In het 6de jaar kan je een module moderne fysica doen. Waarom niet eens een stukje kwantummechanica in de klas brengen? Kwantumfysica ligt ten grondslag van een nieuw wereldbeeld maar is tegelijk ‘hot’ wegens technologische toepassingen.

Hoe kan het dat materie ook een golfkarakter heeft? Is licht een deeltje of een golf? Via de Quantum SpinOff leerstations kan je de inzichten van de kwantummechanica en haar toepassingen in de klas brengen. De leerlingen leren bijvoorbeeld de emissielijnen van waterstof waar te nemen en uit te rekenen met het atoommodel van De Broglie. 

Er is een mogelijkheid om op campus Diepenbeek een hands-on practicum te doen over: het bepalen van de constante van Planck, het meten van de emissielijnen van  elementen, de diffractie van elektronen en licht. 

In het kader van didactisch onderzoek willen we graag de leerlingen en leraren bevragen over de concept shift van klassieke fysica naar kwantumfysica.

Interesse? Schrijf een e-mail naar steamdidactiek@ucll.be

iMuSciCa ontwikkelt een interdisciplinaire STEAM-didactiek (STEM + Art) waarin muziek, fysica en engineering elkaar versterken.

iMuSciCA bekijkt fenomenen zoals toon, natuurtonen, harmonieken, timbre, consonantie/dissonantie en dergelijke vanuit verschillende invalshoeken. Hierbij wisselen telkens vraagstellingen uit de muziek af met redeneringen en metingen in de fysica. Vaak wordt ook een eenvoudig instrument gesimuleerd (engineering). 

Interactive Music Science Collaborative Activities

Er werd een ‘ICT-workbench’ gecreëerd waar men virtueel kan experimenteren zowel in fysica, engineering, wiskunde als in muziek. De workbench met de iMuSciCA tools laat leerlingen toe om de wereld van de muziek te onderzoeken. Bovendien werden er kant-en-klare online lessen ontwikkeld. 

Hoe als school participeren in iMuSciCA ?

Je kan iMuscica gebruiken in zowat alle graden van het SO op verschillende vakdidactische manieren:

 1. Open Inquiry

• Laat je lln. aan de slag gaan met allerlei tools: workbench.imuscica.eu
• Bekijk de introductievideo.

  2. Kant-en-klare activity books

• ideaal voor 1ste en 2de graad
• ook bruikbaar als introductie tot open inquiry of STEAM-project in de 3de graad

Probeer het 1ste Activity Book  1.1: De bronnen van geluid en toon:

• Hoe geluid en muziek ontstaan als trilling (in een elastisch medium)
• Hoe een golf met vaste frequentie ontstaat op een instrument dat een toon produceert.

Ben je geïnteresseerd in onze Activity Books, schrijf je dan in op de nieuwsbrief onderaan de pagina. 

Je zal dan ook toegang krijgen tot onze andere activity books.
Hieronder het volledige overzicht.

Overzicht van de Activity Books

Scenario 1: De bronnen van geluid en toon

De leerlingen onderzoeken trillingen als bronnen van geluid. Met de iMuSciCA visualisatie tools kunnen ze geluiden meten en leren dat enkele periodisch zijn en anderen niet. Ze leren deze inzicht verbinden met wat ze kunnen horen: enkele geluiden zijn meer toon hebbend en anderen minder of helemaal niet. Dit scenario bestaat uit twee lessen, beide in ‘ready to use’ Activity Book formaat.
Leerdoelen:

Activity Book 1.1: De bronnen van geluid en toon

i) Hoe geluid en muziek ontstaan als trilling (in een elastisch medium)
ii) Hoe een golf met vaste frequentie ontstaat op een instrument dat een toon produceert.

Activity Book 1.2: Wat is Toon?

i) Het verschil tussen toon en ruis.
ii) Hoe het ontstaan van een golf in een muziekinstrument een toon genereert. 
iv) Een eenvoudige muzikale expressie creëren met en zonder toon.
v) Extra: Waarom zijn de golven van een toon zo golvend?

 Scenario 2: Staande golven en resonante frequentie

De studenten onderzoeken het ontstaan van de rij van natuurtonen op snaarinstrumenten en aerofonen.  Met de tools op workbench.imuscica.eu kunnen ze de frequenties meten van de opeenvolgende resonanties en ontdekken ze een eenvoudige mathematische relatie tussen de eigenfrequentie. 
Leerdoelen:

• ontdekken dat snaren en luchtkolommen zekere resonante frequenties hebben;

• ontdekken dat die rij van frequenties ontstaan door een rij van staande golven;

• ontdekken dat randvoorwaarden wijzigen zoals lengte, spanning and dichtheid, de toonhoogte van de grondtoon wijzigt;

• deze inzichten gebruiken bij het ontwerp van een eenvoudig instrument;

de leerlingen zien in dat tonen en muziek ontstaan dankzij het ontstaan van resonanties en staande golven.

Activity Book 2.1: Rij van natuurtonen

Activity Book 2.2: Resonante tonen en staande golven

Activity Book 2.3: Hoe ontstaan staande golven?

AstroSounds wil burgers, scholieren en hun leraren sterren laten analyseren door hen te laten luisteren naar sterren. We verzamelen vaak gegevens met ons gehoor. Iedereen zal b.v. sneller horen dan zien dat zijn automotor stuk is. In 2013 schrijft de blinde onderzoekster Wanda Diaz Merced een doctoraat over de analyse van sterrendata op basis van het gehoor. Onze oren kunnen soms informatie over sterrenfenomenen geven die niet of moeilijk toegankelijk is voor onze ogen. Een viool klinkt anders - of heeft een ander timbre - dan een piano. Ook sterren trillen op een typische manier. Op basis van hun timbre kunnen we ze indelen.

