Kies jij natuurkunde?

Kies jij natuurkunde? Docentenhandleiding havo/vwo

Differentiatie 3 havo/vwo SLO • nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling

Kies jij natuurkunde? Docentenhandleiding havo/vwo

Januari 2011

Verantwoording

© 2011 SLO (nationaal expertise centrum), Enschede Alle rechten voorbehouden. Mits de bron wordt vermeld is het scholen toegestaan zonder voorafgaande toestemming van SLO deze uitgave geheel of gedeeltelijk te kopiëren dan wel op andere wijze te verveelvoudigen voor gebruik in en ten behoeve van de school.

Auteur: Jos Paus Eindredactie: Lieke Meijs

Informatie SLO Afdeling: Onderbouw VO Postbus 2041, 7500 CA Enschede Telefoon (053) 4840 660 Internet: www.slo.nl E-mail: [email protected]

AN: 4.5533.331

Inhoud Voorwoord

5

1.

Het projectmateriaal

7

2.

De uitgangspunten

9

3.

Verdeling van de lesstof over het jaar

11

4.

De thema's

13

4.1 4.2 4.3 4.4

Verschillend programma? Verschil in didactiek Verschil in beoordeling Verschil havo/vwo

15 16 16 17

5.

De verschillende thema's

19

5.1

Onderwerp Bewegen 5.1.1. Bewegen voor doorstromers en wikkers-en-wegers 5.1.2. Bewegen voor afbuigers Onderwerp Zon, aarde en maan 5.2.1. Zon, aarde en maan voor doorstromers en wikkers-en-wegers 5.2.2. Zon, aarde en maan voor afbuigers

19 21 25 31 33 37

5.2

Bronnen bij hoofdstuk 4

41

Voorwoord

e

Dit project is bestemd voor 3 klas leerlingen voor het vak natuurkunde. Voor de tweede helft van het schooljaar zijn een aantal lessen ontwikkeld met de volgende thema's:  bewegen;  zon, aarde en maan. Het doel van deze lessen is om leerlingen in klas 3 een bewuste keuze te laten maken of ze het vak natuurkunde kiezen in de vierde klas. De lessen geven de leerlingen een beeld hoe het vak in de tweede fase wordt aangeboden, zowel inhoudelijk als didactisch. Leerlingen maken eerst een voorlopige keus en worden ingedeeld in de groep doorstromers/wikkers en wegers óf in de groep afbuigers. Het lesmateriaal maakt onderscheid tussen deze twee groepen. Tussen de verschillende thema's kunnen leerlingen nadenken of de keus die ze gemaakt hebben, de juiste is. Eventueel kan er van groep worden veranderd. Het lesmateriaal in dit project maakt in eerste instantie nog geen onderscheid tussen havo- en vwo leerlingen. Wellicht kan daar, in het gebruik dan wel in de toekomst, in gedifferentieerd worden. Het reguliere leerboek kan, waar nodig ter ondersteuning, naast dit lesmateriaal worden gebruikt. Iedere les begint met twee (invul)vakken waar de docent kan aangeven welke stof bij deze les hoort en welke opgaven uit het (leer)boek gemaakt moeten worden. Het laatste thema: Zon, aarde en maan is uitgetest in klas 3 havo en vwo. Naar aanleiding van deze ervaringen is het lesmateriaal bijgesteld. Deze bijstellingen worden genoemd bij dit thema. De ervaring leert ook dat met de bovenstaande onderwerpen voldoende diepgang aangebracht kan worden. Ook zijn dit onderwerpen die leerlingen een beeld kunnen geven hoe het vak in de bovenbouw aangeboden kan worden. Om dubbele aanduidingen als 'hij/zij', 'hem/haar', 'zijn/haar' in deze docentenhandleiding te voorkomen is voor de mannelijke aanduiding gekozen.

Januari 2011 Jos Paus.

5

1. Het projectmateriaal

Het materiaal dat bij dit project hoort bestaat uit de docentenhandleiding en de thema's 'Bewegen' en 'Zon, aarde en maan': In deze docentenhandleiding staat beschreven welke onderwerpen er bij ieder thema aan bod komen. De lessen zijn gefaseerd uitgeschreven waarbij de volgende fasen zijn gebruikt:  Fase 1: oriëntatie. Tijdens deze fase wordt voorkennis geactiveerd, en maken leerlingen globaal kennis met enkele technieken.  Fase 2: verdieping. Er wordt een verdieping aangebracht in de natuurkundige kennis: het opzetten van een onderzoek (vaardigheid) en het interpreteren van de resultaten van de experimenten (kennis).  Fase 3: transfer. Hierin wordt expliciet gevraagd om het geleerde toe te passen op nieuwe situaties. Ook belangrijk is dat de leerling steeds onder woorden kan brengen wát de resultaten opleveren. Tenslotte wordt van de leerling gevraagd om de resultaten te 'vertalen' naar wiskundige relaties. Daarin hoeft hij (nog) niet ver te gaan.  Fase 4: transfer en Evaluatie. Is datgene wat de leerling in deze module heeft gezien herkenbaar voor zijn dagelijkse ervaringen? En kan de leerling dat onder woorden brengen? Kan hij een situatie beschrijven die dichtbij hem blijft en die betrekking heeft op deze (natuurkundige) onderwerpen? Tevens toetsen we hier of de doelstellingen gehaald zijn. Als de leerling hierop feedback krijgt, kan er weer sprake zijn van een leereffect.  Fase 5: eigen onderzoek. Als een leerling handigheid heeft gekregen in het opzetten van een onderzoek, kan hij ook dát onderzoeken waar zijn belangstelling ligt. De leerling heeft dan zelf de verantwoordelijkheid voor zijn keuze. Niet alle fasen komen bij ieder thema voor. Het meest uitgebreide thema is nu het eerste 'Bewegen'. Het eigen onderzoek hoeft natuurlijk niet in ieder thema terug te komen. Steeds is aangegeven:  De beschrijving van de lesstof;  De doelstelling, wat moeten leerlingen kennen en kunnen;  De leerbronnen en benodigdheden: omdat er vanuit wordt gegaan dat deze thema's naast de gebruikte methode worden gebruikt, is er bij de lessen steeds een vak 'Uit het boek' en 'Opdrachten' opgenomen. Dit kan worden ingevuld door de docent.  Leerlingen: Leeractiviteiten en producten: wat wordt er van de leerlingen verwacht, wat doen ze tijdens de lessen of daarbuiten.  Docenten en technisch onderwijs assistent (TOA) activiteiten: wat gaat de docent doen, waarvoor moet vooraf gezorgd worden? Van de thema's: 'Bewegen' en 'Zon, aarde en maan' zijn de lessen en de bijbehorende werkbladen uitgeschreven (de filmpjes die in het thema 'Bewegen' worden gebruikt, zullen te zijner tijd op de site www.differentiatie3hv.slo.nl staan).

7

2. De uitgangspunten

De uitgangspunten voor dit project kunnen worden samengevat in de onderstaande punten:  Motivatie van de leerlingen is erg belangrijk: het project moet aansluiten bij belangstelling.  Niet té moeilijk maken voor de afbuigers, wel uitdagend.  Niet té gemakkelijk maken voor de doorstromers: het moet uitdagend zijn, voor zowel de goede als minder goede leerling.  Verschil voor havo/vwo, vooral wat betreft niveau.  Leerlingen werken aan hetzelfde thema, differentiatie in opdrachten.  Zoveel mogelijk aan laten sluiten bij de praktijk van de school (op school lopende projecten zo mogelijk gebruiken binnen dit project).  Het programma voor de doorstromers moet een reëel beeld geven van het programma in de tweede fase, mogelijk door ze een tijd zelfstandig te laten werken (studiewijzer, studieplanner), tussentijdse (eventueel beoordelings) gesprekken van het (praktisch) werk, presentatie van het werk.  Gericht op praktisch werk: theorie vanuit de praktijk.  Waar mogelijk samenwerking met andere vakken: wiskunde (rekenen, verbanden tussen grootheden, grafieken, steilheid, oplossen van vergelijkingen, ...); biologie (bloedsomloop, werking van het hart, werking van spieren in het algemeen, evenwicht, stofwisseling, energiehuishouding, ....); NLT (verschillende modules kunnen deels worden gebruikt als voorbereiding op het vak), scheikunde (stofwisseling, verbranding, ...). Tijdens het werken in dit project moet voor de leerlingen en docent duidelijk zijn wát het verschil is tussen de twee stromen: de doorstromers/wikkers en wegers en de afbuigers. De docent zal met beide groepen anders omgaan; de leerlingen ervaren (soms nét) andere opdrachten. Na en tijdens het project moeten de leerlingen een weloverwogen beslissing kunnen nemen of ze het vak natuurkunde nu wél willen kiezen in de vierde klas of dat ze toch een ander vak kiezen.

