Werkgroepen

Werkgroep 1

Dualiteit demonstreren: Interferentie van fotonen met zichzelf (in een uitleenkoffer)

A. van Rossum, E. van den Berg, W. Sonneveld en E. van der Laan

Ook in quantumwereld willen we graag de experimentele kant van de natuurkunde laten zien. Een spectaculaire demonstratie van golf-deeltje dualiteit is de opbouw van een interferentiepatroon terwijl je fotonen individueel hoort aankomen in het tikken van de detector. Een technisch hoogstandje in een uitleenkoffer. Maar hoe maak je van deze demonstratie ook een didactisch succes, want ook bij deze demonstratie is het gevaar dat een deel van de leerlingen andere dingen ziet en denkt dan wij bedoelen. We presenteren de technische aspecten van de demonstratie en laten zien hoe het uitproberen in de klas geleid heeft tot een meer effectieve didactische inbedding.

De koffers zijn te leen bij TU Delft, Universiteit Twente en Rijksuniversiteit Groningen. Zie ook ons artikel in NVOX, oktober 2018.

Presentatie

Artikel Quantumwereld demonstraties (1) - Single foton-interferentie bij een dubbelspleet (NVOX)

Artikel Les(sen) over dualiteit met single photon interferentie in een koffer

Foto’s

Werkgroep 2

Proefprikkels

L. Mathot, R. Brouwer en H. Biezeveld

Stevin is een eigen blad Proefprikkels begonnen, vol direct toepasbare natuurkunde. Nummer drie van de serie is onlangs verschenen. Ze zijn terug te vinden op www.stevin.info. In de werkgroep demonstreren we met alle plezier de proeven die we in Proefprikkels beschrijven; ook die nog moeten verschijnen in de komende nummers. Hubert demonstreert hoe je aan een slinky meet, Ruud laat onder andere zien hoe je de blaaskracht bepaalt en Louis doet een stuiterproef met een verrassende uitkomst.

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 3

NIEUW! POLARIS, echte natuur- en scheikunde

P. Koopmans

Boom voortgezet onderwijs | Staal & Roeland

Polaris is dé gloednieuwe methode voor natuur- en scheikunde. Polaris is overzichtelijk, kernachtig en leerdoelgestuurd. De schoonheid en toepasbaarheid van het vak vormen de kern van de methode. Maak kennis met de delen voor 1-2 hv en v⁺g.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 4/5

Een onderzoeksleerlijn voor de bovenbouw

F. Pols

We willen graag dat leerlingen van practica leren, we willen ook dat ze leren onderzoeken. Toch blijkt dit in de praktijk moeilijk te zijn. Leerlingen besteden weinig aandacht aan de uitvoering van het practicum. Als je ze vraagt waarom ze een proef op die manier uitvoeren, dan weten ze niet goed te vertellen waarom ze het zo doen (het staat zo op het werkblad). Daarnaast vinden ze data-analyse lastig: ze trekken een rechte lijn waar een kromme beter zou passen. En wat voor conclusies volgen uit het onderzoek is voor de docent evident, maar een puzzel voor de leerling: ze trekken vrijwel alleen voor de hand liggende conclusies.

In de werkgroep staan we niet alleen stil bij de problemen die ik tegen kom in de les en die gerapporteerd worden in de wetenschappelijke literatuur, maar word je meegenomen in een leerlijn ‘onderzoeken’ waarin vierde klas leerlingen onder andere de nodige kennis over regels bij onderzoeken opdoen. De ideeën en practica zijn direct bruikbaar in de eigen onderwijspraktijk.

Presentatie Toelichting: Het document bevat ook een beschrijving van de onderzoeksleerlijn en een aantal artikelen (NTvN en NVOX)

Foto’s

Werkgroep 6

Kwantumwereld dichter bij de leerling: Onderzoekend leren met computersimulaties

T. Bouchée en L. de Putter-Smits

Augustinianum | TU Eindhoven

Veel docenten hebben de afgelopen jaren ervaren hoe lastig het kan zijn om kwantummechanica over te brengen aan hun leerlingen. Leerlingen vinden dit onderwerp abstract, tegen-intuïtief en ‘ver van hun bed’. Uit verschillend vakdidactisch onderzoek blijkt dat computersimulaties kunnen helpen om kwantummechanica toegankelijker te maken voor leerlingen. We kunnen bestaande computersimulaties (bijvoorbeeld van PhET) niet zondermeer inzetten om het Nederlandse kwantumonderwijs te verbeteren.

We hebben verschillende onderzoeksopdrachten voor leerlingen ontwikkeld die gebruik maken van bestaande computersimulaties. Het blijkt dat leerlingen erg enthousiast zijn over het gebruik van deze opdrachten. Leerlingen geven aan dat de opdrachten helpen om tot begrip te komen van de stof. Deze opdrachten en simulaties zijn vrij toegankelijk op internet en kun je dus naderhand gebruiken voor je lessen.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 7

Nova in transitie

M. van der Moer en E. Wijnhoven

Nova natuurkunde is op basis van gebruikerservaringen herzien. Nova zal in de toekomst veel regelmatiger worden geactualiseerd, waardoor we sneller kunnen inspelen op wensen van gebruikers en ontwikkelingen in het veld. Bovendien kunnen we dankzij metadata direct zien welke opgaven verbetering behoeven of vervangen dienen te worden. Daarbij heeft de docent direct inzicht in welke misconcepties er spelen en kan hij daar onmiddellijk op anticiperen. De methode biedt de docent inzicht en overzicht om tijdens de les te kunnen differentiëren en zodoende beter maatwerk te leveren.

Ieder hoofdstuk begint met een Voorkennistoets waarin leerlingen meteen op het juiste niveau een nieuw thema starten. Dankzij specifieke feedback bij opgaven biedt Nova de leerlingen extra leermomenten. Via Versterk Jezelf kunnen leerlingen die moeite hebben met bepaalde onderdelen hun kennis eenvoudig weer op het juiste niveau brengen.

Foto’s

Werkgroep 8

Lesmateriaal natuurkunde Google Drive

J. Voorzanger, Y. El Bouhassani en J. Reinders

Natuurkunde.nl | Bètapartners | LeerLevels

Er zijn in Nederland ongeveer 3000 docenten natuurkunde in het voortgezet onderwijs. Veel docenten maken zelf materiaal, denk aan presentaties, toetsen, praktische opdrachten en nog vele andere soorten materiaal. Het maken van dit materiaal kost veel tijd, maar levert vaak mooie dingen op. Het is opvallend dat al deze docenten vergelijkbaar werk doen, maar daarbij relatief weinig samenwerken. Het uitwisselen van lesmateriaal binnen scholen gebeurt vaak zelfs nauwelijks, laat staan tussen scholen. Dit is wellicht begrijpelijk maar ook vooral heel erg zonde. Met de Lesmateriaal natuurkunde Google Drive willen wij uitwisseling faciliteren, eenvoudiger en ook leuker maken!

Lesmateriaal uitwisselen gaat niet vanzelf. Het moet makkelijk zijn, er moeten incentives zijn om materiaal te willen delen en de kwaliteit van materiaal moet gewaarborgd worden. Op dit moment werken wij samen met Natuurkunde.nl aan een geheel kosten- en belangeloos uitwisselplatform voor natuurkunde-lesmateriaal. De uitwisseling vindt online plaats en bestaat uit twee fases. De eerste ‘kraamkamer’-fase vindt plaats in een Google Drive omgeving. In deze Drive kunnen docenten materiaal aanleveren en wordt het door een actieve community gecategoriseerd, beoordeeld en eventueel verbeterd en/of doorontwikkeld. De tweede fase is Natuurkunde.nl. Al het materiaal wat door de community in de Drive goed genoeg wordt bevonden, wordt gedeeld op Natuurkunde.nl zodat iedereen het materiaal kan gebruiken. Op die manier kan elke docent, op elk moment, over elk onderwerp iets vinden.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 9

Lesideeën Quantumwereld deeltje/golfdualiteit en tunneling

J. Grijsen, A. van Rossum, T. Bomhof, S. Wenderich en E. van den Berg

Quantum in het vwo moeizaam? Minder als je het samen doet! Vanuit het Impulsproject van de Universiteit Twente heeft een docententeam vakdidactiek ontwikkeld rond twee onderdelen van quantumwereld: deeltje/golfdualiteit en tunneling, onder andere door de ontwikkeling van demonstraties en het gebruik van bestaande PhET-simulaties.

