← Back to CoursesStemExpert
StemExpert
Fundamental · Werkboek · 2. Onderzoeken: van vraag tot besluit
StemExpert · Brecht Corbeel · schoolium.me
StemExpert
F2. Onderzoeken: van vraag tot besluit — werkboek
FFundamental · deel F1 · Denken en werken als STEM'er

Werkboek · hoofdstuk 2Onderzoeken: van vraag tot besluit

Hoe je een eerlijke proef opzet, en waarom één meting nooit genoeg is

Je oefent eerst de bouwstenen: de stappen, de variabelen, het gemiddelde, waarneming en interpretatie. Daarna beoordeel en verbeter je proeven en doe je zelf een volledig onderzoek met papieren helikopters. In de uitdagingen herbekijk je twee beroemde onderzoeken en schrijf je het onderzoeksplan voor de groeiproef in de meetkas (opdracht 2.13, voor je Habitat-portfolio).

5× oefenen5× toepassen5× uitdagen± 337 min0/15 gedaan
OOnderzoeken en meten
Meten, noteren, vergelijken: een groeiproef is onderzoek in het klein.
Meten, noteren, vergelijken: een groeiproef is onderzoek in het klein.
Hoe lees je een opdracht?
Drie tredenOefenen Toepassen Uitdagen

Elk hoofdstuk bouwt op: eerst oefenen (één stap, direct toepassen), dan toepassen (meerdere stappen, in een context), dan uitdagen (transfer, open problemen, andere leerlijnen erbij).

De StemExpert-schaal5

Eén moeilijkheidsschaal van 1 tot 9 over de drie niveaus heen: Fundamental loopt van 1 tot 4, Intermediate van 3 tot 7, Expert van 6 tot 9. Zo zie je dat de uitdaging van het ene niveau de oefening van het volgende is.

Oefenen

Oefenen

één stap, direct toepassen
2.1

De stappen op volgorde

Oefenen1Begrijpen8 min
Ilias onderzoekt of suiker sneller oplost in warm water. Zijn notities zijn door elkaar geraakt.
A. 'In water van 60 °C was het klontje na ongeveer 1 minuut opgelost, in water van 20 °C na ongeveer 3 minuten.'
B. 'Ik verwacht dat suiker sneller oplost in warm water, omdat de waterdeeltjes dan sneller bewegen.'
C. 'Suiker lost sneller op in warm water; mijn verwachting klopt.'
D. 'Lost een suikerklontje sneller op in warm water dan in koud water?'
E. 'Ik leg een klontje in 100 mL water van 20 °C en een klontje in 100 mL water van 60 °C, zonder te roeren, en meet hoe lang het duurt tot het opgelost is.'
  1. a
    Zet de notities in de juiste volgorde en schrijf bij elke letter de naam van de stap.
    volgordeletterstap
    1
    2
    3
    4
    5
  2. b
    Welke variabele houdt Ilias gelijk? Noem er twee.
2.2

Welke variabele is welke?

Oefenen1Begrijpen10 min
Duid bij elke onderzoeksvraag de variabelen aan.
  1. a
    Vul de tabel in.
    onderzoeksvraagonafhankelijkeafhankelijketwee gecontroleerde
    (a) Hoe hangt de valtijd van een bal af van de hoogte waarvan je hem laat vallen?
    (b) Hoe hangt de tijd waarin een bruistablet oplost af van de temperatuur van het water?
    (c) Hoe hangt de lengte van tuinkers na 7 dagen af van de hoeveelheid water per dag?
    (d) Hoe hangt je hartslag af van het aantal kniebuigingen dat je net deed?
2.3

Waarneming of interpretatie?

Oefenen2Begrijpen10 min
Schrijf W (waarneming) of I (interpretatie).
  1. a
    Vul de tabel in.
    uitspraakW of I
    (a) De tuinkers in bakje B is na 7 dagen gemiddeld 12 mm langer dan in bakje A.
    (b) Bakje B kreeg meer licht, daarom groeide het sneller.
    (c) De thermometer in de kas wijst om 14 uur 28 °C aan.
    (d) De planten hebben het te warm.
    (e) Op de binnenkant van het glas zitten 's ochtends druppels.
    (f) De druppels komen van water dat de planten verdampt hebben.
    (g) De lamp geeft geen licht als je de schakelaar omzet.
    (h) Het lampje is stuk.
  2. b
    Kies (h). Geef twee andere interpretaties die bij waarneming (g) passen.
2.4

