Dit is de docenthandleiding voor de methode-onafhankelijke module Geluid - Een versterker maken.
In deze module staat één probleem centraal.
Aan de hand van de stappen van de ontwerp- en onderzoekscyclus bedenken en ontwerpen de leerlingen in vier lessen een oplossing voor het probleem.
Les 1 – Verkennen en onderzoek
Het probleem wordt uitgelegd. De voorkennis van de leerlingen wordt geactiveerd en de leerlingen starten met het doen van onderzoek naar het onderwerp.
Les 2- Probleem onderzoeken
Blikt terug op les 1. Leerlingen doen 1-3 onderzoekjes om meer te weten te komen en deze nieuwe kennis te gebruiken voor het ontwerp van de oplossing
Les 3 – Ontwerpen, maken en testen
Leerlingen ontwerpen, maken, testen en verbeteren hun ontwerp.
Les 4 - Maken, testen en verbeteren
Leerlingen maken hun ontwerp af, delen het met de groep en evalueren hun leerproces.
Het probleem
Jullie staan buiten klaar om samen een TikTok opnemen.
Helaas is de muziek uit de telefoon te zacht om het dansje goed te kunnen uitvoeren.
Een speaker kopen is te duur.
Kunnen jullie het op een andere manier oplossen?
Leerdoelen
Deze module is deels methode-vervangend.
Hieronder staat een overzicht welke kerndoelen en SLO-leerlijnen er in de module behandeld wordt.
Kerndoelen
De leerlingen werken aan VO-kerndoelen uit Biologie, Mens en Natuur, Natuur-Scheikunde 1 en Techniek:
VO Kerndoel 28 - De leerling leert vragen over onderwerpen uit het brede leergebied om te zetten in onderzoeksvragen, een dergelijk onderzoek over een natuurwetenschappelijk onderwerp uit te voeren en de uitkomsten daarvan te presenteren.
VO Kerndoel 29 - De leerling leert kennis te verwerven over en inzicht te verkrijgen in sleutelbegrippen uit het gebied van de levende en niet-levende natuur, en leert deze sleutelbegrippen te verbinden met situaties in het dagelijks leven.
VO Kerndoel 30 - De leerling leert dat mensen, dieren en planten in wisselwerking staan met elkaar en hun omgeving (milieu), en dat technologische en natuurwetenschappelijke toepassingen de duurzame kwaliteit daarvan zowel positief als negatief kunnen beïnvloeden.
VO Kerndoel 31 - De leerling leert o.a. door praktisch werk kennis te verwerven over en inzicht te verkrijgen in processen uit de levende en niet-levende natuur en hun relatie met omgeving en milieu.
VO Kerndoel 32 - De leerling leert te werken met theorieën en modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en materie.
VO Kerndoel 33 - De leerling leert door onderzoek kennis te verwerven over voor hem relevante technische producten en systemen, leert deze kennis naar waarde te schatten en op planmatige wijze een technisch product te ontwerpen en te maken.
Leerdoelen Natuur en Scheikunde 1 en Techniek
Verder werken de leerlingen in de lessen aan verschillende leerdoelen binnen het vak Natuur en Scheikunde 1 en Techniek.
NaSk1– vmbo-bb onderbouw
NaSk1– vmbo-kb onderbouw
Geluid
Je herkent dat geluidsbronnen (stem, luidspreker) verschillende soorten geluidstrillingen maken, die door een trillende tussenstof worden verplaatst en vervolgens worden opgevangen (oor, microfoon).
Je beschrijft dat geluidsbronnen (stem, luidspreker) verschillende soorten geluidstrillingen maken, die door een trillende tussenstof met een snelheid worden verplaatst en vervolgens worden opgevangen (microfoon, oor).
Je laat zien dat hoe sneller de trilling is, hoe groter de frequentie en hoe hoger de toon is.
Je beschrijft het verband tussen frequentie, het aantal trillingen per seconde en de toonhoogte.
Je herkent dat de geluidsterkte gemeten wordt met een decibel-meter.
Je laat zien dat de geluidssterkte wordt gemeten met een decibel-meter of met een oscilloscoop, door de amplitude van de golf te bepalen.
Techniek – vmbo-bb onderbouw
Techniek – vmbo-kb onderbouw
Ontwerpproces
Je herkent de werkwijze en het gebruik van hulpmiddelen en materialen om tot de oplossing van een technisch probleem te komen.
Je licht toe de werkwijze en het gebruik van hulpmiddelen en materialen om tot de oplossing van een technisch probleem te komen.
Ontwerpprobleem
Je krijgt een ontwerpopdracht van de begeleider en kan deze ontwerpopdracht in eigen woorden weergeven.
Je schrijft bij een gegeven ontwerpprobleem op wat de functie is van het ontwerp, met ondersteuning van de begeleider.
Ontwerpvoorstel
Je combineert deeluitwerkingen tot één ontwerpvoorstel.
Je combineert deeluitwerkingen tot één ontwerpvoorstel.
