Werkgroepen
Wiskunde en dynamische modellen bij de methode Newton
K. Hooyman
St. Bonifatiuscollege Utrecht, auteur Impact en Newton
Wiskunde gaat een steeds grotere rol spelen in het vwo-examen natuurkunde (subdomein A12). Daarbij valt op dat, naast het afleiden van formules en het redeneren met evenredigheden, de rol van de afgeleide steeds belangrijker wordt. Het examen van 2013 gaf daarvan al een voorproefje.
Het nieuwe examenprogramma bevat ook een subdomein over Modelvorming (A7), waarbij leerlingen kunnen kiezen uit een tekstueel model of een grafisch model. De meeste scholen gebruiken Coach of Powersim om te modelleren, maar er bestaat ook andere software. Het programma Modellus (http://modellus.co) is vrij beschikbare software, is voor leerlingen zeer gebruiksvriendelijk en kent een notatie waarbij de afgeleide gebruikt wordt. Daarnaast kan met Modellus vrij eenvoudig een animatie van een beweging gemaakt worden. Naast Coach en Powersim is Modellus geïntegreerd in de leerstof over modelleren in de vierde editie van de methode Newton.
Het gebruik van Modellus maakt ook een betere aansluiting met de (nieuwe) wiskunde mogelijk. In de methode Newton wordt uitgebreid aandacht besteed aan de rol van de wiskunde bij natuurkunde in een apart hoofdstuk voor 5 vwo. De combinatie van dynamische modellen en de rol van de afgeleide in de natuurkunde biedt daarbij interessante mogelijkheden voor het toepassen van wiskundige vaardigheden in natuurkundige contexten.
De werkgroep geeft antwoord op de vraag hoe modellen kunnen worden gebouwd met de modelleersoftware Modellus, hoe het maken van animaties werkt en welke rol de afgeleide daarbij speelt. Daarbij wordt ook kennis gemaakt met het lesmateriaal uit Newton, dat ontwikkeld is om met de verschillende modelleerprogramma's aan de slag te kunnen gaan. Daarnaast wordt ingegaan op de rol van wiskunde, en met name de afgeleide, bij natuurkunde.
Presentatie
Software (Windows)
Foto's
Didactiek, flexibiliteit en differentiatie bij Impact en Newton
K. Hooyman
St. Bonifatiuscollege Utrecht, auteur Impact en Newton
De nieuwe onderbouwmethode Impact heeft een herkenbare didactische opbouw die is doorgezet in de vierde editie van de bovenbouwmethode Newton. Deze didactiek wordt gekenmerkt door de begrippen ontdekken, begrijpen, beheersen en verdiepen waarmee elke paragraaf is opgebouwd. Deze opbouw biedt de docenten bovendien grote flexibiliteit en mogelijkheden om te differentiëren binnen de klas.
De didactiek is ontwikkeld in de schoolpraktijk en bij het gebruik in de klas blijkt dat de aanpak goed aansluit bij zeer uiteenlopende leerstijlen van leerlingen, van typische bèta-talenten die vaardig zijn met formules en complexe situaties snel doorzien tot leerlingen die veel moeite hebben met rekenen en worstelen om overzicht over de leerstof te krijgen. Beide groepen voelen zich aangesproken door de methode en kunnen goed met de aanpak uit de voeten. Daarnaast vindt een grotere groep leerlingen natuurkunde interessant en relevant.
De didactische opbouw werkt niet als een keurslijf, het biedt de docent juist veel mogelijkheden om eigen keuzes te maken. De kern van de opbouw, de onderdelen begrijpen en beheersen, is zo herkenbaar dat leerlingen gemakkelijk hun weg vinden. Daaromheen kan de docent eigen keuzes maken met ontdekactiviteiten, onderzoeken en verdiepingsstof. In de praktijk blijkt dat daarbij als vanzelf differentiatie in de klas ontstaat naar capaciteit en belangstelling.
De werkgroep geeft een beeld van de didactische opbouw van de twee methodes en het verschil tussen deze nieuwe aanpak en de meer traditionele didactiek bij natuurkundelessen. Daarnaast komen de rol van de docent in de les en de mogelijkheden om eigen keuzes te maken om het materiaal beter te laten aansluiten bij de eigen situatie aan bod.
Presentatie
Foto's
Pulsar Natuurkunde 3e editie
P. Koopmans
Noordhoff Uitgevers
De delen voor klas 3 en 4 van de compleet vernieuwde Pulsar Natuurkunde voor havo en vwo zijn enthousiast ontvangen. Het geheel aangepaste deel voor klas 3 sluit qua concept naadloos aan op de delen voor de tweede fase.
De werkgroep presenteert de delen voor klas 5 met daarin onder andere aandacht voor de nieuwe keuzeonderwerpen weer en klimaat, menselijk lichaam (havo), kern- en deeltjesprocessen en biofysica (vwo), met daarbij een demonstratie van Pulsar online, de nieuwe digitale leeromgeving voor docent en leerling.
Bij alle hoofdstukken staan de concepten centraal en worden de contexten functioneel ingezet. Net als in de delen voor klas 4 wordt ieder onderwerp geïntroduceerd vanuit een motiverende context die de voorkennis activeert en de leerling uitdaagt. In de afsluitende toepassing wordt de leerstof in nieuwe contexten getoetst voor een optimale examenvoorbereiding. Veel aandacht is er voor conceptuele vragen en de bijgeleverde toetsen dragen het RTTI keurmerk.
Presentatie
Foto's
Buitenaardse Natuurkunde in Pulsar
J. Vreeling
NOVA
In mei 2011 is de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) benaderd door Noordhoff uitgevers met het verzoek actief te participeren bij de hoofdstukken sterrenkunde in de nieuwe editie van de methode Pulsar Natuurkunde voor de Tweede Fase. Met beide handen hebben we die mogelijkheid aangegrepen om zo de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van sterrenkunde en sterrenkunde-educatie te verwerken in een natuurkundemethode. Binnen NOVA wordt er met een team van drie hoogleraren gewerkt aan de hoofdstukken waarbij ook mogelijke practica worden onderzocht.
De werkgroep gaat in op de opbouw van de hoofdstukken, de ondersteunende activiteiten en het zelf bouwen van een spectroscoop.
Foto's
Kern- en deeltjesfysica
D. Hoekzema
De keuzemodule Kern en deeltjesfysica voor het vwo is bij Pulsar Natuurkunde al opgenomen in het deel voor klas 5 en is zo geschreven dat het daar ook inderdaad behandeld kan worden. Het is een vrij uitgebreid en gevarieerd hoofdstuk dat docenten de mogelijkheid biedt om eigen accenten te leggen.
De werkgroep gaat in op de mogelijkheden van de module, op overeenkomsten en verschillen met het deeltjeshoofdstuk van het Project Moderne Natuurkunde en met de deeltjesmodule van NiNa. Tevens wordt er gekeken naar aanvullend materiaal om de les mee te verrijken.
Presentatie
Werkblad
Foto's
Wonder en is gheen wonder
R. Brouwer, L. Mathot en H. Biezeveld
Treden we nog een keer op? Genoeg nieuwe proeven? Nog ééen keer dan. We kunnen het niet laten, ons vak zit te vol met spannende proeven.
In de werkgroep komen behalve buitenaardse vragen ook alledaagse experimenten met een twist voorbij, verrassend of op het verkeerde been zettend. We laten onder andere een mooie proef met een ketting zien die in OuNa 10 komt te staan.
Verslag
Foto's
De grondbeginselen van de speciale relativiteitsleer, eenvoudige toepassingen en leuke opgaven
H. Jordens
Lang heeft de opvatting geheerst dat de relativiteitsleer alleen maar een rol speelde bij hoge snelheden. Alleen astronomen en de elementaire-deeltjes fysici die er mee te maken hebben. Niet iets voor het dagelijks leven dus.
