PONTOn & ZAVO PHYSICS: verrassende experimenten met eenvoudige materialen P. Walravens, W. Peeters en T. Lambert

Voorinformatie werkgroepen WND Conferentie 2011

Werkgroep 1

1

vrijdagavond en/of zaterdagochtend en/of zaterdagmiddag

PONTOn & ZAVO PHYSICS: verrassende experimenten met eenvoudige materialen P. Walravens, W. Peeters en T. Lambert Karakter: presentatie In de werkgroep die we zullen geven, krijgen jullie ‘the best of’ te zien van onze didactische PONTOn nascholingen over optica, geluid, warmte, natuurwetenschappen en onze gloednieuwe nascholing over magnetisme. Zaken als: hoe maak ik een eenvoudige luidspreker? Hoe onderzoek ik de factoren die de geluidssnelheid beïnvloeden? Hoe toon ik op een eenvoudige manier het Doppler-effect aan? Hoe kan je de verdampingswarmte bepalen met een waterkoker? Hoe werkt thermochroom papier? Wat is het Leidenfrost-effect? Hoe bepaal ik de dichtheid van de lucht? Hoe maak ik een eenvoudige batterij? Hoe toon ik de basis van de elektrostatica met wegwerpmateriaal? Hoe kan je onzichtbare straling zichtbaar maken? Experimenten met supermagneten, wat is magnetische afscherming? Wat is een magnetische rem? Hoe werkt een reedcontactmotor? En nog veel meer, als de tijd het toelaat, zal aan bod komen. Ter plaatse kan je ook, contant met betaalbewijs, een doos experimenten met syllabus op de kop tikken. www.pontonvzw.eu

Werkgroep 2


Meten met de TI-Nspire CX en de Lab Cradle C. Baars Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A, C, G1 en I van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein A, C, E2 en I van het nieuwe vwo-programma De nieuwe grafische rekenmachine TI-Nspire CX geeft diverse mogelijkheden om metingen te verrichten. Op de CX kan één sensor worden aangesloten, maar met behulp van de Lab Cradle (datalogger) kunnen meerdere sensoren tegelijk worden aangesloten. Alle metingen kunnen ook verricht worden met de bijbehorende software. Deze software biedt tevens de mogelijkheid de metingen en de verwerking van de metingen om te zetten in een verslag. In deze werkgroep wordt een demonstratie gegeven van de software, en wordt de gelegenheid geboden om met de TI-Nspire CX en de nieuwe Lab Cradle metingen te verrichten. Voorbeelden van metingen zijn:  Bepalen van de geluidssnelheid  Slingerende bal (met simulaties)  Analyseren van muziekinstrumenten en eigen stem  Meten van temperatuur in combinatie met een simulatie van de molecuulbeweging Daarnaast wordt er lesmateriaal gepresenteerd dat specifiek geschreven is voor de TI-Nspire CX. De onderwerpen van deze lessen zijn o.a.:  Kernfysica  Mechanica  Ontstaan van spectraallijnen  Foto-elektrisch effect  Optica


2

Werkgroep 3

vrijdagavond

Van contexten naar natuurkundige wetten en begrippen P.S.W.M. Logman en J. Borsboom Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A, C3 en D2 van het nieuwe vwo-programma In het kader van zijn DUDOC-promotie met als kernbegrip ‘energie’ heeft Paul Logman een lessenserie over energie ontwikkeld waarbij dit abstracte begrip en de bijbehorende natuurkundige wet via deelwetten vanuit contexten en practica wordt opgebouwd. De contexten zijn zodanig ingericht dat het opstellen en daarna het toepassen van een natuurkundige wet op een voor leerlingen logische manier voortkomt uit een toepassingsgerichte vraagstelling. In de werkgroep zal Paul eerst vertellen hoe de contexten ontwikkeld en opgezet zijn. Vervolgens wordt uitgebreid ingegaan op met behulp van welke stappen we vanuit experimenten tot een steeds algemener begrip van energiebehoud kunnen komen en hoe dat leerproces in de klas is verlopen. Tot slot gaan de docenten op een vergelijkbare manier in kleine groepjes proberen contexten te ontwikkelen voor andere natuurkundige wetten uit het examenprogramma.

Werkgroep 4

vrijdagavond, zaterdagochtend en zaterdagmiddag

Ontdekken, begrijpen en beheersen K. Hooyman Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: geen aansluiting op specifieke domeinen, het is een nieuwe didactiek voor boven- en onderbouw In de natuurkundeles is meestal volop aandacht voor het onderdeel beheersen, dat is datgene wat leerlingen moeten kunnen en kennen tijdens een toets. Er wordt in ruime mate gerekend en geoefend met allerhande vragen en opgaven. Ook voor het onderdeel ontdekken wordt vaak veel tijd ingeruimd met proefjes, demonstraties en simulaties op het smartboard. Voor leerlingen is het echter soms moeilijk om de koppeling te leggen tussen de ontdeksituatie en de toetsopgaven. Als die koppeling ontbreekt, dan geldt helaas maar al te vaak het motto ‘Oefening baart kunstjes’. Leerlingen kunnen dan de opgaven op de toets redelijk maken, maar in feite hebben ze geen idee wat ze aan het doen zijn. Ze leren soms domweg uit hun hoofd dat ze het getal bij de A moeten invullen bij de I, en de V bij de U. Bovendien zijn ze die kunstjes het jaar erna compleet vergeten. Het gat tussen ontdekken en beheersen speelt zeker een rol in de onderbouw, maar ook in de bovenbouw zijn er veel leerlingen die een laag zelfvertrouwen hebben als het gaat om het vak natuurkunde. Ze hebben het gevoel dat ze niet goed weten wat ze eigenlijk aan het doen zijn. En bij meisjes is dat een belangrijke reden om een profiel zonder natuurkunde te kiezen, of om een andere studiekeuze te maken. Misschien is het wel de belangrijkste reden dat er in Nederland nog steeds te weinig meisjes voor een bètacarrière kiezen. Het gat tussen ontdekken en beheersen is goed op te vullen door meer aandacht te besteden aan de vraag “Wat is hier eigenlijk aan de hand?” Dit kan door meer aandacht en tijd te besteden aan de verschijnselen en de fenomenen voordat de formules en het rekenwerk aan bod komen. In het onderdeel begrijpen krijgen de leerlingen geleidelijk meer grip op de situatie. Op het St. Bonifatiuscollege is de laatste tien jaar veel lesmateriaal ontwikkeld waarbij de leerlingen en de docent samen op ‘ontdekkingsreis’ gaan in de wereld van de natuurkunde. Lesactiviteiten die erop gericht zijn om te gaan begrijpen wat er aan de hand is. Lesactiviteiten ook waarbij leerlingen vaak aan elkaar uitleggen wat er aan de hand is. Als dan even later het rekenwerk aan bod komt dan is een veelgehoorde reactie van leerlingen “Maar dat is toch logisch!”. De resultaten van deze aanpak zijn ook duidelijk: een grote keuze voor N-profielen, met name bij de meisjes, en goede prestaties van leerlingen in alle leerjaren. Ondanks het hoge deelnamepercentage (in 2011 deed 63% van


3

de vwo-leerlingen examen in natuurkunde) liggen de prestaties boven het landelijk gemiddelde en zijn er vooral weinig onvoldoendes bij de examens. Het succes van de aanpak heeft uitgeverij ThiemeMeulenhoff ertoe verleid om deze didactische opbouw op te nemen in een methode. Voor de onderbouw is dat de nieuwe methode Impact, voor de bovenbouw gaat het om de bestaande methode Newton. Deze werkgroep is een vervolg op de WND-werkgroep van 2010 waarin door de deelnemers is gewerkt aan activiteiten voor het onderwerp elektriciteit in de derde klas. We kijken naar het resultaat van deze werkgroep en naar lesmateriaal voor klas 2HV, 4H en 6V. Daarnaast gaan we op zoek naar andere inspirerende voorbeelden voor het onderdeel begrijpen.

Ontdekken – Wat gaat hier gebeuren? Begrijpen – Hoe kan dat, wat gebeurt hier eigenlijk?

