Inspirerend voorbeeld bij het leerplandoel “De leerlingen ontwerpen een oplossing voor een probleem of uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden” in de derde graad Moderealisatie. (LPD 12)

Het leerplandoel “Een oplossing ontwerpen voor een probleem of uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden” komt zowel in de 2de als 3de graad aan bod. In dit inspirerend voorbeeld vind je een situatieschets waarin we het doel hebben uitgewerkt.

Het voorbeeld bouwt verder op de algemene tekst over dit leerplandoel. Deze verheldert de volgende elementen:

  • de beginsituatie over de studierichtingen heen;
  • de eigenheid van het ontwerpproces;
  • de keuze van een probleem of uitdaging;
  • het geïntegreerd aanwenden van wiskunde, wetenschappen of technologie;
  • algemene suggesties voor een didactische aanpak.

Het is zinvol om met je collega’s in overleg te gaan over de wijze waarop leerinhouden van Wiskunde, Techniek en Natuurwetenschappen aan bod zijn gekomen en hoe samenwerking tussen de vakken kan verlopen.

Situatieschets

sla link op in klembord

Kopieer

Tijdens en na de loopwedstrijden ervaren sporters tijdens intensieve inspanningen grote temperatuurwisselingen. Bij de warmte riskeren ze een oververhitting en tijdens de rustpauzes daalt hun lichaamstemperatuur. Bestaande sportjassen bieden vaak onvoldoende ventilatie of zijn te zwaar.

Criteria:

  • De sportjassen zijn voldoende licht.
  • Ze bieden voldoende ventilatie op de meest noodzakelijke plaatsen.
  • Ze bieden bescherming tegen regen en wind.
  • Ze zijn praktisch in gebruik en onderhoudsvriendelijk.
  • Wanneer de jassen duurzaam worden gemaakt zal de klant tevreden zijn.

Leerplandoelen

sla link op in klembord

Kopieer

Centrale leerplandoelen

sla link op in klembord

Kopieer

De volgende leerplandoelen komen nadrukkelijk aan bod. Ze staan centraal bij didactische evaluatie van de opdracht.

  • III-Mod–a LPD 12 De leerlingen ontwerpen een oplossing voor een probleem of een uitdaging door wetenschap, wiskunde of technologie geïntegreerd aan te wenden in de context van mode.
  • I-II-III-GFL LPD 10 De leerlingen genereren creatieve ideeën om een probleem op te losse en bespreken de uitvoerbaarheid ervan aan de hand van criteria.

Flankerende of optionele leerplandoelen

sla link op in klembord

Kopieer

Een gerichte selectie uit deze doelen kan geheel of gedeeltelijk, vooraf of gelijktijdig aan bod komen bij de realisatie van de opdracht in de klaspraktijk.

Het is belangrijk dat de probleemstelling aansluiting kan vinden bij de beginsituatie van de leerlingen. Om de nadruk op het ontwerpen te leggen vertrek je van een zekere voorkennis en vaardigheden. Als leraar zal je dus moeten inschatten wat de beginsituatie van de leerlingen is en bepaalde leerplandoelen nog eens moeten toelichten zodat je tot een kwaliteitsvolle oplossing komt.

Specifieke leerplandoelstellingen:

  • III-Mod-a LPD 9 De leerlingen kiezen de nodige materialen, accessoires en gereedschappen rekening houdend met de opdracht en technische mogelijkheden.
  • LPD 14 De leerlingen registreren de gegevens over 
    • uitgevoerde diensten;
    • klantengegevens;
    • verbruik van materialen en accessoires in functie van prijslijst, inventaris en bestellingen.
  • LPD 15 De leerlingen volgen markt- en productevoluties in de sector (kleding, confectie en textiel) op. 

