Inspirerend voorbeeld bij het leerplandoel “De leerlingen ontwerpen een oplossing voor een probleem of een uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden” in de studierichting Bestuurder interne transportmiddelen (LPD 20)

Het leerplandoel “Een oplossing ontwerpen voor een probleem of uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden” komt zowel in de 1ste, 2de als 3de graad aan bod. In dit inspirerend voorbeeld vind je een situatieschets waarin we het doel hebben uitgewerkt. Dit voorbeeld kan ook inspirerend zijn voor de studierichting Logistiek in de derde graad.

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

  • de beginsituatie over de studierichtingen heen;
  • de eigenheid van het ontwerpproces;
  • keuze van een probleem of uitdaging;
  • 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 en Natuurwetenschappen aan bod zijn gekomen en hoe samenwerking tussen de vakken kan verlopen.

Opdracht en probleemstelling

sla link op in klembord

Kopieer

Een verdeler van tuinbenodigdheden breidt zijn assortiment uit met een nieuwe collectie terracotta plantenbakken. De potten worden geïmporteerd uit Indonesië en de levering van zes 20ft containers wordt verwacht binnen enkele maanden. De verdeler doet een beroep op jouw logistieke expertise om advies te geven over de aanschaf van een geschikt gemotoriseerd intern transportmiddel waarmee deze producten veilig kunnen worden opgeslagen in bestaande palletstellingen in het magazijn van 5 meter hoog.

Relevante criteria voor de oplossing

  • De bakken worden geleverd op Europallets (EPAL)
  • Je houdt rekening met het gewicht en de breekbaarheid van de bakken
  • Je houdt rekening met de beschikbare gangbreedte van het magazijn: 3 meter
  • Het toestel moet 8 uur non-stop kunnen worden ingezet
  • De verdeler wenst een duurzame en ecologische oplossing (lange gebruiksduur, liefst emissievrij)
  • Je houdt rekening met ergonomie en werkcomfort van de toekomstige bestuurder

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 de didactische evaluatie van de opdracht.

Het leerplan Bestuurder interne transportmiddelen

  • II-BIT-a LPD 20 De leerlingen ontwerpen een oplossing voor een probleem of een uitdaging in de context van logistiek door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden

In relatie tot het Gemeenschappelijk funderend leerplan I-II-III-GFL

  • I-II-III-GFL LPD 10 De leerlingen genereren creatieve ideeën om een probleem op te lossen en bespreken de uitvoerbaarheid ervan aan de hand van criteria.

Flankerende of optionele leerplandoelen

sla link op in klembord

Kopieer

De volgende leerplandoelen beschrijven kennis en vaardigheden die relevant kunnen zijn om de ontwerpopdracht uit te voeren. 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. 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 kwaliteitsvol ontwerp komt.

In functie van het aanwenden van wetenschappen, wiskunde:

  • II-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-Wis-a LPD 4 De leerlingen leggen het verband tussen een 3D-situatie en 2D-voorstellingen ervan in betekenisvolle contexten.
  • II-Wis-a LPD 5 De leerlingen interpreteren grafieken, tabellen, diagrammen en (woord)formules in betekenisvolle contexten.
    • Samenhang tussen voorstellingswijzen
    •  Relatieve en absolute frequenties
    •  Misleidingen
  • II-Mavo-a LPD 16 De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met chemische stoffen.
    • Eigenschappen van chemische stoffen
  • II-Mavo-a LPD 17 De leerlingen gebruiken de concepten rendement, vermogen en warmte om energieomzettingen in systemen te beschrijven.
  • II-Mavo-a LPD 18 De leerlingen verklaren fenomenen of toepassingen uit het dagelijkse leven aan de hand van snelheid, kracht, hefboom, druk, zichtbaar licht, straling of elektriciteit.