9

3. Verdeling van de lesstof over het jaar

De eerste helft van het jaar In de eerste helft van het derde leerjaar wordt op twee sporen gewerkt: 1. motivatie: natuurkunde is een mooi vak, toepasbaar op allerlei mogelijke situaties die je in het dagelijkse leven tegen komt. Het prikkelt de nieuwsgierigheid, roept nieuwe vragen op die het onderzoeken waard zijn. 2. het vak geeft een goed beeld hoe leerlingen natuurkunde in de bovenbouw tegen komen: kennis en vaardigheden krijg je niet zó maar, maar er moet inspanning voor geleverd worden. Het moet gestructureerd aangepakt worden, je hebt er discipline voor nodig. Je moet zelfstandig kunnen werken. We kunnen dan kiezen voor de onderstaande (natuurkundige) onderwerpen uit tabel 1. Tabel 1

Onderwerp

Pulsar

NoVa

NaSk

Natuurkunde Overal

Licht: lichtstralen, terugkaatsing, breking, lenzen, beeldvorming, rekenen met lenzen Elektriciteit: stroom, spanning, energie en vermogen weerstanden, maken en doorrekenen van schakelingen Elektrische systemen: systeembord, sensoren, meten-sturenregelen Energie en vermogen: arbeid, energie, omzetting, (elektrische) energie opwekken, warmte

H4, H6

H4

H1

H3

H1, H2, H3

H8, H9

H7, H8

H2, H4

H2

H12

-

-

H3, H5

H9

H5, H8

H2, H6

In sommige methoden is het hoofdstuk toegespitst op het onderwerp, soms (bijvoorbeeld in Pulsar waarbij thematisch gewerkt wordt) vinden we onderdelen van hetzelfde onderwerp in verschillende hoofdstukken. Na dit eerste halve jaar, waarin alle leerlingen hetzelfde programma volgen, moet er een voorlopige keuze worden gemaakt:  doorstromers: leerlingen die natuurkunde kiezen in de vierde klas;  wikkers en wegers: leerlingen die natuurkunde eventueel gaan kiezen: zij houden nog een optie voor het vak;  afbuigers: leerlingen die het vak niet gaan kiezen in de vierde klas.

 11

Mochten er in de groep 'afbuigers' leerlingen voorkomen die op hun voorlopige keus terugkomen (de zogenaamde 'spijtoptanten'), dan moet gekeken worden wát en of zij onderdelen die essentieel zijn voor het vervolg hebben gemist. Zij moeten dan alsnog een aanvullend programma krijgen. Omdat er in het eerste halve jaar aandacht is voor de keus van het vak in de vierde klas, kan een leerling samen met de docent overleggen wat voor hem wijsheid is: 'welk programma kan ik de tweede helft van het schooljaar het beste volgen?' Tussen de verschillende thema's kan er tijd gereserveerd worden voor enige reflectie. Wellicht kunnen de leerling en docent even terugkijken en nagaan of de keuze voor afbuiger/doorstromer nog bijgesteld moet worden. De tweede helft van het jaar In de tweede helft van het schooljaar wordt een gedifferentieerd programma aangeboden voor:  doorstromers en de wikkers-wegers;  afbuigers. Na een 'project' zou de leerling (in overleg met medeleerlingen en met de docent) na kunnen gaan waarom hij heeft gekozen om wél of niet met het vak door te gaan. Een dergelijk evaluatiemoment zou ingepland kunnen worden. Voor de tweede helft van het schooljaar is gekozen voor de volgende onderwerpen uit tabel 2 (de leerstof van dit onderwerp staat in de aangegeven hoofdstukken van de betreffende methode). Tabel 2 Onderwerp

Pulsar

NoVa

NaSk

Natuurkunde Overal

Bewegen Mechanica in het algemeen; versnellen en afremmen, grafieken maken (afstandtijd, snelheid-tijd, versnelling-tijd).

H3

H1, H5

H3

H5, H7

Zon, aarde en maan Indeling, bewegingen, waarnemen, rekenen met omloopstijden.

H6

-

H10

H8

 12

4. De thema's

'Bewegen': In dit onderdeel wordt het betreffende hoofdstuk uit het leerboek gebruikt. De verschillende begrippen (afstand, snelheid, versnelling) worden verder uitgewerkt met behulp van 'videometen'. Dit zijn 'losse' onderdelen die horen bij dit onderwerp en waaraan leerlingen min of meer zelfstandig kunnen werken. Afhankelijk of leerlingen bedreven zijn met videometen (misschien al in klas 2 gebruikt?) wordt eerst aandacht gegeven aan de techniek en vervolgens wordt deze techniek gebruikt om antwoorden te vinden op mechanische vragen. 'Zon, aarde en maan': Een onderwerp waarin een aantal aspecten zitten: 'van klein naar groot' aanknopingspunt voor beschrijving van atomen en moleculen tot planetenstelsel, Melkwegsystemen. En: radioactiviteit (energieproductie in zon en sterren) en leefmilieu op de verschillende planeten. Bij dit onderwerp kan (sterk) gedifferentieerd worden door opdrachten te geven waarvoor veel natuurkundige kennis nodig is (levensloop van een ster, de C-14 methode om de leeftijd te schatten, ....) en méér beschrijvende opdrachten (wat heeft een mens nodig om te overleven op Mars, beschrijf de levensloop van een ster zoals de zon, ...). In tabel 3 is aangegeven wat binnen het programma (aangegeven in de gebruikte methode), maar vooral (als extra, tijdens de lessen) praktisch aan de orde komt bij deze onderwerpen. Bij 'andere opdrachten' kunnen we denken aan extra, praktische opdrachten waaraan eventueel buiten de lessen gewerkt kan worden. Veel opdrachten maken gebruik van 'videometen', een vaardigheid die leerlingen (en docenten?) in de derde klas (nog) niet altijd zullen hebben. Het werkt het sterkst motiverend als leerlingen vanaf het begin betrokken zijn bij de opdracht: dus zélf het filmpje maken, vervolgens geschikt maken voor verwerking en daarna analyseren. Dit betekent in het begin van de tweede helft van het schooljaar een tijdsinvestering voor leerlingen, die, zeker voor de doorstromers, zeer zinvol is. De afbuigers zullen deze (technische) vaardigheid ook leuk vinden, maar kunnen misschien 'meeliften' met de doorstromers. Zij kunnen dan hetzelfde filmpje gebruiken voor een andere opdracht.

 13

Tabel 3

Onderwerp

Doorstromers en wikkers-wegers

Afbuigers

Bewegen

 

afstand, snelheid, versnelling; videometen: bewegingen van een fietser: versnellen met en zonder passagier; videometen: valbeweging met en zonder wrijving; rekenen aan vallende voorwerpen.

 

hoe ziet het planetenstelsel er uit? analyse van de beweging van planeten om de zon: hoe zien wij dat vanaf de aarde? internet: waar komt de zonneenergie vandaan? kijken naar de verschillende tijdzones op aarde hoe ontstaat een zons/maansverduistering en waar is deze op aarde zichtbaar?



 

Zon, aarde en maan

 

  

Andere opdrachten:  de beweging van onze maan tussen de sterren  spotten van satellieten  volgen van de manen van Jupiter gedurende enkele dagen.

 14

 

  

afstand, snelheid; videometen: bewegingen van een wandelaar; videometen: valbeweging van verschillende voorwerpen; ontwerpen van een aerodynamische auto.

hoe ziet het planetenstelsel er uit? een (schaal)model maken van ons planetenstelsel; internet: is er leven mogelijk op Mars of op één van de manen? hoe ontstaat een zons/maansverduistering en is daar een regelmaat in?

Andere opdrachten:  de beweging van onze maan tussen de sterren;  spotten van satellieten;  volgen van de manen van Jupiter gedurende enkele dagen.

