Zoeken

De eerste stap op de weg naar wetenschappelijk modelleren is om een probleemsituatie op een geschikte manier te leren beschrijven met behulp van wetenschappelijke symbolen, wiskundige relaties en grafieken.1

Het examenprogramma natuurkunde vwo omvat het nieuwe domein quantumwereld.1 Deze wereld wordt bevolkt door een groot aantal modellen: het Bohr model van het atoom, het fotonmodel van licht, het quantummodel van een deeltje. In de natuurwetenschap hebben deze modellen een stevige basis, maar bij eerste kennismaking zijn deze modellen abstract en vreemd.

Een dynamisch model beschrijft het gedrag van een systeem in de tijd en wordt gekenmerkt door:1

De begintoestand van het systeem; De factoren die van invloed zijn op de verandering van de toestand; De tijdstap waarin de verandering plaatsvindt; De recursieve regel: nieuwe toestand := oude toestand + verandering.

Voorbereiding Inventarisatie voorkennis
en vaardigheden

oriëntatie voorbeeld: valbeweging

Leerlingen voeren in groepjes een experiment uit om de valversnelling te bepalen, bijvoorbeeld met behulp van videometen.

Uitgaande van de veronderstelling dat de valversnelling g een constante is, kan voor gegeven startwaarden de valbeweging stapsgewijze worden geconstrueerd door Tabel 2 van rechts naar links in te vullen.

De berekening van de valbeweging in opeenvolgende tijdstappen, zoals uitgewerkt in Tabel 2, kan gesystematiseerd worden in een iteratiefrekenmodel.1

Om het model van de valbeweging zonder wrijving te valideren kunnen leerlingen de berekende uitkomsten van het model vergelijken met:

Het rekenmodel voor de valversnelling is door te rekenen met behulp van de computer. Daarvoor is speciale software beschikbaar. Bij deze modelleerprogramma's wordt onderscheid gemaakt tussen ‘tekstgebaseerde’ en ‘grafische’ omgevingen. In de modelleeromgeving Coach1 kan een model zowel in tekstmodus als in grafische modus opgesteld worden.