Profielwerkstuk Technische Systemen

Profielwerkstuk Technische Systemen

Profielwerkstuk VWO 5/6 - Profiel Natuur & Techniek

Werktuigbouwkunde/Mechanical Engineering - - - TECHNISCHE SYSTEMEN Ontwerpen & Maken

EEN PRAKTIJKGERICHTE MODULE

Technische Systemen Profielwerkstuk Toegepaste Natuurkunde Ontwerpen en Maken Toegepaste Wiskunde Bedrijfsbezoeken Studiewijzer Community

Technische Systemen

Een technisch systeem heeft een functie in een bepaalde omgeving met bijbehorende prestatie, afmetingen en naam. Met sensoren wordt informatie over de omgeving en het systeem verkregen, die gebruikt wordt om via de besturing de toestand (plaats, richting, snelheid, status van werktuigen,…) van het systeem zo nodig te veranderen dat de functie wordt vervuld. Bij een optimale besturing van een voertuig, dat een route in een veranderende omgeving (weghelling, tegenwind,…) moet afleggen, wordt bijvoorbeeld gestreefd naar een balans tussen een minimaal energieverbruik en een minimale tijdsduur.

Een technisch systeem heeft als subsystemen: energie, aandrijving, besturing en platform, elk met een bijbehorende functie (subfunctie) en omgeving. Bij het ontwerpen zijn per subsysteem diverse alternatieven mogelijk. Er wordt bijvoorbeeld elektrische energie of chemische energie gebruikt. Stralingsenergie van de zon kan worden omgezet in elektrische energie. De aandrijving kan, naast het gebruik van een elektromotor of brandstofmotor, hydraulisch of pneumatisch zijn. Voor de aandrijving kan ook gebruik worden gemaakt van de bewegingsenergie van een gas of een vloeistof.

Om een beeld te krijgen van de samenhangende bewegingen binnen het systeem wordt een kinetisch schema gemaakt, waarbij de bewegende onderdelen met hun verbindingen, draaipunten, steunpunten (op het platform/frame) en afmetingen vermeld worden. Voor een translatie van een massa is een kracht en voor een rotatie van een massa is een moment nodig. Er kunnen per systeem meerdere subsystemen en dus schema’s mogelijk zijn. Bij een voertuig is een subsysteem voor de grootte ( subfunctie: toerental van de wielen regelen) en een subsysteem voor de richting (subfunctie: stand van de wielen regelen) van de snelheid aanwezig.

Profielwerkstuk

Studententeams (2 studenten VWO 5 of VWO 6) maken als toepassing van de theorie (natuurkunde en wiskunde) een profielwerkstuk (verkennend of afgerond) over een te selecteren technisch systeem. Als uitgangspunt worden de naam, omgeving , functie, prestatie en afmetingen vastgesteld. Daarna wordt het systeem met de bijbehorende kinetische schema’s ontworpen.

Van te selecteren onderdelen wordt aangeven hoe ze gemaakt worden. Hierbij wordt het traject CAD/Computer Aided Design (bij de ontworpen onderdelen hoort een 2 D of 3D file), CAM/Computer Aided Manufacturing (de 2 D of 3D file wordt gebruikt om gereedschapsbanen te genereren), post-processor (machine specificaties zoals toerental, maximale voeding en koeling worden ingevoerd; de gereedschapsbanen worden omgezet in een NC programmafile voor besturing van de bewerkingsmachine), simulatie, verificatie en optimalisatie (testen en eventueel bijstellen van de gereedschapsbanen en programmafile) en control (programmafile gebruiken voor het besturen van de bewerkingsmachine) doorlopen.
Naast automatische programmeren is ook handmatig programmeren mogelijk.
Als bewerkingen komen aan de orde:

  1. Draaien, frezen en snijden (verwijderen van materiaal)
  2. 3D printen (toevoegen van materiaal)
  3. Buigen, walsen, enz. (vervormen van materiaal).

Bij het 3 D printen wordt het ontworpen 3 D model opgedeeld in lagen (slices).

De machines, die deze bewerkingen uitvoeren , zijn technische systemen met een specifiek besturings- en communicatie systeem. Het besturingssysteem kan gebaseerd zijn op G-code.

Via zelf te organiseren bedrijfsbezoeken worden de teams over deze materie geïnformeerd en kunnen daarna aangeven hoe bepaalde onderdelen ontworpen en gemaakt worden.