Maar zo langzamerhand heeft iedereen wel een GPS-gestuurd navigatieapparaat. 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 opgevat kan worden als een relativistisch verschijnsel, terwijl de elektronen in een stroomdraad toch echt geen hoge snelheden bereiken! En waardoor kan, in onze wereld, niets sneller dan de lichtsnelheid in vacu"um bewegen?
De speciale relativiteitsleer gaat over de complicaties die optreden als we waarnemingen doen aan objecten/stelsels die zich ten opzichte van ons bewegen. De werkgroep licht de grondbeginselen van de speciale relativiteitsleer toe aan de hand van eenvoudige toepassingen en een aantal leuke opgaven die zo in de klas gebruikt kunnen worden.
Presentatie
Foto's
Determinatie: een goede toets, een gedegen analyse en een juist advies
P. Palsma en R. van der Veen
Augustinuscollege Groningen'
Op veel scholen zijn zaken als goede doorstroming en juiste plaatsing van leerlingen een hot item. Dat vraagt om een goede determinatie. De toets is daarvoor het logische middel. De werkgroep laat zien hoe de sectie natuurkunde op het Augustinuscollege in Groningen toetsen inzet voor determinatie door gebruik te maken van het RTTI-model (www.rtti.nl) en Excel. Aan bod komen vragen als:
- Wat is RTTI? Welke kenmerken hebben de R(reproductie), T(toepassing I), T(toepassing II) en inzichtvragen?
- Hoe worden de toetsen gemaakt? In welke verhouding komen de verschillende vraagtypes terug in de toets en waarom?
- Hoe worden resultaten van klassen en individuele leerlingen verwerkt zonder dat dit te veel tijd kost?
- Hoe interpreteer je de resultaten en hoe gebruik je ze bij bespreking en advisering?
- Hoe voorspellend was ons systeem als je terug kijkt naar leerlingen die inmiddels de bovenbouw hebben doorlopen?
Presentatie
Hulpmiddelen
Foto's
Circulair denken en causale diagrammen
T. van Amelsfort
Circulair denken is de volgende stap na lineair denken. Als voorbeeld uit de samenleving: we raken langzaam overtuigd dat we op weg moeten naar een duurzame samenleving. Herman Wijffels roept dat het gaat om het creëren van een circulaire economie. Dat vergt circulair denken. Gelukkig leren wij dat onze leerlingen al aan, alleen niet expliciet. Bij het maken van een simulatie in Coach blijft de cirkelredenering min of meer verborgen. Het lineair denken overheerst nog. Dat is erg jammer. Juist met expliciet circulair denken krijgen vraagstukken een andere dynamiek.
De werkgroep gaat over het verschil tussen het handelen vanuit lineair denken en circulair denken, en over een generiek hulpmiddel in het stimuleren van circulair denken: causale diagrammen. Met een causaal diagram is het mogelijk oorzakelijke relaties op een circulaire manier zichtbaar te maken. Hiermee kun je de complexiteit van een (natuurkundig) vraagstuk analyseren en bespreken.
Voor het maken van een simulatie geeft een causaal diagram op een logisch manier de volgorde aan van de berekeningen in Coach. Causale diagrammen vormen niet alleen een mooi didactisch hulpmiddel tussen een (natuurkundig) vraagstuk en het bouwen van een simulatie. De leerlingen kunnen het circulair denken daarna ook toepassen in andere disciplines zoals economie, biologie, geschiedenis of aardrijkskunde.
Presentatie
Foto's
Deeltjesfysica en relativiteitsleer voor vwo+
N. Schultheiss
Het Zaanlands Lyceum, HiSPARC
Met de invoering van NiNa is de natuurkunde in de twintigste eeuw beland. Rond het jaar 1900 begon het onderzoek naar radioactiviteit. De ioniserende werking van deze radioactieve straling kon zowel in laboratoria als in het vrije veld worden gemeten. In eerste instantie dacht men dat de aarde de bron van deze straling was. Dit is bijvoorbeeld door Pierre en Marie Curie onderzocht met het isoleren van radioactieve isotopen. Dit onderzoek leidde tot een Nobelprijs. Onderzoek in het vrije veld door Theodor Wulf (Eifeltoren) en Victor Franz Hess (luchtballon) toonde aan dat deze straling ook uit de kosmos komt. Victor Franz Hess ontving tegelijk met Carl Anderson (positron) de Nobelprijs voor Natuurkunde in 1936.
Onderzoek aan kosmische straling voor profielwerkstukken is mogelijk doordat de meetgegevens van HiSPARC meetstations op internet beschikbaar zijn. Een primair kosmisch deeltje veroorzaakt een air-shower door hoogenergetische quantummechanische interacties. Deze interacties vinden plaats bij snelheden die de lichtsnelheid benaderen.
Naast een experimenteel onderzoek kan de theorie worden bestudeerd. Sinds 2010 presenteert het HiSPARC RouteNet in een dertigtal samenhangende lesbrieven een kennisveld waarbinnen een leerling zich kan ontwikkelen. Een selectie van deze lesbrieven wordt jaarlijks in extra keuzelessen natuurkunde op het Zaanlands Lyceum behandeld.
De werkgroep gaat in op de ervaringen en inhoud van de op RouteNet gebaseerde extra keuzelessen. Verder wordt aangegeven hoe dit materiaal in onderwerpen zoals 'Quantumwereld', 'Deeltjes en hun interacties' en 'Relativiteitstheorie' te gebruiken is.
Presentatie
Foto's
Socrative: een quiz met inzet van de mobiele telefoon in de les
F. Pols
Het is mogelijk om de laatste vijf minuten van de les (of soms een hele les) een quiz af te nemen waarbij leerlingen antwoorden geven met behulp van hun mobiele telefoon. Met de website Socrative is het mogelijk om zo'n quiz eenvoudig te maken en af te nemen. De scores van de leerlingen kunnen real-time worden getoond. Er ontstaat dan tussen leerlingen een competitie om de beste te zijn. Mijn klas havo 5 kan zo een hele les bezig zijn met natuurkunde op hun mobiel.
De werkgroep laat zien hoe je een quiz maakt, welke mogelijkheden er zijn, hoe je leerlingresultaten verkrijgt en opslaat, en hoe je een gemaakte quiz met collega's deelt.
Presentatie
Film
Foto's
Sterrenkunde voor beginners
H. Wielenga
De werkgroep neemt je mee op een virtuele reis door de fascinerende wereld van het heelal. We beginnen bij onze eigen aarde, de maan en de zon. Ons leven is alleen maar mogelijk door - en dus ook volledig afhankelijk van - de omstandigheden op aarde en daar hebben de zon en de maan grote invloed op. Het meest bekend zijn dag en nacht, de seizoenen en eb en vloed, maar er zijn meer van dit soort effecten.
Daarna gaat de reis verder langs planeten, sterren en sterrenstelsels, maar ook langs misschien minder bekende objecten als clusters, supernova's en zwarte gaten. Uit de straling die we van deze - vaak ver verwijderde - objecten op kunnen vangen, kunnen sterrenkundigen informatie halen over allerlei eigenschappen, zoals afstand, massa en temperatuur. Hoe doen ze dat eigenlijk? En wat zal er gebeuren als je naar een zwart gat reist?
Presentatie
Foto's
Onderzoekend lesgeven als inspirerende verhaallijn
N. Rutten
Binnen het Europese project Inspiring Science Education wordt uitgezocht hoe digitale, interactieve middelen bij het lesgeven gebruikt kunnen worden om leerlingen op een onderzoekende manier te laten leren. Bij onderzoekend leren zijn leerlingen aan het leren zoals onderzoekers onderzoek doen: na een oriëntatie worden hypotheses opgesteld en experimenten gedaan. Daarna worden conclusies getrokken op basis van verzamelde gegevens, wat weer inspiratie kan bieden voor een nieuwe oriëntatie. De integratie van digitale, interactieve middelen binnen onderzoekend lesgeven leidt tot een soort verhaallijn die per leerkracht verschilt: hoe de middelen bij elke fase worden ingezet, of er klassikaal lesgegeven wordt of dat leerlingen individueel aan de slag zijn of in kleine groepjes, en welke rol de leerkracht op verschillende momenten vervult.
