ELEKTRICITEIT
MECHANICA
1
Engineering 2de graad IW
1.1
Situering Na de introductie van de nieuwe leerplannen 2de graad IW in september 2013, werd van de leerkracht een volledig nieuwe aanpak verwacht. De leerplanmakers hebben met de nieuwe indeling van het specifiek gedeelte in clusters 'toegepaste wetenschappen' en 'engineering' een duidelijke breuk willen maken met de vigerende leerplannen om zo een duidelijk onderscheid te creëren met de leerplannen 2de graad EM.
1.2
Invulling Door de splitsing in deze twee clusters hebben de leerplanmakers aangegeven dat er een duidelijk evenwicht moet worden gezocht tussen de cognitieve vaardigheden van de IW'er (toegepaste wetenschappen) en de experimentele–onderzoekende vaardigheden (engineering). De klassieke leerinhouden zoals mechanica, elektriciteit … horen thuis in de cluster 'toegepaste wetenschappen'. Het is de bedoeling dat in de cluster 'engineering', de verschillende STEM-leerinhouden (Science – Technology – Engineering – Mathematics) in enkele projecten geïntegreerd aan bod komen. De verdeling van de uren over beide clusters is in principe vrij door de school te kiezen, maar ze moet streven naar 3 tot 5 lestijden voor engineering.
1.3
Engineering
'Engineering' moedigt de leerling aan om een denkproces te doorlopen. Dit denkproces zal in het begin van de tweede graad nog intens door de leerkracht begeleid worden. Een gedetailleerd projectdossier zal hierbij een hulpmiddel zijn. Naar het einde van de tweede graad is het streefdoel te
komen tot het vinden van oplossingen voor 'open' vragen bij problemen. Hierbij worden de leerlingen aangemoedigd om op een creatieve manier, oplossingen in team uit te werken.
Door het 'open' karakter van het probleem is een vooraf uitgeschreven projectdossier niet altijd nodig. De leerkracht treedt op als coach en helpt bij het aanreiken van mogelijke oplossingen. Daar waar er nood is aan extra technisch-technologische input, kan de leerkracht daar voor zorgen, maar het kan evengoed de leerling zijn die hiervoor de nodige gegevensbronnen opzoekt.
1.4
Leerlijnen
Centraal
1ste graad (technisch proces)
2de graad (technologisch proces)
3de graad (technischtechnologischwetenschappelijke methode)
Inzicht
geïntegreerd
toegepast/ abstraherend
abstraherend
observatieopdracht
gestuurd
begeleid (zelfstandig) formuleren
zelfstandig formuleren
hypothese
zelfstandig
zelfstandig
zelfstandig
analyse
begeleid
begeleid
zelfstandig
validatie
begeleid
zelfstandig
zelfstandig
conclusie
begeleid
zelfstandig
zelfstandig
Uitvoering onderzoeksproces
begeleid
begeleid (zelfstandig)
zelfstandig (begeleid)
In gebruikname
begeleid
begeleid (zelfstandig)
zelfstandig
Evaluatie
begeleid
begeleid (zelfstandig)
zelfstandig
Rapporteren
begeleid
begeleid (zelfstandig)
zelfstandig
Kiezen van de oplossing (wetenschappelijke methode)
geïntegreerd
inzichten in reële complexe situaties verwerven
toegepast/ abstraherend
verschillende inzichten samenbrengen om tot een nieuwe oplossing in een reële situatie te komen
abstraherend
inzicht door redenering verkrijgen
gestuurd
De leerkracht neemt initiatief
begeleid
De leerkracht neemt samen met de leerling het initiatief
begeleid (zelfstandig)
De leerkracht neemt samen met de leerling het initiatief met groei naar zelfstandigheid
zelfstandig (begeleid)
de leerling neemt zelf initiatief onder coaching van de leerkracht
zelfstandig
de leerling kan autonoom handelen (leerkracht is evaluator en moet het proces/product bewaken)
Legende Observatie: formuleren van de onderzoeksvraag, vast te leggen van criteria Hypothese: verzamelen van mogelijke oplossingen Analyse: een oplossing uitwerken Validatie: aftoetsen van de oplossing aan gestelde criteria Conclusie: evaluatie van de validatiegegevens
2
Engineering 3de graad IW
2.1
Situering In de lijn van de tweede graad bestaat het leerplan 3de graad IW voor het specifiek gedeelte uit een cluster 'Toegepaste wetenschappen' en een cluster 'Engineering'.
