Skip to article frontmatterSkip to article content
Site not loading correctly?

This may be due to an incorrect BASE_URL configuration. See the MyST Documentation for reference.

Lezingen

Grensoverschrijdende vakvernieuwing

Drs. H. van Bergen, drs. T. Goris en drs. C. Suos

University College TU Eindhoven

Onderwijsvernieuwing doe je niet alleen. Zeker niet bij een vakgebied als natuurkunde, dat immers op wetenschappelijk vlak continu in ontwikkeling is. Onderwijs- of vakvernieuwing is dan ook een mooie aanleiding om grensoverschrijdend te werk te gaan. Grensoverschrijdend houdt hier het volgende in: bij de vakvernieuwing wordt zowel samengewerkt over de grenzen van de eigen instelling heen als binnen de school met collega’s uit andere disciplines.

In de lezing wordt ingegaan worden op beide, bovengenoemde manieren van grensoverschrijdende samenwerking. Eén en ander wordt gekoppeld aan de ontwikkeling van het nieuwe bètavak ‘Natuur, Leven en Technologie’. Dit vak bevat een grote natuurkundige component. Aan de hand van de ontwikkeling van een vwo-module ‘MP3-speler’ zal duidelijk worden hoe VO-scholen met een HBO- en een WO-instelling samenwerken én wat de meerwaarde van deze samenwerking is.

Iedere instelling brengt namelijk specifieke kennis in. Het VO is uitermate goed op de hoogte van leerlingencultuur en interesses van leerlingen. Deze kennis zet het VO in voor de daadwerkelijke ontwikkeling van de module. De HBO-lerarenopleiding levert de benodigde didactische en onderwijskundige input, terwijl het WO - in dit geval een TU - voor de technische expertise, specifieke vakkennis en laatste wetenschappelijke ontwikkelingen zorgt.

Tevens komt aan bod hoe binnen een VO-school de vaksecties natuurkunde en wiskunde de handen ineenslaan bij de ontwikkeling van de module ‘MP3-speler’.

De samenwerking tussen genoemde onderwijsinstellingen is niet iets dat pas de laatste tijd is ontstaan. Inmiddels wordt al teruggekeken op jaren van constructieve samenwerking. Naast het voorbeeld van de ‘MP3-speler’ zijn er ook tal van andere good practices, zoals het vernieuwende project ‘Het Studentencafé’ en een lesmodule ‘Robotica’. Kortom, voor VO-scholen liggen de kansen en mogelijkheden met vervolgopleidingen voor het oprapen.

NiNa: Werk in Uitvoering

E. van den Berg

AMSTEL Instituut, Universiteit van Amsterdam

Voorwoord

Het grootste deel van dit verslag verscheen eerder in NVOX in februari en maart 2007. De NVOX redactie gaf toestemming om het verslag ook op deze Woudschoten CD te publiceren... waarvoor hartelijk dank.

De medeauteurs van de NVOX artikelen hebben dus ook bijgedragen aan dit verslag. Dank aan Maarten Pieters en Chris van Weert (beiden AMSTEL Instituut, Universiteit van Amsterdam) en Harrie Eijkelhof (Freudenthal Instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Utrecht).

Prelude: schitterend vak

Aan het begin van de lezing deden we letterlijk wat ochtendgymnastiek met het begrip zwaartepunt (Berg, 2007). We werden herinnerd aan de ontelbare natuurkundeverschijnselen in het dagelijks leven in figuur 1 en 2 van regenbogen waaronder één met een zout water effect. De exotische kant van de natuurkunde wordt geïllustreerd in figuur 3 van botsende galaxieën. Daaruit kon men door middel van gravitatielenseffecten vaststellen dat zwaartepunten van beide galaxieën niet samenvielen met wat men op grond van zichtbare en stralende materie zou concluderen ... een sterke aanwijzing voor het bestaan van donkere materie en andere mysteries in het vak. Figuur 4 van studenten in een ‘physics on stage’ presentatie laat iets zien van de onbeperkte didactische mogelijkheden.