4.1 Verschillend programma? Bij de twee thema's is er een verschil gemaakt in programma voor de wikkers en wegers/doorstromers en de afbuigers. De thema's 'Bewegen' en 'Zon, aarde en maan' zijn op lesniveau uitgewerkt. Verschil in programma bij het thema 'Bewegen'.

Doorstromers en wikkers/wegers

Afbuigers

Op lesniveau

Voorbereidend op het vak natuurkunde in de tweede fase:  inhoudelijke voorbereiding;  nodige diepgang, ook wiskundige (formele) taal gebruiken.

Gericht op algemene ontwikkeling, kennis en vaardigheden:  minder gericht op kennis en vaardigheden die alleen op het vak zijn gericht;  minder diepgang, minder formeel, méér begripsmatig werken, méér met taal;  soms expliciet gericht op creativiteit.

 Afbuigers krijgen minder formele opdrachten, gebruiken meer beschrijvingen, minder formuletaal;  afbuigers ontwerpen (op papier) de meest gestroomlijnde gezinsauto.

Videometen is een vaardigheid die in de tweede fase van pas komt.

Videometen is een vaardigheid die in de natuurkunde wordt gebruikt en hoeft niet per se te worden gebruikt.

Doorstromers maken hun films zelf, afbuigers krijgen kant-enklare films.

Krijgen minder uitleg bij de lesstof, moeten méér zelf uitzoeken.

Krijgen méér gerichte opdrachten, de docent zal zo nu en dan moeten bijspringen (uitleg wat te doen en hoé doen). Krijgen meer aanwijzingen welke zaken belangrijk voor hen zijn.

Bijvoorbeeld bij de lessen over de vallende kegels met wrijving: laat de leerlingen zelf uitzoeken versus méér gerichte opdrachten. Doorstromers maken (voor een deel) hun eigen toets, afbuigers leren aan de hand van 'Wat je moet kennen en kunnen'. De mogelijkheid om gedifferentieerd te toetsen ligt in vrijwel iedere fase van dit thema. Aan het eind krijgen de afbuigers een creatief beoordelingsmoment (ontwerpopdrachtje).

Leerlingen reflecteren inhoudelijk op het thema.

Leerlingen worden meer inhoudelijk beoordeeld.

 15

Leerlingen worden ook beoordeeld op hun creatieve inbreng.

4.2 Verschil in didactiek Leerlingen hebben vooraf aangegeven dat zij óf het vak willen kiezen óf daar nog over twijfelen óf het vak niet willen kiezen. Omdat de twee programma's dicht bij elkaar blijven wat opdrachten betreft, moet er ín de opdracht verschil gemaakt worden dat ook voor leerlingen zichtbaar is. De docent moet daar ook in sturen. Er zijn een aantal opmerkingen over te maken:  Hoewel het programma voor de doorstromers inhoudelijk wat 'formeler' is (er is meer aandacht voor het snelheid-tijd diagram, meer aandacht voor de wiskundige samenhang) is de begeleiding van deze leerlingen wat afstandelijker, zij moeten méér zelfstandig opdrachten uitvoeren en er meer zelf over nadenken. De docent is wel aanwezig, maar hij begeleidt meer op de achtergrond. Dit pleit er ook voor om de groepen uit elkaar te halen.  De docent zal in de groep doorstromers ook meer sturen op de formele zaken die tijdens het experimenteren gebeuren, er is meer aandacht voor het proces: hij zal meer vragen naar 'waarom gebeurt dit..', 'waarom ziet dat diagram er nu zo uit..', 'als dit gebeurt, hoe zou het diagram er dán uit zien?', 'welke krachten werken op die kegel en kun je iets zeggen over de onderlinge grootte van deze krachten?' Bij de groep afbuigers zal de docent meer sturen op het resultaat van het experimenteren: hij zal meer vragen stellen als: 'waarom heb je dit zó getekend?', 'Het afstand-tijd diagram ziet er zó uit, wat gebeurt er nu tijdens de beweging? Breng eens onder woorden!' Ook zal hij meer sturen op het 'groepsproces'; bij het presenteren van resultaten werkt niet iedere leerling apart aan een deel van de presentatie en weet hij alleen zijn eigen deel, maar iedere leerling heeft een overzicht van het geheel.  Enkele onderdelen kosten veel tijd (bijvoorbeeld het maken van goede filmpjes bij de vallende kegels). We mogen van de doorstromers meer resultaatgerichte inspanning verwachten, dus we mogen van hen een wat grotere tijdsinvestering verlangen.  Bij de beoordeling (in informele zin, dus ook tijdens de lessen) zal er in de groep afbuigers meer worden gelet op inspanning, inzet en creativiteit, terwijl er bij de andere groep meer wordt gelet op inhoudelijk resultaat.

4.3 Verschil in beoordeling In het gedifferentieerde programma is het mogelijk om de twee groepen (doorstromers/wikkers, wegers en afbuigers) anders te beoordelen. Omdat er tussen de thema's aanleiding kan zijn om van groep te veranderen, lijkt het verstandig om in één thema alléén een beoordeling te geven die hoort bij dié groep. Dus als een leerling het thema volgt in de groep afbuigers, krijgt hij een beoordeling die hoort bij de groep afbuigers. Als een leerling het verrassend goed doet en met veel plezier het thema volgt, zou deze leerling het volgende thema misschien in een andere groep willen volgen. Leerlingen in de groep afbuigers krijgen dan een (cijfermatige) beoordeling 'aansluitend op hun niveau'. Tussen de beoordelingen van de twee groepen kan wel verschil zitten. Voordeel van verschillende beoordelingsmomenten tijdens het thema is wel dat de leerling aanvoelt waar hij goed in is. De docent kan dat nagaan en kan dat met de leerling bespreken. Alle leerlingen hebben aan het einde van 3 h/v nog het recht om alle vakken te kiezen. Als een leerling op het laatst alsnog zijn keus wil veranderen (soms wil een afbuiger alsnog doorstromer worden) dán zal nagegaan moeten worden of hij voldoende inhoudelijk niveau heeft. De leerling zal dan het thema van de doorstromers moeten doornemen en zich daarbij vooral moeten richten op de inhoudelijke verschillen tussen de twee varianten voor doorstromers en afbuigers in het thema. Daarna kan de leerling alsnog de toets voor de doorstromers maken zodat hij een beoordeling op niveau krijgt.

 16

4.4 Verschil havo/vwo Het onderwijs in 4-vwo en 4-havo loopt enigszins uit elkaar. Om de leerlingen een beter beeld te geven van het onderwijs in de vierde klas moet geprobeerd worden andere eisen te stellen aan de derde klas vwo en de derde klas havo leerlingen. Dat zou kunnen gebeuren op het gebied van het formeel beschrijven van (natuurkundige) problemen én oplossingen en het gebruik van de wiskunde (oplossen van vergelijkingen, verwerken van eigen gemaakte grafieken en dergelijke). De mechanica (thema 'Bewegen') leent zich daar wel voor. In de lessen wordt een voorzichtige poging gedaan om (voor de groep doorstromers) om de 'plaats' wat meer wiskundig te beschrijven. De docent kan ook tweede fase-achtige opgaven in dit thema toevoegen.

 17

5. De verschillende thema's

5.1 Onderwerp Bewegen Bij het onderwerp 'Bewegen' gaan we vooral kijken naar:  de bewegingsleer (kinematica) binnen de mechanica;  het aanleren van videometen; een vaardigheid die tijdens de Tweede fase heel goed van pas komt.

daar gaat de bal!

