Lesactiviteit. omschrijving: TechniekToernooi is een programma van Stichting Techniekpromotie

Transcriptie

1 1/2 Lesactiviteit omschrijving: leg een papieren busbaan aan, die begint op een berg zand en eindigt bij de bushalte. Komen jullie bussen als eerste aan? TechniekToernooi is een programma van Stichting Techniekpromotie

2 1/2 Lesactiviteit OMSCHRIJVING OPDRACHT Bij de wedstrijdopdracht De glijdende busbaan [LINK] leggen de kinderen een papieren busbaan aan die begint op een berg zand en eindigt bij een bushalte op de vloer. De uitdaging is een speelgoedbus zo snel mogelijk bij de bushalte te krijgen. In deze lesactiviteit gaan de kinderen experimenteren met een bal op een hellingbaan ter voorbereiding op de wedstrijdopdracht. De kinderen ervaren dat de snelheid van een voorwerp, zoals een bal of bus, afhankelijk is van omgevingsfactoren. De kinderen leren verbanden ontdekken tussen de hellingshoek, snelheid, grondoppervlak, de grootte en het gewicht van de bal en de afstand die door de bal wordt afgelegd. Hoe steiler bijvoorbeeld de hellingshoek, hoe sneller de bal gaat. Hoe gladder het oppervlak, hoe minder wrijving de bal heeft en hoe sneller hij rolt. Deze natuurkundige principes komen terug in de wedstrijdopdracht. In de beschrijving van de lesactiviteit wordt de didactiek van onderzoekend leren toegepast. De leerlingen volgen hierbij de onderzoekscyclus (zie de afbeelding). Na afloop van de lesactiviteit kunnen de kinderen aan de slag met het ontwerpen van de busbaan. In de wedstrijdopdracht gaan de kinderen het experiment herhalen met een speelgoedbus. Ondanks dat kleuters zo jong zijn, zijn ze prima in staat zelf een eenvoudig experiment met verschillende variabelen op te zetten. Het is hierbij wel van belang dat je als leerkracht de verschillende variabelen stap voor stap aanbiedt. Tijdens deze lesactiviteit gaan de kinderen aan de slag met de volgende onderzoeksvragen. Rolt de bal verder als: de bal zwaar of licht is? de ondergrond van de helling stroef of glad is? de helling steil of minder steil is? de bal meer of minder energie meekrijgt? de bal een bocht maakt? omschrijving: leg een papieren busbaan aan, die begint op een berg zand en eindigt bij de bushalte. Komen jullie bussen als eerste aan? WERKVORMEN Klassikaal Groepjes van 3 of 4 leerlingen KERNDOELEN Deze lesactiviteit sluit aan bij de kerndoelen van het primair onderwijs: 2, 3, 32, 33, 42, 44, 45 en 55. LEERDOELEN Aan het eind van de lesactiviteit: weten de kinderen wat het verschil is tussen een zwaar of licht voorwerp en tussen een steile en minder steile helling; ervaren de kinderen wat het effect is op de snelheid van de bal als die van een steile of minder steile helling rolt; weten de kinderen of de ondergrond waarop de bal rolt van invloed is op de snelheid van de bal; kunnen de kinderen samen conclusies trekken aan de hand van wat ze hebben gezien. MATERIALEN Voor ieder groepje een zware en een lichte bal van ongeveer dezelfde grootte (denk aan een grote knikker, een pingpongbal en een tennisbal). Verschillende soorten ondergrond (ruw en glad) (denk aan zand, een stuk schuurpapier, tapijt, een stuk marmoleum, klinkers, asfalt of stucloper). Voorwerpen die als helling kunnen dienen (bijvoorbeeld een plank). Lesactiviteit De 7/8. Glijdende De Electrische Busbaan Auto L 2