Realisatie
Je maakt op basis van de aangereikte materialen, de handleiding en de gegeven (meet)gereedschappen, een prototype of model.
Je maakt een prototype of model en kiest daarbij zelf de materialen en (meet)gereedschappen
Testplan
Je vertelt een testplan in eigen woorden.
Je stelt een testplan op op basis van enkele eisen.
Je test een tweetal eisen met behulp van een testprogramma.
Je voert het testplan uit.
Je brengt één verbetervoorstel onder woorden.
Je zet enkele verbetervoorstellen op papier eventueel met schetsen).
Presentatie
Je bereidt een presentatie voor
Je bereidt een presentatie voor met daarin de resultaten van het testplan.
Je voert een presentatie uit, waarin Je vertelt over de opbrengst en het proces.
Je voert een presentatie uit, waarin Je vertelt over de opbrengst en het proces.
Reflectie
Je vertelt hoe het ontwerpproces is verlopen aan de hand van het rapport.
Je beoordeelt met behulp van het rapport hoe het ontwerpproces is verlopen.
Je benoemt bij het ontwerpen wat je sterke en zwakke punten zijn.
Je benoemt wat je sterke en zwakke punten zijn bij de fasen van de ontwerpcyclus.
Leerdoelen Onderzoekend Leren
De leerlingen werken volgens de stappen van de onderzoekscyclus, zoals ook uitgewerkt voor het thema Wetenschap en Technologie door SLO.
Bij W&T-onderwijs leren leerlingen antwoorden (onder)zoeken op vragen en oplossingen bedenken voor problemen. Al doende leren leerlingen het onderzoeks- en ontwerpproces te hanteren en zich denkwijzen eigen te maken.
Leerdoel: De leerling kent de stappen die horen bij de onderzoekscyclus en kan deze toepassen bij het uitvoeren van een onderzoek aan een object (geschreven bron, organisme, persoon, voorwerp), een verschijnsel of een situatie
De leerling leert:
de ontwerpcyclus zelf toe te passen om een probleem op te lossen.
onderzoeken uit te voeren en de opgedane kennis toe te passen in hun ontwerp.
het belang van een goede evaluatie van hun werk.
Houding
Deze module draagt bij aan een nieuwsgierige, onderzoekende en probleemoplossende houding bij leerlingen door gebruik te maken van de didactiek van ontwerpen in combinatie met het doen van onderzoek. Daarnaast brengt het leerlingen kennis bij over de wereld van wetenschap en technologie. Het hebben van basiskennis over een onderwerp wakkert de interesse verder aan en zorgt dat de leerling meer wil weten.
Zelfvertrouwen
Leerlingen ervaren zelf hoe het is om onderzoek te doen en iets te ontwerpen en maken. Ze lossen samen met hun klasgenoten een echt probleem op. Ze ervaren dat er verschillende oplossingen voor een probleem zijn en dat verschillende (al dan niet eigen) talenten hieraan een bijdrage leveren. Dat geeft zelfvertrouwen.
Les 1 - Verkennen en onderzoek
Klassikaal – 5 minuten
Vertel de leerlingen dat ze de komende lessen aan de slag gaan met het onderwerp geluid en dat ze zelf iets gaan ontwerpen en maken. Laat de onderzoekscyclus zien en leg uit dat de leerlingen in deze les de verkenstap van de ontwerpcyclus gaan doen; ze denken na over het probleem en volgen de onderzoekscyclus bij het onderzoeken van geluid. Vertel de leerlingen dat ze gaan nadenken over het oplossen van een probleem.
--> Vooraf
Leerdoelen en begrippen
In les 1 wordt het probleem geïntroduceerd. De leerlingen activeren hun voorkennis over geluid, door na te denken wat ze moeten weten om het probleem op te kunnen lossen. Daarnaast doen de leerlingen twee experimenten over geluid.
Leerdoelen:
Wat weet of kan een leerling na deze les?
De leerlingen werken aan VO-kerndoelen 28, 29, 30, 31, 32, 33 uit Biologie, Mens en Natuur en Natuur-Scheikunde 1.
Vmbo-b:
Je kunt benoemen wat geluidsbronnen zijn.
Je kunt laten zien hoe geluid zich verplaatst aan de hand van de begrippen geluidsbron, frequentie en tussenstof.
Je kunt het verschil tussen lage en hoge tonen laten zien.
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Vmbo-k:
Je kunt beschrijven wat geluidsbronnen zijn.
Je kunt uitleggen hoe geluid zich verplaatst aan de hand van de begrippen geluidsbron, frequentie en tussenstof.
Je kunt het verband tussen frequentie, trillingen en toonhoogte beschrijven.
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Verzamel de komende tijd verschillende doosjes die de leerlingen kunnen gebruiken bij het maken van de versterker, bijvoorbeeld schone verpakkingen (zoals kwarkbakjes, chips kokers, lege conservenblikken, kartonnen doosjes, plastic flessen). Laat de leerlingen eventueel van huis dingen meenemen. Voor les 3 heeft elk groepje 1-3 doosjes nodig.