Voor de 'doorstromers/wikkers en wegers' is het een intensief programma, in korte tijd:  moeten veel begrippen en vaardigheden geleerd worden;  wordt een (wat tijd betreft) intensieve vaardigheid aangeleerd (videometen);  wordt de nodige diepgang in de stof nagestreefd. Voor de afbuigers gelden zeker de eerste twee punten. We kiezen voor iets minder diepgang en verleggen daarin het accent naar méér tijd en minder formeel. Op het eind gaan de afbuigers een ontwerp maken voor een aerodynamische (gezins)auto, terwijl de doorstromers zelf een opgave maken voor de eindtoets. Voor beide groepen blijft het een uitdagend programma omdat videometen intrinsiek uitdagend voor leerlingen is. De verschillende fasen in dit thema:  Fase 1: de oriëntatie op de twee aspecten van dit onderwerp: 'beweging' en 'videometen'. Tijdens deze fase wordt voorkennis geactiveerd en maken leerlingen kennis met de techniek van het videometen.  Fase 2: verdiepende opdracht. Tijdens deze fase gaan leerlingen zelf een filmpje maken en verwerken. Ook wordt een verdieping aangebracht in de natuurkundige kennis: het opzetten van een onderzoek (vaardigheid) en het interpreteren van de resultaten van de experimenten (kennis).  Fase 3: de tweede verdiepende opdracht en nieuwe situaties (transfer). Hier met opzet niet nóg een (zelfde) opdracht, maar nu een opdracht waarbij de beweging versneld is, waarbij er méér van de leerling wordt gevraagd met betrekking tot het opstellen van een onderzoek, het uitwerken en het trekken van de conclusies. Hierna wordt expliciet gevraagd om het geleerde toe te passen op nieuwe situaties. Ook belangrijk is dat de leerling steeds onder woorden kan brengen wát de resultaten opleveren. Tenslotte wordt van de (doorstromende) leerling gevraagd om de resultaten te 'vertalen' naar wiskundige relaties. Daarin hoeft hij niet ver te gaan, het is de bedoeling dat de leerling herkent dat het hier gaat om een evenredig verband tussen de snelheid (en de tijd en tussen de afstand en de tijd in het kwadraat). Dit wordt niet gevraagd van de afbuigers, wel is het belangrijk dat zij van een gegeven afstand-tijd diagram óf een snelheid-tijd diagram een beschrijving kunnen geven (in woorden) hoé het voorwerp beweegt.

 19







Fase 4: transfer en evaluatie. Is datgene wat de leerling in deze module heeft gezien herkenbaar voor zijn dagelijkse ervaringen? En kan de leerling dat onder woorden brengen? Kan hij een situatie beschrijven die dichtbij hem blijft en die betrekking heeft op deze (natuurkundige) onderwerpen? We vragen de leerling expliciet een situatie te beschrijven, met een vraag voor de medeleerling. Tevens toetsen we hier of de doelstellingen gehaald zijn. Als de leerling hierop feedback krijgt, kan er weer sprake zijn van een leereffect. De afbuigers krijgen een iets andere opdracht: zij moeten een ontwerp maken van een auto. Fase 5: eigen onderzoek. Als een leerling handigheid heeft gekregen in het opzetten van een onderzoek, kan hij ook dát onderzoeken waar zijn belangstelling ligt. Deze mogelijkheid kan al in een vroeg stadium worden aangestipt zodat het de verantwoordelijkheid van de leerling zelf wordt. Voorbeelden: snelheid van een voetbal (of bowlingbal, tennisbal of iets dergelijks) bepalen, hoe snel trekt een fiets (bromfiets, step, hardloper) op, valt een tomaat sneller dan een ui, hoe snel beweegt een vis (hamster, kat), welke snelheid bereikt het uiteinde van een tafeltennisbatje (honkbalknuppel, tennisracket). Daarna kijken we of een leerling de resultaten van het experiment effectief kan overdragen naar zijn medeleerlingen. Effectief betekent in dit geval: leren andere leerlingen ook van datgene wat de leerling heeft onderzocht. In de beoordeling daarvan kunnen medeleerlingen ook een rol spelen. Het eigen onderzoek kost veel tijd, maar leerlingen kunnen er ook veel van leren. Eventueel kan het eigen onderzoek later plaatsvinden om ruimte te maken voor de andere thema's.

 20

5.1.1 Bewegen voor Doorstromers en Wikkers-en-wegers Fase 1. Oriëntatie Les

Beschrijving

Doelstelling

Leerbronnen en benodigdheden

Leerling: activiteiten en producten

Docenten en TOA: activiteiten

1

Introductie: inleiding grafieken, inleiding meten

 Introductie op het onderwerp 'Bewegen';  voorkennis activeren: snelheid, plaats, hoe vastleggen/meten;  nauwkeurigheid bepalen: hoe nauwkeurig is een meting?  hoe maken we een grafiek?  plaats als functie van de tijd vastleggen;  snelheid bepalen uit een plaats-tijd diagram.

 Leerboek, informatieboek;  meetgegevens van een eenparige beweging (wandelaar);  werkblad 'beweging';  meetgegevens van een versnellend voorwerp;  werkblad 'gas geven!'

Tijdens de les:  leerboek lezen en opdrachten maken;  (eenvoudige) metingen verrichten;  werkbladen invullen.

Eerste gedeelte kan samen voor de afbuigers en de doorstromers:  korte inleiding over het onderwerp 'bewegen';  eventueel klassikale meting van een (eenparige) beweging;  begeleiding van (groepen) leerlingen tijdens het uitwerken;  eventueel klassikale meting van een versnelde beweging óf: korte introductie van een versnelde beweging;  begeleiding van leerlingen tijdens het uitwerken.

Zelfstandig:  opfrissen van voorkennis: opzoeken van de begrippen die ter sprake gaan komen.

 Leerlingen kunnen Coach5 (/6)  Meetprogramma Coach5 Tijdens de les: Vooraf: zelfstandig opstarten en bestanden (/6);  opstarten meetprogramma,  klaarzetten van een kant-entoevoegen op de juiste plaats;  kant-en-klaar filmpje van instellen van de nodige klaar filmpje zodat leerlingen dit  leerlingen kunnen een filmpje laden, twee wandelaars (naar grootheden bij het filmpje; kunnen laden; afmetingen ijken en het aantal elkaar toe);  meten aan een filmpje; maken  begeleiden van leerlingen meetpunten instellen;  werkblad 'Twee afstand-tijd diagram; tijdens het werken met het  leerlingen kunnen een afstand-tijd wandelaars'.  (laten) maken van een snelheidmeetprogramma. diagram maken aan de hand van een tijd diagram. aantal meetpunten in het filmpje en deze Zelfstandig: beoordelen;  leerlingen kunnen het afstand-tijd  beoordelen van het resultaat van diagram omzetten naar een snelheid-tijd de metingen. diagram en deze beoordelen. Opmerking: In eerste instantie zullen de leerlingen behoefte hebben aan 'technische' ondersteuning om met het programma om te gaan. Misschien dat het verstandig is om met de TOA een afspraak daarover te maken: de één begeleidt 'technisch', de ander 'inhoudelijk'. De doorstromers moeten wel het idee hebben (krijgen?) dat ze zelf veel moeten uitzoeken/bedenken. 2,3

 21

Starten met videometen: meting van een kant-enklaar filmpje

Fase 2. De eerste verdiepende opdracht Les

Beschrijving

Doelstelling


4, 5, 6

Probleem: hoe verandert het snelheid-tijd diagram van een vertrekkende fietser als er een passagier meerijdt?

 Leerlingen kunnen een probleem afbakenen en nagaan wat de relevante grootheden zijn;  leerlingen kunnen een experiment opzetten;  leerlingen kunnen een onderzoeksvraag opstellen;  leerlingen kunnen een film/fotocamera bedienen om een korte film te maken;  leerlingen kunnen een korte film maken die geschikt is om uit te werken;  leerlingen kunnen deze film aanpassen aan het gebruik in Coach5 (/6);  leerlingen kunnen deze film gebruiken en maken (uiteindelijk) een snelheid-tijd diagram;  leerlingen kunnen antwoord geven op de onderzoeksvraag.

 Diverse bronnen voor het maken van een goede film;  diverse bronnen voor het gebruik van VirtualDub;  Coach5 (/6);  werkblad ter introductie van het probleem.

Leerling: activiteiten en producten Vooraf: Nadenken over het probleem, wat veranderen, wat niet. Invullen in een werkblad.

Docenten en TOA: activiteiten Vooraf: Korte introductie van het probleem bespreken en opdracht (werkblad) meegeven aan de leerlingen.  Klaarzetten van de film/fotocamera;  selectie maken van de bronnen voor de leerlingen;  (korte) bespreking van het probleem naar aanleiding van het ingevulde werkblad;  begeleiding van de leerlingen tijdens het experimenteren;  begeleiding van de leerlingen tijdens het uitwerken van de resultaten;  soms is het nodig de diagrammen eerst te filteren om een mooier resultaat te krijgen.

