Categorie archief: wetenschap

#FABreis 2014 Dag 1

stanfordEen alumnidag op Stanford en een baseball game van de San Francisco Giants, zorgde voor een enorme hoeveelheid auto’s rondom Stanford. Wij gingen dus met de taxi. De wandeling naar Ceras vanaf de plek waar de taxi ons afzette, was al prachtig. Wat een campus! Eucalyptusbomen, palmbomen, een enorme hoeveelheid classicistische gebouwen met namen van de geldschieters erop. Man!

Tsja. En dan de FabLearn conferentie. In de rij voor de inschrijving was het al duidelijk. Allemaal leraren zoals wij. badgeMet kleine en grote Maker Spaces op hun school en hetzelfde enthousiasme als wij hebben. Een fantastische hoeveelheid spulletjes voor iedereen. Een ge-lasercut doosje gemaakt door gastheer Brogan Miller, een batterypack voor een USB-apparaat (zoals je telefoon) en geestige muntjes die je aan je badge kon doen; als je ze aan je linkerkant van je badge doet, ben je en expert op dat gebied, aan de rechterkant wil je er juist iets van weten (check de foto hiernaast, dan snap je het wellicht).

De chair van de conferentie, Paulo Blikstein opende de conferentie met een Keynote waarin hij zijn hart luchtte. Niet zoals de afgelopen jaren keurig wetenschappelijk maar vanuit de onderbuik. “I have a gut, and I have feeling, so here is my gut feeling.” Paulo meent dat we de unieke kans hebben om het DNA van Maker Education te ontwerpen. “Now is the time.” Maar eerst moeten er dan vijf obstakels uit de weg worden geruimd.

  • Diversiteit. Maker Education lijkt nu nog vooral goed te zijn voor geprivilegeerde kinderen, voor kinderen die toch al alles mee hebben. We moeten ervoor zorgen dat #makered het gat tussen “haves” and the “have-nots” verkleint i.p.v. vergroot.
  • Gebrek aan onderzoek. Wellicht wat prekend voor eigen parochie pleitte Paulo voor veel meer onderzoek. En “Evaluatie is geen onderzoek“. Op Castilleja, een meisjesschool in de plaats waar we zijn, Paulo Alto, is een fulltime onderzoeker actief.
  • Drie culturen. Er zijn drie culturen te onderscheiden in de Maker Movement die een potentieel gevaar kunnen opleveren. Ten eerste “Product before process“, dus sturen op mooie, “flashy“, affe producten. In het onderwijs gaat het altijd om het proces. Ten tweede de “hackerculture“, “sink or swim“, “autodidactism“. Er zijn veel leerlingen die helemaal geen hacker zijn, die Maken moeten leren. Van een leraar. Ten derde de “thirty minute workshop“.  We nemen veel te weinig tijd voor dit soort onderwijs; het moet in een lesuur passen. Dat is niet goed.
  • Instituten. Er zijn nu al veel instituten die geld proberen te verdienen aan The Maker Movement, zoals O’Reilly, de uitgever van het geweldige blad Make en organisator van de immens populaire Maker Faires. Daar is niet echt was mis mee, maar onderwijs heeft andere doelen en dat kan wrijving opleveren. daar moeten we rekening mee houden.
  • Banen of een Geweldig idee. Vaak wordt voor het invoeren van Maker Education het argument gebruikt dat het belangrijk is om leerlingen op te leiden voor de banen van de toekomst. Dit is volgens Paulo heel gevaarlijk. Want dart maakt het gevoelig voor mode-verschuivingen. Maker Education is van zichzelf een goed idee en heeft dit niet nodig. Je geeft ook geen muziek om iedereen een muzikant te laten worden; of gym om iedereen een topsporter te maken.

Als we het onderwijssysteem willen veranderen om Maker Education de plaats te geven die het verdient, moeten we, als leraren, zelf het onderwijs veranderen en dat vooral niet aan mensen daarbuiten overlaten. En Paulo ziet een unieke kans, waarbij we het niet moeten laten lopen, het laten verworden tot de volgende hype. “We have a chance to design the DNA of Maker Education.blikstein2

En toen was de dag nog maar net begonnen. De workshops daarna waren interessant, wellicht nog meer vanwege de gave contacten die je opdoet.