Figuur 5 (http://www.ohs.osceola.k12.fl.us/teachers/animals/rljclizard/) laat de basilisk salamander zien die over water loopt! Er zijn films in omloop. Natuurkunde is zo’n schitterend vak. Overal om ons heen vinden we natuurverschijnselen ter illustratie. Bijna dagelijks zijn er spectaculaire ontdekkingen en technische uitvindingen in het nieuws. Er zijn talloze pakkende begripsdemonstraties die nauwelijks voorbereiding kosten. ICT waaronder applets, videometen, Coach, en modelleren biedt ongekende mogelijkheden voor presentatie van realistische fysica. Waarom wordt natuurkunde dan toch zo negatief beoordeeld door leerlingen wereldwijd (Jenkins, 2006)? Focusseren we te eenzijdig op de wiskundige aspecten? Laten we ons opsluiten in de examenvoorbereiding en maken we dan geen gebruik van de motivatie mogelijkheden van ons vak? Sommige spectaculaire motivatie demo’s kosten maar 1 of 2 minuten! Of kunnen al onze tricks de hedendaagse leerling niet meer interesseren en zijn we dinosaurussen geworden? Nee toch?

De curriculumveranderingen van de komende jaren geven een gelegenheid om opnieuw naar ons vak te kijken en te zien hoe we de opwindende natuurkundige en didactische mogelijkheden van het vak kunnen inbouwen in een curriculum voor de tieners van nu.

Fig. 1: Regenbogen

Fig. 1: Regenbogen

www.atoptics.co.uk/

Figuur 2: Regenboog waarbij een deel veroorzaakt wordt door opspattend zout water met een grotere brekingsindex

Figuur 2: Regenboog waarbij een deel veroorzaakt wordt door opspattend zout water met een grotere brekingsindex

www.atoptics.co.uk/

Figuur 3: Galaxieën na botsing. Via gravitatielens effecten is bepaald dat de zwaartepunten van deze galaxieën verder van elkaar afliggen dan men op grond van licht/straling zou concluderen. Dit wordt opgevat als een aanwijzing voor het bestaan van donkere materie.

Figuur 3: Galaxieën na botsing. Via gravitatielens effecten is bepaald dat de zwaartepunten van deze galaxieën verder van elkaar afliggen dan men op grond van licht/straling zou concluderen. Dit wordt opgevat als een aanwijzing voor het bestaan van donkere materie.

Figuur 4: Mijn Filippijnse studenten in een soort van Physics on Stage met een show van natuurkunde experimenten in kanibalensetting.

Figuur 4: Mijn Filippijnse studenten in een soort van Physics on Stage met een show van natuurkunde experimenten in kanibalensetting.

Figuur 5: De basilisk salamander oftewel Jezus salamander uit Zuid-Amerika

Figuur 5: De basilisk salamander oftewel Jezus salamander uit Zuid-Amerika

NiNa Opdracht

Nieuwe Natuurkunde (NiNa) heeft de opdracht een nieuw examenprogramma te ontwikkelen en uit te proberen in examenscholen in de periode 2007 - 2010. Op grond van experimenten in de examenscholen wordt in 2010 een uiteindelijke versie van het examenprogramma vastgesteld door de minister. Voor het uitproberen van het nieuwe examenprogramma wordt door NiNa voorbeeldlesmateriaal gemaakt dat vanaf eind 2007 op www.natuurkunde.nl zal verschijnen. Bij invoering van het nieuwe examenprogramma - na 2010 - kunnen leerboekauteurs en docenten hun eigen materiaal maken of kiezen.


