Inleiding
"Nederland is kampioen koffieleut"
Nergens ter wereld wordt zo veel koffie gedronken als in Nederland: de gemiddelde Nederlander drinkt zo'n 2,4 koppen koffie per dag.
Bovenstaande krantenkop komt uit het Algemeen Dagblad en daaruit blijkt dat Nederlanders echte koffiedrinkers zijn. Zo beginnen de meeste mensen in Nederland als ze wakker worden de dag met koffie. Veel mensen doen dit thuis al of nemen hun eerste 'bakkie' op het werk. Maar een grote groep drinkt zijn of haar koffie als ze onderweg zijn, bijvoorbeeld op weg naar het werk. Voor deze laatste groep mensen is het belangrijk dat hun koffie onderweg lekker warm blijft, want lauwe of koude koffie smaakt natuurlijk niet. Daarnaast moet het bekertje met koffie wel makkelijk mee te nemen zijn en mag het niet te veel ruimte in beslag nemen.
Opdracht
Doel: jullie gaan in groepjes van 2 nadenken over mogelijke manieren om een bekertje met koffie tijdens het reizen zo lang mogelijk warm te kunnen houden. Hiervoor maken jullie gebruik van materialen die je in huis kunt vinden en deze materialen neem je ook mee naar school. Op de afbeelding hieronder zien jullie een voorbeeld van een kartonnen koffiebekertje die jullie tijdens jullie onderzoek gaan gebruikten.
In een korte presentatie gaan jullie laten zien waarom jullie de gekozen (isolatie)materialen hebben gebruikt en leggen jullie uit waarom deze materialen zo goed isoleren. Jullie weten dat isoleren eigenlijk niets anders is dan het tegengaan van warmtetransport. Dat kan op verschillende manieren en met behulp van verschillende materialen. Volgende week gaan jullie het ontwerp testen door er een practicum mee uit te voeren. De uitwerking van dit practicum nemen jullie ook op in de presentatie.
Als laatste is deze opdracht ook een wedstrijd. Welk groepje isoleert de beker met koffie het beste. Dus welk ontwerp blijft de koffie het langst warm? Daarnaast wordt de winnaar ook bepaald op basis van originaliteit en netheid van werken. Alle presentaties worden beoordeeld, alleen zullen er dus één groepje als winnaar overblijven op basis van isolerend vermogen, originaliteit ontwerp en afwerking. Wat de prijs is blijft nog even geheim!
Om informatie in de winnen kunnen jullie gebruik maken van:
- Overal NaSk §5.4 – Warmtetransport
- Overal NaSk §5.5 – Isoleren
- Internet (bijv. Google)
Klik op de onderstaande knop om een filmpje over warmtetransport en isolatie te bekijken (bron: SchoolTV)
Video: Warmtetransport en isolatie
Leerdoelen
Als ik deze opdracht heb uitgevoerd kan ik:
- ...uitleggen op welke MANIER warmte zich verplaatst
- ...benoemen welke drie vormen van WARMTETRANSPORT er zijn
- ...voorbeelden geven van MATERIALEN die goed ISOLEREN
- ...voorbeelden geven van MATERIALEN die slecht ISOLEREN
- ...uitleggen met welke materialen je WARMTEGELEIDING kunt tegengaan
- ...uitleggen met welke materialen je WARMTESTROMING kunt tegengaan
- ...uitleggen met welke materialen je WARMTESTRALING kunt tegengaan
- ...nauwkeurig TEMPERATUURMETINGEN in de praktijk uitvoeren
- ...mijn ONDERZOEK op een goede manier en volgens de eisen PRESENTEREN
- ...volgens de geldende regels TABELLEN en GRAFIEKEN tekenen
Lessenplanning
Les 1:
- Korte uitleg over de opdracht
- Tweetallen maken, eventueel een drietal
- Opdracht op Wikiwijs doorlezen
- Informatie zoeken bij het onderwerp
Les 2:
- Tijdens de les werken aan de opdracht
Les 3:
- Practicum - Afkoelingscurve
- Neem jullie materialen mee naar de les anders kun je geen practicum doen!
Les 4:
- Inleveren Presentatie - Isolatie wedstrijd
Practicum - Afkoelingscurve
Wanneer jullie hebben nagedacht over de manier waarop jullie het koffiebekertje willen isoleren en met welke materialen jullie dat willen doen is het de bedoeling dat jullie de effectiviteit van jullie ontwerp gaan testen. Dit gaan jullie doen met behulp van een afkoelingscurve. Jullie gaan gedurende 20 minuten meten hoeveel de temperatuur van de koffie afneemt als je gebruik maakt van jullie ontwerp.
Tijdens het Practicum - Afkoelingscurve is de beginsituatie van elk groepje hetzelfde, namelijk de geïsoleerde koffiebeker met daarin kokend heet water. Dit water gaan we aan de kook brengen met behulp van een waterkoker en dus niet met de brander. Op het moment dat je het kokende water in het geïsoleerde bekertje giet start je de tijdmeting op de stopwatch en bepaal je elke minuut de temperatuur van het water. Deze meetresultaten verwerk je in een tabel en van de tabel maak je een grafiek volgens de daarvoor geldende regels.
Ontwerpeisen
Jullie ontwerp moet aan een aantal eisen voldoen:
- Ieder groepje krijgt hetzelfde soort kartonnen bekertje van de docent
- Het kartonnen bekertje dat jullie van de docent hebben ontvangen dient ook daadwerkelijk gebruikt te worden
- Houd er rekening mee dat het kartonnen bekertje gevuld moet kunnen worden met kokend water
- Houd er rekening mee dat er een vloeistofthermometer in het kartonnen bekertje met kokend water kan blijven staan.