Tijdens de les:  bespreken van de opdracht vooraf;  probleemanalyse: wat is belangrijk, wat niet;  opstellen van een onderzoeksvraag en experiment;  opzetten en uitvoeren van het experiment;  beoordelen van de bruikbaarheid van het resultaat van het experiment;  verwerken van de meetresultaten: resulteert in diverse snelheid-tijd diagrammen;  beoordelen van de meetresultaten;  beantwoorden van de onderzoeksvraag. Opmerking: Het maken van een film kan buiten de lessen gebeuren (tussenuren, werkuren of iets dergelijks). De aandacht ín de lessen kan dan gericht zijn op de natuurkunde. Wel aandacht schenken aan de veiligheid tijdens het experimenteren.

 22

Fase 3. De tweede verdiepende opdracht en nieuwe situaties (transfer) Les

Beschrijving

Doelstelling


7, 8, 9, 10

Probleem: Hoe verandert de snelheid van een (vrij) vallend voorwerp?

 Leerlingen kunnen met behulp van een zelf gemaakte opname het snelheid-tijd diagram maken van een vallend voorwerp;  leerlingen kunnen de resultaten van het experiment beschrijven in woorden;  leerlingen kunnen het resultaat van het experiment omzetten in wiskundige relaties;  leerlingen kunnen de kennis over vallende voorwerpen toepassen in nieuwe situaties;  leerlingen kunnen kwalitatief aangeven welk effect optreedt als er sprake is van wrijving.

 Werkblad ter introductie van het probleem;  meetprogramma Coach5 (/6) met hulp van VirtualDub;  leerboek, informatieboek;  werkblad met toepassingen in nieuwe situaties, inclusief opdrachten met voorbeelden van vallende voorwerpen waarop wrijvingskrachten werken.

Leerling: activiteiten en producten Vooraf: Nadenken over het probleem, wat veranderen, wat niet. Invullen in een werkblad.

Docenten en TOA: activiteiten Vooraf: Korte introductie van het probleem bespreken en opdracht (werkblad) meegeven aan de leerlingen.

Tijdens de les:  Klaar zetten van de  uitvoeren van het film/fotocamera; valexperiment, maken van een  selectie maken van de bronnen film geschikt voor verwerking in voor de leerlingen; Coach5 (/6);  begeleiding van de leerlingen  verwerken van de film in coach5 tijdens het experimenteren; (/6);  begeleiding van de leerlingen  beoordelen van het tijdens het uitwerken van de meetresultaat en beantwoorden resultaten. van de onderzoeksvraag.  nabespreking van de vertaling van Met behulp van een werkblad: meetresultaten naar de  (in woorden) beschrijven van de beschrijving in woorden en onderzoeksresultaten; wiskundige termen;  beschrijven van het resultaat in  begeleiden van leerlingen tijdens wiskundige termen; het uitwerken van de nieuwe  beschrijven welk effect een toepassingen. wrijvingskracht heeft op het snelheid-tijd diagram. Met behulp van een werkblad:  toepassen van de verkregen kennis toepassen in nieuwe situaties. Opmerking: De filmpjes die gemaakt worden van de vallende voorwerpen (kegels) kunnen gebruikt worden voor de afbuigers. Niet teveel filmpjes laten maken, eerst een goed plan laten maken.

 23

Fase 4: Transfer en evaluatie Les

Beschrijving

Doelstelling

11,12

Leerlingen beschrijven zelf een toepassing (met oplossing) en nemen deel aan een toets.

 Nagaan of de doelstellingen in dit onderdeel gehaald worden;  nagaan of leerlingen de onderzochte onderdelen herkennen in hun dagelijkse leven en onder woorden kunnen brengen;  nagaan of leerlingen hun kennis kunnen toepassen in nieuwe situaties.

Leerbronnen en benodigdheden  Leerboek, informatieboek;  toets met antwoordmodel.

Leerling: activiteiten en producten  Leerlingen maken een vraag voor een toets;  leerlingen maken de toets;  na feedback: nagaan welke doelen eventueel minder goed zijn gehaald.

Docenten en TOA: activiteiten  Begeleiding van leerlingen tijdens het maken van een toetsvraag;  beoordelen van de gemaakte toetsvragen;  maken en beoordelen van de toets;  (individuele) feedback geven op de toetsvragen.

Leerbronnen en benodigdheden  Verschillende bronnen als voorbeeld voor een onderzoek;  leerboek, informatieboek;  internetbronnen.

Leerling: activiteiten en producten  Zelf opstellen van een onderzoek;  uitvoeren van een onderzoek;  uitwerken van het onderzoek;  rapportage naar andere onderzoeksgroepen;  beoordelen van de presentatie van andere groepen.

Docenten en TOA: activiteiten Aandragen van mogelijke onderzoeksonderwerpen.

Fase 5: Eigen onderzoek Les

Beschrijving

Doelstelling

13, 14, 15

Leerlingen voeren zelf een onderzoek uit waarbij de kennis en vaardigheden die in afgelopen lessen zijn verkregen worden gebruikt

 Nagaan of leerlingen in staat zijn zelf een onderzoekje op te zetten, met onderzoeksvragen en een goede opzet;  op korte manier rapporteren naar andere groepen. Rapporteren kan op een aantal manieren, gedacht kan worden aan (kort) verslag, poster, website, presentatie (5 minuten). Afhankelijk van de voorkennis van de leerling (en traditie binnen de school?) moet hier expliciet aandacht aan besteed worden.

 Klaarzetten van film/fotocamera;  plannen van wie werkt waarmee;  presentaties plannen en zorgen voor de randvoorwaarden: qua tijd, plaats, benodigdheden;  beoordelen van de presentaties.

In vrij korte tijd: beschikbare lestijd is ca. 2 lesuren. Een aantal taken kan ook buiten lestijd uitgevoerd worden, zoals het maken van een geschikte film. Opmerking: Het doel van dit eigen onderzoek goed in de gaten houden. Vooraf goed laten nadenken, niet te vroeg laten beginnen met meten of filmen. Wát wil je onderzoeken, op welke vragen wil je antwoord. En meteen laten nadenken over: hoe wil je het presenteren. Goed laten plannen in de tijd: deadline stellen.

 24

5.1.2 Bewegen voor afbuigers Fase 1. Oriëntatie Les

Beschrijving

Doelstelling

1

Introductie: inleiding grafieken, inleiding meten

 Introductie op het onderwerp 'Bewegen';  voorkennis activeren: snelheid, plaats, hoe vastleggen/meten;  nauwkeurigheid bepalen: hoe nauwkeurig is een meting?  hoe maken we een grafiek;  plaats als functie van de tijd vastleggen;  snelheid bepalen uit een plaats-tijd diagram.

2,3

starten met videometen: meting van een kant-en-klaar filmpje

 Leerlingen kunnen Coach5 (/6) zelfstandig opstarten en bestanden toevoegen op de juiste plaats;  leerlingen kunnen een filmpje laden, afmetingen ijken en het aantal meetpunten instellen;  leerlingen kunnen een afstand-tijd diagram maken aan de hand van een aantal meetpunten in het filmpje en deze beoordelen.

Leerbronnen en benodigdheden  Leerboek, informatieboek;  meetgegevens van een eenparige beweging (wandelaar);  werkblad 'beweging';  meetgegevens van een versnellend voorwerp;  werkblad 'gas geven'.

Leerling: activiteiten en producten Tijdens de les:  leerboek lezen en opdrachten maken;  (eenvoudige) metingen verrichten;  werkbladen invullen.

 Meetprogramma Coach5 (/6);  kant-en-klaar filmpje van twee wandelaars;  werkblad 'Twee wandelaars'.

Tijdens de les:  opstarten meetprogramma, instellen van de nodige grootheden bij het filmpje;  meten aan een filmpje;  Maken afstand-tijd diagram Zelfstandig:  beoordelen van het resultaat van de metingen.

zelfstandig:  opfrissen van voorkennis: opzoeken van de begrippen die ter sprake gaan komen.

Docenten en TOA: activiteiten  Korte inleiding over het onderwerp 'bewegen'  eventueel klassikale meting van een (eenparige) beweging;  begeleiding van (groepen) leerlingen tijdens het uitwerken;  eventueel klassikale meting van een versnelde beweging óf: korte introductie van een versnelde beweging;  begeleiding van leerlingen tijdens het uitwerken. Vooraf:  klaarzetten van een kant-en-klaar filmpje zodat leerlingen dit kunnen laden;  begeleiden van leerlingen tijdens het werken met het meetprogramma.

