Profielwerkstuk Stappenplan

Ga ik onderzoeken of ontwerpen?

Afhankelijk van de opdracht of van je eigen doel voor je PWS kies je voor een ontwerp of voor een onderzoek: wil je weten hoe iets werkt dan ga je dit onderzoeken, zoek je een praktische oplossing voor een probleem dan ga je dit ontwerpen. Je kiest dus tussen het verwerven van kennis en het bieden van een oplossing.

Voorbeelden:

Onderzoeken: Waarom valt een appel van de boom?
Ontwerpen: Hoe krijg ik een doos, die te zwaar is om te tillen, de trap op?

Hoe vind ik een onderwerp?

De leukste pws onderwerpen zijn de onderwerpen die dicht bij jouw eigen interesses liggen; denk aan hobby’s, je favoriete vakken of onderwerpen op school. Inspiratie doe je overal op: je kunt op internet zoeken, kijk op het forum, bekijk oude profielwerkstukken of werk vragen uit die je plotseling te binnen schieten.

Voorbeelden:

Onderzoeken: Ik bouw modelvliegtuigjes: welk vleugel profiel levert het meeste liftkracht?
Ontwerpen: Hoe wek ik energie op met gebruik van zwaartekracht, zodat ook in een ontwikkelingsland lampen kunnen branden?

Wat verwacht de opdracht van mij?

Het is belangrijk dat je de opdracht voor je profielwerkstuk goed leest. In de opdracht wordt meestal duidelijk aangegeven wat er van je verwacht wordt. Als je de opdracht niet helemaal begrijpt of je weet niet precies wat je wilt doen, bespreek dit dan zo snel mogelijk met je docent.

Welk stappenplan wil jij zien?

Onderzoeken Ontwerpen

Ik ga Onderzoeken

Hoe stel ik een goede hoofdvraag op?

Stel jezelf de vraag: “Wat wil ik te weten komen over mijn onderwerp?”, het antwoord hierop is je doel. Formuleer dit doel nu in de vorm van een vraag, probeer dit kort en bondig te houden. Je hoofdvraag wil je het liefst als een open vraag formuleren, d.w.z. dat deze niet met ja of nee te beantwoorden is. Dit zorgt ervoor dat je onderzoek uitgebreider wordt.

Voorbeeld:

In welke toepassingen kan waterstof in de toekomst fossiele brandstoffen vervangen?

Hoe stel ik een goede hypothese & deelvragen op?

Wat is een goede hypothese?

Een hypothese is een antwoord op de hoofdvraag voordat je uitgebreid onderzoek hebt gedaan. Waarschijnlijk heb je van te voren een idee over het antwoord, probeer dit samen te vatten in één of twee zinnen die de hoofdvraag beantwoorden.

Voorbeeld:

Ik denk dat waterstof fossiele brandstoffen kan vervangen door auto’s met brandstofcellen te laten rijden. Door op waterstof te rijden wordt er geen CO2 uitgestoten wat beter voor het milieu is.

Wat zijn goede deelvragen?

Inmiddels heb je een hoofdvraag en een hypothese, nu moet je gaan bedenken welke informatie je nodig hebt om je hoofdvraag te beantwoorden. Splits je hoofdvraag uit in kleine deelvragen die makkelijk te beantwoorden zijn. Samen moeten de deelvragen je genoeg informatie geven om de lastiger hoofdvraag te beantwoorden. Deelvragen gaan vaak over: het belang van je doel, hoe werkt de techniek die wordt gebruikt, verschillen met andere technieken, voor– en nadelen.

Voorbeelden:

Waarom moeten fossiele brandstoffen worden vervangen?
Hoe kan waterstof worden gemaakt?
Hoe werkt een brandstofcel?
Wat zijn voor- en nadelen van waterstof?

Heb ik genoeg informatie/theorie?

Je hebt inmiddels bepaald wat je wilt onderzoeken. Heb je genoeg kennis over dat wat je wilt onderzoeken? Om zeker te weten wat je moet onderzoeken om je hoofdvraag te kunnen beantwoorden, is het erg belangrijk dat je je zo goed mogelijk hebt verdiept in de theorie.

Hoe maak ik een plan van aanpak?

Het is altijd aan te raden om een plan van aanpak (PvA) op te stellen voordat je aan de verdere uitwerking van je PWS begint. Het plan van aanpak bevat een werkplan en een planning. Het werkplan beschrijft al het werk dat je moet doen voor je onderzoek en PWS. Met een planning geef je van te voren overzichtelijk aan wanneer je welk werk moet doen om alles op tijd af te hebben. Een plan van aanpak zorgt er dus voor dat je gestructureerd te werk gaat.

Hoe vertaal ik mijn deelvragen naar experimenten?

Je proefjes moeten inzicht verschaffen in datgene wat je probeert te onderzoeken. Om te bedenken wat je proefopstelling moet zijn heb je voldoende theoretische kennis en verzamelde informatie nodig. De verkregen inzichten uit je proefjes zullen uiteindelijk je hypothese bevestigen of juist ontkrachten.