Marten:

Eén van de workshops van vanochtend werd gegeven door twee Denen van een science center uit Silkeborg (Denemarken). Met leerlingen van heel uiteenlopende leeftijden (va. 8 jaar) etsen ze glas, waarbij ze de leerlingen eerst een sjabloon laten ontwerpen en het vervolgens uitsnijden met een vinylcutter. Het sjabloon plak je op iets van glas (glazen plaatjes of een limonadeglas) en vervolgens smeer je er etspasta op (gewoon bij amazon te koop). Na een kwartier maak je het glas schoon en heb je een glas met eigen ontwerp er op geëtst. Het geeft heel mooie resultaten en is eigenlijk heel makkelijk.

Per-Ivar:

Bezocht de workshop ‘Pedagogy of hybrid fabrications and lost trades’ Op de universiteit van Kentucky experimenteert men met het gebruik van 3d-printers. Ook zij vinden dat het lastige apparaten zijn om mee te werken. Er is een stevige ‘workflow’ nodig om een bruikbaar resultaat te krijgen. Dit kost veel tijd maar de mogelijkheden zijn wel eindeloos. Men gebruikt een verhalende vorm om studenten aan het ontwerpen te krijgen. Van een oud schip ontbreken de onderdelen en de kennis om nieuwe onderdelen te maken is met de werklui mee het graf in gegaan. Maak dit onderdeel opnieuw met gebruik van nieuwe technieken zoals een 3D-scanner en een 3D-printer. De studenten maken gebruik van software die gebruikt wordt in de industrie zodat ze een idee krijgen van wat er na hun opleiding mogelijk is. Het nadeel is dat de software een steile leercurve heeft. “It looks like a dashboard of a Boeing”. Veel spelen met het programma is het devies. Wanneer een reproductie gelukt is van een onderdeel is het jammer om er maar één stuk van te maken. Op de universiteit zoeken ze manieren om meer stuks te produceren. Met het 3d-printen van een stuk en daarna met een speciale techniek omzetten tot een ceramische mal lukt het om een serie metalen replica’s te maken. Zo komen oude en nieuwe technieken samen.

Arjan:

Zo deed ik een workshop bij Gary Stager over LittleBits (die wij al een tijdje gebruiken op De Populier) en ik probeerde daar samen met Erin Riley de Arduino-bit aan het werk te krijgen met Scratch. Dat lukt maar half maar leverde een mooi gesprek op. En zoals altijd was Gary goed voor een paar stevige quotes. Zo is hij nog helemaal niet tevreden over de kwaliteit van de LittleBits en realiseert hij zich heel goed hoe het vaak werkt in onderwijs: je moet in een keer de goede aankoop doen; je hebt geen kans om het nog een keer te doen.

Een lekkere lunch met wederom leuk praatjes en in het kwartiertje dat overbleef ging Per natuurlijk lekker knutselen met de bouwstenen van hout die daarvoor waren neergelegd. Deze bouwsten kun je ook met kopertape, een batterij en een LEDjes hacken. Hoogtepunt was het bezoek van de Chair, Paulo Blikstein. : “I had to see the guys from The Netherlands.

maken2In de middag waren er drie gezelschappen: docenten, onderzoekers en leerlingen. Het was eigenlijk wel mooi om te zien dat de dingen die de docenten met hun leerlingen doen heel vaak dingen zijn die wij al best lang met onze leerlingen doen. Er zijn wel interessante observaties te maken. Het is bijvoorbeeld wel echt noodzakelijk om leraren op te leiden voor hun taal als Maker Educator. En om een Maker Space op je school te laten slagen, heb je een kritische massa van mensen nodig die de machines kunnen bedienen (hoe groot die massa is, werd niet verteld).

 

maken1De praatjes van de onderzoekers die daarna aan de beurt waren, waren van wisselende kwaliteit. Sociaal onderzoek is voor bèta’s zoals wij altijd wat lastig te begrijpen. Na drie praatjes was het de beurt aan Gary Stager die ironisch werd aangekondigd als de man zonder enig charisma. Wat een bulldozer! Met glasheldere argumenten en om de zin een onliner, legt Gary de problemen van het huidige onderwijssysteem bloot. “Quote van Papert: we leren de kinderen een miljardste van onze gezamenlijke kennis en we ruziën over welk miljardste deel.”  En: “Making is a stance – a way of preparing kids to solve problems in ways their teachers never anticipated.De volledige, duizelingwekkende tekst is hier te lezen (geen slides).

