mooie kleuren
(bijvoorbeeld knutseldiamantjes,
glittersterretjes, etc.)
Elastiekjes
Satéprikkers
Eventueel keukenrollen als stevig omhulsel
en inpakpapier om de caleidoscoop mooi te
maken
Per groepje
2 rechthoekige spiegels
Voorwerp zoals legoblokje, strijkkraal of kraal
Lijm
Plakband
Schaar
Werkblad 1 en werkblad 2
Bij normaal gebruik zijn deze materialen veilig.
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 8
Verwerking/toetsing/beoordeling
Beoordeel de voortgang van de leerlingen op de leerdoelen samenwerken, creatief en innovatief
denken, presenteren, kritisch denken, probleem oplossen. Ook de mate waarin zij zich kunnen
uitdrukken rondom dit onderwerp kan een beoordelingscriterium zijn
Colofon
Deze lesbrief ‘Caleidoscoop ‘ is een uitgave van:
Deze lesbrief is ontwikkeld door Juke Loman & Centrum JongerenCommunicatie Chemie.
Uiteraard is door Centrum JongerenCommunicatie Chemie veel zorg aan deze lesbrief besteed. Centrum
JongerenCommunicatie Chemie aanvaardt echter geen aansprakelijkheid voor schade die eventueel is ontstaan
bij het geven van een experimenteermiddag. Voor deze lesbrief van Centrum JongerenCommunicatie Chemie
geldt een Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel 4.0 Internationaal licentie (zie
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).
© Centrum JongerenCommunicatie Chemie, juni 2018
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 9
Bijlage 1. Achtergrondinformatie
Als je door een caleidoscoop kijkt zie je prachtige patronen, waar
komen ze vandaan? De caleidoscoop is begin 19e eeuw ontdekt
door een Schotse wetenschapper genaamd David Brewster. Hij
deed onderzoek naar licht en gebruikte daarbij glazen platen.
Terwijl hij aan het werk was, verbaasde hij zich over het patroon
dat ontstond doordat het glas de kaars die hij gebruikte
reflecteerde. Hij verdiepte zich hierin en zo ontstond het
instrument wat hij ‘caleidoscoop’ noemde. Het woord caleidoscoop
komt uit het Grieks en betekend letterlijk mooie-vorm-kijker (kalos, eidos, scopos). Brewster bedacht
het eigenlijk als filosofisch instrument voor kunstenaars, die geïnspireerd zouden raken door de
mooie patronen. Maar het werd al snel populair speelgoed omdat niet alleen kunstenaars enthousiast
waren.
Werking
Een caleidoscoop gebruikt ten minste twee spiegels in een buis die in een bepaalde hoek ten
opzichte van elkaar staan. Aan de ene kant van de buis zit een kijkgat. Het andere eind dient als
lichtbron en meestal zitten daar ook één of meerdere voorwerpen. Als je door het kijkgat kijkt, zie je
het voorwerp aan de andere kant meerdere keren. Hoe vaak je het voorwerp ziet, hangt af van het
aantal spiegels en de hoek waaronder de spiegels staan. De meeste caleidoscopen hebben drie
spiegels. Om te begrijpen hoe een caleidoscoop werkt, gebruiken we in deze lesbrief eerst twee
spiegels. Daarna maken we een caleidoscoop met drie spiegels. De hoek tussen twee spiegels
bepaalt hoe vaak je het object kan zien. In de tabel hieronder staat hoe vaak je een voorwerp ziet
onder de verschillende hoeken.
Hoek Aantal malen dat je het
voorwerp ziet
180° 2
120° 3
90° 4
60° 6
45° 8
Er is niet altijd een symmetrisch plaatje te zien door de caleidoscoop. Vraag de leerlingen als hun
caleidoscoop af is eens goed te kijken. Wanneer is het patroon recht en links gelijk? En is het dan
ook boven en onder gelijk? Gebruik onderstaand plaatje eventueel om aan te geven wat je bedoelt
met rechts/links en boven/onder van het patroon.
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 10
Bijlage 2. Werkblad 1: Programma van Eisen
Leerling 1: ______ _____ Leerling 2: ______ _____
Leerling 3: _______ ____ Leerling 4: ______ _____
# Wat is de eis? Hoe kun je dat testen?
1
2
3
4
5
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 11
Bijlage 3. Werkblad 2: Oplossingen bedenken
Groepsnaam:_______ ____
Leerling 1: ______ _____ Leerling 2: ______ _____
Leerling 3: _______ ____ Leerling 4: ______ _____
Eis Oplossingen
1 2 3
1.
2.
3.
4.
5.
Onderzoekend leren - Een windmolen op school 12
Bijlage 4. Werkblad 3: Ontwerptekening
Groepsnaam:_______ ____
Leerling 1: ______ _____ Leerling 2: ______ _____
Leerling 3: _______ ____ Leerling 4: ______ _____
Teken hier je concept ontwerp: