Hoofdstuk 6. Technische inzichten
6.1 Wat is techniek?
Techniek wordt vaak geassocieerd met ingewikkelde apparatuur en ‘hightech’.
Maar ook een boek, een schaar en een stoel zijn voorbeelden van techniek. Juist
het maken en onderzoeken van alledaagse voorwerpen brengt techniek dichter
bij de leefwereld van kinderen. Je kunt technische producten ordenen in een groot
aantal technische gebieden. In het basisonderwijs staan vier technische gebieden
centraal, namelijk constructies, transport, productie en communicatie. Er is geen
strikte scheiding tussen deze vier gebieden.
Constructies. Bij het gebied constructies gaat het om het maken en
onderzoeken van structuren. Elk product heeft een structuur: een unieke
combinatie van vormen, materialen en verbindingen in relatie tot een functie. Bij
het maken van grote constructies heb je te maken met interne krachten en
externe krachten. Het is dus belangrijk om te letten op de stevigheid en stabiliteit
van constructies. Je kunt vaste en beweegbare constructies onderscheiden. Om
stevigheidprincipes te onderzoeken, wordt er vaak gekozen voor het onderzoeken
van vaste constructies.
Transport. Transporteren is een bewegingsactiviteit om mensen, materialen
en energie van de ene plaats naar de andere te brengen. Daarbij worden
vervoersmiddelen gebruikt die over transportwegen gaan met behulp van diverse
vormen van energie. Hiernaast gaat het over de infrastructuur van transport. De
nadruk ligt echter wel op vervoersmiddelen en beweegbare constructies en de
wijze waarop deze technische producten voortbewegen.
Productie. Produceren is de activiteit waarbij materialen worden omgezet
in bruikbare producten. Het proces van het maken staat hierbij centraal.
Tegenwoordig kennen we veel geautomatiseerde productielijnen waarbij
producten in serie worden gemaakt en vervolgens verspreid en verkocht worden.
Bij productie komt het bewerken en verrijken van ruwe materialen aan de orde.
Ook gaat het om recycling.
Communicatie. Bij communicatie gaat het om het vervoeren van
informatie. Een zender stuurt een bepaalde boodschap naar een ontvanger. Vaak
worden daarvoor technische hulpmiddelen gebruikt. Onder het gebied
communicatie valt ook de communicatie tussen apparaten onderling. Sensoren
spelen daarbij een belangrijke rol. Als de sensor van een beveiligingssysteem een
bepaalde beweging waarneemt, zal het elektrische signaal een alarmsysteem in
werking zetten.
6.2 Constructies
6.2.1 Een stevig huis
Probleemstelling: Hoe kun je met alleen kranten en een paar stukjes plakband
een stevig krantenhuis maken waar één persoon in past? Krantenpapier zelf is
slap materiaal en niet geschikt voor een dragende constructie, maar als je deze
stevig oprolt en met een stukje plakband vastmaakt, krijg je stokken die wel
stevig genoeg zijn om een dak van krantenpapier te kunnen dragen. Bij het
oplossen van dit technische probleem hebben de kinderen gebruik gemaakt van
en geëxperimenteerd met verschillende materialen, verbindingen en vormen. Al
doende hebben de kinderen een aantal stevigheidprincipes ontdekt. Ze
ontdekten dat de driehoeksvorm veel stevigheid biedt en dat een bepaald profiel
stevigheid geeft aan dun materiaal.
6.2.2 Materialen
, Materiaal is de stof waarvan een voorwerp gemaakt is. Je kunt onderscheid
maken tussen natuurlijke materialen en kunstmatige materialen. Kunstmatige
materialen kun je alleen maar verkrijgen door eerst een grondstof te bewerken,
bijvoorbeeld plastic. Ruwe materialen worden bewerkt tot bruikbare
halffabricaten.
Welk materiaal je kiest voor een product is afhankelijk van de functie van
het product. Je kiest voor materialen met bepaalde eigenschappen die passen bij
de eisen die aan het product worden gesteld. Bij constructies is het met het oog
op de stevigheid vaak belangrijk om materialen te kiezen die van zichzelf een
bepaalde stijfheid hebben en die bestand zijn tegen allerlei krachten zoals het
gewicht van een bepaalde constructie en de mate waarin de constructie belast
wordt. Deze criteria gaan echter lang niet altijd op, omdat er behalve stevigheid
vaak ook andere, soms tegenstrijdige, eisen aan het materiaal van een
constructie worden gesteld.
Vaak is een bepaald materiaal niet helemaal optimaal voor de functie waar
het voor bedoeld is. Daarom zoekt men voortdurend naar manieren om de
eigenschappen van materialen te verbeteren. Een manier om dat te bereiken, is
door materialen met elkaar te combineren. Een andere manier is door materialen
te mengen. Verschillende soorten metalen worden vaak met elkaar gemengd
waardoor een metaalmengsel wordt verkregen met nieuwe eigenschappen. Dit
noem je een legering. Een bekende legering is roestvrij staal.
