Activiteiten

Onderzoeksdagen 5/6 vwo

Tijdens de onderzoeksdagen ga je, samen met 2 of 3 klasgenoten, zelf onderzoek doen aan de Universiteit Utrecht! Jullie voeren een experiment of practicum uit in het universitaire laboratorium, het UMCU of de Botanische Tuinen en worden hierbij begeleid door een onderzoeker. Jullie kunnen kiezen uit verschillende onderwerpen binnen de biologie, natuurkunde en scheikunde.

Je kunt dit onderzoek gebruiken als onderdeel voor je profielwerkstuk, maar dat hoeft niet. Het is hoe dan ook een mooie gelegenheid om ervaring op te doen met academisch onderzoek.

Op dinsdag 19 mei 2020 is er een startbijeenkomst en vervolgens zijn er twee meetdagen in juni en september 2020 (afhankelijk van je onderwerp).

Onderwerpen

Bij biologie kan je kiezen uit de volgende twee onderwerpen:

Dichtbij bijen
Wil jij een bijzonder onderwerp onderzoeken en werken op een van de mooiste onderzoeksplekken van de UU? Kies dan voor bijenonderzoek in de botanische tuinen in Utrecht. In deze mooie zonnige tuin staan bijenkasten waar de bijen ladingen nectar naar toe vliegen en daar honing van maken. Dit hele proces zit ingenieus in elkaar; bijen hebben binnen hun volk verschillende rollen die onderling ook kunnen wisselen. De ene week blijft een bij thuis in de bijenkast om honing te maken en op te ruimen, het volgende moment vliegt ie af en aan naar de bloemen van de botanische tuinen, om daar nectar uit te halen. En dan is er natuurlijk nog de koningin, met haar speciale rol binnen het volk.

Als je kiest voor dit onderwerp, zijn de meetdagen al in juni in plaats van september. Samen met je groepje ga je tijdens de voorbereidingsdag op 19 mei 2020 naar de kasten toe en bedenk je samen met je groepje en een bijen-expert een geschikt onderzoeksonderwerp. Het praktische onderzoek doe je bij dit onderwerp reeds voor de zomervakantie. Onderzoek bijvoorbeeld op welke bloemen de bijen vliegen of hoe ze weten welke kast van hen is. Je krijgt een speciaal pak aan waarmee je veilig dichtbij de bijen kan komen en je onderzoek goed uit kan voeren.

Kortom: een bijzonder onderwerp op een mooie plek, waarmee je veel verschillende kanten op kan. Wees er bij!

Hart en vaten
Je hart is een van de belangrijkste organen van de mens en helpt samen met je vatenstelsel om onder andere zuurstof te transporteren door je lichaam. Deze goed geoliede “motor” van je lichaam draait continu zonder te stoppen. Als er iets mankeert aan dit systeem kan het goed mis gaan. Denk maar aan een te hoge bloeddruk, bloedpropjes die infarcten kunnen veroorzaken en hartritmestoornissen. Veel factoren van buitenaf kunnen hier invloed op hebben, maar je kan er ook van jongs af aan al last van hebben. Wetenschappers zijn druk bezig met onderzoek naar oorzaken, behandelmethodes en medicijnen. Het is hard nodig, want hart- en vaatziekten zijn doodsoorzaak nummer één wereldwijd.

Tijdens de Onderzoeksdagen kan je zelf meer te weten komen over de verschillende factoren die invloed hebben op de functie van je hart en vaatstelsel. Jullie gaan experimenten uitvoeren waarbij zowel naar de cardiovasculaire belasting wordt gekeken bij krachtsinspanning als bij het gebruik van een stimulerend middel. Meer kunnen we niet verklappen want jullie moeten zelf bedenken wat praktisch en ethisch uitvoerbaar is als je metingen wilt verrichten aan het hart. In ieder geval leveren jullie met z’n allen een hoeveelheid meetgegevens aan die jullie gezamenlijk kunnen gebruiken om analyses mee te doen. Klinkt dat vreemd? Nee hoor, wetenschappers overal ter wereld maken hier gebruik van.

Bij scheikunde kan je kiezen uit twee onderwerpen:

Vetzuuranalyse aan vetten
Vetten en oliën, zijn ze nou wel gezond of juist niet?