Gemiddelde en bereik

Oefenen2Rekenen12 min
Bereken telkens het gemiddelde (afgerond zoals de metingen) en het bereik. Vergeet de eenheid niet.
  1. a
    Valtijden van een helikopter: 1,42 s; 1,38 s; 1,45 s; 1,40 s; 1,44 s.
  2. b
    Lengte van zes tuinkersplantjes: 34 mm; 41 mm; 38 mm; 29 mm; 36 mm; 40 mm.
  3. c
    Hartslag van een leerling in rust, vier keer gemeten: 72, 75, 71 en 74 slagen per minuut.
Hint
Tel alle metingen op en deel door het aantal. Het bereik is de grootste min de kleinste.
2.5

Van vraag naar hypothese

Oefenen2Begrijpen10 min
Schrijf bij elke onderzoeksvraag een hypothese in de vorm 'Als ..., dan ..., omdat ...'.
  1. a
    Hoe hangt de hoogte waartoe een bal opstuit af van de hoogte waarvan je hem laat vallen?
  2. b
    Smelt een ijsblokje sneller op een metalen plaat of op een houten plank?
  3. c
    Kiemen boontjes sneller in het licht of in het donker?
Toepassen

Toepassen

meerdere stappen, in een context
2.6

Eerlijk of niet?

Toepassen3Analyseren15 min
Drie leerlingen beschrijven hun proef.
(a) Jonas test welk papier het sterkst is. Hij hangt gewichtjes aan een strook krantenpapier van 2 cm breed en aan een strook printerpapier van 4 cm breed, tot de strook scheurt.
(b) Amira test of zout water later bevriest dan kraantjeswater. Ze zet twee dezelfde bekertjes met elk 100 mL water, één met twee theelepels zout, naast elkaar in de diepvries en kijkt elk kwartier.
(c) Mats wil weten of zijn nieuwe voetbalschoenen hem sneller maken. Hij loopt 's ochtends 50 m met zijn oude schoenen en 's avonds, na de training, 50 m met de nieuwe.
  1. a
    Is proef (a) eerlijk? Welke variabele is niet gecontroleerd? Verbeter.
  2. b
    Is proef (b) eerlijk? Leg uit.
  3. c
    Is proef (c) eerlijk? Noem minstens twee problemen en verbeter.
2.7

Onderzoekbaar maken

Toepassen3Begrijpen15 min
Deze vragen zijn te vaag om te onderzoeken. Maak er een onderzoeksvraag van met een meetbare afhankelijke variabele.
  1. a
    Is een zwaardere papieren vlieger beter?
  2. b
    Welk isolatiemateriaal is het beste?
  3. c
    Welk merk batterijen is het best?
  4. d
    Kies een van je vragen. Noem de onafhankelijke en de afhankelijke variabele en drie gecontroleerde variabelen.
2.8

Labo: papieren helikopter en paperclips

Toepassen3Labo50 min
Onderzoek hoe de valtijd van een papieren helikopter afhangt van het aantal paperclips aan de romp. Gebruik de bouwplaat uit het handboek met vleugellengte . Test met 1, 2, 3 en 4 paperclips.
  1. a
    Schrijf je onderzoeksvraag en je hypothese.
  2. b
    Noteer de onafhankelijke, de afhankelijke en minstens drie gecontroleerde variabelen.
  3. c
    Meet vijf worpen per aantal paperclips en bereken het gemiddelde en het bereik.
    paperclipsworp 1 (s)worp 2 (s)worp 3 (s)worp 4 (s)worp 5 (s)gemiddelde (s)bereik (s)
    1
    2
    3
    4
  4. d
    Zet de gemiddelden in een grafiek: aantal paperclips horizontaal, valtijd verticaal.
  5. e
    Schrijf je besluit. Is je hypothese bevestigd of weerlegd?
  6. f
    Bespreking: wat maakte je metingen onzeker, en hoe zou je dat verbeteren?
Zo wordt dit beoordeeld
Vraag en hypotheseMeetbare vraag; hypothese met reden.
Eerlijke proefAlleen het aantal paperclips verandert; valhoogte, loslaten en meten zijn gelijk.
MetingenVijf worpen per situatie, eenheden, gemiddelde en bereik correct.
GrafiekAssen met grootheid en eenheid, punten nauwkeurig.
Besluit en besprekingBeantwoordt de vraag; noemt echte bronnen van onzekerheid en verbeteringen.
2.9

