150 likes | 420 Views
Werkgroep Dynamische modellen. Paul Drijvers en Elwin Savelsbergh Freudenthal Instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen Universiteit Utrecht NWD13, 2 februari 2007, 14:00 – 15:00. Indeling. Dynamische modellen Voorbeeld: een lekkende emmer Hands-on met Powersim
E N D
Werkgroep Dynamische modellen Paul Drijvers en Elwin Savelsbergh Freudenthal Instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen Universiteit Utrecht NWD13, 2 februari 2007, 14:00 – 15:00
Indeling • Dynamische modellen • Voorbeeld: een lekkende emmer • Hands-on met Powersim • Nabespreking • Reacties en discussie
1 Dynamische modellen • Dynamische modellen: • Greep krijgen op complexe dynamische verschijnselen … • … die zich niet houden aan disciplinegrenzen… • … om samenhang en feedback te begrijpen, • theorie teontwikkelen • en verloop te voorspellen Grafische modelleer- omgevingen: • Powersim • Stella • Coach6 • CoLab • …
Modelleren, een proces Wiskundig model Schatten Doorrekenen Formaliseren Fysisch model Resultaten Vereenvoudigen Interpreteren Probleem definiëren Toetsen aan experiment Waarom gaat het smelten steeds sneller? Analyseren Intrigerend verschijnsel
Dynamische modellen (80) Dynamische modellen in wiskunde D Dynamische modellen (80) Vervolg Dyn. Mod (40) Samenwer- kingsmodel Schoolmodel
Visie op dynamische modellen bij wiskunde Grafisch modelleren is een middel om dynamisch gedrag te onderzoeken en geleidelijk tot een wiskundige beschrijving in de vorm van differentiaalvergelijkingen komen. Je kunt … • … het gedrag en de interacties binnen een dynamisch systeem eerst kwalitatief benaderen; • … vervolgens dat gedrag kwantificeren met wiskundige beschrijvingen in de vorm van differentievergelijkingen; • … de discrete modellen doorrekenen met het grafisch modelleertool; • … door ´onder de motorkap´ van de simulatie te kijken inzicht krijgen in de onderliggende (stelsels van) differentiaalvergelijkingen. Deze didactische lijn wordt echter niet gedeeld door de vernieuwingscommissie wiskunde cTWO.
Visie op dynamische modellen in NLT • Het modelleren is een verdiepende en verbredende activiteit en een overzichtelijke methode om naar relaties binnen complexe systemen te kijken. • Computermodellen worden bij natuurwetenschappelijk onderzoek veel ingezet. • Andere NLT-modules kunnen uitgaan van een bepaalde basisvaardigheid op het gebied van modelleren. • Er zit veel wiskunde in de modelrelaties (evenredig /omgekeerd evenredig), wiskunde hoort ook bij NLT. • NLT Modules (draft!) Dynamische modellen voor havo en vwo Deze visie wordt gedeeld door de stuurgroep NLT
2Voorbeeld: een lekkende emmer • Instroom: 0,1 liter/seconde • Uitstroom: • r = 0,5 cm • Vmax = 10 liter -> Demonstratie Powersim
Bron / put niveauvariabele stroomvariabele stroompijl relatiepijl constante Variabelen en symbolen in Powersim
3Hands-on met Powersim • Start Powersim (bureaublad) • Optie 1: Bouw het model van de lekkende emmer na (par 2.2) • Optie 2: Bouw het model voor twee gekoppelde reservoirs (par 2.4-2.5) • Zie ook symboolpagina aan het einde
4Nabespreking Zie Ubuis en Ubuis2
Van grafisch model naar differentiaalvergelijking (1) • Grafisch model en modelvergelijkingen
5 Reacties en discussie • Kan grafisch modelleren een geschikte opstap zijn naar het begrip differentiaalvergelijking? • Is Powersim toegankelijk en motiverend?