Experimenten en practica met Phyphox, Arduino en andere sensorsystemen

Experimenten en demonstraties zijn een essentieel onderdeel van STEM- en fysica-onderwijs. In deze nascholing bekijken we hoe je daarvoor draadloze sensorsystemen kan inzetten. Naast de mogelijkheden en beperkingen van de sensoren in een smartphone (voor druk, licht, versnelling, magnetische velden), maak je ook kennis met andere systemen, zowel meer open (Arduino) als gesloten, commerciële systemen.

Programma

Smartphones bevatten een brede waaier aan sensoren die heel nauwkeurig magnetische velden, druk, geluid, licht en versnellingen kunnen meten. Deze sensoren zijn op de meeste toestellen verrassend vlot uitleesbaar en de (gratis) app Phyphox maakt daar handig gebruik van. De app is beschikbaar in het Nederlands, zowel voor android als iOS. Op de website (phyphox.org) vind je heel wat voorbeeldexperimenten met ondersteunend lesmateriaal. Met deze app kan je een aantal klassieke fysicademonstraties en -practica, waarvoor vaak veel en duur materiaal nodig is, vervangen door experimenten waarbij de smartphone data verzamelt, visualiseert en opslaat. De metingen kunnen live worden geprojecteerd, maar ook achteraf verwerken is mogelijk. Door meerdere signalen tegelijk te meten, kan de app gemakkelijk verbanden leggen, ook tussen grootheden waarvoor normaal gezien twee aparte experimenten nodig zijn bij metingen met klassieke opstellingen.

In deze hands-on workshop bekijken we een aantal mogelijke proeven en bespreken we de voordelen van deze aanpak binnen de context van onderzoeksvaardigheden. Zo is bijvoorbeeld de druksensor meestal heel accuraat zodat je hiermee vlot hoogtes kan meten of experimenten rond de gaswetten kan uitvoeren. Een nadeel is dat je natuurlijk geen experimenten wil doen waarbij je telefoon stuk gaat (of deze van een leerling). Ook ontbreken bepaalde voor de hand liggende sensoren, zoals een temperatuursensor. In deze sessie bespreken we daarom ook enkele alternatieven: de Arduino Nano (die je via Bluetooth met de Phyphox-app kan verbinden) en twee losstaande, commerciële systemen (Pocketlab Voyager en Macmillan’s iOLab). Vervolgens kan je één of meerdere van deze systemen zelf uittesten.

Doelstellingen

Na het volgen van de nascholing

• schat je de mogelijkheden en beperkingen van sensorsystemen voor experimenten en practica in;
• ben je geïnspireerd om zelf toegankelijke experimenten met sensoren in je lessen te integreren;
• kies je een gepast sensorsysteem voor een doelgroep en lesonderwerp.

Doelgroep

De voorgestelde sensoren zijn vooral nuttig in fysica-onderwijs, hetzij binnen de vakken (toegepaste) fysica en natuurwetenschappen, hetzij in de context van STEM-projecten. De nascholing richt zich voornamelijk op leerkrachten die deze fysica- en STEM-inhouden geven.

Begeleiding

Philippe Smet (UGent) doet experimenteel onderzoek in de vastestoffysica naar lichtgevende materialen. Hij geeft les in verschillende bachelor- en masteropleidingen en is (mede)verantwoordelijk voor de stages en vakdidactiek in de educatieve masteropleiding in wetenschap en technologie: afstudeerrichting fysica en sterrenkunde.

Praktisch

Syllabus inbegrepen

Mee te brengen door cursist

Opgeladen laptop

Verwachte voorbereiding door deelnemer

Indien mogelijk: installeren van de app “Phyphox” op de smartphone (zie www.phyphox.org voor extra informatie)