De opgaven van ” Toegepaste Natuurkunde” en “Ontwerpen en Maken” zijn een inspiratiebron voor een te ontwerpen technisch systeem.

De in 5 VWO Natuurkunde behandelde theorie o.a. Arbeid, Energie en Elektromagnetisme is de basis van de opgaven Toegepaste Natuurkunde.

De teams komen met suggesties voor een te ontwerpen systeem. Het is zinvol om met de verschillende teams en docenten samen de resultaten te bespreken en de gemaakte keuzes eventueel bij te stellen !

Overzicht Technische Systemen (Ontwerpen). Per school wordt een overzicht van de profielwerkstukken (naam, omgeving, functie, prestatie en afmetingen) met de namen van de teams gemaakt.

De producten van producenten van o.a. CAD/CAM software en CNC-machines kunnen ook een inspiratiebron zijn voor een te kiezen profielonderwerp.

Op het gebied van ontwerpen en maken is het aanvullende lesmateriaal “Toegepaste Wiskunde” aanwezig.

Het maken van de opgaven is een goede voorbereiding op het eindexamen Natuurkunde en een te kiezen technische vervolgstudie!

Toegepaste Natuurkunde

Opgaven

  1. Vliegdekschip
    1. Onderzoek op welke wijze een vliegdekschip wordt aangedreven en welke energie daarvoor nodig is.
    2. Onderzoek op welke wijze een vliegtuigschip bestuurd wordt, zodat de snelheid (richting en grootte) geregeld kan worden.
  2. Gemaal

    In Den Oever wordt een gemaal gebouwd om water uit het IJsselmeer af te voeren. Prestatie: de 6 pompen kunnen op vol vermogen per seconde 275.000 liter water 3.4 meter hoog oppompen. De bladen van de pomp en de wanden van de pompbehuizing zijn zo ontworpen dat vissen die in de pomp belanden, daar nauwelijks last van hebben. Een zonnepanelenpark zorgt voor de benodigde energie.

    1. Bereken het nuttig vermogen van een pomp.
    2. Bereken hoeveel zonnepanelen er nodig zijn als de pompen op vol vermogen werken.
    Per zonnepaneel wordt 300 Watt geleverd.
    1. Onderzoek op welke wijze de pomp visvriendelijk ontworpen is .
    2. Teken het kinetisch schema van de pomp.
  3. Zeevogel (TU/e Bio-inspired soft robotics )

    Functie en omgeving. Een zeevogel stijgt vanuit stilstand op en vliegt naar het water. Boven het water wordt een vis gedetecteerd, gepakt en meegenomen naar het land.

    1. Onderzoek op welke wijze de aandrijving van de spieren, voor het bewegen (snelheid en richting) en pakken van de vis van de vogel, is georganiseerd.
    2. Onderzoek op welke wijze de sensoren van de zeevogel een vis kunnen detecteren.
    3. Teken de kinetisch schema’s voor het bewegen van de zeevogel en het pakken van de vis.
    4. Onderzoek welke bijbehorende bio-inspired technische systemen mogelijk zijn.
  4. Zonneauto (TU/e Automotive Technology)
    1. De luchtweerstand is evenredig met het kwadraat van de snelheid. De rolwrijving wordt verwaarloosd. Stel dat er twee snelheden mogelijk zijn: 50 en 100 km/h. De totale afstand is 500 km. Bij een optimale besturing van het voertuig wordt gestreefd naar een balans tussen een minimaal energieverbruik en een minimale tijdsduur. Er wordt x uur met 50 km/h gereden, met x van 0 naar 10. Voor het energieverbruik E geldt: E=Luchtweerstand x afstand.
    2. Bepaal de totale tijdsduur T en het energieverbruik E als functie van x.
    3. Bepaal de maximale tijdsduur Tmax en het maximale energieverbruik E max.
    4. Als de tijdsduur en het energieverbruik een gelijkwaardige rol spelen, bepaal dan de kwaliteit K met K=T/Tmax + E/Emax en onderzoek voor welke waarde van x de kwaliteit maximaal is.
  5. Elektromotor
    1. Geef een uitleg over de werking van de elektromotor.
    2. Onderzoek op welke wijze de onderdelen van de elektromotor gemaakt worden.
    3. Geef een uitleg over de werking van de seriemotor.
    4. Onderzoek op welke wijze de onderdelen van een seriemotor gemaakt worden. Bezoek de website van bijbehorende fabrikanten en onderzoek in welke situaties een seriemotor wordt gebruikt.
    In bepaalde situaties moet de aandrijfas over een bepaalde hoek kunnen draaien; er wordt dan een stappenmotor gebruikt.
    1. Geef een uitleg over de werking van de stappenmotor en onderzoek in welke situaties deze motor wordt gebruikt.
  6. Hydrauliek (toepassing van de elektromotor)