De werkgroep gaat over het verbeteren van al bestaande verhaallijnen, en het ontwerpen van nieuwe verhaallijnen.
Presentatie
Foto's
Wrijvingsexperimenten op de ijsbaan
P. Neuraij
Sint-Joriscollege Eindhoven
Lucht- en rolwrijving (schuifwrijving, glijwrijving) zijn bij iedere snelheidssport van belang. Ook bij langebaan-schaatsen.
Met enkele relatief eenvoudige experimenten die op iedere ijsbaan uit te voeren zijn is het mogelijk om een indruk te krijgen van enkele factoren die van invloed zijn op zowel luchtwrijving (frontaal oppervlak, snelheid) als glijwrijving (ijs- en schaatskwaliteit). Alleen de invloed van de luchtdichtheid en de ijstemperatuur is moeilijk aan te tonen op de ijsbaan.
De experimenten die op een ijsbaan uitgevoerd worden passen uitstekend in het nieuwe NiNa-examenprogramma omdat er voor de leerlingen sprake is van een duidelijke en herkenbare context.
Door deze herkenbare context van de beweging van hun eigen lichaam sluiten de experimenten zeer goed aan bij de belevingswereld van leerlingen, waardoor hun fysische intu"itie aangesproken en benut kan worden.
Momenteel zijn vijf experimenten uitgewerkt en herhaaldelijk uitgevoerd door leerlingen (vooral van het Sint-Joriscollege Eindhoven maar ook van het Augustinianum Eindhoven en het Beatrixcollege Tilburg).
Drie experimenten zijn gebaseerd op het produceren van een x,t-diagram, één op de wet van arbeid en kinetische energie en 'e'en experiment richt zich op de bepaling van de glijwrijving.
Voor het uitvoeren van de experimenten gaan we steeds een dag naar de ijsbaan waar de leerlingen zelf het ijs op gaan om te schaatsen en te meten. Vier experimenten worden tussen 10.00 uur en 15.00 uur in de vorm van een stationspracticum in groepjes van 4 tot 6 leerlingen uitgevoerd. Het laatste experiment, een videometing wordt met de hele groep gelijktijdig gedaan.
De werkgroep geeft een toelichting op deze experimenten en gaat in op de problemen die tijdens de metingen en de verwerking van de meetresultaten kunnen optreden.
Presentatie
Artikel
Artikel NVOX
Foto's
What happens next?
D. Featonby
De werkgroep begint met het voorspellen van de uitkomst van eenvoudige experimenten met de kennis die u hebt. De experimenten worden daarna gedemonstreerd, maar de uitslag is (bijna) nooit datgene wat je verwacht. Sommige van de experimenten lijken hierdoor op goocheltrucjes, maar in werkelijkheid is het allemaal wetenschap. De werkgroep laat ook op verschillende niveaus de complexiteit van de natuurkundige basis achter de experimenten zien. De experimenten zijn ideaal om bij leerlingen (en docenten) misconcepten weg te nemen.
'What happens next' is een werkgroep die al in vele landen in Europa is gegeven. De werkgroep is ontstaan uit een samenwerking met vele docenten uit heel Europa onder leiding van David Featonby. Hij beschrijft de experimenten in een eigen column in het internationale tijdschrift Physics Education.
Presentatie
Foto's
NOVA Mobiel Planetarium
F. Buurmeijer
NOVA
NOVA, de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie, heeft een reizend planetarium voor het onderwijs. Met dit planetarium bezoeken we middelbare scholen voor een of meerdere dagen. In overleg met de betrokken secties wordt het aantal groepen vastgesteld dat op 'e'en dag het planetarium kan bezoeken. De kosten zijn 400 euro per dag. Een boeking kan ook met de Cultuurkaart worden gedaan, de kosten zijn dan 420 euro.
Veel scholen hebben het NOVA Mobiel Planetarium al op bezoek gehad voor een schitterende ervaring voor de leerlingen. Het planetarium wordt gebruikt bij zowel de introductie van een lessenserie over het heelal als de afsluiting van projecten voor de vakken ANW, NLT en Natuurkunde.
Foto's
Experimenten en simulatie voor de nieuwe onderwerpen van het NiNa- programma
C. Baars
De werkgroep geeft voorbeelden van simulaties en experimenten die aansluiten bij de nieuwe onderdelen van het NiNa programma. Hierbij valt onder andere te denken aan een simulatie van het tunneleffect, het experimenteel bepalen van de energiebehoefte van het menselijk lichaam en van het albedo van het aardoppervlak, en de werking van een afstandsbediening.
Presentatie
Foto's
Monte Carlo in de klas
W. van der Zee
Iedereen kent tegenwoordig de vrijwel ongekende mogelijkheden van medische beeldvorming. Weinigen weten dat deze mogelijkheden hun oorsprong vinden in natuurkundig onderzoek in gespecialiseerde laboratoria. Slechts natuurkundedocenten weten dat experimenten met medische beeldvorming in de klas vrijwel onmogelijk zijn door het stralingsrisico. Maar wie zijn toevlucht neemt tot Monte-Carlotechnieken kan daarentegen legio experimenten met beeldvorming doen zonder straling en dure apparatuur. Je hebt slechts een computer en (vrij verkrijgbare) programmatuur nodig.
De werkgroep geeft een beeld van de geschiedenis van Monte-Carloberekeningen bij stralingstransport, de techniek en de gebruikte software (BEAMnrc). Bij een demonstratie van de software worden de verschillende eigenschappen van een röntgenbuis en röntgenstraling geanalyseerd. Ook worden de verschillende mogelijkheden van BEAMnrc en de bruikbaarheid voor 'experimenten in silico' in vwo 5 en 6 besproken.
Presentatie
Foto's
Leren Onderzoeken met Concept Cartoons in PO en VO
E. van den Berg
Bij practica krijgen leerlingen doorgaans weinig gelegenheid zelf experimenten te bedenken en daarin het heen-en-weer-denken tussen begrippen en verschijnselen te oefenen. Een laagdrempelige manier daarvoor is om concept cartoons te gebruiken. Geef een cartoon aan leerlingen met de opdracht experimenten te ontwerpen om het cartoonverschijnsel nader te onderzoeken, en ze komen zo snel met ideeën dat je ze zelfs moet afremmen. Dat is natuurlijk slechts het begin. De docent zal de leerlingen moeten begeleiden om hun onderzoeks- en redeneervaardigheden te ontwikkelen. Hoe doe je dat in een klas van 28 leerlingen?
De werkgroep geeft een beeld van onderzoek doen naar aanleiding van enkele cartoons (met video-opnames van de lespraktijk), en presenteert vakdidactische tools om deze activiteiten van leerlingen van basisschool en voortgezet onderwijs te begeleiden.
Presentatie
Verslag
Artikel
Foto's
Kruip in de huid van een wetenschapper! - Citizen science
M. Baan, F. Snik en H. van Arkel
Citizen science, of burgerwetenschap, is in opkomst. Niet alleen binnen de archeologie en de biologie, waarbij geïnteresseerde leken helpen met kwalificeren en tellen, maar vooral ook binnen de sterrenkunde. Wereldwijd zijn er inmiddels 25 sterrenkundige citizen-scienceprojecten waarbij iedereen die dat wil, de wetenschap een handje kan helpen.
De werkgroep geeft een overzicht van deze projecten en de mogelijkheden om daar vanuit het onderwijs bij aan te sluiten. Twee projecten komen wat uitgebreider aan de orde.
Het eerste project is Galaxy Zoo, waarbinnen met ruim 150.000 vrijwilligers meer dan 50 miljoen classificaties van sterrenstelsels werden uitgevoerd. De Nederlandse docent Hanny van Arkel, die met Hanny's Voorwerp wereldberoemd werd - en als coauteur op een wetenschappelijke publicatie terecht kwam - vertelt over de mogelijkheden die Galaxy Zoo voor het onderwijs biedt.