In functie van het aanwenden van wiskunde, wetenschappen of technologie:

  • III-Wis-a LPD 1 De leerlingen lossen vanuit betekenisvolle contexten problemen op door wiskundige concepten en vaardigheden in te zetten.
  • III-Wis–a LPD 2 De leerlingen voeren met functioneel gebruik van ICT eenvoudige berekeningen uit met gehele getallen, kommagetallen, breuken, procenten en verhoudingen in betekenisvolle contexten.  III-Wis–a LPD 2 De leerlingen voeren met functioneel gebruik van ICT eenvoudige berekeningen uit met gehele getallen, kommagetallen, breuken, procenten en verhoudingen in betekenisvolle contexten. 
  • II-MaVo-a LPD 14 De leerlingen brengen informatie uit product- of materiaallabels in verband met bewust gebruik op vlak van gezondheid en leefmilieu. 
    • Herkomst en duurzaamheid van stoffen.
    • Voedingsbestanddelen.
    • Dosis en concentratie van stoffen in relatie tot gebruik.
  • II-MaVo-a LPD 17 De leerlingen gebruiken de concepten rendement, vermogen en warmte om energieomzettingen in systemen te beschrijven.
     

Ontwerpen van een oplossing

sla link op in klembord

Kopieer

Doordenken op de opdracht/probleemstelling

sla link op in klembord

Kopieer

Welke vragen zou je stellen, welke informatie heb je nodig om tot een goed inzicht te komen bij deze opdracht/probleemstelling. Wat is de beginsituatie bij de leerlingen i.v.m. dit onderwerp? (de sportieve vereisten, het product, de materialen, de technieken…)

  • Je kan samen met je leerlingen de context van het product beschrijven:
    • Voor wie ontwikkelen we een jas? Verdieping in de vereisten voor een loopjas, en dus in het sportieve proces van een loper.
    • Wat is er al op de markt? Wat zijn de voor- of nadelen van bestaande producten?
    • Welke stoffen zijn passend i.v.m. doorlaatbaarheid, waterdichtheid, ventilatie, rekbaarheid…
    • Het kan zijn dat het dragen van een comfortabele jas voor (marathon)lopers nog andere eigenschappen nodig heeft zoals bewegingscomfort, versteviging van bepaalde zones.
  • Welke vragen zou je nog stellen?

Mogelijke oplossingen zoeken

sla link op in klembord

Kopieer

  • Wat zijn de precieze omstandigheden waarin gelopen wordt en welke problemen kunnen daarbij voorkomen? (Thermoregulatie, seizoenen, regenbestendigheid…)
  • Welke materialen kunnen gebruikt worden?
    • Kwaliteit van het materiaal: de verschillende soorten stoffen, sluitingen, kleefmateriaal of stikzijde…
    • Kunnen aan alle criteria tegelijk worden voldaan?
    • Economisch verbruik van materialen?
    • De leerlingen gaan op zoek naar hoe de luchtlagen in materialen zoals air mesh isolatie en ventilatie beïnvloeden.
    • De leerlingen gaan op zoek naar stoffen die de volgende eigenschappen hebben: waterafstotend, lichtgewicht en luchtdoorlatend.
    • De leerlingen gaan op zoek naar de kwaliteit en de technische mogelijkheden van de verschillende stofsoorten (polyester, nylon, merinowol...).
  • Wat stel je vast i.v.m. de vereisten van het model?
    • Krijg je het probleem voldoende helder geformuleerd om ventilatiezones te ontwikkelen op de jassen?
    • Op welke manier moet het model bewegingsvrijheid garanderen?
    • Zijn er bepaalde richtlijnen voor kledij tijdens wedstrijden (bv. rugnummers bevestigen)?
  • Op welk patroon kunnen we ons baseren? Welke aanpassingen zijn nodig?
  • Hoe blijft het product praktisch en duurzaam?
    • Eisen voor het onderhoud, levensduur, opbergen…
  • Communicatie:
    • Bij het zoeken naar de vereisten van de lopers.
    • Voor de vergelijking van diverse stoffen (online mailverkeer of fysiek met leveranciers).
  • Kostprijsberekening
    • Is er een vooropgesteld budget?

