Rubriceeropdracht bij het begrip dosis

Dosis, bij ioniserende straling, is een begrip waar veel vaktermen gebruikt worden. Als oefening een sorteeropdracht om begrippen op de juiste plaats te leren zetten.

Met een pdf met op elke bladzijde 3×3 begrippen.

Download [pdf, 24 kB]: Stralingsbelasting_3x3

Geplaatst in Leren leren, Over Natuurkunde | Tags: , , | Een reactie plaatsen

Korte uitleg video’s maken

Het zal de tijd zijn maar iedereen is druk bezig om uitleg video’s te maken. Zo ook ik. Ik gebruik hiervoor Keynote. Dat is de Powerpoint die je bij Apple producten krijgt. Keynote is een gewelidig programma. Alles zit daar waar je het verwacht. Iets waar ik met Powerpoint nogal eens moeite heb. Mooi aan Keynote is dat je delen van je presentatie kan voorzien van beweging. Ook kan je alles exporteren als video. En je kan het geheel ook opnemen als presentatie waarbij Keynote een heel dashboard scherm maakt met de huidige dia, de volgende dia, de tijd, de aantekeningen bij de bladzijden, de microfoon sterkte enz. Je praat tegen je scherm, klikt wat met je muis en dan heb je vanzelf een mooie video.

Ik wil graag “live” praten bij de presentaties dus maak ik fimpjes die ik kan laten zien en waar ik iets bij kan zeggen, maar die op zich ook zelfstandig te volgen moeten zijn zonder gesproken tekst. Een paar voorbeelden hieronder.

 

 

 

 

 

Geplaatst in Digibord, ICT, Over lessen, Over Natuurkunde, Presentaties | Tags: , , , , | Een reactie plaatsen

Lesidee (elektriciteit)

Zo vlak voor de vakantie een makkelijk uitvoerbaar spel.

Voorbereiding

Geef leerlingen een A4 en laat ze die in 12 stukken knippen (of geef 12 PostIt’s, of laat ze het in hun schrift schrijven).
Laat de leerlingen op de kaartjes het volgende noteren:

I=0,1A; I=0,2A; I=0,6A; I=1,2A

U=2V; U=4V; U=6V; U=10V

R=150ohm; R=300ohm; R=500ohm en R=800ohm

Leger samenstellen

Leerlingen gaan “Mijn leger” samenstellen door kaartjes te combineren. De sterkte van een soldaat wordt gevormd door de waarde van het vermogen dat ze uitrekenen (P=UI; P=I^2R; P=U^2/R). Er zijn nu 6 soldaten met een eigen sterkte (vermogen).

Leger laten spelen

Leerlingen bepalen vooraf in welke volgorde hun soldaten worden ingezet.
Twee leerlingen spelen tegen elkaar. De soldaat met de grootste sterkte (het meeste vermogen) wint. Bij gelijk vermogen wint niemand.
Winnaar is diegene die de meeste slagen wint.
Je kan hier een hele competitie mee opzetten maar dat duurt al snel te lang.

Via: http://www.mrbartonmaths.com/teachers/rich-tasks/build-an-army.html

Geplaatst in Over lessen, Over Natuurkunde | Tags: , , , , , , | Een reactie plaatsen

Minkowski generator

Deze Minkowski diagram generator is zeer geschikt om te gebruiken op een digibord tijdens de lessen relativiteit. Ook kunnen de plaatjes worden opgeslagen om te gebruiken in toetsen of opdrachten. Het geheel is zeer geschikt ter ondersteuning van de docent en niet zo geschikt voor zelfstudie (hoewel het wel gebruikt zou kunnen worden in al dan niet digitaal lesmateriaal).

Minkowski diagram

Op zich wijst het programma zichzelf maar hierbij toch even kort de belangrijkste knoppen.

Aan de linker zijde staan drie groepen instellingen:

  • diagram instellingen
  • snelheid
  • punten

Deze drie instelling kunnen ook uitgezet worden zodat er op een digibord een rustig beeld ontstaat.

Diagram instellingen

Minkowski instellingen diagram

Standaard zijn er 4 kwadranten met 4 rasterlijnen, met de schuif kan je dit aanpassen.
Het stilstaand stelsel (rest frame) is zwart en is de basis van het diagram.
Het bewegend stelsel (moving frame) is blauw.
Rasterlijnen kunnen  aan- en uitgezet worden, evenals de licht assen (light axes).

Het aanvink vakje links boven zorgt er voor dat de diagram instellingen uit beeld verdwijnen (hoewel de knoppen nog wel gebruikt kunnen worden).

Snelheid

Snelheid instellingen

De snelheid staat standaard op 0,6c maar kan hier aangepast worden. Met de schuif is de snelheid ook te veranderen (het diagram verandert dan mee).
De bèta en de gamma worden automatisch berekend.

Het aanvink vakje links boven zorgt er voor dat de snelheid instelling verdwijnt (hoewel de knop nog wel gebruikt kan worden).