    Een elektromotor (of brandstofmotor) drijft een pomp aan, die olie uit een reservoir zuigt en onder hoge druk afvoert naar een hydromotor. De zuiger van deze motor levert een grote aandrijfkracht; bij een dubbelwerkend systeem kan de zuiger in twee richtingen deze kracht leveren. Deze aandrijftechniek wordt bij graafwerkzaamheden gebruikt om de bovenbouw, giek, arm ,bak en rupsbanden te bewegen.

    1. Onderzoek de functie van de bovenbouw, giek, arm, bak en rupsbanden.
    2. Onderzoek op welke wijze de giek, arm en bak vanuit een bepaalde beginsituatie moeten bewegen om op een bepaalde plaats te kunnen graven.
    3. Teken het kinetisch schema.
    In de natuur worden door verschillende dieren, op kleinere schaal , ook graafwerkzaamheden uitgevoerd. (TUD BioMechanical Design).
    1. Selecteer enkele dieren en teken het bijbehorende kinetisch schema.
    2. Onderzoek welke bijbehorende bio-inspired technische systemen je kunt ontwerpen.
  7. Dynamo
    1. Geef een uitleg over de werking van de dynamo.
    2. Onderzoek op welke wijze de onderdelen van een dynamo gemaakt worden. Bezoek de website van bijbehorende fabrikanten.
  8. Windmolen (RUG renewable energy system)

    Een windmolen of windturbine zet de bewegingsenergie of kinetische energie van de lucht via de rotorbladen (wieken), die op een rotor –as zitten , een versnellingskast (om een hoger toerental te krijgen) en een dynamo of generator, om in elektrische energie. Vaak is een transformator aanwezig om de spanning om te zetten in de spanning van het stroomnetwerk. Het besturingsysteem zorgt dat de rotor bij de juiste windkracht, via elektromotoren, in de goede richting staat en kan draaien.
    Bij te harde wind wordt de rotor op de rem gezet.
    Volgens de wet van Betz kan niet alle bewegingsenergie van de lucht worden omgezet in elektrische energie.
    Dit proces wordt door de besturing geregeld op basis van informatie uit de omgeving. Er zijn diverse fabrikanten van windmolens.

    1. Teken het kinetisch schema.
    2. Onderzoek de bewijsvoering van de wet van Betz.
    3. De straal van de rotor is 45 m. De windsnelheid is 10 m/s. Het rendement is 50%. Een gezin verbruikt per jaar 3340 kWh. Toon aan dat de windmolen 1.6 uur moet draaien.
    4. Selecteer enkele fabrikanten van windmolens en beschrijf het technisch systeem met bijbehorende componenten.
      Vermeld bij de besturing hoe de informatie uit de omgeving wordt verkregen.
    5. Onderzoek op welke wijze bepaalde onderdelen van de componenten gemaakt worden.
  9. Regeneratief remmen

    Bij het remmen, van een elektrisch aangedreven voertuig, kan gebruik worden gemaakt van regeneratief remmen.

    1. Onderzoek op welke wijze dit georganiseerd wordt en noem de voordelen.
    2. Onderzoek bij welke voertuigen deze optie aanwezig is.
  10. Waterkrachtcentrale (RUG renewable energy system)

    Water stroomt naar beneden. De bijbehorende bewegingsenergie wordt via een dynamo omgezet in elektrische energie. Er kan ook gebruik worden gemaakt van stromend water dat ontstaat i.v.m. eb en vloed: de getijdencentrale.

    1. Selecteer een getijdencentrale. Beschrijf het systeem en de componenten.
    2. Onderzoek op welke wijze diverse componenten gemaakt worden.
  11. Studententeams

    De universitaire opleiding Werktuigbouwkunde/Mechanical Engineering wordt verzorgd door de TU Delft, TU Eindhoven, University of Twente en Rijksuniversiteit Groningen.

