Wat vertel je ouders tijdens de tafeltjes middag?

De tafeltjes middag (die in principe start om 16:00 uur en loopt tot 19:00 uur) is altijd een drukke periode. Eerst les geven, snel een broodje pakken en dan de gesprekken. De gesprekken duren bij ons 8 minuten en de belangrijkste zorg is om niet uit te lopen, want dan gaat het al snel helemaal mis met de planning.

Ouders komen (vaak zonder, soms met leerlingen) langs om te praten over het vak en de resultaten (die, als ouders komen,  vaak tegenvallen). Alle gegevens zijn mee genomen, cijfers, proefwerken, aantekeningen over werkhouding. De analyse van de knelpunten is in het korte gesprek nog wel te maken maar om ouders ook nog te voorzien van tips om zaken te verbeteren is lastig. Ouders willen vaak graag helpen maar weten ook niet precies hoe ze dat moeten aanpakken.

Leerlingen krijgen les in studievaardigheden, krijgen ondersteuning van de mentor of bij huiswerkklas en docenten geven regelmatig tips over het hoe en wat van studeren. Maar ouders krijgen die hulp niet.

Vlak voor de tafeltjesmiddag in december stuurde collega Corné de Boer een A4-tje met tips voor ouders (waarvoor dank). Dit overzicht heb ik aan ouders meegegeven en ze geven daarbij aan dat ze dat nuttig vinden. Inmiddels heb ik de lijst nog wat aangepast (zie hieronder) en ook online gezet op de vak website.

Welke studievaardigheden helpen bij Natuurkunde?

Je eigen leergedrag in de les.

12% van de tijd breng je op school door. Door deze tijd nuttig te gebruiken voorkom je veel extra werk in de uren die je niet op school bent. De docent  brengt structuur aan in hetgeen je moet leren, het maken van aantekeningen versterkt het leren. Gemiste aandacht in de les geeft vaak onevenredig veel inspanning thuis.

Afsluiten van de dag

Na elke dag is het van belang om na te gaan of je alle stof goed begrepen hebt. Bij het ene vak duurt deze overweging slechts enkele seconden, bij andere vakken moet je hier nog even goed naar kijken. Als een les niet goed begrepen is volgt een slechte start bij het maken van het huiswerk. Als de lesstof echt niet duidelijk is helpt het om het dan te vragen (aan iemand in de buurt of de docent per mail) of om in ieder geval duidelijk op te schrijven wat niet duidelijk is zodat je dat de volgende les kan vragen. Nagaan of alles duidelijk is werkt het best als je dat op dezelfde dag doet. Nog voor je met je huiswerk voor de volgende dagen gaat beginnen.

Huiswerk

Huiswerk wordt niet opgegeven om leerlingen te pesten. De lestijd is beperkt en om een vak goed te kunnen volgen is er meer tijd nodig om de stof te beheersen. Je hoort het vast niet voor het eerst, maar het leren van woordjes werkt beter door elke dag 5 minuten te leren (in plaats van 1 maal per week een uur). Huiswerk wordt opgegeven omdat je de stof op dat moment hoort te beheersen. Als dat niet lukt (of als je het niet probeert) dan help je jezelf niet. De lessen gaan door in de veronderstelling dat de stof bekend is. Achterlopen is geen optie. Je raakt al snel zover achterop dat inhalen niet meer mogelijk is.

Bij natuurkunde is het van belang om opgaven te leren maken. Bijna elk soort opgaven is in het begin “onmogelijk” om te maken. Door toch te kijken (en op te schrijven) wat er staat, wat er gegeven is, wat er gevraagd is, oefen je de vaardigheden die je nodig hebt om het op een gegeven moment zelf te kunnen doen. Ook hier geldt dat je beter elke dag één of enkele opgave(n) maakt dan op de laatste dag te proberen alle opgaven te doorgronden.

Vragen stellen

Docenten zijn als geen ander bereid om vragen te beantwoorden. Maak daar handig gebruik van. Mail je vragen na een les of stel gericht vragen aan het begin van een les en je wordt verder geholpen. Wat vaak niet goed werkt is opmerkingen als “Ik snap er niets van” of  ”De opgaven zijn moeilijk meneer” (zonder ze te proberen). Stel vragen op een goed moment. Niet daags voor een proefwerk, maar direct als je iets niet begrijpt. Laat merken dat je een start gemaakt hebt en vervolgens ergens vast loopt.