Werkgroep 5


Online Leeromgeving & Twente Academy D. Dennebos en N.J. van den Berg Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein exacte vakken van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein exacte vakken van het nieuwe vwo-programma Bij Twente Academy bieden wij de Online Leeromgeving aan. Deze Online Leeromgeving is het resultaat van ruim meer dan 10 jaar ervaring met het maken van onderwijsondersteunend materiaal voor de bovenbouw VWO. Tijdens een werkgroep willen wij docenten graag kennis laten maken met een voorproefje van de vernieuwde Online Leeromgeving. Bij deze totale vernieuwing staat de docent centraal, en bieden we nu veel nieuwe mogelijkheden aan die inspelen op hun behoeftes. En het mooiste is nog: de Online Leeromgeving is geheel gratis! Een aantal van deze vernieuwingen zijn: Arrangementen: De mogelijkheid om zelf delen van onze uitleg bij elkaar te voegen om optimaal bepaalde lesstof aan te kunnen bieden. Deze arrangementen beschikbaar te stellen aan anderen; zowel docenten, als leerlingen. Embedding: Onze content kan in elke eigen site van een gebruiker geplaatst worden. Dit betekent dat de lesstof ook gedeeld kan worden met mensen zonder account bij ons. Daarnaast blijft de Online Leeromgeving alle lesstof aanbieden, gericht op eindtermen, en kunnen leerlingen lesstof oefenen in onze quizzen en online experimenteerruimtes. Dus voor alle docenten, bekend en onbekend met ons, is deze werkgroep praktisch, leuk, en interessant! Ook zullen we kort een aantal andere activiteiten van Twente Academy onder de aandacht brengen, zoals het leerlingenlab en de bijspijkerkampen. Bij het leerlingenlab bieden we docenten de mogelijkheid met een klas proefjes te doen met geavanceerde apparatuur van de Universiteit Twente, apparatuur die scholen vaak niet hebben. De bijspijkerkampen spreken voor zich, hier kunnen leerlingen zich klaarstomen voor het eindexamen door intensief aan hun probleemvakken te werken. Hier gebruiken we ook de Online Leeromgeving voor!


Werkgroep 6

4

vrijdagavond en zaterdagochtend

Denklessen B. Meijer en J. Scheer Karakter: actieve kennismaking met dit denkconcept Inhoud: de werkgroep sluit aan bij alle (sub)domein van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein van het nieuwe vwo-programma. Het is een andere benadering van het lesgeven. Denklessen is gebaseerd op het CASE-project door Kings College London (eind jaren ‘90) in Groot Brittannië. Onderzoek heeft uitgewezen dat de leerlingen die les kregen volgens het concept van de denklessen op hun eindexamen significant hoger scoorden. Ongeveer tien jaar geleden is het concept van de denklessen in Nederland geland. Twintig scholen geven vanaf dat moment met veel plezier lessen volgens dit concept. Denklessen is voor alle leeftijden, maar vroeg geleerd is oud gedaan. Dus is het verstandig om vroeg te beginnen. De kern van het concept is dat er uitgegaan wordt van het leerproces i.p.v. beoordelen. Natuurlijk moet er beoordeeld worden, maar door structureel aandacht voor het denkproces te hebben ontwikkelen leerlingen een breder arsenaal aan oplosstrategieën. Hierom zijn de denklessen uitermate geschikt voor de bètavakken. Het doel is dan ook: ‘het ontwikkelen van denkvaardigheden, houding en een hoger abstractieniveau te bereiken.’ Het geven van de denklessen is niet eenvoudig, het vraagt namelijk een andere benadering van het lesgeven. Hoe reageren wij op leerlingen in de klas, die een vraag beantwoorden en welk effect heeft dat? Weet u dit van u zelf? Bij het lesgeven volgens het concept van de denklessen is het antwoord niet het belangrijkste, maar de wijze waar toe dit antwoord is gevonden. Iets waar je leerlingen makkelijker positief feedback op kan geven vergeleken met een antwoord dat goed of fout is. In de werkgroep zullen we aanwezigen actief kennis laten nemen van de pijlers die achter dit concept schuil gaan. Een spannende en verrassende workshop, waar als je er voor open staat je lessen een andere sfeer en opbrengst zullen geven.

Werkgroep 7

vrijdagavond

Geen magie – gewoon oude natuurkunde R. Brouwer, H. Biezeveld en L. Mathot Karakter: presentatie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij vooral A Vaardigheden en I Onderzoek en ontwerp (en alles daartussen natuurlijk) Een interessante demonstratie of proef met een verrassende uitkomst houdt alle leerlingen bij de les. Goochelaars doen al eeuwen niet anders, maar veel magie lijkt onverklaarbaar. Wees gewaarschuwd, volgens Randi zijn wetenschappers zó vertrouwd met causaliteit dat ze gemakkelijk op het verkeerde been kunnen worden gezet. Met andere woorden: veel magie is gewoon oude natuurkunde. Goocheltrucs zijn zo populair dat het zonde is om er geen gebruik van te maken tijdens de lessen. Maar de achterliggende natuurkunde moet wel snel kunnen worden uitgelegd of door de leerlingen zelf worden bedacht. In deze werkgroep doen wij veel voor, ge-


5

ven waar nodig uitleg en oefenen een paar keer met zijn allen. Tussendoor kunnen we het vast niet nalaten om een paar ‘gewone proeven’ te laten zien.

Werkgroep 8

zaterdagochtend en zaterdagmiddag

Nieuwe Natuurkunde syllabus nader bekeken R Bouwens en D.J. van de Poppe, Syllabuscommissie Natuurkunde Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij alle (sub)domein van het nieuwe havo- en vwo-programma In deze werkgroep wordt de syllabus bij het nieuwe natuurkundeprogramma besproken. In de syllabus wordt de Centraal Examenstof van het NiNa-examenprogramma nader gespecificeerd. De nadruk in de werkgroep komt te liggen op de verschillen met de huidige syllabus, de inhoud, de omvang en de diepgang van de specificaties en de (on)mogelijkheden die deze syllabus biedt. Wat zijn de consequenties voor het natuurkunde-onderwijs? Het is dus niet de bedoeling het examenprogramma zelf ter discussie te stellen, maar de specificatie die de syllabuscommissie eraan heeft gegeven. Een actieve inbreng van iedereen wordtop prijs gesteld. Voor een zinvolle discussie is het aan te bevelen dat u van tevoren de syllabus heeft doorgelezen. Deze is te vinden op: http://www.cve.nl. Na afloop kunt u de digitale veldraadpleging over de syllabus in vullen. De uitkomsten van de werkgroep zullen door de syllabuscommissie meegenomen worden bij de totstandkoming van de definitieve syllabus.

Werkgroep 9


Onze laatste Venusovergang S. van Roode Karakter: presentatie / actieve werkgroep Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein Zonnestelsel en Heelal van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein Zonnestelsel en Heelal van het nieuwe vwo-programma In de vroege ochtend van 6 juni 2012 vind een uniek en zeldzaam astronomisch verschijnsel plaats: de planeet Venus schuift, gezien vanaf aarde, precies voor de zon langs. Deze Venusovergang biedt voor het onderwijs in de natuurwetenschappen talrijke mogelijkheden om leerlingen actief met de onderwerpen Zonnestelsel en Heelal bezig te laten zijn. In de werkgroep besteden we aandacht aan de astronomische omstandigheden van de overgang, we zullen ontdekken welke belangrijke rol de Venusovergangen in de wetenschapsgeschiedenis hebben gespeeld en we kijken naar enkele wetenschappelijke onderzoeken die volgend jaar gaan verricht worden. Een belangrijk deel van de werkgroep is ingeruimd voor de educatieve mogelijkheden die de Venusovergang biedt: u maakt kennis met speciaal ontwikkeld lesmateriaal alsook een aantal bijzondere activiteiten, waarbij uitwisseling met leerlingen in het buitenland centraal staat. Tot slot krijgt u praktische tips voor het daadwerkelijk waarnemen van de overgang met leerlingen. Zij mogen dit unieke verschijnsel absoluut niet missen: de volgende gelegenheid om Venus vóór de zon te zien dient zich namelijk pas weer in 2117 aan!


Werkgroep 10

6

vrijdagavond

Pilot-natuurkunde-examens havo: vernieuwend? M.C.Vloemans en J.M.Thurlings-van der Lingen Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij het nieuwe havo-programma Sinds 2009 worden er in de pilot havo examens afgenomen. Een deel van deze examens toont overlap met het reguliere examen. Een deel van de opgaven hoort bij de nieuwe stof. Waar is de vernieuwing te vinden? De samenstellers van de examens hebben geprobeerd om de wensen van nina te vertalen in nieuwe opgaven. Wat waren de wensen van de vernieuwingscommissie? - contextrijke opgaven - minder rekenwerk - meer kennisvragen Het was dus zoeken naar nieuwe vraagvormen. In deze workshop willen we u tonen aan de hand van de afgenomen examens welke nieuwe vraagvormen er bedacht zijn: - een schatting maken - gebruik van gesloten vragen - anderszins Behalve dat u een kijkje krijgt in de keuken van de examenmakers willen we met u in discussie gaan welk van deze nieuwe vraagvormen u aantrekkelijk vindt, in welke gevallen deze toegepast kunnen worden en wat u mist in de vernieuwing van de examens. Wilt u zich alvast voorbereiden op deze werkgroep kijk dan op www.examenblad.nl waar u de tot nu toe afgenomen pilot-examens kunt vinden. De vakinhoud van het nieuwe programma staat in deze werkgroep niet ter discussie. Het bedoelde programma kunt u downloaden op de website van het College van Examens (voorheen Cevo) via http://www.cve.nl/item/natuurkunde_havo_en_vwo.