2.2
Mogelijke organisatievormen Het raakvlak tussen de cluster 'Toegepaste wetenschappen' en de cluster 'Engineering' is groot. Beide clusters interfereren immers sterk met elkaar. De verwevenheid van deze clusters verdient bijzondere aandacht. De school, de vakwerkgroep en/of de leraar bepalen vrij hoe ze concreet met deze verwevenheid omgaan. De leeromgeving, de expertise van de leraren, de leerling en zijn klasgroep … zijn kritische factoren in de keuze van de geschikte organisatievorm. Om een idee te geven van de mogelijkheden schetsen we hieronder twee verschillende organisatievormen. Uiteraard behoort ook elke tussenvorm tot de mogelijkheden.
2.3
De leerkracht kan ervoor kiezen om de technisch-technologische, wetenschappelijke en wiskundige kennis integraal toe te wijzen aan de cluster 'Toegepaste wetenschappen' en het ontwikkelen van competenties voor te behouden voor de cluster 'Engineering'. In dat geval brengt hij ook de aanvullende technisch-technologische, wetenschappelijke en wiskundige kennis, nodig om een probleem binnen een gekozen engineeringsproject op te lossen, onder in de cluster 'Toegepaste wetenschappen'. In deze organisatievorm worden de projecten hoofdzakelijk vanuit de leerplandoelstellingen Toegepaste wetenschappen ontwikkeld en gekozen. De leerkracht kan er ook voor kiezen om beide clusters te integreren. In dat geval vertrekt hij van een probleem binnen een gekozen engineeringsproject en koppelt er de (aanvullende) technischtechnologische, wetenschappelijke en wiskundige kennis aan die nodig is om het probleem op te lossen. De leerinhouden binnen de cluster 'Toegepaste wetenschappen' worden dan in hoofdzaak bepaald door de gekozen projecten.
Onderzoekend en probleemoplossend leren De leerkracht kan de doelstellingen met verschillende strategieën aanbrengen. Hierbij kan hij uiteenlopende didactische keuzes maken, gaande van het uitvoeren van experimenten (proeven, simulaties en/of gedachteexperimenten), observatieopdrachten … tot het voeren van een onderwijsleergesprek. We onderscheiden twee types van strategieën, nl. het onderzoekend leren en het probleemoplossend leren. Om een idee te geven op welke manier de leerkracht invulling kan geven aan deze strategieën, bespreken we hieronder
de wetenschappelijke methode bij het onderzoekend leren en het technischtechnologisch proces bij het probleemoplossend leren. ONDERZOEKEND LEREN
PROBLEEMOPLOSSEND LEREN
De wetenschappelijke methode
Het technisch-technologisch proces
Leraar-gestuurd
Leerling-gestuurd
ORIENTEREN
ANALYSEREN een probleem ontleden en de noden vaststellen
VERBEELDEN oplossingsmogelijkheden vooropstellen en bespreken met als doel een doordachte technisch-technologische keuze te
een onderzoeksvraag hanteren en indien
maken
mogelijk een verwachting of hypothese formuleren
PLANNEN Oplossingen
visualiseren
en
verschillende
bronnen
raadplegen om zich te informeren en achtergrondkennis op te doen
UITVOEREN met een aangereikte methode een antwoord zoeken op
met
een
gekozen
techniek
een
oplossing
de onderzoeksvraag
creëren/vormgeven en de functionaliteit ervan testen
REFLECTEREN over het resultaat van het
over
het
resultaat
en
de
toegepaste
oplossingen/
experiment/observatieopdracht reflecteren
methoden/materiaalgebruik … reflecteren en indien nodig bijsturen door het hernemen van bovenstaande fasen in het proces
RAPPORTEREN over een experiment/observatieopdracht en het resultaat rapporteren
over een ontwerpproces en het resultaat rapporteren
2.4
Timing De nieuwe aanpak van het leerplan 3de graad Industriële Wetenschappen is totaal vernieuwend ten opzichte van de huidige. Het zal dus nodig zijn om voldoende doordrongen te zijn van de ideeën rond engineering. Om leerkrachten de kans te bieden zich daar in te bekwamen, is gekozen om de implementatie van het nieuwe leerplan met één jaar uit te stellen. Dit geeft de kans om via een voorscholingstraject met de goede visie de invoering van het leerplan uit te rollen. Meer informatie over dit voorscholingstraject volgt.
