Modelleren

Hoe voorspel je het verloop van een pandemie?

Voor wie

Leerlingen havo en vwo, 5e of 6e klas.

Beschikbaarheid

Sinds september 2019

Tijdens de coronacrisis proberen wetenschappers te voorspellen hoeveel mensen tegelijk ziek zullen worden door het virus, zodat ze advies kunnen geven welke maatregelen er moeten worden getroffen. Die voorspellingen doen zij mede op basis van modellen. De makers van deze module hebben een vereenvoudigd model gemaakt van de verspreiding van een virus.

Een model van de verspreiding van een virus.

Door de verspreiding van het virus te simuleren kun je voorspelling doen over het effect van bepaalde keuzes. Denk bijvoorbeeld aan maatregel dat mensen thuis moeten blijven of dat ze afstand van elkaar moeten houden.

Klopt jouw voorspelling met de realiteit?

Deze module gaat over het maken van dit soort modellen en het gebruik van bijbehorende simulaties. Om een idee te krijgen, bekijk het vereenvoudigde model over de verspreiding van het virus en bijbehorende uitleg. Dat geeft je alvast een indruk van wat deze module inhoudt.

In de module leer je wat de mogelijkheden van dit soort modellen zijn en leer je hoe je zelf zo’n model kunt maken. Je zult ontdekken dat je dit soort modellen voor allerlei situatie kunt gebruiken: het voorspellen van verkiezingsuitslagen, de algengroei in een aquarium, segregatie tussen mensen, de verdeling van welvaart, weervoorspellingen, het voorspellen van agressie bij mensen in het uitgaansleven en meer. 

Een eenvoudig model over de groei van vissen en de relatie met beschikbaar voedsel

Activiteiten

  • Je leert in eerste instantie over de kracht van modellen aan de hand van allerlei voorbeelden. In de module vind je opdrachten om daarbij te doorlopen.
  • Daarna leer je hoe je zelf een model kunt ontwikkelen.
  • Je kunt ook onderzoeken of het model dat je hebt gemaakt klopt met de werkelijkheid.
  • De module kan worden afgesloten met een praktische opdracht waarbij je zelf een nieuw model maakt of een bestaand model verder uitbreidt.

Nog enkele voorbeelden van toepassingen in de module:

Een simulatie van mensen die proberen te vluchten uit een ruimte vanwege brand.
Een model van hoe spinnen tot een optimaal web komen.

Locatie van het materiaal

De module is beschikbaar in PDF via https://ieni.github.io/inf2019/themas/r-computational-science. Je vindt hier verwijzingen naar voorbeelden en voorbeeldprogramma’s waar je verder aan kunt werken.

De module is ook opgenomen in Instruct.

Voor de docent

Vorm en opbouw

De module bestaat uit drie hoofdstukken die op elkaar voortbouwen, ieder van ongeveer 20 SLU:

  1. Modellen
  2. Modellen maken
  3. Onderzoek doen

Het is mogelijk om alleen het eerste hoofdstuk te doen om kennis te maken met wat modelleren inhoudt. In het tweede hoofdstuk ligt de nadruk op het zelf aanpassen of maken van een model in de programmeeromgeving NetLogo. Hoofdstuk 3 lijkt met name geschikt voor vwo-leerlingen.

Vereiste hard- en software

De software Netlogo is vereist, dit is gratis te gebruiken. Netlogo kan lokaal op de PC worden geïnstalleerd, er is echter ook een versie die in de browser werkt.

Voorkennis

Voorkennis over programmeren is een pré (zie domein D uit het kernprogramma).

Belangrijkste begrippen

De belangrijkste begrippen bij deze module zijn modelleren, agent-based modelling, simuleren, modelleercyclus, wraparound, random, non-deterministische modellen, verificatie en validatie.

Keuze en verdieping

De module biedt veel mogelijkheden tot keuze en verdieping. Het bevat zogenaamde steropdrachten voor leerlingen die meer uitdaging aan kunnen. De module bevat ook meerdere contexten waar docenten en leerlingen uit kunnen kiezen. Ook in de eindopdracht valt veel te kiezen tussen allerlei toepassingen.

Wijze van beoordelen

De module is beschikbaar in PDF, met daarin verwijzingen naar Er is zowel een toets als een praktische opdracht met bijbehorende rubrics.

Omvang

Elk van de drie hoofdstukken vereist ongeveer 20 SLU.

Docentenhandleiding

De docentenhandleiding is beschikbaar via het materiaal.

Geef een reactie