Punten

Er zijn twee punten in de grafiek te zetten. Een groene en een rode. De punten staan standaard in het stilstaande (zwarte) stelsel. De waarde in het bewegend stelsel worden wel getoond. Dit betekent dat als je de snelheid aanpast de punten vast staan in het zwarte stelsel.
Punten kunnen ook vastgezet worden aan het bewegend stelsel (Lock to moving frame) waarbij de punten mee bewegen met het blauwe stelsel als de snelheid verandert.
Door elk punt kunnen ook de lichtassen getekend worden. (Light axes through point).

De aanvink vakjes achter de coördinaten zorgen ervoor dat er hulplijnen worden getoond om de coördinaten af te lezen (hier de groene in het bewegend stelsel en de rode in het stilstaand stelsel).

Minkowski diagram coördinaten aflezen

Het aanvink vakje links boven zorgt er voor dat de diagram instellingen uit beeld verdwijnen (hoewel de knoppen nog wel gebruikt kunnen worden).

Minkowski diagram

Hierboven een digibord instelling met alleen de snelheid zichtbaar (en de twee andere aanvink vakjes zijn nog net te zien).

Als het window van maat verandert past het diagram zijn afmetingen aan door het window te refreshen.

Opslaan van een diagram met de rechtermuis klikken op plaatje en kiezen voor ‘Opslaan als‘.

Het programma werkt in Chrome en Firefox onder iOS en Windows. Het werkt ook op tablets (ook met Chrome op Android) maar dan is het scherm vaak wat klein. Technisch werkt het vaak ook op een telefoon maar dan is het scherm echt te klein om iets mee te doen. Voor gebruik op een telefoon kunnen diagrammen ook als plaatje gegeven worden dan kan een leerling inzoomen waar nodig.

Er kunnen in verschillende tab bladen verschillende diagrammen voorbereid worden.

Link

https://minkowski.vak-online.nl

Geplaatst in ActivBoard, Digibord, ICT, Over lessen, Presentaties, Visueel | Tags: , , , | Een reactie plaatsen

Leerlingdenkbeelden: beweging

In het Handboek natuurkundedidactiek gebruiken de schrijvers het begrip “Leerlingdenkbeelden”. Leerlingdenkbeelden zijn concepten die onjuist in het hoofd van de leerling zitten. Soms is het een pre-conceptie (leerling kwam al binnen met een onjuist idee), soms is het een misconceptie (leerling voegt de nieuwe kennis onjuist samen). Maar los van de oorzaak heeft de leerling hulp nodig om zijn denkbeelden aan te pakken.

Als docent weten we dat een goede uitleg vaak niet tot een goed begrip wordt omgezet. Weten welke leerlingdenkbeelden er zijn kan helpen om de verwarring te herkennen. En soms ook kan je iets doen om de leerlingdenkbeelden aan te pakken.

Bij het onderwerp beweging gebruiken we op een gegeven moment de formule:

afstand = snelheid x tijd (s = v . t)

Leerlingen zien dit ook wel snel, als je 100km/h rijdt en je rijdt 5 uur dan ben je in Parijs (als dat 500 km ver weg is ). En tegelijkertijd introduceren we hier behoorlijk wat verwarring.

Wat bedoelen we precies met de grootheden afstand, snelheid, tijd?

We zien bijvoorbeeld:

v = s / t   [a]

a = v / t   [b]

s = 1/2 a t2 [c]

Het begrip tijd (t) is al lastig. Tijd is iets dat je kan aflezen op een klok. Maar dat wordt bij [a] en [b] eigenlijk niet bedoeld. Hier wordt het tijdsverschil bedoeld. Als je 5 uur onderweg bent (tijdsverschil), met een snelheid van 100 km/h, dan leg je 500 km af. Het maakt hierbij niet uit of we nu, gisteren, morgen die 5 uur nemen.

Maar waar bij de formules [a] en [b] inderdaad het tijdsverschil bedoeld wordt is dat bij formule [c] eigenlijk niet het geval. Hier wil je wel de klok (stopwatch) aflezen ten opzichte van een (impliciet of expliciet aanwezig) nul-punt. Hier zien we dat de s in de eerste seconde kleiner is dan in de tweede seconde (als er een positieve versnelling is) omdat het voorwerp in de eerste seconde al snelheid heeft gekregen. Je kan hier geen Δt noteren.

Beter maken we van de formules iets als:

v = Δs / Δt   [d]

a = Δv / Δt   [e]

s = 1/2 a t2 (ten opzichte van de start) [f]

Arnold Arons (Teaching Introductory Physics) vraagt zich af wat je kan doen om verwarring te voorkomen. Hij noemt bijvoorbeeld het zorgvuldiger gebruik van taal. Ook in het Engels zijn de begrippen uit de taal niet zomaar geschikt voor Natuurkunde. Zo spreekt hij over “time-intervals” en “clock-readings”.

Ook in het Nederlands lijkt het goed om telkens te benadrukken of het om een af te lezen tijd gaat of over een tijdsverschil.