Planning

Het is al eerder genoemd: plan je werkzaamheden. Doe elke dag een stukje. Wacht niet tot het proefwerk voor de deur staat. Bij natuurkunde moet het proefwerk eigenlijk geen verassing meer zijn. Je hebt alles voldoende geoefend. Verder leren heeft geen zin meer.

Tekstboek

Bijna elke methode heeft een tekstboek met uitleg van de stof. Als je de lessen goed gevolgd hebt zie je dat daar niet veel opgaven over gaan. Er wordt wel wat theorie gevraagd maar het merendeel van de opgaven komen uit het werkboek/opgavenboek en zijn netjes uitgewerkt in je schrift. Het leren van alleen het tekstboek heeft weinig zin.

Uitwerkingen

Het oefenen van opgaven is van groot belang. Je moet er simpelweg handig in worden om de opgaven te maken. Opgaven moeten dan ook netjes in je schrift staan. Je hebt geen tijd om je eigen aantekeningen te ontcijferen. En onduidelijke aantekeningen geven je geen steun of je het goed doet. Zorg dat je weken later je eigen aantekeningen nog begrijpt.

Het noteren van alleen de antwoorden (de getallen) heeft geen enkele zin. Het gaat om de uitwerkingen: wat zijn de gegevens, wat wordt gevraagd en hoe los je dat op. Berekeningen in 4 stappen (formule, invullen wat je weet, uitrekenen wat je nog niet weet en de eenheid er achter schrijven).

Online hulp

Veel informatie krijg je digitaal. Via een elektronische leeromgeving, via mail, als video bij YouTube of door gewoon te zoeken op internet. Maak hier gebruik van (en zeg niet dat dat niet lukt terwijl je de hele dag kan hyven msnen facebooken smssen twitteren pingen gamen en what’s appen).

Reflectie

Probeer te achterhalen waarom het niet lukt om opgaven te maken. Soms mis je wat basiskennis en kan je dat snel bijleren. Bijvoorbeeld het omrekenen van eenheden (mm naar km) of het rekenen met formules. Dit heeft niet met de opgave zelf te maken maar met een gat in je kennis/vaardigheden. Oefen hard om deze basiskennis bij te spijkeren.

Zoek (samen met je ouders, je huiswerk begeleider, je docent) uit waarom je iets moeilijk vindt. Het herkennen van je eigen knelpunten is de belangrijkste stap voor je aan oplossingen kan gaan werken.

Makkelijk

Bij natuurkunde bestaat het gevaar dat je opgaven als makkelijk bestempelt terwijl je de opgaven eerder niet zelfstandig kon maken. Dit heeft ook te maken met je inzet om opgaven aan te pakken ook als ze nog niet helemaal duidelijk zijn. Dan weet je waar je vastliep en waar je op moet letten. Bijna elke opgave die is voorgedaan kan je nadoen. Bij een proefwerk komen die opgaven helaas niet meer voor. Je moet leren om nieuwe opgaven ook tot een goed einde te brengen.

Ranking task / sorteeropdracht

Leerlingen leren nadenken is één van de lastigste opgaven voor een docent. Bij natuurkunde is de uiteindelijke berekening vaak niet eens zo lastig, maar voordat een leerling daar aan toe komt is er al wel het één en ander gebeurt.

Dan Meyer geeft aan dat leerlingen (bij wiskunde) meer moeten worden aangesproken op hun intuïtie (vanaf 9:20). Als de formules en de berekeningen wegvallen ontstaat er een geheel nieuw soort gesprek met leerlingen. En, opvallend genoeg, met een ander deel van de leerlingen. Leerlingen die normaal niet zo snel een formule kunnen ophoesten kunnen ineens wel meepraten. Intuïtief kan iedereen iets zeggen over een bepaalde situatie. Eén van de manieren om een gesprek met leerlingen om te buigen is door gebruik te maken van Ranking Tasks (sorteeropdrachten). Ron Vonk legt op natuurkunde.nl uit hoe Ranking Tasks werken. Leerlingen krijgen de opdracht om een aantal beschreven situaties op een bepaalde volgorde te zetten (van groot naar klein, van snel naar langzaam, enz.).

Belangrijk is dat de sorteeropdracht compleet helder moet zijn (geen valkuilen). Leerlingen overpeinzen de opgave eerst zelf (in stilte) en overleggen vervolgens met hun buurman/vrouw. Als het goed is komen deze twee leerlingen tot een gedachte die ze dan proberen te verwoorden.