Een uitschieter

Toepassen3Analyseren12 min
Ruben meet 's middags zes keer de temperatuur van het water in het reservoir van de meetkas, met een digitale thermometer: 18,4; 18,6; 18,5; 24,9; 18,3; 18,5 °C. Hij vertelt dat hij de voeler vóór de vierde meting even in de zon op de vensterbank had gelegd.
  1. a
    Welke meting is een uitschieter? Hoe verklaar je ze?
  2. b
    Bereken het gemiddelde met alle zes metingen.
  3. c
    Bereken het gemiddelde zonder de uitschieter.
  4. d
    Welk gemiddelde noteert Ruben, en wat schrijft hij in zijn verslag?
2.10

Eén meting bewijst niets

Toepassen3Analyseren15 min
Twee groepen testen of een meststof tuinkers langer maakt. Groep 1 meet één plantje met meststof (46 mm) en één zonder (41 mm), en besluit: 'Meststof helpt.' Groep 2 meet acht plantjes per bakje. Met meststof: 38, 44, 41, 36, 47, 40, 43, 39 mm. Zonder: 42, 37, 45, 40, 39, 44, 36, 41 mm.
  1. a
    Waarom is het besluit van groep 1 niet te vertrouwen?
  2. b
    Bereken voor groep 2 het gemiddelde en het bereik van beide bakjes.
  3. c
    Wat besluit groep 2? Vergelijk het verschil tussen de gemiddelden met het bereik.
  4. d
    Hoe kan groep 2 haar onderzoek nog sterker maken?
Uitdagen

Uitdagen

transfer, open problemen, leerlijnen combineren
2.11

Semmelweis en de handen

Uitdagen4Analyseren30 min
In het grote ziekenhuis van Wenen waren rond 1845 twee kraamklinieken. In de eerste werkten artsen en geneeskundestudenten, die ook lijken ontleedden. In de tweede werkten vroedvrouwen in opleiding, die geen lijken ontleedden. Zwangere vrouwen werden om beurten, een dag de ene en een dag de andere kliniek, opgenomen. Veel moeders stierven na de bevalling aan kraamvrouwenkoorts. De arts Ignaz Semmelweis verzamelde de cijfers (grafiek). In 1847 stierf zijn collega Jakob Kolletschka nadat hij zich tijdens een lijkschouwing met een scalpel had gesneden, met dezelfde verschijnselen als de moeders. Semmelweis vermoedde dat de artsen 'deeltjes van lijken' op hun handen meedroegen. Vanaf mei 1847 moest iedereen in de eerste kliniek zijn handen wassen in een oplossing van chloorkalk voor hij een vrouw onderzocht. In 1848 stierf in beide klinieken ongeveer 1,3 % van de moeders.
024681012141618sterfte (%)7,815,898,26,911,43,57,662,322,8184118421843184418451846eerste kliniektweede kliniek
Percentage moeders dat stierf aan kraamvrouwenkoorts, per jaar en per kliniek (vóór het handen wassen).
  1. a
    Wat is in de vergelijking van Semmelweis de onafhankelijke en wat de afhankelijke variabele?
  2. b
    Van 1841 tot 1846 bevielen in de eerste kliniek 20 042 vrouwen, van wie er 1989 stierven; in de tweede 17 791, van wie 691. Bereken het sterftepercentage over de zes jaar voor elke kliniek.
  3. c
    Waarom is de vergelijking tussen de twee klinieken redelijk eerlijk? Welk verschil tussen beide was volgens Semmelweis de oorzaak?
  4. d
    Waarneming of interpretatie? (1) 'In 1846 stierf in de eerste kliniek 11,4 % van de moeders.' (2) 'De artsen brengen iets van de lijken over naar de moeders.' (3) 'Na het handen wassen daalde de sterfte in de eerste kliniek.'
  5. e
    In 1848 was de sterfte in beide klinieken gelijk. Waarom steunt juist dat zijn hypothese? Wat zou je nog willen controleren?
Hint
Percentage = deel gedeeld door het geheel, maal 100.
2.12