Hoe verwerk ik mijn onderzoeksresultaten?

Nadat je proefjes of metingen hebt gedaan, verwerk je deze zodanig dat je de juiste informatie uit al je meetgegevens kunt halen. Overzichten zoals grafieken en tabellen zijn de beste manier om je resultaten te verwerken.

Is mijn hoofdvraag beantwoord?

Als je onderzoeksresultaten je hypothese bevestigen of ontkrachten heb je antwoord gevonden op je hoofdvraag. Soms kun je de hoofdvraag nog niet beantwoorden, denk dan na over welke informatie/experimenten je nog nodig hebt om de hoofdvraag wel te kunnen beantwoorden. Als je nog tijd hebt ga je verder, nadert je deadline dan kun je aanbevelingen geven voor verder onderzoek.

Ik ga Ontwerpen

Hoe definieer ik mijn probleem?

Dat jij voor een ontwerp gekozen hebt komt waarschijnlijk doordat je in het dagelijks leven tegen een probleem aangelopen bent dat je wilt oplossen. Probeer dit probleem nu algemeen te maken, zodat je niet heel specifiek jouw probleem oplost.

Voorbeeld:

Hoe wek ik energie op met gebruik van zwaartekracht, zodat ook in een ontwikkelingsland een lamp kan branden? In plaats van een lamp, kun je hier kiezen voor het laten werken van een klein apparaat, hiermee trek je het probleem breder.

Wat moet mijn ontwerp kunnen?

Bedenk wat de oorzaak van het probleem is en wat precies de functie van je ontwerp moet worden. Dit is puur wat je ontwerp moet kunnen om het probleem op te lossen. Formuleer dit dusdanig dat je ontwerp nog niet vast komt te liggen: totaal verschillende ontwerpen kunnen dezelfde functie vervullen!

Voorbeeld:

Energie opwekken door middel van zwaartekracht.

Hoe ziet een programma van eisen eruit?

Een programma van eisen (PvE) is een overzicht van alle eisen waaraan een ontwerp moet voldoen. Alle eisen moeten hierin worden opgenomen, bijvoorbeeld grootte, gewicht, aantal onderdelen, functie enzovoorts.

Een PvE geeft de ruimte aan voor je denkproces. Hoe meer eisen je hebt, hoe specifieker je ontwerp wordt. Veel eisen stellen maakt het moeilijker om goed aan alle eisen te voldoen omdat er tegenstrijdige eisen kunnen zijn. Te weinig eisen stellen biedt echter niet de garantie dat je een succesvol ontwerp bedenkt.

Overigens hoeft het niet zo te zijn dat er maar één ontwerp aan je PvE voldoet. Een morfologisch overzicht kan in dit geval uitkomst bieden (zie Wikipedia).

Heb ik genoeg informatie/theorie?

Je hebt inmiddels bepaald wat je wilt ontwerpen. Heb je genoeg kennis over de theorie achter je ontwerp? Om zeker te weten wat je moet onderzoeken om je probleem op te lossen, is het erg belangrijk dat je je zo goed mogelijk hebt verdiept in de theorie.

Hoe maak ik een plan van aanpak?

Hoe ontwerp ik mijn prototype?

Een prototype is een handgemaakte eerste versie van het product, een soort proefproduct. Om tot een ontwerp te komen gebruik je je PvE als basis. Meestal begin je met een brainstorm: gewoon alle ideeën die je te binnen schieten verzamelen en daarna vergelijken met je PvE. Op deze manier maak je al een selectie van alle mogelijkheden. De overgebleven ideeën werk je uit en je begint met het maken van schetsen.

Hoe bouw ik mijn prototype?

Je hebt een ontwerp uitgekozen. Om het bouwen makkelijker te maken is het maken van een schets van je ontwerp bijzonder handig. Daarnaast kun je zelfs een bouwplan opstellen, zodat het bouwproces op de juiste manier verloopt. Voor het realiseren van je prototype heb je natuurlijk materialen nodig. Deze zul je zelf moeten verzamelen (bouwmarkt, grofvuil) of worden misschien wel door je school verstrekt.

Hoe test ik mijn prototype?

Je hebt een ontwerp gemaakt met een bepaald doel. Het testen is bedoeld om uit te vinden of je ontwerp inderdaad doet wat je wilt dat het doet: je toetst je ontwerp aan het programma van eisen.

Als je ontwerp hieraan voldoet heb je een succesvol ontwerp gemaakt! Je kunt je nu echter nog wel afvragen of er misschien betere oplossingen waren en als je genoeg tijd hebt, hiermee aan de slag gaan.

Als je ontwerp niet heeft voldaan aan je PvE moet je jezelf afvragen welke veranderingen er nodig zijn om wel aan het PvE te voldoen. Dit proces, ook wel een iteratief proces genoemd, gaat net zo lang door tot dat het prototype aan je PvE voldoet.