Experimenten efficiënt inschakelen in de les

Henk Pol, ELAN lerarenopleiding

Universiteit Twente

Doelstelling en bronnen

De vraag is hoe we ons practicum zouden kunnen verbeteren?

Waar zoek je dan?

Wetenschappelijke literatuur

Ervaring van lerarenopleiders (m.n. Getting Practical uit UK)

Eigen ervaring als docent en vakdidacticus Natuurkunde

Overzicht van deze lezing

Introductie ons, vraag, bronnen

Wat is het ‘effect van een practicum’?

Welke doelstellingen kennen we? (in aansluiting op vorige lezing)

De verschillende doelstellingen op een rij

De context van een practicum

A. Doelen van de docent

wat de leerlingen ervan moeten leren

B. Gegeven opdracht

wat de bedoeling is dat leerlingen doen

D. Leer-resultaten

wat de leerlingen er werkelijk van leren

effectiviteit

1

Reflecteren op praktisch werk

C. Uitvoering van de

opdrachtwat de leerlingen

werkelijk doen

2

Effectiviteit op niveau 1

Deden leerlingen wat de bedoeling was te doen en zagen ze wat de bedoeling was te zien?

Effectiviteit op niveau 2

Leerden de leerlingen wat ze moesten leren en kunnen ze zich dat later herinneren?

Doelen / redenen om een practicum te doen

Verband tussen volume en fase van een stof laten zien

Eigenschappen van stoffen leren kennen

Begrip van de hoeveelheid energie in voedsel

Herhaling van een chemische reactie

Doelen / redenen om een practicum te doen

Onderzoeksvoorstel leren schrijvenLeren presenterenEen onderzoeksplanning leren maken

Een grafiek leren tekenenEen voorschrift leren uitvoeren / stapsgewijs werkenLeren nauwkeurig te werken

Leren samenwerkenLeren zelfstandig te werkenVeilig leren werkenEen verslag leren maken

Leren technisch te ontwerpenLeren beschrijven van jouw waarnemingen

Waarom laten we praktisch werk doen? - de kerndoelen bij Leren onderzoeken

• Kennis maken met apparatuur en/of gangbare werkwijzen.

• Verder oefenen met apparatuur en/of gangbare werkwijzen.

• Weergeven wat is waargenomen.

• Waarnemingen met elkaar in verband brengen.

• Een concept, verklaring, model of theorie beter begrijpen.

• Een onderzoeksvraag formuleren.

• Een plan van aanpak opstellen.

• Risico’s evalueren.• Relevante

gegevens verzamelen.

• Gegevens effectief presenteren.

• Gegevens verwerken en interpreteren.

• Conclusies trekken over de onderzoeksvraag op grond van de gegevens.

• De getrokken conclusies evalueren.

Motivatie • Motiveren.• Actief leren.• Samenwerken leren /

stimuleren.

Leerdoelen bij één opdracht, volgens een docentWat zijn de leerdoelen van een praktische activiteit? ACTIVITEIT

PO – 5 VWO

A. Natuurweten-schappelijke kennis en inzicht ontwikkelen

A1. Weergeven wat is waargenomenA2. Waarnemingen met elkaar in verband brengen (bijv. overeenkomst, verschil, trend)A3. Een concept, verklaring, model of theorie beter begrijpen

B. Gebruik van apparatuur; uitvoeren van gangbare werkwijzen

B1. Kennismaken met apparatuur en/of gangbare werkwijzenB2. Verder oefenen met apparatuur en/of gangbare werkwijzen

C1. Inzicht ontwikkelen wat betreft het doen van natuurwetenschappelijk onderzoek

C1. Beter begrijpen hoe je onderzoek doet

C2. Bepaalde aspecten leren van het doen van onderzoek

C2a. Een onderzoeksvraag stellenC2b. Een plan van aanpak opstellenC2c. Risico’s evaluerenC2d. Relevante gegevens verzamelenC2e. Gegevens effectief presenterenC2f. Gegevens verwerken en interpreterenC2g. Conclusies trekken over de onderzoeksvraag op grond van de gegevensC2h. De getrokken conclusies evalueren

D. Affectieve en sociale doelen D1. MotiverenD2. Actief lerenD3. Samenwerken leren/stimuleren

Leerdoelen bij één opdracht, volgens een docentWat zijn de leerdoelen van een praktische activiteit? ACTIVITEIT

PO – 5 VWOA. Natuurweten-schappelijke kennis en inzicht ontwikkelen

A1. Weergeven wat is waargenomen XA2. Waarnemingen met elkaar in verband brengen (bijv. overeenkomst, verschil, trend)

X

A3. Een concept, verklaring, model of theorie beter begrijpen

X

B. Gebruik van apparatuur; uitvoeren van gangbare werkwijzen

B1. Kennismaken met apparatuur en/of gangbare werkwijzen

X

B2. Verder oefenen met apparatuur en/of gangbare werkwijzen

X

C1. Inzicht ontwikkelen wat betreft het doen van natuurwetenschappelijk onderzoek

C1. Beter begrijpen hoe je onderzoek doet X

C2. Bepaalde aspecten leren van het doen van onderzoek

C2a. Een onderzoeksvraag stellen XC2b. Een plan van aanpak opstellen XC2c. Risico’s evalueren  C2d. Relevante gegevens verzamelen XC2e. Gegevens effectief presenteren XC2f. Gegevens verwerken en interpreteren XC2g. Conclusies trekken over de onderzoeksvraag op grond van de gegevens

X

C2h. De getrokken conclusies evalueren XD. Affectieve en sociale doelen D1. Motiveren X