3 1/2 Lesactiviteit ONDERZOEKEND EN ONTWERPEND LEREN 6. Presenteren verbreden 7. Verdiepen en 5. Concluderen 1. Verwonderen Onderzoeken 4. Onderzoek uitvoeren 2. Verkennen 3. Onderzoek opzetten WAT IS ONDERZOEKEND EN ONTWERPEND LEREN? Onderzoeken en ontwerpen zijn verschillende werkwijzen. Onderzoekend leren is gericht op het vergroten van kennis door het doen van een onderzoek (vraag: hoe zit dat?), terwijl bij ontwerpend leren het bedenken en maken van een product centraal staat (vraag: hoe maak ik iets beter?). Stel, je wilt een speedboot ontwerpen. Je moet dan eerst onderzoeken wat de beste manier van aandrijving is en welke materialen je nodig hebt voordat je een boot kunt gaan ontwerpen en maken. Dat is hier ook het geval, deze lesactiviteit is gericht op onderzoekend leren. De activiteit bereidt de kinderen voor op de ontwerpopdracht van het Techniek Toernooi. van kinderen worden onderwerpen tastbaar en levendig. De nieuwsgierigheid van de kinderen kun je ook stimuleren door een verhaal te vertellen, een filmpje te laten zien of een vertelplaat te gebruiken. FASE 2: VERKENNEN Nadat de kinderen geïnteresseerd zijn geraakt, start het verkennen met de hellingbaan en de bijbehorende materialen. De kinderen mogen in deze fase vrij experimenteren. Uit deze verkenning kunnen vragen ontstaan. De kinderen kunnen zich bijvoorbeeld afvragen waarom de ene bal sneller gaat dan de andere bal. Dergelijke vragen dienen te worden omgezet in onderzoekbare vragen. De onderzoeksvraag kun je als leerkracht formuleren, omdat kleuters dit nog niet zelfstandig kunnen. Je kunt de kinderen wel helpen door alle variabelen aan te wijzen en te benoemen. Zo kun je bijvoorbeeld vragen: Wat heeft de ene bal waardoor hij sneller gaat dan de andere bal?. Als de eigenschap is aangewezen, kan er een vraag over worden gesteld. FASE 3: ONDERZOEK OPZETTEN Tijdens deze fase laat je de kinderen een plan bedenken voor een experiment om de onderzoeksvraag te beantwoorden. De onderzoeksvraag zou bijvoorbeeld kunnen zijn: Hoe rolt de bal zo snel mogelijk van A naar B?. Maak samen met de kinderen een stappenplan van het experiment. Bied de variabelen een voor een aan en start met een variabele die voor hen bekend is. De verschillende variabelen die je kunt aanbieden zijn: 1. het gewicht van de bal 2. de ondergrond 3. de hellingshoek 4. de aandrijving 5. bochten FASE 1: VERWONDEREN In deze fase introduceer je het onderwerp. Gebruik hierbij voorbeelden uit de alledaagse praktijk van de kinderen. Hierbij kunnen de kinderen hun eigen ervaringen met hellingen delen, zoals de glijbaan in de speeltuin. Door aan te sluiten bij de leefwereld L 3

4 1/2 Lesactiviteit FASE 4: ONDERZOEK UITVOEREN Tijdens deze fase kunnen de kinderen de volgende experimenten uitvoeren. 1.EXPERIMENTEREN MET HET GEWICHT EN DE GROOTTE VAN DE BAL Geef de kinderen zware en lichte ballen. Wat zien ze als ze allebei de ballen van de helling laten rollen. Wat zien ze als ze dit vervolgens met grote en kleine ballen proberen? Welke bal rolt het verst? Daarna onderzoeken ze welke van de vier ballen het verst komt. 2. EXPERIMENTEREN MET DE ONDERGROND Laat de kinderen zoeken naar een gladde en een stroeve ondergrond. Bedenk samen met de kinderen hoe je kunt meten op welke ondergrond de bal het verst rolt. Laat de kinderen onderzoeken op welke ondergrond de bal het verst rolt. 3. EXPERIMENTEREN MET DE HELLINGSHOEK Laat de kinderen eerst onderzoeken wat er met de bal gebeurt als ze