Werkgroep 11

vrijdagavond

Digitaal lesmateriaal voor onderbouw HAVO en VWO J. Driesse en P. van Meeuwen Karakter: presentatie met uitgebreide discussie DBK-na, een bekende methode in de vorige eeuw geïnitieerd door de Vrije Universiteit in Amsterdam, is bezig met belangrijke en boeiende vernieuwingen. Deze voormalig marktleider in met name onderbouw HAVO en VWO mikt op behoud van het vak natuurkunde en de kennisaspecten van het vak, maar biedt tevens een aantal interessante noviteiten op het vlak van ICT. Johan Driesse, werkzaam als docent natuurkunde bovenbouw HAVO en VWO aan de Pontes Scholengroep, locatie Pieter Zeeman in Zierikzee, met als hobby programmeren, is gestart met het digitaliseren van DBK-natuurkunde voor de onderbouw HAVO en VWO. Het digitale materiaal kan worden aangeboden binnen een zelfontwikkelde elektronische schil. Vanaf dit schooljaar (2011-2012) is het materiaal ook beschikbaar in de vorm van html-bestanden en als een scormpakket. Met dit pakket kan het materiaal zonder problemen worden aangeboden binnen de eigen ELO. De sterke punten van DBK-na zijn overeind gebleven, zoals de ijzersterke structuur met een geïntegreerd practicum, met differentiatie door middel van herhaalstof en extrastof. Maar er zijn nog een aantal andere grote voordelen ontstaan. Kostenbesparing: de methode kan voor een relatief laag bedrag worden aangeschaft; voordelig voor scholen die nu zelf de boeken moeten bekostigen. Interactiviteit: duidelijk mag zijn dat via externe links onmiddellijk extra informatie kan worden geraadpleegd. Actualiteit: voor de docent bestaat de mogelijkheid zelf lesstof toe te voegen, zodat er kan worden ingespeeld op de actualiteit. Flexibiliteit: het materiaal biedt de docent de mogelijkheid om zelf zijn weg te bepalen. Binnen de eigen schil:


7

Extra functionaliteit: zoals bijvoorbeeld een intern rekenblad; Fraaie lay-out: het gaat hierbij om een gebruiksvriendelijke omgeving, met snelle schermwisselingen én zeer goed leesbare tekst. Naast het digitale materiaal in verschillende versies is er ook een beknopte, zelf uit te printen, papieren versie beschikbaar. Hierdoor ontstaat er voor docenten grote flexibiliteit in het gebruik. DBK-digitaal wordt door zeven scholen in de praktijk getest. Ook wordt de methode inhoudelijk aangepast aan de eisen van de tijd. Aan het eind van het schooljaar 2011-2012 zal het eerste deel geheel zijn herzien. De vereniging DBKna is op zoek naar scholen die een bijdrage willen leveren aan het optimaliseren van het materiaal. Via de digigroep ondersteunt de vereniging de scholen met raad en daad. Gedurende het schooljaar zijn er twee gebruikersbijeenkomsten gepland. Tijdens de werkgroep wordt de methode in verschillende versies gepresenteerd en worden praktijkervaringen uitgewisseld. Ook is er ruimte voor vragen en discussie.

Werkgroep 12

vrijdagavond

Meet(on)nauwkeurigheid bij het natuurkundig practicum K. van der Lingen Karakter: presentatie met zelfwerkzaamheid Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A Vaardigheden van het nieuwe vwo-programma Sinds de bekendmaking van het CERN dat neutrino’s mogelijk sneller gaan dan het licht is er veel te doen geweest over dit onderwerp. Enerzijds worden de consequenties van bewegingen die sneller gaan dan het licht overwogen, anderzijds wordt er kritisch gekeken naar de meetopstelling en de nauwkeurigheid van de gedane metingen. Het CERN behoort tot de laatste partij. Volgens zowel het huidige examenprogramma als Nina moeten leerlingen in staat zijn om conclusies uit hun experimenten te trekken. De geldigheid van deze conclusies hangt af van de nauwkeurigheid waarmee er gemeten wordt, en hoe de nauwkeurigheid van de metingen doorwerkt in het eindresultaat. Leerlingen (en soms docenten) volstaan bij afwijkingen meestal met de opmerking: ‘Dat komt door de meetonnauwkeurigheid’. Een makkelijk antwoord, maar niet altijd juist. In de werkgroep wordt een practicum gepresenteerd waarbij de veerconstante van een springbeest wordt bepaald, en de resultaten onderling worden vergeleken. Welk springbeest heeft de grootste veerconstante? Aan de hand van de nauwkeurigheid wordt bekeken of de vraag eenduidig beantwoord kan worden.

Werkgroep 13


Fysische informatica J. Leisink Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein meten en regelen van het nieuwe havo-programma en/of (sub) domein meten en regelen van het nieuwe vwo-programma In de NVOX nr. 8 (van oktober) heb ik een artikel geschreven met als titel Fysische informatica. U hebt het vast gezien. De intro van het artikel is belangrijk. Er staat o.a.: Natuurlijk behandelt u dit onderwerp al met uw leerlingen. U hebt daar uiteraard prachtige systeemborden en uitgewerkte lessen voor. Voor degene, die zich afvraagt, wat de leerlingen met de opgedane theoretische kennis in de praktijk kunnen maken wordt in het artikel een eenvoudig en goedkoop systeembordje beschreven, waar met echte tastbare componenten wordt gewerkt. Op die manier wordt fysische informatica een toepasbare realiteit. Het kan gebruikt worden naast, in plaats van, of als praktische aanvulling op het bekende systeembord. Op een technasium mag deze praktische aanvulling zeker het niet ontbreken, want daar wilt vast meer dan alleen theorie. Vindt u het onderwerp voor uw leerlingen


8

eigenlijk te moeilijk? Met dit practicum kunnen ook VMBO-T leerlingen een aantal boeiende schakelingen maken. In de werkgroep kunt u zelf met het materiaal werken en zo een professioneel alarm bouwen. Schakelingen met sensoren, geheugenschakelingen, knipperlichten, en een elektronische dobbelsteen zijn een paar van die praktische schakelingen, die u kunt zien, of waarmee u kunt experimenteren. Ook krijgt u allerlei praktische tips en weet u, waarom u beter niet meer met TTL-IC’s serie kunt werken, maar liever met de CMOS-IC’s.

Werkgroep 14

zaterdagochtend en/of zaterdagmiddag

Analyse van de natuurkunde in (Hollywood)filmscènes met behulp van het digitale schoolbord F. Pols Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers / presentatie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A&D (2012) van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein A&C (2012) van het nieuwe vwo-programma De meeste docenten hebben het krijtbord al geruild voor een digitaal schoolbord. Maar is de didactiek hierdoor veranderd? Maakt u al gebruik van nieuwe lesvormen? Voor natuurkunde is er nu een leuke werkvorm mogelijk met behulp van het digitale schoolbord: Het gebruik van filmscènes. Hollywood neemt het niet zo nauw met de wetten van de fysica. Aan de leerlingen is het de taak om uit te zoeken of bijvoorbeeld een sprong van een auto daadwerkelijk uitgevoerd kan worden. In deze werkgroep krijgt u een mooi beeld van hoe filmscènes geanalyseerd kunnen worden. Het gepresenteerde materiaal wordt tevens voor een promotieonderzoek gebruikt. Tijdens de presentatie krijgt u al een voorproefje over de leereffecten die het gebruik van filmscènes heeft.

Werkgroep 15


Natuurkunde en bodemonderzoek: experimenten in actuele context N. van Veen en B. van Hengel Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein Vaardigheden en Aarde en heelal van het nieuwe havoprogramma en/of (sub)domein A9, A12, A15, Leven en aarde van het nieuwe vwo-programma Met NiNa in zicht worden de docenten geacht natuurkunde aan te bieden in een contextuele omgeving. De its academy is al een aantal jaren bezig om diverse practica aan te bieden voor de bètavakken voor HAVO/VWO waarin context belangrijk is. Experimenten als moderne materialen, supergeleiding, plaatsbepaling, sportprestatie, blue energy, zijn zomaar een paar van de experimenten van in totaal 29 beschikbare experimenten. Via de site www.itsacademy.nl kunt U zich opgeven om zo’n experiment te doen. Zowel de VU, UvA of HvA bieden diverse van deze experimenten (science labs) aan, om te doen in klasseverband of als een eventueel opstapje voor profielwerkstuk. Van een aantal experimenten zijn er nu ook leskisten, die te leen zijn bij de its academy om zelf op school uit te voeren. Gebruik van de leskisten is kosteloos. Wel wordt U geacht de leskisten zelf op te halen en terug te brengen. Reserveren van de leskisten kan via: www.itsacademy.nl/leskisten. In deze werkgroep laat ik U kennis maken met een aantal proeven uit de leskisten, die voor natuurkunde geschikt zijn, om onderwerpen als elektriciteit (serie en parallel) en warmtetransport te verduidelijken in een context waar leerlingen waarschijnlijk niet snel aan denken. In de werkgroep gaat U zelf aan de slag met dit materiaal en U zult zien dat de opstellingen eenvoudig zelf te maken zijn en goede resultaten leveren. Het materiaal is geschikt voor zowel havo als vwo leerlingen.