Vetten en oliën zijn triglyceriden. Dat zijn esters gevormd uit glycerol en drie vetzuurgroepen. Deze vetzuren kunnen dubbele bindingen bevatten (dan zijn ze onverzadigd) of geen dubbele bindingen (verzadigd). De vloeibare oliën bevatten veelal onverzadigde vetzuren in tegenstelling tot de vaste vetten, die verzadigde vetzuren bevatten.

Wanneer je eet volgens de Schijf van Vijf (een voedingswijzer voor een gezond en fit lichaam), geeft het voedingscentrum de tip om producten met veel verzadigd vet te vervangen door producten met veel onverzadigd vet. Je hebt dan minder kans op hart- en vaatziekten.

Tijdens de Onderzoeksdagen kun je de vetzuursamenstelling van oliën en vetten bepalen met een gaschromatograaf waaraan een massaspectrometer (GC-MS) is gekoppeld. Door olie/ vet eerst te splitsen tot methylesters en glycerol, kun je met de GC-MS analyse  bepalen hoeveel en welke vetzuren aanwezig zijn in een bepaald olie of vet.

IJzergehalte bepalen in voedsel
Belangrijk is het dat we voldoende ijzer tot ons nemen. Het voedingscentrum spreekt van ongeveer 10 mg per dag. IJzer is belangrijk voor de vorming van hemoglobine, dat nodig is voor het zuurstoftransport in het bloed en de stofwisseling.

Welke voedingsmiddelen bevatten veel ijzer en hoeveel moeten we dan dagelijks tot ons nemen?

Tijdens de Onderzoeksdagen kun je ijzer extraheren uit verscheidene voedingsmiddelen, waarna het gehalte bepaald kan worden met de techniek Atomaire Absorptie Spectrometrie (AAS). Hoe nauwkeurig is de bepaling eigenlijk en vinden we dezelfde waarden met bijvoorbeeld een colorimetrische bepaling (die je op school zou kunnen doen)?

Bij natuurkunde is er keuze uit twee onderwerpen, waarvan je hieronder een korte beschrijving kunt vinden.

Camera Tracking in de natuurkunde

Zoals je misschien wel hebt gemerkt tijdens experimenten op school beperken het menselijk oog en de reactiesnelheid bij het indrukken van een stopwatch al snel de meetnauwkeurigheid in natuurkundige dynamische experimenten. In experimenten met veel objecten, hele kleine deeltjes of deeltjes met extreem hoge snelheden is het handmatig volgen en timen (tracken) al helemaal onmogelijk. In het nanolab van de universiteit onderzoekt men daarom bijvoorbeeld nanodeeltjes in een optisch pincet of in vloeistoffen met behulp van hoge-snelheid camera tracking. Het volgen van bewegingen door middel van trackers wordt ook veel toegepast in bijvoorbeeld de bewegingswetenschappen, waarbij onderzoek naar gecompliceerde bewegingen van meerdere punten, zoals gewrichten, plaatsvindt.

In dit project ga je zelf met behulp van een speciale camera en tracker-stickers bewegingen van objecten onderzoeken in mechanica-experimenten.

Voorbeelden van mogelijke experimenten zijn:

  • Het testen van impuls- en impulsmomentbehoud op een air table (waarop je wrijvingsloos objecten kunt laten glijden en roteren)
  • Versnelde valbewegingen van een pingpongbal
  • Beweging van slingers
  • Rolbewegingen op een helling of kogelbaan.

Als je zelf een idee hebt over een andere opstelling waarmee je een snelle beweging kunt tracken, dan staan wij ervoor open te bespreken of dat ook mogelijk is.

Tijdens de eerste bijeenkomst in mei kun je een aantal opstellingen zelf uitproberen en kun je in groepjes kiezen voor een opstelling. Vervolgens stel je, onder begeleiding, een onderzoeksvraag op voor deze opstelling en kijk je hoe je het experiment kunt opnemen in een breder onderwerp voor bijvoorbeeld je profielwerkstuk.

Tijdens de meetdagen in september plaats je de trackers en camera en maak je de opnames. Vervolgens leer je hoe je met Coach de getrackte punten kunt verwerken. De meetresultaten die hieruit volgen kun je dan bijvoorbeeld toetsen aan een (theoretisch) model en verder verwerken in je profielwerkstuk.