Opmerking: In eerste instantie loopt het programma voor de doorstromers en afbuigers redelijk gelijk op, ook in de tijd. Duidelijk maken aan de doorstromers dat zij méér zelf moeten doen, de afbuigers krijgen méér hulp.

 25

Fase 2. De eerste verdiepende opdracht Les

Beschrijving

Doelstelling

4, 5, 6

Probleembeschrijving:  hoe verandert de snelheid van een (hard)loper?  hoe verandert de snelheid van een vrij vallende bal?

 Leerlingen kunnen een probleem afbakenen en nagaan wat de relevante grootheden zijn;  leerlingen kunnen een experiment opzetten;  leerlingen kunnen een onderzoeksvraag opstellen;  leerlingen kunnen een film gebruiken en maken (uiteindelijk) een snelheid-tijd diagram;  leerlingen kunnen antwoord geven op de onderzoeksvraag.

Leerbronnen en benodigdheden  Diverse bronnen voor het maken van een goede film;  diverse bronnen voor het gebruik van VirtualDub;  Coach5 (/6);  werkblad 'Hardlopen';  werkblad 'Vallende bal'.

Leerling: activiteiten en producten Vooraf:  Nadenken over welke grootheden hebben invloed op 'vallen';  invullen in een werkblad.

Tijdens de les: Bespreken van de opdracht vooraf:  probleemanalyse: wat is belangrijk, wat niet;  opstellen van een onderzoeksvraag en experiment;  verwerken van de meetresultaten: resulteert in diverse snelheid-tijd diagrammen;  beoordelen van de meetresultaten;  beantwoorden van de onderzoeksvraag. Opmerking: Het maken van een snelheid-tijd diagram zal in Coach snel 'een truc' worden. Toch proberen begrip te krijgen hoe je snelheid kunt

 26

Docenten en TOA: activiteiten Vooraf: Korte introductie van het probleem bespreken en opdracht (werkblad) meegeven aan de leerlingen.  Klaarzetten van de film/fotocamera (als er een film gemaakt moet worden óf film klaarzetten;  selectie maken van de bronnen voor de leerlingen;  (eventueel centrale) bespreking van het probleem naar aanleiding van het ingevulde werkblad waarbij ingegaan wordt op de vragen: wát meten, wát houden we constant, wát meten we niet, hoe werken we het uit;  begeleiding van de leerlingen tijdens het experimenteren;  begeleiding van de leerlingen tijdens uitwerken van de resultaten.

bepalen uit een afstand-tijd diagram

Fase 3. De tweede verdiepende opdracht en nieuwe situaties (transfer) Les

Beschrijving

Doelstelling

7, 8, 9, 10

Probleem: Hoe verandert de snelheid van een vallende, papieren kegel?

 Leerlingen kunnen met behulp van een zelf gemaakte opname het snelheid-tijd diagram maken van een vallend voorwerp;  leerlingen kunnen de resultaten van het experiment beschrijven in woorden;  leerlingen kunnen de kennis over vallende voorwerpen toepassen in nieuwe situaties;  leerlingen kunnen kwalitatief aangeven welk effect optreedt als er sprake is van wrijving.

Leerbronnen en benodigdheden  Werkblad ter introductie van het probleem;  meetprogramma Coach5 (/6) met hulp van VirtualDub;  leerboek, informatieboek;  werkblad 'Kegels'.

Leerling: activiteiten en producten Vooraf: Nadenken over het probleem, wat veranderen, wat niet. Invullen in een werkblad

Docenten en TOA: activiteiten Vooraf: Korte introductie van het probleem bespreken en opdracht (werkblad) meegeven aan de leerlingen.

Tijdens de les:  uitvoeren van het valexperiment, maken van een film geschikt voor verwerking in Coach5 (/6);  verwerken van de film in coach5 (/6);  beoordelen van het meetresultaat en beantwoorden van de onderzoeksvraag.

 Klaarzetten van de film/fotocamera;  selectie maken van de bronnen voor de leerlingen;  begeleiding van de leerlingen tijdens het experimenteren;  begeleiding van de leerlingen tijdens uitwerken van de resultaten. Nabespreking van de vertaling van meetresultaten naar de beschrijving in woorden.

Met behulp van een werkblad:  (in woorden) beschrijven van de onderzoeksresultaten;  beschrijven welk effect een wrijvingskracht heeft op het snelheid-tijd diagram. Opmerking: Eventueel gebruiken de afbuigers hier de filmpjes die door de doorstromers zijn gemaakt: óf: maak een verdeling wie welke filmpjes maakt (dus samen maken). Aandacht schenken aan het onder woorden brengen van de resultaten en aandacht schenken aan toepassingen (in feite is het experiment 'vallende kegels' een beetje abstract voor de leerlingen)

 27

Fase 4: Transfer en evaluatie Les

Leerling: Docenten en TOA: activiteiten en producten activiteiten 11,12 Leerlingen  Nagaan of de doelstellingen in dit  Leerlingen maken een  Begeleiding van leerlingen tijdens het beschrijven zelf onderdeel gehaald worden; ontwerp voor een maken van het ontwerp; een toepassing  nagaan of leerlingen de onderzochte aerodynamische auto;  maken en beoordelen van de toets; (met oplossing) en onderdelen herkennen in hun dagelijkse  leerlingen maken de toets;  (individuele) feedback geven op de nemen deel aan leven en onder woorden kunnen brengen;  na feedback: nagaan welke toetsvragen. een toets  nagaan of leerlingen hun kennis kunnen doelen eventueel minder toepassen in nieuwe situaties goed zijn gehaald. Opmerking: Een vervolg op de vorige lessen: méér aandacht voor de praktische toepassingen van een aerodynamisch ontwerp. Gekozen is voor een 'gezinsauto' om de toepassing zo algemeen mogelijk te houden

 28

Beschrijving

Doelstelling

Leerbronnen en benodigdheden  Leerboek, informatieboek;  werkblad 'Ontwerp van een auto';  toets met antwoordmodel.

Fase 5: Eigen onderzoek Les 13, 14, 15

*

Beschrijving Leerlingen voeren zelf een onderzoek uit waarbij de kennis en vaardigheden die in afgelopen lessen zijn verkregen worden gebruikt In vrij korte tijd: beschikbare lestijd is circa twee lesuren. Een aantal taken kan ook buiten lestijd uitgevoerd worden, zoals het maken van een geschikte film.

Doelstelling  Nagaan of leerlingen in staat zijn zelf een onderzoekje op te zetten, met onderzoeksvragen en een goede opzet;  op korte manier rapporteren naar andere groepen.


Leerling:

 Verschillende bronnen als voorbeeld voor een onderzoek;  leerboek, informatieboek;  internetbronnen.

 Zelf opstellen van een onderzoek;  uitvoeren van een onderzoek;  uitwerken van het onderzoek;  rapportage naar andere onderzoeksgroepen;  beoordelen van de presentatie van andere groepen.

Rapporteren kan op een aantal manieren, gedacht kan worden aan (kort) verslag, poster, website, presentatie (5 minuten). Afhankelijk van de voorkennis van de leerling (en traditie binnen de school?) moet hier expliciet aandacht aan besteed worden.

activiteiten en producten *

Omdat de tijdsinvestering klein is, kan ook gekozen worden voor een meer centraal aangestuurde opdracht in wat grotere groepen. De nadruk ligt dan op:  het samenwerken in een wat grotere groep (4 á 5 leerlingen);  het maken van een goed plan;  het maken van een taakverdeling en planning: wie doet wat en wanneer is het af;  het effectief presenteren aan de andere leerlingen.

 29

Docenten en TOA: activiteiten  Aandragen van mogelijke onderzoeksonderwerpen;  klaarzetten van film/fotocamera;  plannen van wie werkt waarmee;  presentaties plannen en zorgen voor de randvoorwaarden: qua tijd, plaats, benodigdheden;  beoordelen van de presentaties.

