I
StemExpert · niveau 2 van 3 · 14-16 jaar
Intermediate
Voor wie Fundamental beheerst (tweede graad secundair, STEM-richtingen). Van kwalitatief naar kwantitatief: rekenen met modellen, meetfouten, Python en C++, en de eerste regelkringen.
Wiskunde op dit niveau
algebra, lineaire, kwadratische en exponentiële functies, rechthoekige driehoeken, vectoren
Habitat-laag
De klimaat- en energiemodule: eigen zonnestroom met batterij, een waterkringloop met hydroponie, een geregeld klimaat en datalogging.
de rode draad →
I1OWMeetfouten en nauwkeurigheidWaarom elke meting een marge heeft, en hoe je die eerlijk in een getal zet
I2ODExperimenten ontwerpen en rapporterenEen eerlijke proef ontwerpen, alles noteren en er een verslag over schrijven dat een ander kan controleren
I3OWAVerbanden in dataDe best passende rechte, de richtingscoëfficiënt als grootheid, en krommen die je rechttrekt
I4WKFuncties als modellenRechten en parabolen die kosten, afstanden en remwegen voorspellen, en weten waar ze ophouden
I5WBEGroei en verval: exponentiële modellenVermenigvuldigen in plaats van optellen: van bacteriën en algen tot afkoelende thee en vervallende kernen
I6WKEGoniometrie en vectorenHoeken en pijlen: van de helling van een oprit tot de hoek van de zon op het zonnepaneel
I7KWBeweging beschrijvenPlaats, snelheid en versnelling: drie grafieken die samen één beweging vertellen
I8KWDe wetten van NewtonDrie wetten die verklaren waarom iets versnelt, remt, of gewoon blijft doen wat het deed
I9KEWArbeid, energie en vermogenKracht maal weg: hoe energie van vorm verandert, hoeveel ervan verloren gaat, en hoe snel
I10KWDMoment en evenwichtWaarom een lange sleutel helpt, waar een balk op steunt, en wanneer iets omvalt
I11KMWDruk en hydraulicaWaarom een punaise prikt, een dam onderaan dikker is en een klein pompje water 1,5 m hoog krijgt
I12MAtomen en het periodiek systeemWat er in een atoom zit, en waarom 118 elementen in één tabel passen
I13MChemische bindingen en stofeigenschappenWaarom zout breekt en koper buigt, waarom ijs drijft en olie niet oplost
I14MWReacties en stoichiometrieAtomen tellen door te wegen: van de gesloten kolf van Lavoisier tot de CO2 van een liter benzine
I15MBOZuren, basen en pHVan citroensap tot ontstopper: een logaritmische schaal, een kleurstof uit rode kool en een druppel die alles verandert
I16MLERedox en batterijenElektronen die van zink naar koper springen: van de Daniell-cel tot de batterij van de klimaatmodule
I17MDPolymeren en composietenKettingen van duizenden schakels: waarom een PLA-print in de kas doorzakt, en een koolstofvezelfiets niet
I18EWMWarmte berekenenHoeveel warmte een stof opslaat, waarom ijs smelten zoveel kost, en hoe groot een warmtebuffer moet zijn
I19EDWWarmtetransport en isolatieVan lambda naar U: hoeveel warmte door een wand lekt, waar ze ontsnapt, en hoe je ze binnenhoudt
I20ELWZonne-energie dimensionerenHoeveel zon, hoeveel panelen, hoeveel batterij: de klimaatmodule op eigen zonnestroom
I21LWDe wetten van KirchhoffTwee wetten die elk netwerk doorrekenen, van een breadboard tot de voeding van een hele module
I22LOPDe spanningsdeler en sensorenHoe een microcontroller licht en temperatuur 'ziet': van weerstand naar spanning naar getal
I23LMHalfgeleiders: diode, led en transistorVan een laagje silicium naar een lampje, een gelijkrichter en een schakelaar die een pomp aanstuurt
I24LWCondensatoren en de RC-tijdLading opslaan, tijd maken en een drukknop die maar één keer drukt
I25LPWVan analoog naar digitaalVan een spanning naar een getal, en van een getal terug naar licht
I26LKRMotoren en actuatorenVan een kompasnaald die uitwijkt naar een dak dat zacht dichtschuift
I27PPython: de basisVan blokken naar tekst: variabelen, rekenen, keuzes, lussen en foutmeldingen die je leert lezen
I28PAOFuncties, lijsten en data in PythonEigen functies, lijsten en woordenboeken, en een week meetdata van de klimaatmodule tot een besluit
I29PLRMicrocontrollers programmeren in C++Van losse schetsen naar één programma dat nooit stilstaat: de sturing van de klimaatmodule
I30POADatalogging en communicatieEen logboek dat zichzelf schrijft: van bits op een draad tot een grafiek in Python
I31RBRegelsystemenMeten, vergelijken, bijsturen: de verwarming en de ventilatie van de klimaatmodule met hysterese
I32RPToestandsmachinesEen programma dat onthoudt waar het is: van verkeerslicht tot de modi van de klimaatmodule
I33RKPLEen mobiele robotTwee wielen, drie lichtsensoren en een oor: een inspectierobotje voor de gang van de klimaatmodule
I34BMEnzymen en stofwisselingWaarom een cel niet ontploft en niet stilvalt: katalysatoren met een optimum, en de weg van licht naar ATP
I35BOWMicro-organismen en biotechnologieOnzichtbare helpers en belagers: van gist in je brood tot insuline uit een bacterie, en een compostvat voor Habitat
I36BMEHydroponie en voedselproductieSla zonder aarde onder ledlampen: hoeveel per vierkante meter, per kWh en per liter, en wat dat betekent voor het voedsel van een station
I37DWParametrisch ontwerpenEen ontwerp als functie: verander één maat en de rest volgt
I38DEMDuurzaam ontwerpenVan grondstof tot afval en terug: rekenen aan de voetafdruk van wat je maakt
I39AOPData visualiseren en eerste stappen in AIVan logboek naar grafiek naar een model dat zelf zijn regels leert, en wat het niet kan
I40DELRBOIntegratieproject: de klimaatmoduleOntwerpen, dimensioneren, programmeren, testen en verdedigen: je team brengt 39 hoofdstukken samen in de tweede laag van Habitat