NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Pagina 401
Muren
INHOUD OKTOBER 2004
406 415 420 424
Willem B. van Muiswinkel
Onbekend maakt onbemind
Historische gebeurtenissen die van belang zijn voor de huidige immunologie. Ron Vonk en Cor de Beurs
Muziek in CoachThuis
Een beschrijving van een tweetal projecten over geluid. Chantal van Dinteren
Siliconen in een ander daglicht
Een andere kijk op siliconen waarbij de unieke eigenschappen van deze soort macromoleculen worden belicht. Michiel van Eijck
Getallen in beweging
Werken met grafieken in de tweede fase havo/vwo biologie.
Verder in dit nummer:
418 Jan Theo Boer
Stichting Veldstudie 403 Elise Boltjes
Een interview.
Een opstap naar abstract denken
Voorbeeldgestuurd onderwijs blijkt een leeren lesmethode te zijn die beter aansluit bij de manier waarop meisjes leren.
422 Gerard Stout
De macht van de afwezigheid
Een schets voor een vernieuwd gedragsrepertoire in de dagelijkse (school)praktijk.
405 Roeland Boot
Een leerarrangement voor natuurkunde in klas 4 havo
434
Een verslag dat de ervaringen beschrijft met dit leersysteem.
Een beschrijving van dit centrum voor wadden en de Noordzee op Texel.
408 Jan Mooij
Rubrieken
Krachtenmodel van een bungeejumper
414 Anneke Thurlings
Het verkrijgen van een versnelling groter dan de valversnelling g wordt meestal verklaard met een energiebeschouwing. Hier leest u hoe het ook kan.
428 Marjan Bruinvels
410 Henny Kramers-Pals
435 Vereniging 438 Verslagen 441 Wetenschap 442 Recensies 448 Media 452 Mededelingen 456 Adresgegevens
Beheer en archivering van bronnen: hoe doe je dat?
Een interview met ANW-docent Heleen Driessen. 412 Boelo Schuur en Jan Apotheker
Ecomare, bron van informatie
Speelgoed Fysici en poëzie 429 Marianne Offereins A. Pockels (1862-1935) 433 Jan Theo Boer Vraagje bio
Verantwoord chemisch practicum op school
Experimenten in lesmethoden voldoen wel eens niet aan de huidige eisen voor veiligheid en milieu.
Ik voel de muren. Vroeger wilde ik er uit. Nu wil ik weer naar binnen, even maar. Om te kijken hoe het is tegenwoordig. Of er veel veranderd is. Al weer zoveel jaren met pensioen, ga ik niet naar mijn oude school natuurlijk. Daar kijkt de conciërge wie die vreemde man is, en dat in mijn school. Collega’s roepen: “Je ziet er nog goed uit …. Ik zie je straks nog wel, heb een les/vergadering/ afspraak/een leerling die wacht.” Zal ik een andere school binnenlopen? Nee, ook openbare scholen zijn niet openbaar, niet open. Scholen zijn gesloten forten waar jonge mensen worden verborgen voor anderen. De leraren willen ze voor zichzelf houden. Onzichtbaar is de jeugd voor een gewone volwassene. Ja, de muren zouden moeten verdwijnen. Net zomin als de buitenstaander de school in kan, lukt het voor de leerlingen de school uit te komen. Voor de mensen die dit niet begrijpen, ik bedoel dit overdrachtelijk. Ik bedoel dat het goed zou zijn als de school activiteiten aan zou bieden waardoor leerlingen contact met de rest van de wereld zouden krijgen. Met tegenzin denk ik terug aan de erosie van het mooie programma aan excursies indertijd op mijn school. Ik was op een vreemde plaats, ook een plek waar éénsoortige mensen komen: minnaars van moderne kunst. Het is erg Hollands en erg buitenlands tegelijk: de Flevopolder. Beangstigend bijna is de schaal van het land. Alles is verder weg dan op het oude land. In Zeewolde staat in het water een gebouw als een vouwsel met een mooie naam: De Verbeelding. Het is, nee, geen museum – de kunst is buiten in het landschap. Men noemt het een centrum voor de kunst. De mensen van De Verbeelding willen de school in en ze weten niet precies hoe dat moet. Kunst en wetenschap bij elkaar brengen was het voorstel, een project over genomics en kunst. Met bijvoorbeeld David Kremers als inspiratie. Hij heeft een vooral voor biologen met ADSL interessante website: http://quad.bic.caltech.edu/~ kremersd/. Moest het een CKV-project worden? Nee, liever ANW. Kom collega, haal de muren neer: stuur een mailtje naar
[email protected]. Nee, niet allemaal natuurlijk!
