Nederlandse Natuurkundige Vereniging & Leiden University FYSICA 2014, Leiden University April 1st, 2014 Focus Session: Education - Moderne fysica de school in Dit schooljaar zijn de leerlingen in 4 havo en 4 vwo gestart met het vernieuwde examenprogramma natuurkunde opgesteld door de commissie NiNa. Het nieuwe programma legt meer nadruk op moderne fysica en de relatie tussen context en concept. In het onderwijs kan een context verschillende rollen vervullen, zoals bijvoorbeeld het aanleren van concepten of juist het toepassen van concepten. Het nieuwe examenprogramma biedt bij uitstek universiteiten en bedrijfsleven een kans om te laten zien waar al die natuurkunde nu eigenlijk goed voor is. Dat vraag wel wat van het veld. In deze sessie wordt van verschillende kanten bekeken welke rol natuurkundigen uit het veld kunnen spelen bij het maken van de verbinding met het onderwijs. Programme:  Chris van Weert (UvA) – NiNa in context  Henk Cruijssen (Dutch Space) – Met Dutch Space de ruimte in  Wiendelt Steenbergen (UT) - Licht en geluid: klassiek-natuurkundige verschijnselen gecombineerd in een nieuwe medische beeldvormingstechniek  Bruno van Wayenburg - “Quick and dirty”, handgetekende animaties over wetenschap, lering en vermaak voor miljoenen Session leader: Wouter van Joolingen (UT & NNV-section Education) Abstracts: Chris van Weert (UvA) – NiNa in context Deze presentatie is een inleiding op het NiNa-programma en de rol die de natuurkundigen in onderzoek en bedrijf kunnen spelen om het programma tot een succes te maken. Leden van de NNV zouden, vanuit hun expertise en interesse, de actualiteit van de discipline, beroepsuitoefening en de didactiek op een informele manier kunnen delen met leraren en leerlingen. Dergelijke contacten kunnen ook een stimulans en hulp zijn bij de opzet en uitvoering van vernieuwings- en onderzoeksprojecten in de onderwijspraktijk op scholen. Via de website Natuurkunde.nl zouden dergelijke initiatieven en de uitkomst daarvan een brede verspreiding kunnen krijgen. Chris van Weert is emeritus hoogleraar theoretische natuurkunde aan de UvA en was voorzitter van de commissie NiNa die het nieuwe examenprogramma heeft vastgesteld. Henk Cruijssen (Dutch Space) – Met Dutch Space de ruimte in Geregeld halen de zonnepanelen die we bij Dutch Space ontwikkelen het nieuws. Bijvoorbeeld op 20 januari 2014 op nrc.nl: “Opluchting alom. Ruimtesonde Rosetta is weer wakker”. Deze ruimtesonde moet eind 2014 in een baan om een komeet worden gebracht. Dutch Space ontwikkelde de zonnepanelen om het weinige zonlicht dat Rosetta bereikt om te zetten in elektriciteit. Toch was het nodig om Rosetta gedurende ruim twee jaar in een soort winterslaap te houden. Dutch Space doet ook onderzoek naar propulsiesystemen en geschikte banen voor de lancering van satellieten. Hoe kun je zo efficiënt mogelijk een satelliet in een baan om de aarde brengen? Of een sonde op de maan laten landen? Bij dergelijke ontwerpproblemen komen verschillende aspecten en disciplines samen: natuurlijk fysische, maar ook financiële en technische. Hoe zorg je bijvoorbeeld dat de temperatuur van een instrument niet boven de 373 K komt, of niet te koud wordt (onder 80 K)? En wat gebeurt er met “long term storage” in de ruimte met mechanieken op weg naar Mars? Complexe mechanieken, die dan plotseling weer moeten werken na 2 jaar slapen. Kortom, aspecten van de fysica zullen de revue passeren bij elke fase van een ruimtevlucht. Bij veel van deze projecten zijn studenten betrokken die een deel van het onderzoek uitvoeren. Maar deze projecten kunnen ook een interessante context bieden voor leerlingen binnen het natuurkundeonderwijs. Bijvoorbeeld als onderwerp voor technisch 1 Nederlandse Natuurkundige Vereniging & Leiden University ontwerpen of voor een profielwerkstuk. In deze presentatie vertel ik over een aantal projecten waar Dutch Space aan werkt die als inspirerend voorbeeld kunnen dienen van een context binnen het vernieuwde examenprogramma natuurkunde. Henk Cruijssen is Systems Engineer Afdeling Technologie & Innovatie bij Dutch Space. Hij is afgestudeerd aan de TUD, afdeling Lucht- & Ruimtevaarttechnologie. Wiendelt Steenbergen (UT) – Licht en geluid: klassiek-natuurkundige verschijnselen gecombineerd in een nieuwe medische beeldvormingstechniek Als je informatie wilt verkrijgen uit diepliggend biologisch weefsel, ligt het niet voor de hand om licht te gebruiken: dat is als vissen in troebel water. Bell toonde echter al in 1880 aan dat lichtabsorberende materialen geluid kunnen genereren uit licht, waarbij het geluid informatie geeft over het licht en zijn interactie met de materie. Hij stelde een ‘photophone’ voor die op dit principe is gebaseerd. Wij hebben, ten behoeve van het onderwijs, een moderne versie hiervan gebouwd, die een lichtstraal daadwerkelijk hoorbaar maakt. In de presentatie zullen we dit apparaat demonstreren en daarbij laten zien hoe dit principe gebruikt wordt om een nieuwe vorm van medische beeldvorming te ontwikkelen. Wiendelt Steenbergen is hoogleraar ‘Biomedical Photonic Imaging’ aan de Universiteit Twente. Bruno van Wayenburg – “Quick and dirty”, handgetekende animaties over wetenschap, lering en vermaak voor miljoenen Wetenschapsjournalistiek en -onderwijs behandelen vaak complexe, abstracte en ruimtelijke begrippen, en dat geldt zeker voor de natuurkunde. Louter tekst is meestal niet geschikt om zulke concepten begrijpelijk uit te leggen. Illustraties, grafieken, animaties, en video kunnen daarbij behulpzaam zijn, maar de productie daarvan is vaak ingewikkeld, duur en tijdrovend, zeker in een onderwijs- of journalistieke omgeving. De opkomst van toegankelijke online videosites, zoals Youtube and Vimeo, heeft geleid tot een nieuw soort betaalbare en directe wetenschapscommunicatie. Youtubers zoals MinutePhysics, Vi Hart en ASAPscience gebruiken pen, papier, viltstift en hun eigen stem om handgemaakte animaties te maken over geavanceerde wetenschappelijke en wiskundige concepten. Met beknoptheid, humor en een originele aanpak bereiken ze een miljoenenpubliek. Deze video's zijn ook geschikt als prikkelend onderdeel van natuurkunde- en ander wetenschappelijk onderwijs. In de presentatie laat ik zien hoe de foto-akoestiek uit de presentatie van Wiendelt Steenbergen zo kort, speels en helder verduidelijkt kan worden. Bruno van Wayenburg is natuurkundige en freelance wetenschapsjournalist. De sessie wordt afgesloten met een discussie waarin het publiek en de sprekers ideeën uitwisselen over hoe – met behulp van de gedemonstreerde technieken - werkzame natuurkundigen in bedrijf en onderzoek kunnen bijdragen aan een beter begrip van moderne natuurkunde in het voortgezet onderwijs. 2