D2. Actief leren XD3. Samenwerken leren/stimuleren X

De multimeter

Verschillende doelstellingen: verschillende soorten kennis

Kennis en begrip: declaratieve kennis

Gebruik van apparatuur: procedurele kennis

Onderzoeksvaardigheden: strategische kennis

Motivatie? Komen we later op terug…

Het ACT * model van Anderson

http://www.instructionaldesign.org/theories/act.html

Ervaring met onderzoeksvaardigheden

Onderzoeksvaardigheden

Strategische kennis

Soort van probleem oplossen

Probleem stellen Het probleem

begrijpen

Terug kijken

Plan uitvoeren

Plan maken

Strategische kennis aanleren (De Corte 2004, Mayer 2008)

Actieve rol van de leerling (in evenwicht met instructie, context)

In concrete domeinen en contexten, geïntegreerd

Ondersteuning expliciet op onderdelen onderzoeksproces (fading)

Reflectie expliciet maken / discussie van proces

Oefening baart kunst

Begeleiding? Dilemma: antwoorden vs. terugvragen

Ander dilemma

Onderzoeksvaardigheden leren vs. onderzoekend leren

Wat is onderzoekend leren???

Nieuwsgierigheid en kritisch

denken stimuleren

Verschillende doelstellingen: hetzelfde practicum?

Practicum systeembord 5V

Deel 1: de hoofdzaak Hiernaast zie je het systeembord. Links zit de invoer (bijvoorbeeld sensoren). Rechts de uitvoer (bijv. zoemer) En in het midden de verwerking: allerlei poorten. 1) Links zie je een variabele spanning. Verbind de uitgang daarvan met een led (Light Emitting Diode) Vanaf welke spanning gaat de led aan? ………………. Een computer “denkt” binair dwz met 0 en 1. Nul = uit Eén = aan. Wat houdt dat in? Je ziet dat bij de led: nul= een spanning van 0,0 tot ong. 1,5 V. Eén = een spanning van ong 1,5 tot 5,0 V 2) Verbind de drukschakelaar met een led. Doe wat je niet laten kunt. Schrijf je conclusie op met de getallen: 0 en 1 …………………………………………………………………………………………… 3) Verbind de drukschakelaar met een zoemer. Wat doet een zoemer dus? Zeg het met 0 en 1. ……………………………………………………………………………………………………………. 4) Verbind de drukschakelaar met de ingang van de invertor en de uitgang met een led. Wat doet ie? …………………………………………………………………………………… 5) Een waarheidstabel is een schema waarin met nullen en enen de werking wordt weergegeven. De waarheidstabel voor de invertor ziet er zo uit: 6) Verbind een drukschakelaar met de bovenste ingang van de EN-poort (noem ik A) en een andere druk schakelaar met de onderste ingang van de EN-poort (B). Verbind de uitgang met een led. Onderzoek wat een EN-poort doet. Vul de waarheidstabel verder in. Waarom zou hij EN-poort heten? ……………………………… …………………………………………………………………..

invertor ingang uitgang 0 1 1 0

EN-poort A B uitgang 0 0 0 1 1 0 1 1

Maak een inbraakalarm.

Als een dief een lichtbundel onderbreekt, moet een alarm klinken. De eigenaar van het huis kan het alarm uitschakelen door indrukken van een knop.

Ontwerp een schakeling voor dit anti-diefstalsysteem.

Gebruik hierbij een sterke lichtbundel (bijv. een bureaulamp) met een veel hogere lichtintensiteit dan het omgevingslicht

Motivatie: de manier waarop

Motivatie:

1) waarom?

2) ‘het leuk vinden’

Vooraf uitleggen waarom een proef gedaan moet worden?

Motivatie is geen doel, maar een katalysator

Bellenvat

De context

Omstandigheden waaronder een practicum wordt gedaan

De praktische condities

Inleiding en afsluiting van de les

De les ervoor, de les erna, de toetsing

Een leerlijn

Aandachtspunten (VUE, volgens GP)

Voorbereiding

Doel

De praktische activiteit zelf

Leerlingen laten nadenken

Differentiatie in niveau

Uitvoering

Evaluatie

Voorbereiding: doel

 

Wat wil je met de activiteit bereiken: kennis en inzicht/ vaardigheden/

onderzoeken of ontwerpen?

Wat is het leerdoel of wat zijn de leerdoelen van de activiteit?

Hoe zorg je ervoor dat de leerlingen dit weten?

Voorbereiding: de praktische activiteit zelf

Heeft de activiteit een structuur?

Hoe wordt de activiteit uitgelegd?

Hoe open is de activiteit?

Wat gaan de leerlingen doen met het gereedschap en de materialen?

Hoe gaan de leerlingen vastleggen wat ze doen en waarnemen?

Voorbereiding: leerlingen laten nadenken

Wat zorgt ervoor dat leerlingen gaan nadenken?

Welke onderlinge discussie vindt plaats voor, tijdens en na de

activiteit?

Hoe stimuleer je dat leerlingen er met elkaar over praten?

Voorbereiding: differentiatie in niveau

Hoe moeilijk is het om te begrijpen wat je doet? Hoe moeilijk de

uitvoering?

Is differentiatie nodig?

Uitvoering

Hoe ga je het succes vaststellen, welke criteria ga je daarbij

gebruiken?

Hoe ga je aan de hand van die criteria de prestaties van de leerlingen

beoordelen?

Evaluatie

Deden en zagen de leerlingen wat de bedoeling was te doen en te

zien?

Konden de leerlingen het doel van de activiteit uitleggen?

Gebruikten de leerlingen bij discussies over de activiteit de vaktermen

zoals dat je bedoeling was?

Leerden de leerlingen wat de bedoeling was dat ze leerden?

Dank U voor uw aandacht!

Henk Pol

ELAN

h.j.pol@utwente.nl