Presentatie

Artikel Quantumwereld demonstraties (1) - Single foton-interferentie bij een dubbelspleet (NVOX)

Artikel Les(sen) over dualiteit met single photon interferentie in een koffer

Artikel Tunneling: materiegolven dringen door in energiebarrières – Een lesaanpak

Foto’s

Werkgroep 11

Onderzoeksvaardigheden aanleren door demonstratie-experimenten

W. Spaan

Hogeschool van Amsterdam

Op alle niveaus in het voortgezet onderwijs hebben onderzoeksvaardigheden de afgelopen jaren een prominentere plek in de eindtermen gekregen. Uit steeds meer didactisch onderzoek blijkt dat het beter werkt om die vaardigheden expliciet te onderwijzen dan om ze te ‘verstoppen’ in onderzoekspractica. Hoe zou je dat dan kunnen doen?

In de werkgroep geef ik drie voorbeelden hoe je demonstratie-experimenten kunt gebruiken om die expliciete aandacht voor onderzoeksvaardigheden te bewerkstelligen, dusdanig vormgegeven dat leerlingen actief gaan meedenken. De apparatuur om de demonstratie-experimenten uit te voeren is waarschijnlijk op de meeste scholen aanwezig (Van de Graaff generator, natriumlamp) of eenvoudig zelf te maken (vuurtornado).

Presentatie

Film Fire Tornado in Slow Motion

Film Vuurtornado Portugal

Foto’s

Werkgroep 12

MuSciCA – Een interdisciplinaire STEAM-didactiek waarin muziek, fysica en engineering elkaar versterken

E. Andreotti, R. Frans en K. Vyvey

iMuSciCA is een Europees project dat een interdisciplinaire STEAM-didactiek (STEM + Art) ontwikkelt waarin muziek, fysica, wiskunde en engineering elkaar versterken. De iMuSciCA ICT-workbench laat jouw leerlingen toe het verband tussen fysica, wiskunde en dagelijkse muzikale ervaringen te ontdekken. Leerlingen kunnen ook muzikale instrumenten simuleren in een virtuele omgeving en de klank daarvan synthetiseren (engineering). Wetenschappelijke concepten zoals frequentie, eigenfrequentie en staande golf worden verbonden met muzikale termen zoals tonen, natuurtonen, boventonen, timbre en dergelijke. Ervaringen uit de muziek worden steeds afgewisseld met redeneringen en metingen in de fysica.

Het onderzoekend leren van iMuSciCA is gemakkelijk te koppelen aan het thema trillingen en golven in de natuurkunde in de bovenbouw. Anderzijds biedt iMuSciCA ook veel leerkansen voor jongere leerlingen in de onderbouw. De iMuSciCA-methodiek is bovendien reeds getest in verschillende scholen in het Secundair Onderwijs in Vlaanderen, Frankrijk en Griekenland.

Website: www.vakdidactiek.be/iMuSciCA

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 13

Digitaal – The next level

K. Hooyman

Op steeds meer scholen gebruiken leerlingen, ook in de bovenbouw, een laptop of tablet tijdens de lessen. Het aanbod van digitale leermiddelen blijft bij die ontwikkeling nog wat achter. Er zijn open platforms zoals Edmodo, Kahoot! en Socrative, maar hoe kun je die effectief inzetten in de klas? Daarnaast zijn de uitgeverijen voorzichtig bezig met het ontwikkelen van digitaal lesmateriaal. Wat kun je daarvan verwachten?

Het digitaal lesmateriaal dat tot nu toe bij lesmethoden is ontwikkeld is vaak niet meer dan een kopie van het boek, een ‘boek achter glas’. Dat is soms handig, maar werkt het ook beter? Leren onze leerlingen daar meer van? Is het sneller of effectiever?

De centrale vraag bij deze werkgroep is: Hoe kan digitaal materiaal helpen ons onderwijs beter te maken? Wat helpt onze leerlingen? In welke fase van het leerproces kun je dat inzetten? Waardoor werken ze effectiever of sneller? Wat helpt hen om beter te presteren bij de toets? En wat helpt de docent om een betere les te kunnen geven?

In de werkgroep delen we de eerste ervaringen met de digitale omgeving eDition, die gebuikt wordt bij de lesmethoden Systematische Natuurkunde en Newton. De omgeving eDition is geen vervanging van het boek, maar een aanvulling die op belangrijke momenten in het leerproces ingezet kan worden. Het boek is daarbij geen huurexemplaar, maar een gebruiksexemplaar. Leerlingen mogen het boek dus houden en erin schrijven.

Door het werken met eDition zien we een duidelijke verandering in de les: de leerlingen werken sneller en effectiever, zijn met meer concentratie aan het werk en scoren goed bij toetsen. Het meest opvallende is misschien nog wel dat het werk meestal al in de les af is. Dat is met name voor havo-leerlingen belangrijke winst. Echt een ander level dus.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 14

Nieuwe bovenbouwmethode “Integrale Natuurkunde”

F. van Houwelingen

Door lesgeven met schrijven te combineren is een volledig nieuwe methode ontwikkeld (boek 4V is af, 5V en 6V zijn deels af en deels in ontwikkeling). De auteur heeft het drukwerk zelf in beheer geeft zelf (samen met sectiecollega’s) hieruit les. Feedback van collega’s en leerlingen is de afgelopen jaren telkens verwerkt om de methode beter te maken.

Met de nieuwe methode ontstond de gelegenheid ‘onderwijs vanaf 0,0 op te bouwen’. Leidend was de vraag: “Hoe maximaliseer je het leerrendement voor elk stukje leerstof, hoe maak je er één opbouwend geheel van?” Uiteraard moet er een grote, correcte, aantrekkelijke tekst worden geschreven, maar het (b)lijkt daarnaast dat onder andere de volgende kenmerken bepalend zijn (voor zowel docent als leerling) en (verrassend) tot een ‘ander type boek’ kunnen leiden dan ‘gebruikelijk’:

• De volgorde van de aangeboden leerelementen (ook op detail). Welke zaken behandel je naast elkaar en welke achter elkaar? Waar wacht je juist even mee?
• De layout van de bladzijde(n) van één paragraaf c.q. leerkern. Wat geef je grafisch in stappen weer? Waar gebruik je overzichten? Hoe pas je slim kleurgebruik toe?
• De opzoekbaarheid van de leerelementen. In de methode worden stellingen / vaardigheden / formules meteen in de tekst geïndexeerd. Wat levert dit op?
• De ‘ideale’ vorm van een geprint boek. Welk(e) formaat / papierkeuze / kafttype / dikte?

De nieuwe methode is een invulling van onder andere deze vier inzichten, die aan de hand van vele voorbeelden concreet worden besproken (“Begin je bij arbeid & energie met W = F·s of met de energiebalans, en waarom?”).

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 15

Algemene relativiteitstheorie voor vwo-leerlingen

S. Delhaye en L. de Putter-Smits

De werking van GPS, het bestaan van zwarte gaten en gravitatiegolven, de bijzondere eigenschappen van goud en kwik zijn allemaal te begrijpen met behulp van de algemene relativiteitstheorie. In de keuzemodules voor het vwo is relativiteitstheorie als onderwerp opgenomen. De meeste methoden hebben echter gekozen voor speciale relativiteitstheorie. Op basis van de werkgroep tijdens de WND-conferentie van 2017 hebben we de ontwerpprincipes verder aangescherpt en is lesmateriaal (tekstboekje, oefenopgaven en presentaties) gemaakt en uitgeprobeerd in een vwo 4 en vwo 6 klas.

In de werkgroep laten we ons lesmateriaal zien en worden de ontwikkelde leerlijnen en voorbeeld-studieroutes besproken. Inmiddels zijn vier andere collega’s van drie verschillende scholen ook met dit lesmateriaal aan de slag gegaan. Hun voorlopige ervaringen en de eerste resultaten van hun lessen worden ook kort besproken.

Presentatie

Lesmateriaal Algemene Relativiteit – Tekstboek

Lesmateriaal Algemene Relativiteit – Werkboek

Lesmateriaal Algemene Relativiteit – Werkboek correctiemodel

Lesmateriaal Algemene Relativiteit – Activiteit gravitationele tijddilatatie

Lesmateriaal Algemene Relativiteit – Activiteit gravitationele tijddilatatie correctiemodel

Foto’s

Werkgroep 16

Sterrenkunde in de klas

R. Walrecht

Hoe breng je sterrenkunde in de klas? Waar vind je de hulpmiddelen en hoe kom je zelf aan de kennis om leuke, boeiende sterrenkundelessen te geven?