Van Helmont, opnieuw bekeken

Uitdagen4Analyseren25 min
Lees het verhaal over Van Helmont in het handboek opnieuw. Zijn cijfers: wilg bij de start 5 pond, na vijf jaar 169 pond en 3 ounces; gedroogde aarde bij de start 200 pond, na vijf jaar 200 pond min ongeveer 2 ounces. Eén pond telde 16 ounces.
  1. a
    Hoeveel pond is de wilg zwaarder geworden? (3 ounces = 3/16 pond.)
  2. b
    Hoeveel pond aarde is er verdwenen? Welk percentage van de massatoename van de boom kan hoogstens uit de aarde komen?
  3. c
    Wat was Van Helmonts waarneming, en wat was zijn interpretatie?
  4. d
    Welke variabelen hield hij bewust onder controle? Welke input vergat hij?
  5. e
    Beschrijf (in woorden of met een schets) een eerlijke proef om te testen of een plant iets uit de lucht nodig heeft om te groeien.
2.13

Habitat: wat heeft een plant nodig om snel te groeien?

Uitdagen3Habitat45 min
In de meetkas voer je later een echte groeiproef uit (hoofdstuk 27 en 33). Nu schrijf je het onderzoeksplan. Kies één factor die je onderzoekt: licht (uren per dag), water (mL per dag), temperatuur, meststof, of de afstand tot de ledstrip.
  1. a
    Schrijf je onderzoeksvraag in de vorm 'Hoe hangt ... af van ...?'.
  2. b
    Schrijf je hypothese in de vorm 'als ..., dan ..., omdat ...'.
  3. c
    Vul de variabelen in.
    soortwelke?hoe (waarden, hoe gelijk gehouden)?
    onafhankelijk
    afhankelijk
    gecontroleerd
    gecontroleerd
    gecontroleerd
  4. d
    Hoeveel plantjes of bakjes per groep neem je, en waarom? Wanneer en hoe meet je (instrument, eenheid)?
  5. e
    Ontwerp de lege resultatentabel (kolommen met grootheid en eenheid).
  6. f
    Welke gecontroleerde variabele wordt in de kas het moeilijkst gelijk te houden? Hoe los je dat op?
Zo wordt dit beoordeeld
Vraag en hypotheseMeetbaar, één factor, hypothese met reden.
Eerlijke proefAlleen de gekozen factor verschilt; minstens drie gecontroleerde variabelen, concreet beschreven.
HerhalingMeerdere plantjes of bakjes per groep, met uitleg.
MeetplanWat, wanneer, met welk instrument en in welke eenheid.
PraktischEen realistisch probleem in de kas benoemd, met een oplossing.
2.14

Onderzoek: de snelste smelter

Uitdagen4Onderzoeken60 min
Onderzoek zelf een factor die bepaalt hoe snel een ijsblokje smelt. Kies één onafhankelijke variabele: de ondergrond (metaal, hout, kunststof), zout erop of niet, of de grootte van het blokje. Werk volledig eerlijk en schrijf een kort verslag.
  1. a
    Onderzoeksvraag en hypothese.
  2. b
    Materiaal en werkwijze, met de variabelen die je gelijk houdt.
  3. c
    Resultaten: tabel met herhalingen en gemiddelden.
  4. d
    Besluit en bespreking.
Zo wordt dit beoordeeld
Vraag en hypotheseMeetbaar; verwachting met reden.
Eerlijke proefEén variabele; blokjes uit dezelfde vorm, zelfde begintemperatuur en ruimte.
HerhalenMinstens drie blokjes per situatie; gemiddelde berekend.
VerslagAlle onderdelen; waarneming en interpretatie gescheiden.
2.15

Debat: 'Mijn opa rookte en werd 95'

Uitdagen3Argumenteren20 min
Tijdens een discussie zegt iemand: 'Mijn opa rookte elke dag een pakje en werd 95. Roken is dus niet zo schadelijk als ze zeggen.'
  1. a
    Waarom bewijst dit voorbeeld niet dat roken onschadelijk is? Gebruik woorden uit dit hoofdstuk.
  2. b
    Welke gegevens heb je nodig om de vraag 'Is roken schadelijk?' wel eerlijk te onderzoeken?
  3. c
    Geef een voorbeeld uit reclame of sociale media waarin één geval als bewijs wordt gebruikt. Hoe zou je het eerlijk testen?
Zo wordt dit beoordeeld
RedeneringGebruikt begrippen als herhalen, één meting, vergelijkingsgroep.
VoorbeeldEen herkenbaar voorbeeld met een eerlijk testplan.
ZelfevaluatieKleur per doel: lukt al / bijna / nog niet