    1. Bezoek de websites van de bijbehorende studierichtingen en selecteer te ontwerpen technische systemen.
    2. Studententeams ontwerpen, maken en bouwen met behulp van het bedrijven diverse technische systemen en doen mee met internationale wedstrijden. Bezoek de bijbehorende websites, onderzoek welke projecten actueel zijn en selecteer te ontwerpen technische systemen.
  12. Overzicht technische systemen (Ontwerpen)
    1. Maak een overzicht van te ontwerpen Technische Systemen op basis van bovenstaande opdrachten.
    2. Kolomindeling: naam, omgeving, functie, prestatie, afmetingen, diversen en locatie*
      * locatie van een te bezoeken gerealiseerd technisch systeem of gerelateerd bedrijf.
      Het energieverbruik kan eventueel berekend worden!

Ontwerpen en Maken

Opgaven

  1. CAD: Solid Works.
    1. Bezoek: 3D CAD, Simulation, Robot Programmer en Motion Studies.
    2. Wat zijn features, hoe zijn ze opgebouwd en op welke wijze worden ze gebruikt.
    3. Selecteer te ontwerpen systemen en te maken onderdelen (part/assembly).
  2. CAM: Mastercam, CAMWorks en Edgecam.
    1. Bezoek de websites.
    2. Selecteer te ontwerpen systemen.
  3. Simulatie, verificatie en optimalisatie : Vericut, NCSIMUL en MachineWorks.
    1. Bezoek de websites.
    2. Onderzoek op welke wijze de simulatie, verificatie en optimalisatie gerealiseerd worden.
    3. Selecteer te ontwerpen systemen.
  4. Maakindustrie.

    Machinebesturing en communicatie CNC machines (draaien, frezen, snijden, 3 D printen, buigen en walsen).

    1. Selecteer fabrikanten en bezoek de websites.
    2. Onderzoek, per fabrikant, voor welke sectoren de machines onderdelen maken.
    3. Selecteer te ontwerpen systemen.
    4. Selecteer per bewerking, met een CNC machine, te bezoeken bedrijven in de regio. Vermeld de bedrijven in het overzicht Bedrijfsbezoeken (Maken).
  5. Mathworks
    1. Bezoek de website.
    2. Bestudeer: Exoskelet, autonomous drone,…
    3. Bestudeer: Physical Modeling,…
    4. Selecteer te ontwerpen systemen.
  6. Agrobots (RUG smart factories)

    Onder “agrobots” verstaat men autonome systemen voor gebruik in de land- en tuinbouw. Dat kunnen volledige robots zijn, maar ook autonome werktuigen die achter een tractor gebruikt worden. De overstap naar natuurvriendelijke kringlooplandbouw met agrobots is niet alleen bedoeld om de landbouw efficiënter maken. Het moet ook zorgen dat boeren op een duurzame manier geld kunnen blijven verdienen, rekening houdend met alle ontwikkelingen in de arbeidsmarkt.

    Dit is te realiseren door de inzet van agrobots bij:
    Autonome ziekte-detectie in aardappels , autonome bestrijding van onkruid met samenwerkende drones, gerobotiseerde oogst van zachte fruitgewassen en autonome gewasgroei monitoring. Bij de oogst moet de robot het juiste voorwerp zien, er naar toegaan, oppakken, verplaatsen en neerleggen; hierbij wordt gebruik gemaakt van AI (kunstmatige intelligentie).

    1. Onderzoek op welke wijze, bij een appelpluk robot, de appel herkent wordt en beoordeeld wordt op rijpheid.
    2. Onderzoek op welke wijze bij een appelpluk robot, waarbij de appel niet stil hangt, de aandrijving en besturing van het voertuig en de grijper gerealiseerd worden.
    3. Selecteer te ontwerpen systemen.
  7. Er is een overzicht Technische Systemen (Ontwerpen)
    1. Vul dit overzicht aan met de in opdracht 13 t/m 18 geselecteerde systemen.

      Elk team heeft de overzichten Technische Systemen (Ontwerpen) en Bedrijfsbezoeken (Maken) opgesteld.
  8. Bespreek, in een gezamenlijke bijeenkomst, met alle teams en docenten (Natuurkunde en Wiskunde) de afzonderlijke overzichten, stem dit op elkaar af, selecteer en maak een totaal overzicht met per technisch systeem het bijbehorende team of teams. Maak afspraken over de organisatie van de bedrijfsbezoeken.

