STEM-projecten
De nieuwe didactiek (stem@school) leert ons dat S(cience – wetenschappen), T(echnology – technologie), E(ngineering – ontwerpen en programmeren) en M(athematics – wiskunde) onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Zonder T & E kan je niet aan wetenschappen doen. Je moet kunnen meten, data verzamelen. Dit doen wij aan de hand van sensoren die we besturen via microcomputers, vb Arduino, Raspberry Pi, …. Maar zonder wetenschap kan er ook geen T & E bestaan. Er moet een wetenschappelijk model zijn om op te bouwen.
In het vak STEM gaan we de uitdaging aan om een oplossing te zoeken voor maatschappelijke problemen waarbij we zowel S en M als T en E samen aanwenden. Binnen de STEM-projecten worden onderzoekscompetenties aangescherpt en -methodes, zoals de OVUR-methode, aangeleerd. Samen zoeken we uit op welke manier we het best te werk gaan om een prototype te bouwen. Het merendeel van onze STEM-projecten kadert in het thema duurzaamheid. We leren de principes ervan kennen en leren meer over begrippen zoals cradle-to-cradle, lineaire en circulaire economie.
1 STEM - Gezondheid
In het project 'Gezondheid: Beter voorkomen dan genezen!' laten we experts aan het woord die informatie geven over infectieziekten, bloedziekten, DNA, gezonde voeding en medicatie. Door zelf de bloedgroep van een patiënt te bepalen en het DNA uit een kiwi te isoleren, wordt de theorie veel duidelijker. De leerlingen maken zelf een campagnefilmpje om leeftijdsgenoten ervan bewust te maken.
Tijdens een bezoek aan Janssen Pharmaceutica zien zij laboranten aan het werk en brengen zij ook een bezoek aan de hondjes.
1 STEM - Micro:bit
De eerste stappen in het programmeren zet je via de Micro:bit. Principes zoals een selectie, een herhaling en variabelen komen uitgebreid aan bod. Ben jij klaar om de Micro:bit te programmeren zodat het eerlijk “kop of munt” kan dobbelen? Of speel je liever 'Blad, steen, schaar' tegen jouw Micro:bit?
We zullen deze mini-computer ook monteren op een wagentje, zodat je jouw eerste lijnvolger kan programmeren.
2 STEM - Enjoy the ride!
In dit project onderzoeken we de bewegingen, krachten en overbrengingen in attracties om deze te gebruiken in het ontwerp van onze eigen achtbaan. We gebruiken tijdens dit project het pretpark ‘Bobbejaanland’ als laboratorium. We onderzoeken de snelheid en g-kracht in enkele attracties. Ook hebben we aandacht voor de remsystemen en de veiligheid van de attracties.
Terug op school ontwerp je zelf een achtbaan, waarbij je let op een stevig framework, een goed werkende optakeling en enkele leuke onderdelen in de baan, zoals een looping. Aan de slag!
2 STEM - Vending machine
Een snoepautomaat ontwerpen die alle functies kan uitvoeren die jij wil! Hoe programmeer je het volgende met Arduino: als je op de drukknop duwt, begint de stappenmotor te draaien, zodat de snoepjes voor de ultrasone sensor komen en een zoemer aangeeft dat jouw gevraagde artikel in de lade onderaan terechtkomt?
Te donker? Dan laat je natuurlijk via een LDR een led-lampje branden in de lade. Een hele uitdaging… met een knap resultaat. STEM Heilig Graf… smaakt naar meer! ;)
3 STEM – Serre
In het serreproject gaan we op zoek naar de ideale groeivoorwaarden voor een aardbeienplant om zo een maximale oogst te garanderen. We onderzoeken het belang van over- en onderbemesting (chemie). Het belang van de bodemsoort wordt geanalyseerd (aardrijkskunde).
We onderzoeken ook het effect van over- en onderbelichting (biologie). We zetten regelkringen op aan de hand van Arduino, zodat we o.a. de CO2-toevoer en de temperatuur kunnen meten en regelen.