NiNa Tijdpad
2004/2006 Visiedocument en veldconsultaties 2006/2008 Ontwikkeling lesmateriaal/uitproberen 2007 Experimenteel examenprogramma


Examenprogramma en syllabus

Het nieuwe examenprogramma zal bestaan uit drie delen: a) een globaal examenprogramma met één eindterm per onderdeel, b) een syllabus voor het CE-deel met de details zoals die nu in het officiële examenprogramma staan en c) een handreiking voor het SE-deel die niet bindend is. Het nieuwe globale examenprogramma zal gaan gelden voor een langere periode. De syllabus voor het CE kan zonder het parlement te storen van tijd tot tijd worden aangepast. Een voorversie van de globale NiNa-examenprogramma’s circuleert inmiddels. Een CEVO-commissie buigt zich binnenkort over de syllabusdetails voor NiNa-examenscholen. De uiteindelijke versie van globale eindtermen en een gedetailleerde syllabus worden in 2010 aangeboden aan de minister, dus na een uitgebreid evaluatietraject in havo en vwo NiNa-examenscholen.

Randvoorwaarden

Vanaf 2007 krijgt natuurkunde in het vwo 480 slu en in de havo 400 slu toebedeeld (tabel 1). Dat was in het vwo 360 slu voor het NG-profiel en 560 slu voor het NT-profiel. In de havo krijgt natuurkunde 400 slu. Dat was resp. 240 en 440 slu. Anw is dan niet langer verplicht en natuurkunde moet daar wat van overnemen. Het nieuwe curriculum zal dus minder slu’s bevatten dan het huidige programma voor N1 + N2. Ook is natuurkunde met ingang van 2007 niet verplicht in het NG-profiel. Gelukkig lijkt het er wel op dat veel opleidingen (zoals biologie en medicijnen) natuurkunde zullen eisen.

Tabel 1: SLU’s en uren voor natuurkunde


Schooltype/profiel 1998 studiehuis 2007 en NiNa Jaaruren voorbeeld havo NG 240 400* 3, 4 havo NT 440 400** 3, 4 vwo NG 360 480* 2 of 3, 3, 3 vwo NT 560 480 2 of 3, 3, 3


*Niet verplicht**Inclusief indaling anw\

Een tweede voorwaarde van het ministerie is dat in het centraal eindexamen (CE) slechts 60% van het programma wordt getoetst, terwijl de overige 40% via schoolexamens getoetst wordt. Voor een hiërarchisch vak als natuurkunde met veel begrippen die over de hele breedte van het vak een rol spelen, is die 60/40-verdeling behoorlijk lastig. Door het ontbreken van een gedetailleerde syllabus zullen docenten bij de uitwerking van SE-eindtermen altijd veel meer vrijheid hebben dan bij de CE-eindtermen. Voor de CE- eindtermen geldt overigens dat de keuze voor leerstofplanning en didactiek aan de school is. Het examenprogramma schrijft alleen inhoud voor.

Tijdens het uitprobeertraject met examenscholen worden alle eindtermen met voorbeeldmateriaal gedekt, zowel die voor het CE als die voor het SE. Na 2010 worden voor het SE alleen globale eindtermen vastgesteld en zijn docenten vrij hoe ze die 40% gestalte geven, welke natuurkunde ze geven, hoe ze dat doen, en hoe resultaten getoetst worden. Er komen bijvoorbeeld NiNa-modules Weer en Klimaat voor havo en vwo, maar de eindtermen in het examenprogramma zijn zo geformuleerd dat deze modules voor het schoolexamen vervangen kunnen worden door andere geofysische onderwerpen.

Waarom Nieuwe Natuurkunde?