Het tweede project is iSPEX, waarbij duizenden vrijwilligers fijnstofmetingen met hun smartphone uitvoerden met behulp van technologie die binnen de sterrenkunde is ontwikkeld. Sterrenkundige Frans Snik van het iSPEX-team, dat vorig jaar de Academische Jaarprijs won, gaat in op het enorme succes van dit project. Voor iSPEX werd niet de hulp van burgers ingeroepen om door wetenschappers verzamelde data te bekijken, maar voerden de deelnemers zelf de wetenschappelijke metingen uit.
Foto's
De dynamica van sterrenstelsels, een TEMI-project
J. Neuteboom en E. Arends
Hoe komen sterrenstelsels aan hun vorm? Waarom komen sterrenstelsels voor in slechts twee vormen (spiraal en ellips) en waardoor zijn de spiraalstelsels plat en de elliptische stelsels sferisch? En waarom wijkt 10% van de stelsels af van deze twee hoofdvormen? Sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel bestaan uit honderden miljarden sterren en bevatten talloze mysteries. TEMI (Teaching Enquiry with Mysteries Incorporated) is een internationaal gestandaardiseerd didactisch model, dat deze en andere mysteries inzet als educatieve werkvorm om leerlingen te boeien en uit te dagen.
Binnen TEMI wordt een wetenschappelijk probleem aan de leerlingen gepresenteerd in de vorm van een mysterie. Vervolgens gaan de leerlingen het mysterie zelfstandig oplossen aan de hand van het doorlopen van vijf concrete, duidelijk gedefinieerde stappen. Na elke stap komen de leerlingen iets dichter bij de oplossing van het mysterie. De werkgroep introduceert deze werkvorm aan de hand van een uitgewerkt voorbeeld. Tevens zal duidelijk worden hoe docenten zelf voor elk willekeurig onderwerp deze didactische werkvorm kunnen toepassen.
De dynamica van sterrenstelsels is deel 1 in een serie nieuwe lesmaterialen van NOVA en Universe Awareness (UNAWE). Johan Neuteboom, leraar in Onderzoek (LIO) aan de universiteit Leiden, kwam als ervaren natuurkundedocent tot de conclusie dat delen van zijn onderzoek goed te begrijpen zijn met de natuurkunde van de middelbare school. Met dit gegeven is hij voor NOVA en UNAWE aan de slag gegaan voor de eerste TEMI-lerarentraining. In de werkgroep verzorgt Erik Arends (UNAWE) de introductie van TEMI en AstroEDU, een nieuwe database voor sterrenkunde lesmateriaal.
De sterrenkundige TEMI-reeks komt online beschikbaar op de docentenpagina's van astronomie.nl en op astroedu.org.
Presentatie
Foto's
Overal Natuurkunde: Hoe werkt het in 3HV en 4HV?
Wat kunt u verwachten in 5HV?
A. Wielemaker
Noordhoff Uitgevers
Heeft u de nieuwe editie van Overal Natuurkunde voor 3HV of voor de Tweede Fase dit jaar ingevoerd? Of moet u nog een keuze maken voor een nieuwe methode? In de werkgroep hoort u hoe uw collega's werken met de boeken en de ICT voor leerjaar 3 en 4. Verder laten we zien wat u kunt verwachten in leerjaar 5 (onder andere wat betreft nieuwe examenonderwerpen) en krijgt u informatie over de laatste ontwikkelingen rond de methode. Natuurlijk is er ruimte om ervaringen uit te wisselen en vragen te stellen over de methode.
Presentatie
Foto's
www.overal.noordhoff.nl
The Physics of Angry Birds
K. Langendonck
Instituut
De vogels zijn boos! Boos op groene varkentjes! Ze willen er daarom alles aan doen deze varkentjes te vernietigen. Deze hebben zich echter verstopt op, onder en tussen de meest fantasierijke constructies. Met meerdere typen vogels trekken ze ten strijde... een rode, gele, blauwe, witte en zwarte vogel. In de werkgroep gaan we het razend populaire smartphone-spelletje Angry Birds aan een nadere inspectie onderwerpen. Misschien is Angry Birds wel het meest infantiele en debiele computerspelletje ooit bedacht. De speler heeft de schone taak de Angry Birds te lanceren vanuit een katapult, en hiermee de constructies en varkentjes te raken.
Angry Birds is een combinatie van inzicht, tactiek, geluk, brute kracht... en natuurkunde!
De werkgroep richt zich uiteraard voornamelijk op dat laatste aspect. Onderwerpen als bewegingsanalyse, videometen en modelleren komen uitgebreid aan bod. Een prachtige manier om uw leerlingen, binnen een (in ieder geval voor hen) zeer aansprekende context, een aantal basisbeginselen uit de klassieke mechanica eigen te laten maken en/of te laten toepassen.
Presentatie
Hulpmiddelen
Uitdeelmateriaal
Foto's
www.fysikarel.nl
Vergelijking van de impuls van een elastische en inelastische botsing met Vernier VDS mechanica baan en Logger Pro
A. Topma
Eurofysica
De werkgroep laat u kennismaken met de Vernier rijbaan in combinatie met Logger Pro door het uitvoeren van een experiment over de impuls bij een elastische en inelastische botsing. Bij het uitvoeren van een dergelijk experiment hebben we te maken met twee belangrijke aandachtspunten:
- om de verandering in moment tussen de twee typen botsingen te vergelijken moeten de metingen een aantal malen worden herhaald, en voor elke meting hebben we een consistent initieel moment nodig
- de wrijving dient minimaal te zijn, wat kan worden gerealiseerd met de wagentjes van Vernier op de Vernier mechanicabaan.
Een elastische botsing kan worden gerealiseerd met een speciale bumper of magneetjes. Een volledig inelastische botsing is lastig te realiseren, omdat botsende massa's altijd de neiging hebben te stuiteren.
De werkgroep geeft ook een beeld van andere specifieke functies van Logger Pro, zoals videometen en foutenanalyse.
Rondleiding door de Oude Sterrenwacht Leiden
L. van Son
Sterrenwacht Leiden
De Leidse Sterrenwacht heeft na een grondige renovatie eind 2011 zijn deuren weer geopend. Het monumentale gebouw is teruggebracht tot hoe het er in 1924 uit heeft gezien. De Universiteit Leiden is de oudste universiteit van Nederland, gesticht in 1575. Sterrenkunde heeft er een lange en rijke traditie. De Sterrenwacht Leiden is zelfs het oudste nog bestaande universiteitsobservatorium ter wereld.
Tijdens de rondleiding ziet u de oude telescopen waarvan Fraunhofer de lens heeft geslepen en waarmee Einstein heeft waargenomen. Er wordt natuurlijk ook aandacht besteed aan de hedendaagse Sterrenkunde die in Leiden (en over de rest van de wereld) wordt bedreven.
Als het weer het toelaat kunt u misschien zelf ook een kijkje nemen door een van de telescopen.
Foto's
Zonnestelsel en heelal in havo-examens Nieuwe Natuurkunde
A. Thurlings-van der Lingen
CITO
In 2015 worden de centrale eindexamens havo afgenomen volgens de syllabus die hoort bij het programma Nieuwe Natuurkunde. Een nieuw domein in dit programma is domein E1 Zonnestelsel en heelal. In de pilotexamens van de afgelopen jaren zijn er diverse opgaven over dit domein in het centraal examen opgenomen. De werkgroep laat zien hoe we vorm hebben gegeven aan deze opgaven. Welke vraagvormen zijn er gebruikt? Welke combinaties met andere domeinen zijn mogelijk? Tevens krijgt u te zien hoe leerlingen op deze opgaven scoorden. En misschien is er tijd voor het begin van een constructie van een nieuwe opgave aan de hand van een recent artikel uit een krant of een bericht van de website www.astronomie.nl.