Ons bedrijf brengt daarnaast al ruim 30 jaar allerlei instrumenten en (schaal)modellen uit om allerlei sterrenkundige zaken aan jongeren én volwassenen uit te kunnen leggen:

• De Planisfeer, om de sterrenhemel te leren kennen, met alle sterrenbeelden, sterren en zelfs ‘verrekijkerobjecten’ (sterrenstelsels, nevels, dubbelsterren enzovoort). De planisfeer toont ook de hemelcoördinaten (vergelijkbaar met geografische lengte en breedte), de hemelevenaar en de ecliptica (waarlangs Zon en planeten bewegen), en kan helpen het ruimtelijk denken te stimuleren, met leuke, zinvolle opdrachten.
• De zelfbouw draaibare sterrenkaart: een eenvoudige, goedkope planisfeer.
• De zelfbouw zonnewijzer: een goede manier om de leerlingen onze tijd te leren begrijpen.
• Het Aarde-Maan model om de beweging van de maan, de maanfasen en verduisteringen te illustreren.
• Het Tafelplanetarium om de bewegingen van de planeten om de zon én daardoor aan de sterrenhemel te leren begrijpen. Waarom bewegen planeten soms een tijdje de ‘verkeerde kant’ op? Wat is de dierenriem?
• Het Planetenpad: een schaalmodel van het zonnestelsel, waarmee je de afstanden van de zon tot de planeten en andere zonnestelselobjecten, hun afmetingen en de leegte van het heelal kunt leren begrijpen.

Om zelf het heelal te leren begrijpen hebben wij de speciale cursus ‘Leer het heelal begrijpen’ voor docenten (op uitnodiging, minimaal 10 cursisten).

Presentatie

Opdrachten

Antwoorden

Foto’s

Werkgroep 17

Starten met modelleren in klas 4

O. van Buuren

Met modelleren kun je haast niet vroeg genoeg beginnen. Leren modelleren kost tijd, maar als leerlingen het eenmaal een beetje kunnen biedt het waardevolle extra mogelijkheden tot leren van natuurkunde.

In de werkgroep gaan we in op hoe je met modelleren in klas 4 kunt starten en op de leerwinst die er mee te behalen is. De nadruk ligt daarbij op grafisch modelleren.

Presentatie

Artikel Leren grafisch modelleren - De kern van de leerlijn

Foto’s

Een verzameling lesmaterialen, hulpmiddelen en computermodellen is via Verkenner te vinden in de map “Werkgroep 17” op deze verslag-DVD.

Werkgroep 18

Natuurkunde is overal, met de nieuwe editie van NaSk/Natuurkunde Overal

L. Oostebrink en E. Dingemanse

Noordhoff Uitgevers

In de werkgroep maakt u kennis met de nieuwe, 5^e editie van NaSk en Natuurkunde Overal. Deze editie is geheel herzien en wordt al volop gebruikt door natuurkundedocenten. Leerjaar 1 t/m 3 zijn inmiddels beschikbaar en vanaf 2020 verschijnen de nieuwe delen voor de Tweede Fase.

In de werkgroep ontdekt u de belangrijkste elementen van de 5^e editie:

• natuurkundige concepten zijn leidend;
• activerend door prikkelende discussievragen en aansprekende infographics;
• duidelijkheid voor leerlingen door de heldere structuur en uitleg;
• doelgericht door volop differentiatie en uitgebreide examenvoorbereiding;
• niveaudifferentiatie van opdrachten;
• rijk digitaal adaptief lesmateriaal met leerroutes;
• doorlopende leerlijn van leerjaar 1-2 tot en met de Tweede Fase.

In de werkgroep laten we u dit zien aan de hand van de nieuwe boeken voor de derde klas, de eerste hoofdstukken van de Tweede Fase en een kijkje in de compleet vernieuwde online omgeving. Overal Natuurkunde is prikkelend en activerend, en waarborgt tegelijkertijd structuur en diepgang.

Website: www.overal.noordhoff.nl

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 19

Actief leren in wetenschapsonderwijs voor 10- tot 14-jarigen

N. Vandamme

UC Leuven Limburg | Moving Minds

Wetenschappen worden heel vaak te abstract en te theoretisch onderwezen. Hierdoor beschouwen jongeren wetenschapsonderwijs en daarmee ook de wetenschap als dusdanig als irrelevant, moeilijk en niet toepasbaar. Een geschikte didactische aanpak kan leerlingen motiveren en uitdagen voor wetenschap. De literatuur schuift actief leren naar voor als geschikte didactiek.

In het kader van een PWO-project werd een webtool ontwikkeld om leraren te ondersteunen bij de implementatie van actief leren in de lessen natuurwetenschappen, wetenschappelijk werk en wereldoriëntatie (voor 10- tot 14-jarigen). Deze webtool bestaat uit drie onderdelen die ofwel na elkaar kunnen doorlopen worden, ofwel afzonderlijk kunnen gebruikt worden. Elk van de onderdelen vertrekt vanuit eigen ervaringen en met behulp van gerichte reflectievragen worden persoonlijke kwaliteiten en uitdagingen in kaart gebracht om van daaruit de eigen lespraktijk duurzaam te optimaliseren aan de hand van theoretische kaders en praktijkvoorbeelden.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 20

Waterstof uit de woestijn – ‘We hoeven helemaal niet van het gas af?’

A. Pollmann en S. de Haan

Vereniging Zonnekracht Centrales

Dit klinkt mogelijk vreemd in de oren, maar wie weet nog dat Nederland tot voor zestig jaar geleden vooral kookte op stadsgas? Stadsgas, gemaakt uit kolen, bestond toen immers voor 50% uit waterstof!

In deze werkgroep krijg je informatie hoe in de woestijn op grote schaal goedkoop waterstof gewonnen kan worden. Met grote zonnecentrales, met een groot aantal met de zon meedraaiende spiegels die de overvloedige energie concentreren (CSP: Concentrated Solar Power). Er zijn er al zeker tweehonderd van op de wereld, en nu wordt het ene na het andere record gebroken. Bijvoorbeeld de nieuwe centrale in Australië, die gedurende het hele etmaal elektriciteit levert voor slechts 5 €ct/kWh.

Is er wel genoeg ruimte? Is het niet gevaarlijk om je energievoorziening afhankelijk te maken van ‘woestijnlanden’? Is waterstof in de gasleiding in huis niet gevaarlijk? Is het rendement niet te laag? Is het geheel niet te duur? Hoe zit dat in vergelijking met PV? Wat kan je nog meer doen met al die waterstof?  Solar fuels, brandstof voor auto’s? Op al deze vragen zullen we ingaan.

Ons doel is dat leerlingen op een verantwoorde en gedegen manier meedoen in de discussie rond de uitstoot van CO₂ en klimaatverandering. In de werkgroep geven we daarom handvatten om je leerlingen met de verschillende onderdelen te laten meedenken, te ‘fact-checken’ en te berekenen.

Presentatie

Film Renewable energy bridging continents

Foto’s

Werkgroep 21

Data to Dome met het Mobiel Planetarium

J. Vreeling en J. Hanse

NOVA

NOVA, de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie, heeft een reizend planetarium voor het voortgezet onderwijs. Hiermee 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 € 470 per dag en er kan ook betaald worden met de cultuurkaart.

Data to Dome is een nieuwe ontwikkeling in de overdracht van wetenschappelijk onderzoek naar leerlingen op school. In de werkgroep laten we zien hoe we de nieuwste wetenschappelijke beelden op de koepel van het mobiele planetarium kunnen projecteren.

Foto’s

Werkgroep 22

NO ESCAPE: De opkomst van Escape games in het onderwijs

A. Veldkamp

Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht

4-3-2-1-0! roept de hele klas. Vervolgens zijn er alleen achterhoofden te zien. Alle leerlingen zijn diep gebogen over de werkbladen en voorwerpen die op tafel liggen. Er heerst een koortsachtige bedrijvigheid. Steeds wordt er op de klok gekeken. Hoeveel tijd is er nog? Sommige docenten zitten op een stoel en genieten van de bedrijvigheid. Anderen lopen actief rond.