9

Tijdens de werkgroep bekijken we serie- en parallelschakelingen van waterstromen door de bodem en bepalen de stroomweerstand en de soortelijke weerstand van grond voor waterstroom. We onderzoeken de bodem als isolator, dat is redelijk eenvoudig te meten en geeft zeer goede resultaten. Tenslotte bekijken we plasvorming ten gevolge van regenval en gebruiken we basisvaardigheden (raaklijnen aan een grafiek, grafieken tekenen, tabellen maken) om de tijd te bepalen wanneer de bodem verzadigd raakt, kortom een practicum dat leerlingen een fraaie introductie geeft in nauwkeurig meten en meetgegevens verwerken.

Werkgroep 16

vrijdagavond, zaterdagochtend en zaterdagmiddag

Sterrenkunde op school met het Mobiel Planetarium J. Vreeling Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein E1 van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein E2 van het nieuwe vwo-programma De werkgroep wordt gegeven in het planetarium. NOVA, de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie, heeft een reizend planetarium voor het voortgezet onderwijs. Met dit planetarium bezoeken we scholen voor een of meerdere dagen. In overleg met de betrokken secties wordt het aantal groepen vastgesteld dat op één dag het planetarium kan bezoeken. De kosten zijn 400 euro per dag en de boeking kan met de Cultuurkaart worden gedaan via de cultuurcoördinator. Al veel collega’s hebben het mobiel planetarium op school gehad voor een schitterende ervaring voor hun leerlingen. Collega’s gebruiken het planetarium zowel bij de introductie van een lessenserie over het heelal als bij de afsluiting van projecten voor de vakken ANW, NLT en Natuurkunde. In deze werkgroep in het planetarium laten we de vele gebruikersmogelijkheden van de software zien en gaan we in op de verschillende niveaus die we aanbieden. De opzet van de workshop is interactief, dus er zijn voldoende mogelijkheden om uw vragen visueel te laten beantwoorden.

Werkgroep 17

vrijdagavond

Natuurkunde leren door ontwerpen W. Sonneveld Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A6, H en I van het nieuwe havo-programma en (sub)domein A6 en I van het nieuwe vwo-programma Ontwerpen: denken en doen, voor mensen, meisjes en jongens vinden het allebei interessant. Bij ontwerpen ben je praktisch bezig met onderwerpen waar leerlingen warm voor lopen en je ontwerpt iets waar behoefte aan is. In deze werkgroep bespreken we kort de startmodule geschreven door de ontwikkelgroep Technisch Ontwerpen van NiNa. Hoe introduceer je ontwerpen, hoe begeleid je, wat is het eigene, wat is er anders dan onderzoeken


10

dat we allemaal goed kennen? We vertellen ook over het ontwikkelproces en laten een aantal voorbeelden zien van vervolgopdrachten die passen bij de verschillende domeinen van het nieuwe examenprogramma. De werkgroep is echt bedoeld voor degene die nog nauwelijks iets met ontwerpen heeft gedaan en er toch eens mee aan de slag wil. Als deelnemer onderga je een eenvoudige motiverende startopdracht die je volgende week zo in je eigen les kunt uitvoeren. Het motto is niet voor niets: natuurkunde leren door ontwerpen!

Werkgroep 18


‘Nieuwe’ leerbare Natuurkunde met Pulsar P. Koopmans Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij alle (sub)domeinen van het nieuwe havo-programma en alle (sub)domeinen van het nieuwe vwo-programma In 2013 wordt het nieuwe examenprogramma voor natuurkunde ingevoerd. Volgend jaar rond deze tijd verschijnen de eerste Tweede Fase delen van de vernieuwde Pulsar Natuurkunde voor havo en vwo. In deze werkgroep lichten we alvast een tip van de sluier op en presenteren we een in de markt getest hoofdstuk van de gloednieuwe 3e editie. Aan de hand van dit hoofdstuk nemen we u mee door het herverkavelde natuurkundelandschap. U maakt kennis met de concept-contextbenadering van Pulsar waarin de natuurkundige concepten als vanouds een centrale rol spelen en contexten functioneel worden ingezet. We geven u een overzicht van de methodeonderdelen en informatie over Pulsar online, onze nieuwe digitale leeromgeving voor docent en leerling. Bent u inmiddels nieuwsgierig geworden naar de manier waarop Pulsar de ‘nieuwe’ natuurkunde boeiend, activerend, contextrijk maar vooral leerbaar brengt? Kom dan langs en we laten u niet met lege handen naar huis gaan.

Werkgroep 19

vrijdagavond en/of zaterdagochtend

It’s all about Energy! S. Verwer, M. van Vulpen en C. ten Brink Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A / D/ G/ H/ I van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein A / G / H / I van het nieuwe vwo-programma Fascinatie voor technologie. Met deze gedachte als hoofdthema ontwierpen Eerst de Klas deelnemers Simon Verwer, Cazimir ten Brink en Matthijs van Vulpen, in opdracht van Shell, een interdisciplinaire lesmodule die ingezet kan worden bij vakken als NLT, ANW, Natuurkunde of Scheikunde. In It’s all about Energy! maken leerlingen uit de leerjaren 3VWO/4HAVO kennis met de maatschappelijke ontwikkelingen die aan de energieuitdaging ten grondslag liggen en raken bekend met de fascinerende technologieën waarmee deze uitdaging kan worden aangegaan. Het doel van de module is om leerlingen die een N-profiel hebben gekozen hun keuze te bevestigen en/of te behouden. Tijdens de werkgroep krijgen docenten uitleg over de inhoud van de module en hoe het materiaal in de lespraktijk ingezet kan worden.


11

Werkgroep 20

vrijdagavond

SPARK J. Levij en A. Kabel Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein computer meten van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein computer meten van het nieuwe vwo-programma PASCO is wereldwijd de toonaangevende fabrikant van computermeten apparatuur. Meer dan 45 jaar ontwikkelt en produceert het bedrijf (demonstratie)proeven voor in de leeromgeving. De SPARK zet nu de standaard in het computermeten bij Biologie, Scheikunde en Natuurkunde. In Nederland wordt PASCO vertegenwoordigd door VOS instrumenten. Met veel enthousiasme zal VOS instrumenten u kennis laten maken met de mogelijkheden van dit meetsysteem. Achterliggende gedachte bij het ontwikkelen van de SPARK en de sofware was de behoefte aan een gebruiksvriendelijk apparaat te maken binnen een leeromgeving. Ook zonder veel verstand van en interesse in soft- en hardware moest er optimaal mee gewerkt kunnen worden! Het idee was dus PLUG and PLAY en dit heeft geresulteerd in de SPARK: de jongste telg uit de PASCO familie en de software SPARKVue. De SPARK wordt zowel door docent als leerling gebruikt. Er zijn verschillende mogelijkheden om de sensoren aan computers te koppelen zonder dat er een onderscheid in soft- en hardware hoeft te worden gemaakt. In deze werkgroep gaan wij in op de brede inzetbaarheid van de SPARK. Welkom op onze SPARK werkgroep tijdens de WND conferentie 2011!!

Werkgroep 21


Quantumwereld S. de Jong en R. Kleiss Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein F1 van het nieuwe vwo-programma Quantumwereld is een nieuw vast onderdeel in het natuurkundecurriculum met de komst van het NiNa programma. Eerder al was het een belangrijk onderdeel van het Project Moderne Natuurkunde. En nog eerder zat het in de jaren zeventig/tachtig van de vorige eeuw in beperkte mate in het VWO programma. De verschillende aanpakken worden kort naast elkaar gelegd, waarna een alternatieve zienswijze op de quantummechanica zal worden gepresenteerd die is gebaseerd op Richard Feynmans ‘QED De zonderlinge theorie van licht en materie’. Ter afsluiting is er ruimte voor discussie over de aanpak van de presentatie van de quantumwereld aan VWO leerlingen en wat er nodig is om de docent daarin te ondersteunen.

Werkgroep 22

vrijdagavond

Vernier, LabQuest en Logger Pro: een kennismaking met eenvoudig sensor ondersteund leren A. Topma Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Een interactieve werkgroep om kennis te maken met de laatste ontwikkelingen op het gebied van meten met sensoren.