3 Volta wordt Flanders E-consortium In de sector elektriciteit vindt er een organisatieverandering plaats. De verschillende diensten Vormelek, Tecnolec en FBZ worden samengevoegd onder een nieuwe organisatie met naam 'Volta'. De verankering wordt versterkt met inzet op regionale samenwerking tussen onderwijs en industrie/KMO.
Als we goede vakmannen op de werkvloer willen krijgen, is contact tussen bedrijven en de onderwijswereld noodzakelijk. Daarom organiseert VOLTA een provinciaal netwerk met bedrijven uit de sector, onderwijskoepels, scholen, opleidingsverstrekkers en de sociale partners van de sector: 'Flanders Econsortium'. Voor onze provincie zijn dit de vertegenwoordigers :
(Vanaf 01/09:
[email protected] – Pedagogische begeleiding regio West-Vlaanderen)
Het is de bedoeling dat de vertegenwoordigers voor het contact tussen bedrijven en scholen zorgen. Er volgen twee regionale bijeenkomsten om de connectie school–bedrijf (netoverschrijdend) te versterken. Het doel is o.a. het ontwikkelen van een digitaal leerplatform om gratis documenten op te halen. Marlylaan 15/8 Avenue du Marly • Brussel, 1120, Bruxelles T 02 431 05 84 www.volta-org.be •
[email protected]
4 Softwareondersteuning bij het maken van elektronische schakelingen
123D Circuits: ontwerpen en simuleren van elektronische schakelingen, ook met Arduino :
http://www.123dapp.com/circuits
Eventueel kunnen de printboards worden ontworpen om online te bestellen.
5 BIL-indicator 5.1
Wat? De BIL-indicator is een arbitraire manier om het beheersingsniveau van de verschillende leerplandoelstellingen aan te duiden. De indicator is een getal van drie cijfers, gebaseerd op de vormingskubus van De Block en Heene, dat toegevoegd wordt aan ieder leerplandoel. Het laat de lesgever toe de bedoeling van de leerplancommissie preciezer in te schatten en er ook de evaluatie op af te stemmen. Let wel, de indicator is louter richtinggevend en is dus geen verplichting. De vakwerkgroep kan sommige leerplandoelen eventueel anders interpreteren naargelang de situatie of de mogelijkheid om die doelen in de eigen school te realiseren. De vermelding van de BIL-indicator is in elk geval een uitnodiging om terdege aan leerplanstudie te doen.
5.2
Opbouw Elke leerplandoelstelling kan volgens de drie dimensies een gradatie krijgen: 1 op Beheersniveau (= gedragsniveau): 1 – 2 – 3 - 4 2 op niveau van de LeerInhouden: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 - 6 3 op niveau van het Leereffect: 1 – 2 - 3 De koppeling van deze drie gradaties aan een leerplandoel noemen we de BIL-indicator.