Oplossen via het integreren van wiskunde, wetenschappen of technologie

sla link op in klembord

Kopieer

Je kan in dit voorbeeld wetenschappen (MaVo) integreren bij het zoeken naar oplossingen:

  • Wat gebeurt er met het lichaam als iemand intensief sport? Hoe gebeurt de thermoregulatie van het menselijk lichaam (tijdens het sporten)? Is er een verschil tussen mannen en vrouwen? Welke omgevingsfactoren spelen daarbij een rol?
  • Je kan de eigenschappen en beperkingen van de stoffen verkennen, vergelijken en uittesten tijdens lichamelijke inspanningen en vervolgens registreren.
  • Waar manifesteert het vocht op het lichaam zich het meest? Je kan de leerling deze probleemstelling laten testen op een proefpersoon.
  • Je kan met de leerlingen na het uittesten van diverse stoffen de ventilatiezones bepalen voor de jas.
  • Je kan met de leerlingen de droogtijd testen van bepaalde stoffen.
  • Je kan met de leerlingen de lichtgevende zones van de jas bepalen.
  • Je kan met de leerlingen diverse stoffen vergelijken op basis van absorptie van water, vocht, isolatie en ventilatie.

Je kan in dit voorbeeld wiskunde integreren bij het zoeken naar oplossingen:

  • Je kan in je opdracht vragen dat leerlingen een berekening maken van de oppervlakte van de ventilatiezones in het patroon.
  • Je kan als uitdaging meegeven dat de leerlingen extra rekening moeten houden met de rekpercentages van stoffen.
  • De leerlingen nemen ook mee vanuit de vraagstelling van de klant – loper om te werken met platte naden voor de realisatie van de jas.
  • De vraag is hoeveel en welke soort stof er nodig is voor voldoende ventilatie zonder verzwakking?
  • De leerlingen optimaliseren het patroon op basis van de meetgegevens.
  • De leerlingen maken een kostprijsberekening voor de jas met aandacht voor de percentages van de verschillende stoffen.
  • De leerlingen registreren gegevens met betrekking tot de realisatie van de jas en het materiaalverbruik.

Je kan in dit voorbeeld technologie integreren bij het zoeken naar oplossingen:

  • Technische fiches voor sportjassen met de vooropgestelde eigenschappen digitaal en op papier bekijken door een bedrijfsbezoek of winkelbezoek met bepaalde artikelen.
  • De kwaliteit van bepaalde stoffen aan bepaalde zones van het bovenlichaam uittesten: absorptie, luchtdoorstroom, rekbaarheid, slijtage...
  • Vergelijking weefselstructuren van tricot, air mesh, non – woven
  • Afwerkingstechnieken en machine instellingen van verschillende stoffen: stoffen met een ademende factor, nylon, polyester, merinowol, rekstof....

Welk doel heb je voor ogen?

sla link op in klembord

Kopieer

  • Een aangepast prototype voor een specifieke doelgroep?
  • Een voorstel voor aanpassing vanuit een bestaand model?
  • Een plan van aanpak voor het oplossen van het vooropgestelde probleem?

Natuurlijk wil je dat het probleem opgelost is of de uitdaging een antwoord heeft gekregen. In sommige situaties zal dat meteen helder zijn, maar bij bepaalde casussen ga je toch nadenken over de kwaliteit van je oplossing. Misschien is het probleem ook wel gelinkt aan enkele andere elementen die ook een oplossing vragen. Het zou kunnen dat samenwerken een belangrijk onderdeel is om een oplossing te ontwerpen.

  • Op welke manier communiceer je duidelijk met je medeleerlingen, je leerkracht, opdrachtgever in functie van de oplossing?
  • Waaraan moet een eventuele oplossing voldoen om geslaagd te zijn? Alle criteria tegelijk of moeten keuzes gemaakt worden?