[email protected]
Op de achterkant staan de agenda en de rubriek Opsteker
P.S. David Kremers: “Beauty, in the coming years, may eventually be seen as the essential element of civilization if it is to survive.”
OKTOBER 2004 |
8 | 401
NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Pagina 406
Willem B. van Muiswinkel
Op vrijdag 8 oktober organiseerde de NVON in samenwerking met Wageningen Universiteit een nascholingsdag met Immunologie als thema. Het weten-
Emeritus hoogleraar Celbiologie & Immunologie Departement Dierwetenschappen Wageningen Universiteit
schappelijke gedeelte van deze dag gaf een beeld van de kennis van het immuunsysteem op dit moment. Ook werd een historisch overzicht gegeven van immunologisch onderzoek tot op heden. Voor dit artikel is een aantal historische gebeurtenissen gekozen die van belang zijn als aanloop naar de huidige immunologie.
Onbekend maakt onbemind Geschiedenis van de immunologie Het is algemeen bekend, dat we een kinderziekte meestal maar één keer doormaken en er in de jaren daarna geen last meer van hebben. Deze kennis is eigenlijk al heel oud. Zo’n vier eeuwen vóór Christus leefde er in het oude Griekenland een geschiedschrijver, Thucydides. In die periode braken er tijdens de Peloponnesische oorlog allerlei ziekten uit, onder andere de pest. Thucydides beschrijft dat je veilig was voor herinfectie als je dergelijke ziektes eenmaal overleefd had. Dat Thucydides bleek o.a. uit het feit dat mensen die eenmaal hersteld waren, pestlijders in de stad Athene konden verzorgen zonder zelf dood te gaan. Wij zouden nu zeggen: “O, ja, die mensen zijn immuun geworden”. Het woord immuun bestond toen echter nog niet. De term immuun of beter gezegd immunitas dook pas later op in het Romeinse rijk. Immunitas werd in die tijd vooral gebruikt als een juridisch begrip. Het betekende dat je vrijgesteld was van bepaalde verplichtingen (bijvoorbeeld krijgsdienst) of van het betalen van belastingen. Voorwaar een interessante combinatie! Een relatie met de afweer tegen ziektes werd toen nog niet gelegd. Dat kwam pas veel later. We maken nu een sprong in de historie naar het eind van de achttiende eeuw. Op college heb ik jarenlang verkondigd dat de immunologie zo’n beetje begonnen is bij de Engelse plattelandsdokter Edward Jenner. Deze arts had waargenomen dat mensen die met koepokken (Vaccinia) in contact waren geweest, niet meer vatbaar waren voor de menselijke pokken (Variola). In 1796 inoculeerde hij een jongetje, genaamd James Phipps, met materiaal uit een koepoklaesie. Deze jongen herstelde goed en bleek daarna onvatbaar voor de echte menselijke pokken. Hoewel Jenner aanvankelijk grote moeite had deze methode erkend te krijgen binnen de toenmalige medische wereld, hebben zijn publicaties uiteindelijk toch geleid tot grootschalige en succesvolle vaccinatieprogramma’s. Ik moet echter bekennen dat
Immunologie en Wageningen Universiteit
Jenner niet de eerste is geweest die een dergelijke benadering heeft toegepast. In de jaren ervóór was het in landen als China, Turkije en Denemarken al gebruikelijk om etter uit de puisten van pokkenpatiënten in de huid van gezonde mensen te wrijven. Dit was best een gevaarlijke methode, maar het liep meestal goed af, omdat er waarschijnlijk met een relatief lage dosis verzwakt pokkenvirus werd gewerkt. Via diplomatieke contacten waren deze waarnemingen ook in Engeland bekend geworden en reeds in 1722 liet de Princess of Wales haar eigen kinderen zo behandelen nadat ‘uiteraard’ een en ander was uitgetest op een aantal veroordeelde misdadigers en een paar weeskinderen. In de achttiende eeuw was het nog onduidelijk waar die weerstand tegen ziekten nu op was gebaseerd. De bekende Leidse geleerde Herman Boerhaave schrijft in 1728: “Mensen, die pokken overleefd hebben, moeten iets in hun lichaam hebben waardoor ze bestand zijn tegen herinfectie”. Later in de negentiende eeuw werd door Robert Koch en Emil von Behring waargenomen dat je met inspuiten van het serum Ehrlich van geïmmuniseerde dieren de weerstand tegen difterie en tetanus kon overdragen op andere proefdieren. Men concludeerde dat er in het bloed antilichamen (‘Antikörper’) zaten, die in staat waren de toxines van de micro-organismen te neutraliseren. Dit idee werd ondersteund door de zijketentheorie van Paul Ehrlich, die daarvoor in 1908 de Nobelprijs ontving. Hij postuleerde dat er op iedere cel receptoren voorkomen die specifiek kunnen binden met voedingsstoffen. Mectchnikoff Deze receptoren kunnen echter ook binden met bacteriële toxines. Bij een sterke prikkeling gaat een cel meer van de betreffende receptoren maken, die uiteindelijk ook nog afgegeven worden aan het bloed. Als een dier nu weer in contact komt met de ziekteverwekker, kunnen de rondzwervende receptoren de toxines al in de bloedbaan neutraliseren en de betreffende ziekte wordt in een vroeg stadium voorkomen. Met name het idee, dat verworven weerstand was gebaseerd op een toename van oplosbare (‘humorale’) stoffen, werd in de eerste helft van de twintigste eeuw algemeen geaccepteerd. Toch was er in die tijd ook een andere wetenschappelijke stroming, die er van uitging dat ziekteverwekkers met behulp van fagocytose
Immunologie is een onderwerp waar veel aandacht aan wordt besteed aan Wageningen Universiteit, zowel binnen het onderzoek als het onderwijs. Alle sprekers van de studiedag op 8 oktober zijn verbonden met de universiteit. Verschillende Wageningse opleidingen hebben een flinke moot immunologie in het pakket: biologie, biotechnologie en dierwetenschappen. Meer info op www.weksite.nl .
Cellen met receptoren volgens Ehrlich. 406 |
8 | OKTOBER 2004
NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Ron Vonk Cor de Beurs
Pagina 415
Met het beschikbaar komen van CoachThuis is het voor leerlingen mogelijk om thuis metingen te analyseren die op school zijn uitgevoerd. Daarnaast biedt het AMSTEL-Instituut via de site (www.science.uva.nl/coachthuis) pro-
AMSTEL-Instituut, Universiteit van Amsterdam
jecten aan. Deze projecten kunnen als huiswerk of als inleiding op een thema worden gebruikt. Dit is het tweede artikel in een reeks waarin het aanbod van CoachThuis wordt besproken. In NVOX 5 (mei 2004) is het project ‘schommelen’ besproken. In dit artikel worden twee CoachThuisprojecten over geluid beschreven.
Muziek in CoachThuis Lesondersteunende activiteiten voor bètavakken via het internet Activiteiten nader beschreven In de eerste activiteit wordt op een kwalitatieve manier inzichtelijk gemaakt dat verschillende golfvormen opgebouwd kunnen worden uit harmonische functies. De activiteit bevat een model dat sinussen met verschillende periodes genereert en telt deze bij elkaar op. Je ziet in de grafiek de samengestelde functie verschijnen. Zolang het aantal boventonen beperkt is zijn de boventonen in de samengestelde functie nog duidelijk waarneembaar. Het geheel wordt toegelicht in een leerlingenhandleiding die vanuit de coachactiviteit is op te roepen.