5.3
Betekenis
B = Beheersingsniveau De beheersingsniveaus verwijzen vooral naar het werkwoord vervat in de leerplandoelstelling. 1 Weten Er zich bewust van zijn dat er iets bestaat en het kunnen (kennen) reproduceren. Het inprenten van de fundamentele parate kennis. Het waarnemen met zintuigen; registreren om te onthouden. Een eerste contact met nieuwe informatie. 2 Inzien Het formuleren van conclusies die resulteren uit het op elkaar (kennen) betrekken van de inhouden van het weten. Het zien van een bepaald verband (essentie). Niet louter herhalen (reproduceren), maar begrijpen. Een eerste persoonlijk verwerken (interpreteren). 3 Het gebruiken van de geziene leerinhoud in functie van een Toepassen situatie. (kunnen) Het geleerde gebruiken in een nieuwe situatie/context (productief – creatief). Het verwerven van vaardigheden. 4 Het spontaan toepassen van de leerinhouden. Integreren (zijn)
I = Inhouden (= leerinhouden) 1 Feiten concrete en unieke gegevens (kennis) data, plaatsnamen, afspraken, symbolen, gebeurtenissen en conventies 2 Begrippen abstracties die terug gaan tot de wezenlijke kenmerken van (kennis) een verzameling feiten (concepten) gelijkheidskenmerken van verschillende inhouden 3 Relaties enkelvoudige en vaste verbanden tussen twee inhouden en/of (kennis) kenmerken samenhang en tegenstellingen, gelijkenissen, combinaties, correlaties … 4 Structuren meervoudige relaties die geordend zijn, zoals theorieën, (kennis) modellen, criteria, schema’s … bv. tabel van Mendelejev, getallenstelsel 5 Methodes welbepaalde werkwijzen of procedures die de leerling gebruikt (vaardigheden) voor het oplossen van problemen bv. algoritmen, syntheses, analyses, schema's, inducties (data combineren), deducties (specifieke toepassing van algemene regels), substituties (op een andere manier benaderen) 6 Attitudes vrij stabiele houdingen, instellingen, gerichtheden van een (stabiele individu houdingen) berusten op vaardigheden (methodes) die vaardigheden worden opgebouwd op basis van ordeningsmiddelen (feiten, begrippen, relaties, structuren) bv. juistheid vereist controle en hiervoor zijn gegevens en methodes nodig
1 Beperkt 2 Meer algemeen 3 Zeer algemeen 5.4
L = Leereffect specifiek, sterk gericht op de studierichting bv. U = I.R gericht op het domein wetenschap-techniek bv. U = I.R, s = v.t, F = m.g, F = k. Δs algemeen vormend bv. y = a.x
Interpretatie Er zijn dus 4 x 6 x 3 = 72 mogelijke combinaties voor de BIL-indicator. Ze geven aan waar de klemtoon in de leerplandoelstelling (LPD) ligt en op welke manier de LPD best wordt geïnterpreteerd. Een LPD waar het werkwoord ‘toepassen’ in voorkomt, krijgt in de BIL-indicator bv. een beheersingsniveau 3. Dit betekent onder meer dat de LPD zowel ‘kennen’ als ‘kunnen’ impliceert. Die LPD enkel met een 'kennis'- examen evalueren is dus niet meer toereikend! Een examen kan een onderdeel van de evaluatie zijn, maar ook de procesevaluatie zal aan bod moeten komen. Procesevaluatie is een permanente evaluatie die je elke week moet bijsturen. ‘Hoe’ de evaluatie gebeurt, behoort tot de pedagogisch-didactische vrijheid van de school. De inspectie kan dat ze dus niet opleggen. Ze kan wel vragen naar de criteria die
je toepast. Die criteria haal je uit de operationele doelstellingen die je afleidt uit de BIL-indicator van de LPD. 5.5
Aanbod Het is de bedoeling dat van nu af aan bij de toelichting van elk nieuw leerplan een evaluatietool met opgave van de BIL-indicatoren voor alle LPD aangereikt wordt. Volgende BIL indicatoren werden al aangemaakt : S-en-Se SBT 3de graad I-ICT tweede graad EM tweede graad IW
Het zal in ieder geval in de vakwerkgroepen een hulp zijn om efficiënter aan leerplanstudie te doen en zowel de product- als de procesevaluatie op de juiste manier aan te pakken. We hopen dat iedereen die mogelijkheden effectief zal benutten. 6 Website met nieuwe SharePoint 6.1
Wat? De website met bijhorende SharePoint is enigszins gewijzigd. Er werden enkele grondige wijzigingen aangebracht, maar de dubbele doelstelling blijft: 1. delen van informatie: cursusmateriaal, projecten, interessante links … 2. elkaar ondersteunen.