12

In deze werkgroep ligt een breed scala aan natuurkunde-experimenten voor jullie klaar. Ervaar zelf hoe gemakkelijk en intuïtief je meet met de Vernier materialen. Kies een toepasselijk experiment en ga er alleen of in een tweetal direct mee aan de slag. De werkgroep duurt 75 minuten. Na een korte inleiding van ca. 10 minuten gaat iedereen zelfstandig aan de slag aan de hand van een doos waar alles in zit voor een compleet experiment. Er is in de werkgroep tijd om ca 3-4 verschillende experimenten uit te voeren. Aan het einde van de werkgroep hebben we nog 10 minuten tijd om kort te evalueren.

Werkgroep 23


Educatieve Games in 6 stappen M. Koops Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: geen aansluiting op een specifiek domein, het is een nieuwe manier om modellen en theorieën aan te leren Het academieteam serious gaming van de Hogeschool Utrecht doet onderzoek naar effectieve inzet van games in het voortgezet onderwijs. Er is een ontwerpmodel voor educatieve games ontwikkeld, waarmee docenten zelf educatieve spellen ontwerpen. In de werkgroep presenteren we kort de resultaten van onderzoek dat we hebben gedaan naar de effectiviteit van een game. Dit onderzoek is in samenwerking met studenten gedaan. We bespreken hierbij de volgende zaken: Hoe en waarom spellen in de les? Voorbeelden van educatieve games (zowel bordspellen als computergames) die we op ons instituut gebruiken. De voorbeeldgames zijn alle na afloop gratis te verkrijgen voor gebruik in uw eigen les. Net als een informatieve flyer waarin het model waarop we ons baseren bondig wordt gepresenteerd. Na deze inleiding gaan we over tot actie en nemen we u bij de hand om in drie kwartier aan de hand van de zes stappen zelf een spelontwerp te maken voor een leerdoel naar keuze. Neem pen en papier mee, voor de rest wordt gezorgd.

Werkgroep 24

vrijdagavond

Atoomtheorie en experiment van Rutherford in een webquest F. Pull ter Gunne Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein Straling en materie van het nieuwe vwo-programma In de cursus ‘Kernen en Atomen’ op de lerarenopleiding van de Hogeschool Utrecht maken derdejaars studenten kennis met een webquest. In de webquest kruipen zij in de huid van Rutherford in het jaar 1909. In dat jaar doet de Nieuw-Zeelandse geleerde – die het jaar ervoor de Nobelprijs heeft gewonnen – onderzoek bij Thomson in Engeland. Daar voert hij zijn beroemde experiment uit. Communicatie tussen natuurkundigen gaat in die tijden anders dan tegenwoordig. De eerste Solvay conferentie vindt pas plaats in 1911. Wel weet hij dat Bohr in Kopenhagen ook bezig is met hetzelfde en hij schrijft hem een brief met zijn bevindingen. Deze brief is het product dat de studenten moeten maken. De studenten worden in de webquest geleid langs de theorie van Thomson, de opstelling van Rutherford, de afleiding van de formule en de (gefingeerde) meetresultaten waarmee hij deze nieuwe theorie bevestigd ziet. Met deze meetresultaten kunnen de studenten met behulp van een trendlijn in een grafiek de nieuwe theorie verifiëren en het atoomnummer van goud afleiden. Ze komen daarbij diverse uitdagingen tegen en krijgen des te meer ontzag voor de natuurkundigen die dit zonder rekenmachine, Excel en e-mail moesten zien op te lossen. In de werkgroep kunt u deze webquest uitproberen, een aantal brieven van studenten bekijken en webquests bekijken die studenten op hun beurt voor hun leerlingen hebben gemaakt.


13

Ik wil de werkgroep afsluiten met een discussie over de voor- en nadelen van het gebruik van een webquest in de les of als opdracht thuis.

Werkgroep 25

vrijdagavond

Modelleren in coach P. Duifhuis en J. Jongen Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein Natuurkunde en Technologie van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein Natuurkunde en Technologie van het nieuwe vwo-programma Hoe ziet een kogelbaan er nou uit als je luchtwrijving wél meeneemt? Radioactief verval is een kansproces, maar waarom komt er toch zo’n gladde curve uit? Wanneer ontploft de reactor? Hoeveel stroom loopt er eigenlijk door een gloeidraad, zo vlak nadat je de lamp hebt aangezet? Waarom is een slinger een harmonische oscillator? En wat als de uitwijking groot wordt, hoe ziet de grafiek er dan uit? In de natuurkunde op de middelbare school leren we de leerlingen eigenlijk meer dan ze aankunnen. We vertellen over de vrije val en over de invloed van de luchtwrijving, maar gaan niet aan de slag met de differentiaalvergelijk die we nodig hebben om de beweging volledig te beschrijven. Met modellen kunnen we de leerlingen toch laten zien wat er gebeurt. In deze werkgroep ga je zelf aan de slag met modelleren en zul je kennis maken met een aantal voorbeelden. We werken in de grafische omgeving Coach, een softwarepakket dat op veel scholen aanwezig is. De werkgroep is zowel op beginners als op gevorderden gericht. Als je geïnteresseerd bent in het aanleren van modelleren bij je eigen leerlingen, kun je kennis maken met de NLT module Dynamisch Modelleren.

Werkgroep 26


De speciale relativiteitsleer; eenvoudige toepassingen en leuke opgaven H. Jordens Karakter: actieve werkgroep en presentatie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein relativiteitsleer van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein F2 van het nieuwe vwo-programma Had u vroeger ook zo’n hekel aan die gedachtenexperimenten met treinen en flitsende zaklantaarns? Wat had dat nu eigenlijk met natuurkunde te maken? Lang heeft de opvatting geheerst dat de relativiteitsleer alleen maar een rol speelde bij hoge snelheden. Niet iets voor het dagelijks leven dus. Maar zo langzamerhand heeft iedereen wel een GPS-gestuurd navigatie apparaat. En dat kan alleen maar werken als rekening gehouden wordt met de – algemene – relativiteitstheorie. We hebben er dus wel degelijk dagelijks mee te maken. Maar wist u dat ook zoiets alledaags als magnetisme ook opgevat kan worden als een relativistisch verschijnsel, terwijl de elektronen in een stroomdraad echt geen hoge snelheden bereiken! In deze werkgroep zullen de grondbeginselen van de speciale relativiteitsleer toegelicht worden aan de hand van eenvoudige toepassingen en een aantal leuke opgaven die zo in de klas gebruikt kunnen worden.

Werkgroep 27


KeCo – De leerling actief! K. Langendonck Karakter: presentatie (met materiaalinzage) Inhoud: sluit aan bij alle domeinen van het nieuwe havo/vwo-programma


14

Heeft u dat gevoel ook wel eens? Dat gevoel dat de leerling het allemaal wel best vindt! Een beetje aanwezig zijn moet toch voldoende zijn om je het vak eigen te maken. U bedenkt interessante opdrachten en spectaculaire practica, en de leerling lijkt zowaar op te leven. Maar al snel verzandt hij/zij weer in de kunst van het achterover leunen. Van activiteit is weinig sprake. En dat is toch wat we willen: ‘een actieve leerling’. Omdat ik de ronduit passieve houding van veel leerlingen zat was, introduceerde ik zo’n vijf jaar geleden het KeCo-principe. Ik wilde immers dat mijn leerlingen weer actief met natuurkunde aan de slag zouden gaan en zij zichzelf de kans gaven de schoonheid van het vak in te zien. Met een aantal eenvoudige hulpmiddelen wordt de leerling dusdanig door de stof geleid dat hij/zij niet de kans krijgt het er bij te laten zitten. De KeCo, de KeCokaart en de KeCo-controle zijn inmiddels al jaren algemeen ingeburgerde termen in mijn lessen. Voor persoonlijke begeleiding, eigen tempo en verdieping is meer mogelijkheid dan ooit. De resultaten zijn verbluffend, zowel cijfermatig als qua motivatie van de leerling. Komt dat zien en wie weet raakt u geïnspireerd tot een andere onderwijsaanpak en/of bent u de volgende KeCo-docent! Meer informatie zal, in de periode voor en na de conferentie, te vinden zijn op www.fysikarel.nl.

Werkgroep 28


Toets Samenstelling, Beoordeling en Analyse Hoe haal je maximale informatie over prestaties van leerlingen uit hun toetsresultaten? Hoe weet je of een toets goed in elkaar zit? Hoe administreer ik de resultaten? L. Orbons Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein deeltjesfysica van het nieuwe vwo-programma In deze werkgroep maakt u kennis met een aanpak waarin op basis van toetsmatrijzen, passende beoordelingsmodellen en met de hulp van een softwaretool deze analyse plaats kan vinden. Als praktijkvoorbeeld ontwerpen we met elkaar in deze werkgroep een toets over het onderwerp deeltjesfysica. Toetsen, mits goed samengesteld bevatten een schat aan informatie over kennis en vaardigheden van leerlingen. Belangrijk is deze informatie op voor leerlingen (en ouders) begrijpelijke wijze beschikbaar te stellen. De beschikbare informatie gaat enerzijds over de toetsresultaten zelf en anderzijds over de kwaliteit van de toets. Figuur 1 geeft een voorbeeld van de toetsresultaten voor de leerling. De toetskwaliteit wordt vastgesteld aan de hand van de correlatie tussen toetsvragen en het toetsresultaat en de berekening van Cronbach’s alfa.

