WND Conferentie 2011
Werkgroepen

 

Werkgroep 1

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

In de werkgroep 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.

>              http://www.pontonvzw.eu
>              Foto’s

 

Werkgroep 2

Meten met de TI-Nspire CX en de Lab Cradle
C. Baars

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 lesmateriaal gepresenteerd dat specifiek geschreven is voor de TI-Nspire CX. De onderwerpen van deze lessen zijn onder andere kernfysica, mechanica, ontstaan van spectraallijnen, foto-elektrisch effect en optica.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 3

Van contexten naar natuurkundige wetten en begrippen
P.S.W.M. Logman en J. Borsboom

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.

>              Presentatie
>              Foto’s

 

 

Werkgroep 4

Ontdekken, begrijpen en beheersen
K. Hooyman

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 de vwo-leerlingen examen in natuurkunde) liggen de prestaties boven het landelijk gemiddelde en zijn er vooral weinig onvoldoendes bij de examens.

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

 

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.

De 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.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 5

Online Leeromgeving & Twente Academy

D. Dennebos en N.J. van den Berg

Bij Twente Academy bieden wij de Online Leeromgeving aan. Deze Online Leeromgeving is het resultaat van ruim meer dan tien 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. En 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. Ook hiervoor gebruiken we de Online Leeromgeving.

>              Foto’s

 

Werkgroep 6

Denklessen
B. Meijer en J. Scheer

Denklessen is gebaseerd op het CASE-project van het King’s 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 in plaats van 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 uzelf? Bij het lesgeven volgens het concept van de denklessen is het antwoord niet het belangrijkste, maar de wijze waarop 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 gaan we in op de pijlers die achter dit concept schuil gaan. Een spannende en verrassende werkgroep, waardoor – als je er voor open staat – je lessen een andere sfeer en opbrengst zullen geven.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 7

Geen magie – Gewoon oude natuurkunde
R. Brouwer, H. Biezeveld en L. Mathot

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 de werkgroep doen wij veel voor, geven 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.

>              Verslag
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 8

Nieuwe Natuurkunde syllabus nader bekeken
R. Bouwens en D.J. van de Poppe | Syllabuscommissie Natuurkunde

In de 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. De uitkomsten van de werkgroep zullen door de syllabuscommissie meegenomen worden bij de totstandkoming van de definitieve syllabus.

>              http://www.cve.nl: Syllabus
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 10

Pilot natuurkunde-examens HAVO: vernieuwend?
M.C. Vloemans en J.M. Thurlings-van der Lingen

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. De wensen van de vernieuwingscommissie waren: contextrijke opgaven, minder rekenwerk en meer kennisvragen.

Het was dus zoeken naar nieuwe vraagvormen. In de werkgroep willen we u aan de hand van de afgenomen examens laten zien welke nieuwe vraagvormen er bedacht zijn, zoals een schatting maken, het gebruik van gesloten vragen en 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. De vakinhoud van het nieuwe programma staat in deze werkgroep niet ter discussie.

>              http://www.examenblad.nl: Pilot-examens
>              http://www.cve.nl/item/natuurkunde_havo_en_vwo: Programma
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 11

Digitaal lesmateriaal voor onderbouw HAVO en VWO
J. Driesse en P. van Meeuwen

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 scorm-pakket. 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.
• 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 DBK-na 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.

>              Foto’s

Werkgroep 12

Meet(on)nauwkeurigheid bij het natuurkundig practicum
K. van der Lingen

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.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 13

Fysische informatica
J. Leisink

In NVOX nummer 8 van oktober 2011 heb ik een artikel geschreven met als titel Fysische informatica. U hebt het vast gezien. De intro van het artikel is belangrijk. Er staat onder andere: 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 systeembord 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 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.

>              Foto’s

Werkgroep 14

Analyse van de natuurkunde in (Hollywood)filmscènes met behulp van het digitale schoolbord
F. Pols

De meeste docenten hebben het krijtbord al ingeruild 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.

>              Presentatie
>              Foto’s

 

Werkgroep 16

Sterrenkunde op school met het Mobiel Planetarium
J. Vreeling

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.

Veel collega’s hebben het mobiel planetarium al 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.

>              Foto’s

Werkgroep 18

‘Nieuwe’ leerbare Natuurkunde met Pulsar
P. Koopmans

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, informatie over Pulsar online (onze nieuwe digitale leeromgeving voor docent en leerling) en de manier waarop Pulsar de ‘nieuwe’ natuurkunde boeiend, activerend, contextrijk maar vooral leerbaar brengt.