6.2
Doelpubliek Enerzijds biedt de site elke geïnteresseerde in techniek informatie over een aantal vrij toegankelijke topics. Dit gaat over vrij te gebruiken naslagwerken, cursusmateriaal, links … Voor dit gedeelte van de site is geen wachtwoord vereist. Anderzijds wil de site aan de leerkracht de nodige ondersteuning voor zijn lessen geven. Via de boomstructuur kom je bij de gerichte informatie. Je vindt er voor de verschillende domeinen cursusmateriaal, projectvoorbeelden, tekenopdrachten, interessante tools … Uiteraard is dit materiaal niet zomaar voor iedereen toegankelijk.
6.3
Bereikbaarheid Met de zoektermen ‘dpb brugge mechanica’ in Google, vind je gemakkelijk de site terug: http://www.dpbbrugge.be/mechanica/
6.4
Toegang afgeschermde deel Er zijn twee afgeschermde domeinen binnen de site :
Voor het downloaden van programma, licenties, updates … voor het programma Solid Edge is een afzonderlijke login met bijgaand wachtwoord vereist. De vakbegeleider deelt dit mee na aanvraag en na het voldoen aan de voorwaarden.
Voorwaarden In de filosofie 'samen sterker' hebben al heel wat leerkrachten materiaal ter beschikking gesteld, dat niet zomaar voor iedereen toegankelijk is. Mits veel respect voor de auteurs en op voorwaarde het beschikbare materiaal niet te veroordelen, kun je een login krijgen voor het afgeschermde SharePoint. Het aangeboden materiaal is niet zomaar kant-en-klaar over te nemen. De schoolcontext, de leerkracht, de infrastructuur … bepalen in grote mate de bruikbaarheid. Het is de bedoeling dat het aangeboden materiaal een bron van inspiratie is voor mekaar. Heb je zelf materiaal ter beschikking, aarzel dan niet om dit ter beschikking te stellen. 6.5
Werking SharePoint Hiervoor wordt van Office 365 gebruikt gemaakt. De meeste functies werken daardoor goed in Internet Explorer. Login en wachtwoord zijn te verkrijgen via de begeleider. Er is tevens een mogelijkheid tot het zelf posten van eigen materiaal. Dat wordt naderhand op de juiste locatie binnen SharePoint geplaatst.
Lesmateriaal voor leerkrachten
2de graad engineering
Per domein
Per studiegebied
Posten / uploaden van doc
Snel up- en downloaden kan ook via de verkenner : 1 Sta op de titel 2 Ga naar bibliotheek 3 Klik op 'openen met explore'
Bibliotheek
Openen met Explorer
7 Professionalisering leerkrachten lassen – constructie 7.1
Wat is nodig voor de scholen? Er heerst veel onrust in de scholen, veroorzaakt door VCL / BIL / RTC / … : welke vorming heeft de leerkracht nodig? Moet de leerling certificaten behalen? Wat op stage? Wat vragen de bedrijven? Wat mag nog in de scholen gelast worden? Hoe onze West-Vlaamse scholen organiseren ? … Enkele zaken op een rijtje:
De (stage) bedrijven verwachten dat de leerlingen: goed tekeningen kunnen lezen, een goede attitude hebben, goed kunnen monteren (belangrijker dan oplassen), bewust kunnen kiezen voor een bedrijf. De bedrijven verwachten NIET dat de leerlingen een lasdiploma op school behalen. Het zijn vooral de opleidingscentra (VCL …) die aandringen op certificaten/ diploma’s … (commercieel belang?) Een certificaat is een meerwaarde, maar geen voorwaarde om stage in een bedrijf te lopen. De leerling of afgestudeerde moet toch een lasproef afleggen als voorwaarde om te starten. De leerlingen moeten slechts 1 certificaat behalen (zie leerplan). Het doel van ons onderwijs mag dus niet zijn: “de leerlingen zoveel mogelijk certificaten laten afleggen”. Een certificaat verkrijg je na het uitvoeren van een lasproef. De lasproef mag door een keurmeester worden afgenomen. Een keurmeester is een persoon die de