Figuur 1: Voorbeeld leerling toetsrapportage Deelnemers die beschikken over een (windows) notebook of laptop kunnen deze gebruiken tijdens de werkgroep. Dit onderwerp is gebaseerd op een Praktijk Gericht Onderzoek (PGO), een verplicht onderdeel van de lerarenopleiding aan het Centrum voor Onderwijs en Leren van de Universiteit van Utrecht. Het document is te vinden via de link: www.ooki.nl/wnd/pgoluc.pdf


Werkgroep 29

15


Een leerlijn grafisch modelleren in Coach voor de onderbouw O. van Buuren Karakter: presentatie /actieve werkgroep Inhoud: de werkgroep sluit aan bij het nieuwe havo-programma en het nieuwe vwo-programma, in die zin, dat modelleren een onderdeel van beide programma’s is In 2008 is aan het voormalig AMSTEL-Instituut een onderzoek gestart naar het ontwikkelen van een leerlijn ‘modelleren’, geïntegreerd in het natuurkundecurriculum, vanaf klas 2 havo-vwo. Hierbij wordt grafisch modelleren gecombineerd met experimenteren en wordt gebruik gemaakt van animaties in Coach. De onderliggende onderzoeksvraag is, hoe leerlingen door zo’n combinatie een beter begrip van natuurkunde kunnen ontwikkelen. Een praktisch leerdoel is, dat leerlingen tegen het einde van klas 3 zelfstandig een eenvoudig model kunnen bouwen. Het onderzoek loopt nog. In deze werkgroep willen we enkele ervaringen met u delen en gaat u zelf aan de slag met enkele van de ontwikkelde activiteiten. We gaan in op voor- en nadelen, op valkuilen en op nieuwe mogelijkheden.

Werkgroep 30

vrijdagavond

Vernieuwingen in de Pilot-examens Natuurkunde VWO P. Smeets en H. Pol Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Sinds 2010 worden in de pilot Natuurkunde VWO examens afgenomen. Een deel van elk pilot-examen toont overlap met het reguliere examen. Een ander deel bevat vragen specifiek voor de Pilot-leerlingen. De samenstellers van de examens hebben geprobeerd om de wensen van de Vernieuwingscommissie te vertalen in nieuwe vragen en opgaven. Wat waren de wensen van de vernieuwingscommissie? - contextrijke opgaven - minder rekenwerk - meer aandacht voor redeneren - meer conceptuele vragen. In deze werkgroep willen we u aan de hand van de afgenomen pilot-examens tonen welke nieuwe vraagvormen er bedacht zijn: - een schatting maken - gebruik van meer gesloten vragen - conceptuele vragen. Daarna willen we met u in discussie over deze nieuwe vraagvormen. - Welke vindt u aantrekkelijk? - In welke gevallen kunnen deze toegepast worden? - Wat u mist in de vernieuwing van de examens? Als u zich alvast wilt voorbereiden op deze werkgroep, kunt de Pilot-examens van 2010 en 2011 vinden op http://www.nvon.nl/natuurkunde/examens/examens_vwo_na. De vakinhoud van het nieuwe programma staat in deze werkgroep niet ter discussie. Het bedoelde programma kunt u downloaden op de website van het College van Examens (voorheen Cevo) via http://www.cve.nl/item/natuurkunde_havo_en_vwo.


Werkgroep 31

16

vrijdagavond of zaterdagochtend of zaterdagmiddag

Vakvernieuwing in natuurkunde steunpunten O. Slooten, J. Apotheker en B. van der Hoorn Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Met het uitbrengen van het advies van de commissie NiNa komt het nieuwe examenprogramma dicht bij. Een aantal onderwerpen, zoals quantumwereld, bio- en geofysica en zonnestelsel & heelal, hebben nooit eerder deel uit gemaakt van het curriculum. Naast het feit dat docenten weer in de boeken moeten duiken om te zorgen dat ze boven de stof staan, zal er gezocht moeten worden naar manieren om deze nieuwe stof effectief aan leerlingen over te kunnen brengen. In het land zijn verschillende vaksteunpunten opgezet om docenten te ondersteunen. Deze steunpunten organiseren workshops, ontwikkelen met docenten lesmateriaal en bieden docenten de gelegenheid om ervaringen en materiaal uit te wisselen. De steunpunten kunnen op deze manier docenten helpen om het nieuwe programma effectief in te voeren. Om dit te kunnen doen hebben we uw input nodig. Deze werkgroep zal worden gegeven door medewerkers van de steunpunten van Groningen (Jan Apotheker), Leiden (Bert van der Hoorn, Henk Buisman) en Amsterdam (Onne Slooten). Alle coördinatoren zullen kort iets vertellen over het aanbod van de steunpunten. Daarna willen wij graag met u spreken over wat de steunpunten nog meer zouden kunnen doen.

Werkgroep 32

zaterdagochtend

Muon Lifetime experience A. van Pelt en H. Buisman Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein E3 en F2 (NiNa) en D (NLT) van het nieuwe vwo-programma Het muon is het eindproduct van sterke en zwakke vervalreacties. In het huidige curriculum maken we nauwelijks kennis met 'de andere twee wisselwerkingen'. Zowel bij gecontroleerde experimenten CERN als bij onderzoek aan kosmische straling spelen muondetectoren een belangrijke rol. In deze werkgroep ontdekken we de levensloop van het muon, die langer lijkt dan hij is (dat ruikt naar relativiteit). Tijdens de werkgroep voert u het experiment uit dat uw leerlingen op uw school op het NIKHEF (Amsterdam) of in het Junior Science Lab van de Universiteit. Leiden kunnen uitvoeren.

Werkgroep 33 Kosmische straling “gevangen” J. Coppens en C. Heesbeen Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein NLT-Kosmische straling van het nieuwe vwo-programma Voor NLT hebben we een module ontwikkeld over kosmische straling. Deze module kan ook gegeven kan worden op scholen die niet aan Hisparc meedoen. We hebben rekening gehouden met verschil in ambitie en aanleg bij de leerlingen. De module heeft een meerwaarde als de school ook aan NiNa meedoet.

vrijdagavond


17

In deze werkgroep lichten we de indeling van de module toe en gaan we aan de slag met het meten van kosmische straling.

Werkgroep 34


Blik op de Nanowereld F.J. Meijer Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein E1, E2 en F1 van het nieuwe vwo-programma Nano is in de mode: nanotechnologie wordt gebruikt in sokken, zonnebrand, nieuwe medicijnen, computerchips… Nano is de toekomst! Hoe worden nanomaterialen gemaakt, gebruikt en onderzocht? In deze module voor nlt werpen we een blik op de wereld van nanoscience en –technologie, een breed onderzoeksgebied waarin de schoolvakken natuurkunde, scheikunde en biologie raakvlakken hebben. In de module komen onder meer zelfsamenstellende nanomedicijnen, elektronenmicroscopen en LEDlampen met nanodeeltjes aan bod. Tijdens de werkgroep maakt u kennis met de opbouw en inhoud van de module, de ervaringen uit de klas, en de mogelijkheden voor uw eigen lessen. De module is ontwikkeld op het Junior College Utrecht (www.uu.nl/jcu), in samenwerking met onderzoekers van het Debye Institute for Nanomaterials Science van de Universiteit Utrecht.

Werkgroep 35

zaterdagochtend

Getting Practical B. van den Berg en H. Pol Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij alle (sub)domeinen, maar met name I1-3, van het nieuwe havo-programma en alle (sub)domeinen, maar met name I1-3, van het nieuwe vwo-programma Praktisch werk is een essentieel onderdeel van het onderwijs in de BINAS-vakken. Echter, omdat de beschikbare contacttijd afneemt, terwijl het examenprogramma nauwelijks kleiner wordt, komt het praktisch werk onder druk te staan. Dit geldt voor het nieuw in te voeren programma. Verder heeft praktisch werk lang niet altijd het verwachte rendement. Wil men toch voldoende praktisch werk blijven doen, dan blijkt het van belang om goed de verschillende doelstellingen daarbij te benoemen. Het gaat daarbij om een breed palet van kennis en vaardigheden dat door de inzet van praktisch werk kan worden verbeterd. In Groot Brittannië is de laatste jaren een initiatief ontplooid t.a.v. de doelstellingen en de opzet van het praktisch werk onder de titel Getting Practical. De basis van elke Getting Practical training is dat docenten onder begeleiding de discussie aangaan over de doelstellingen en vormgeving van eigen bestaand practicummateriaal. Op basis van de uitkomsten van de gevoerde discussie verbeteren docenten gezamenlijk proeven en andere vormen van praktisch werk of ontwikkelen nieuw materiaal met helder geformuleerde doelstellingen. Zo ontstaat er effectiever bètaonderwijs. In de werkgroep zal op een interactieve manier de discussie over doelstellingen van praktisch werk aan de orde komen en wordt op deze manier een eerste introductie van het project Getting Practical gegeven. Ook zullen ervaringen en eerste producten van het docent-ontwikkelteam Natuurkunde van de UT worden besproken.