Waarom geluid? Geluid is een vrij populair thema. In elke klas zitten wel leerlingen die een muziekinstrument bespelen en jaarlijks wordt het onderwerp geluid door verschillende (groepjes) leerlingen gekozen voor hun profielwerkstuk (PWS). Juist voor een PWS is het onderwerp geschikt omdat er veel mogelijkheden zijn voor verdiepend onderzoek of praktische toepassingen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de werking van het oor, analyseren van klanken met behulp van de fourieranalyse en antigeluid. De twee projecten die in dit artikel beschreven worden zijn ‘Klank’ en ‘Chladni’.
In de tweede en derde activiteit worden geluidsmetingen van het geluid van diverse saxofoons en strijkinstrumenten aangeboden. De gegeven meetresultaten kunnen in Coachthuis met behulp van fourieranalyse geanalyseerd worden. Vragen die hierbij aan de orde komen zijn: ‘welke boventonen hebben de verschillende instrumenten gemeenschappelijk’ en ‘in welke boventonen verschillen de instrumenten van elkaar’. Om het onderling vergelijken van de verschillende geluidssignalen makkelijker te maken is telkens dezelfde toon gespeeld, eventueel met een octaaf
Het project ‘Klank’ Inhoud van het project In het project ‘Klank’ onderzoeken leerlingen het geluid van verschillende muziekinstrumenten. In de introductieactiviteit maken ze kennis met klankopbouw (grondtoon en boventonen) en de beginselen van fourieranalyse. Dit vormt de voorbereiding op de hiernavolgende activiteiten waarin de geluidssignalen van saxofoons en strijkinstrumenten worden geanalyseerd. In de laatste activiteit van dit project wordt nader ingegaan op het samenstellen van klanken.
Dezelfde toon gespeeld op twee verschillende saxofoons. Links het geluid van de altsaxofoon met daaronder het bijbehorende fourierspectrum, rechts het geluid van de sopraansaxofoon met bijbehorend fourierspectrum. OKTOBER 2004 |
8 | 415
NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Chantal van Dinteren
Pagina 420
Bij siliconen denken veel mensen direct aan borstimplantaten en de negatieve publiciteit daaromheen. Hoog tijd om siliconen eens in een ander daglicht te
Porta Mosana College, Maastricht
plaatsen. Door de unieke eigenschappen vinden we dit macromolecuul terug in een scala aan producten. Bij al deze toepassingen kun je bijna niet voorstellen dat deze producten één oorspronkelijke grondstof hebben: ZAND!
Siliconen in een ander daglicht In figuur 1 staat dit hele proces in een blokschema weergegeven.
Waar vinden we siliconen terug? Siliconen hebben een lage elektrische geleidbaarheid en wrijvingscoëfficiënt, een goede hitte- en weersbestendigheid en een blijvende elasticiteit over een groot temperatuurgebied. Daarnaast zijn ze reuk- en smaakloos, vet- en waterafstotend en niet giftig. Door deze set van unieke eigenschappen komen we siliconen in bijna alle industriële sectoren tegen. Zo worden siliconen toegepast als bekleding van elektrische bedrading, als kit voor de bouwsector, als antikleefmiddel bij de fabricage van autobanden en als beschermlaag voor lijmen in de papierindustrie. In de medische sector vinden we siliconen in afdichtingmateriaal in dialyse-apparatuur, catheters, hartimplantaten, protheses en isolatie van de elektrodes in pacemakers. De levensmiddelen- en voedingsmiddelenindustrie maakt veelvuldig gebruik van siliconen. In het dagelijks leven komen we siliconen veelvuldig tegen: in was- en glansmiddelen voor auto’s, in schoonmaakmiddelen in de huishouding, als waterafstotend middel voor kleding, maar ook in verf, shampoo, haarlak en deodorant.
Hoe worden siliconen gemaakt?