De vakinhoud van het nieuwe programma staat in deze werkgroep niet ter discussie. Het bedoelde programma kunt u downloaden op de website www.cve.nl van het College van Examens.
Presentatie
Foto's
Wat verandert er met het nieuwe natuurkundeprogramma?
J. Paus en M. Pieters
SLO
Dit schooljaar is het vernieuwde examenprogramma in 4-havo/vwo van start gegaan. Er zijn nieuwe onderwerpen, er is ook veel leerstof onveranderd gebleven. In de werkgroep staan de volgende vragen centraal:
- Wat levert de vergelijking van het oude (2007) en nieuwe programma op? Wat komt er bij, wat gaat er af?
- In domeinen die gebleven zijn (onder een andere naam): wat hoef ik niet meer te behandelen? Ofwel: wat moet ik niet meer behandelen, om overladenheid te voorkomen?
- Wat is de rol van het CE-domein H: Natuurkunde en technologie (havo), Natuurwetten en modellen (vwo)?
- Wat is de rol van het SE-domein I: experiment, modelstudie en ontwerp?
- Om welke kenmerken draait het in de vernieuwing van het examenprogramma? Hoe hebben uitgangspunten als aansluiting VO-HO, vakkenafstemming en 'concept-context' vorm gekregen?
- Hoe kan ik het beste gebruik maken van de vrijheid die de SE-onderwerpen bieden? Binnen die ene eindterm per SE-subdomein mag je immers heel veel zelf beslissen.
- Hoe kan ik mij op het nieuwe programma en de examens voorbereiden? Wat voor ondersteuning is daarbij beschikbaar? Wat hebben de regionale bètasteunpunten te bieden, wat zijn de ervaringen daarmee?
In de werkgroep is ruimte voor andere vragen of verzoeken om bepaalde ondersteuning. We nemen die graag mee om te zien hoe SLO en andere organisaties (bijvoorbeeld regionale steunpunten, uitgevers, NVON) daar in 2014 in tegemoet kunnen komen.
Presentatie
Hulpmiddelen
Foto's
Over aardobservatie van onze atmosfeer: GLOBE Aerosolen
E. Hendriks en M. Begheyn
Wat zijn aerosolen? Welke rol spelen ze in onze atmosfeer? In luchtkwaliteit en klimaatverandering? En hoe neem je ze waar?
Aerosolen zijn kleine vaste en vloeibare deeltjes die rondzweven in onze atmosfeer. Ze zorgen voor luchtvervuiling, kunnen schadelijk zijn voor onze gezondheid en spelen een belangrijke maar ingewikkelde rol in klimaatverandering. Aardobservatie met behulp van satellietinstrumenten en grondwaarnemingen zijn essentieel voor het onderzoek naar aerosolen. In het GLOBE Aerosolen project doen leerlingen zelf metingen van aerosolen, met behulp van een zonfotometer.
De werkgroep is een kennismaking met het project, gaat in op het waarnemen van aerosolen met de zonfotometer, en presenteert een korte voorbeeldstudie aan de hand van satellietbeelden van rookwolken afkomstig van bosbranden.
Het GLOBE Aerosolen project is een samenwerking van Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI), Netherlands Space Office (NSO), Science Center NEMO en GLOBE Nederland.
Presentatie 1
Presentatie 2
Hulpmiddelen
Foto's
www.knmi.nl/globe/aerosolen.html
Astrofotografie en natuurkunde, een hemelse combinatie...
A. van der Hoeven
Dankzij de ontwikkelingen in cameratechnologie is het tegenwoordig voor amateurastronomen mogelijk om foto's te maken van objecten in de ruimte die twintig jaar geleden alleen nog maar in het bereik van de grootste professionele telescopen op aarde lagen.
De werkgroep neemt u mee op een reis door het universum aan de hand van opnamen zoals die gemaakt zijn vanuit Nederland en door amateurastronomen wereldwijd. Hierbij worden een aantal technieken en de achterliggende natuurkunde behandeld, waarbij ook praktijkvoorbeelden aan bod komen die u zo in een les zou kunnen gebruiken. Met relatief eenvoudig apparatuur is het al mogelijk om astrofotografie zelf te bedrijven en met leerlingen kan zo bijvoorbeeld voor een profielwerkstuk ook wetenschappelijk onderzoek verricht worden.
Daarnaast biedt de werkgroep een kennismaking met een inleiding in de astronomie in de vorm van een boek voor leerlingen in 5/6 vwo.
Lesmateriaal
Presentatie
Foto's
Elektriciteit op empirische basis voor 4 vwo
B. Driever en S. de Jong
De stof van elektriciteit voor 4 vwo is in het nieuwe curriculum niet erg van omvang en ogenschijnlijk van inhoud veranderd, maar de relatie tussen concepten en contexten biedt mogelijkheden om met nieuwe ogen naar dit vertrouwde onderwerp te kijken.
De werkgroep biedt het onderwerp stromende elektriciteit aan vanuit een empirische benadering. Enkele welbekende maar toch niet vaak uitgevoerde demonstratie-experimenten zijn hierbij de basis.
De achterliggende gedachte bij deze methode is dat de introductie van het begrip lading uitgesteld wordt tot de vijfde klas, waarin ook begrippen als elektrisch veld en potentiaal aan de orde komen. Een echt andere benadering dus dan de meeste leerboeken geven.
Presentatie
Foto's
Sterrenkunde: de eerste wetenschap
E. van Munster, E. Nass en L. van Rooyen
Het 4e Gymnasium Amsterdam
Hoe laat je middelbare scholieren kennismaken met de bètawetenschappen? Techniek? Science? Gewoon vroeg beginnen met natuurkunde? Op Het 4e Gymnasium in Amsterdam hebben we een andere keuze gemaakt: sterrenkunde als brugklasvak.
In dit vak nemen wij onze leerlingen mee op reis door ruimte en tijd: van de geschiedenis van de natuurwetenschappen tot de sterrenhemel, van de planeten tot aan de oerknal. Aan het einde van het eerste jaar snappen onze leerlingen een stuk beter hoe het heelal in elkaar zit, en hebben ze bovendien kennis gemaakt met rekenen met formules. Ook de eerste stukjes natuurkunde komen langs: dichtheid en trillingen, uiteraard gekoppeld aan de sterrenkundige context.
Foto's
Kosmische straling in de bovenbouw havo/vwo
A. de Laat en N. van Veen
HiSPARC, NIKHEF
De vernieuwing van het natuurkundecurriculum (NiNa) geeft de gelegenheid om relativiteitstheorie en de interactie en detectie van subatomaire deeltjes aan bod te laten komen. Deze onderwerpen lenen zich in de huidige methoden minder voor een praktische opdracht. HiSPARC biedt daartoe wel de mogelijkheid.
Het onderzoek naar kosmische straling is rond 1900 begonnen. Nu, in de eenentwintigste eeuw, is dit onderzoek ook op school mogelijk. Op zo'n honderd scholen zijn reeds HiSPARC-meetstations door leerlingen gebouwd en geplaatst. Met deze stations wordt kosmische straling waargenomen. HiSPARC stelt aan alle scholen meetgegevens beschikbaar voor gebruik in de klas.
De werkgroep laat zien hoe op een eenvoudige wijze een practicum kosmische straling en deeltjesfysica te organiseren is, waarbij de volgende onderwerpen aan de orde komen:
- het ophalen van meetgevens
- het inkijken en verwerken van deze gegevens
- het koppelen van practica aan het domein Quantumwereld en de keuzemodules Deeltjes en hun interacties en Relativiteitstheorie.
De voorbeelden tijdens de werkgroep laten zien hoe zelf een practicum opgezet kan worden. Met deze kennis is het ook mogelijk om leerlingen te begeleiden bij de opzet van een eigen praktische opdracht of profielwerkstuk, ook op scholen die geen eigen HiSPARC-meetstation bezitten.