Begeleiden van het proces

sla link op in klembord

Kopieer

In functie van de verschillende fasen

sla link op in klembord

Kopieer

De nadruk ligt op het proces van het ontwerpen van een oplossing. Volgende onderliggende elementen zijn daarbij belangrijk:

  • Verkennen, verhelderen en analyseren van het probleem;
  • Inventarisatie mogelijke (deel)oplossingen; 
  • Mogelijke argumentatie bij de voorstellen a.d.h.v. modellen, stappenplan, schema’s, schetsen, tekeningen, bronnen…; 
  • Realisatie (optioneel).

Je kan verschillende werkvormen hanteren door leerlingen individueel dan wel in groepjes te laten reflecteren of brainstormen, mindmap opmaken over de gestelde vragen. De groepen kunnen vertrekken vanuit dezelfde basiscasus, maar tijdens het proces verschillende antwoorden of contexten aangeboden krijgen. Op die wijze kan je, rekening houdend met de groepssamenstelling, diversifiëren en een aantal leerlingen gaan uitdagen.

Je kan nagaan op welke wijze de leerlingen de verschillende stappen door het proces inventariseren of illustreren via een portfolio, een fotomontage, een andere vorm van visualisatie, presentatie. Blijven ze gefocust op het probleem?

Een materiaalmoodboard kan ondersteunend zijn voor de technische uitwerking van het model en de eigenschappen van de stoffen zoals rekbaarheid, luchtdoorstroom, absorptie… Je kan ook vragen aan de lopers om kledij mee te brengen en de samenstelling hiervan op te nemen.

De kans is groot dat leerlingen snel en oplossingsgericht aan de slag gaan. Dat is niet verkeerd, maar kan ertoe leiden dat bepaalde oplossingen onvoldoende toereikend of zelfs helemaal niet passend zijn. Je stimuleert de leerlingen om gegevens te verzamelen via een bevraging van de leveranciers met betrekking tot stoffen met bepaalde eigenschappen. Je zorgt ervoor dat leerlingen ook een aantal interview(s) afnemen van actieve sporters.

Het is goed dat het creatieve denkproces en uitvoerende taken worden afgewisseld.

Voor het werken met een patroon (optioneel) zal de leraar met een voorstel komen en de leerlingen meenemen in het 2D-3D verhaal, zonder dat de leerlingen zelf een patroon moeten tekenen. Niet-complexe aanpassingen kunnen ze onder begeleiding wel uitvoeren.

In functie van een leerlijn

sla link op in klembord

Kopieer

Je kan de casus complexer maken of kiezen voor een andere context of doelgroep.

  • De coach van de lopers vraagt om jassen met specifieke verluchtingszones te ontwikkelen.
  • De jassen moeten voor specifieke omstandigheden geschikt zijn.
  • We nemen de veiligheid mee en denken aan zichtbaarheid in het donker.
  • De lopers hebben verschillende maten.
  • De doelgroep lopers kunnen zowel mannen als vrouwen zijn.

Je kan de situatieschets verder stofferen in functie van andere leerdoelen die je wil betrekken of om een leerlijn uit te werken vanuit de tweede naar derde graad. Naargelang de graad vordert, kan je informatie voorzien die je niet op voorhand deelt, maar waarnaar ze moeten vragen om zelf een ruimer zicht te krijgen op de situatie.

Evaluatie

sla link op in klembord

Kopieer

De nadruk bij de evaluatie ligt op de centrale doelen (het proces). De volgende criteria kan je hanteren:

  • creatief denken bij het ontwerpen van een oplossing: ideeën genereren, ontwikkelen en selecteren in functie van een geschikte oplossing;
  • open staan voor input van medeleerlingen;
  • rekening houden met alle/een aantal aspecten van de situatieschets;
  • uitvoerbaarheid van het ontwerp;
  • argumentatie van de verschillende ontwerpstappen.

Je evalueert als de voorgestelde oplossing(en) voldoen aan de voorgestelde criteria. Je kan de evaluatie nog krachtiger maken door de leerlingen te betrekken bij het bepalen van de criteria en in de loop van het proces deze criteria te laten omschrijven en verfijnen.

×
Kijkt als...
Niveau
Regio
Kan ik je helpen?