Bekijk je stappen

• In deze les onderzoeken de leerlingen de kinetische energie van een persoon die op een constante snelheid loopt. De leerlingen meten eerst het aantal stappen dat ze hebben gezet. Vervolgens berekenen ze met die waarde de afgelegde afstand, de gemiddelde loopsnelheid en de gemiddelde kinetische energiewaarde voor die beweging. De Hub heeft een ingebouwde versnellingsmeter die beweging op de drie assen kan detecteren (i.e., van boven naar beneden, van links naar rechts en van voor naar achter). Als je de Hub aan je broek hangt, beweegt hij mee wanneer je loopt en registreert hij jouw versnellingswaarden. In de grafiek die op basis van deze gegevens kan worden opgesteld, staan de minimum- en maximumwaarden van de geregistreerde versnellingswaarden. De nauwkeurigheid van deze minimum- en maximumwaarden hangt af van de verticale positie van de Hub tijdens het lopen. De nauwkeurigheid van het aantal stappen hangt af van de kwaliteit van deze minimum- en maximumwaarden en de basiswaarden die in het programma worden gebruikt.

• 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 kun je je loopsnelheid meten?
• Hoe kun je de energie van een object in beweging meten of berekenen?
• Welk type energie is dat?

Laat de leerlingen hierover nadenken en een hypothese opstellen.

• Laat de leerlingen een stappenteller maken die meet hoeveel stappen er worden gezet. Ze kunnen hun eigen model maken of de bouwinstructies in de app voor het stappentellermodel volgen.
• Laat de leerlingen hun modellen testen met behulp van het voorgestelde programma.
• Laat ze de versnellingsgrafiek in een bepaalde tijd bestuderen en uitleggen wat een ‘stap’ is.

• 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 hun kinetische energie illustreren tijdens het lopen of als onderdeel van hun programma. Ze kunnen het docking station gebruiken en programmeren om deze opdracht tot een goed einde te brengen.
• 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:

• de leerlingen het experiment alleen met de Hub te laten uitvoeren. De gegevens kunnen worden gebruikt om het aantal stappen te tellen, mits de Hub loodrecht op de grond staat

Maak deze les wat moeilijker door:

• de leerlingen hun eigen stappenteller te laten bouwen
• de leerlingen het experiment nogmaals te laten uitvoeren met een telefoon of tablet als stappenteller en de resultaten van beide experimenten te laten vergelijken
• Hiervoor hebben ze een app nodig die de sensorwaarden van het apparaat kan weergeven

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 aangeven voor welke elementen van hun experiment ze een schatting hebben moeten maken. Herinner ze eraan dat niemand altijd even grote stappen zet en dat stappentellers niet altijd even nauwkeurig zijn (er is namelijk altijd een foutmarge).
• Laat de leerlingen theoretische versies van hun experimenten opstellen waarbij ze omschrijven hoe de ideale curve van een stap eruit zou zien.

Noot: dit neemt extra tijd in beslag.

Taaluitbreiding

Ontwikkeling van de taalvaardigheid:

• Laat de leerlingen onderzoeken hoe een smartwatch of telefoon stappen telt. Laat ze een korte uitleg over de werking van deze technologie schrijven en laat ze hierbij ook iets over het foutenpercentage toevoegen.
• Laat de leerlingen onderzoeken hoe patroonherkenning in combinatie met kunstmatige intelligentie ervoor zorgt dat deze slimme apparaten stappen kunnen tellen.

Noot: dit neemt extra tijd in beslag.

Carrièrelinks

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

• Paramedische beroepen
• Techniek & technologie