Een project als Nieuwe Natuurkunde heeft allereerst de bedoeling van ontwikkelingen in het vak natuurkunde zelf en in de didactiek ervan te oogsten. Om de zoveel tijd moet je ruimte nemen om bestaande en nieuwe ideeën in pilots verder uit te werken. Je moet aangeven welke ruimte in het examenprogramma moet worden geschapen om zulke ideeën meer kans te geven. Het accent in het natuurkundig onderzoek is de afgelopen jaren in een meer interdisciplinaire richting geschoven. Het onderzoeksinstituut AMOLF en Philips Research hebben hun natuurkundige onderzoeksprogramma’s duidelijk omgebogen naar onderzoek van levende materie. Dit gebeurt op schalen van biomoleculen tot het functioneren van organismen. Ook didactisch is er van alles gebeurd, zowel in ontwikkelprogramma's als PMN en Probleemgestuurd leren als in de praktijk van talloze docenten, zoals via de jaarlijkse conferentie van de werkgroep natuurkundedidactiek en in NVOX zijn uitgewisseld. En dan zijn er de ontwikkelingen op ICT-gebied, die andere vormen van practica mogelijk maken, en modelleren door leerlingen.

Het ministerie was te motiveren tot een investering in een meerjarig ontwikkelprogramma met een beroep op de afnemende populariteit van natuurkunde en aanverwante studierichtingen. Een aantrekkelijk natuurkundeprogramma kan op positieve wijze bijdragen aan het beeld dat men van natuurkunde heeft. Evaluaties in Nederland (met name de SLO-studie Verder met natuurkunde uit 2002) en in het buitenland (bijvoorbeeld het internationale survey ROSE: Relevance Of Science Education, Jenkins 2006) laten zien dat leerlingen en docenten niet onverdeeld gunstig oordelen over het schoolvak natuurkunde. Integendeel, natuurkunde heeft in dergelijke onderzoeken gewoon een slecht imago. Alle reden dus om het goede te versterken en het slechte te verbeteren.

NiNa begon als een initiatief dat vooral een nieuw examenprogramma zou ontwikkelen, maar het ministerie stelde al snel de eis dat een dergelijk nieuw programma dan ook in zijn geheel in minstens één voorbeelduitwerking getoetst zou worden op haalbaarheid. Gezien de faciliteiten die het project krijgt, blijft het ook bij één voorbeelduitwerking, al zou het experimenteren met verschillende alternatieven voor onderdelen de voorkeur hebben. We zullen in het project nu in elk geval de realiseerbaarheid nagaan van nieuwe inhoud die de Commissie Vernieuwing Natuurkundeonderwijs voorstelt, en van een paar didactische ideeën. Verder wordt getoetst of een geheel van oude en nieuwe onderwerpen in de tijd haalbaar is en voldoende kwaliteit heeft. Die kwaliteit wordt bepaald aan de hand van verschillende zaken, zoals resultaten op de NiNa-eindexamens (die van vergelijkbaar niveau als de reguliere examens zullen zijn), maar ook van het oordeel van docenten en leerlingen die ermee werken. Daarin kan dan ook de vraag betrokken worden of de nieuwe programma's inderdaad die leerbare en prikkelende natuurkunde mogelijk maken die wordt geambieerd.

Context - concept

De push voor een context-conceptbenadering komt vooral van scheikunde, o.a. vanwege succesvolle ervaringen in buitenlandse programma’s als Salters (UK), Chemistry in de Community (USA) en Chemie im Kontext (Duitsland). Het doel van dergelijke programma’s is in de eerste plaats het ontwikkelen van scientific literacy in leerlingen opdat ze als burger goed kunnen functioneren in de huidige technologische samenleving. Van de Salters-cursus is bekend dat dit niet ten koste is gegaan van wetenschappelijke voorbereiding op studies die scheikunde vereisen (Bennett et al., 2005).

