Natuurkundelessen Ontwerpen

Natuurkundelessen Ontwerpen

7 Vaardigheidsontwikkeling

Praktijkboek

Het document hieronder geeft hoofdstuk 7 van het Praktijkboek natuurkundedidactiek – Natuurkundelessen ontwerpen.

Bronnen

voor verdere studie

7.2   Probleemoplossen

Probleemoplossen – In het Handboek natuurkundedidactiek is achtergrondinformatie te vinden over probleemoplossen, waaronder het belang van het geven van feedback aan de leerlingen tijdens en na oplosproces.

  • Mirjam Venneker (2017). Probleemoplossen. In Koos Kortland, Ad Mooldijk & Hans Poorthuis (Red.), Handboek natuurkundedidactiek (pp. 255-269). Amsterdam: Epsilon Uitgaven.

Lespraktijk – De volgende publicaties geven uiteenlopende voorbeelden van de lespraktijk rond leren probleemoplossen.

Probleemoplossen met hints – Bij probleemoplossen kunnen leerlingen worden geholpen door het geven van aanwijzingen. Voorbeelden van ‘probleemoplossen met hints’ worden gegeven in het proefschrift Computer-based Instructional Support during Physics Problem Solving: A Case for Student Control (Pol, 2009). Een samenvatting van dit proefschrift staat op de website van Ecent/ELWIeR.

Systematische probleemaanpak – De documenten hieronder geven – als hulpmiddel voor de leerlingen – een tweetal werkbladen met algemene aanwijzingen voor een Systematische ProbleemAanpak (SPA) en een poster om in de klas op te hangen. Het eerste werkblad is vooral bedoeld voor rekenopgaven, het tweede voor reken- en redeneeropgaven.

In veel (examen)opgaven wordt gevraagd om iets uit te leggen, te verklaren of te beredeneren. Om zo’n opgave goed te kunnen beantwoorden, moet de leerling meestal een redenering geven. De Systematische ProbleemAanpak Plus (SPA+) is een door de SLO ontwikkelde manier om leerlingen te leren hoe ze redeneeropgaven in boeken, toetsen en examens kunnen aanpakken. De documenten hieronder geven het lesmateriaal voor natuurkunde en de docentenhandleiding.

De docentenhandleiding start met een toelichting op argumenteren en redeneren in het algemeen en een eenvoudig argumentatieschema (ontleend aan het werk van Stephen Toulmin), gevolgd door een uitleg van de SPA+ en tips hoe de SPA+ in de klas te gebruiken.

7.3   Onderzoeken

Onderzoeken – Paragraaf 7.3 uit het praktijkboek is voor een deel ontleend aan het Handboek natuurkundedidactiek en aan het proefschrift Werken aan kwaliteitsverbetering van leerlingonderzoek (Smits, 2003).

  • Ton van der Valk (2017). Onderzoeken. In Koos Kortland, Ad Mooldijk & Hans Poorthuis (Red.), Handboek natuurkundedidactiek (pp. 269-284). Amsterdam: Epsilon Uitgaven.

Lespraktijk – De volgende publicaties geven uiteenlopende voorbeelden van de lespraktijk rond leren onderzoeken.

Cyclus zooming – In het boek Showdefysica 2 is een aantal demonstraties (zie de voorbeelden hieronder) zodanig uitgewerkt dat de nadruk ligt op onderzoeksvaardigheden. Deze demonstraties zijn goed bruikbaar voor cyclus zooming bij het leren onderzoeken:

  • Vuurtornado (A10: pg. 48-51) – Een vuurtornado maken in een draaiende prullenbak (zoek ook eens op YouTube naar ‘firetornado classroom’), gericht op verklaringen testen en conclusies trekken.
  • De gloeiende augurk (A13: pg. 58-59) – Een augurk aansluiten op een Variac en de spanning omhoog draaien, gericht op waarnemen, hypotheses formuleren en onderzoeksplan opstellen.
  • Wil Van de Graaff geen douche? (A15: pg. 62-63) – Bellen blazen in de richting van een vandegraaff-generator, gericht op zorgvuldig waarnemen en het testen van mogelijke verklaringen.
  • Ineke Frederik, Ed van den Berg, Leo te Brinke, Peter Dekkers, Freek Pols, Wim Sonneveld, Wouter Spaan, Norbert van Veen & Maarten van Woer­kom (2017). ShowdeFysica 2. Utrecht: NVON.