Introductie probleem en activeren voorkennis – 10 minuten
Introductie geluid – 5 minuten
Experimenten – 20 minuten
Afsluiting – 5 minuten
Variatie:
Voer de proeven klassikaal stap voor stap uit.
--> Aan de slag
Voorkennis
Klassikaal – 5 minuten
Een woordweb
Het oplossen van een probleem begint met het stellen van vragen. Wat moet je weten om een versterker te ontwerpen en te maken?
Schrijf de woorden ‘geluid’ en ‘versterker’ in het midden van het bord.
Vraag de leerlingen op te noemen wat ze moeten weten om het probleem op te lossen. Dit kunnen vragen of losse woorden zijn.
Schrijf alles op het bord.
Vragen om te bespreken:
Wat is een versterker?
Wat is geluid?
Hoe maak je een hoog/laag geluid?
Wat is het verschil tussen een hoog en laag geluid?
Hoe maak je een hard/zacht geluid?
Wat is het verschil tussen een hard en zacht geluid?
Vooruitblik
Vertel de leerlingen dat jullie de komende lessen antwoorden gaan zoeken op de vragen en uiteindelijk een versterker gaan ontwerpen en maken.
Theorie
Klassikaal – 5 minuten
Geluid en trillingen
Introduceer het begrip ‘toon’ door de leerlingen een hoge toon en een lage toon te laten maken. Doe hetzelfde voor een harde toon en een zachte toon. Laat de leerlingen hun hand op hun keel leggen en vertellen wat ze voelen. Ze voelen misschien warmte, maar ze voelen niets trillen. Vraag de leerlingen hun hand op hun keel te laten en erbij te neuriën of zachtjes te praten. Wat voelen ze nu? Ze voelen hun keel trillen.
Geluid bestaat uit trillingen die je kunt horen.
Een geluidsbron veroorzaakt trillingen, bijvoorbeeld je stembanden of een muziekinstrument. Een geluidsbron is iets wat zelf geluid maakt.
Geluidssterkte
Of het geluid hard of zacht klinkt, of hoe sterk het geluid, noem je de geluidssterkte. Hoe harder het geluid, hoe groter de uitwijking van de trilling. De geluidssterkte meet je met een decibelmeter. De geluidssterkte druk je uit in dB. Hoe harder een geluid, hoe hoger het aantal dB.
De sterkte van een geluid (hard of zacht) noem je de geluidssterkte.
De geluidssterkte met je met een decibelmeter en druk je uit in decibel (dB).
Toonhoogte of frequentie
De snelheid waarmee iets trilt noem je frequentie, het aantal trillingen per seconden. Bij een lage frequentie, dus een langzame trilling, hoor je een lage toon. Bij een hoge frequentie, dus een snelle trilling, hoor je een hoge toon. Dit kun je ook voelen als je je hand op je keel legt en een hoge en lage toon maakt.
De toonhoogte druk je uit in trillingen per seconden: hertz (Hz). Hoe hoger het geluid, hoe meer trillingen per seconde dus hoe hoger het aantal Hz.
Frequentie is het aantal trillingen per seconde.
De frequentie druk je uit in hertz (Hz).
Tussenstof
In de klas kun je elkaar horen. Het geluid van mijn stem komt bij jullie oren. Geluid kan zich voortbewegen door de lucht.
Kan geluid zich ook voortbewegen door een tafel? Laat de leerlingen een oor op de tafel leggen en met een hand op de tafel te tikken. Wat hoor je? Geluid wordt ook door het hout van de tafel doorgegeven.
Geluid heeft een tussenstof nodig om zich voort te bewegen, bijvoorbeeld lucht of hout.
Het voortbewegen van geluid kun je vergelijken met een wave in een stadion. Laat een filmpje van een wave in een stadion zien. De mensen blijven op hun plek maar staan op en gaan weer zitten. De wave of de trilling beweegt wel.
Geluid beweegt zich op dezelfde manier voort. De luchtdeeltjes trillen op het moment dat het geluid passeert, maar blijven uiteindelijk op dezelfde plek.
Geluid heeft een tussenstof nodig om zich voort te bewegen.
Experiment 1 Geluidstrillingen
Tweetallen – 30 minuten
Verdeel de klas in twee groepen, de ene helft begint met het experiment Geluidstrillingen onderzoeken (hard en zacht geluid) de ander met het experiment Toonhoogte onderzoeken (hoog en laag geluid). De leerlingen werken zelfstandig aan de hand van het werkblad. Na 15 minuten wisselen leerlingen van experiment.
De leerlingen voeren het experiment in tweetallen uit.
De leerlingen leggen de liniaal op tafel neer en laten hem 10 centimeter over de rand van de tafel uitsteken. De leerlingen houden de liniaal op zijn plek door met een hand de liniaal op tafel te duwen.
