Gewichtige wiskunde in de klas

1. Gewichtige wiskunde in de klas André Heck AMSTEL Instituut, Universiteit van Amsterdam www.science.uva.nl/~heck/research/groei

2. Echte en verzonnen groeigegevens • 2 quizvragen: waar of onwaar? • Het gemiddelde geboortegewicht is aanmerkelijk toegenomen in de laatste 150 jaar. • Een 16-jarige Nederlandse jongen met gewicht < 50 kg is zeldzaam.

3. Test: ziet u risico op overgewicht? • Deze jongen is 3 jaar oud • Heeft hij - ondergewicht, - normaal gewicht, - risico op overgewicht, of - overgewicht? foto afkomstig van UC Berkeley Longitudinal Study, 1973

4. BMI BMI Jongens: 2 tot 20 jaar BMI BMI BMI-naar-Leeftijd Body mass index (BMI) = gewicht (kg) / lengte (m)2 Metingen: Leeftijd = 3 jr, 3 wk Lengte = 100.8 cm Gewicht = 18.6 kg BMI=18.3 kg/m2 BMI-naar-Leeftijd is > 95e percentiel overgewicht

5. Test: ziet u risico op overgewicht? • Dit meisje is 4 jaar oud • Heeft zij - ondergewicht, - normaal gewicht, - risico op overgewicht, of - overgewicht? Foto afkomstig van UC Berkeley Longitudinal Study, 1974

6. BMI-naar-Leeftijd Metingen: Leeftijd = 4 jr, 4 wk Lengte = 106.4cm Gewicht = 15.7 kg BMI = 13.9 kg/m2 BMI-naar-Leeftijd = 10e percentiel normaal gewicht Meisjes: 2 tot 20 jaar

7. Test: ziet u risico op overgewicht?? • Nog een meisje van 4 jaar • Loopt zij risico op overgewicht? Foto afkomstig van UC Berkeley Longitudinal Study, 1974

8. BMI-naar-Leeftijd Metingen: Leeftijd = 4 jr, 4 wk Lengte = 99.2cm Gewicht = 17.55 kg BMI = 17.8 kg/m2 BMI-naar-Leeftijd = 94e percentiel risico op overgewicht Meisjes: 2 tot 20 jaar

9. Groeikaarten • Bron: Nederlandse Groeistudie van 1997 • Standaarddiagrammen:lengte-naar-leeftijd, gewicht-naar-lengte,puberale stadiumhoofdomtrek-naar-leeftijd • Hiermee kunnen individuen (bijvoorbeeld, Lonneke Bruidegom) vergeleken worden met hun groep van gelijken.

10. Individuele krommen en gemiddelden

11. Andere maten voor groei • BotrijpingRöntgenfoto RUS-score naar leeftijd van linkerhand

12. Tandontwikkeling • Groei van organen • Verhoudingen van lichaamsdelen

13. Lesmateriaal Doel is om leerlingen te laten • werken met echte gegevens uit recent onderzoek en echte diagrammen uit de gezondheidszorg; • ervaren hoe interessante en bruikbare informatie uit diagrammen te halen valt; • inzien dat de verandering van een grootheid vaak net interessant is als de grootheid zelf; • oefenen met en verbeteren van ICT-vaardigheden; • omgaan met wiskundekennis in praktisch werk.

14. Rol van ICT (in ons geval “Coach”) • visualiseren, • verwerken, • analyseren van echte groeigegevensGereedschappen in gebruik voor het • vergelijken van grafieken • maken van toenamendiagrammen • toepassen van regressie-modellen (“functiefit”) • gebruiken van dynamische modellen

15. Onderwerpen • Gemiddelde lengtegroei anno 1997 • Seculaire lengtegroei in 1980 - 1997 • Groeidiagrammen van autochtone Nederlandse kinderen • Wiskundig model voor lengtegroei van meisjes • Gemiddelde groei in gewicht anno 1997 • Wiskundig model voor gewicht als functie van lengte Een kijkje bij enkele Coach activititeiten

16. Gemiddelde lengte van gezonde meisjes vergeleken met meisjes met het syndroom van Turner Uit het verslag van Linda en Joni: “Het verschil in lengte van meisjes met en zonder turner's syndroom valt tot 2 jaar nog mee. Je kan ook duidelijk zien dat ze de puberteit zo ongeveer overslaan. Daar waar een gezond meisje namelijk harder gaat groeien in de puberteit en er een piek te zien is in de grafiek, dit is niet het geval voor meisjes met het Turner's syndroom, zij groeien als het ware constant.” In het volgende wiskundige model veronderstellen we ook kwadratische lengtegroei gedurende de kinderperiode voor gezonde meisjes

17. Uitbreiding: Kleutertijd-Kindertijd-Puberteit (KKP-)model • Kleutertijd: gemodificeerde exponentiële kromme, waarbij t de leeftijd voorstelt. • Kindertijd: kwadratische groei • Puberteit: logistische groei

18. KKP-model voor Nederlandse kinderen • Jongens • Meisjes

19. Kwaliteit van KKP-model Andere modellen: trilogistisch model(Bock-Thissen)JPPS-model (2mm approx.)

20. Ervaringen in de klas Leerlingen • klagen dat de tijd te kort was • hebben geen problemen met interpreteren van grafieken zolang opdrachten van gemiddelde moeilijkheidsgraad zijn • kunnen snel uit de voeten met Coach • nemen de vrijheid om elk regressie-model te kiezen, maar identificeren een eenvoudig regressie-model altijd met de rechte-lijn benadering • schrijven goede verslagen (meisjes beter dan jongens)

21. Uit het verslag van Gitta en Caroline Tot hun 8e neemt het gewicht van jongens en meisjes geleidelijk toe, hierbij moet wel worden toegevoegd dat de meisjes gemiddeld iets lichter zijn dan de jongens. Vanaf het 8e levensjaar zijn meisjes gemiddeld zwaarder dan jongens dit komt waarschijnlijk doordat meisjes iets eerder in de puberteit komen dan jongens en er veel veranderingen optreden in het lichaam. Deze gewichtstoename duurt tot het 14e levensjaar en vanaf deze leeftijd worden de jongens zwaarder dit kun je zien omdat de groene lijn onder die van de blauwe lijn doorloopt. Vanaf het 14e levensjaar neemt het gewicht van jongens nog enkele jaren toe en blijven uiteindelijk zwaarder dan de meisjes.

23. vinden het onderwerp wel interessant (met name meisjes)Linda en Joni: “Syndroom van turner leek ons interessant en je moest wat voor meisjes uitrekenen en dat is dan leuk om te zien of het ook bij je klopt.” • vinden de grote mate van vrijheid in de activiteiten prettigInge en Annemieke: “Het is leuk, weer eens wat anders dan het gewone boek en het was wel een interessant onderwerp.” • hebben een kans beter te presteren (als zij gewoonlijk zwak in wiskunde zijn)

24. Mogelijke uitbreidingen • Een groeistudie op school als een profielwerkstuk; • Vergelijking van groeigegevens van andere landen met die van Nederland; • Studie over het menselijk lichaam in de schilder- en beeldhouwkunst; • Onderzoek naar lichaamsbouw in relatie tot sportbeoefening; • Studie naar de toename van zwaarlijvigheid onder jongeren.