Een sorteeropdracht bestaat uit minimaal 2 beschrijvingen (anders lukt het sorteren niet) maar meestal uit 3 of 4 beschrijvingen in eenvoudigere variaties, tot wel 8 of meer bij moeilijkere situaties. Vaak zijn er plaatjes bij de situaties gegeven. Leerlingen leren om niet alle situaties gelijktijdig te bekijken. En zoeken naar iets dat het verschil maakt.

Een voorbeeld:

Batterijen zijn identiek. De weerstanden zijn ook hetzelfde. De draadjes zijn allemaal zonder weerstand. Vraag is: Sorteer de schakelingen op grond van hoe makkelijk de elektrische stroom door de schakeling gaat (van makkelijk naar moeilijk).

Leerlingen moeten niet alle 6 de plaatjes gelijktijdig bekijken, maar keuzes maken. Bijvoorbeeld eerst kijken naar de volgende twee plaatjes (maar andere keuzes kunnen natuurlijk ook):

     

Twee plaatjes van een batterij met twee weerstanden.

Leerlingen weten iets van spanning en stroom en iets minder van weerstanden. Bij deze vergelijking komen leerlingen er wel achter dat ze beide gelijk zijn. Dat de weerstanden zijn opgenomen in een serieschakeling.

          

Met drie verschillende situaties moeten leerlingen iets harder nadenken. De laatste schakeling heeft ook 2 weerstanden. Is deze dan ook gelijk? Of maakt het verschil dat ze anders zijn aangesloten?

Uiteindelijk komen bijna alle leerlingen in gesprek met elkaar en komt er een groepsvoorkeur uit (die meestal goed is). De volgende les vraag ik de leerlingen deze schakelingen te sorteren op volgorde van de weerstand die de totale schakeling heeft (van veel naar weinig). Al snel komen ze tot de ontdekking dat deze volgorde het omgekeerde is van de vorige. Dus als de stroom er makkelijk door heen kan is er weinig weerstand.

Met de formule U = I . R (Wet van Ohm) kunnen ze het op een gegeven moment ook wel uitrekenen maar het inzicht dat ontstaat door te sorteren zonder berekeningen is erg waardevol.

Met dezelfde schakelingen doe ik meestal nog twee sorteeropdrachten. De batterijen krijgen een waarde (AEF 10 Volt, BCD 5 Volt) en de vragen worden dan:

• Sorteer de schakelingen op volgorde van de spanning die er staat tussen de rechter bovenhoek en min van de batterij.
• Sorteer de schakelingen op volgorde van de stroom die er loopt door de rechterbovenhoek.

Door deze sorteeropdracht ontstaat veel inzicht. Bijvoorbeeld dat de spanning bij ABC gelijk is terwijl de schakelingen (en batterijen) echt wel verschillend zijn.

Bij mijn leerlingen merk ik een bepaald enthousiasme als er een sorteeropdracht aan komt. Waarom is me eigenlijk niet helemaal duidelijk. Zien ze in dat het belangrijk is, vinden ze het fijn dat er “niets van afhangt” (geen cijfer), zijn ze gewoon blij dat er even iets anders gebeurt?, …  Ze werken eerst in absolute stilte (ze weten dat dat belangrijk is) en in de momenten daarna wordt er door nagenoeg iedereen gezocht naar “het goede antwoord”. Ze ondervragen elkaar (“Ja, maar waarom dan?”) en leggen aan elkaar uit welke gedachten er zijn. Als docent ben ik ook niet echt behulpzaam op die momenten en stimuleer vooral de interactie tussen de leerlingen zelf. Als ik bij een sorteeropdracht de “oplossing” niet geef maar hiermee wacht tot de volgende les komen er altijd leerlingen de les binnen de vraag “Meester is het …?”. En dan weet ik dat ze er in ieder geval ook buiten de les mee bezig geweest zijn.

Begrip

You can forget facts, but you cannot forget understanding.

Bron: Professor Mazur (MIT)

De opgave die niet begrepen wordt

Zo nu en dan is er een opgave die voor leerlingen werkelijk een brug te ver is. Zelfstandig lukt het niet, na de uitleg lukt het niet en na vele malen uitleggen lukt het nog  steeds niet.