Onderzoekend leren – De websites van de projecten PRIMAS en MASCIL geven (voorbeelden van) lesactiviteiten voor onderzoekend leren (zie ook hoofdstuk 9 van het praktijkboek).

Leerlijn onderzoeken – De SLO-website Onderzoek in zes stappen is ontwikkeld om docenten en leerlingen in het voortgezet onderwijs te helpen bij het stapsgewijs aanleren en toepassen van onderzoeksvaardigheden. Voor leerlingen bevat de website een stappenplan voor zowel bronnenonderzoek, proefondervindelijk onderzoek, ontwerpen en modelleren. De handreiking voor docenten bevat suggesties voor een leerlijn onderzoeksvaardigheden en verschillende instrumenten voor het begeleiden van leerlingen en het beoordelen van onderzoek.

7.4   Ontwerpen

Ontwerpen – Paragraaf 7.4 uit het praktijkboek is voor een deel ontleend aan het Handboek natuurkundedidactiek en het proefschrift Teaching and Learning Science through Design Activities (Van Breukelen, 2017).

  • Dave van Breukelen (2017). Ontwerpen. In Koos Kortland, Ad Mooldijk & Hans Poorthuis (Red.), Handboek natuurkundedidactiek (pp. 284-296). Amsterdam: Epsilon Uitgaven.

Lespraktijk – De volgende publicaties geven uiteenlopende voorbeelden van de lespraktijk rond leren ontwerpen.

Ontwerpopdrachten – Voorbeelden van ontwerpopdrachten en lesactiviteiten (waaronder cyclus zooming en omgekeerd ontwerpen) zijn te vinden op de volgende website:

  • Website Ecent/ELWIeR: Nieuwe natuurkunde > Technisch ontwerpen – Startmodule (3/4 havo/vwo)

Techniek NexT – Een bron van inspiratie voor ontwerpopdrachten is Techniek NexT, een methode-in-ontwikkeling voor en door scholen voor voortgezet onderwijs. Deze methode voor het leergebied Techniek besteedt aandacht aan de rol van techniek in vraagstukken waar de leerlingen van nu later als volwassenen mee te maken krijgen, zoals de energievoorziening, het klimaat en de waterhuishouding. Daarbij wordt consequent uitgegaan van de techniek. Vandaaruit maakt de methode ‘bruggen’ naar andere vakken om de samenhang met die vakken duidelijk te maken. De methode is in deze zin ‘vakgrensdoorbrekend’.

Het gratis lesmateriaal is te vinden op de website van Techniek Next. De bijbehorende aanvullende informatie, zoals antwoorden, werkbeschrijvingen van hulpmiddelen, inventarislijsten, toetsvragen en bronbestanden kan voor een laag bedrag worden aangekocht.

Techniekdidactiek – Het boek Techniekdidactiek (Frederik & Van Dijk, 2012) is geschreven voor techniekdocenten in de onder- en bovenbouw van het VO, MBO en HBO en voor instructeurs en opleiders in het technisch bedrijfsleven – maar kan ook interessant zijn voor natuurkundeleraren waar het gaat om de vaardigheidsontwikkeling van leerlingen wat betreft ontwerpen. Het boek bevat inzichten uit de internationale literatuur en inspirerende voorbeelden op het niveau van concrete onderwijssituaties en uitspraken van docenten, studenten en leerlingen.

  • Ineke Frederik & Gerald van Dijk (Red.) (2012). Techniekdidactiek. Leiden/Utrecht: Microweb Edu, Ecent/ELWIeR.

7.5   Oordeels- en besluitvorming

Besluitvorming – Paragraaf 7.5 uit het praktijkboek is voor een deel ontleend aan het Handboek natuurkundedidactiek en het proefschrift A Problem-posing Approach to Teaching Decision Making about the Waste Issue (Kortland, 2001). Een samenvatting van dit proefschrift staat op de website van Ecent/ELWIeR.

Burgerschapsvorming – Het artikel hieronder geeft een beeld van de aanpak van burgerschapsvorming in de lespraktijk.

Projecten – De website van Ecent geeft informatie over een drietal projecten waarin onderwijsmateriaal wordt ontwikkeld over maatschappelijke vraagstukken met natuurwetenschappelijke aspecten.

Lesmateriaal – De in deze paragraaf van het praktijkboek genoemde lessenserie over verpakkingsafval staat onder de volgende link.

Opleidingsactiviteiten

Het document hieronder geeft enkele suggesties voor opleidingsactiviteiten / opdrachten bij hoofdstuk 7 van het Praktijkboek natuurkundedidactiek.