Ook de afstand geeft verwarring. Docenten die zijn opgegroeid met Systematische Natuurkunde (Middelink) werken vaak met s voor afgelegde weg, en x voor de plaats. In veel methoden en ook in de Binas wordt dit onderscheid niet zo helder gemaakt. Uiteindelijk is het van belang om te weten of het gaat over twee posities (twee voorwerpen die dan een onderlinge afstand hebben), of het gaat over iets dat twee posities heeft (een voorwerp verplaatst zich en is nu hier en straks daar), of dat het gaat over de afgelegde weg (de afstand die een voorwerp heeft afgelegd). Formules blijken voor leerlingen zonder bekend te zijn met de geldigheid in verschillende situaties eigenlijk niet bruikbaar. Ze zien “een” s en ze zien “een” t en gaan dan direct rekenen om v te bepalen zonder te weten of dat zomaar kan en mag.

De snelheid geeft in het Nederlands ook al verwarring. De snelheid als “vaart” (speed), of de snelheid als vector snelheid (velocity)? Maar ook ontstaat er verwarring over een snelheidsverschil en een gemiddelde snelheid. In de formules [a] en [d] gaat het eigenlijk over de gemiddelde snelheid. Maar hoe kan een leerling dat zien aan de formule?

Jason Zumba (Force + Motion) begint zijn boek met grafieken. Van een temperatuursverloop, de hoogte van water in een vaas als het gevuld wordt met een constante waterstroom terwijl de vazen allemaal een andere vorm hebben (bol, cilinder, driehoekig), prijzen van artikelen in een winkel, … Een heel hoofdstuk gaat het over de vorm van de grafiek, hoe kan je zien dat een verandering snel gaat of langzaam (helling, raaklijn), hoe zie je dat er geen verandering is (raaklijn horizontaal), ..

Zumba maakt duidelijk dat je moet kijken naar de gegevens op de y-as (hoeveelheid) in combinatie met de gegeven op de x-as (tijd). En maakt hij dy/dt grafieken om te laten zien dat de verandering wel of niet constant is en hoe je dat kan zien in de bron grafiek. Loopt de prijs van een produkt snel op of juist niet? Neemt de water hoogte in de vaas snel toe of juist niet? Hij werkt hier natuurlijk toe naar een s,t-grafiek die, door hier een ds/dt grafiek van te maken, iets zegt over de snelheid. Of iets over de versnelling a uit een v,t-grafiek.

Het lijkt er op dat we zeer zorgvuldig moeten formuleren richting leerlingen en wellicht ook gerichte opgaven moeten oefenen om de verschillen helder te krijgen. Het lijkt niet genoeg om dit een keertje te vertellen, het heeft meer en continu serieuze aandacht nodig.

Geplaatst in Algemeen, Misconcepties | Tags: , , , , , , , , | Een reactie plaatsen

Deeltjesmodel met lego

Dr. Ben Still heeft met het boek “Particle Physics, brick by brick” er voor gezorgd dat mijn hele kamer weer vol ligt met lego blokjes. Hij heeft het deeltjesmodel en allerlei reacties vorm gegeven met lego. Quarks in 3 kleuren, neutrino’s, elektronen, fotonen, …. Alles. Denk dat hier ook wel leerling setjes van gemaakt kunnen worden. Dan hebben de scheikundige de snatoms (https://snatoms.com/) en hebben de Natuurkundigen de lego set.

neutron verval

Neutron (1 up, 2 down quarks) wordt proton (2 up, 1 down quarks) met elektron (wit) en anti elektron neutrino (zwart klein).

Geplaatst in Over lessen | Tags: , , , , | Een reactie plaatsen

Dertig minuten kletsen over krachten

Leerlingen gaan, vanuit nieuwsgierigheid, vanzelf 30 minuten praten over het samenstellen van krachten, het ontbinden van krachten, gebruik van een krachtenschaal, … Zo werkt het niet helaas. Leerlingen hebben een beetje sturing nodig om in actie te komen.

Een collega (ik weet helaas niet meer wie) liet tijdens mijn studie zien hoe je leerlingen aan de hand van bovenstaand werkblad hierover een gesprek kon laten voeren. De opdrachten zijn op zich duidelijk. Stel de krachten samen of ontbind ze.

Hoe werkt het?
De leerlingen werken in duo’s, waarbij één leerling een potlood vast heeft, en de andere leerling een geodriehoek. Verder moeten ze allebei één hand onder tafel doen en houden.

Overleg is nu noodzakelijk. De geodriehoek moet ergens neergelegd worden om er een lijn langs te kunnen trekken. Welke lijn moet er getrokken worden als de geodriehoek eenmaal ergens ligt.

Bij het ontbinden van de krachten zijn de hulplijnen niet zomaar logisch getekend. Overleg is nodig om te bedenken wat een handige strategie is (verlengen van de hulplijnen in een gewenste richting wellicht).

Als leerlingen snel klaar zijn dan is er nog een tweede opdracht: Stel dat alle krachten met een * gelijk zijn aan 100N  zijn, hoe groot is dan de resultante kracht (of hoe groot zijn de  ontbonden krachten).

Downloads:

Krachten_2x2 (.pdf)
Krachten (.pdf)
Krachten (.ppt)
Krachten (.key)

 

Geplaatst in Leren leren, Over leerlingen, Over lessen, Over Natuurkunde | Tags: , , , | Een reactie plaatsen