- Isolatiematerialen moeten van huis meegenomen worden. Gebruik materialen waar jullie makkelijk aan kunnen komen
- Het ontwerp mag thuis gemaakt worden. Let er op dat het ook vervoert moet kunnen worden naar school om het practicum uit te kunnen voeren
- Het ontwerp moet tijdens het reizen in de hand kunnen worden meegenomen. De afmetingen van het product mogen niet groter zijn dan 15x15x15 cm
- Het ontwerp moet binnen 10 minuten gebouwd kunnen worden aangezien er nog een practicum mee uitgevoerd moet worden
Presentatie
Jullie gaan het hele ontwerptraject presenteren aan de docent natuurkunde. Je hoeft niet persé een presentatie voor de klas te houden, maar je presenteert op één of andere manier jullie onderzoek aan de docent. Een aantal voorbeelden van manieren om je onderzoek te presenteren zijn:
- Een verslag in Word
- Een PowerPointpresentatie
- Een Prezi presentatie
- Een andere vorm van presenteren
De volgende onderdelen komen sowieso in deze volgorde in jullie presentatie naar voren:
- Een TITELBLAD of TITELPAGINA met daarop het volgende vermeld: voor- en achternamen van beide leerlingen, titel van het onderzoek, klas, datum van inleveren en een afbeelding die bij het onderzoek past.
- De ONDERZOEKSVRAGEN. Deze zijn al gegeven, maar jullie nemen deze over in jullie presentatie.
- Een beschrijving van welke MATERIALEN jullie hebben gebruikt. Niet alleen de materialen benoemen die jullie tijdens het practicum hebben gebruikt. Maar geef ook duidelijk aan welke isolatiematerialen jullie hebben gebruikt en welke vorm(en) van warmtetransport deze tegengaan. Denk hierbij aan de drie verschillende mogelijkheden van warmtetransport.
- Een stapsgewijze beschrijving van welke WERKWIJZE er is gevolgd tijdens de uitvoer van het practicum. Jullie beschrijven stap voor stap welke handelingen jullie hebben uitgevoerd tijdens het Practicum - Afkoelingscurve. Maak foto's of video's jullie practicumopstelling. En voeg deze foto's of video's toe aan jullie presentatie.
- Een weergave van de RESULTATEN uit het practicum in de vorm van tabellen en grafieken. Alle metingen die jullie tijdens het practicum hebben uitgevoerd noteren jullie in een tabel. Van deze tabel maken jullie dan een grafiek: de afkoelingscurve.
- Een CONCLUSIE waarin jullie antwoord geven op de twee onderzoeksvragen.
Stap 1: Onderzoeksvraag
Jullie hoeven de onderzoeksvragen voor dit onderzoek (nog) niet zelf te bedenken. De onderzoekvraag krijgen jullie van de docent. In dit geval gelden er twee onderzoeksvragen.
Onderzoeksvraag 1: Welke (huishoudelijke) materialen kan je het beste gebruiken om koffie in een kartonnen bekertje zo lang mogelijk warm te houden?
onderzoeksvraag 2: Op welke manier(en) zorgen deze materialen ervoor dat de koffie in het kartonnen bekertje langer warm blijft?
Stap 2: Materialen
Bepaal welke (huishoudelijke) materialen jullie gaan gebruiken om het kartonnen bekertje met koffie te gaan isoleren. Denk daarbij ook na hoe jullie één en ander aan elkaar vast kan maken. Het ontwerp moet binnen 10 minuten te maken zijn, omdat jullie er nog een practicum mee uit moeten gaan voeren. Noteer alle materialen die zijn gebruikt. Dus niet alleen de gekozen isolatiematerialen, maar ook de practicummaterialen tijdens de proef zijn gebruikt.
Neem het lijstje met gebruikte materialen op in jullie presentatie!!
Stap 3: Werkwijze
Beschrijf tijdens het Practicum - Afkoelingscurve stap voor stap welke handelingen jullie hebben uitgevoerd om tot een uiteindelijk resultaat te komen. Schrijf dus alle stappen op die jullie hebben uitgevoerd tijdens het practicum. Het is de bedoeling dat iemand die het practicum nog nooit heeft uitgevoerd aan de hand van jullie werkwijze het practicum moet kunnen uitvoeren.
Neem deze werkwijze op in jullie presentatie!
Maak ook een foto van de practicumopstelling en plaats deze onder het "kopje" Werkwijze in jullie presentatie!
Stap 4: Resultaten
Verwerk jullie resultaten in een tabel en maak van deze tabel uiteindelijk een grafiek: de afkoelingscurve.
Neem zowel de tabel als de grafiek op in jullie presentatie!!
Stap 5: Conclusie
In jullie conclusie geven jullie antwoord op beide onderzoeksvragen. Een conclusie volstaat niet met alleen één woord of en kort zinnetje. De antwoorden op de onderzoeksvragen moeten onderbouwd worden met informatie uit de resultaten die door jullie zijn verkregen.
Neem jullie conclusie op in jullie uitieindelijke presentatie!!
Beoordeling presentatie (cijfer)
De presentatie wordt beoordeeld op basis van de eisen die worden gesteld in de opdracht.
De beoordelingsrubric kun je gebruiken om te kijken of je alles op de juiste manier in de presentatie hebt opgenomen. Je kunt er ook in zien aan welke onderdelen punten worden toegekend.
Beoordelingsrubric - Presentatie