Escape rooms zijn een wereldwijde hype. In een escape room (of ‘escape game’) lost een groep mensen een raadsel op of probeert te ontsnappen uit een kamer door het oplossen van puzzels, fysieke uitdagingen en zoeken naar hints. De laatste jaren verschijnen ook in het onderwijs escape rooms.

Wat vinden leerlingen en docenten van escape rooms in de biologieles? Wat triggert leerlingen om actief te zijn en te blijven? Wat leren leerlingen ervan? Voor welke leerdoelen kunnen escape games worden toegepast? Kortom, wat is de educatieve potentie van escape rooms in de les?

Websites: www.escapetheclassroom.nl en http://u-talent.nl/activiteit/ontwerp-escape-room-2/ (voor een cursus ‘Escape Room ontwikkelen’ voor het voortgezet onderwijs)

Foto’s

Werkgroep 24

Wireless meten met Coach7 op de tablet / Chromebook

T. Ellermeijer en E. Kedzierska

CMA

De geüpdate Coach7 app is beschikbaar voor de Tablet en Chromebook. Men kan nu ook (wireless) meten met de app. Voor dit meten is een speciale Bluetooth LowEnergy interface ontwikkeld: de WiLab. In deze werkgroep gaan we in op wireless meten met de WiLab en VinciLab. We zullen aandacht besteden aan de ontwikkeling van Coach7 en de wireless interface.

Foto’s

Werkgroep 25

Natuurkunde-experimenten met Coach7

N. van Veen

CMA

Op school voeren we regelmatig demonstratie-experimenten uit of laten we leerlingen experimenten uitvoeren. In deze werkgroep bekijken we enkele experimenten die zeer geschikt zijn om in de klas uit te voeren. We kijken naar de mogelijkheden van de infrarood-camera en de spectrometer in combinatie met Coach7. De spectrometer biedt docenten de mogelijkheid om het spectrum van diverse gaslampen te bekijken en te bestuderen of het spectrum van een steeds heter wordende gloeilamp te analyseren of desgewenst absorptie en extinctie van een oplossing te meten. Daarnaast onderzoeken we onder andere de R,T-karakteristiek van een gloeilampje, de inductiegrafiek van een vallende of bewegende magneet, het toestel van Atwood, het opladen en ontladen van condensatoren en het afkoelen/opwarmen van diverse objecten. Het lesmateriaal is vrij beschikbaar op de website van CMA.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 26

Robotica in de les: Werken met Mindstorms EV3

N. van Veen

CMA

Op steeds meer scholen wordt robotica ingevoerd en leren leerlingen door deze roboticalessen hoe ze moeten programmeren. Het ontdekkende leren van leerlingen, waarbij ze vaardigheden uit de monovakken gebruiken om een probleem op te lossen, lijkt de toekomst te worden en wordt in veel landen aan het curriculum toegevoegd als STEM-onderwijs. Lego Mindstorms EV3 is een uitgebreide en leuke manier om leerlingen met robotica kennis te laten maken. Lego Mindstorms EV3 is geschikt (als uitbreiding of verdieping) voor de vakken natuurkunde, techniek, Onderzoeken & Ontwerpen en informatica.

In de werkgroep maakt u kennis met de EV3 en het programmeren ervan voor het uitvoeren van eenvoudige taken. CMA is bezig met de ontwikkeling van meten met de EV3. Ook de mogelijkheden van CMA-sensoren en meten met de EV3 worden toegelicht.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 27

HiSPARC: interactieve practica, online data verwerken en leren programmeren

T. Kooij, N. Schultheiss en K. van Dam

In de werkgroep leer je hoe je leerlingen via de nieuwe HiSPARC-website een HiSPARC-station kan laten gebruiken. Hier vind je ook de Jupyter notebook omgeving waarmee je Python notebooks kunt gebruiken om interactieve natuurkundige practica te doen. Voor het practicum is geen programmeerervaring nodig, maar deze practica kunnen wel gebruikt worden om te leren programmeren en om data te verwerken. De HiSPARC-web­site biedt toegang tot een Jupyter notebook server: een omgeving waarin deze programma’s met alleen een internetverbinding en webbrowser gebruikt kunnen worden. In de klas zijn dan alleen computers met internet nodig.

In de werkgroep laten wij zien hoe deze omgeving en practica in de klas gebruikt kunnen worden. Het materiaal sluit aan op de examendomeinen B2 Medische beeldvorming, F1 Quantumwereld en de keuzemodule F2 Relativiteit en kan als startpunt voor profielwerkstukken gebruikt worden.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 28

Hoe organiseer je een bedrijfsbezoek voor havo/vwo-leerlingen in de praktijk? Do’s en Don’ts

M. Overbeek en M. Wal

Bètapartners

Bij Bètapartners werken diverse scholen en bedrijven met elkaar samen in de zogenoemde collegetours. Elke school zoekt contact met één of meerdere bedrijven in de omgeving, en stelt met het bedrijf een interessant programma samen voor leerlingen van de deelnemende scholen. De collegetours bestaan uit een college of presentatie en een actief deel bij een bedrijf, zoals een rondleiding of een vakinhoudelijke opdracht. Zo verdiepen zowel leerlingen als docenten hun kennis, en komen in aanraking met inspirerende mensen uit het bedrijfsleven, met als doel een concrete oriëntatie op vervolgstudie en loopbaan.

In de Kennemerland collegetour werken momenteel zes scholen en zeven bedrijven samen. Er zijn collegetours naar onder andere Technobis, Tata Steel, PWN en het Instituut voor Milieu en Gezondheid. Marjolein Wal (één van de deelnemende docenten uit de Kennemerland collegetour) vertelt in de werkgroep over haar ervaringen en geeft tips voor als je zelf ook zou willen samenwerken met bedrijven. Naast de Kennemerland collegetour, draaien er sinds 2015 ook nog vier andere collegetours bij Bètapartners. De ervaringen die alle docenten hebben opgedaan worden gebundeld in een praktisch collegetourhandboek voor en door docenten, waarin alle do’s en don’ts te vinden zijn. Miranda Overbeek, projectleider van de collegetours, presenteert in de werkgroep de belangrijkste bevindingen.

De collegetours in de werkgroep richten zich op bovenbouw havo/vwo, maar de systematiek is ook toe te passen voor vmbo en onderbouw havo/vwo.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 29

Lesmateriaal rondom Solar Team Eindhoven

E. Quant

Eindhoven School of Education, TU Eindhoven

Het Solar Team Eindhoven heeft aansprekende successen behaald met de door hun gebouwde gezinsauto op zonne-energie, waarmee ze in Australië al meerdere malen de eerste prijs in hun categorie hebben gehaald. Op deze manier dragen studenten bij aan het verder ontwikkelen van deze technologie die bijdraagt aan een duurzame wereld. Daarnaast is het een krachtige leerervaring waarbij zij in teamverband een innovatief product realiseren.

Om meerdere redenen is het interessant om wat deze studenten doen te vertalen naar het voortgezet onderwijs: de inhoud van hun werk is actueel en maatschappelijk relevant, de uitstraling van hun project is inspirerend en de manier van werken een manier om op zowel inhoud als vaardigheden enorm veel te leren. Om deze redenen zijn we een netwerk gestart met als doel onderwijs te ontwerpen voor bovenbouw voortgezet onderwijs rondom dit project. Hierbij werkt de Eindhoven School of Education, de lerarenopleiding van de TU Eindhoven, samen met het Solar Team Eindhoven.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 30

Newton’s Race: Educatief gamen tijdens de les

A. van der Linden

Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht

Steeds meer leerlingen gamen in hun vrije tijd. Wat gebeurt er als we leerlingen tijdens de les laten gamen? Een educatieve game gebruiken klinkt heel leuk, maar hoe zorg je er voor dat leerlingen ook daadwerkelijk wat leren? Dit begint al bij het ontwerp van de game. In de werkgroep wordt dan ook een beeld gegeven over wat er komt kijken bij het ontwerpproces van een educatieve game. Vervolgens wordt er gekeken naar hoe je een game nuttig in een les kunt inzetten. Dit doen we aan de hand van een game in ontwikkeling: Newton’s Race. Newton’s Race is een game waarbij leerlingen werken aan conceptuele kennis over de wetten van Newton.