De kinderen die daarna aan de beurt waren om te vertellen over hun Maak wederwaardigheden waren aandoenlijk. Dapper sprekend voor zo’n congres. Niet elk project is indrukwekkend maar ze vertelden er zeer enthousiast over. Zo vertelden Jesus en Miguel over hun avonturen in het FABLab van Stanford. Twee highschoolstudenten van vermoedelijk Mexicaanse komaf helpen de lab manager bij zijn werkzaamheden. Het kunstproject dat ze ontwierpen en op de 3D printer afdrukten zag er indrukwekkend uit.

De borrel na afloop werd hilarisch toen de Amerikanen erachter kwamen dat wij met de leerlingen bier brouwen op school. “Really?REALLY?” Voor de doodsbenauwde Amerikaanse leraren volstrekt idioot. Maar de educatieve waarde begrepen ze meteen. En ze willen nu allemaal graag op bezoek komen.

panoMarten, Per-Ivar en Arjan

 

Narekenen

Wat is de oppervlakte die je met zonnepanelen moet bedekken om de hele wereld van energie te voorzien?

“Mindblowing!” “Zou het echt waar zijn?” Termen die op de sociale media voorbij vlogen vanwege dit plaatje:CSP_map_squares2

Bron: http://www.trec-uk.org.uk (Desertec UK, een organisatie die zich sterk maakt voor zonne-energie)

Zo’n klein oppervlak! Ik reken graag en vond het ook wat klein. Achterop een bierviltje (lees: voor het slapen gaan op de iPhone) kwam ik tot veel grotere oppervlakten. Ik weet dat ik op zo’n moment niet alles meer zie, dus ik heb even netjes uitgerekend.

Het valt nog niet mee om het startpunt te vinden. De totale hoeveelheid energie die er jaarlijks wordt verstookt. Op verschillende websites kom je als laatste meting tegen zo’n 12.000 MTOE (Million Tonnes of Oil Equivalent, de hoeveelheid energie die je krijgt als een miljoen ton aan ruwe aardolie verbrandt). Dit komt overeen met 5·1020 Joule.

Het gemiddeld vermogen is dan eenvoudig uit te rekenen door deze energie te delen door het aantal seconde in een jaar (365x24x3600=31.536.000 s). Het vermogen wordt dan 1,6·1013 Watt.

Zonnepanelen worden steeds efficiënter en tegenwoordig leveren ze ongeveer 100 W/m2, zeker op een plek waar de zon zo vaak en stevig schijnt als in de woestijn. Dit betekent dus dat je 1,6·1013 / 100 = 1,6·1011 m2 nodig hebt. Nu is een vierkante kilometer gelijk aan een miljoen vierkante meter dus er is 1,6·105 km2 nodig.

Als je er dan een vierkant van wil maken, zoals op het plaatje, dan zoeken we dus naar de lengte van een zijde. Die is de √(1,6·105) = 399 km.

En dat klopt ongeveer met het plaatje.

Er zijn natuurlijk wel wat kanttekeningen te plaatsen. Zo schijnt de zon niet altijd in Algerije. Flauw natuurlijk want we kunnen het verspreiden. Ook haal je het vermogen van 100 W per vierkante meter waarschijnlijk niet gedurende de zonnedag. Verder moet je rekening houden met pieken in de vermogensvraag (als de VS ontwaakt bijvoorbeeld). Maar het klopt dus wat betreft grootte-orde.

Update: Eur van Andel wees me erop (zie hieronder, bedankt!) dat er een fout in de berekening zit. De zon schijnt natuurlijk niet 24 uur per dag, maar maximaal 12 en waarschijnlijk nog wel minder. Dat betekent dat er meer dan 1,6·105 km2 nodig is, laten we zeggen 4·105 km2. Dat betekent dat de zijde van een vierkant dan is: √(4·105) = 632 km. Dat is iets meer dan op het blaadje staat maar nog steeds wat betreft de grootte-orde in orde.