de helling steiler maken. Vervolgens kijken ze wat er gebeurt als ze de helling minder steil maken. Tot slot onderzoeken ze met welke hellingshoek de bal het verst rolt. 4. EXPERIMENTEREN MET DE AANDRIJVING Laat de kinderen eerst onderzoeken wat er met de bal gebeurt als ze de helling steiler maken. Vervolgens kijken ze wat er gebeurt als ze de helling minder steil maken. Tot slot onderzoeken ze met welke hellingshoek de bal het verst rolt. 5. EXPERIMENTEREN MET BOCHTEN De kinderen proberen de bal een bocht te laten maken. Laat ze ontdekken of de bal verder rolt met een bocht of wanneer hij een rechte weg volgt. FASE 5: CONCLUDEREN Begin deze fase door terug te verwijzen naar de onderzoeksvraag. Bespreek vervolgens met de kinderen wat ze tijdens hun onderzoek hebben gezien en wat ze hieruit kunnen afleiden. Je kunt onderstaande vragen gebruiken. Door doelgerichte vragen te stellen, kun je kinderen opmerkzaam maken op bepaalde bijzonderheden en leren ze verbanden leggen tussen de hellingshoek, de snelheid, het grondoppervlak, het gewicht van de bal en de afstand die de bal aflegt. Trek vervolgens samen met de kinderen de juiste conclusie. Vragen die je kunt stellen: Wat heb je gezien? Wat gebeurde er bij (een lichte en zware bal of een ruwe en gladde ondergrond)? Wat is het verschil tussen een lichte en zware bal? Was er een verschil in de afstand die de bal aflegt tussen de stroeve en gladde ondergrond? Wat gebeurde er wanneer de bal meer of minder energie meekreeg? Wat gebeurt er met de bal bij een bocht? FASE 6: PRESENTEREN Herhaal de onderzoeksvraag en bespreek met de kinderen welke antwoorden ze nu op de onderzoeksvraag kunnen geven. Loop alle variabelen stapsgewijs na en beantwoord samen met de kinderen de onderzoeksvraag. FASE 7: VERDIEPEN EN VERBREDEN Laat de kinderen de kennis die ze tijdens deze lesactiviteit hebben opgedaan, toepassen binnen de wedstrijdopdracht De glijdende busbaan [LINK]. In deze wedstrijdopdracht gaan de kinderen het experiment herhalen met een speelgoedbus. Laat ze onderzoeken hoe ze de variabelen van de hellingbaan zo kunnen instellen, dat de bus zo ver mogelijk rolt. Houd hierbij rekening met de wedstrijdcriteria. VEEL SUCCES! Techniek Toernooi 2016/2017 Copyright: Nederlandse Natuurkundige Vereniging en Stichting Techniekpromotie L 4

5 Wedstrijdbrief omschrijving: leg een papieren busbaan aan, die begint op een berg zand en eindigt bij de bushalte. Komen jullie bussen als eerste aan? TechniekToernooi is een programma van Stichting Techniekpromotie 1/2

6 Wedstrijdbrief 1/2 DE UITDAGING Op de wedstrijddag maken de kinderen in 20 minuten een berg van zand met daarop een anderhalve meter lange papieren busbaan, waarover vier bussen, één voor één, zo snel mogelijk zelfstandig naar een zelfgemaakte bushalte aan het eind van de busbaan rijden. De tijden die de bussen daarvoor nodig hebben, worden bij elkaar opgeteld. Het team met de bussen die gezamenlijk de minste tijd nodig hebben om de busbaan af te leggen, wint. DOEL Kinderen leren dat de snelheid van de bus afhangt van verschillende parameters: de hoogte van de berg, de helling van de weg, het profiel van het wegdek of een weg met heuvels en dalen. Met die parameters kunnen ze experimenteren. De leerkracht kan de opdracht in een context plaatsen door te verwijzen naar bestaande wegen en bushaltes in de omgeving en voor de kinderen bekende voertuigen