Presentatie
Foto's
Zelf een duikboot maken en uittesten
B. Hendrickx
Zoals hij met vliegtuigen de vogels wil nabootsen en overtreffen, doet de mens dit ook met duikboten naar het voorbeeld van de vissen die, onzichtbaar van aan het oppervlak, het water doorklieven.
Na een korte kennismaking met duikboten van vroeger en nu gaan we experimenteel na welke eigenschap belangrijk is voor het functioneren van een duikboot. Daarna ontwerpen we met het gegeven materiaal een duikboot en zoeken we uit hoe we hem op commando kunnen doen onderduiken en weer opstijgen.
De werkgroep, die werd uitgewerkt als een mini-project voor een wetenschappen-wiskunde-dag, vindt heel wat aanknopingspunten met het leerplan fysica zoals de wet van Archimedes, het begrip druk, motoren, batterijen en kernenergie.
De confrontatie met de realiteit zorgt voor een verhoogde motivatie bij de leerlingen. Het zelf experimenteren met het zinken en stijgen is voor veel leerlingen een echte uitdaging en - met de nodige duiding - een prettige manier om aan fysica te doen.
Presentatie
Verslag
Hulpmiddelen
Foto's
Satelliet op schaal - van melkpak tot colablikje
S. Folmer en G.H. Visser
TUDelft CANsat, ISIS
Satellieten lijken voor zowel leerlingen als docenten een ongrijpbaar technisch hoogstandje. De werkgroep laat zien dat dat niet het geval is: de basis van een satelliet kan worden gereduceerd tot eenvoudige concepten die zich goed lenen voor gebruik in het klaslokaal.
De werkgroep gaat in op de techniek gebruikt in een CubeSat: de Delfi-C3 is al bijna zes jaar in de lucht, is ontwikkeld door studenten en heeft de grootte van een melkpak. Vervolgens bekijken we welke essentiële elementen hiervan nodig zijn voor het ontwikkelen van een CanSat: een satellietje ter grootte van een frisdrankblikje, te maken door middelbare scholieren. Daarbij hebben we het onder andere over sensoren, actuatoren, telemetrie en aerodynamica met betrekking tot de miniatuursatelliet-technologie, en over lanceermethodes. Daarnaast komt aan de orde welke missies zo'n kleine CanSat zou kunnen uitvoeren en hoe men dat stapsgewijs kan aanpakken.
Presentatie
Foto's
ESA: centrum van de Europese ruimtevaart
R. Willemsen
ESTEC
ESTEC (European Space Research and Technology Centre) in Noordwijk is het hart van de European Space Agency waar alle Europese ruimtevaartprojecten technisch worden ondersteund. Hier werken 2.700 mensen uit de twintig lidstaten aan de planning, ontwerp, research en testing van toekomstige ruimtemissies. De werkgroep neemt u mee in de wereld van de Europese ruimtevaart en bestaat uit drie korte deelpresentaties:
Overview - Een overzicht van ESA ESTEC en de gebieden waarop deze ruimtevaartorganisatie actief is, met aandacht voor een paar sterrenkundige en planetaire missies.
Design - In de Concurrent Design Facility worden alle toekomstige ruimtemissies als concept doorgerekend en ontworpen. Er wordt ingegaan op de design methode en hoe deze faciliteit de brug slaat tussen de schets op een papiertje en de technische realisatie door de industrie.
Testing - In het Test Centre, het grootste van Europa, worden alle satellieten onder lanceer- en ruimteomstandigheden getest. In dit deel lopen we in virtual tour door alle testruimtes en zien per faciliteit precies hoe ruimtevaartuigen worden getest.
Presentatie
Foto's
Meten aan kwantumverstrengeling, iets voor scholieren?
M. Sas, P. Cats, S. Dijcks, P. Govers, M. Mies en S. Blom
Fontys Hogescholen
De kwantummechanica is abstract en ver verwijderd van onze eigen ervaringen. Tegelijkertijd is dit intrigerende vakgebied regelmatig in het nieuws, vanwege de beloftes van kwantumcomputers, datateleportatie en waterdichte versleuteling van informatie.
De werkgroep presenteert een practicum met metingen aan kwantumverstrengeling, om via deze weg concreet te maken hoe bizar de implicaties van de kwantummechanica zijn. Als twee kwantumdeeltjes in hetzelfde proces ontstaan, raken ze met elkaar verstrengeld. Dit betekent dat hun eigenschappen aan elkaar gekoppeld zijn, terwijl tegelijkertijd alle mogelijkheden open blijven, tot het moment dat een eigenschap van ééen van de deeltjes wordt vastgelegd (door een meting). Op datzelfde moment komen de eigenschappen van het andere deeltje ook vast te liggen. Het doel van het practicum is om aan te tonen dat de eigenschappen tot op het moment van de meting nog niet vastliggen.
De werkgroep begint met een inleiding in de kwantummechanica, waarbij we de voor het practicum relevante theorie op een aansprekende manier uitleggen. Hierna wordt het meetprincipe toegelicht, waarbij er ter plaatse enkele metingen gedaan worden. De werkgroep eindigt met een discussie over hoe we tegen-intu"itieve verschijnselen die de kwantummechanica oplevert voor middelbare scholieren toegankelijk kunnen maken.
Presentatie
Hulpmiddelen
Foto's
De ontdekking van de snelheid van het licht
R. Genseberger
Is licht er gewoon als je de lamp aandoet, of heeft het even tijd nodig om vandaar bij je oog te komen? Het is een van de basale vragen uit de natuurkunde. Vanaf Heron in het oude Griekenland tot aan Descartes zijn redeneringen en experimenten bekend om er een antwoord op te vinden. In 1676 was Roemer de eerste die op grond van waarnemingen kon concluderen dat licht een eindige snelheid heeft. Hij gebruikte hiervoor de verduistering van Io, een maan van Jupiter.
De werkgroep gaat na waarom het zo lang geduurd heeft om een antwoord op die vraag te vinden, hoe Roemer aan zijn conclusie kwam en waarom dat juist in die tijd gebeurde. We maken een dynamisch model van de situatie en bepalen vervolgens, met Roemers oorspronkelijke methode en data, de lichtsnelheid. Tot slot gaan we in op vragen die opkwamen en op mogelijkheden en problemen van deze aanpak met een groep leerlingen op school.
Presentatie
Artikel
Foto's
Ontdek exoplaneten!
H. Buisman
Universiteit Leiden
Ontdek exoplaneten!: zo heet het practicum dat in het Junior Science lab van de Universiteit Leiden draait. Het practicum is ontwikkeld om leerlingen kennis te laten maken met het onderzoek op de universiteit. Scholen kunnen dit practicum klassikaal uitvoeren in het kader van een schoolbezoek waarin meestal ook een lezing door een promovendus of een rondleiding door enkele laboratoria is opgenomen. Zo kunnen leerlingen een reële indruk krijgen van de studie.
De werkgroep begint met een kort overzicht van de bestaande observatietechnieken. Daarna voeren we het op de transitmethode gebaseerde practicum uit. Hierin wordt gebruik gemaakt van de verminderde helderheid van een ster tijdens een occlusie. In de praktische opdracht bouwen we eerst een telescoop en een planeetsysteem. Het hoofddoel van de opdracht is het afleiden en experimenteel staven van het verband tussen de grootte van de planeet en het helderheidssignaal. Al doende zal blijken dat er meer uit het signaal te halen is dan alleen die dip. Vandaar de imperatieve titel.
Presentatie
Presentatie
Foto's
Rekenen aan het heelal zonder Albert E.
W. Warmerdam
Het Zaanlands Lyceum
Op de wetenschapspagina van NRC Handelsblad van donderdag 27 januari 2011 verscheen het volgende artikel.
