Op het doel af

• In deze les onderzoeken de leerlingen wat het verband is tussen kinetische energie en snelheid en massa. De leerlingen voeren een experiment uit waarbij ze de afgelegde afstand in een bepaalde tijd moeten meten aan de hand van het aantal wielrotaties. Op basis van een grafiek met het aantal rotaties van een wiel in een bepaalde tijd schetsen ze een grafiek met daarin de afgelegde afstand in een bepaalde tijd. Vervolgens moeten ze zelf een grafiek proberen te tekenen met de snelheid in een bepaalde tijd. Tot slot berekenen ze op basis van de maximale snelheid de kinetische energie met behulp van de volgende formule: E_k = 1/2mv² m = 305 g
• Gebruik verschillende materialen om de interesse van je leerlingen voor kinetische energie te wekken.

Start een gesprek
Begin een gesprek door vragen te stellen over het onderwerp van de les. Enkele suggesties:

• Hoe ziet de grafiek met de afgelegde afstand in een bepaalde tijd eruit?
• Hoe ziet de grafiek met de snelheid in een bepaalde tijd eruit?
• Hoe ziet de grafiek met kinetische energie in een bepaalde tijd eruit?

Laat de leerlingen hierover nadenken en een hypothese opstellen.

• Laat de leerlingen een voertuig bouwen waarvan de wielen vrij kunnen bewegen en dat het aantal wielrotaties kan tellen. Ze kunnen hun eigen model maken of de bouwinstructies in de app voor het curlingsteenmodel voor op straat volgen.
• Laat de leerlingen hun modellen testen met behulp van het voorgestelde programma.
• Laat ze een grafiek schetsen met de afgelegde afstand in een bepaalde tijd en laat ze beschrijven wat hen opvalt:
  • Wat betekenen de pieken in de grafiek?
  • Waarom zit er na verloop van tijd steeds meer ruimte tussen de pieken?

• Laat de leerlingen verdergaan met het experiment door ze:
  • De rotaties per seconde om te laten zetten in afstand
  • De afgelegde afstand in een bepaalde tijd om te laten zetten in snelheid
• Geef de leerlingen wat tijd om hun programma aan te passen en te optimaliseren.
• Moedig ze aan om tijdens de experimenten zoveel mogelijk gegevens te verzamelen.
• Laat ze de gegevens als CSV-bestand exporteren, zodat ze deze eventueel ook met andere software kunnen gebruiken.

• Als de leerlingen hun SPIKE Prime set nog hebben, laat je ze de opdrachten in de SPIKE app uitvoeren voor een praktijkgerichte uitbreiding op de les, bijvoorbeeld:
  • Laat de leerlingen een wedstrijdje doen en noteren hoe goed ze gooien. Ze moeten hun curlingsteen een duw geven en ervoor proberen te zorgen dat de voorkant van hun model zo dicht mogelijk bij het midden van de cirkel tot stilstand komt. Leg uit dat iedere leerling of ieder team drie keer mag gooien en na iedere gooi de afstand tussen het midden van de cirkel en de voorkant van hun model moet meten. De leerling of het team dat na drie stenen opgeteld de kleinste afstand heeft, is de winnaar!
• Als de leerlingen hun set niet meer hebben, laat je ze hun uitvindersnotitieboekje verder invullen of geef je ze een van de onderstaande uitbreidingsopdrachten. De meeste uitbreidingsopdrachten kunnen worden uitgevoerd met de gegevens die de leerlingen tijdens de praktijksessies hebben verzameld
• Houd een bespreekmoment waarin de leerlingen informatie uitwisselen. Je bepaalt zelf welke methode of welk hulpmiddel je hiervoor het handigst vindt (bijvoorbeeld klassikaal of online).

• Geef elke leerling feedback over zijn of haar prestaties.
• Je kunt gebruikmaken van de meegeleverde evaluatierubrieken om dit eenvoudiger te maken.

Observatiechecklist leerkracht
Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling, bijvoorbeeld:

• Gedeeltelijk uitgevoerd
• Volledig uitgevoerd
• Boven verwachting uitgevoerd

Gebruik de volgende criteria om de ontwikkeling van je leerlingen te beoordelen:

• De leerlingen kunnen een apparaat zo programmeren dat het gegevens op een lijngrafiek kan plotten.
• De leerlingen weten hoe ze de waarden in de lijngrafiek moeten interpreteren.
• De leerlingen kunnen uitleggen wat het verband is tussen kinetische energie en snelheid.

Zelfevaluatie
Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft.

• Blauw: Ik kan gegevens omzetten in een grafiek met behulp van het programma in de app.
• Geel: Ik kan mijn eigen lijngrafiek maken en de resultaten toelichten.
• Violet: Ik heb zelf nieuwe experimenten bedacht.

Evaluatie van de klasgenoten

Moedig de leerlingen aan om anderen feedback te geven door:

• de leerlingen elkaar een score te laten geven aan de hand van de schaal met gekleurde stenen hierboven.
• de leerlingen te vragen om constructieve feedback aan elkaar te geven, zodat ze hun eigen prestaties tijdens de volgende les kunnen verbeteren. Dit is een goed moment om hulpmiddelen voor videoconferencing of blogs in te zetten om zo in te spelen op gecombineerd leren.

Vereenvoudig deze les door:

• tijdens de les alleen aandacht te besteden aan de verschillende afstanden die in een bepaalde tijd zijn afgelegd

Maak deze les wat moeilijker door:

• de leerlingen zelf curlingstenen en een voertuig met vrij bewegende wielen te laten ontwerpen en bouwen, het experiment te laten herhalen en hun gegevens met die van een ander model te laten vergelijken (zoals de gegevens van een andere leerling).
• de leerlingen hun eigen duwapparaat te laten ontwerpen en bouwen waarmee ze consistenter kunnen gooien, en ze het ontwerpproces te laten vastleggen

Bouwtips

Programmeertips

Deze les dient te worden afgespeeld terwijl er verbinding is met de Hub via USB of Bluetooth. Tijdens de verbinding worden de gegevens die door de Hub worden verzameld rechtstreeks naar je apparaat gestreamd en in realtime op de lijngrafiek weergegeven.

Hoofdprogramma

Programma voor de oplossing

Tips voor wetenschappelijke gegevens
Hieronder vind je een voorbeeld van de gegevens waarmee leerlingen tijdens dit experiment te maken kunnen krijgen.

Rekenuitbreiding

Ontwikkeling van de rekenvaardigheid:

• Laat de leerlingen onderzoeken wat er gebeurt als ze de massa van hun curlingsteen veranderen door onderdelen (zoals een motor) of een zwaar voorwerp (zoals een waterflesje) toe te voegen. Laat ze hun modellen aanpassen, het experiment nogmaals uitvoeren en de grafieken met de snelheid in een bepaalde tijd voor de verschillende massa’s vergelijken.

Noot: dit neemt extra tijd in beslag.

Taaluitbreiding

Ontwikkeling van de taalvaardigheid:

• Laat de leerlingen een marketingcampagne maken waarin ze de belangrijkste functies van hun model aanprijzen. Laat ze de technische eigenschappen van hun model in de campagne opnemen en wetenschappelijke feiten over snelheid en energie gebruiken om de voordelen van hun model te benadrukken.

Noot: dit neemt extra tijd in beslag.

Carrièrelinks

Leerlingen die deze les leuk vonden, zijn misschien geïnteresseerd in een van de studierichtingen:

• Onderwijs en opleiding
• Gezondheidswetenschappen