Toegepaste Wiskunde

In opdracht 13 heb je kennis gemaakt met SOLID WORKS.
Bij het ontwerpen wordt daarbij gebruik gemaakt van polylines (plines), waarbij een serie van lijn (line)- of boog (arc) segmenten met elkaar zijn verbonden.
De bijbehorende pline wordt behandeld als een object.

  1. Pline

    Binnen een OXY- assenstelsel is gegeven een cirkel met middelpunt M(0,0) en straal r=4. Vanuit C (6,6) worden raaklijnen aan de cirkel getekend met raakpunten A en B.

    Een pline loopt van C via CA, boog AB en BC naar C.
    1. Teken de situatie in een Oxy-vlak.
    2. Bereken de plaats van A en B.
    3. Teken de pline.
    4. Bereken de lengte van de pline en het oppervlak dat wordt ingesloten door de pline.
  2. Spline

    Er zijn ook curves, die door punten (fit points) of vlakbij bepaalde punten (2 D: control points en 3 D: control vertices) gaan. In de aansluitpunten kan de overgang vloeiend of glad (smooth) zijn.
    De bijbehorende curve is een smooth polyline of spline.
    De punten A (4,6) en B(12,10) worden, via het schakelpunt S(6,8), verbonden door een spline, die bestaat uit twee delen van de kwadratische functies f1 en f2. De afgeleide in S is 4.

    1. Geef de vergelijkingen van f1 en f2.
    2. Teken de situatie in het Oxy-vlak.
  3. Bézierkrommen

    Een bézierkromme (of béziercurve) is een parametrische kromme, bepaald door twee of meer punten in een vlak of ruimte, die het eerste punt verbindt met het laatste, vertrekkend in de richting van het tweede punt, steeds de richting aanpassend naar een volgend punt, en aankomend bij het laatste vanuit de richting van het voorafgaande punt. De parametrische voorstelling wordt gegeven door het algoritme van Paul de Casteljau. In hogere dimensies bestaan ook bézier-oppervlakken met overeenkomstige eigenschappen.
    De bézierkromme is een spline.

    De “control points” C1 (2,2), C2 (4,6) en C3 (8,2) worden verbonden door de “segments” C1C2 en C2C3. Op tijdstip t=0 sec gaat punt P van C1 naar C2 en punt Q van C2 naar C3 bewegen. P en Q hebben daarbij een constante snelheid en bewegingstijd T.

    Op het lijnstuk PQ ligt punt B. B is een punt van de Bézierkromme. Voor elk tijdstip t geldt: PB/PQ=C1P/C1C2=C2Q/C2C3.

    1. Teken de situatie in het Oxy-vlak op t=0 sec.
    2. Teken de plaats van P, Q en B op t=0, 2, 4, 6, 8 en 10 sec. T=10 sec.
    3. Teken de Bézierkromme.
    4. Geef de bewegingvergelijkingen van de Bézierkromme.

    Bij het tekenen van letters op het computerbeeldscherm wordt gebruik gemaakt van de Bézierkromme (zie: eindexamen VWO 2022 Wiskunde B 1e tijdvak: vraag 4 t/m 7).

    1. Maak de bijbehorende opdrachten.

    Als B een punt van een voertuig, robotgrijper of gereedschap (tool) is, dan is de bézierkromme van belang bij het plannen van paden (path planning) in een omgeving met hindernissen.

    1. Toon dit aan met bijbehorende toepassingen.
  4. Bewerken van materiaal

    De bewerking vervormen van materiaal (buigen van metalen platen) wordt behandeld in het eindexamen VWO 2023 Wiskunde B 1e tijdvak: vraag 4 t/m 7.

    1. Maak de bijbehorende opdrachten.

    De uitslag van een holle balk, cilinder of kegel is de bijbehorende afbeelding in het platte vlak. De afbeelding kan door de bewerking snijden uit een plaat worden gemaakt. De bewerking vervormen, eventueel gevolgd door lassen, zorgt dat het lichaam wordt gerealiseerd.

    1. Teken de uitslagen van de voorwerpen.
    2. Teken de lichamen.
  5. Trochoïde

    Een trochoïde is een kromme, die wordt beschreven door een punt dat zich op een bepaalde afstand van het middelpunt van een cirkel bevindt, wanneer de cirkel over een andere kromme of lijn rolt.