Ver sterrenstelsel gevonden van 'kort' na de oerknal
Op de opnames van de Hubble-ruimtetelescoop is een sterrenstelsel gevonden waarvan het licht er 13,2 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Doordat het heelal 13,7 miljard geleden is ontstaan, gunt het verre stelsel dus een blik op de situatie 500 miljoen jaar na de oerknal. Volgens de astronomen die de ontdekking in Nature bekend maakten, brengt dit stelsel hen dicht in de buurt van de eerste sterrenstelsels in het heelal. Dit is het eerstgevonden stelsel met een roodverschuiving, z, groter dan tien: z = 10,3, om precies te zijn.
Dankzij onze moderne kennis dat het heelal 'vlak' blijkt te zijn, is het niet meer noodzakelijk om bij kosmologische berekeningen de algemene relativiteitstheorie te beheersen. De wis- en natuurkundige kennis van een 5vwo-leerling met een NT-profiel is genoeg om met het gegeven van de roodverschuiving van het verre sterrenstelsel uit het NRC-artikel te berekenen dat het licht er inderdaad 13,2 miljard over heeft gedaan om ons te bereiken.
Het is bizar en intrigerend dat ook kan worden berekend dat de huidige afstand van het verre sterrenstelsel tot ons - de zogenaamde 'proper distance' - niet 13,2 miljard lichtjaar is, maar een afstand die méér dan twee keer zo groot is...
De werkgroep geeft een beeld van een verdiepingsmodule voor 5vwo-leerlingen van het Zaanlands Lyceum in Zaandam, waarin in ongeveer acht klokuren wordt toegewerkt naar een (relatief eenvoudige) wiskundige formulering van de ontwikkelingsgeschiedenis van het heelal in afgelopen 13,7 miljard jaar.
Presentatie
Foto's
Contexrijk lesgeven: hoe tv-programma's een natuurkundig principe kunnen inleiden
R.Zibret
Leerlingen worden dagelijks geconfronteerd met programma's zoals Dynamo: Magician Impossible, What Happens Next?, Through the Wormhole enzovoort. Veelal worden in de programma's natuurkundige concepten aangehaald, die mooi aansluiten bij de lesstof. Toch is het effect in de lessen door het inpassen van de fragmenten laag. De leerlingen zien het verband niet tussen het fragment en de daarbij behorende concepten. Hoe kun je dit verbeteren, zodat de leerlingen, gebruik makend van de fragmenten, concepten beter gaan begrijpen?
De werkgroep gaat over het koppelen van concepten aan programmafragmenten als context, om zo een krachtig middel in handen te krijgen om uw lessen nog interessanter te maken.
Presentatie
Foto's
Concept-context
L. Bruning en M. Pieters
SLO
Het maakt niet uit welk onderwerp in de klas aan bod komt: concepten en contexten nemen in het natuurkundeonderwijs een belangrijke plaats in. Maar afhankelijk van het onderwerp, het type leerling of docent en of het gaat om SE of CE kunt u een verschillende benadering kiezen voor het werken met concepten en contexten.
De werkgroep gaat over een concept-contextvenster waarin vier mogelijkheden voor de wisselwerking tussen concepten en contexten zijn uitgewerkt. Het concept-contextvenster is vooral een handvat om met collega's binnen de sectie of sectie-overstijgend te overleggen over de nieuwe examenprogramma's. Met de informatie en voorbeelden uit de werkgroep heeft u een goede voorbereiding op het onderwerp concept-context voor een volgend (bèta)sectieoverleg. Alle achtergrondinformatie is ook beschikbaar op www.slo.nl/organisatie/recentepublicaties/concept-context/.
Presentatie
Foto's
Op zoek naar het zwarte gat in het midden van ons melkwegstelsel
S. Idzenga
Instituut
Zwarte gaten spreken tot de verbeelding. Onderzoek naar een mogelijk zwart gat in ons melkwegstelsel vormt de kern van de NLT-module Meten aan Melkwegstelsels (vwo 5/6). De benodigde achtergrondkennis wordt zo aangeboden dat via de toepassing van een aantal vaardigheden de ontdekking van een zwart gat kan worden nagebootst.
De werkgroep geeft een beeld van de opzet van de module en de uitvoering van een aantal onderdelen.
Presentatie
Foto's
Sterrenkunde in vwo-examens Nieuwe Natuurkunde
P. Smeets
CITO
Het pilot-examenprogramma Nieuwe Natuurkunde bevat een deel sterrenkunde. Het nieuwe examenprogramma, dat in 2016 zijn eerste examen heeft, bevat ook sterrenkunde. De pilotexamens vwo vanaf 2010 bevatten opgaven over sterrenkunde.
In de werkgroep worden de twee examenprogramma's besproken en vergeleken, en worden de examenopgaven bekeken: welke vraagvormen zijn er gebruikt, welke combinaties met andere domeinen zijn mogelijk, hoe presteerden de leerlingen op deze vragen? De werkgroep sluit af met een gedachtewisseling over de mogelijkheden die de sterrenkundeonderdelen van het nieuwe examenprogramma bieden. De website www.astronomie.nl bevat talrijke inspirerende contexten!
Presentatie
Foto's
Aan de slag met Systematische Natuurkunde 8e editie
R. de Jong, H. Ottink en J. Verhaar
ThiemeMeulenhoff
De basisboeken van Systematische Natuurkunde 8e editie bieden alle leerstof die u nodig heeft voor het CE-programma. Voor de toetsing van elk hoofdstuk is er een uitgebreid instrumentarium voor de docent beschikbaar.
De werkgroep geeft tekst en uitleg over hoe u de methode kunt inpassen in uw PTA. Voor de gedifferentieerde begeleiding van leerlingen biedt de online startpagina onder meer extra opgaven en interactieve vragenreeksen. Daarnaast wordt de relatie tussen het basisboek en de methodestartpagina besproken. Volledig digitaal werken, bijvoorbeeld via laptop of tablet, is ook mogelijk. Via een startlicentie krijgt de leerling toegang tot de methodestartpagina en de digiboekversies van de keuzekaternen. De totaallicentie biedt ook toegang tot de digiboekversies van basisboeken.
De docent en TOA krijgen via een gratis startlicentie toegang tot alle online leerling- en docenteninformatie per hoofdstuk, zoals: de hulpbladen, de werkbladen, de systematische uitwerkingen, de practica, applet-opdrachten en Coach-opdrachten. Met een totaallicentie krijgt de docent ook toegang tot de digibordsoftware Digibordbij en de digiboekversies van alle basisboeken en keuzekaternen.
Presentatie
Foto's
Diepgaande natuurkunde voor de sterren uit je klas
T. van der Valk en R. Vonk
Junior College Utrecht
In elke klas zitten wel enkele leerlingen die de natuurkunde waarmee je bezig bent snel begrijpen en je uitleg en de veelheid aan verwerkende vragen en opdrachten niet zo hard nodig hebben. Dat zijn vaak de leerlingen die natuurkunde leuk vinden, maar juist voor hen dreigt de les saai en traag te worden. Het zijn je sterren, ze willen meer in plaats van minder.
Deze getalenteerde leerlingen kun je tegemoet komen door ze uitdagende opdrachten te bieden die verder gaan dan de reguliere stof. Zij willen die uitdaging graag aangaan, kunnen daarbij enerzijds goed zelfstandig werken, maar hebben daarbij anderzijds jouw begeleiding nodig. Niet alleen om hun vragen te stellen, maar vooral ook omdat leren nu eenmaal een sociale bezigheid is waarbij leerlingen aandacht van de docent nodig hebben.
Als je deze sterren in je klas tegemoet wilt komen, hoe doe je dat dan? Waar haal je geschikte opdrachten vandaan? Hoe vind je tijd om deze leerlingen te begeleiden naast de andere leerlingen die je uitleg en begeleiding nodig hebben om de reguliere stof te begrijpen? En hoe zorg je ervoor dat je sterren 'gepakt' worden en m'e'er gaan schitteren in plaats dat hun enthousiasme uitdooft?