De opgave met een poes en een plank is hier een voorbeeld van. Iemand (wie blijft onduidelijk in de opgave) legt een plank op de kade muur. De plank steekt uit boven het water maar blijft wel liggen. Dan komt er een poes. De poes loopt over de plank van de kade tot boven het water. De vraag dringt zich op: hoever kan de poes lopen voordat het geheel in het water beland.

Leerlingen hebben geen moeite met het idee van een plank die uitsteekt en niet valt (ze kunnen dat zelf proberen met een liniaal of een boek). Ook zijn ze bekend met het begrip zwaartekracht en het tekenen van deze zwaartekracht als vector vanuit het massa middelpunt. Ook kunnen de leerlingen zich voorstellen dat de poes met plank te water gaat als de poes te ver doorloopt.

Maar ze vinden het lastig om te komen tot een berekening. Het omzetten van de tekst samen met de beelden in het hoofd naar een natuurkundige berekening loopt spaak. Enkele leerlingen zien wat de bedoeling is en lossen de -overigens eenvoudige berekening- snel op. Na de eerste uitleg valt het kwartje bij nog een groep leerlingen, maar de rest blijft in het duister ronddolen.

Voor mij is het niet altijd duidelijk waarom leerlingen hier niet uit komen. Als je het aan ze vraagt zien ze vaak niet het belang om de opgave te doorgronden (“Die opgave hebben we toch al gedaan meester”) en wordt ik niet veel wijzer. Ook niet als je aangeeft dat een vergelijkbare opgave in het proefwerk terug komt. Een aantal leerlingen doen wel hun best om de opgave alsnog te begrijpen maar missen daarbij nette duidelijke aantekeningen (zonder dat dit ze tot een bepaald inzicht brengt).

Aangezien ik in de les geen tijd meer vrij kan maken om de opgave nog een keer uit te leggen op weer een andere manier lijkt het goed om een uitleg online te zetten. Een uitleg waar de leerling alleen of samen met iemand mee aan het werk kan. In deze tijd zijn hiervoor vele mogelijkheden waaronder de volgende:

• livescribe
• weblog/elo bericht
• powerpoint presentatie
• screencast
• …

En allemaal met hun eigen voor- en nadelen. Met de Livescribe Echo pen (winkel in Nederland) kan de uitleg op papier geschreven worden en wordt de tekst samen met de gesproken uitleg opgenomen. Deze gegevens kunnen zeer simpel online gezet worden (of als pdf met geluid worden opgeslagen). Nadeel is dat bestaande tekst of plaatjes niet gebruikt kunnen worden. En het systeem heeft moeite met terug springen in de tekst (bijvoorbeeld om een eerder gemaakte tekening aan te vullen). Een weblog/elo bericht bestaat vaak uit tekst omdat de plaatjes eerst gemaakt moeten worden en later ingevoegd worden in het bericht. Een powerpoint presentatie kan goed werken (leerlingen hebben wel het programma nodig) maar moet ook eerst gemaakt worden. Als een Powerpoint presentatie bijvoorbeeld bij Slideshare wordt neergezet kunnen de leerlingen ook zonder programma (in een browser) kijken.  Een screencast is een uitleg op de computer die wordt opgenomen (er ontstaat dan een video).  Er zijn natuurlijk ook nog vele andere mogelijkheden om een uitleg online te krijgen.

Bij mezelf merk ik een dubbel gevoel bij online uitleg waarbij gesproken wordt. Op zich is het wel relaxed om even achterover te leunen en het geheel aan te horen, maar tegelijkertijd is het terug zoeken van informatie lastig. En leerlingen hebben de behoefte om elke gemaakte stap tot zich door te laten dringen, te analyseren en van daaruit weer verder te gaan.

Als experiment heb ik een screencast gemaakt zonder geluid. Als er een digibord in het lokaal hangt is er vast al wel een uitleg digitaal beschikbaar.  Als uitgangspunt heb ik de SMARTboard Notebook presentatie gebruikt. Hoewel deze presentatie voor in de les prima is blijkt hij voor een video niet uitgebreid genoeg te zijn. Om de video te stroomlijnen zijn veel meer dia’s nodig dan in een klas situatie. Uiteindelijk heb ik ongeveer 100 dia’s gemaakt voor de uitleg (terwijl 10 in de klas ruim voldoende is). Hierbij is het belangrijk om een logisch verhaal te krijgen en in alle dia’s consequent te zijn. Zo werd de “plank” op een gegeven moment een “balk” wat niet de bedoeling was.