>              Verslag
>              Foto’s

Werkgroep 19

It’s all about Energy!
S. Verwer, M. van Vulpen en C. ten Brink

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 3 VWO en 4 HAVO kennis met de maatschappelijke ontwikkelingen die aan de energie-uitdaging 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 geven we uitleg over de inhoud van de module en hoe het materiaal in de lespraktijk ingezet kan worden.

>              Foto’s

 
Werkgroep 20

SPARK
J. Levij en A. Kabel

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.

Achterliggende gedachte bij het ontwikkelen van de SPARK en de sofware was de behoefte aan een gebruiksvriendelijk apparaat 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 de werkgroep gaan wij in op de brede inzetbaarheid van de SPARK.

>              Foto’s

 

Werkgroep 21

Quantumwereld
S. de Jong en R. Kleiss

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 quantum-mechanica 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.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 22

Vernier, LabQuest en Logger Pro: een kennismaking met eenvoudig sensor-ondersteund leren
A. Topma

Een werkgroep om kennis te maken met de laatste ontwikkelingen op het gebied van meten met sensoren. Er staat een breed scala aan natuurkunde-experimenten klaar. Ervaar zelf hoe gemakkelijk en intuïtief je meet met de Vernier-materialen. Na een korte inleiding 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 drie tot vier verschillende experimenten uit te voeren en te evalueren.  

>              Foto’s

 

Werkgroep 23

Educatieve Games in zes stappen
M. Koops

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 het hoe en waarom spellen in de les, en geven voorbeelden van educatieve games (zowel bordspellen als computergames) die we op ons instituut gebruiken.

Na deze inleiding gaan we over tot actie en maakt u aan de hand van de zes stappen zelf een spelontwerp voor een leerdoel naar keuze.

>              Verslag
>              Presentatie
>              Foto’s

 

Werkgroep 24

Atoomtheorie en experiment van Rutherford in een webquest
F. Pull ter Gunne

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. We sluiten de werkgroep af met een discussie over de voor- en nadelen van het gebruik van een webquest in de les of als opdracht thuis.

>              Foto’s

Werkgroep 26

De speciale relativiteitsleer; eenvoudige toepassingen en leuke opgaven
H. Jordens

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 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 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.

>              Verslag
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 27

KeCo – De leerling actief!

K. Langendonck

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 KeCo-kaart 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!

>              Verslag
>              http://www.fysikarel.nl
>              Foto’s

Werkgroep 28

Toets Samenstelling, Beoordeling en Analyse
L. Orbons

Hoe haal je maximale informatie over prestaties van leerlingen uit hun toetsresultaten? Hoe weet je of een toets goed in elkaar zit? Hoe administreer je de resultaten?

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. De figuur 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.

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.

 

 

Voorbeeld van een leerling-toetsrapportage

>              http://www.ooki.nl/wnd
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 29

Een leerlijn grafisch modelleren in Coach voor de onderbouw
O. van Buuren

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 HV. 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.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 30

Vernieuwingen in de Pilot-examens Natuurkunde VWO
P. Smeets en H. Pol

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. De wensen van de vernieuwingscommissie waren: contextrijke opgaven, minder rekenwerk, meer aandacht voor redeneren en meer conceptuele vragen.

In deze werkgroep willen we u aan de hand van de afgenomen pilot-examens laten zien 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? De vakinhoud van het nieuwe programma staat in deze werkgroep niet ter discussie.

>              http://www.nvon.nl/natuurkunde/examens/examens_vwo_na: Pilot-examens 2010 en 2011.
>              http://www.cve.nl/item/natuurkunde_havo_en_vwo: Programma.
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 31

Vakvernieuwing in natuurkunde-steunpunten
O. Slooten, J. Apotheker en B. van der Hoorn

Met het uitbrengen van het advies van de commissie NiNa komt het nieuwe examenprogramma dichtbij. 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 van gedachten wisselen over wat de steunpunten nog meer zouden kunnen doen.

>              Verslag
>              Presentatie 1
>              Presentatie 2
>              Foto’s

 

Werkgroep 32

Muon Lifetime experience
A. van Pelt en H. Buisman

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 bij het 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. Het experiment past goed bij een van de modules moderne natuurkunde (NiNa domeinen kern- en deeltjesprocessen E3 en relativiteit F2), of NLT (domein D).