De natuurkunde in ons land heeft al 35 jaar ervaring met contexten (PLON, eindexamens, et cetera) en er wordt genuanceerd gedacht over nut, functie, en gebruik van contexten. NiNa heeft ervoor gekozen voor sommige onderdelen van de natuurkunde wel en voor andere onderdelen niet een leidende context te kiezen. Bovendien is het contextbegrip ruim geïnterpreteerd en wordt bijvoorbeeld sterrenkunde als context gekozen voor atoomfysica. Begrippen als absorptie, emissie en energieniveauschema kunnen uitstekend worden geïllustreerd in de altijd populaire context van sterrenkunde. Met zoveel leerlingen die richting medicijnen willen en met de huidige heroriëntatie van natuurkunde in de richting van levenswetenschappen, is naar het oordeel van NiNa het thema gezondheid een belangrijke context.

Wat betekent dit voor het natuurkundeonderwijs? We moeten ons hele repertoire aan motivatiestrategieën uit de kast halen. Dat zijn proefjes/demonstraties, practica, applets/flashlets, ICT, voorbeelden uit het dagelijks leven en voor bepaalde onderwerpen zullen dat ook contexten zijn.

Ontwikkeling van voorbeeldmateriaal voor het concept-havoprogramma

Het concept-examenprogramma havo zoals dat in de periode 2007-2009 zal gaan gelden voor de NiNa-examenscholen is kort samengevat in tabel 2. De verdeling tussen SE en CE kan nog veranderen. De onderwerpen uit de examenprogramma’s staan nog niet op lesvolgorde. De voorbeelduitwerking zal starten met Meten en Regelen. Het subdomein Medische beeldvorming komt in klas 5.

In het voorbeeldmateriaal zal bij de volgende domeinen met contexten worden gewerkt die niet strikt fysisch zijn: Beeld en geluid, Materialen, en Menselijk lichaam. Daar zal het duidelijkst sprake zijn van nieuwe inhoud.

Voor Beweging en energie (mechanica) wordt lesmateriaal ontwikkeld met een conceptuele leerlijn en toepassingen in meerdere contexten, zoals we dat in het huidige programma gewend zijn. Bij het domein Aarde en heelal zijn er twee deelgebieden. De module Aarde en klimaat zal gaan over weer en klimaat. Daarin komen begrippen als warmte, temperatuur, gassen en vloeistoffen aan de orde. De module Zonnestelsel en heelal kan bestaan uit een ANW-module over het heelal, of kan gaan over sterrenspectra, absorptie en emissie, en atoomfysica. Het domein Menselijk lichaam wordt uitgewerkt in voorbeeldmateriaal over sport en natuurkunde. Daar is al veel materiaal voor dat kan worden gebruikt. Meten en regelen zal schakelingen met meten en regelen integreren en daarvoor domotica als context nemen. Het woord domotica is een samentrekking van domus (woning) en telematica ... het slimme huis. In het lesmateriaal gaat het dan om schakelingen en meet- en regel toepassingen thuis, bijvoorbeeld in verband met zorg voor ouderen.

Tabel 2. Examenprogramma havo in de NiNa-uitprobeercyclus 2007 - 2009

+-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | domeinen uit | | uren in het | | | het | | project voor de | | | concept- | | modules en voor | | | examenprogramma | | algemene | | | van de | | aspecten | | | Commissie | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | Domein | Subdomeinen / | SLU CE | SLU SE | | | Voorbeeld | | | | | modules | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | B. Beeld- en | 1. |   | 30 | | g | Infor | | | | eluids-techniek | matieoverdracht | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | 2. Medische | 30 |   | | | beeldvorming | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | C. Beweging en | 1. Kracht en | 30 |   | | energie | beweging | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | 2. | 30 |   | | | Ene | | | | | rgieomzettingen | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | D. Materialen | 1. | 30 |   | | | Eigenschappen | | | | | van materialen | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | 2. Functionele | 30 |   | | | materialen | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | E. Aarde en | 1. | 30 |   | | heelal | Zonnestelsel & | | | | | heelal | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | 2. Aarde en |   | 30* | | | klimaat | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | F. Menselijk | 1. Gezondheid |   | 30 | | lichaam | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | G. Meten en | 1. Gebruik van | 30 |   | | regelen | elektri-citeit | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | | 2. Technische |   | 30* | | | automatisering | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | H. Natuurkunde |   |   | 30 | | en ontwerpen | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | Practicum en |   |   | 30 | | praktische | | | | | opdrachten | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | Exam |   |   | (40) | | envoorbereiding | | | | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ | Totaal |   | 210 | 190 | +-----------------+-----------------+-----------------+-----------------+ *Keuze (een van de twee)