    Het middelpunt M van een cirkel, met straal r beweegt zich met een constante snelheid v in het Oxy-vlak langs de lijn y=5. P is een punt op de omtrek van de cirkel en doorloopt de omtrek van de cirkel met een constante baansnelheid . Voor P geldt: x(t)=t+2 sin(t) en y(t)=5-2cos(t). Met t van 0 naar 2?. Plaatsen in cm en tijd in sec. Hoek in radialen. Gebruik je grafische rekenmachine.

    1. Teken in het Oxy-vlak de lijnen y=3, y=5 en y=7 en de baan van P
    2. Leg uit dat P eerst naar rechts (positieve X-as) en naar boven (positieve Y-as) gaat tot y=7 en daarna gaat dalen.

    Als er 4 punten, waaronder P, regelmatig verdeeld op de omtrek van de cirkel aanwezig zijn, zullen de bijbehorende banen een verschuiving zijn van de baan van P.

    Voor x(t) van de betreffende punten Q, R en S geldt: x(t)= t+0.5 ? +2 sin(t), x(t)=t + ? +2 sin(t) en x(t)=t+1.5 ?

    1. Teken in het Oxy-vlak de banen van P,Q, R en S.

    De punten op de omtrek van de cirkel worden het centrum van de tanden met scherpe snijvlakken. Samen vormen zij een frees waarmee het mogelijk is om materiaal (spaanders) weg te snijden. De baansnelheid is de snijsnelheid. De snelheid van het middelpunt is de voeding.

    1. Onderzoek op welke wijze het verspaningsvolume per minuut verhoogd kan worden en gebruik daarbij de verspaningsfactoren: snijsnelheid, voeding en snijdiepte.

Bedrijfsbezoeken

Om kennis te maken met de praktijk worden bedrijven uit de maakindustrie bezocht.
Een aantal relevante bedrijven staat vermeld op de website Student & Techniek: Bedrijven.
Het CAD/CAM traject voor het ontwerpen en maken van een bepaald product , met doelgroep, wordt in kaart gebracht.
Bij het maken komen als bewerkingen aan de orde:

  1. draaien, frezen en snijden (verwijderen van materiaal)
  2. 3D printen (toevoegen van materiaal)
  3. buigen, walsen, enz. (vervormen van materiaal)

De bijbehorende CNC-programmering van de machines wordt besproken.
De gemaakte opgaven bij Ontwerpen en Maken zijn een goede voorbereiding!

Diverse bedrijven maken deel uit van de smart industry, waarbij digitalisering van de productieketen plaats vindt. Bezoek een bedrijf uit deze sector.

Smart industry (RUG smart factories). .

Een verslag van het bedrijfsbezoek is een onderdeel van het profielwerkstuk.

Opgave

  1. Bedrijfsbezoeken
    1. Bespreek de gemaakte opgaven bij “Ontwerpen en Maken”.
      Formuleer de leerdoelen van het bedrijfsbezoek met bijbehorende vragen voor medewerkers van de te bezoeken bedrijven.
    2. Selecteer te bezoeken bedrijven en overleg met de bedrijven of de leerdoelen van het bezoek realiseerbaar zijn of aangepast moeten worden. Leg leerdoelen vast.
    3. Plan voor 2 teams en 2 docenten een bezoek aan het bedrijf.
    4. Bezoek het bedrijf.
    5. Maak een verslag van het bedrijfsbezoek, bespreek dit met het bedrijf en maak een eindversie (ook voor het bedrijf).
    6. Bespreek de verslagen met de andere teams, stem af en maak je PROFIELWERKSTUK TECHNISCHE SYSTEMEN.

    Smart Industry. Binnen de maakindustrie wordt hierbij gebruik gemaakt van digitalisering van de productieketen. Bij de bedrijfsbezoeken kun je hier keenis meemaken

Studiewijzer

In het examenprogramma van Natuurkunde komen de examenonderdelen Mechanica, Elektriciteit, Magnetisme en Energievoorziening in 5 VWO aan de orde.
In het kader van denkwijzen kan de student redeneren met systemen en in het kader van werkwijzen formuleert de student ontwerpvragen.
Met betrekking tot zelfontwikkeling zijn bedrijfsbezoeken een optie.
Bij Wiskunde B is digitaal gereedschap en onderzoek met modellen zoals CAD/CAM van belang. Voor het vak O&O wordt, mede als voorbereiding op een vervolgopleiding, door de studenten contact gezocht met een externe opdrachtgever.
Dit kunnen regionale bedrijven op het gebied van Werktuigbouwkunde/Mechanical Engineering zijn.