Watergolven

De permanente nabijheid (en dreiging) van de zee heeft ervoor gezorgd dat er in Nederland veel onderzoek wordt gedaan naar watergolven. Zo willen onderzoekers bijvoorbeeld graag weten hoe oceaangolven worden beïnvloed door de diepte van de oceaan, de wind en de aantrekkingskracht van de zon en maan. Doordat het gedrag van watergolven afhankelijk is van veel verschillende aspecten, blijkt het erg moeilijk te zijn om een goede beschrijving van watergolven te geven. Door enkele aannames en vereenvoudigingen te maken kunnen er toch eenvoudige modellen opgesteld wordt die het gedrag van watergolven beschrijven.

In dit project ga je zelf een aantal eigenschappen van watergolven onderzoeken aan de hand van een zogenaamde waterbak. Dit is een 2,5 m lange bak met water waarin je golven kunt opwekken door middel van een motortje. Met behulp van meerdere golfhoogte-opnemers kunnen o.a. de amplitude en golfsnelheid van de watergolven bepaald worden. Hiermee kun je verschillende eigenschappen van watergolven onderzoeken, zoals:

  • het verband tussen de golfsnelheid en de waterdiepte
  • het verband tussen de golflengte en de golfsnelheid
  • het effect van een toenemende of afnemende bodemdiepte, of een bodem die stapsgewijs verloopt
  • het verband tussen de golfsnelheid en de amplitude van de golf
  • het bestuderen van solitaire golven (dit is een golftype dat extreem stabiel is en bijzondere voortplantingseigenschappen heeft)
  • de golfsnelheid van capillaire golven (rimpels als gevolg van druppels die in het water vallen)

Tijdens de eerste bijeenkomst in mei kun je zien hoe de waterbak en het bijbehorende meetprogramma  gebruikt kunnen worden. Vervolgens kun je zelf met een groepje een geschikte onderzoeksvraag bedenken, en nadenken over de manier waarop je die vraag het beste kunt beantwoorden.

Tijdens de meetdagen in september ga je daadwerkelijk aan de slag met de opstelling.

Startbijeenkomst: dinsdag 19 mei 2020
Tijdens de startbijeenkomst wordt over jouw gekozen onderwerp een uitleg gegeven door docenten van U-Talent. De meetopstellingen worden uitgelegd en samen met de groep worden mogelijke onderzoeken aan deze methoden gekoppeld. Daarnaast wordt uitgelegd hoe het zoeken naar bronnen kan gebeuren en hoe je een wetenschappelijk artikel moet lezen.

Voor de onderwerpen waarbij tijdens de meetdagen veel meetgegevens worden verzameld (bijen en hart/vaten), is het gebruik van statistische methodes bijzonder handig. Daarover zal een college worden gegeven.

Meetdagen
Vervolgens zijn er twee meetdagen aan de universiteit in juni of september 2020 (afhankelijk van je onderwerp).

Doelgroep
De activiteit staat open voor alle belangstellende leerlingen uit klas 5/6 vwo. De practica kunnen onderdeel uitmaken van een profielwerkstuk, maar dat hoeft niet.

 

Praktische informatie

Niveau:
5 vwo 6 vwo
Data:
De startbijeenkomst is een halve dag op 19 mei 2020. Twee practicumdagen in september van 9:00 - 16:00 (bijenpracticum al eind juni).
Locatie:
Utrecht Science Park
Partnerschap:
Ambitie Connectie Open
Prijs:
€50,- per leerling voor het programma van 2,5 dag (max. 3 leerlingen per groepje). Gratis voor leerlingen van onze partnerscholen.

Inschrijven

Voor coördinatoren van partnerscholen:
Je kan leerlingen aanmelden t/m dinsdag 6 mei 2020. Het inschrijfformulier wordt binnenkort online geplaatst.

Voor leerlingen van niet partnerscholen:
Deelname kost €50,- exclusief transactiekosten. De inschrijving is nu nog gesloten, maar je kan je aanmelden via dit formulier en dan krijg je een mail wanneer de inschrijving opent.

 

Terug naar het overzicht