Ontwikkeling van voorbeeldmateriaal voor het concept-vwoprogramma

Tabel 3 laat zien dat in het vwo-programma minder leidende contexten zijn benoemd dan bij het havo. Beweging en wisselwerking (mechanica) en de keuzemodules Quantumwereld en Relativiteitstheorie hebben geen leidende context, maar er komen natuurlijk wel toepassingen in. De module Elektromagnetische straling en materie gebruikt sterrenkunde als context voor fysische onderwerpen als atoomfysica, absorptie/emissie en energieniveauschema’s. Dat kan heel goed, er zijn veel buitenlandse sterrenkundeboeken die weinig fysische voorkennis veronderstellen en atoommodellen uitleggen aan de hand van sterrenspectra. Kortom, moderne natuurkunde in de context sterrenkunde. Dit patroon wordt voortgezet in een module Kern- en deeltjesprocessen die de context kosmische flitsen gebruikt voor elementaire deeltjes. De module wordt ontwikkeld door een HiSparc-team uitgaande van het materiaal van het Project Moderne Natuurkunde. De inhoudelijke vernieuwing van het vwo-programma zit ook in onderwerpen als Communicatie en Medische beeldvorming, Biofysica, en Geofysica. Verder is nieuw dat onderwerpen als quantumfysica en relativiteit aan de orde kunnen komen, zij het als keuzemodules. De module Quantumwereld bestaat uit de eerste drie hoofdstukken van het Project Moderne Natuurkunde (PMN), dat momenteel door ruim 40 scholen wordt gebruikt met een eigen centraal eindexamen en schoolexamen. PMN was gericht op NT-leerlingen. Enkele PMN-paragrafen kunnen worden vervangen door een NG-vriendelijkere versie. Ook het voorbeeldmateriaal voor Geofysica en Relativiteitstheorie komt uit bestaande keuzecursussen die verder worden ontwikkeld. Het voorbeeldmateriaal over Biofysica behandelt transportverschijnselen op celniveau en de vraag hoe deze grenzen stellen aan verschijnselen op macroniveau zoals in sport, kunst, en circus (zie kader).

Tabel 3. Examenprogramma vwo in de NiNa uitprobeercyclus 2007 - 2010


domeinen uit het concept-examenprogramma van de Commissie uren in het project voor de modules en voor algemene aspecten
Domein Subdomeinen/Voorbeeldmodules SLU CE SLU SE B. Communicatie 1. Informatieoverdracht 30   2. Medische beeldvorming   30 C. Beweging en wisselwerking 1. Kracht en beweging 30   2. Energieomzettingen 30   3. Gravitatie 30   D. Lading en veld 1. Elektrische systemen 30   2. Elektrische en magnetische velden 30   E. Straling en materie 1. Eigenschappen van stoffen en materialen   30 2. Elektromagnetische straling en materie 30   3. Kern- en deeltjesprocessen 30   F. Quantumwereld en relativiteit 1. Quantumwereld   30* 2. Relativiteitstheorie   30* G. Leven en aarde 1. Biofysica   30* 2. Geofysica   30* H. Natuurwetten   30   Technisch ontwerpen     30 Practicum en praktische opdrachten     30 Examenvoorbereiding     30 Totaal   270 210


*Keuze (twee van de vier)

Practicum en technisch ontwerpen

In het studiehuis is practicum vaak het kind van de rekening geworden. Bij de ontwikkeling van de NiNa-modules wordt er daarom naar gestreefd altijd practicumactiviteiten in te bouwen.