6.2.3 Verbindingen
Om een constructie te verkrijgen moet je losse halffabricaten met elkaar
verbinden. Welke soort verbinding je kiest, heeft te maken met de gewenste
eigenschappen van de constructie die je wilt maken. Er zijn
materiaalverbindingen, vormverbindingen en voorwerpverbindingen.
Bij een materiaalverbinding wordt los materiaal gebruikt om onderdelen
aan elkaar te bevestigen, bijvoorbeeld lijn, cement of gesoldeerde verbindingen.
Deze verbindingen zijn star en laten geen beweging toe tussen de onderdelen die
ze verbinden.
Bij een vormverbinding gebruik je de vorm van twee onderdelen om een
verbinding te maken, bijvoorbeeld een legpuzzel of legosteentjes.
Vormverbindingen zijn demontabel, je kunt ze uit elkaar halen en weer in elkaar
zetten. Ze zijn over het algemeen star en zorgen daardoor voor een stevige
constructie.
Bij een voorwerpverbinding gebruik je een voorwerp om een verbinding te
maken. Denk maar aan een nietje of je schoenveters. Een
voorwerpverbinding kan vast zijn, maar ook losneembaar. In veel apparaten is
het zo dat de onderdelen wel goed aan elkaar vast moeten zitten, maar dat ze
ook ten opzichte van elkaar moeten kunnen bewegen. In dergelijke gevallen
bieden beweegbare verbindingen uitkomst.
6.2.4 Vormen
De stevigheid van de constructie hangt naast de materialen en verbindingen in
belangrijke mate af van de vormen die worden toegepast binnen een constructie.
Een driehoeksconstructie is het meest vormvast en daarmee ook het
sterkst. In veel dragende constructies zijn deze driehoeken toegepast. Als je op
een van de hoeken van een driehoeksconstructie duwt, ontstaan er drukkrachten
in de daaraan verbonden schuine zijden. Deze kun je visualiseren met twee naar
elkaar toe gerichte pijlen. Tegelijkertijd ontstaan er trekkrachten in de
tegenoverliggende zijde. Trekkrachten kun je visualiseren met twee pijlen die van
6.1 Wat is techniek?
Techniek wordt vaak geassocieerd met ingewikkelde apparatuur en ‘hightech’.
Maar ook een boek, een schaar en een stoel zijn voorbeelden van techniek. Juist
het maken en onderzoeken van alledaagse voorwerpen brengt techniek dichter
bij de leefwereld van kinderen. Je kunt technische producten ordenen in een groot
aantal technische gebieden. In het basisonderwijs staan vier technische gebieden
centraal, namelijk constructies, transport, productie en communicatie. Er is geen
strikte scheiding tussen deze vier gebieden.
Constructies. Bij het gebied constructies gaat het om het maken en
onderzoeken van structuren. Elk product heeft een structuur: een unieke
combinatie van vormen, materialen en verbindingen in relatie tot een functie. Bij
het maken van grote constructies heb je te maken met interne krachten en
externe krachten. Het is dus belangrijk om te letten op de stevigheid en stabiliteit
van constructies. Je kunt vaste en beweegbare constructies onderscheiden. Om
stevigheidprincipes te onderzoeken, wordt er vaak gekozen voor het onderzoeken
van vaste constructies.
Transport. Transporteren is een bewegingsactiviteit om mensen, materialen
en energie van de ene plaats naar de andere te brengen. Daarbij worden
vervoersmiddelen gebruikt die over transportwegen gaan met behulp van diverse
vormen van energie. Hiernaast gaat het over de infrastructuur van transport. De
nadruk ligt echter wel op vervoersmiddelen en beweegbare constructies en de
wijze waarop deze technische producten voortbewegen.
Productie. Produceren is de activiteit waarbij materialen worden omgezet
in bruikbare producten. Het proces van het maken staat hierbij centraal.
Tegenwoordig kennen we veel geautomatiseerde productielijnen waarbij
producten in serie worden gemaakt en vervolgens verspreid en verkocht worden.
Bij productie komt het bewerken en verrijken van ruwe materialen aan de orde.
Ook gaat het om recycling.
Communicatie. Bij communicatie gaat het om het vervoeren van
informatie. Een zender stuurt een bepaalde boodschap naar een ontvanger. Vaak
worden daarvoor technische hulpmiddelen gebruikt. Onder het gebied
communicatie valt ook de communicatie tussen apparaten onderling. Sensoren
spelen daarbij een belangrijke rol. Als de sensor van een beveiligingssysteem een
bepaalde beweging waarneemt, zal het elektrische signaal een alarmsysteem in
werking zetten.