Met een vinger trekken ze het uitstekende deel van de liniaal naar beneden en laten dan los. Vertel dat we dat tokkelen noemen. Vraag de leerlingen wat ze horen. Ze horen een geluid. Wat zien ze als ze met de liniaal tokkelen? De liniaal gaat op en neer, hij trilt.
Met de liniaal tokkelen ze nu hard en dan zacht door eerst de liniaal ver naar beneden te trekken en los te laten en daarna een beetje naar beneden te trekken en los te laten. Horen ze het verschil? Hard tokkelen geeft een hard geluid. Zacht tokkelen geeft een zacht geluid.
Ze steken nu de liniaal 20 centimeter over de rand van de tafel heen en tokkelen opnieuw met de liniaal. De leerlingen herhalen dit, maar laten nu de liniaal 7 centimeter uitsteken over de tafelrand. Wat gebeurt er met de toon als het trillende gedeelte van de liniaal kleiner wordt? De toon wordt hoger. Wat gebeurt er als het trillende gedeelte van de liniaal kleiner wordt? De liniaal trilt sneller.
Kom samen met de leerlingen tot de volgende conclusie: als je hard met de liniaal tokkelt, is de trilling groot. Als je zacht met de liniaal tokkelt, is de trilling klein.
De leerlingen voeren het experiment in tweetallen uit.
1. Een leerling drukt met een vinger het elastiekje tegen de onderkant van een kartonnen beker en houdt de beker op ongeveer 10 centimeter afstand van het oor van leerling.
2. Laat de leerling het elastiek een klein beetje strak te trekken en het te tokkelen.
3. Laat de leerling het elastiek strakker te trekken en weer te tokkelen.
Wat gebeurt er met de toonhoogte als het elastiek strakker getrokken is?
Het geluid is hoger. Het elastiek geeft een hogere toon naarmate het strakker getrokken is.
4. Laat de leerlingen van een andere kartonnen beker het bovenste deel afknippen. Ze houden zo een beker van ongeveer 3 centimeter hoog over.
5. De leerlingen doen bovenstaande experiment met de kleine beker.
Is het geluid van de grote beker harder of minder hard dan het geluid van de kleine beker? Het geluid van de grote beker is harder.
Concludeer:
Als je een hoge toon wilt maken, moet het elastiekje strakgespannen zijn.
Als je een lage toon wilt maken, moet het elastiekje minder strak, maar ook weer niet te los gespannen zijn. Anders kan het elastiekje niet trillen.
Als je een harde toon wilt maken, moet de klankkast groot zijn. Het geluid van de grote beker is harder dan het geluid van de kleine beker. De beker werkt als een klankkast, het versterkt het geluid. Hoe groter de klankkast, hoe harder het geluid.
Het geluid van een grotere klankkast heeft een lagere toon dan dat van een kleinere klankkast. Als voorbeeld kun je het verschil in geluid tussen een contrabas en een viool noemen.
--> Afsluiting
Terugblik
Exittickets
Vraag de leerlingen op te schrijven [Werkblad Exitticket] of mondeling te reageren op de volgende 3 vragen:
Wat heb je geleerd?
Wat heb je eraan?
Welke vraag heb je nog?
Testvragen
Check of de leerlingen de antwoorden weten op de volgende vragen:
Wat is of zijn geluidsbronnen?
A. iemand die praat
B. echo in een tunnel (dit is een weerkaatsing van geluid en geen geluidsbron zelf)
C. de deurbel
D. gitaar
Hoe kleiner de geluidsterkte, hoe [vul in...] het geluid.
A. harder
B. hoger
C. lager
D. zachter
De geluidssterkte druk je uit in [vul aan...]
A decibel
B hertz
C meter
D seconde
Waar kan geluid zich door bewegen?
A beton
B lucht
C vacuüm (Geluid plant zich door de lucht voort. In een vacuüm, een plek zonder lucht, kan geluid zich dus niet voortplanten.)
D water
Frequentie is het aantal trillingen per ...
A seconde
B minuut
C uur
D dag
Frequentie druk je uit in ...
A decibel
B hertz
C meter
D seconde
Terugblik op woordweb
Bekijk welke vragen uit het begin van de les er al beantwoord zijn. Herhaal de conclusies door deze te laten zien in de interactive.
Interactive volume en toonhoogte
Conclusies les 1
Geluid is een trilling en heeft een tussenstof nodig.
Grote trillingen produceren een hard geluid, kleine trillingen produceren een zacht geluid.
Snelle trillingen produceren een hoge toon, langzame trillingen produceren een lage toon.
Als je een harde toon wilt maken, moet de klankkast groot zijn. Het geluid van de grote beker is harder dan het geluid van de kleine beker. De beker werkt als een klankkast, het versterkt het geluid. Hoe groter de klankkast, hoe harder het geluid.
Als je een lage toon wilt maken, gebruik je een grote klankkast. Als je een hogere toon wilt maken, gebruik je een kleinere klankkast.
Vooruitblik
De volgende les experimenteren leerlingen met manieren hoe je geluid kunt versterken. Ze starten met het maken van een ontwerp.