Figuur 1. Bereiding siliconen
Het uitgangsmateriaal is siliciumoxide, bijvoorbeeld in de vorm van kwartszand. Hieruit wordt in een elektrische oven met koolstofelektroden het element silicium bereid. Bij een temperatuur van ongeveer 1700 °C vindt de volgende elektrothermische reactie plaats: SiO2 (s) + 2 C (s) → Si (s) + 2 CO (g)
Een veelgebruikte toepassing: siliconen in tape
(1)
Het silicium dat bij dit proces ontstaat heeft een zuiverheid van 98%, genoeg voor de meeste toepassingen. Voor de chipindustrie wordt een zuiverheid van 99,99999% geëist; dan zal het silicium verder moeten worden gezuiverd. Nu hebben we een van de grondstoffen van siliconen, het element silicium. De andere grondstof, chloormethaan, wordt bereid uitgaande van methanol en HCl. Het silicium laten we nu reageren met chloormethaan. Bij een temperatuur van 250-300 °C (met koper als katalysator) ontstaat dichloordimethylsilaan (65-85%) en nog wat andere silanen. Dit wordt in de siliconenindustrie de Müller-Rochow-synthese genoemd. Si + 2 CH3Cl → (CH3)2SiCl2 + andere silanen
(2)
Door middel van destillatie wordt dichloordimethylsilaan gescheiden van de andere silanen. Als stap 3 en 4 in de bereiding van siliconen wordt dimethylsilaan eerst gehydrolyseerd tot silaandiol. Het HCl dat hierbij ontstaat wordt weer teruggeleid in het proces. Vervolgens ontstaat er polydimethylsiloxaan (PDMS) door een polycondensatie. n (CH3)2SiCl2 + 2 n H2O → n (CH3)2Si(OH)2 + 2n HCl
(3)
n (CH3)2Si(OH)2 → [(CH3)2SiO]n + n H2O
(4)
420 |
8 | OKTOBER 2004
De meest gebruikte tapesoorten in het huishouden zijn plakband en afplaktape voordat je gaat schilderen. Je kunt het met het blote oog niet zien, maar zo’n tape bestaat uit drie lagen: • het dragermateriaal van de tape • een lijmlaag • een siliconencoating Het dragermateriaal bestaat meestal uit papier of uit een kunststoffilm. Het geeft stevigheid aan de lijmlaag. Er zijn verschillende soorten lijmen: lijmen die permanent blijven zitten, of lijmen die makkelijk te verwijderen zijn. Voor bijvoorbeeld afplaktape moet de lijmlaag wel weer van het raam of kozijn af te halen zijn. De siliconencoating, in de industrie ook wel release coating genoemd, zorgt ervoor dat de tape makkelijk af te rollen is zonder dat hierbij de lijmlaag beschadigt. Deze coating bestaat niet zomaar uit een laagje PDMS: het zit wat ingewikkelder in elkaar.
NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Pagina 424
Michiel van Eijck
van vader geleerd tijdens het avondeten – is wel een deel van het gedragsrepertoire, en een deel dat paraat is zodra het vuur heet wordt, maar minder effectief in een klassensituatie. Vroeger of veel later komt dat inzicht: schreeuwen helpt niet. Dat inzicht alléén is onvoldoende om een effectievere reactie te geven. Dat inzicht is wel nodig om op zoek te kunnen gaan naar ander en handiger gedrag.
AMSTEL-instituut, Universiteit van Amsterdam
Vader en moeder gaan mee in de les. Ze nemen plaats op de schouder van de student en docent. Ze kietelen in de binnenzak van de jas. Zaten ze maar in de banken, dan kon je ze weg sturen.
Getallen in beweging
Het is niet de student die zijn eigen gedrag tentoonspreidt, het is niet de docent die zijn eigen gedrag laat zien. Student en docent laten aangeleerd gedrag de regie bepalen. Vader, moeder, leraar basisschool, lerares voortgezet onderwijs deden dat voor. Een gekopieerde reactie is het resultaat. Eigenheid ontbreekt. Gij zult niet doodslaan, zegt het zesde gebod. Doodslaan kent vooral veel praktische bezwaren. Er zijn eenvoudiger rituelen uit te voeren. Er zijn eenvoudiger middelen dan moord om de niet meer passende kopie van je opvoeders kwijt te raken.
Inleiding De aanleiding voor dit artikel (dat gebaseerd is op een workshop) is het onderzoek aan het AMSTEL-instituut naar de mogelijkheden van de elektronische leeromgeving Coach voor het biologieonderwijs. Met Coach is het vrij eenvoudig te meten aan hart en bloedsomloop (zie figuur 1).