6.2 Constructies
6.2.1 Een stevig huis
Probleemstelling: Hoe kun je met alleen kranten en een paar stukjes plakband
een stevig krantenhuis maken waar één persoon in past? Krantenpapier zelf is
slap materiaal en niet geschikt voor een dragende constructie, maar als je deze
stevig oprolt en met een stukje plakband vastmaakt, krijg je stokken die wel
stevig genoeg zijn om een dak van krantenpapier te kunnen dragen. Bij het
oplossen van dit technische probleem hebben de kinderen gebruik gemaakt van
en geëxperimenteerd met verschillende materialen, verbindingen en vormen. Al
doende hebben de kinderen een aantal stevigheidprincipes ontdekt. Ze
ontdekten dat de driehoeksvorm veel stevigheid biedt en dat een bepaald profiel
stevigheid geeft aan dun materiaal.
6.2.2 Materialen
, Materiaal is de stof waarvan een voorwerp gemaakt is. Je kunt onderscheid
maken tussen natuurlijke materialen en kunstmatige materialen. Kunstmatige
materialen kun je alleen maar verkrijgen door eerst een grondstof te bewerken,
bijvoorbeeld plastic. Ruwe materialen worden bewerkt tot bruikbare
halffabricaten.
Welk materiaal je kiest voor een product is afhankelijk van de functie van
het product. Je kiest voor materialen met bepaalde eigenschappen die passen bij
de eisen die aan het product worden gesteld. Bij constructies is het met het oog
op de stevigheid vaak belangrijk om materialen te kiezen die van zichzelf een
bepaalde stijfheid hebben en die bestand zijn tegen allerlei krachten zoals het
gewicht van een bepaalde constructie en de mate waarin de constructie belast
wordt. Deze criteria gaan echter lang niet altijd op, omdat er behalve stevigheid
vaak ook andere, soms tegenstrijdige, eisen aan het materiaal van een
constructie worden gesteld.
Vaak is een bepaald materiaal niet helemaal optimaal voor de functie waar
het voor bedoeld is. Daarom zoekt men voortdurend naar manieren om de
eigenschappen van materialen te verbeteren. Een manier om dat te bereiken, is
door materialen met elkaar te combineren. Een andere manier is door materialen
te mengen. Verschillende soorten metalen worden vaak met elkaar gemengd
waardoor een metaalmengsel wordt verkregen met nieuwe eigenschappen. Dit
noem je een legering. Een bekende legering is roestvrij staal.
6.2.3 Verbindingen
Om een constructie te verkrijgen moet je losse halffabricaten met elkaar
verbinden. Welke soort verbinding je kiest, heeft te maken met de gewenste
eigenschappen van de constructie die je wilt maken. Er zijn
materiaalverbindingen, vormverbindingen en voorwerpverbindingen.
Bij een materiaalverbinding wordt los materiaal gebruikt om onderdelen
aan elkaar te bevestigen, bijvoorbeeld lijn, cement of gesoldeerde verbindingen.
Deze verbindingen zijn star en laten geen beweging toe tussen de onderdelen die
ze verbinden.
Bij een vormverbinding gebruik je de vorm van twee onderdelen om een
verbinding te maken, bijvoorbeeld een legpuzzel of legosteentjes.
Vormverbindingen zijn demontabel, je kunt ze uit elkaar halen en weer in elkaar
zetten. Ze zijn over het algemeen star en zorgen daardoor voor een stevige
constructie.
Bij een voorwerpverbinding gebruik je een voorwerp om een verbinding te
maken. Denk maar aan een nietje of je schoenveters. Een
voorwerpverbinding kan vast zijn, maar ook losneembaar. In veel apparaten is
het zo dat de onderdelen wel goed aan elkaar vast moeten zitten, maar dat ze
ook ten opzichte van elkaar moeten kunnen bewegen. In dergelijke gevallen
bieden beweegbare verbindingen uitkomst.
6.2.4 Vormen
De stevigheid van de constructie hangt naast de materialen en verbindingen in
belangrijke mate af van de vormen die worden toegepast binnen een constructie.
Een driehoeksconstructie is het meest vormvast en daarmee ook het
sterkst. In veel dragende constructies zijn deze driehoeken toegepast. Als je op
een van de hoeken van een driehoeksconstructie duwt, ontstaan er drukkrachten
in de daaraan verbonden schuine zijden. Deze kun je visualiseren met twee naar
elkaar toe gerichte pijlen. Tegelijkertijd ontstaan er trekkrachten in de
tegenoverliggende zijde. Trekkrachten kun je visualiseren met twee pijlen die van