Les 2 - Probleem onderzoeken
Klassikaal – 2 minuten
Deze les blikt terug op les 1. Daarna onderzoeken de leerlingen welke invloed de vorm van een versterker en/of het materiaal van de versterker op het volume van geluid hebben. Ze gebruiken deze nieuwe kennis voor het ontwerpen van de oplossing.
Laat de ontwerpcyclus zien en vertel dat ze nog bij de stap verkennen zijn en dat ze deze les nog twee experimenten uitvoeren om de vorm en materialen van een versterker te verkennen.
--> Vooraf
Leerdoelen en begrippen
Leerdoelen:
Wat weet of kan een leerling na deze les?
Vmbo-b:
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Je kunt benoemen dat de geluidsterkte gemeten wordt met een decibelmeter.
Vmbo-k:
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Je kunt laten zien hoe geluidssterkte wordt gemeten met oscilloscoop.
Je kunt laten zien hoe geluidssterkte wordt gemeten met een decibelmeter.
Begrippen:
Decibelmeter, oscilloscoop (kader)
Voorbereiding
Benodigdheden:
Per tweetal/groepje:
A3-karton
Aluminiumfolie
Stof/textiel
Plastic placemats
Tape
Geluidsbron (bijvoorbeeld radio)
Decibelmeter (of app op smartphone of tablet)
Tablet of smartphone
Meetlint
Voorbereiding:
Zet de benodigdheden voor de experimenten klaar.
Indien je gebruik maakt van decibelmeters op de telefoon, zet een link klaar voor de leerlingen om deze gratis app te downloaden.
Doe alleen het experiment 'Vorm van een versterker'.
Of laat de helft van de klas experiment 1 uitvoeren en de andere helft experiment 2 en de informatie delen aan het einde van de les.
Laat de leerlingen voorbeelden van de versterkers opzoeken als huiswerk.
--> Aan de slag
Voorkennis
Klassikaal – 5 minuten
Toonhoogte of frequentie
In de vorige les hebben de leerlingen experimenten met geluid gedaan, waaronder een experiment over hoge en lage tonen met een liniaal. Vragen aan leerlingen:
Wat zag je bij een lage toon? De liniaal tril langzaam.
Wat zag je bij een hoge toon? De liniaal trilt sneller
De snelheid waarmee iets trilt noem je de frequentie van de trilling. Bij een lage frequentie, dus een langzame trilling, hoor je een lage toon. Bij een hoge frequentie, dus een snelle trilling, hoor je een hoge toon.
Demonstreer dit met de interactive Volume en toonhoogte.
Tip: pak een liniaal en doe het proefje van de vorige les nog een keer als demo.
Geluidssterkte of volume
In de vorige les hebben de leerlingen ook gezien dat de liniaal grote en kleine trillingen kan maken.
Welke geluid hoor je bij een grote trilling? Het geluid was luider/harder.
Welk geluid hoor je bij een kleine trilling? Het geluid was zachter.
Hoe hard een geluid is, hangt af van de grootte van de trilling. Een grote trilling produceert een hard geluid, een kleine trilling produceert een zacht geluid. Demonstreer dit met de interactive Volume en toonhoogte.
Geluid meten
Geluid kunnen we meten met een decibelmeter. Deze meter laat zien hoe hard het geluid is in decibel. Net zoals we een thermometer kunnen gebruiken om de temperatuur te meten in Celsius en een weegschaal gebruiken om te meten hoe zwaar iets is in gram. Hoe harder het geluid, hoe meer decibel de meter zal aangeven. Een gemiddelde radio staat op ongeveer 75 dB, maar de versterker bij een muziekconcert maakt een geluid dat ongeveer 103 dB luid is. Boven de 85 dB kan geluid schadelijk zijn voor je oren en heb je gehoorbescherming nodig.
Als we het uiteinde van de liniaal volgen, gaat deze op en neer. Stel je voor, ik leg hier een pen op. Dan ziet de lijn die de pen tekent eruit als een verticale lijn. Als ik nu de liniaal binnen één seconde verschuif, zien we dat de pen, in plaats van een verticale lijn, een golvende lijn tekent.
Bij een lage toon trilt de liniaal langzaam. Dan is de golvende lijn een beetje uitgerekt. De frequentie is laag.
Bij een hoge toon trilt de liniaal sneller. Dan zitten de golven van de lijn een stuk dichter op elkaar. De frequentie is hoog.
Met een oscilloscoop en een microfoon kun je geluidstrillingen laten zien. De microfoon vertaalt de geluidstrillingen naar elektrische trillingen. De elektrische trillingen zie je op het scherm van de oscilloscoop. Je ziet een grafiek die we net hebben getekend.
Op de oscilloscoop zie je ook of het een hard of een zacht geluid is. Een zacht geluid heeft een kleine golven, ze wijken niet zo ver uit naar boven en onder. Een hard geluid heeft grote golven, ze wijken verder uit naar boven en onder.