3 STEM - Revalidatie
Een prototype van een revalidatietoestel (dat de biceps traint) ontwerpen en bouwen, doen we in het derde jaar. We bestuderen eerst de anatomie van arm en schouder in de lessen biologie. Hiervan wordt een anatomisch model gebouwd. In de lessen fysica leren we over hefbomen en overbrengingen.
Deze info combineren we om een prototype van een revalidatietoestel te ontwerpen en te bouwen.
4 STEM - Waterzuivering
Ongezuiverd oppervlaktewater testen op een aantal parameters en vervolgens verschillende manieren van waterzuivering uitproberen: een heel belangrijk thema vermits waterschaarste een mondiaal probleem is.
We doen onderzoek naar bacteriën in vuil en zuiver water, zoeken het verschil uit tussen sterilisatie en pasteurisatie, leren over coagulatie en flocculatie. Dit alles resulteert in de bouw van een miniwaterzuiveringsinstallatie waarbij de verschillende manieren van waterzuivering (mechanisch, chemisch en biologisch) worden nagebootst.
4 STEM - Bioplastic
Maak een bioplastic, vertrekkend van melk of zetmeel en test deze op afbreekbaarheid, biodegradeerbaarheid en treksterkte. Dat is de challenge die onze vierdejaars krijgen. Een uitdaging die kadert binnen het thema duurzaamheid, organische chemie en kunststoffen.
Er worden verschillende recepten voor bioplastics met elkaar vergeleken. De bioplastics worden getest op chemische resistentie, biologische afbreekbaarheid en treksterkte. Vinden we een volwaardig alternatief voor plastic?
5 STEM - Drones
Bouw en programmeer een drone om de overstromingsgevoeligheid van een rivier in kaart te brengen. Een grootschalig en actueel project! Het verband onderzoeken tussen klimaatverandering, wateroverlast en de overheidsmaatregelen rond de betonstop. Analyse van de dronebeelden gebeurt met behulp van een karteringsprogramma QGIS.
Een mooie combi van aardrijkskunde, fysica, technologie en engineering.
5 STEM - Algen
Start en monitor een kweek van algen, oogst deze en test een zelf te kiezen toepassing van dit soort algen. Bij het algenproject moeten leerlingen goed in team samenwerken. Dit wordt vergemakkelijkt via de scrummethodiek. Het scumbord brengt alle taken overzichtelijk in beeld. Ieder team maakt een groeibox voor de algen. Er moet een medium gemaakt worden, de algengroei moet opgevolgd worden. Verschillende parameters moeten gemeten en opgevolgd worden met behulp van Arduino.
Het project kadert binnen het thema duurzaamheid. Algen hebben meerdere toepassingen binnen o.a. de voedingssector, cosmetica, brandstof … Het groene goud worden ze wel eens genoemd! Wij leggen de focus voornamelijk op algen als voedingsmiddel.
6 STEM - Meelwormen
De vleesindustrie vraagt veel van onze natuurlijke omgeving. De productie van vlees heeft een negatieve impact op het klimaat. Wij zoeken uit of meelwormen een volwaardige vervanger voor vlees kunnen vormen. Daarnaast analyseren we de impact van de meelwormenkweek op het milieu.
De leerlingen zetten een kweeksysteem voor meelwormen op dat zij continu monitoren aan de hand van een aantal parameters, zoals CO2, temperatuur, lichtintensiteit … We zoeken uit welk substraat het meest geschikt is. Eens de kweek goed verlopen is, proberen we aan de hand van chitine in de meelwormen bioplastics te maken. We maken zelf een aantal gerechtjes met meelwormen. Proef je een verschil?
6 STEM - Dubbelsterren
Het project dubbelsterren situeert zich voornamelijk binnen de vakken fysica en wiskunde in combinatie met programmeren. Binnen dit project wordt het gedrag van dubbelsterren bekeken aan de hand van data van de HERMES-spectograaf. Deze spectograaf bevindt zich op het eiland La Palma en is eigendom van de KU Leuven.
Verschillende parameters, zoals de snelheid van de dubbelster, de Kepleriaanse baan en de massa, worden geanalyseerd en berekend met behulp van Python.