Luisteren naar sterren opent de analyse ervan ook op een andere manier voor het brede publiek, met of zonder visuele beperking. Door de nieuwe generatie ruimtetelescopen explodeert de hoeveelheid sterrendata. Dit noopt om zoveel mogelijk mensen te betrekken in de analyse ervan. Dit project wil via speciaal ontwikkeld ICT-materiaal het brede publiek naar sterren leren luisteren en zo sterren laten analyseren. 

AstroSounds voorziet vier niveaus:

1.  via een reeks van bookwidgets leren luisteren naar timbre, toonhoogte en andere eigenschappen van geluid: van muziekinstrumenten, dieren en ook sterren;

2.  sterren indelen op basis van hun geluid;

3.  sterrendata omzetten naar geluid (sonifiëren);

4.  als wetenschapper sterren analyseren op grond van data via geluid.

De projectresultaten zijn uitgeteste en geoptimaliseerde tools om mensen te leren luisteren naar sterren, en de mogelijkheden om een gemiddeld menselijk oor in te schakelen in sterrenonderzoek.

Doe mee met AstroSounds: maak een AstroSounds-ID op astrosounds.be en begin je luister avontuur!

Ben je nog niet zeker hoe je STEM moet inzetten? Is jouw school al mee met het hele STEM-gebeuren?

"iSTEM inkleuren" wil je duidelijkheid bieden. Dat doen we samen met de betrokken leerkrachten door zowel de huidige STEM-didactiek te verfijnen als nieuwe STEM-leermaterialen te ontwikkelen. 

Het project heeft als doel om STEM-leertrajecten uit te werken voor het secundair onderwijs rond STEM-geletterdheid en STEM-verdieping (iSTEM-XL). Momenteel zoeken we kandidaat-scholen van de eerste graad om in het traject te stappen.

• Huidige iSTEM navormingen vind je hier.

Projecten i.s.m. Lerarenopleiding Fysica, UCLL Diepenbeek

• Muziek STEM-mig versterken
• Het STEM-project “STEMmige muziek: STEMmig versterken” heeft als uitdaging het geluid van een mobiele telefoon te optimaliseren. Dit verbindt kennis, vaardigheden en attitudes vanuit verschillende disciplines: wiskunde, fysica, biologie, techniek, maar ook muziek.
• Leven op Mars
• Het STEM-project “Is er buitenaards leven (geweest) op Mars?” heeft als uitdaging te onderzoeken of er leven is (geweest) op Mars. Dit versterkt STEM-kennis, vaardigheden en attitudes vanuit : wiskunde, fysica, biologie, chemie en techniek.
• De fiets
• Het STEM-project “De fiets” heeft als uitdaging te onderzoeken hoe je met zo weinig mogelijk inspanning zo snel mogelijk kan fietsen. 
• SOS klimaat!
• Waarom is klimaatverandering geen “fake news”: welke wetenschappelijke argumenten bevestigen het bestaan en de gevolgen van de klimaatopwarming? Ze onderzoeken en experimenteren hierbij volgens de wetenschappelijke methode. 

Wens je meer inzicht in de didactische vormgeving, contacteer dan de onderzoekers van de lerarenopleiding fysica.

Kader iSTEM inkleuren

De projectnaam iSTEM inkleuren verwijst naar de uitgangspunten van het STEM-kader waar dit project voor staat. Het STEM-kader is gebaseerd op de resultaten van STEM@school en van het Vlaams Lerend Netwerk STEM SO. STEM@school heeft de term iSTEM ingevoerd waarbij de i staat voor interdisciplinaire integratie en dus innovatief, interactief, ingenieus… Het iSTEM-model vertrekt van vijf basispijlers: interdisciplinaire integratie van leerinhouden, probleemgecentreerd leren, onderzoekend en ontwerpend leren, samen leren en vakdidactische input.

Inkleuren komt van het InkleurModel voor het STEM onderwijs, ontwikkeld door het Vlaams Lerend Netwerk STEM SO. Om tot een goede STEM-didactiek en goede STEM-leermaterialen te komen is het belangrijk om zicht te hebben op het Waarom, Wat, Hoe, Voor Wie van STEM. Het InkleurModel is een instrument dat scholen kunnen gebruiken om de antwoorden op deze vragen bespreekbaar en visueel te maken.

Teacher Design Teams

Het project heeft als doel om STEM-leertrajecten uit te werken voor het secundair onderwijs. In eerste instantie focussen we op het eerste jaar van de eerste graad.. Daarom werken we met Teacher Design Teams van enkele leerkrachten, typisch 2 of 3 van dezelfde school en enkele vakdidactische onderzoekers. Van de leerkrachten in de teams verwachten we het volgende:

● het hierboven kort beschreven kader van “iSTEM inkleuren” onderschrijven;

● leermaterialen actief mee-ontwikkelen volgens de iSTEM-principes, het resultaat is niet enkel voor je eigen school;

● STEM-lessen testen en optimaliseren volgens een bepaalde methodiek van praktijkonderzoek (bv. PI);

● meewerken aan feedback en dataverzameling voor het effectiviteitsonderzoek;

● de tijd die nodig is om de lesmaterialen voor minimaal 8 lesuren te ontwikkelen + 3 à 4 volle contactdagen met vakdidactici, eventueel opgesplitst in halve dagen, en maximaal 1 brede studiedag per jaar, meer informele contacten via e-mail