Herinner de leerlingen aan het experiment met het elastiekje en de kartonnen beker, waarvan ze later een deel hebben afgeknipt. Vraag wat ze opviel aan het geluid toen de beker nog heel was. Vraag wat er gebeurde met het geluid toen de beker was afgeknipt. Het geluid van de afgeknipte beker was zachter dan het geluid van de hele beker.
Herhaal het probleem. Jullie staan buiten helemaal klaar om samen een TikTok opnemen maar helaas is de muziek die uit de telefoon komt te zacht om het dansje goed te kunnen uitvoeren. Een speaker kopen is te duur, kunnen jullie het op een andere manier oplossen?
Jullie gaan een versterker ontwerpen. Een versterker is een toestel waarmee je geluid kunt versterken, bijvoorbeeld een kartonnen beker. Laat voorbeelden van een elektrische versterker zien en akoestische versterkers, zoals de klankkast van een gitaar, de hoorn van een grammofoon of de vormen van een kathedraal.
Met een experiment ga je onderzoeken welke vorm van een versterker het beste werkt.
De leerlingen voeren het experiment in tweetallen uit.
De leerlingen meten in dit experiment het verschil tussen niet-versterkt geluid en versterkt geluid, afkomstig van een mobiele telefoon. Ze meten dit met een decibelmeter. De leerlingen maken minimaal drie vormen van versterkers en meten het verschil in decibel om te kijken welke vorm het geluid het beste versterkt. De versterkers maken ze met papier en tape. De geluidsbron is een mobiele telefoon. Voor de decibelmeters kunnen de leerlingen een app downloaden die de geluidsintensiteit meet.
De leerlingen maken verschillende versterkers, mogelijke vormen:
Cilinder
Korte toeter
Lange toeter (lengte)
Toeter met kleine diameter
Toeter met grote diameter
Doosje
Moedig de leerlingen aan om ook met andere vorm te experimenteren.
Differentiatie: De leerlingen bedenken zelf welke vormen ze testen.
Concludeer:
Afhankelijk van de testresultaten van de leerlingen, maar over het algemeen:
Een vorm toevoegen zorgt bijna altijd voor een versterkt geluid.
De leerlingen meten in dit experiment het verschil tussen niet-versterkt geluid van een mobiele telefoon en het versterkte geluid met een decibelmeter. De leerlingen maken versterkers van verschillend materiaal, maar met dezelfde vorm, en meten het verschil in decibel om te kijken welk materiaal het geluid het beste versterkt. De vormen maken ze met papier en tape. De geluidsbron is een mobiele telefoon. Voor de decibelmeters kunnen de leerlingen een app downloaden die de geluidsintensiteit meet.
Let op dat de leerlingen steeds hetzelfde stukje muziek op hetzelfde volume laten horen tijdens de test.
De verschillende materialen kunnen zijn:
Plastic
Papier
Papier met aluminiumfolie
Textiel
Differentiatie: De leerlingen bedenken zelf welke vormen ze gaan testen.
Concludeer:
Afhankelijk van de testresultaten van de leerlingen. Maar over het algemeen is de volgorde van materialen van slechts naar best versterkend: textiel, papier, plastic en aluminiumfolie.
--> Afsluiting
Terugblik
In tweetallen – 10 min
Tweetallen – 10 minuten
Laat de leerlingen voorbeelden opzoeken van zelfgemaakte versterkers. Laat ze opschrijven welke vormen ze tegenkomen in de versterkers en van welk materiaal de versterker is gemaakt. Geef de leerlingen daarna de opdracht om in hun tweetal te bepalen welke materialen ze de volgende les meenemen en wie het meeneemt.
Tips voor zoektermen:
Passive speaker
Phone Amplifier
Amplifier Diy
Diy phone amplifier
Conclusies les 2:
Een vorm zorgt (bijna altijd) voor een versterkt geluid.
De vorm heeft invloed op de versterking van geluid.
De toetervorm werkt beter dan de cilinder.
De lange vorm versterkt beter dan een korte vorm.
Het materiaal van een versterker heeft invloed om de versterking van geluid.
Textiel (stof) versterkt het minst, aluminium het meest.
Vooruitblik
De volgende les beginnen leerlingen met het maken van een ontwerp.
Les 3 - Ontwerpen
Leerlingen ontwerpen, maken, testen en verbeteren hun ontwerp. Ze gebruiken hierbij de kennis die ze in les 1 en 2 hebben opgedaan.
--> Vooraf
Leerdoelen en begrippen
Leerdoelen:
Wat weet of kan een leerling na deze les?
Vmbo-b en vmbo-k:
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Je ontwerpt, maakt, test en verbetert je ontwerp.