De presentatie heb ik vervolgens afgespeeld (gewoon doorklikken met de pijltjes toetsen) en tegelijk het geheel opgenomen. Hiervoor heb ik de Quicktime functie “Schermopname” gebruikt die in de standaard versie van Quicktime (gebruikte versie 10.1) meegeleverd wordt.

De video heb ik voor leerlingen als download op mijn vak website gezet en ook bij YouTube geüpload. Nu nog even afwachten wat de reacties zijn van de leerlingen.

Uiteindelijk is het een nogal tijdrovend geheel gebleken. En heb ik waarschijnlijk nog niet DE handige manier gevonden om dit te doen. En kan ik nog wat verder experimenteren.

Oplossingen

I think you don’t have to look for solutions outside. Look for solutions within. And listen to people that have the solutions in front of you.

Bron: Bunker Roy: Learning from a barefoot movement (TED-talk)

Games voor onderwijs

In juni 2011 is de website gamesvooronderwijs.nl gestart door Laurens Koppers. Zoals de naam al aangeeft wil Laurens games inzetten in het onderwijs. De eerste game is VillaElektra en gaat over elektriciteit. Na een introductie animatie over de meterkast en de beveiligingen die daar zijn ingebouwd kan in Villa Elektra het geleerde in praktijk gebracht worden. In de Villa moet eerst de meterkast worden ingericht en vervolgens worden in verschillende kamers installaties aangelegd. Als alles goed verloopt krijgt de speler een heus diploma.

Mooi aan deze (flash)animaties is dat ze helemaal in het Nederlands geschreven zijn en gebruik maken van Nederlandse symbolen.

Er is een mooie docentenhandleiding beschikbaar en een leerlingen boekje maar die staan hier niet online. Ik denk dat je daarvoor even contact moet opnemen met Laurens (adres staat op de website).

Any questions? [#anyqs]

In ons huidige onderwijs beginnen we vaak met een vraag. Waar komt de Rijn Nederland binnen, wanneer was de slag bij Waterloo, wat is de oppervlakte van een voetbalveld, hoe snel gaat de TGV, …

Dan Meyer legt in zijn TED presentatie uit waarom dat, in zijn ogen, niet goed gaat. Leerlingen hebben moeite met talige vragen, worden te veel gestuurd met deel vragen, zelfs de gegevens die de leerling krijgt zijn sturend voor een oplossingsrichting. Dus verwijdert hij het teveel aan tekst, haalt de a, b, c vragen weg, laat de gegevens achterwege en uiteindelijk laat hij zelfs de vraag vervallen.

(beeldcitaat)

Bron: perplexity11.mrmeyer.com (met de afbeelding, de opgave zoals die in een boek stond en enkele mogelijke oplossingen)

De vraag dringt zich wel op (hoeveel kaartjes zitten er op één rol, welk getal staat onder het zwarte blokje). De oorspronkelijke opgave geeft wel heel veel sturing bij de oplossingsrichting. Het lijkt er op dat meer leerlingen nu gemotiveerd zijn bij het aanpakken van de opgave. Het is immers geen wedstrijd formule zoeken meer en er zijn ook geen foute antwoorden te geven (er is immers nog niets gevraagd).

Op zijn website is Dan Meyer op 5 mei 2011  begonnen om docenten, die willen beginnen voor een vraag gesteld is, met elkaar in contact te brengen. Hij heeft hiervoor de tag anyqs geïntroduceerd (anyqs, #anyqs, [anyqs], (anyqs), …) zodat er met zoek acties en bijvoorbeeld op Twitter gericht kan worden gezocht naar voorbeelden.

(beeldcitaat)

Met anyqs heeft hij direct een strakke afspraak gemaakt voor het gebruik van deze tag:

Give yourself one photo or one minute of video to tell a mathematical story so perplexing that all of your students will want to know the ending, without you saying a word or lifting a finger.

Hieronder 3 voorbeelden van korte video’s die aangeven hoe je vragen kan oproepen zonder de vragen zelf te stellen. Soms is de video sterk gericht op één vraag, soms geeft de video de mogelijkheid tot het stellen van veel verschillende vragen.

