Experimenten vormen een belangrijk onderdeel van de natuurkunde en dus behoort het uitvoeren van proeven ook tot het vak natuurkunde op school. In tijden waarin het niet mogelijk is om ‘gewoon’ op school les te geven en online-onderwijs de regel is, staat ook het practicum onder druk. In dit artikel geven we een aantal voorbeelden van natuurkundige experimenten die leerlingen thuis uit kunnen voeren: thuispractica. Ze zijn door diverse docenten aangedragen die de experimenten reeds in de praktijk hebben gebracht tijdens onlinelessen.
Thuispracticum 1: Soortelijke warmte
De onderzoeksvraag bij deze opdracht is: Wat is de soortelijke warmte van een blokje?
In dit practicum bepalen leerlingen in twee- of drietallen de soortelijke warmte van een blokje. Dit gebeurt door het blokje een tijdje in kokend water te laten liggen, het vervolgens (met bijvoorbeeld een tang) op te pakken en het blokje te plaatsen in een bekende hoeveelheid koud kraanwater. Met behulp van de temperatuurstijging van dit water is het mogelijk de soortelijke warmte van het blokje te bepalen.
Praktische uitwerking:
Deze opdracht is als praktische opdracht aan V5 gegeven. Hiervoor kregen ze een cijfer. Vandaar het aantal punten per opdracht in de documenten. Het practicum is door deze docent als een samenwerkingsopdracht uitgezet, maar de leerlingen voeren de opdracht ieder vanuit hun eigen huis uit. Samenwerking ging via telefoon, e-mail, Teams/Zoom/… etc.
De leerlingen hebben een pakketje gekregen met een thermometer, plastic maatcilinder en een blokje van een bepaald materiaal. Deze pakketjes zijn langsgebracht of opgestuurd. Tijdens de toetsweek (die op school plaatsvond) hebben ze de spullen weer ingeleverd.
Documenten:
Met dank aan Aernout van Rossum, natuurkundeleraar en coördinator vaksteunpunt natuurkunde Pre-U, Universiteit Twente.
Thuispracticum 2: Rendement waterkoker
De onderzoeksvraag bij deze opdracht is: Wat is het rendement van een waterkoker?
In dit practicum bepalen leerlingen in twee- of drietallen het rendement van een waterkoker. Hierbij is kennis van zowel elektriciteit als van energie nodig.
Praktische uitwerking:
Het experiment is door een klas HV3 uitgevoerd, ze kregen hiervoor een cijfer, daarom is het correctiemodel ook opgenomen. Soortelijke warmte van water is niet bekend, dus deze is gegeven. Het practicum is door deze docent als een samenwerkingsopdracht uitgezet, maar de leerlingen voeren de opdracht ieder vanuit hun eigen huis uit. Samenwerking ging via telefoon, e-mail, Teams/Zoom/… etc.
Benodigdheden: water, waterkoker, maatbeker of weegschaal, stopwatch (en als aanwezig) een thermometer.
Documenten:
Met dank aan Aernout van Rossum, natuurkundeleraar en coördinator vaksteunpunt natuurkunde Pre-U, Universiteit Twente en Said el Haidouri, natuurkundeleraar en coördinator van het vaksteunpunt natuurkunde Bètapartners, Amsterdam.
Thuispracticum 3: Versnelling op een schuine plank
De onderzoeksvraag bij deze opdracht is: Wat is de versnelling op een schuine plank?
Benodigdheden: plank met een lengte van 1,5 meter, schildertape, knikker en een onlinemetronoom (website).
Beschrijving experiment: zet de plank iets schuin. Neem een knikker (of iets vergelijkbaars) en zoek een online metronoom (hiervoor zijn meerdere sites). Laat de knikker naar beneden rollen en zorg dat deze minimaal 3 tikken op de plank blijft. Zet per tik een streep op de tape, vergeet niet het begin te noteren. Zet afstand 1, afstand 2 en afstand 3 uit in een grafiek. Dat blijkt een mooie rechte lijn te zijn. Je zou zelfs de versnelling kunnen berekenen als je de metronoomfrequentie weet.
Thuispracticum 4: Bepalen snelheid tegen stapgrootte
De onderzoeksvraag bij deze opdracht is: Wat is de relatie tussen stapgrootte en snelheid?
Benodigdheden: een specifieke afstand (bijvoorbeeld tussen 2 lantaarnpalen), stopwatch.
Beschrijving experiment: meet de afstand tussen twee lantaarnpalen. Loop, slenter en ren daartussen. Tel de stappen en meet de tijd op. Bepaal de relatie tussen snelheid en stapgrootte. De uitkomst is een redelijk rechte lijn.
Thuispracticum 5: De elektrostatisch geladen ballon
Doel: vooral een beetje verbazing.
Benodigdheden: een feestballonnetje, een waterkraan en een fototoestel.
Beschrijving experiment: de leerling gaat een ballon elektrostatisch laden en daarmee een waterstraaltje krom buigen plus de ballon tegen het plafond "plakken".
Document:
Thuispracticum 6: Practica Natuurkunde Olympiade 2020
De Natuurkunde Olympiade 2020 had een tweetal praktische opdrachten die ook thuis zijn uit te voeren. Deze opdrachten kosten wel wat tijd, in totaal is er twee uur voor gereserveerd. Het gaat om de praktikumtoetsen:
- Een botsing in twee dimensies
- Een bolle lens
Documenten:
Andere suggesties voor thuispractica:
- Bepalen luchtwrijving van een vallende ballon;
- Bepalen zwaartepunt;
- Praktische opdracht meterkast;
- Werken met camera obscura.