zoals auto s, bussen, tractors of vrachtwagens. Eventueel kan een verband worden gelegd met verkeersveiligheid, de verschillende verkeerstromen, verkeersregels en het openbaar vervoer. Uiteraard leren de leerlingen tijdens de voorbereiding en uitvoering van de opdracht samen te werken, hun ideeën te tekenen en hun leerproces en het geleerde onder woorden te brengen. omschrijving: leg een papieren busbaan aan, die begint op een berg zand en eindigt bij de bushalte. Komen jullie bussen als eerste aan? DE UITDAGING Leg op een berg zand een papieren busbaan aan, waarover vier speelgoedbussen na elkaar zo snel mogelijk naar beneden rijden. SLEUTELBEGRIPPEN helling, snelheid, bus, bushalte, veilige weg. TEAM Team van maximaal 4 leerlingen LEES DE PARAGRAAF Lees de paragraaf Wat mag wel en wat mag niet? over de voorwaarden waaraan de speelgoedbussen en de busbaan moeten voldoen. W 2

7 Wedstrijdbrief 1/2 ACTIVITEITEN OP SCHOOL Bij deze opdracht worden voorbeelden aangeboden van activiteiten [LINK] die op school kunnen worden ondernomen als voorbereiding op en het in context plaatsen van de wedstrijdopdracht. Laat de kinderen zoveel mogelijk zelf experimenteren met verschillende speelgoedbussen, de helling van de zandberg en het aanleggen van een weg van papier. Maakt het voor de snelheid van de bus uit of je een hoge, steile berg maakt of juist een berg met een lange uitloper? Maakt het uit of de bus groot of klein is? Of zwaar of licht? Is een bus met grote wielen sneller dan een bus met kleine wielen? Wanneer slaat een bus over de kop? Hoe zit het met de weg: wat gebeurt er met de bus als er een bocht in de weg zit? Of als er een kuil in de weg zit? Moet de breedte van de weg passen bij de lengte van de bus? Hoe zorg je ervoor dat de bus niet van de weg raakt? Zorg ervoor dat de kinderen goed begrijpen aan welke voorwaarden de busbaan en de bus moeten voldoen tijdens de wedstrijd, maar laat ze zelf bepalen welke oplossingen ze het beste vinden en welke strategie ze tijdens de wedstrijd toepassen. MATERIALEN OP SCHOOL Speelgoedbussen, zand, stevig papier (moet tegen vochtig zand bestand zijn), lijm en plakband voor de busbaan, eventueel papier voor het maken van een vangrail, materiaal voor een bushalte, materiaal ter versiering. DE SCHOOL NEEMT MEE NAAR DE WEDSTRIJD De (onderdelen van de) papieren busbaan en een zelfgemaakte bushalte. Vier speelgoedbussen. Schepjes, emmertjes enzovoorts om een berg van zand te maken. Materiaal om eventuele, tijdens de reis opgelopen schade te kunnen herstellen. Materiaal ter versiering van de opstelling. Het papieren posterverslag van het verloop van de voorbereidingen op school (verplicht!). DE ORGANISATIE ZORGT VOOR 50 Kg zand. Water. Een tafel om materiaal en de poster op neer te leggen. Een werkplek op de vloer van 1 m x 2 m. Maak een papieren poster met een verslag van de voorbereidende lessen, bij voorkeur met bijdragen van de leerlingen. Wat hebben ze gedaan tijdens de lessen? Welke dingen hebben ze uitgeprobeerd? Welke vragen zijn er gesteld? Welke oplossingen werden door de leerlingen aangedragen? Wat hebben ze geleerd? Kunnen ze dat ook uitleggen? Het posterverslag kan een goed hulpmiddel zijn om met de leerlingen te reflecteren op hun leerproces en dat zal de jury dan ook doen tijdens de wedstrijd. Oefen met de kinderen hoe zij op de wedstrijddag een gesprekje kunnen voeren met de jury. Hoe leggen zij uit wat ze op school hebben gedaan? Hoe leggen zij uit wat zij hebben geleerd? Welke vragen zou de jury kunnen stellen? Oefen met de kinderen ook de wedstrijdsituatie, waarbij zij tijdens het uitvoeren van de opdracht geen beroep op de begeleiders kunnen doen. W 3

