De graaiende arm

UITDAGING VOOR GROEP 5-6

Maak een grijparm die wordt bediend met luchtdruk en waarmee je een zo groot mogelijk gewicht optilt en verticaal verplaatst over 30 centimeter.

De kinderen maken op school een pneumatische grijparm – een grijparm die met luchtdruk wordt bediend – een bakje met aangrijpingspunten en een opstelling waarin het bakje van de grondplaat naar een positie 30 centimeter hoger kan worden verplaatst. Op de wedstrijddag tilt het team met de grijparm het bakje geladen met knikkers van de grondplaat en zet het neer op de 30 centimeter hoger gelegen positie. Het team dat met de grijparm het grootste aantal knikkers verplaatst wint.

Lees de paragraaf ‘Wat mag wel en wat mag niet?’ op in het grijze blokje op pagina 4 van de wedstrijdbrief voor de voorwaarden waaraan de grijparm moet voldoen.

DOEL

De leerlingen leren over mechanische constructies, over perslucht en luchtdruk en wat pneumatische bediening betekent. Zij ervaren dat veel parameters invloed hebben op het gewicht dat de grijparm kan tillen zoals de keuze voor het materiaal van de grijparm, de plaats van draaipunten en steunpunten in het ontwerp en de keuze voor de lengte van de arm. De kinderen kunnen met deze parameters experimenteren en proberen vast te stellen welke combinatie van parameters het best is voor de grijparm die ze in de wedstrijd willen gebruiken. Zonder zelf in te grijpen helpt de leerkracht de kinderen door het stellen van vragen een werkende oplossing te vinden. De leerkracht houdt de beperkende voorwaarden van de wedstrijd in de gaten en stuurt zo modig bij.

De leerkracht kan de opdracht in een context plaatsen door te verwijzen grijpers die in de bouw of in de haven worden gebruikt, maar ook naar toepassingen van grijpers in huis of in een ziekenhuis. Eventueel kan een verband worden gelegd met robots in een fabriek van auto’s of robotarmen die op afstand bestuurd worden.

Omdat de opdracht in competitie wordt uitgevoerd, leren de kinderen samen een winnende strategie te bedenken en hun teleurstelling te verwerken als het team niet in de prijzen valt. Uiteraard leren de leerlingen tijdens de voorbereiding en uitvoering van de opdracht samen te werken, hun ideeën te tekenen en hun leerproces en het geleerde onder woorden te brengen.

ACTIVITEITEN OP SCHOOL

Lesactiviteiten passend bij de uitdaging.

Experimenteren met verschillende soorten grijpers

Laat de kinderen zoveel mogelijk zelf experimenteren met gewone grijpers. Heb je wel eens met een barbecuetang een stuk vlees of groente op de barbecue omgedraaid? Waar zit het scharnierpunt van de barbecuetang en hoe lang zijn de armen? Kun je een grijper verzinnen waarmee je een voorwerp van de grond pakt zonder te bukken? Waar moeten de scharnierpunten nu zitten? Hoeveel scharnierpunten heeft een graafmachine en waar zitten de scharnierpunten? Wat is het handigste bakje om veel knikkers te verplaatsen: een klein bakje met hoge wanden of een groot bakje met lage wanden?

Experimenteren met luchtdruk en pneumatiek

Kun je een licht voorwerp verplaatsen door hard te blazen? Kan dat beter als je dat doet met lucht uit een leeglopende ballon? Kun je een voorwerp optillen door een ballon op te blazen? Kun je lucht verplaatsen door een slang? Hoe werkt een ballonnenpompje of een fietspomp? Hoe werkt een injectiespuit? Kun je met injectiespuiten (zonder naald!) en slangetjes de arm van een grijper laten bewegen?

Klopt alles en kunnen we winnen?

Hou tijdens het experimenteren de beperkende voorwaarden van de wedstrijd in de gaten en stuur zo nodig bij. Zorg ervoor dat de leerlingen goed begrijpen aan welke voorwaarden de grijparm voor de wedstrijd moet voldoen, maar laat ze zelf bepalen welke oplossingen ze het best vinden en welke strategie ze gaan toepassen tijdens de wedstrijd.

Wat hebben we allemaal gedaan?

Laat de kinderen een papieren poster maken waaruit blijkt welke activiteiten ze tijdens de voorbereidende lessen hebben ondernomen. Welke dingen hebben ze uitgeprobeerd? Wat werkte wel en wat werkte niet? Welke vragen hebben ze gesteld? Welke oplossingen werden door de leerlingen aangedragen? Wat hebben ze geleerd? Kunnen ze dat ook uitleggen? Het posterverslag kan een goed hulpmiddel zijn om met de leerlingen te reflecteren op hun leerproces en dat zal de jury dan ook doen tijdens de wedstrijd.

Hoe vertellen we het de jury?

Oefen zo nodig met de kinderen hoe zij op de wedstrijddag een gesprekje kunnen voeren met de jury. Hoe leggen zij de poster aan de jury uit? Hoe leggen zij uit wat ze op school hebben gedaan en wat zij hebben geleerd? Hebben ze bouwtekeningen gemaakt? Bedenk samen welke vragen de jury zou kunnen stellen? Oefen met de kinderen ook de wedstrijdsituatie, waarbij zij tijdens het uitvoeren van de opdracht geen beroep kunnen doen op de begeleiders.

MATERIALEN OP SCHOOL

Materiaal voor de grijparm waaronder bijvoorbeeld een ballon, een ballonenpompje, injectiespuiten (zonder naald). Materiaal voor de verplaatsing van de perslucht, bijvoorbeeld (aquarium)slang. Knikkers en een bakje (kant-en-klaar of zelfgemaakt) met aangrijpingspunten voor de grijparm.

injectiespuiten aquariumslang

pneumatische grijparm

SUCCES!

Techniek Toernooi® 2016/2017

©Copyright: Nederlandse Natuurkundige Vereniging en Stichting Techniekpromotie

 

 

 

Advertenties