Dan Meyer heeft een korte video gemaakt over de lichtsnelheid naar aanleiding van een simulatie op Wikipedia. Twee vragen komen snel naar boven: welke simulatie geeft het beste aan wat de lichtsnelheid doet en is de tekening met aarde en maan wel in verhouding getekend.

Mylène van ShifingPhases heeft een mooi filmpje gemaakt over een batterij en een lamp. Vragen voor de hand liggen zijn: waarom brandt de lamp, hoe lang brandt de lamp, … Maar ook kunnen er vragen opkomen als: hoe warm wordt de lamp, welke kleur heeft het licht, verandert de kleur na verloop van tijd, waarom zijn de draden niet even dik, waarom hebben de draden niet dezelfde kleur, ….

Scott Haluk heeft een mooie filmpje gemaakt van een driewieler race (eerste verwijzing staat hier, Dan Meyer bespreekt het op zijn blog hier). Bij een wedstrijd komt al gauw de vraag op hoe snel iedereen gaat, maar Scott geeft ook de volgende vragen:

• “if everyone started at the same time, how far apart were they when they started?”
• “what time will each person be passed by the fastest racer?”
• “how long is the race?”

Als je met leerlingen/studenten wilt oefenen in het stellen van vragen (bijvoorbeeld om te komen tot een zinnige onderzoeksvraag) neem dan anyqs eens mee als zoekterm.

And if you can’t find the answers you must be lazy or stupid

When schools had start teaching children that there are some problems that don’t have a correct answer. Stop giving them lists of questions, every single one of which has an answer, and there is an authority figure in the corner behind the teachers desk who knows all the answers.

And if you can’t find the answers you must be lazy or stupid.

When schools stop doing that all the time, I will admit that yes, it’s obvious that trial and error is a good thing.

Tim Harford: Trial, error and the God complex (http://www.ted.com/talks/tim_harford.html)

Dan Meyer over wiskundig redeneren

Dan Meyer geeft in zijn TED presentatie (van alweer een jaar geleden) aan waarom het niet goed gaat met het wiskundig redeneren bij verschillende vakken. Hij constateert 5 symptomen:

1. gebrek aan initiatief (leerlingen beginnen niet vanzelf)
2. het ontbreekt leerlingen aan volharding
3. de materie blijft hen niet bij
4. er is een aversie tegen tekst vraagstukken
5. er wordt snel gezocht naar “een” formule

In nog geen 12 minuten legt hij uit waarom het met tekstboeken vaak mis gaat en komt tot de volgende 5 suggesties om het anders te gaan doen:

1. gebruik multimedia (om de echte wereld in de klas te halen)
2. moedig leerlingen aan hun intuïtie te gebruiken
3. stel de kortst mogelijke vraag
4. laat leerlingen de opgave zelf opbouwen
5. en word minder hulpvaardig

Bij Natuurkunde kan je ook veel zaken praktisch aanpakken (ter vervanging van multimedia). Zelf volg ik de gedachte van Dan Meyer al langere tijd en het is fijn dat iemand het nut van zelf doen ook helder kan analyseren en omschrijven.

Hieronder een voorbeeld van een uitleg over ijken (en specifieker het ijken van een thermometer)

Practicum opdracht

Schrijf een compleet verslag over het meten van de temperatuur van water in een waterkoker. Je krijgt een thermometer. Iedereen meet de temperatuur van het water en na afloop vergelijken we de gemeten temperaturen.

Leerlingen (klas 2) weten wat een compleet verslag is (een titel, tekening, beschrijving wat ze gedaan hebben, beschrijving wat ze gezien hebben, beschrijving van hetgeen ze geleerd hebben). Leerlingen gaan direct aan de slag. Een makkelijkere opdracht hebben ze nog niet gehad. Totdat ze de thermometer krijgen:

Thermometer zonder schaalverdeling

En dan gebeurt er iets merkwaardigs. Sommige leerlingen zien niets en stoppen de thermometer in de waterkoker, andere zien direct dat er iets mist. En dan ontstaat er een gesprek.  ”Meester er missen getallen bij de thermometer” (jeetje dat had ik nog niet gezien). Wat nu. Hoe komen hier getallen bij.  ”Meester hij wijst nu toch nul aan” (dat zou kunnen maar waarom denk je dat). “Meester …”.