Werkgroep 36

18

zaterdagmiddag

Quantum Mechanica in de Praktijk A. van Rossum, K. Krijtenburg-Lewerissa en H. Pol Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein F1 Quantumwereld van het nieuwe vwo-programma Met het NiNa-programma dat vanaf 2013 ingevoerd zal worden komt het subdomein quantumwereld in het examenprogramma. Met het programmeren van Quantum Mechanica (QM) komen een paar grote uitdagingen af op zowel de leerling als ook de docent. Ten eerste is er de leerbaarheid van QM. In vele studies wordt QM leren gelijk gesteld aan het leren goochelen met veel wiskunde. Willen en kunnen we dat onze leerlingen aandoen? Of kan het ook anders? Bijvoorbeeld door (meer) op conceptuele aspecten van QM in te gaan? Daarbij moeten we ons bedenken dat QM-concepten aanleren ook moeilijker kan zijn omdat het verder van de belevingswereld van leerlingen af staat. Een argument in deze discussie is een praktische invulling van QM. Conceptueel leren gaat samen met ‘handson’. Maar ook hier geldt dat de hogere opleidingen niet echt het goede voorbeeld geven. Welke practica kunnen we bedenken als het gaat om QM? In de werkgroep willen we ingaan op bovenstaande vragen en argumenten. Er zal een overzicht worden gegeven van alternatieven als het gaat om het aanleren en doceren van QM op een conceptuele vs. mathematische manier. Ook zal een overzicht worden gegeven van mogelijke proeven. En er zal een aan de UT ontwikkelde dubbelspleetproef worden gedemonstreerd waarbij losse fotonen aantoonbaar worden gemeten.

Werkgroep 37

vrijdagavond

De kunst van het practicum: gemengde technieken R. Vonk Zoals ieder mens heeft ook een docent zo zijn voorkeuren. Dit komt ook tot uiting in het scala aan practicumproeven dat in de lessen gedaan wordt. De een kiest voor gelikte computerdemo’s en een ander werkt het liefst houtje-touwtje. Het hoogste leerrendement wordt juist bereikt door afwisseling tussen deze verschillende manieren van practicum doen.

In deze werkgroep worden enkele proeven vanuit verschillende invalshoeken gedemonstreerd. We gebruiken onder andere bestaand practicummateriaal, meten in Coach, videometen in Coach (bijvoorbeeld met hogesnelheidscamera) en zullen daar ook simulaties bij betrekken. Onderwerpen die hierbij aan bod komen zijn onder andere: het effect van wisselspanning op lichtsterkte, leegpompen van een cilinder, verschillende geluids- en resonantieproeven. Op basis van de gedemonstreerde proeven bespreken we onderling ideeën voor andere toepassingen en kijken we naar de meerwaarde van het variëren van practica.


19

Werkgroep 38

zaterdagochtend

Onderzoekend leren: (uw deelname aan) Europese projecten T. Ellermeijer en V. Dorenbos Europa wil graag het science-onderwijs meer richten op de ontwikkeling van kritische, innovatieve burgers voor de Europese Kennismaatschappij. IBSE (= Inquiry-Based Science Education – onderzoekend leren in het bèta-onderwijs) moet dat bevorderen. CMA is betrokken bij drie projecten die daar ieder op eigen manier een bijdrage aan geven: - ICT for IST – ‘ICT for Innovative Science Teachers’: in dit project is mooi les- en nascholingsmateriaal ontwikkeld om ICT-leeromgevingen ten volle te benutten. Dit materiaal is inmiddels vertaald en beschikbaar voor Coach 6 (zie http://ictforist.oeiizk.waw.pl); - KliC – ‘Kicking Live into the Classroom’: hierin wordt draadloze sensortechnologie (o.m. versnellingssensor) toegepast in lesscenario’s (zie http://www.klic-project.eu); - ESTABLISH – ‘European Science and Technology Action: Building Links with Industry, Schools and Home’: een groot project gericht op de opleiding en de nascholing van leraren (zie http://www.establish-fp7.eu/). In de werkgroep zullen we enkele (concrete) krenten uit de projecten presenteren. De werkgroep is interessant voor leraren (concreet lesmateriaal in de klas) en lerarenopleiders (cursusmaterialen). Het ESTABLISH project organiseert in juni 2012 een conferentie in Dublin voor docenten uit de deelnemende landen. Ook uit Nederland kan een twintigtal docenten deelnemen waarbij de kosten door het project kunnen worden vergoed. Informatie hierover tijdens de werkgroep.

Werkgroep 39

zaterdagmiddag

CMA: Een nieuwe start en een nieuwe datalogger V. Dorenbos en E. Kedzierska In maart heeft CMA een nieuwe start gemaakt. Het assortiment is uitgebreid met producten voor het scienceonderwijs en we zijn ook bezig met de verdere ontwikkeling van onze eigen productlijn. Dat heeft onder andere geleid tot een nieuwe datalogger, de MoLab, die nu beschikbaar is. Het is een kleine computer met kleuren touchscreen waarop Coach 6 CE draait, een speciale Coach-versie voor dit apparaat, met een nieuwe lijn van digitale sensoren. Dit apparaat biedt nieuwe mogelijkheden in de klas, omdat er mee gemeten kan worden zonder dat direct een computer nodig is. De computer kunt u gebruiken om Coach-activiteiten van en naar de MoLab te kopiëren. In deze werkgroep willen we u graag deelgenoot maken en van gedachten wisselen over dit en ander nieuws voor uw klaspraktijk.

Werkgroep 40


De bewegende Aarde P. Meijer Karakter: werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: werkgroep sluit aan bij (sub)domein geofysica van het nieuwe vwo-programma Hoewel ‘aardwetenschappen’ niet als zodanig op de middelbare school wordt gedoceerd, komen in het bestuderen van de Aarde veel vakken samen. Natuurkunde, scheikunde, wiskunde en biologie spelen ieder een belang-


20

rijke rol. In de enkele jaren geleden geïntroduceerde, en inmiddels succesvolle, NLT-module ‘De bewegende Aarde’ staat de natuurkundige invalshoek centraal. Onderwerp zijn de processen in de ‘vaste’ Aarde: plaattektoniek, aardbevingen, gebergtevorming en vulkanisme. Het doel van deze werkgroep is tweeledig. Ten eerste, het bieden van een indruk van opzet en inhoud van de module, inclusief de mogelijkheid te werken aan enkele opdrachten. Ten tweede, kennismaking met enkele typische voorbeelden van de moderne geofysica – de natuurkunde van onze planeet.

Werkgroep 41


De natuurkunde in NLT-module Kijken en Zien K. Kieviet Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein biofysica van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein biofysica van het nieuwe vwo-programma De NLT-module Kijken en Zien gaat over het oog. De centrale vraag van de module is: ‘Wat gebeurt er met licht dat op het oog valt en hoe leidt dat tot waarnemen?’ Leerlingen worden langs alle processen die met kijken en zien te maken hebben geleid. Ze maken zo kennis met het vakgebied dat zich op het grensvlak tussen natuurkunde en biologie bevindt: biofysica. De lesstof in de module gaat verder dan de lesstof die tijdens de reguliere biologie- en natuurkundelessen wordt behandeld. Leerlingen worden geprikkeld met optische illusies en leren waarom deze illusies zo werken. Ze bouwen zelf onderdelen van het oog na op een systeembord. Er wordt stilgestaan bij de natuurkunde van oogbewegingen en vragen als ‘Wat zijn kleuren?’ worden beantwoord. De module wordt afgesloten met een interactieve PowerPointpresentatie over een onderwerp dat gerelateerd is aan Kijken en Zien. Leerlingen maken zo’n presentatie voor hun medeleerlingen en die bekijken deze presentatie, beantwoorden de vragen die in de presentatie gesteld worden en beoordelen de presentatie. Het onderwerp van de opdracht wordt al aan het begin van de module gekozen. De informatie die ze voor de onderwerpen nodig hebben komt voor een deel tijdens de module aan de orde, maar ze zullen zich ook zelfstandig in de materie moeten verdiepen. Leerlingen leren zo heel gericht naar de inhoud van de module te kijken. Tijdens de werkgroep wordt ingegaan op de natuurkundige aspecten in de module Kijken en Zien. Er is aandacht voor opdrachten en onderwerpen die ook in de natuurkunde les een waardevolle aanvulling kunnen zijn. De module Kijken en Zien werd ontwikkeld door het Junior College Utrecht. Het JCU biedt aan een selectie van getalenteerde leerlingen van onze partnerscholen een ambitieus 2-jarig programma in de bètavakken. Daarnaast is het JCU werkplaats voor onderwijsontwikkeling voor de bètavakken van de bovenbouw van het vwo.