Daarbij zijn zowel voor havo als vwo 30 slu begroot voor een leerlijn practicum en onderzoek, waarin gebruik wordt gemaakt van leerstof uit de modules, maar het accent ligt op practicum- en onderzoeksvaardigheden. Ook voor technisch ontwerpen is 30 slu apart begroot, te besteden aan een leerlijn ontwerpvaardigheden, gebruik makend van leerstof uit de modules. Die 30 slu worden verspreid over de leerjaren ingezet. Op deze wijze kan een ontwerpopdracht twee doelen dienen: toepassing en consolidatie van begrippen en oefening in technisch ontwerpen.

Begrippen

De ruggengraat van natuurkunde wordt gevormd door een beperkt aantal breed toepasbare begrippen die als intellectueel gereedschap kunnen dienen voor het leven. In de les verdrinkt begrip nogal eens in het rekenen. Door integratie van conceptuele vragen en oefeningen in modules en door een iets sterkere nadruk op begrip en uitleggen in toekomstige examens, hopen we het begrijpen van natuurkunde te bevorderen. Maar de echte bijdrage daartoe moet uiteraard komen van de docent in de klas. Als voorbeeld noemen we de prachtige uitleg en conceptuele vragen in Hewitt’s Conceptual Physics.

Ontwikkelaars en examenscholen

Na de veldraadpleging over het NiNa-visiedocument meldden zich 58 scholen en 70 docenten voor een rol als ontwikkelaars/schrijvers, uitprobeerders, meedenkers, en examenschooldocenten. Daarvan zijn er nu 22 actief als schrijver, 25 als meedenker/uitprobeerder, terwijl er nog 25 tussen de coulissen staan om komend jaar modules uit te proberen. Er zijn ongeveer 20 universitaire experts en vakdidactici betrokken. Verder verwachten we ongeveer 12 examenscholen.

Elk ontwikkelteam bestaat uit een docent-schrijver, enkele docenten-meedenkers/uitprobeer- ders, een coördinator -- vaak maar niet altijd van een vakdidactiekafdeling -- en een expert in het vakgebied. De ontwikkeling van voorbeeldmateriaal is dus sterk decentraal, gericht op een gevarieerde input van veel docenten en scholen. Bij het uitzetten van een ontwikkeltraject hebben we ook gekeken naar materiaal dat reeds voorhanden is.

Een redactie bewaakt kwaliteit en een zekere uniformiteit van het decentraal ontwikkelde materiaal.

Medewerking

Lesmateriaal dat past onder de geschetste onderwerpen (tabellen 1 en 2) is welkom. Als u geschikt lesmateriaal heeft of tegenkomt, wilt u ons daarop attenderen? Dat lesmateriaal kan een complete module zijn, maar ook uw favoriete werkblad, applet, of practicum, of een collectie conceptuele vragen.


Voorbeeldmateriaal over transport in de cel en effecten op macroschaal
(onderdeel van Biofysica)
Menselijke cellen hebben typische afmetingen van 30 mm (foto 6). In die cellen bevinden zich allerlei soorten moleculen.


Literatuur

Bennet, J., Grasel, C., Parchmann, I., Waddington, D. (2005). Context-based and contentional approaches to teaching chemistry: comparing teachers’ views. International Journal of Science Education, 27(13), 1521-1547.

Berg, E. van den (2003). Eerst begrip kweken, dan pas rekenen: Voorbeelden uit Hewitt’s Conceptual Physics. NVOX, 28(1), 30-32.

Berg, E. van den (2007). Zwaartepuntdemonstraties: een prettige combinatie van lach en begrip. NVOX, 32(2), 56-58.

Hewitt, P. (2006). Conceptual Physics. 10e druk. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall.

Jenkins, E.W. (2006). The student voice and school science education. Leeds: Studies in Science Education, Vol 42.