In functie van integratie van technologie en het specifieke van de studierichting Bestuurder interne transportmiddelen:

  • II-BIT-a LPD 1 De leerlingen handelen
    • in teamverband (organisatiecultuur, communicatie, procedures);
    • kwaliteitsbewust;
    • economisch en duurzaam.
  • II-BIT-a LPD 2 De leerlingen handelen op een veilige en ergonomische manier rekening houdend met
    • veiligheidsvoorschriften en -pictogrammen;
    • persoonlijke en collectieve beschermingsmiddelen;
    • behandelingsvoorschriften;
    • hef- en tiltechnieken.
  • II-BIT-a LPD 5 De leerlingen gebruiken gepaste hulp- en transportmiddelen in functie van de aard, vorm en afmetingen van de goederen.
    • Laad- en lostoestellen
    • Gemotoriseerde interne transportmiddelen: heftruck, reachtruck, stapelaar, orderverzameltruck, combitruck of pallettruck
  • II-BIT-a LPD 10 + De leerlingen beschrijven functie en kenmerken van courante interne transportmiddelen.
  • II-BIT-a LPD 11 De leerlingen lichten technische onderdelen van gemotoriseerde transportmiddelen toe waaronder de vorkheftruck.
  • II-BIT-a LPD 13 De leerlingen passen rijtechnieken en veiligheidsregels toe bij het gebruik van gemotoriseerde interne transportmiddelen.
    • Stabiliteit: zwaartepunt, (last)zwaartepuntafstand en (hef)hoogte
    • Laaddiagram

Een oplossing ontwerpen

sla link op in klembord

Kopieer

De situatie verkennen

sla link op in klembord

Kopieer

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 observatie of gerichte vraagstelling.
 
Je kan leerlingen in eerste instantie laten nadenken over informatie die ze nodig hebben om zicht te krijgen op de criteria waaraan de oplossing moet voldoen. In een volgende fase kan je leerlingen ondersteunen bij het genereren van ideeën en het beredeneerd maken van keuzes.
Voorbeelden van vragen die je kan opwerpen:

  • Hoeveel weegt één terracotta bak en wat is het totale gewicht per Europallet?
  • Hoe beïnvloedt de breekbaarheid van de bakken jouw keuze voor een hefmiddel?
  • Welke hefmiddelen kunnen in een ruimte van 3 meter breed veilig manoeuvreren?
  • Hoeveel ruimte heb je nodig om te draaien met een contragewichtheftruck versus een reachtruck?
  • Hoe bereken je het energieverbruik van een elektrische heftruck en wat betekent dat voor de batterijcapaciteit?
  • Welke functies (instelbare stoel, zichtbaarheid, bediening) zijn belangrijk voor ergonomie?
  • Hoe beïnvloedt de hefhoogte van 5 meter het zicht van de bestuurder en welke veiligheidsopties zijn nodig?
  • Hoe vergelijk je de levensduur en onderhoudskosten van verschillende hefmiddelen?
  • Welke duurzame keuzes kan je maken bij de aanschaf (bv. energie-efficiëntie, onderhoud)?

Welk doel heb je voor ogen?

sla link op in klembord

Kopieer

Natuurlijk wil je dat het probleem opgelost is of de uitdaging een antwoord heeft gekregen. Je kan denken aan een vergelijkende tabel van hefmiddelen die in aanmerking komen, een visuele voorstelling van de plattegrond van het magazijn met gangen en stellingen en het gekozen hefmiddel op schaal, een presentatie van het gekozen transportmiddel met toelichting van onderdelen, functies en kenmerken.

Oplossen via het integreren van wiskunde, wetenschappen of technologie

sla link op in klembord

Kopieer

Mogelijke aanknopingspunten voor wetenschappen (MAVO) en wiskunde:

sla link op in klembord

Kopieer

Wetenschappen 

  • Veilig werken met chemische stoffen: onderhoud van gemotoriseerde interne transportmiddelen: smeermiddelen, olie, batterijvloeistof.
  • Snelheid en krachten bij snelheidsverandering: trager rijden met een last op hoogte.
  • Kracht, druk: hoe werkt de hydraulische cilinder in de hefmast?
  • Zichtbaar licht en straling: hoe helpen spiegels, verlichting en blue spot-lampen bij veiligheid?
  • Druk en belasting: bv. verdeling van het gewicht op de vorken van het transportmiddel.
  • Hefbomen, bv. invloed van hefboomwerking en zwaartepunt op de stabiliteit van het transportmiddel bij het heffen van zware lasten.

Wiskunde

  • Maximale hefvermogen van het transportmiddel vergelijken met het totale gewicht van een pallet met plantenbakken.
  • Gebruik van een rekenblad om volumes en massa’s te berekenen.
  • Grafieken en tabellen interpreteren: laaddiagram met maximale hefvermogen bij verschillende hefhoogtes, interpreteren van een tabel met gangbreedte, hefhoogte, batterijcapaciteit en prijs voor verschillende types interne transportmiddelen.
  • 2D-voorstellingen van 3D-situaties: bv. op basis van plattegrond bepalen of een intern transportmiddel past binnen de opgegeven gangbreedte. Bepalen van de nodige hefhoogte in relatie tot de gewenste stapelhoogte in het magazijn.