Het duurt vaak wel 15 minuten voordat er een gezamelijk idee ontstaat dat er iets moet gebeuren. Een vorige les (bij de wedstrijd: “Wie krijgt water op de hoogste temperatuur” en teken een grafiek) bleek dat kokend water maar 100℃ werd. “Meester kunnen we de thermometer in kokend water stoppen?”

Nu wordt het tijd om de les even stil te leggen. Te vertellen dat het goed is om de thermometer van een schaalverdeling te voorzien. En dat we daar goede afspraken over moeten maken als we willen dat we allemaal dezelfde temperatuur meten. Verschillende schalen (definities hier) komen langs (of zoveel als er tijd is): Rankine, Delisle, Newton, Réaumur, Rømer, Fahrenheit, Celsius en Kelvin (verwijslinks met definities via Wikipedia). In Nederland gebruiken we Celcius. Celcius is ook de eenheid die internationaal gebruikt wordt. We verzwijgen even dat Celcius de schaal andersom bedacht had (met 0℃ bij kokend water en 100℃ bij ijswater).

Leerlingen plakken een stukje schilderstape naast de thermometer.

Thermometer zonder schaal met schilderstape

Krijgen een bak met ijswater. Dan een driepoot, gaasje, brander en een bekerglas om kokend water te maken (denk aan bril, jas en haren). En dan maken ze daar een schaalverdeling tussen (in stapjes van 10 of 5 graden).

Uiteindelijk, na 1 les, weten de leerlingen wat ijken is (niet alleen van een thermometer maar ook van andere meters), weten ze dat er verschillende schalen zijn voor thermometers (en dat de eenheid van belang is) en kunnen ze zelfstandig een thermometer ijken met een Celcius schaal.

Zonder prakticum (in een boek) is dit een heel ander verhaal. En steken leerlingen er minder van op denk ik.

Thermometers ijken

De meeste thermometers worden gebruikt met een schaalverdeling in graden Celsius, dat kun je afkorten naar ˚C. Het aanbrengen en controleren van zo’n schaalverdeling wordt ijken genoemd. Om te kunnen ijken, werkt men met twee vaste punten. Het ene punt komt overeen met een vaste lage temperatuur en de andere met een vaste hoge temperatuur. Bij de temperatuurschaal graden Celsius is het lage punt het smeltpunt van water (0˚C) en het hoge punt het kookpunt van water. (100˚C) Bij het lage punt staat het getal 0 en bij het hoge punt het getal 100. De afstand tussen die twee punten verdeel je tenslotte in 100 punten, en die punten noem je dan graden.

Bron: Wikibooks

IJken

Soms worden de termen kalibreren en ijken met elkaar verward. Met ijken wordt eigenlijk bedoeld: het vergelijken van uw thermometer met een “bekende standaard”. Ijken gebeurd veelal door een officiële instantie die voor dit specifieke gebied geaccrediteerd is.

Bron: T Service

Niets mis met deze teksten, maar met alleen deze teksten is het leerproces waarschijnlijk toch minder effectief.

Didactisch correct

In een eerder bericht kwam de term “didactische correctheid” naar voren. Voor mij is dit een wat onduidelijk begrip.

In Banas (basisvorming natuur-/scheikunde) staat bijvoorbeeld in het hoofdstuk  Elektrische stroom een paragraaf “De kWh-meter”. Deze paragraaf start als volgt:

Inleiding

De elektriciteitsmeter in de meterkast meet het verbuik aan elektrische energie in kilowattuur. Daarom heet deze meter ook wel kilowattuurmeter.

En een bladzijde verder bij de berekening energieverbruik staat een rekenvoorbeeld:

Voorbeeldvraag 1
Een tv heeft een vermogen van 0,1 kW. Je kijkt 3 uur tv. Bereken het energieverbruik.
Oplossing
Energieverbruik (in kWh) = vermogen (in kW) x tijd (in uur)
Energieverbruik = 0,1 x 3 = 0,3 kWh

De vraag die in dit verband beantwoord moet worden: is dit didactisch correct? Oftewel is dit de manier om leerlingen de begrippen kWh meter en energieverbuik te leren.

Hoewel er vak inhoudelijk niet veel mis is met de teksten en het voorbeeld denk ik dat dit toch niet de manier is om leerlingen duidelijk te maken waar het nu echt om gaat. De inleiding bevat wel heel veel informatie die voor leerlingen (in klas 2) niet zonder meer duidelijk is. En het rekenvoorbeeld bevat 2 gegevens die een stukje verder gebruik moeten worden om een antwoord te krijgen zonder dat hierbij begrip of inzicht nodig is.