Werkgroep 42


Natuurkunde van de bloedsomloop G. Kuik en J. Kragtwijk Karakter: actieve werkgroep met zelfwerkzaamheid van de deelnemers (en korte presentatie) Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein F menselijk lichaam van het nieuwe havo-programma en/of (sub)domein G1 biofysica van het nieuwe vwo-programma In het menselijk lichaam vinden allerlei natuurkundige processen plaats. Een deel daarvan is onderwerp van de huidige natuurkundestof en van enkele NiNa-modules.


21

Het PHYSBE-model (a physiological benchmark experiment) is een model waarmee allerlei fysische eigenschappen onderzocht kunnen worden die samenhangen met de bloedsomloop. Wij hebben het PHYSBE model geprogrammeerd in een simulatieomgeving van LabVIEW. De simulatie kan gebruikt worden om bloeddruk, temperatuur, bloedvolume en bloedstroming in verschillende delen van het menselijk lichaam te onderzoeken. Dat kan onder allerlei verschillende condities gedaan worden: voor een gezond hart, bij onderkoeling en oververhitting, bij hartstoornissen (tachycardie, bradycardie, faseverschil), lekkende hartkleppen en wonden met verschillende groottes op verschillende plaatsen in het lichaam. Er is een lespakket beschikbaar om leerlingen wegwijs te maken in de natuurkunde van de bloedsomloop. In de werkgroep zal een korte presentatie gegeven worden over de pakket en het PHYSBE model. Daarna is er gelegenheid om aan de hand van de lespakket te experimenteren met de simulatie (lespakket en simulatiesoftware (beschikbaar voor PC en Mac) mogen na afloop meegenomen worden).

Werkgroep 43

vrijdagavond en/of zaterdagmiddag

Lab on a Chip in wetenschap en onderwijs J.J. Wietsma en één van de ontwikkelaars Karakter: actieve werkgroep / presentatie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein A en D2, E1, I1, I3 van het nieuwe vwo-programma; is naar zijn aard sterk multidisciplinair Lab on a Chip (LoC) technologie wordt voor talrijke toepassingen in onderzoek en industrie toegepast, maar is voor de onderwijswereld veelal onbekend terrein. Bij de Universiteit Twente wordt in een ontwikkelteam van VO-docenten, deskundigen van de vakgroep BIOS en Micronit Microfluidics een lespakket gemaakt voor het middelbaar onderwijs. In de werkgroep kunt u kennismaken met de toepassingsmogelijkheden van LoC en enkele proeven uit de LoC practicumset voor leerlingen. De set wordt ingezet bij de VWO module Lab on a Chip, voor het vak Natuur Leven en Technologie (NLT) die nu in de testfase zit, en in de loop van 2012 voor de scholen beschikbaar komt. De ontwikkelgroep richt zich vervolgens op een variant van de module voor HAVO. Bij de module wordt de website www.labochip.nl gepresenteerd, waarvoor de RU Groningen serious games ontwikkelt.

Werkgroep 44

vrijdagavond of zaterdagochtend of zaterdagmiddag

De pijlen van het weerbericht W. van de Water Karakter: presentatie (met beperkte hands-on) Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein beeldvorming van het nieuwe vwo-programma Iedereen kent de pijlen van het weerbericht die de richting en grootte van de windsnelheid aangeven. Dit is een voorbeeld van een vectorveld, maar hoe meet je dat? In de studie van stromingen wordt dat gedaan met behulp van ‘particle image velocimetry’, een techniek die laserflitsen en snelle camera's gebruikt. Voor het VWO is die techniek nu toegankelijk gemaakt met behulp van een webcam, halogeenspotjes en een slim programma op een snelle laptop. Een beeldbewerkingsalgorithme laat het vectorveld van een stromende vloeistof zien in 1024 punten, en in ‘real time’; dat laatste is zelfs nog niet mogelijk met de professionele apparatuur. Het opmerkelijke algorithme maakt gebruik van de Fourier transformatie, en kan verplaatsingen meten die kleiner zijn dan een camerapixel. In de werkgroep leg ik uit hoe sinussen en cosinussen gebruikt worden om zulke kleine verplaatsingen te detecteren, en hoe geniaal het algorithme is om de Fouriertransformatie te berekenen. Met het programma illustreer ik de wet van Lorentz in een ondiepe stroming die elektromagnetisch gedreven wordt, en laat ik het snelheidsveld rond wervels zien die sprekend lijken op die uit het weerbericht. Ik vergelijk de gemeten snelheden met eenvoudige voorspellingen vanuit de hydrodynamica.


Werkgroep 45

22


Overal en de nieuwe natuurkunde H. Poorthuis, R. Majewski en A. van der Hoeven Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Contexten zijn motiverend. Daarom heeft de nieuwe editie van de EPN-methode Overal hoofdstukken over ontwerpen, heelal, sport, klimaat, duurzaamheid en automatisering. Traditionele onderwerpen worden weer nieuw door ze in een nieuwe context te plaatsen. Dichtheid bij ontwerpen, spiegels en geluidshinder bij het popconcert, parallelschakelingen bij de waterleiding, fotograferen met je smartphone en cirkelbanen in het heelal. Contexten kunnen ook verwarrend zijn. Daarom is er in Overal veel aandacht voor een zorgvuldige opbouw van de concepten. Al die concepten komen stap voor stap aan de orde binnen de overkoepelende hoofdstukcontext. En u kunt kiezen. Alleen de basisstof met flink wat experimenten erbij. Of de basisstof met uitbreidingen door middel van de plus- of extra-stof. Of kiest u toch liever voor het hele keuzehoofdstuk? U wilt het allemaal wel. Ja, met twee lesuren per week kan dat helaas niet. In de werkgroep laten we u ook zien hoe de methode u en de leerling op unieke wijze helpt bij de profielkeuze. En na deze keuze kunnen de N-leerlingen en de M-leerlingen zich elk op hun eigen manier voorbereiden op de Tweede Fase. En dat zonder extra tijd en inspanning van uw kant. www.epn.nl/overal

Werkgroep 46


Nieuwe examenonderwerpen en andere vernieuwingen in Natuurkunde Overal A. Wielemaker Karakter: presentatie met uitgebreide discussie In 2013 worden de nieuwe examenprogramma’s havo en vwo natuurkunde ingevoerd. De EPN-methode Natuurkunde Overal sluit hierop aan met een nieuwe editie voor de Tweede Fase, die in 2013 verschijnt. Natuurkunde Overal wordt zo ingrijpend vernieuwd dat ook de titel is aangepast: de 2013-editie voor de Tweede Fase verschijnt dan ook onder de naam Overal. De nieuwe editie is niet alleen qua onderwerpen duidelijk anders, maar ook wat betreft didactiek, vormgeving, structuur en ICT-mogelijkheden. In deze werkgroep bekijken we het concept van de nieuwe editie aan de hand van een hoofdstuk over een traditioneel onderwerp als elektriciteit. Maar is deze aanpak ook geschikt voor de nieuwe onderwerpen zoals bijvoorbeeld relativiteit? Of vereisen deze onderwerpen een geheel andere didactisch aanpak? Praat mee over de inzet van boek of ICT, de haalbaarheid van experimenten en andere actieve werkvormen. www.epn.nl/overal

Werkgroep 47


Natuurwetten en modellen in de Quantumwereld H. van Bemmel Karakter: presentatie met uitgebreide discussie Inhoud: de werkgroep sluit aan bij (sub)domein F en H van het nieuwe vwo-programma ‘Natuurwetten en modellen’ en ‘Quantumwereld’ zijn twee nieuwe domeinen in het VWO-programma. Voor het pilotproject schreef ik beide modules. Ze zijn te vinden op www.nieuwenatuurkunde.nl. De werkgroep gaat over de manier waarop natuurkundigen een model opstellen en over de vraag hoe leerlingen kennis kunnen maken met die manier van denken. In de proefmodule ‘Natuurwetten en modellen’ staan casussen uit de mechanica en de elektriciteitsleer. Dat ‘Quantumwereld’ een CE-domein is geworden, biedt de mogelijkheid nieuwe voor-


23

beelden te bedenken. We zullen de mogelijkheden aftasten om aan de hand van vervalsprocessen en atoomspectra het proces van modelvorming te illustreren.

PONTOn & ZAVO PHYSICS: verrassende experimenten met eenvoudige materialen P. Walravens, W. Peeters en T. Lambert

Recommend Documents