5.2 Onderwerp Zon, aarde en maan Het tweede onderwerp van het gedifferentieerde programma voor klas 3 is: "Zon, aarde en maan'. We maken een reis in ons eigen planeetstelsel. De leerlingen maken gebruik van (internet)bronnen en van een sterrenhemelprogramma om te zien welke planeten en welke sterrenbeelden er op dit moment te zien zijn. De wikkers/wegers en doorstromers kijken naar:  de beweging van de aarde om de zon (dag/nacht ritme, tijdzones en de seizoenen);  maan- en zonsverduistering;  waar komt de energie vandaan (kernenergie, radioactiviteit);  de planeetbewegingen (om de zon, tussen de sterren);  planetenmodel (rekenen met Excel);  is er leven mogelijk op een andere planeet (leefklimaat, technische aanpassingen ontwerpen om daar te overleven). De afbuigers blijven in eerste instantie iets dichter bij huis: in plaats van het bestuderen van energie gaan zij zich méér bezig houden met verduisteringen. Ook richten zij zich meer op de grootte en de afstanden van en tussen de planeten. De planeet Mars wordt door hen aangepast om dáár te gaan leven. De slotbijeenkomst kán gecombineerd worden: leerlingen presenteren hun resultaten (doorstromers en wikkers/wegers kijken naar een willekeurige planeet, de afbuigers presenteren hun oplossing voor de planeet Mars) met behulp van een poster en geven een toelichting hierbij. Het programma voor de twee groepen loopt weliswaar iets uiteen, maar is niet zodanig dat spijtoptanten een inhaalprogramma moeten doorlopen. Het programma is gefaseerd in:  oriëntatie: informatie verzamelen over zon, aarde, maan en planeten;  verdieping: toepassen van de kennis over de planeten (en afstanden), wetmatigheden ontdekken. De kennis van het leefmilieu op een planeet toepassen op het technisch aanpassen om dáár te overleven;  evaluatie: bespreken en vergelijken van mogelijke oplossingen.

 31

Bijstelling van de lessen In de revisie van dit materiaal is gelet op een aantal zaken:  Het materiaal is soms teveel voor één les. Sommige lessen zijn nu gesplitst, sommige zijn gedeeltelijk herschreven.  Het materiaal is voor de 'afbuigers' niet altijd motiverend genoeg. Leerlingen spitsten hun bijdrage veel toe op kennis van feitjes en minder op het nadenken over het leefmilieu op een planeet. Deze lessen zijn herschreven.  Bij nogal wat lessen is computergebruik nodig. Soms is het lastig te regelen op een school. Een deel van de opdrachten kan worden opgegeven als huiswerk of als werk tijdens (keuze) werktijd op school. Soms is het nodig dat de docent direct aanspreekbaar is om bijvoorbeeld hints te geven om opdrachten verder uit te voeren. Een voorbeeld daarvan is het gebruik van Excel voor de doorstromers. Hierbij is het wellicht verstandig om deze les begeleid uit te voeren. In de revisie is naar dit probleem gekeken, daar waar het kán zijn de opdrachten onafhankelijk gemaakt van de computer.

 32

5.2.1 Zon, Aarde en Maan voor doorstromers en wikkers en wegers Oriëntatie Les Beschrijving

Doelstelling




1

Dag-nacht ritme 'maandagen' Seizoenen, reizen door tijdzones.

 Beschrijven van het dag-nacht ritme met behulp van draaiing van de aarde;  het voorkomen van tijdzones op aarde, gevolgen voor reizen door deze zones;  beschrijven van de beweging van de maan om de aarde: maanfasen en 'maandagen';  beschrijven van de seizoenen met behulp van beweging van de aarde om de zon en de stand van de aardas, verschillende zonhoogte;

 Leerboek natuurkunde;  internetbron 1.

 Informatie zoeken over beweging van de aarde (draaiing, beweging om de zon, maanbeweging) in het natuurkundeboek;  vragen beantwoorden.

 Aangeven waar informatie is te vinden over de beweging van de aarde;  leerlingen begeleiden bij het beantwoorden van vragen.

2

Maan en seizoenen

 Beweging van de maan om de aarde;  beweging van de aarde om de zon;  verduisteringen.

 Leerboek natuurkunde;  eventuele internetbronnen

 Informatie lezen en opzoeken over de beweging van de aarde om de zon en van de maan om de aarde;  vragen beantwoorden.

Eventueel klassikale bespreking van de (maximale) hoogte van de zon bij een bepaalde breedtegraad.

3

Ons planetenstelsel: de zon

   

 Leerboek

 Informatie lezen over de bouw van de zon;  vragen beantwoorden

Kort grenzen aangeven wat leerlingen wél en niet hoeven op te zoeken.

 33

De globale bouw van de zon; de energieproductie in de zon; de levensloop van onze zon; het verschil tussen kernfusie en kernsplijting.

Les

Beschrijving

Doelstelling




4

Kerncentrales

 Het verschil tussen kernfusie en kernsplijting;  de globale bouw van een kernenergiecentrale;  de problemen die bij de productie van energie opduiken.

 Leerboek;  eventueel internetbronnen.

 Informatie lezen over kerncentrales;  informatie opzoeken over kerncentrales;  vragen beantwoorden.

Kort leergesprek over de werking van een reactor.

5 en 6

ons planetenstelsel: de planeten

 Beschrijving van de beweging van de verschillende planeten om de zon;  kenmerken van de verschillende planeten;  de retrograde beweging en schijngestalten.

 Leerboek;  internetbron 2, 3;  werkblad ‘Planeteninformatie’ ;  werkblad 'Planeet tussen de sterren'.

Informatie opzoeken over de verschillende planeten vragen beantwoorden.

 Internetbronnen checken;  les 5: leerlingen in groepen: planeten verdelen over de groepen;  les 6: werkblad 'Planeet tussen de sterren' klaarzetten.

Sterwin74: Zie http://home.wanadoo.nl/gerardvansanten/index1.htm Internetbron 1: Applet verschillende maanstanden: http://www.agtijmensen.nl/video/ess05_int_mphase.swf Internetbron 2: Applet: baan van Mars in de sterrenhemel: http://www.venus-transit.de/PlanetMotion/ Internetbron 3: Applet: baan van een planeet om de zon: zelf in te stellen: afstand en snelheid: mooi om te kijken naar elliptische banen: http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/kepler6.htm

 34

Verdieping Les Beschrijving

Doelstelling




7

Planetenmodel

Oefenen met Excel aan de hand van planeetgegevens.

Excelrekenblad ‘Planeten’.

 Gebruik maken van formules in Excel; 2  maken van een v tegen 1/r-grafiek

 Les in het computerlokaal?  korte demo met Excel?  ondersteuning geven.

8, 9

Leven op een andere planeet.

 Onderzoek naar leefklimaat op een andere planeet;  (technische) aanpassing van leefomgeving aan menselijk leefmilieu, maken van een stad en of onderzoekstation;  voorbereiden van een presentatie van de bedachte aanpassingen.

Internetbronnen met betrekking tot het leefklimaat van de andere planeten

 Onderzoek uitvoeren naar een planeet: informatieblad;  onderzoek verrichten naar het milieu op een andere planeet (leerlingen laten kiezen?);  aanpassingen bedenken;  korte presentatie laten voorbereiden met behulp van een poster.

 Planeten verdelen over de leerlingen;  nagaan of de opdracht duidelijk is: het gaat om creatieve oplossingen!

Presentatie (poster, mondeling, … ) over:  welke onderzoeken zouden plaats moeten vinden op een bepaalde planeet?  hoe kan een kleine groep onderzoekers overleven in een voor de mens vijandig milieu?  hoe kan een grote groep mensen overleven op een andere planeet?

Internetbron 2: Applet: baan van Mars in de sterrenhemel: http://www.venus-transit.de/PlanetMotion/ Werkblad: 'Planeetbanen tussen de sterren' Werkblad: 'Planeten om de zon' Informatieblad: 'Overleven op een andere planeet: hoe doe je dat? '

 35

Evaluatie Les

Beschrijving

Doelstelling




10

Kennismaken met de leefmilieus van de verschillende planeten

 Wat is het leefmilieu op de verschillende planeten?  hoe kan een mens zich aanpassen aan een 'vijandig' milieu?  kritisch commentaar geven op de bedachte aanpassingen aan het leefmilieu.

 Verschillende posters van de verschillende groepen bekijken en toelichtingen vragen;  luisteren naar de opmerkingen en aan de hand daarvan de oplossingen bijstellen;  werkblad ‘Wat tref je aan?’

 Bekijken van de verschillende posters van de andere groepen leerlingen;  invullen van het informatieblad ' Wat tref je aan?'

Beoordelen van de verschillende posters en eventueel toelichtingen daarop.