De werkgroep geeft voorbeelden van geschikte opdrachten (www.betadifferentiatie.nl), waarbij je kunt profiteren van tien jaar ervaring met het uitdagen van getalenteerde leerlingen op het Junior College Utrecht en zijn partnerscholen (www.uu.nl/jcu). We presenteren niet d'e oplossing, want die is er niet. Maar we laten w'el een aantal verschillende mogelijkheden zien waaruit jij wellicht een voor jou en voor je school geschikte aanpak kunt kiezen.
Presentatie
Foto's
Werken met de nieuwe NOVA natuurkunde. Hoe is dat? Hoe werkt dat?
E. Wijnhoven
Malmberg
De meeste scholen zijn gestart met het nieuwe examenprogramma. Een aanzienlijk aantal is gestart met NOVA. Hoe werken zij met het PTM-concept van NOVA? Wat vinden leerlingen ervan?
De werkgroep biedt de mogelijkheid om met uw collega's ervaringen uit te wisselen en vragen aan de makers van de methode te stellen. Staat u nog voor de keuze van een nieuwe methode, dan is dit een uitgelezen moment om ervaringen te horen en mee te nemen in uw beoordeling en besluitvorming.
De werkgroep laat u ook kennis maken met de volledig herziene editie voor havo en vwo onderbouw. Deze editie heeft ruime aandacht voor excellentie op elk niveau. Maatschappelijke contexten zorgen voor directe zichtbaarheid en relevantie van het vak.
Verslag
Foto's
www.nova-malmberg.nl/tweedefase
Gamification van wiskunde- en natuurkundecursussen
M. Koops
Hogeschool Utrecht
De cursussen Wiskunde B en Fysische Informatica aan de lerarenopleiding van de HU (IA) zijn gegamificeerd aangeboden. De cursussen zijn opgezet volgens een 'flip the class' model, waarbij studenten punten moeten scoren om lesonderdelen vrij te spelen. De lessen zijn vervangen door levels, en de studenten strijden in teams om de eer. Resultaat van deze gewijzigde aanpak is dat studenten veel en veel meer bezig zijn gegaan met de huiswerkopdrachten. De resultaten van de cursussen zijn verbeterd ten opzichte van de oude didactiek.
De werkgroep geeft een beeld van de structuur van de cursussen en een theoretische onderbouwing van de nieuwe technieken die hierbij worden toegepast. De twee gepresenteerde 'good practices' kunnen inspiratie opleveren om eigen lessen eens op een andere manier aan te pakken.
Foto's
Leren door voorbeelden: de rol van taal en denkbeelden
H. Poorthuis
Natuurkunde gaat om het begrijpen van de materiële wereld met behulp van natuurkundige theorieëen. Dit zijn vaak complexe netwerken van scherp omschreven begrippen en regels. Om deze begrippen en regels aan te leren en te verwerken gebruik je in de natuurkundeles voorbeelden. Je hebt praktijkvoorbeelden die direct ontleend zijn aan het dagelijkse leven. Die voorbeelden zijn authentiek, relevant, maar ook complex. Laboratoriumvoorbeelden zijn practicumopstellingen die speciaal gemaakt zijn om de praktijk beter te begrijpen. Ze zijn eenvoudiger, manipuleerbaar, maar minder echt. Een laboratoriumvoorbeeld vormt de brug tussen praktijk en theorie, zoals in het voorbeeld-drieluik over de schemerlamp.
Het dagelijks leven, het laboratorium en de theorie corresponderen met drie mogelijke communicatieniveaus tussen docenten en leerlingen. Omdat leerlingen in het dagelijks leven veel ervaring hebben met natuurkundige verschijnselen, hebben ze ook allerlei denkbeelden daarover, die je soms leiden tot begripsproblemen.
De werkgroep presenteert een aantal drieluiken, met als aandachtspunten: hoe denken leerlingen over dit verschijnsel uit de praktijk, hoe kun je met de theorie het verschijnsel en het denkbeeld begrijpen, en welke practicumproef vormt de brug tussen theorie en praktijk?
Verslag
Foto's
Het Establish-project: Onderzoekend Leren (met ICT)
T. Ellermeijer, E. Kedzierska, T. Tran en V. Dorenbos
CMA
Europa wil graag het science-onderwijs meer richten op de ontwikkeling van kritische, innovatieve burgers voor de Europese Kennismaatschappij. Vorig jaar informeerden we u dat CMA deelneemt aan het grote Establish project, dit jaar rapporteren we over wat er het afgelopen jaar is gebeurd.
Het Establish project (European Science and Technology in Action: Building Links with Industry, Schools and Home - www.establish-fp7.eu) is met name gericht op IBSE (Inquiry-Based Science Education - onderzoekend leren in het bèta-onderwijs), en wil stimuleren dat hieraan aandacht wordt besteed bij de opleiding en de nascholing van leraren. In dit kader hebben we bij CMA een brede nascholingscursus rond onderzoekend leren opgezet, waarbij gebruik gemaakt wordt van de zestien modules met lesmateriaal die ontwikkeld zijn. De werkgroep geeft informatie over het verloop van deze cursus in het afgelopen jaar, en het lesmateriaal.
Het Establish project heeft voor de diverse thema's van IBSE een opzet en cursusmateriaal ontwikkeld ten behoeve van de lerarenopleiding en de nascholing. Door CMA is een nieuwe cursus ontwikkeld voor het leren van de mogelijkheden van ICT voor IBSE. Deze cursus wordt onderzocht door Trinh Tran, promovendus bij de VU, en kenmerkt zich onder meer door een blended aanpak. De cursus is tweemaal uitgevoerd voor studenten van de UU, UvA en VU. De werkgroep geeft een beeld van de opzet en inhoud van de cursus en de cursusmaterialen. Het cursusmateriaal is ook geschikt voor zelfstudie voor leraren die zich verder willen verdiepen in de mogelijkheden van ICT.
Presentatie
Foto's
Practica op maat met de VinciLab
T. Ellermeijer, E. Kedzierska en V. Dorenbos
CMA
De handzame, nieuwe dataloggers MoLab en VinciLab maken het mogelijk om met Coach te meten en te verwerken zonder computer. Van een interface aan een PC met Coach zijn we gekomen tot een interface die tevens een computer met Coach is. Dit maakt de opstelling overzichtelijker. Bovendien draait Coach zonder tussenkomst van systeembeheer.
De werkgroep concentreert zich op de VinciLab, die ondersteuning biedt voor de bekende lijn van BT-sensoren, en die beschikt over veel krachtige functies, waaronder een capacitive touchscreen (geen stylus), meetfrequentie tot 1 MHz en wi-fi mogelijkheden om te communiceren met mobiele apparatuur. De werkgroep geeft een overzicht van de mogelijkheden, en u kunt beide apparaten bekijken en uitproberen aan de hand van enige eenvoudige natuurkundeproeven en een aantal practicumopstellingen rond de practicumsets van NTL, onder andere een ultrasone set waarmee heel snel en accuraat interferentiepatronen gemeten kunnen worden met behulp van Coach en een proef rond de wet van Gay-Lussac.
Het NTL-practicummateriaal is samengebracht in leerlingenkits. Elke kit bevat materiaal voor circa vijftien proeven uit een specifiek onderdeel uit de natuurkunde. Bij de NTL-sets zijn uitgebreide Nederlandstalige practicumhandleidingen en ook een flink aantal Coach-proeven beschikbaar.
Presentatie
Foto's
Quantumwereld voor verschillende leerstijlen, profielen en niveaus
H. van Bemmel
De werkgroep presenteert didactische ideeën voor verschillende lessen over quantummechanica als mogelijke invulling van het nieuwe examenprogramma:
- Een les met medisch-biologische context die NG-leerling zou moeten boeien.
- Een modelberekening met Coach die de NT-leerling moet aanspreken.
- Twee varianten op een les over tunneling, de een meer op het doen van metingen gericht, de ander meer op praktische toepassingen.
Een les over zonnecellen waarin de leerlingen kunnen kiezen voor een meer zelfstandige aanpak (Hele-Taak-Eerst) of een meer docent-gestuurde aanpak.
Presentatie 1
Presentatie 2
Foto's