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.
Bernard Blogt 