Informatieblad: ' Wat tref je aan?': overzicht van de verschillende milieus op de planeten en de mogelijke technische aanpassingen om daar te overleven.

 36

5.2.2 Zon, Aarde en Maan voor afbuigers Oriëntatie Les Beschrijving

Doelstelling




 Informatie zoeken over beweging van de aarde (draaiing, beweging om de zon, maanbeweging) in het natuurkundeboek;  gebruiken van het 'planetariumprogramma' Sterwin74;  vragen beantwoorden. Vragen beantwoorden.

 Aangeven waar informatie is te vinden over de beweging van de aarde;  korte demo van het programma Sterwin74;  leerlingen begeleiden bij het beantwoorden van vragen.

 Onderzoeken van het voorkomen van een kern/bijschaduw bij verduisteringen;  model maken van het aarde-maan-systeem: werkblad 'Aarde-Maan';  informatie opzoeken over de verduisteringen;  vragen beantwoorden.

Internetbronnen checken.

1

 Dag-nacht ritme;  de sterrenhemel.

 Beschrijven van het dagnacht ritme met behulp van draaiing van de aarde;  de sterrenhemel bekijken, met behulp van een planetariumprogramma.

 Leerboek natuurkunde;  programma Sterwin74.

2

Maan en seizoenen

 Draaiing van de maan om de aarde;  draaiing van de aarde om de zon;  plaatsbepaling op aarde.

 Leerboek;  Internetbronnen.

3,4

Verduisteringen

 Hoe ontstaat een maansverduistering?  hoe ontstaat een zonsverduistering  zijn verduisteringen overal zichtbaar?  is er een regelmaat in het voorkomen van verduisteringen?


 37

 Nakijken van de beschikbaarheid van de internetbronnen;  gegevens over aarde-maan systeem.

Les

Beschrijving

Doelstelling




5,6

Ons planetenstelsel

Beschrijving van de beweging van de verschillende planeten om de zon, kenmerken van de verschillende planeten.


Informatie opzoeken over de verschillende planeten.

 Klas verdelen in groepjes, planeten verdelen over de groepen;  Sterwin klaarzetten (waar staan de planeten aan de hemel op dit moment?).

Sterwin74: Programma te downloaden op: http://www.wintips.nl/detail.php?softid=1629 Internetbron 1: Applet verschillende maanstanden: http://www.agtijmensen.nl/video/ess05_int_mphase.swf Internetbron 2: Applet: baan van Mars in de sterrenhemel: http://www.venus-transit.de/PlanetMotion/ Internetbron 3: Applet: baan van een planeet om de zon: zelf in te stellen: afstand en snelheid: mooi om te kijken naar elliptische banen: http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/kepler6.htm Werkblad: 'Aarde-Maan'.

 38

Verdieping Les Beschrijving 7, 8, 9

Leven op een planeet Het maken van een poster met:  het milieu op Mars;  mogelijke (technische) aanpassingen om op Mars te overleven.

Doelstelling




 Eventueel: het maken van een planeetmodel (schaalmodel);  onderzoek naar leefklimaat op Mars;  (technische) aanpassing van leefomgeving aan menselijk leefmilieu;  voorbereiding op een presentatie.

 Werkblad en internetrekenblad;  internetbronnen met betrekking tot het leefklimaat van Mars.

 Maken van een planeetmodel op schaal: werkblad 'Planeetmodel';  onderzoek uitvoeren naar Mars: 'informatieblad Mars';  aanpassingen bedenken;  korte presentatie laten voorbereiden met behulp van een poster.

 Werkblad 'Planeetmodel';  deel van video laten zien?

Werkblad: 'Planeetmodel' Werkblad 'Informatieblad Mars' Evaluatie Les Beschrijving 10

Kennismaken met de ideeën van anderen om een Mars-basis te maken.

Werkblad: ' Wat tref je aan? '

 39

Doelstelling


Presentatie: hoe kan een mens zich aanpassen aan een 'vijandig' milieu? Kritische vragen stellen naar aanleiding van voorgestelde aanpassingen door andere groepen leerlingen.

Verschillende posters van de verschillende groepen bekijken en toelichtingen vragen

Leerling: activiteiten en producten 



Bekijken van de verschillende posters van de andere groepen leerlingen; invullen van het werkblad 'Wat tref je aan?'

Docenten en TOA: activiteiten Beoordelen van de verschillende posters en eventueel toelichtingen daarop.

Bronnen bij hoofdstuk 4

1. NLT: Medische beeldvorming: http://www.betavak-nlt.nl/les/modules_h/ontwikkeling/golf2/ Module voor Natuur, Leven en Technologie. Beschrijving van verschillende technieken die in het ziekenhuis gebruikt worden, zoals Röntgen, scan, echo. Hier en daar kunnen onderdelen voor de derde klas worden gebruikt (vooral de beschrijvende onderdelen en voorbeelden). 2. NLT: Sportprestaties: http://www.betavak-nlt.nl/les/modules_h/gecertificeerd/00041/ Module voor Natuur, Leven en Technologie. Met inleiding over sensoren (in het bijzonder over hoeksensoren die gebruikt kunnen worden bij het meten van bewegingen aan het been). Meten aan bewegingen, tijdens het lopen, tijdens het (ver)springen. 3. PPO-projecten SLO in samenwerking met diverse scholen: - wateroverlast: http://www.slo.nl/voortgezet/onderbouw/themas/lrjr3/ppo/NenG/ Profielproject waarbij het probleem van waterhuishouding in een bepaalde plaats wordt bekeken en waarbij oplossingen gezocht moeten worden. Samenwerking met het waterschap; - het lijk in de kast: http://www.slo.nl/themas/00160/Voorbeeldmodules/00003/ Profielproject waarbij een aantal forensische technieken worden gebruikt. 4. Ioniserende straling: project ontwikkelt Sancta Maria ten behoeve van NiNa. Project waarbij sterk geleund wordt op het ISP (Ioniserend Stralings Prakticum van Utrecht). 5. Remmen en stilstaan: project ontwikkeld voor SLASH. Project waarin wiskunde en natuurkunde samenkomen in het probleem van een remmende auto. Er wordt gebruik gemaakt van het programma VU-grafiek (kan ook in Excel). Zowel beschrijvend als analytisch (afstand als functie van de tijd in formulevorm). Inclusief drie keuzeonderwerpen.

6. Samenhang in de tweede fase, project voor havo 4 met het thema 'Transport': zie http://www.samenhangintweedefase.slo.nl/Havo/nent/ profiel N&T. Op deze site zijn een aantal experimenten beschreven waarbij de computer als meetinstrument en als verwerker wordt gebruikt. Een aantal experimenten is zo in te zetten in de derde klas voor de doorstromers/wikkers en wegers. 7. Project Logische Schakelingen ontwikkeld op het Bonhoeffercollege (Enschede) als een samenwerkingsproject tussen wiskunde en natuurkunde voor klas 3. Het project gaat over logische vragen (OF, EN, NIET), binair tellen en het maken van stuur- en regelsystemen met behulp van het systeembord. 8. De bètacanon van Fokke en Sukke, via: www.foksuk.nl/betacanon. 9. De filmpjes in de werkbladen zijn gemaakt door leerlingen uit klas 4H van het Bonhoeffercollege Enschede.

 41

SLO is het nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling. Al 35 jaar geven wij inhoud aan leren en innovatie in de driehoek beleid, wetenschap en onderwijspraktijk. De kern van onze expertise betreft het ontwikkelen van doelen en inhouden van leren, voor vele niveaus, van landelijk beleid tot het klaslokaal. We doen dat in interactie met vele uiteenlopende partners uit kringen van beleid, schoolbesturen en -leiders, leraren, onderzoekers en vertegenwoordigers van maatschappelijke organisaties (ouders, bedrijfsleven, e.d.). Zo zijn wij in staat leerplankaders te ontwerpen, die van voorbeelden te voorzien en te beproeven in de schoolpraktijk. Met onze producten en adviezen ondersteunen we zowel beleidsmakers als scholen en leraren bij het maken van inhoudelijke leerplankeuzes en het uitwerken daarvan in aansprekend en succesvol onderwijs.

SLO Piet Heinstraat 12 7511 JE Enschede Postbus 2041 7500 CA Enschede T 053 484 08 40 F 053 430 76 92 E [email protected] www.slo.nl

Kies jij natuurkunde?

Recommend Documents