Opvoeders die een belangrijke (mis)vormende rol hebben gespeeld laten zich, in tegenstelling tot beminnelijke ouders, niet gemakkelijk buiten zetten. Niet omdat de student of leraar dat niet zou willen, maar door gebrek aan inzicht, door gebrek aan bewustwording en door gebrek aan alternatieven. Wie onbewust is van zijn gedrag ervaart wel fricties in de omgang met anderen, maar heeft geen zicht op de oorzaak. Wie eenmaal bewust is van zijn deelgedrag, kan, als dat wenselijk is, daar bewust verandering in aanbrengen. Dat gaat niet vanzelf. Overgave is de grootste overwinning. Zodra de spanning oploopt komen vader, moeder, ik-doe-dataltijd-zo om de hoek kijken. Naast stress is ook dronkenschap een prima middel om de onderdrukte gedragseigenschappen in beeld te krijgen, vooral als een ander in nuchtere staat toekijkt. Die ander kan een videocamera in de hoek van de kamer zijn, of een partner in het (echtelijke) bed die met jou de treurigheid van na het vrijen onder ogen durft te zien. Remmen los en de ware aard komt naar boven. Karaktertrekken zijn kneedbaar. De scherpe kanten gaan – op je dringende verzoek – naar de achtergrond. Wie wil, kan onhandig gedrag langzaam veranderen of in de parkeerstand zetten. Wie wil stoppen met roken en telkens een sigaret opsteekt als er koffie wordt geschonken, kan op thee overschakelen. Wie treurig wordt na twee glazen wijn kan op frisdrank overstappen, of cafés mijden. Wie chagrijnig wordt na zes lesuren achtereen kan de roostermaker informeren en alternatieven aandragen. Wie van slag raakt door familiebezoek, kan een abonnement op de schouwburg nemen. Wie zijn gedrag laat bepalen door de voormalige opvoeders kan leren ze buiten het leslokaal te houden. Een eenvoudig ritueel kan daar bij helpen. Vader zit op mijn schouder als ik de klas instap. Hij keurt me kritisch. Ik heb zijn blik niet nodig, maar ik merk hoe ik krijtstof van mijn mouw klop. Een nette vader had ik, smetteloze man. De leerlingen zijn binnen. Ik wandel nog eenmaal naar de deur, zet die op een kier, fluister zacht; tabé. Ik doe de deur dicht. Zo, die kieskeurige man heb ik buitengezet. Ik hang mijn jasje over de stoelleuning en rol de mouwen van mijn hemd omhoog. In de binnenzak van mijn colbert speelt zich een dialoog af tussen vader en moeder. ‘Die jongen toch, met opgestroopte mouwen in de les,’ zegt moeder. ‘Geen kijk,’ bromt vader, ‘dat jasje over de leuning.’ x Ze zijn ver weg, niet in mijn buurt. Ik laat ze praten.
424 |
8 | OKTOBER 2004
Figuur 1a) Een ECG-set bestaat uit een filter/versterker, banden voor de twee elektroden en geleidingspasta. De uitgang van de versterkeer is een LED. Via een lichtsensor wordt het signaal naar de computer gevoerd. Deze optische koppeling garandeert de veiligheid van de proefpersonen. b) De hartslagsensor bestaat uit een oorclip en een versterkerkastje. In de oorclip zit een lampje en een lichtgevoelig deel, dat de hoeveelheid doorgelaten licht meet. Tijdens de systole zal de doorbloeding groter zijn dan tijdens de diastole. Er wordt dan minder licht doorgelaten. In het sensorkastje wordt het signaal van de clip versterkt, omgekeerd en gefilterd.
Het Coachlab zet analoge signalen van de sensoren om in voor de computer begrijpelijke digitale signalen. Het verloop van deze signalen in de tijd kan zichtbaar gemaakt worden met een grafiek. Dit zijn echt ‘getallen in beweging’: de grafiek ontstaat tijdens de meting (zie figuur 2).