8 Wedstrijdbrief 1/2 VERLOOP VAN DE WEDSTRIJD Na aankomst op de wedstrijdlocatie gaan team en begeleiders naar de werkplek waar hun deelnamenummer ligt. Samen met de begeleiders leggen de kinderen de meegebrachte materialen en het posterverslag klaar. Er is geen mogelijkheid om de poster op te hangen. Vervolgens kunnen de kinderen tot aan de officiële start van de wedstrijden meedoen aan één van de vele kijkof doe-onderdelen van het ondersteunende programma. Nadat de jury met een duidelijk (fluit)signaal de wedstrijd heeft geopend, trekken de begeleiders zich terug en gaat het team aan de slag om met de meegebrachte en aangeboden materialen een berg van zand te maken, de busbaan aan te leggen en de bushalte te plaatsen. Voor het bouwen van de opstelling krijgt het team maximaal 20 minuten. Ondertussen loopt de jury rond om zich alvast een beeld te vormen van de opstellingen die ze moet gaan beoordelen en de posters te bekijken. De jury maakt de eerste notities van haar indruk over de voorbereidingen op school en wat zij op het posterverslag ziet. Nadat de jury met een duidelijk (fluit)signaal heeft aangegeven dat er moet worden gestopt met werken, gaat zij bij elk team langs om de opdracht met de kinderen te bespreken en de uitvoering van de opdracht te beoordelen. Daarbij noteert de jury haar indruk over de wijze waarop de kinderen op school aan de opdracht hebben gewerkt en hoe de leerkracht de kinderen hierbij heeft begeleid en leiding heeft gegeven aan het leerproces. Ook maakt de jury een notitie als de begeleiders zich naar haar oordeel niet voldoende hebben teruggetrokken. De jury bepaalt haar oordeel over de toegepaste versiering van de opstelling en de creativiteit en originaliteit van de gekozen opstelling en noteert haar bevindingen. Vervolgens controleert zij of de bussen en de opstelling aan de wedstrijdvoorwaarden voldoen en maakt daar een aantekening van. Op een teken van de jury plaatst een teamlid een speelgoedbus achter de startstreep op het hoogste punt van de aangelegde busbaan en laat de bus los op de busbaan. De jury meet de tijd die de bus nodig heeft om over de busbaan bij de eindstreep bij de bushalte aan te komen. Daarna wordt de procedure herhaald met nog drie speelgoedbussen. De tijden van de vier bussen worden bij elkaar opgeteld en genoteerd. WAT MAG WEL EN WAT MAG NIET? Voor de berg mag maximaal 50 kg zand worden gebruikt. Voor de busbaan mag uitsluitend papier, lijm of plakband worden gebruikt. De weg mag niet breder zijn dan 15 cm. Aan het begin van de busbaan op de berg moet na 20 cm een startstreep worden gemaakt. Op het eind van de busbaan bij de bushalte moet een eindstreep worden aangebracht. De lengte van de busbaan tussen start- en eindstreep moet ten minste 1.5 m zijn. De opstelling van de berg en de busbaan moet binnen een werkruimte van 1 m x 2 m worden gebouwd. De busbaan moet beginnen op de top van de berg, maar mag over de vloer doorlopen. Het materiaal voor de bushalte is vrij. De opdracht dient te worden uitgevoerd met vier speelgoedbussen. De lengte van de speelgoedbussen moet liggen tussen 10 cm en 20 cm. De