>              Verslag
>              Foto’s

Werkgroep 33

Kosmische straling “gevangen”
J. Coppens en C. Heesbeen

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.

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

>              Foto’s

Werkgroep 34

Blik op de Nanowereld
F.J. Meijer

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 LED-lampen 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, in samenwerking met onderzoekers van het Debye Institute for Nanomaterials Science van de Universiteit Utrecht.

>              http://www.uu.nl/jcu
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 35

Getting Practical
B. van den Berg en H. Pol

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 wat betreft 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 effectiever bètaonderwijs.

In de werkgroep zal 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-ontwikkel-team Natuurkunde van de Universiteit Twente worden besproken.

>              Foto’s

Werkgroep 36

Quantum-mechanica in de praktijk
A. van Rossum, K. Krijtenburg-Lewerissa en H. Pol

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 de docent. Ten eerste is er de leerbaarheid van QM. In vele studies wordt het leren van QM 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 ‘hands-on’. 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 manier versus een mathematische manier. Ook zal een overzicht worden gegeven van mogelijke proeven. En er zal een aan de Universiteit Twente ontwikkelde dubbelspleetproef worden gedemonstreerd waarbij losse fotonen aantoonbaar worden gemeten.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 37

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 de 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 ideeën voor andere toepassingen en kijken we naar de meerwaarde van het variëren van practica.

>              Presentatie
>              Lesmateriaal: Experimenten en modellen
>              Foto’s

Werkgroep 38

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 leveren:

• 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.
• KliC – Kicking Live into the Classroom: in dit project wordt draadloze sensortechnologie (onder andere een versnellingssensor) toegepast in lesscenario’s.
• 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.

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).

 

>              http://ictforist.oeiizk.waw.pl: ICT for IST
>              http://www.klic-project.eu: Klic
>              http://www.establish-fp7.eu: ESTABLISH
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 39 

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 science-onderwijs en we zijn ook bezig met de verdere ontwikkeling van onze eigen productlijn. Dat heeft onder andere geleid tot een nieuwe datalogger: de MoLab. 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.

>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 40

De bewegende Aarde
P. Meijer

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 belangrijke 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 de werkgroep is tweeledig: het bieden van een indruk van de opzet en inhoud van de module, en een kennismaking met enkele typische voorbeelden van de moderne geofysica – de natuurkunde van onze planeet.

>              Foto’s

 

Werkgroep 41

De natuurkunde in de NLT-module Kijken en Zien
K. Kieviet

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 natuurkundeles 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 tweejarig programma in de bètavakken. Daarnaast is het JCU werkplaats voor onderwijsontwikkeling voor de bètavakken van de bovenbouw van het vwo.

>              Foto’s

Werkgroep 42

Natuurkunde van de bloedsomloop
G. Kuik en J. Kragtwijk

In het menselijk lichaam vinden allerlei natuurkundige processen plaats. Een deel daarvan is onderwerp van de huidige natuurkundestof en van enkele NiNa-modules.

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 het lespakket en het PHYSBE-model. Daarna is er gelegenheid om aan de hand van de lespakket te experimenteren met de simulatie.

>              Verslag
>              Presentatie
>              Foto’s

Werkgroep 43

Lab on a Chip in wetenschap en onderwijs
J.J. Wietsma

Lab on a Chip (LoC) technologie heeft talrijke toepassingen in onderzoek en industrie, 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 NLT, een module die 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 hoort een website, waarvoor de RU Groningen serious games ontwikkelt.

>              http://www.labochip.nl
>              Folder
>              Foto’s

Werkgroep 44

De pijlen van het weerbericht
W. van de Water

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 beeldbewerkingsalgoritme 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 algoritme 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 algoritme is om de Fourier-transformatie 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.

>              Foto’s

Werkgroep 47

Natuurwetten en modellen in de Quantumwereld
H. van Bemmel

Natuurwetten en modellen en Quantumwereld zijn twee nieuwe domeinen in het VWO-programma. Voor het pilot-project schreef ik beide modules. 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 module Natuurwetten en modellen staan casussen uit de mechanica en de elektriciteitsleer. Dat Quantumwereld een CE-domein is geworden, biedt de mogelijkheid nieuwe voorbeelden te bedenken. We zullen de mogelijkheden aftasten om aan de hand van vervalsprocessen en atoomspectra het proces van modelvorming te illustreren.

>              http://www.nieuwenatuurkunde.nl: NiNa-modules
>              Foto’s