Foto’s

Werkgroep 31

Ervaar de kracht van Systematisch Creatief Probleem oplossen

C. Dobrusskin

Het belang van creatief probleemoplossen als vaardigheid voor werknemers wordt onderkend door het World Economic Forum in hun top-drie lijst van ‘Top Skills’. De vraag is echter: Hoe kun je daar een methodiek voor leren? En: Is er een methodiek, die ook nog eens breed inzetbaar is voor allerlei uiteenlopende problemen, zodat het een basisvaardigheid is?

Als ervaren R&D-medewerkers van Philips hebben wij door Design Thinking te combineren met de TRIZ-theorie een methodiek ontwikkeld die de gebruiker veel structuur en houvast biedt via een duidelijk stappenplan. In de creatieve fase gebruiken we oplossingsstrategieën zoals deze door uitvinders eerder zijn toegepast. We hebben deze methodiek van Systematisch Creatief Probleem Oplossen met succes uitgebreid toegepast tijdens workshops met honderden docenten en leerlingen uit het voortgezet onderwijs (bovenbouw havo/vwo) en hoger onderwijs.

Website: http://brainport-scholen.nl/verhalen/we-moeten-creatiever-zijn-dan-een-robot/

Foto’s

Werkgroep 32

Leren onderzoeken met digitale labs

F. Coenders

Universiteit Twente | GO-LAB

Een van de doelen van praktische opdrachten is leerlingen te leren onderzoeken. Een veilige manier hiervoor waarbij geen practicumlokaal nodig is wordt geboden via de website van GO-LAB. Op deze website staan veel labs die een docent zelf kan inbouwen in een onderzoeksomgeving, een inquiry learning space (ILS) genoemd. In een ILS kunnen verschillende fasen die in een onderzoek aan de orde zijn worden ingebouwd, te weten een:

• oriëntatiefase, waarin leerlingen zich inleven in het probleem;
• conceptualisatiefase, waarin leerlingen een onderzoeksvraag en eventueel een hypothese formuleren;
• onderzoeksfase, waarin leerlingen hun onderzoek uitvoeren met een digitaal experiment, bijvoorbeeld een simulatie;
• conclusiefase, waarin de onderzoeksvraag wordt beantwoord (en de hypothese terugkomt);
• discussiefase, waarin leerlingen kunnen terugkijken op het experiment, het resultaat en het proces.

Om een ILS te ontwerpen gebruik je zogenaamde apps, hulpmiddelen met een specifiek doel. Zo is er een app waarmee leerlingen een hypothese kunnen formuleren, een concept map kunnen maken, een toets kunnen maken, een reactievergelijking kunnen opstellen enzovoort. Er zijn momenteel zo’n dertig apps die in een ILS ingebouwd kunnen worden. Daarnaast kan gebruik worden gemaakt van de op het internet beschikbare arsenaal aan physlets.

Als docent kun je vrij eenvoudig zelf een ILS maken. Je begint met een lab te selecteren en vervolgens bouw je daar een schil omheen in de vorm van een ILS. Die kunnen je leerlingen vervolgens gebruiken. Op de golabz- website is veel ondersteuning te vinden. Voordeel van deze digitale labs is dat leerlingen er altijd terecht kunnen (ook thuis), er geen materialen nodig zijn en dus ook niets hoeft te worden klaargezet of opgeruimd.

Website: www.golabz.eu

Presentatie

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 33

“Eens iets over klimaatverandering in uw les?”

A. van de Boer

In de werkgroep krijgt u de kans om lesmaterialen over klimaatverandering in te zien, uit te proberen en mee naar huis te nemen. Het lesmateriaal is in de eerste plaats bestemd voor onder- en bovenbouw havo/vwo.

Het scholingsprogramma Tipping Point Ahead (TPA) van het Netherlands Earth System Science Center (NESSC) is in 2015 van start gegaan met het doel om havo/vwo-leerlingen, docenten en overige geïnteresseerden te informeren en engageren over klimaatverandering en klimaatwetenschappelijk onderzoek. Het programma richt zich op het ontwikkelen van verschillende vormen van gratis te gebruiken lesmaterialen:

• Tien korte educatieve video’s over zogenaamde ‘kantelpunten’ in het klimaat.
• Blogs van klimaatwetenschappers over hun onderzoek.
• Lesmodules: Tipping points on ice (GeoFutureSchool-module), Tipping points in past climate (GeoFutureSchool-module), Tipping points, zo werken ze! (GeoFutureSchool-module) en IJs en Klimaat (NLT-module, verbeterde versie binnenkort beschikbaar). En in de maak: Tipping points, methaan (GeoFutureSchool-module).
• Lesbladen: Hoe lang nog tot Amersfoort aan Zee? en De ijsberg die de Titanic deed zinken.

Website: http://tippingpointahead.nl

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 34

Straling = gevaarlijk! Misvattingen over straling en radioactiviteit: wat doe je eraan?

P. Siersma

Herbert Vissers College, Universiteit Twente

“Waarom een röntgenkamer extra moet worden geventileerd? Omdat de röntgenstraling reageert met stoffen in de lucht en die zijn schadelijk als je ze veel inademt, daarom moet er extra afzuiging zijn en lopen de artsen altijd weg.” (vwo-leerling).

Omdat we geen zintuigen hebben die radioactiviteit waarnemen, ontwikkelen we onze eigen denkbeelden – en als die niet overeenkomen met ‘de wetenschap’ zijn het preconcepties. Leerlingen hebben er veel, maar hebben wij ze als docenten niet ook nog?

In de werkgroep presenteer ik de preconcepties die leerlingen hebben bij straling en radioactiviteit en hoe ik deze probeer om te zetten in de ‘correcte’ denkbeelden. Een eeuw geleden wisten ze het al: het duidelijk zeggen en een paar keer voordoen is niet genoeg. “The teaching of the past has too frequently assumed that a principle may be readily grasped if only it be once stated in clear language and illustrated by a few examples, and that it may then be generally applied with comprehension and completeness.” (Reorganization of Science in Secondary Schools: A Report. US Government Printing Office, 1920).

Presentatie

Hand-out Overzicht preconcepten

Foto’s

Werkgroep 35

Energie in transitie: experimenten in de klas

R. Seijkens

In de dertiende eeuw zijn de eerste hernieuwbare energiebronnen in Nederland opgekomen, namelijk de windmolens. Na de uitvinding van de kolengestookte stoommachine is de eerste industriële revolutie en daarmee de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen een feit. Fossiele brandstoffen hebben twee grote nadelen: ze raken op en ze brengen veel schade toe aan het klimaat. Vandaar dat de energietransitie naar hernieuwbare energiebronnen een noodzaak is. Om deze transitie in goed banen te leiden zijn er veel goed opgeleide mensen nodig, waardoor dit onderwerp in opleidingen steeds meer aandacht zal krijgen.

Gelukkig zijn er veel experimenten beschikbaar om leerlingen kennis te laten maken met deze materie en de lesstof inzichtelijk te maken.

In de werkgroep bekijken we een aantal experimenten gebaseerd op waterstof als energiebron, maar ook alternatieve vormen van energieopwekking worden besproken en zichtbaar gemaakt. De volgende vraagstukken komen aan bod: zijn zonnepanelen en windmolens de ultieme oplossing, is er een hernieuwbare energie kringloop mogelijk, hoe krijg ik ‘s nachts als het windstil is toch energie, kan ik milieuneutraal autorijden en hoe dan, hoe erg moeten we onze leefstijl aanpassen, hoe helpt de vierde industriële revolutie bij het energievraagstuk, en welke 19^e-eeuwse ‘vergeten’ technologie is weer actueel?

Foto’s

Werkgroep 36

We-Energy Game — Wat is jouw rol in de energietransitie?

M. Przybyla

De We-Energy Game is een serious game die bewustwording creëert bij de spelers over de energietransitie. Tijdens de We-Energy Game wordt er op lokaal niveau gekeken hoe de spelers hun eigen dorp, stad of regio (elektrisch) energieneutraal kunnen maken. Iedere deelnemer vertegenwoordigt één van de verschillende rollen, namelijk: productie, mensen, planeet, winst, balans en wetgeving. Samen wordt er gekeken naar welke duurzame energiebronnen in de omgeving worden geplaatst. Dit levert vaak interessante en soms pittige discussies op. Bewustwording komt niet vanzelf. We-Energy maakt door middel van een simpel en interactief spel een complex probleem duidelijk en inzichtelijk.