Begrippen:
-
Voorbereiding
Benodigdheden:
Plastic placemats
Papier
Aluminiumfolie
Papieren bekers
WC-rollen
Karton (bijvoorbeeld oude dozen op maat gesneden)
Kartonnen dozen van verpakkingen, bijvoorbeeld theedoosjes, cornflakesdozen, melkpakken, ronde chipsverpakkingen (zoals Pringles)
Plastic verpakkingen, bijvoorbeeld ijsbakken, yoghurtbekers, tomatenemmertjes
Glazen kommen
Gereedschap:
Lijm
Lijmpistool
Schaar
Stanleymes + snijmat
Plakband
Schilderstape
Tip: In deze module zijn we uitgegaan van materialen die duurzaam en makkelijk verkrijgbaar zijn. U kunt deze opdracht ook technisch uitdagender maken door de leerlingen een ontwerp van bijvoorbeeld hout, pvc, of een 3D-printer te gebruiken.
Afhankelijk van de ervaring van de leerlingen kunnen de versterkers ook van meer uitdagend materiaal gemaakt worden. Denk aan laserprinten, 3d printen, hout of pvc. Het doorlopen van de ontwerpcyclus zal in dit geval meer werk kosten.
Bespreek met de klas de criteria. Vertel dat criteria regels of punten zijn waar het ontwerp aan moet voldoen, wanneer vinden de leerlingen dat het probleem is opgelost? Benoem bijvoorbeeld de volgende criteria:
De versterker heeft een....... (bv. klankkast, kan op zichzelf staan)
De versterker kan het geluid minimaal 5 dB versterken
De versterker moet er mooi uit zien
Bespreek vervolgens hoe de versterkers geëvalueerd gaan worden. Evalueren betekent nadenken over wat je hebt gedaan en hoe je het hebt gedaan, om te kijken wat goed ging en wat beter kan. Hoe denken de leerlingen hierover? Een paar belangrijke dingen om rekening mee te houden:
Iedereen is het erover eens hoe de versterkers geëvalueerd worden. Het is belangrijk dat de leerlingen hier zeggenschap over hebben, omdat het hun betrokkenheid vergroot.
De leerlingen hoeven met deze uitdaging niet in één keer de perfecte versterker te maken. Het is prima als ze eerst iets maken en er dan achter komen dat dit niet de beste oplossing was. De ontwerpcyclus gaat over testen en verbeteren. Zo gaat het bij ingenieurs ook.
Het is belangrijk dat de leerlingen snappen dat ze van elkaar kunnen leren. En hoewel ze allemaal hun eigen versterker maken, kunnen ze elkaar om advies vragen en naar elkaars werk kijken.
Ontwerpen
Tweetallen – 10 minuten
De leerlingen ontwerpen hun versterker. Gebruik hiervoor werkblad X.
Tip: Hebben de leerlingen nog niet veel ervaring met ontwerpen en maken, stel dan een go-no-go moment in en bekijk ieders ontwerp voordat ze verder gaan naar de stap maken. Het gaat er hierbij niet om dat de ontwerptekening perfect is maar dat ze hebben nagedacht over vorm, materiaal en bevestiging.
Aandachtspunten:
Afhankelijk van de gebruikte materialen kan extra uitleg en begeleiding bij het gereedschap en de materialen nodig zijn. Denk bijvoorbeeld aan het snijden in karton of het perforeren van een blikje.
Elk tweetal maakt een versterker aan de hand van hun ontwerp. Vertel dat ze deze les 20 minuten hebben om aan hun versterker te werken en dat ze volgende les nog eens 30 munten de tijd krijgen om te maken, testen en verbeteren.
Test
De leerlingen testen steeds tussendoor of ze tevreden zijn met het geluid. Dat doen ze door een geluidsfragment eerst zonder de versterker en daarna met de versterker af te spelen. Met behulp van hun eigen gehoor of de dB-meter meten ze het verschil. Bijvoorbeeld als ze de vorm hebben aangepast, of een materiaal hebben toegevoegd.
Verbeter
De leerlingen brengen steeds verbeteringen aan, aan hun versterker.
--> Afsluiting
Klassikaal – 5 min
Laat de ontwerpcyclus zien, bespreek welke stappen de leerlingen deze les hebben doorlopen.
Vraag hoe het maken, testen en verbeteren tot nu toe is gegaan?
Werkt het idee dat jullie hebben bedacht?
Heb je tips of trucs die je met je klasgenoten wilt delen?
De leerlingen kunnen hun ideeën aan de rest van de klas voorleggen en de adviezen en ideeën uitwisselen. Laat ze vervolgens verder werken aan hun instrument.
Les 4 - Maak, test en evalueer
Leerlingen gaan verder met het maken, testen en verbeteren van hun ontwerp.
Aan het einde van de les laten de leerlingen elkaar hun versterkers zien.
Tot slot evalueren ze het ontwerpproces.
--> Vooraf
Leerdoelen en begrippen
Leerdoelen:
Wat weet of kan een leerling na deze les?
Vmbo-b en vmbo-k:
Je past de ontwerp- en onderzoekscyclus toe om een probleem op te lossen.
Je ontwerpt, maakt, test en verbetert je ontwerp.
Je evalueert je ontwerp en hoe het maken ervan is gegaan.