Bij het realiseren van de module TECHNISCHE SYSTEMEN Ontwerpen & Maken is samenwerking van de vakgroepen Natuurkunde, Wiskunde, O&O en Biologie (Bio-inspired Ontwerpen) binnen de school zinvol en effectief. Relevante bedrijven worden geselecteerd en bijbehorende bedrijfsbezoeken voor de vakken Natuurkunde, Wiskunde B , O&O en Biologie worden georganiseerd.

Per school ontstaan de afgestemde overzichten: Technische Systemen (Ontwerpen) en Bedrijfsbezoeken (Maken). Dit maakt het organiseren van bedrijfsbezoeken doeltreffender.

In 5 VWO kan bij het vak Natuurkunde, ter verdieping van de examenonderdelen: Mechanica, Elektriciteit, Magnetisme en Energievoorziening, en als voorbereiding op het bijbehorende profielwerkstuk of de meesterproef (O&O ) in 6 VWO, de Pre-Module Technische Systemen worden uitgevoerd.

Pre-Module Technische Systemen (5 VWO).
Gedurende een periode van twee weken (maart/april of ..) worden de opgaven 1 t/m 10 van Toegepaste Natuurkunde en de opgaven 13 t/m 15 van Toegepaste Wiskunde, in overleg met de docent Wiskunde B, bij Natuurkunde in de klas gemaakt en besproken.
Tevens wordt, ter kennismaking met CAD/CAM, een regionaal bedrijf geselecteerd en dat later bezocht kan worden. Indien het vak O&O wordt gegeven, worden de bijbehorende docenten (Natuurkunde, Wiskunde B, O&O en Biologie) bij de selectie betrokken.

De Pre-Module Technische Systemen (5 VWO) is een goede voorbereiding voor een profielwerkstuk Technische Systemen in 6 VWO en de vervolgstudie Werktuigbouwkunde/Mechanical Engineering.

De student Natuurkunde is deskundige op het gebied van Technische Systemen en Ontwerpen (Toegepaste Natuurkunde), de student Wiskunde B op het gebied van Ontwerpen/Maken of CAD/CAM (Toegepaste Wiskunde), de student O&O op het gebied van Ontwerpen en (afhankelijk van het onderwerp) de student Biologie op het gebied van Bio-inspired Ontwerpen.

De docenten van de bijbehorende vakken ervaren de samenhang tussen de vakken en kunnen dit gebruiken bij het verzorgen van hun lessen en maken van toetsen.

Een bijbehorend verslag maakt deel uit van het profielwerkstuk of de meesterproef welke in 6 VWO worden gemaakt over een te selecteren Technisch Systeem.

OPTIES TEAMSAMENSTELLING:

Optie Student Expertise
Optie A.
Natuurkunde Tech. Systemen en Ontwerpen
Wiskunde B CAD/CAM; Ontwerpen en Maken
Optie B. Indien O&O als keuzevak gekozen is
Natuurkunde en O&O Tech. Systemen en Ontwerpen
Wiskunde B CAD/CAM; Ontwerpen en Maken
Optie C. Indien Biologie als keuzevak gekozen is
Natuurkunde en Biologie Tech. Systemen en Bio-Inspired Ontwerpen
Wiskunde B CAD/CAM; Ontwerpen en Maken

Community (optie)

Bij het traject kan een Community worden toegevoegd,zodat de studenten en docenten van diverse scholen kennis en ervaringen kunnen delen om nog betere prestaties te bereiken.

Per school, met bijbehorende naam en plaatsnaam, is/wordt een overzicht Technische Systemen (Ontwerpen) gemaakt met de kolomindeling naam, omgeving, functie, prestatie, afmetingen, diversen en locatie van een te bezoeken gerealiseerd technisch systeem of gerelateerd bedrijf.

Het overzicht Technische Systemen wordt aangevuld met de namen van de studenten en docenten om overleg en afstemming binnen de Community tussen de teams en docenten mogelijk te maken.

Binnen de digitale leeromgeving is een door de docenten van de verschillende scholen in te vullen overzicht Technische Systemen aanwezig. De docenten worden uitgenodigd om dit in te vullen.

Andere activiteiten binnen de Community: nader in te vullen.

naar Homepage