norm kan interpreteren en de proeven kan uitvoeren. Dit kan dus ook een intern persoon van de school zijn, zonder bijkomende eisen. In heel uitzonderlijke gevallen moet de keurmeester extern zijn (lassen van drukvaten, spoorwegen …). Een certificaat is verbonden aan de instantie/het bedrijf die/dat de lasproef afneemt. Dit betekent dat het certificaat vervalt bij het verlaten van de school, tenzij het een certificaat is dat door een onafhankelijke keurder uitgegeven is. Dit is echter geen probleem omdat de leerling bij het in dienst treden bij een nieuwe werkgever toch een nieuwe lasproef moet afleggen. Bij de bedrijven, die werken onder het systeem van EN1090, is het gebruikelijk dat ze interim-arbeiders en stagiairs een lasproef intern laten uitvoeren waarbij de proefstukken worden bijhouden; dit kan voor 1 jaar zonder officieel certificaat. Wat mag je op school lassen zonder audit 1090? Je mag alles lassen, behalve vaste constructies aan gebouwen. Het BIL stelt een raadgevende lijst op met mogelijk uit te voeren lasoefeningen op school. De school hoeft de norm EN 1090 NIET behalen. Slechts een 250 bedrijven zijn in België al gecertificeerd. Hiervoor bedraagt de kost minimaal 7.000 EUR, maar het biedt geen pedagogische of didactische meerwaarde.
7.2
Een lascoördinator op school hoeft NIET, wel iemand die goed kan lassen.
Professionalisering leerkrachten Lassen is een moeilijk beroep geworden. Zeker met de komst van de sterkere staalsoorten, de hogere kwaliteitseisen en de steeds toenemende vraag naar certificering, normering en lasbeproevingen. Nieuwe lasprocedures, waarbij de werkstukken moeten worden opgewarmd voorafgaand aan het lassen, wachten op de juiste tussentemperatuur … Veel lasleerkrachten hebben daar geen kaas van gegeten, omdat ze voordien actief waren in een andere sector. Bij de hoogwaardige lasconstructiebedrijven is het een trend om de lasverantwoordelijken, die een 10-tal lassers aansturen, minimaal een IWS te laten volgen. In de kleinere bedrijven zal dit eerder een RWCb zijn. Ter info:
IWS = International Welding specialist vooropleiding BSO + 2/3 jaar laservaring 30 opleidingsdagen kostprijs ongeveer 4.000 EUR bij BIL (tarief scholen)
RWCb = Responsible Welding Coördinator Basic (steel) 11 opleidingsdagen + 1 dag examen kostprijs ongeveer 3.000 EUR bij BIL
Om de laatste nieuwe ontwikkelingen in het lasmilieu te kunnen volgen, is er nood aan professionalisering van de lasleerkrachten. Het zou goed zijn dat er een grotere expertise in de scholen aanwezig zou zijn. Een moderne lasleerkracht kan niet alleen goed lassen, maar is ook op de hoogte van de nieuwste ontwikkelingen. Een cursus RWCb of IWS kan hierin een meerwaarde bieden.
7.3
Softwareondersteuning in de normering lassen Het Belgisch Instituut voor Lastechniek (BIL) heeft een tool in Excel ontwikkeld om de leerkrachten lassen te ondersteunen bij het naleven en aanbrengen van de norm aan de leerlingen (WPS). De tool is heel uitgebreid en is zowel door leerkrachten te gebruiken, ter voorbereiding van lasproeven of certificaten, als voor leerlingen in het kader van zelfevaluatie.
De tool biedt een aantal richtlijnen om intern te certificeren. Via de tool kan de leerkracht een lascertificaat opmaken. Hierbij worden automatisch de gegevens, geldigheidsvoorwaarden … gegenereerd uitgaande van de laatste Europese lasnormen (EN1090, EN9606 …).
De tool kun je gebruiken om een visuele controle van de las uit te voeren. Eveneens te gebruiken als zelfevaluatiemiddel voor de leerling.
De tool biedt een handleiding in het uitvoeren van lasproeven.
Jo Desutter