vier meegebrachte bussen hoeven niet hetzelfde te zijn. Er moet een posterverslag aanwezig zijn. De begeleiders mogen de kinderen helpen met het klaarzetten van de materialen en de poster, maar moeten zich terugtrekken en zich van het geven van aanwijzingen onthouden als de jury een gesprekje voert met de kinderen en het team de opdracht uitvoert. Indien de begeleiders zich naar het oordeel van de jury niet voldoende terughoudend opstellen, wordt het team gediskwalificeerd. In zijn algemeenheid: alles wat niet verboden is, is toegestaan. W 4

9 Wedstrijdbrief 1/2 WAT DOET DE JURY? WAAR LET DE JURY OP? De jury noteert naar aanleiding van de gesprekjes met de kinderen en de meegenomen poster haar bevindingen over de wijze waarop op school is gewerkt, de eigen inbreng van de kinderen, de versiering van de opstelling, de originaliteit van de gekozen oplossing voor de busbaan en de mate waarin volwassenen op school en tijdens de wedstrijd hebben bijgedragen aan de uitvoering van de opdracht. De jury controleert of aan de wedstrijdvoorwaarden (zie het Wedstrijdreglement en de paragraaf Wat mag wel en wat mag niet? ) is voldaan en noteert haar bevindingen. De jury meet de tijd die iedere bus nodig heeft om de busbaan tussen start- en eindstreep af te leggen. Indien een bus van de weg raakt of niet aankomt bij de busbaan, noteert de jury een tijd van 60 seconden en meet de afstand die de bus over de busbaan heeft afgelegd en noteert die ook. De jury telt de tijden van de bussen bij elkaar op en noteert het resultaat. Ook de op de busbaan afgelegde afstanden worden bij elkaar opgeteld. WIE WINT? De eerste, tweede en derde prijs gaan naar de teams met de vier bussen die gezamenlijk het snelste de busbaan tussen start- en eindstreep hebben afgereden, mits aan alle voorwaarden is voldaan (zie het Wedstrijdreglement en de paragraaf Wat mag wel en wat mag niet? ). Als geen van de bussen van de deelnemende teams de eindstreep heeft gehaald, winnen de teams met de bussen die gezamenlijk de grootste afstand over de busbaan hebben afgelegd. rond de wedstrijdopdracht. Het posterverslag en de gesprekjes met de kinderen spelen hierbij een belangrijke rol. Vergeet dus niet de poster mee te nemen en oefen met de kinderen de gesprekjes met de juryleden. PRIJZEN Een team kan maar één prijs winnen. INSPIRATIE NODIG In de lesactiviteiten [LINK] die worden aangeboden bij deze opdracht, staan ideeën voor activiteiten op school, achtergrondinformatie voor de leerkracht en verwijzingen naar inspirerende bronnen passend bij de uitdaging. VRAGEN? Lees eerst het Wedstrijdreglement op de website van het Techniek Toernooi. Bestudeer dan de Vraag- en Antwoordpagina: op deze pagina worden ook eventuele veranderingen in en aanvullingen op de wedstrijdbrief gepubliceerd. Daarom is het sowieso raadzaam de V&A-pagina af en toe te raadplegen. Vragen over De glijdende busbaan waarop de website het antwoord niet verschaft, kunnen worden gericht aan info@techniektoernooi.nl. VEEL SUCCES EN PLEZIER MET DE WEDSTRIJDOPDRACHT! Techniek Toernooi 2016/2017 Copyright: Nederlandse Natuurkundige Vereniging en Stichting Techniekpromotie Een aparte prijs wordt gegeven aan het team dat het meest creatief heeft gewerkt, de meest originele oplossing heeft gevonden voor de busbaan en/of waarvan de leerkracht extra veel aandacht heeft besteed aan het leerproces en het geven van context W 5