Dat de gegevens in de methode terecht gekomen zijn geeft aan dat de redactie dit een didactisch correct geheel vindt. Maar naar mijn mening is dit didactisch onbruikbaar.

Om deze begrippen te behandelen krijgen de leerlingen van mij de opdracht om thuis hun meterkast te fotograferen (nog voordat ze aan het hoofdstuk elektriciteit beginnen). Deze foto’s plaats ik op een weblog. Met een digitaal bord zijn dan vele meterkasten te bewonderen en zien leerlingen verschillen. Verschillen in meters, verschillen in netheid van de kast, verschillen bij de zekeringen/stoppen, verschillende soorten meters (ook gas), … En dan heb je een mooi gesprek.

Vervolgens krijgen leerlingen de opdracht om 8 van 10 dagen de meterstanden als commentaar onder de meter te plaatsen. Sommige leerlingen hebben een 1 stand meter, anderen een 2 standen meter, soms analoog, soms digitaal, …

Beeldcitaat

Bron: http://nicolaaslyceum.wordpress.com/2011/05/16/a2a/

Nu de gegevens verzameld zijn komen de vervolg opdrachten: zet de gegevens in een tabel, zet de gegevens in een grafiek, wat kost de elektriciteit in 1 jaar, wat verbruikt een “standaard gezin” en klopt dat een beetje, hoeveel verbruikt een gemiddeld gezin (en wat is een gemiddeld gezin dan), …???

Leerlingen zijn nu al 3 weken bezig met “hun” meterkast en krijgen nu vragen over wat ze daar gezien hebben. Het oefenen met tabellen/grafieken is altijd goed, lastig om te bedenken wat ze moeten doen als er een dag gemist is. Het rekenen gaat lastig omdat ze geen jaar gemeten hebben en ze ook niet precies weten wat ze nu hebben opgeschreven. En moet je de gegevens nemen van dag 1 en dag 7 of dag 1 en dag 8 om een week uit te rekenen. Ook weten ze niet wat elektriciteit eigenlijk kost, wat een gemiddeld gezin is enz.

Uiteindelijk weten leerlingen dat “hun” elektriciteitsmeter de elektrische energie meet in kWh en hoe je de kosten kan uitrekenen.

De vervolgvragen gaan over de “zekeringen/stoppen”. Waarom zitten die in de kast, waarvoor dienen ze, wat zijn de groene schakelaars, enz. En dan komen begrippen als kortsluiting, aardlekschakelaar, randaarde en overbelasting naar voren. Moeten ze uitzoeken hoe ze bijvoorbeeld overbelasting uit kunnen rekenen, en komen ook berekeningen van energie = vermogen x tijd naar voren en vinden ze uit dat deze grootheden ook eenheden hebben die van belang zijn.

Hoewel het wellicht een uiterst langzaam proces lijkt ten opzichte van de regels in het boek blijken leerlingen na een gedegen start die uitgaat van eigen observaties, de verdere paragrafen sneller en met meer inzicht te doorlopen.

Voor mijn lessen is de tweede manier didactisch correcter. Maar tegelijkertijd zijn deze lessen ook alleen maar passend bij mij, met mijn leerlingen op mijn school.

Maar “mijn” manier van lesgeven zal niet snel in een methode terug te vinden zijn. Het is lastig uit te leggen voor een uitgever wat een docent moet doen. Ze vullen er geen bladzijden mee omdat leerlingen veel zelf uit moeten zoeken.

Een Wikiwijs keurmerk met als eis dat lesmateriaal “didactisch correct” moet zijn lijkt me moeilijk te hanteren. Ook is de kans groot dat inzichten veranderen en er aanpassingen nodig zijn van het begrip “correct”. Wel zouden er verschillende didactische vormen gedefinieerd kunnen worden om het lesmateriaal te labelen.

Is mijn manier van lesgeven didactisch correcter?

Leerlingen die zelf op ontdekking uitgaan leren vaak meer dan kinderen die geïnstrueerd worden.

Bron: Wilfred Rubens die verwijst naar een MIT studie (aanpassing van mij).

En hoewel het hier gaat om jongere kinderen die uit moeten zoeken hoe een apparaat moet werken denk ik dat het principe van zelf doen, zelf ontdekken ook beter werkt voor wat oudere leerlingen.