Foto’s

Werkgroep 37

Deep Learning: niet laten zien, maar leren zien

W. Koning

Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht

In de werkgroep wordt een laagdrempelige en effectieve activiteit besproken waarmee leerlingen hun eigen intuïtieve kennis kunnen aanwenden bij de introductie van een nieuw onderwerp bij natuurkunde. Deze methode is gebaseerd op een groeiende hoeveelheid wetenschappelijke literatuur over ‘case comparisons’ of ‘leren door vergelijken’. Er zijn twee dingen waar wij als lerende mensen bijzonder goed in zijn: het zien van overeenkomsten en het zien van verschillen. In de werkgroep wordt getoond hoe je dit gegeven kunt gebruiken in het ontwerpen van leeractiviteiten waarbij leerlingen zelf concepten leren waarnemen en hieraan berekeningen uitvoeren alvorens dit middels directe instructie is uitgelegd of geformaliseerd. Uit onderzoek blijkt dit een effectieve manier om de aandacht van de leerling te richten op een bepaalde beoogde diepere structuur (bijvoorbeeld een wiskundig verband) van een fenomeen. Dit is op zijn beurt belangrijk om leerlingen overeenkomsten te leren waarnemen tussen onderwerpen die ogenschijnlijk verschillend zijn, maar eenzelfde diepere structuur delen.

In de werkgroep ervaar je hoe je perceptie kan worden gestuurd door bewust ontworpen verschillen en overeenkomsten, en zie je concrete voorbeelden van hoe dit in de lespraktijk gebruikt kan worden (van veren tot zwarte stralers).

Presentatie

Samenvatting

Hand-out

Foto’s

Werkgroep 38

Speciale Relativiteitstheorie: Leerlingen ondersteunen bij redeneren

F. Kamphorst

Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht

Speciale Relativiteit nodigt uit tot een conceptuele benadering. Het curriculum legt de nadruk op het verklaren van fenomenen als tijdrek en lengtekrimp. Hiervoor moeten leerlingen goed kunnen redeneren met het lichtpostulaat. Dit blijkt in de praktijk lastig. Ook na zorgvuldige instructie blijven veel leerlingen het lichtpostulaat verkeerd toepassen, waardoor ze niet in staat zijn relativistische verschijnselen zelf te verklaren.

In de werkgroep presenteren we een hulpmiddel om leerlingen bij dit redeneren te ondersteunen: het event diagram (ED). Verschillende toepassingen komen aan de orde, zoals het inzetten van het ED als middel om leerlingen bewust te maken van het lichtpostulaat en om de gevolgen daarvan (relativiteit van gelijktijdigheid, tijddilatatie) te onderzoeken.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 39

Lesdoelen voor Natuurkunde in Curriculum.nu

L. Bouma

Wat moeten leerlingen kennen/kunnen na de basisschool? Welke kennis heeft een leerling die natuurkunde niet in zijn pakket kiest? Heb jij grote zorgen over de plannen in Curriculum.nu?

In Curriculum.nu wordt gewerkt aan concrete leerdoelen voor onder andere eind PO en eind basisvorming VO. Kun jij sneller door de lesstof als de leerlingen op de basisschool allemaal wat geleerd hebben over elektriciteit, licht, geluid en de fasen van water? Of zijn ze het toch al weer vergeten en moet alles opnieuw. Misschien kunnen we beter op de basisschool al kennis laten opdoen over hoe onze watervoorziening werkt, van opslag voor droge tijden via waterzuivering naar het loodgieterswerk in huis. Ideaal om het ook over de fasen van water te hebben, en je kunt er heel gemakkelijk rekenwerk aan koppelen.

Op de dagen voor de WND-conferentie zitten de teams van Curriculum.nu te werken aan de uitwerkingen tot bouwstenen voor het curriculum. De stukken zijn tijdens de werkgroep nog niet beschikbaar, maar de plannen kunnen wel op hoofdlijnen worden besproken: wat is de stand van zaken bij team Mens en Natuur wat betreft Visie, Grote Opdrachten en Bouwstenen?

Foto’s

Werkgroep 40

Toetsen: Creëer, Analyseer en Reflecteer in een handomdraai

L. Orbons

Goede toetsen geven extra leerrendement. De samenstelling daarvan is tijdrovend. Gebruik maken van een collectie goede opgaven en toetsen én een manier om die snel samen te stellen biedt kwaliteit en spaart tijd. Kwaliteit die terugkomt in de individuele terugkoppeling die je leerlingen kunt geven, waardoor ze beter eigenaar kunnen worden van hun leerproces.

De uitdaging – Hoe goed zijn je toetsen? Welke taxonomie gebruik je? RTTI, OBIT of anders? Staan er geen foutjes in je toetsen? Zijn alle vragen scherp genoeg en is de samenstelling evenwichtig? Wat hebben de leerlingen aan de feedback die je ze geeft? Kan het meer zijn dan het cijfer alleen?

De opgaven-database omvat momenteel het hele natuurkundeprogramma voor zowel havo als vwo. Hoe mooi zou het zijn als we onze kennis en ervaring kunnen delen om zo beter te worden dan we al zijn?

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 41

Does humor belong in physics?

K. Langendonck

Mogelijk was u vorig jaar bij mijn lezing met dezelfde titel!? Dit jaar ga ik op herhaling in de vorm van een werkgroep en leg ik u wederom bovenstaande vraag voor. Wat is uw antwoord?

Het blijft voor docenten voortdurend de uitdaging om leerlingen te laten nadenken over natuurkundige concepten, toegepast binnen contexten. Het confronteren van de leerlingen met een grappige of verrassende context en/of situatie kan hen stimuleren met de natuurkundige inhoud aan de slag te gaan en kan hen motiveren tot (dieper) nadenken over de vakinhoud en de toepassing hiervan.

In de werkgroep passeert, in razende vaart, een aantal grappige, geestige, geinige, jolige, koddige, komische, kostelijke, leuke, lollige, plezante en vermakelijke contexten en thema’s de revue (uiteraard anderen dan vorig jaar). Soms zult u denken “Moet dat nou?”, vaak zult u (naar ik hoop) denken “Hee, wat aardig!” In elk geval zullen alle genoemde contexten en thema’s direct toepasbaar zijn in de klas, waarmee ook uw leerlingen de vraag kunnen beantwoorden: “Does humor belong in physics?”

Presentatie

Bijdrage deelnemers

Foto’s

Werkgroep 42

Digitale handreiking modelleren

A. Heck, M. Pieters en E. Woldhuis

Modelleren is een belangrijk (examen)onderwerp maar ook een lastig onderwerp om in de les mee aan de gang te gaan. Daarom hebben UvA-docenten samen met het vaksteunpunt Natuurkunde een handreiking modelleren ontwikkeld, die SLO onlangs in de handreiking voor het schoolexamen heeft opgenomen. Deze handreiking wil docenten informeren over de rol van modelleren in natuurkunde en natuurkundeonderwijs en hen suggesties en didactische adviezen aanreiken voor de inrichting van een samenhangend modelleercurriculum.

In de werkgroep laten wij zien wat er in de handreiking te vinden is, zoals voorbeeldmodellen voor veel verschillende onderwerpen.

Presentatie

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 44

Ondernemende vaardigheden in de klas

S. Wouters

NEMO

In de werkgroep krijgen docenten praktische handvatten om een ondernemende mindset bij leerlingen te stimuleren. De nadruk ligt hierbij op vaardigheden die bij ondernemen belangrijk zijn, zoals het kunnen zien van kansen en het kunnen inschatten van de waarde van een idee. Uitgangspunt is dat deze vaardigheden aansluiten bij 21st Century Skills en nuttig zijn bij veel verschillende beroepen, zowel voor de toekomstige ondernemers als bij vele andere beroepen in de W&T-sector.

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 45

Zwaartekracht in de ruimte en in de klas

S. Jansen

ESERO

Ruimtevaart fascineert enorm. Het is een prachtig onderwerp om de natuurkundelessen mee te verrijken. Tal van onderwerpen die in de gewone methodes terugkomen, spelen ook een rol in de ruimtevaart.

In de werkgroep maak je kennis met een aantal leuke activiteiten rond het thema zwaartekracht die je direct daarna in de klas kunt toepassen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de lessen van ruimtevaartindeklas.nl.

