Experimenten efficiënt inschakelen in de les

1. Experimenten efficiënt inschakelen in de les Henk Pol, ELAN lerarenopleiding Universiteit Twente

2. Doelstelling en bronnen • De vraag is hoe we ons practicum zouden kunnen verbeteren? • Waar zoek je dan? • Wetenschappelijke literatuur • Ervaring van lerarenopleiders (m.n. Getting Practical uit UK) • Eigen ervaring als docent en vakdidacticus Natuurkunde

3. Overzicht van deze lezing • Introductie ons, vraag, bronnen • Wat is het ‘effect van een practicum’? • Welke doelstellingen kennen we? (in aansluiting op vorige lezing) • De verschillende doelstellingen op een rij • De context van een practicum

4. Reflecteren op praktischwerk Doelen van de docent wat de leerlingenervanmoetenleren Effectiviteit op niveau 1 Dedenleerlingenwat de bedoeling was te doen en zagenzewat de bedoeling was te zien? Effectiviteit op niveau 2 Leerden de leerlingenwatzemoestenleren en kunnenzezichdat later herinneren? B. Gegeven opdracht wat de bedoeling is dat leerlingen doen effectiviteit C. Uitvoering van de opdracht wat de leerlingen werkelijk doen 1 D. Leer-resultaten wat de leerlingen er werkelijk van leren 2

5. Doelen / redenen om een practicum te doen • Inzicht in grootte van getallen krijgen • Afstand tot de maan leren berekenen • Onderzoeksvoorstel leren schrijven • Leren presenteren • Een onderzoeksplanning leren maken • Verband tussen volume en fase van een stof laten zien • Het begrip vermogen duidelijk maken • Het leren raadplegen van bronnen • Inhoudelijke begrippen leren • Leren werken met indicatoren • Leren waarnemen • Leren wat een smeltpunt is • Een grafiek leren tekenen • Een voorschrift leren uitvoeren / stapsgewijs werken • Leren nauwkeurig te werken • Leren rekenen met een verhoudingstabel • Leren samenwerken • Leren zelfstandig te werken • Veilig leren werken • Een verslag leren maken • Eigenschappen van stoffen leren kennen • Praktische vaardigheden opdoen • Massa leren berekenen m.b.v. het moment • Een practicum leren uitvoeren met een Engels voorschrift • Het leren uitzetten van een elektromagneet • Leren hoe je een elektromagneet maakt, werking • Omstandigheden roesten van ijzer (leren) onderzoeken • Onderzoeken wanneer ijzer het beste roest • Kennis opdoen over huidmondjes • Zien van diverse soorten bacteriën (weer ambigue) • Aantonen dat zeewater bestaat uit verschillende zouten • Bepaling samenstelling zeewater • Aantonen van verschillende zouten in zeewater • Leren werken met een brander • Leren uitlezen van een BINAS-tabel • Begrip van de hoeveelheid energie in voedsel • Begrip van de aarde als magneet • Begrip van de pH-schaal (zuur en base) • Theorie koppelen aan de praktijk • Leren technisch te ontwerpen • Leren formules af te leiden uit meetgegevens • Globale kennismaking met een onderwerp • Uitnodiging tot verdere verkenning van een onderwerp • Herhaling van een chemische reactie • Enkele feiten uit het boek in werkelijkheid verifiëren • Leren beschrijven van jouw waarnemingen • Leren omgaan met snij-instrumenten • Over initiële angsten heen komen (bloed/orgaan) • Chlorofyl leren extraheren • Met jodium cellen leren aantonen Herhaling van een chemische reactie Verband tussen volume en fase van een stof laten zien Eigenschappen van stoffen leren kennen Begrip van de hoeveelheid energie in voedsel

6. Doelen / redenen om een practicum te doen • Inzicht in grootte van getallen krijgen • Afstand tot de maan leren berekenen • Onderzoeksvoorstel leren schrijven • Leren presenteren • Een onderzoeksplanning leren maken • Verband tussen volume en fase van een stof laten zien • Het begrip vermogen duidelijk maken • Het leren raadplegen van bronnen • Inhoudelijke begrippen leren • Leren werken met indicatoren • Leren waarnemen • Leren wat een smeltpunt is • Een grafiek leren tekenen • Een voorschrift leren uitvoeren / stapsgewijs werken • Leren nauwkeurig te werken • Leren rekenen met een verhoudingstabel • Leren samenwerken • Leren zelfstandig te werken • Veilig leren werken • Een verslag leren maken • Eigenschappen van stoffen leren kennen • Praktische vaardigheden opdoen • Massa leren berekenen m.b.v.. het moment • Een practicum leren uitvoeren met een Engels voorschrift • Het leren uitzetten van een elektromagneet • Leren hoe je een elektromagneet maakt, werking • Omstandigheden roesten van ijzer (leren) onderzoeken • Onderzoeken wanneer ijzer het beste roest • Kennis opdoen over huidmondjes • Zien van diverse soorten bacteriën (weer ambigue) • Aantonen dat zeewater bestaat uit verschillende zouten • Bepaling samenstelling zeewater • Aantonen van verschillende zouten in zeewater • Leren werken met een brander • Leren uitlezen van een BINAS-tabel • Begrip van de hoeveelheid energie in voedsel • Begrip van de aarde als magneet • Begrip van de pH-schaal (zuur en base) • Theorie koppelen aan de praktijk • Leren technisch te ontwerpen • Leren formules af te leiden uit meetgegevens • Globale kennismaking met een onderwerp • Uitnodiging tot verdere verkenning van een onderwerp • Herhaling van een chemische reactie • Enkele feiten uit het boek in werkelijkheid verifiëren • Leren beschrijven van jouw waarnemingen • Leren omgaan met snij-instrumenten • Over initiële angsten heen komen (bloed/orgaan) • Chlorofyl leren extraheren • Met jodium cellen leren aantonen Onderzoeksvoorstel leren schrijven Leren presenteren Een onderzoeksplanning leren maken Een grafiek leren tekenen Een voorschrift leren uitvoeren / stapsgewijs werken Leren nauwkeurig te werken Leren samenwerken Leren zelfstandig te werken Veilig leren werken Een verslag leren maken Leren technisch te ontwerpen Leren beschrijven van jouw waarnemingen