Mogelijke aanknopingspunten voor technologie en het specifieke van de studierichting

sla link op in klembord

Kopieer

Werken in teamverband, kwaliteitsbewust handelen, economisch en duurzaam handelen

  • Kwaliteitsbewust handelen: voldoet het gekozen gemotoriseerd intern transportmiddel aan alle veiligheids- en kwaliteitsnormen?
  • Duurzame keuzes: een oplossing die zowel kostenefficiënt als milieuvriendelijk is rekening houdend met aankoopprijs, onderhoudskosten en levensduur van het gemotoriseerd transportmiddel.
Aandachtspunten veilig en ergonomisch handelen
  • Pictogrammen op interne transportmiddelen en pallets
  • Risico’s bij het draaien met een last op hoogte en hoe die te vermijden
  • Verplichte PBM’s bij het gebruik van hefmiddelen
Aandachtspunten bij de keuze van een gemotoriseerd intern transportmiddel
  • Hefhoogte (kan het toestel de vereiste hoogte bereiken?) en gangbreedte (past het toestel in de beschikbare ruimte)?
  • Draagvermogen (voldoet het hefvermogen aan het gewicht van de pallet?), laaddiagram (kan het toestel het gewicht op 4 m hoogte veilig heffen?), masttype (kan de mast stabiel heffen op de gewenste hoogte?) en hydraulisch systeem: voldoende schokvrije werking van de hefinrichting en de aandrijvingen?
  • Ergonomie: instelbare stoel, goed zicht bij hoog heffen, eenvoudige bediening.
  • Veiligheidsvoorzieningen: dodemansknop, gordel, blue spot, claxon.
  • Batterijcapaciteit: genoeg autonomie voor een volledige werkdag, ook op koude dagen in de winter.

Begeleiding van het ontwerpproces

sla link op in klembord

Kopieer

Je kan verschillende werkvormen hanteren door leerlingen individueel dan wel in groepjes te laten reflecteren over de gestelde vragen.

We schetsen hieronder een mogelijk lesverloop en handvatten om het ontwerpproces te begeleiden.

In een eerste fase introduceer je de uitdaging en stel je de opdracht voor als een realistische uitdaging. Je stimuleert de leerlingen om de uitdaging te verkennen: wat zijn de noden van de verdeler van tuinbenodigdheden? Welke type intern transportmiddel is nodig om de plantenbakken op een veilige en efficiënte manier op te slaan in de palletstelling?

Begeleiding door de leraar:

  • door het gesprek te structureren met verhelderende vragen.
  • door voorbeelden te geven van mogelijke obstakels (bv. beperkt budget, beperkte gangbreedte).
 
Leerlingen verzamelen informatie en verkennen een tweede maal het probleem zodat ze een scherper beeld krijgen van de uitdaging.
Vervolgens ontwerpen de leerlingen een plan van aanpak zoals
  • vergelijken van hefmiddelen op basis van kenmerken;
  • berekeningen maken: gewicht vs. hefvermogen; gangbreedte vs. draaicirkel;
  • een shortlist opstellen van mogelijke leveranciers;
  • een plattegrond (2D) maken van het magazijn met in inbegrip van het hefmiddel op schaal;
  • een budget opstellen.
Begeleiding door de leraar:
  • feedback geven op berekeningen en keuzes;
  • leerlingen stimuleren om keuzes te onderbouwen;
  • verschillende oplossingen bespreken in de klas met oog voor sterke en zwakke punten.
Tot slot heb je aandacht voor reflectie over en evaluatie van het ontwerpproces: je kan leerlingen schetsen, foto’s en beschrijvingen van keuzes laten maken of presentatiemomenten organiseren om hun ontwerpproces in beeld te brengen. Daarbij heb je aandacht voor evaluatiecriteria bij het ontwerpproces waaronder ideeën genereren, ontwikkelen en weloverwogen kiezen.

Daarnaast kan je ook evaluatiecriteria bij de oplossing in overweging nemen op basis van de criteria in het eisenprogramma zoals budgetvriendelijkheid, veiligheid, efficiëntie enz.

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