Tip: In deze module zijn we uitgegaan van materialen die duurzaam en makkelijk verkrijgbaar zijn. U kunt deze opdracht ook technisch uitdagender maken door de leerlingen een ontwerp van bijvoorbeeld hout, pvc, of een 3D-printer te gebruiken.
Afhankelijk van de ervaring van de leerlingen kunnen de versterkers ook van meer uitdagend materiaal gemaakt worden. Denk aan laserprinten, 3d printen, hout of pvc. Het doorlopen van de ontwerpcyclus zal in dit geval meer werk kosten.
--> Aan de slag
Voorkennis
Klassikaal – 3 minuten
Herhaal het probleem uit de eerste les: Jullie staan buiten helemaal klaar om samen een TikTok op te nemen, maar helaas is de muziek uit de telefoon te zacht om het dansje goed te kunnen uitvoeren. Een speaker kopen is te duur, kunnen jullie het op een andere manier oplossen?
Vraag actief uit wat de leerlingen nog weten van de vorige stappen.
Wat hebben ze gedaan bij Verken?
En bij Ontwerp?
De leerlingen hebben in de vorige les (Ontwerpen) criteria moeten benoemen waar het ontwerp aan moet voldoen. Wanneer vonden de leerlingen dat het probleem is opgelost?
Ze zijn aan de slag gegaan met het maken van het ontwerp. Hoe gaat het?
Weten de leerlingen nog hoe ze tussendoor moeten testen of ze tevreden zijn met het geluid? Dat doen ze door een geluidsfragment eerst zonder de versterker en daarna met de versterker af te spelen. Met behulp van hun eigen gehoor of de dB-meter meten ze het verschil. Bijvoorbeeld als ze de vorm hebben aangepast, of een materiaal hebben toegevoegd. Hoe gaat het testen?
Na elke test, moeten de leerlingen hun ontwerp verbeteren. Weten de leerlingen waar ze aan kunnen denken? Bijvoorbeeld aan de vorm, materiaal of bevestiging?
Differentiatie
Klassikaal - 1 minuut
Vraag welke groepjes er hulp nodig hebben om verder te kunnen. Begeleid waar nodig. De rest kan vast starten.
Maken, testen, verbeteren
Tweetallen – 30 minuten
De leerlingen gaan verder met het maken, testen en verbeteren van hun ontwerp. Loop rond, noteer dingen die je opvallen en help de leerlingen waar nodig.
Maken
De leerlingen zijn de vorige les gestart met het maken van hun ontwerp. Ze hebben de vorige les Werkblad X ingevuld.
Test
De leerlingen testen steeds tussendoor of ze tevreden zijn met het geluid. Dat doen ze door een geluidsfragment eerst zonder de versterker en daarna met de versterker af te spelen. Met behulp van hun eigen gehoor of de dB-meter meten ze het verschil. Bijvoorbeeld als ze de vorm hebben aangepast, of een materiaal hebben toegevoegd.
Verbeter
De leerlingen brengen steeds verbeteringen aan hun versterker aan, tot ze tevreden zijn (of de les voorbij is).
--> Afsluiting
Presentatie
Klassikaal – 10 min
In les 3 hebben de leerlingen nagedacht over de eisen waaraan de versterker moet voldoen en hoe ze de les willen evalueren.
Een voorbeeld van hoe de les nabesproken kan worden is:
Laat de leerlingen een kort evaluatieblad invullen (uitprinten of onderstaande vragen laten noteren).
Laat alle leerlingen de versterkers voor in de klas zetten, met hun evaluatieblad erbij.
Bespreek er een aantal.
Ga niet alleen in op het eindproduct, maar ook op het proces van de leerlingen.
Is het probleem opgelost? Kunnen de versterkers het geluid hard genoeg versterken? Waarom wel of niet? Wat hadden ze anders kunnen doen?
Of laat de leerlingen in deze les elkaars versterker bekijken en beluisteren. Bespreek:
Welke vorm versterker is er gebruikt?
Welke materialen zijn er gebruikt en welke invloed heeft dit op het geluid?
Wat zijn de verschillen en overeenkomsten tussen de versterkers?
Is het probleem opgelost? Kunnen de versterkers het geluid hard genoeg versterken? Waarom wel of niet? Wat had je anders kunnen doen?
Laat de leerlingen de geleerde begrippen (indien van toepassing geluid, geluidsbron, tussenstof, decibel, volume en frequentie) gebruiken bij het beantwoorden van de bovenstaande vragen.
Het arrangement Module Geluid - Een versterker maken is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
In deze module staat één probleem centraal: het maken van een geluidsversterker. Aan de hand van de stappen van de ontwerp- en onderzoekscyclus bedenken en ontwerpen leerlingen in vier lessen een oplossing voor het probleem.
In deze module staat één probleem centraal: het maken van een geluidsversterker. Aan de hand van de stappen van de ontwerp- en onderzoekscyclus bedenken en ontwerpen leerlingen in vier lessen een oplossing voor het probleem.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Les 1 - PPT voor leerlingen
Decibel Straaljager
.