7. Motivatie Waarom laten we praktisch werk doen? - de kerndoelen bij Leren onderzoeken Weergeven wat is waargenomen. Waarnemingen met elkaar in verband brengen. Een concept, verklaring, model of theorie beter begrijpen. • Een onderzoeksvraag formuleren. • Een plan van aanpak opstellen. • Risico’s evalueren. • Relevante gegevens verzamelen. • Gegevens effectief presenteren. • Gegevens verwerken en interpreteren. • Conclusies trekken over de onderzoeksvraag op grond van de gegevens. • De getrokken conclusies evalueren. • Kennis maken met apparatuur en/of gangbare werkwijzen. • Verder oefenen met apparatuur en/of gangbare werkwijzen. • Motiveren. • Actief leren. • Samenwerken leren / stimuleren.

8. Leerdoelen bij één opdracht, volgens een docent

9. Leerdoelen bij één opdracht, volgens een docent

10. De multimeter

11. Verschillende doelstellingen: verschillende soorten kennis • Kennis en begrip: declaratieve kennis • Gebruik van apparatuur: procedurele kennis • Onderzoeksvaardigheden: strategische kennis • Motivatie? Komen we later op terug…

12. Het ACT * model van Anderson http://www.instructionaldesign.org/theories/act.html

13. Ervaring met onderzoeksvaardigheden

14. Onderzoeksvaardigheden • Strategische kennis • Soort van probleem oplossen Probleem stellen Het probleem begrijpen Terug kijken Plan maken Plan uitvoeren

15. Strategische kennis aanleren (De Corte 2004, Mayer 2008) • Actieve rol van de leerling (in evenwicht met instructie, context) • In concrete domeinen en contexten, geïntegreerd • Ondersteuning expliciet op onderdelen onderzoeksproces (fading) • Reflectie expliciet maken / discussie van proces • Oefening baart kunst • Begeleiding? Dilemma: antwoorden vs. terugvragen

16. Ander dilemma • Onderzoeksvaardigheden leren vs. onderzoekend leren • Wat is onderzoekend leren??? Kennis en begrip en onderzoeksvaardigheden gelijkaanleren? Nieuwsgierigheid en kritisch denken stimuleren En wattoetsen we?

17. Verschillende doelstellingen: hetzelfde practicum?

19. Maak een inbraakalarm. Als een dief een lichtbundel onderbreekt, moet een alarm klinken. De eigenaar van het huis kan het alarm uitschakelen door indrukken van een knop. Ontwerp een schakeling voor dit anti-diefstalsysteem. Gebruik hierbij een sterke lichtbundel (bijv. een bureaulamp) met een veel hogere lichtintensiteit dan het omgevingslicht

20. Motivatie: de manier waarop • Motivatie: • waarom? • ‘het leuk vinden’ • Vooraf uitleggen waarom een proef gedaan moet worden? • Motivatie is geen doel, maar een katalysator

21. Bellenvat

22. De context • Omstandigheden waaronder een practicum wordt gedaan • De praktische condities • Inleiding en afsluiting van de les • De les ervoor, de les erna, de toetsing • Een leerlijn

23. Aandachtspunten (VUE, volgens GP) • Voorbereiding • Doel • De praktische activiteit zelf • Leerlingen laten nadenken • Differentiatie in niveau • Uitvoering • Evaluatie

24. Voorbereiding: doel • Wat wil je met de activiteit bereiken: kennis en inzicht/ vaardigheden/ onderzoeken of ontwerpen? • Wat is het leerdoel of wat zijn de leerdoelen van de activiteit? • Hoe zorg je ervoor dat de leerlingen dit weten?

25. Voorbereiding: de praktische activiteit zelf • Heeft de activiteit een structuur? • Hoe wordt de activiteit uitgelegd? • Hoe open is de activiteit? • Wat gaan de leerlingen doen met het gereedschap en de materialen? • Hoe gaan de leerlingen vastleggen wat ze doen en waarnemen?

26. Voorbereiding: leerlingen laten nadenken • Wat zorgt ervoor dat leerlingen gaan nadenken? • Welke onderlinge discussie vindt plaats voor, tijdens en na de activiteit? • Hoe stimuleer je dat leerlingen er met elkaar over praten?

27. Voorbereiding: differentiatie in niveau • Hoe moeilijk is het om te begrijpen wat je doet? Hoe moeilijk de uitvoering? • Is differentiatie nodig?

28. Uitvoering • Hoe ga je het succes vaststellen, welke criteria ga je daarbij gebruiken? • Hoe ga je aan de hand van die criteria de prestaties van de leerlingen beoordelen?

29. Evaluatie • Deden en zagen de leerlingen wat de bedoeling was te doen en te zien? • Konden de leerlingen het doel van de activiteit uitleggen? • Gebruikten de leerlingen bij discussies over de activiteit de vaktermen zoals dat je bedoeling was? • Leerden de leerlingen wat de bedoeling was dat ze leerden?

30. Dank U voor uw aandacht! Henk Pol ELAN h.j.pol@utwente.nl