We
ng
NVOX
vakw. 08-2004
18-10-2004
13:19
Pagina 425
Voor leerlingen blijken grafieken vaak een bron van onbegrip en verwarring. In een workshop hebben we docenten laten werken met een didactisch raamwerk dat laat zien waar dit onbegrip en deze verwarring vandaan kunnen komen. Dit didactisch raamwerk biedt handvatten om bewuster en helderder met grafieken om te gaan in de klas of tijdens het ontwikkelen van lesmateriaal.
Werken met grafieken in de tweede fase havo/vwo biologie Eén van mijn onderzoeksvragen is wat we met dergelijke grafieken in het biologieonderwijs kunnen doen. Ik ben daarom eens in twee veel gebruikte methoden voor biologie (in de tweede fase van het vwo) gaan kijken naar grafieken die op de grafieken 2a en 2b lijken of er mee te maken hebben1. Het resultaat van mijn zoektocht waren twee grafieken die er erg veel mee te maken hebben, maar die er bij nadere beschouwing heel anders uit zagen (zie figuur 3a en 3b). Het meest opvallend is het verschil in gestileerdheid van de curve; de figuren 3a en 3b zien er veel netter uit. Maar ook langs de assen staan hele andere gegevens, als die assen er al zijn. Die verschillen tussen grafieken waren intrigerend. Ik begon mij te verdiepen in de vraag wat voor soorten grafieken we kunnen aantreffen in methoden en hoe die verschillende soorten grafieken ingezet (kunnen) worden in het biologieonderwijs. De diversiteit in grafieken bleek enorm en al gauw kon ik door de bomen het bos niet meer zien. Ik moest dus een of ander handvat hebben om die grafieken te kunnen indelen op hun bruikbaarheid voor het onderwijs.
Roth’s indeling van grafieken op basis van graphing resources Figuur 2 Door leerlingen verkregen resultaten van een ECG-meting (a) en een meting van de doorbloeding van de oorlel (b)
a
De Canadees Wolff-Michael Roth heeft met een groep onderzoekers2 een indeling van grafieken waarbij grafieken beschouwd worden als communicatiemiddelen. Centraal in deze indeling staan graphing resources. Dit zijn onderdelen van een grafiek en tekst behorende bij de grafiek die de lezer nodig heeft om de grafiek te kunnen interpreteren, dat wil zeggen betekenis toe te kunnen kennen aan de lijn die de functionele relatie tussen grootheden weergeeft. Voorbeelden van graphing resources zijn grootheden, eenheden, assen, schalen op de assen, een legenda, een verklarende tekst, etc. De indeling die uiteindelijk gemaakt is op basis van deze graphing resources, blijkt geschikt om alle soorten grafieken – of ze nu in het onderwijs of in de wetenschap worden gebruikt – in te delen.
Workshopopdracht 1: Grafieken als communicatiemiddelen
b
Figuur 3 In methoden gevonden grafieken: een elektrocardiogram (a); het verloop van de bloeddruk in hartkamers, aorta en longslagader gedurende één hartslag (b).
In de workshop hebben de deelnemers grafieken uit het hoofdstuk hart en bloedsomloop van twee veel gebruikte biologiemethoden voor de tweede fase van het vwo ingedeeld volgens de indeling van Roth op basis van graphing resources. Het bleek uiteindelijk dat ongeveer 75% van deze grafieken tot een klasse van grafieken behoren waarbij essentiële graphing resources ontbreken. De deelnemers vonden bijvoorbeeld dat bij de meeste grafieken op één der assen geen grootheden en/of eenheden zijn gegeven. Het gevolg daarvan is dat de deze grafieken voor de leerling lastig te interpreteren zijn. Vergelijkbare resultaten heeft de groep van Roth ook gevonden in hoofdstukken over het onderwerp ecologie. De overige 25% van de grafieken bleek in een klasse van grafieken te vallen waarbij sprake is van een grafische weergave van een mathematisch model: bij beide geschaalde assen staan grootheden en eenheden vermeld, maar er zijn geen meetpunten zichtbaar. Ook deze klasse van grafieken is moeilijk te interpreteren, omdat niet uit de gegeven graphing resources is af te leiden op basis OKTOBER 2004 |
8 | 425