Website: www.ruimtevaartindeklas.nl

Website: www.zwaartekrachtmodel.nl – Webapplicatie waarmee leerlingen kunnen spelen en experimenteren met zwaartekracht in het heelal.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 46

Natuurkunde in actie

J. van Riswick

Natuurkunde in actie: werkvormen en intense ervaringen (onder andere kussengevecht, polonaise en ‘lancering van een leerling’) die kunnen helpen bij lastige concepten en robuuste misconcepten.

De begrippen kracht, arbeid en energie zijn ‘altijd lastig’… Wat heeft een leerling geleerd als deze aan het eind van een hoofdstuk vraagt: “Wat is arbeid eigenlijk?” of “Is arbeid hetzelfde als energie (omdat P = E/t = W/t)?” Halloun (1998) omschrijft een concept in vijf dimensies: definitie, samenhang (tussen concepten), uitdrukking, kwantificatie en toepassing. In de werkgroep worden onder andere de basisconcepten van de klassieke mechanica (traagheid, kracht, arbeid en energie) toegelicht in de verschillende dimensies en actief toegepast. U ervaart aan den lijve hoe concepten op een alternatieve en actieve manier behandeld kunnen worden. De werkvormen zijn direct toepasbaar in de les.

Enthousiaste leerlingen (en docenten) willen vaak meer. Dat kan, vele concepten kunnen ervaren en vandaaruit begrepen worden: traagheid, kracht, arbeid energie(omzetting), impuls, krachten optellen, actie = –reactie, middelpuntzoekende kracht, gewicht, van x(t) naar v(t) en a(t) (en omgekeerd), warmte, draaimoment, schijngestalten van de maan, trillingen en golven, breking, weerkaatsing, faseovergangen… en nog veel meer!

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 47

LeerLevels: Docenten ondersteunen met AI

Y. El Bouhassani en J. Voorzanger

Natuurkunde is prachtig, zeker als het in de praktijk wordt gebracht. Om meer tijd te hebben voor practica en andere gave projecten, hebben wij LeerLevels opgericht. Met LeerLevels combineren we de kracht van crowd sourcing en kunstmatige intelligentie.

Nieuwsgierigheid is wat mensen uniek maakt. Wij geloven dat onderwijs in dienst moet staan van deze nieuwsgierigheid, door onderwijs overal en voor iedereen toegankelijk te maken. Doceren is topsport. Onderwijsontwikkeling is een teamsport. In de werkgroep laten we zien hoe dat werkt.

Foto’s

Werkgroep 48

Actief natuurkundig denken

K. Verbeek

In traditionele lessen start de les vaak met uitleg van theorie, eventueel met een uitgewerkte opgave en gaan de leerlingen ten slotte aan de slag met opgaven uit het boek. In het meest ideale geval zijn alle leerlingen gedurende de les actief met natuurkunde bezig en is daar boven het licht aan.

In de werkgroep worden verschillende werkvormen gedemonstreerd waarbij deelnemers aan het ‘actief natuurkundig denken’ worden gezet, en wordt de didactiek ervan besproken. Aan de orde komen werkvormen als “welk woord weg”, “verboden te zeggen”, ”Physictionary”, “Modelleer-kwartet”, “Vectoren-bingo” en “Ranking-tasks” (zie ook Floksta, 2006). En ten slotte is er aandacht voor het zelf ontwerpen van een nieuwe actief-natuurkundig-denken-werkvorm met behulp van verschillende opmerkingen of problemen genoemd in recente vakdidactische literatuur.

Presentatie

Lesmateriaal Actief natuurkundig denken

Foto’s

Werkgroep 49

De ‘Jouw Energie van Morgen’ truck

T. Jurriens

RU Groningen

Wat is jouw energie in 2030? Hoe verwarm jij je huis in 2040? Rijden er nog auto’s in 2050? Het antwoord op deze vragen is helemaal niet vanzelfsprekend. De toekomstige energievoorziening is een belangrijke uitdaging! De Faculteit Science and Engineering van de Rijksuniversiteit Groningen, GasTerra en Gasunie dagen jongeren van nu uit om mee te denken over bruikbare oplossingen voor de energie van morgen. Dit gebeurt in en rond de ‘Jouw Energie van Morgen’ truck, waarmee we langs vwo-scholen reizen om de toekomst te verkennen.  

Werkgroep 50

BoekenPlanck en Quantum in de klas

R. Ockhorst

In de werkgroep worden ideeën voor de natuurkundeles in vwo 5 en 6 gepresenteerd en gedeeld. Het accent ligt op domein F: Quantumwereld (en relativiteit). Geen filosofische discussie, maar bronmateriaal waarmee leerlingen na de conferentie gelijk in de klas aan de slag kunnen. Zo bespreken we een BoekenPlanck met populair wetenschappelijke boeken, zijn er opstellingen voor proeven en opdrachten voor gebruik van de videomeetsoftware Tracker.

Samenvatting

Presentatie BoekenPlanck

Presentatie Quantum in de klas

Presentatie Tracker: Golflengtes bepalen

Hulpmiddelen Quantum bronnenlijst

Lesmaterialen Opgave waterstoflijnen

Foto’s

Werkgroep 51

Interactive introduction to error analysis

B. Markičević

Inquiry based learning, learning through insight, research based teaching – all of those modern buzzwords which are sometimes hardly achievable in practice. Ask yourself: “How to explain to students what is scientific research in a simple but effective, innovative but cheap, short but correct way? Do I know what that could be? How to show them what the scientific approach is, what the differences between observation and assumption are, and why it is important to make mistakes and to learn from them?” Observation and assumption creation are important elements in scientific research, problem solving techniques and inquiry based learning. You can introduce your students to those skills using approaches which are interesting to them, engaging and fun through interactive exercises. The same activity can be used as an introduction to error analysis and statistics. These mental exercises are merged together from various sources and created to encourage and activate students for observing things they usually do not perceive. Exercises empower students to question the world around them and above all teach them the basics of scientific method and research practice.

In the workshop you will experience activities which can enrich your teaching skills and help you present in an interesting way the beauty and complex process behind science to your students. Through exercises which are not telling them what they have to know but are encouraging them to want to know, students become active co-constructors of their knowledge. This workshop is a part of the Erasmus+ SPOON project.

Presentatie

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 52

Energie in Transitie: Geothermie

J.W. Rösingh

Het energieverbruik in Nederland kan globaal verdeeld worden in 25% elektriciteit, 25% transport en 50% warmte. Zowel voor elektra en transport zijn momenteel voldoende en redelijk betaalbare mogelijkheden om te verduurzamen. Warmte – het grootste aandeel in ons energieverbruik – heeft nog maar weinig betaalbare mogelijkheden om te verduurzamen. Warmtetransitie is daarom momenteel de grootste uitdaging in de totale energietransitie.

De industrie neemt 35% van het warmteverbruik voor zijn rekening, huishoudens rond de 30%. Huishoudens kunnen uit de voeten met lage tot midden-temperaturen, industrie heeft veelal hoge temperaturen nodig. Hoge temperaturen (> 80 ^oC) kunnen met bijvoorbeeld biogas of houtgestookte ketels worden opgewekt, midden-temperaturen (55 tot 75 ^oC) met geothermie en industriële restwarmte, en lage temperaturen (< 55 ^oC) met warmtepompen. Veel woningen, kantoren en scholen kunnen – als ze redelijk geïsoleerd zijn – ook gebruik maken van deze midden-temperatuur en zijn dus geschikt voor geothermie.

In de werkgroep wordt een beeld gegeven van de ontwikkeling van het eerste geothermieproject voor binnenstedelijke verwarming en alle uitdagingen die daarmee gepaard gaan. Het project bevindt zich in Den Haag en gaat eind 2019 aan 1.500 woningen warmte leveren. Daarnaast komen thema’s aan de orde die bij de ontwikkeling van een geothermieproject een rol spelen, met als doel te begrijpen hoe we geothermie in natuurkundelessen kunnen behandelen: hoe werkt geothermie, geologie, thermodynamica, geothermie en bevingen, formatiewater en aanslag van mineralen, coefficient of performance (COP) en stooklijn.

Foto’s

Werkgroep 53

Maak kennis met de ‘Energietransitie Masterclass’… nu ook beschikbaar voor jouw school

J. Bosma en A. Paardekam

In de werkgroep maak je kennis met de zeer relevante en actuele masterclass ‘Energietransitie’, die door een samenwerkingsverband van DAREL Educatie, EBN en de Universiteit Utrecht kosteloos aan het voortgezet onderwijs wordt aangeboden.