Maar. Ik heb nog even precies naar het plaatje gekeken. De afstand van 1000 km van de schaal is 143 pixels groot en de breedte van het vierkantje van de wereld is 54 pixels. Dit betekent dus dat Desertec-UK kennelijk een zijde van een vierkant berekend heeft op (54/143)x1000= 378 km. Dat scheelt met mijn berekening (met de correctie van Eur van Andel) bijna een factor twee en voor wat betreft de oppervlakte (en die is belangrijker natuurlijk) is het een factor 2,8. Dat is best veel. Nogmaals dank aan Eur van Andel.

Een genetische puzzel

Bij de biologielessen is genetica een belangrijk onderwerp, maar niet alle leerlingen vinden het even leuk (wij wel!). Dat komt vooral doordat processen als transcriptie en replicatie als heel ingewikkeld en abstract worden ervaren. Daarom heb ik de DNA-RNA puzzelset gemaakt, een paar honderd plastic nucleotiden die iedereen in staat stellen lekker zelf met de broncode van het leven te puzzelen.

IMG_20131017_161950

Lastige concepten als PCR, de antiparallele structuur van de complementaire strengen, Okazaki-fragmenten, het verschil tussen de covalente bindingen binnen een streng en de waterstofbruggen tussen strengen onderling, en nog veel meer worden veel duidelijker als je het zelf even uit kunt proberen.

IMG_20131028_120534

Wie ook zoiets wil en toegang heeft tot een lasercutter kan hier de bronbestandjes downloaden, we gaan de komende tijd de puzzel in de lessen proberen en als ze af zijn de werkbladen ook hier publiceren!

Ent-tool: custom made gereedschap

IMG_2189

De trouwe volgers van dit blog (zijn die er behalve Frans Droog?) zal het vast wel zijn opgevallen, de lasercutter is een cadeautjes-machine. Je maakt er snel allerlei leuke hebbedingetjes mee. Maar je kunt er ook meer serieuze zaken mee maken. Onze 3D-printer heeft zijn body bijvoorbeeld uit gelasercut hout. Voor het slijmschimmel onderzoek heb ik een heel precies stansapparaat nodig. Lees hieronder hoe dat tot stand is gekomen.

Lees verder

volle boekenkast

P5019569

 

 

 

 

 

 

Na verloop van tijd ontstaan er op een paar plaatsen in het huis ophopingen van boeken die als je ze terug wil zetten in de boekenkast opeens hun plaats blijken te hebben afgestaan aan andere. Daarom heb ik maar weer eens een rondje gemaakt door mijn boekenkast (zie foto boven). Een aantal moeten kast en pand verlaten (de gehaktmolen gaat nl. niet weg!). Stuur een mailtje als je een van de onderstaande boeken wil hebben. Het rode ding is overigens een Handbook of Chemistry and Physics uit september 1934.

P5019567

Christiaan Huygens (1 van …)

image

Opwindend nieuws: een tentoonstelling over Christiaan Huygens in de Grote Kerk in Den Haag! De bescheiden, briljante tovenaar zoals Vincent Icke hem vanavond noemde in Met het oog op morgen. De “strijd” tussen Newton, de naarling, en Huygens, de aimabele, over licht als golven of als deeltjes is altijd een fantastische kapstok in mijn lessen.

Binnenkort meer over Huygens. Bijvoorbeeld over het idiote feit dat als iemand Huygens kent, het eigenlijk altijd gaat over Constantijn. Althans hier in Nederland.

Hoera! De slijmschimmels zijn binnen!

Kijk! Hier zijn ze dan! De slijmschimmels zijn geland…

Aankomst slijmschimmels

Onze slijmschimmel(Psysarum polycephalum) heeft een aantal unieke eigenschappen. Ze zijn in staat een netwerk van buizen te vormen wanneer voedselbronnen uit elkaar liggen. Die doen ze zo efficiënt dat je de aanleg van een wegennet kunt overlaten aan deze vreemde wezens. Kijk maar:

De slijmschimmels hebben een eigen pagina (zie hierboven) Alle nieuwe posts zijn daar terug te vinden.