De masterclass geeft leerlingen een helder en volledig overzicht van ons huidige energiesysteem en de klimaatproblematiek, inclusief de noodzaak en urgentie van de energietransitie. Het laat hen nadenken over mogelijke technische oplossingen en vervolgens onderling debatteren over belanghebbenden, dilemma’s en de implementatie-uitdagingen. Hiermee zet de masterclass aan tot nadenken over eigen rol en medeverantwoordelijkheid voor deze uitdaging en draagt daarmee bij aan het versterken van maatschappelijk draagvlak voor de energietransitie. De masterclass is in samenspraak met vier Haagse middelbare scholen door DAREL ontwikkeld en inmiddels op tien scholen zeer succesvol uitgeprobeerd.

De dag is zeer gevarieerd met een combinatie van lesmethodieken, waaronder interactieve oefeningen, online-opdrachten en een rollenspel met debat. Er wordt ook gebruik gemaakt van een ‘Klimaatklok’ met aftellend CO₂-budget die onder andere bij ‘Tegenlicht’ te zien is geweest.

Presentatie

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 54

Eigen digitale toetsen maken op de Olympiade-websites

A. Mooldijk en E. van der Laan

Nu de Natuurkunde Olympiade voor de bovenbouw (NO) en de Natuurkunde Olympiade Junior (NOJ) digitaal gemaakt worden, komen er veel opgaven beschikbaar die docenten in de klas kunnen gebruiken. De software op de toetssite levert nu de mogelijkheid om docenten zelf hun eigen toetsen te laten samenstellen met de aanwezige opgaven. We gaan daartoe ons best doen de opgaven sinds 1982 online zetten. Een goede rubricering is daarbij noodzakelijk.

In de werkgroep gaan we aan de slag met het zelf samenstellen van een toets in het systeem met al aanwezige opgaven. Daarnaast willen we graag met u in gesprek gaan over een goede manier om de toetsopgaven te rubriceren, opdat het kiezen van de opgaven zo efficiënt mogelijk is. Omdat natuurkunde meer is dan enkel het oplossen van sommetjes, starten we de werkgroep met enkele uitdagingen op het praktische vlak.

Hand-out Het gebruik van quizzes bij de Natuurkunde Olympiade (en NOJ)

Lesmateriaal Black Box A

Lesmateriaal Black Box B

Foto’s

Werkgroep 55

De BlueTEC Texel getijdenenergiecentrale

J. Nauw, W. Lenting en L. Ponsoni

Een unieke samenwerking tussen Bluewater, Damen Shipyards, Van Oord/Acta Marine, Tocardo, Schottel Hydro, Twentsche Kabelfabriek (TKF), Vryhof Anchors, Koninklijk Netherlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), Nylacast, the Tidal Testing Centre en de haven van Den Helder heeft geleid tot de ontwikkeling van ’s werelds eerste drijvende getijdenenergiecentrale: de BlueTEC Texel.

Van mei 2015 tot en met augustus 2016 is de BlueTEC Texel geïnstalleerd in het Marsdiep net ten zuiden van Texel en het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Het project ademt ‘natuurkunde’ en in de werkgroep is besproken op welke manier het mogelijk is onderdelen van dit onderzoek en de resultaten daarvan te verwerken tot lesmateriaal voor vwo bovenbouw, van actieve werkvormen tot practica tot zelfs O&O- en PWS-projecten.

Presentatie Wetenschapper voor de klas

Presentatie Van onderzoeksinstituut naar onderwijsorganisatie

Samenvatting

Foto’s

Werkgroep 56

Samenwerkend leren met Gamification: Kaartjes van Koops

G. Bakker en S. Folkerts

Boemlauw Natuurkunde

Binnen de wereld van het gamedesign is in de afgelopen jaren veel expertise ontwikkeld met betrekking tot het blijvend motiveren van gebruikers. Gamification, het toepassen van deze kennis in niet-spel contexten zoals het onderwijs, is een ontwerpstrategie die erop gericht is deze kennis te gebruiken om leerlingen te motiveren.

Martijn Koops is auteur van het boek Gamedidactiek. Hij is lerarenopleider aan de Hogeschool Utrecht en een van ’s lands grootste pioniers als gaat om het inzetten van spel in het onderwijs. In de werkgroep ervaart u een door hem ontwikkelde werkvorm waar wij erg enthousiast over zijn. U zult verbaasd staan hoe motiverend enkel een set kaartjes en een matrix met mogelijke oplossingen kan zijn! Zoals altijd zullen we de ervaringen nabespreken en u van de nodige theoretische achtergronden voorzien.

Foto’s

Werkgroep 58

Solar theatercollege in de klas

A. Polman

De afgelopen jaren heb ik in theaters door het land mijn theatercollege ‘Voor niets gaat de zon op’ gegeven. Het geeft voor een algemeen publiek een overzicht wat we moeten doen om de zon beter te gebruiken voor onze energievoorziening en welke technische problemen we daarvoor moeten oplossen. De voorstelling vertelt kort de geschiedenis van zonnepanelen, heeft allerlei demonstratie-experimenten en kijkt vooruit. Dit theater-college geef ik in vereenvoudigde vorm als lezing op de WND-conferentie.

In de werkgroep wil ik graag bespreken hoe de inhoud van het theatercollege zou kunnen worden ingezet in het onderwijs. Is het een geschikte onderwijsvorm? Welke demo’s uit mijn voorstelling sluiten het beste bij het onderwijs aan? Het theatercollege volgt een volledig uitgewerkt script. Is dit een interessante basis voor in het onderwijs? Zijn er docenten die het college in aangepaste vorm in de les zouden willen geven? Of zou een hiervoor getrainde docent het land kunnen rondreizen om het college op scholen te geven? In algemene zin zou ik willen bespreken hoe we kennisoverdracht op dit belangrijke onderwerp over een zo breed mogelijk (scholieren)publiek kunnen realiseren.

Website: www.erbium.nl/theatre/

Foto’s

Werkgroep 59

Klimaatverandering: een uitdaging voor het onderwijs?

H. Eijkelhof en E. Savelsbergh

Op deze conferentie laten veel vakexperts hun licht schijnen over de toekomstige energievoorziening. Dat gaat vooral over oplossingen om de gevolgen van opwarming van de aarde te beperken. Het is nog de vraag of de hele samenleving bereid is ingrijpend te investeren in de energietransitie. Kennis over oorzaken en gevolgen van klimaatverandering speelt daarbij een rol, maar attituden zijn evenzeer van belang. Hoe kunnen we die aandacht geven in het bèta-onderwijs?

In de werkgroep bespreken we mogelijkheden om leerlingen essentiële kennis te laten verwerven over klimaatverandering. We doen dat aan de hand van de volgende onderwerpen: relevante misconcepten bij leerlingen en politici, uw ervaringen met klimaatonderwijs, enkele Nederlandse en buitenlandse voorbeelden, evaluaties van klimaatonderwijs, de risico’s van een alarmistische boodschap, samenhang met de andere sustainable development goals, de natuurkundeles en de bredere schoolcontext, en bouwstenen voor klimaatonderwijs in onder- en bovenbouw als bijdrage aan Curriculum.nu.

Presentatie

Foto’s

Werkgroep 61

‘Speur de Energieslurper’ in het onderwijs

A. de Boer en M. Fowler

Om mensen te helpen met het zetten van de eerste stap richting een duurzamer leven, hebben we de actie ‘Speur de Energieslurper’ ontwikkeld. Met deze actie kan het bewustzijn van het energiegebruik worden vergroot.

Om jongeren en hun ouders te activeren hun levensstijl duurzamer te maken, is deze succesvolle actie ‘Speur de Energieslurper’ de afgelopen jaren aangepast voor leerlingen van het voorgezet onderwijs. Het resultaat is een lespakket dat gekoppeld kan worden aan het vak natuurkunde, waarmee leerlingen de basis van het energiegebruik van huishoudens leren en waarmee zowel leerlingen als hun ouders gemotiveerd worden om na te denken over de energietransitie.
In de werkgroep presenteren we het lespakket en onze ervaringen ermee in het onderwijs, en gaan we in op de vraag hoe duurzaamheid in het onderwijs kan worden geïntegreerd.

Foto’s