Muller, M. (2005). Transportverschijnselen in de cel. Amsterdam: collegedictaat UvA.

Oud, O., Rickards, G. (2003). Biologie Buiten het Boekje, Module 2: DNA en Eiwitten. Universiteit van Amsterdam en University of Wellington.

Technisch ontwerpen in ‘nieuwe natuurkunde’ en NLT

C. de Beurs

Amstel Instituut, Universiteit van Amsterdam

In het visiedocument ‘Natuurkunde leeft’ van de Commissie Vernieuwing van het Natuurkundeonderwijs havo/vwo wordt over technisch ontwerpen onder andere het volgende opgemerkt (blz. 8):

Natuurwetenschap en techniek hebben een verschillende oriëntatie. De opbrengst van natuurwetenschappelijk onderzoek is kennis, de opbrengst van technische ontwerpactiviteiten bestaat uit producten. Voor leerlingen weerspiegelen deze verschillen in gerichtheid ook verschillen in motivatie. Ontwerpproblemen kennen geen unieke oplossingen. Om alternatieve uitwerkingen op hun effectiviteit te kunnen beoordelen, is kennis van materialen en constructies nodig. Zo kan een ontwerpvraag een motiverende context bieden die bijdraagt aan het leren van natuurkundige begrippen en modellen.
Traditioneel wordt binnen de natuurwetenschappelijke vakken veel aandacht besteed aan de manier waarop natuurwetenschappers door onderzoek kennis verwerven. Technisch ontwerpen als bezigheid van ingenieurs is tot nu toe weinig van de grond gekomen. Toch waarderen veel leerlingen technische-ontwerpactivi-teiten, omdat zij daarin zelfstandig, actief en creatief kunnen leren. In het bijzonder het profiel NT, zowel bij havo als vwo, zou meer aantrekkingskracht kunnen krijgen door een duidelijke plaats van technisch ontwerpen in het programma naast onderzoeken.

Vanuit ervaringen sinds 1997 in landelijke projecten als Techniek 15+, Techniek 12+ en ‘Ontwerpen voor duurzaamheid’ wil ik een didactische leerlijn schetsen en aan de hand van praktijkvoorbeelden laten zien hoe technisch ontwerpen kan bijdragen aan vakoverstijgend leren en aan het motiveren van jongens en meisjes voor bèta en techniek.

Tevens probeer ik antwoorden te formuleren op de volgende vragen: Waarom technisch ontwerpen? Hoe kunnen we creativiteit/divergent denken bevorderen? Hoe kan technisch ontwerpen leerlingen helpen bij het leren van natuurkunde? Is technisch ontwerpen alleen iets voor havoleerlingen? Zijn ook meisjes hiervoor te motiveren? Welke mogelijkheden bieden de conceptprogramma’s voor ‘nieuwe natuurkunde’ en NLT?

Teaching for scientific literacy: some reflections on the Twenty First Century Science project

P. Campbell & R. Millar

University of York

The *Twenty First Century Science * project provided a major opportunity to develop and evaluate a curriculum structure that recognises and addresses the tension between two distinct purposes of school science: developing students’ scientific literacy, and providing a sound foundation for more advanced study. Hitherto, the latter has had a dominant influence on curriculum design in the UK, despite the fact that only a minority of students require this kind of understanding of science. Designed for use in the final two years of the English national curriculum (students aged 15-16), it splits the 20% time allocation for science at this stage into two equal components: a core course (GCSE Science) with a clear scientific literacy emphasis, and two optional courses (GCSE Additional Science, and GCSE Additional Applied Science) which provide a basis for progress to more advanced study in a science subject. This suite of courses has been piloted in 78 schools from 2003-6. The curriculum model has been adopted for the new science national curriculum, which came into force in September 2006. Around 25% of maintained schools are now following a science programme based on revised versions of the courses and materials piloted.

This lecture will explain the Twenty First Century Science curriculum model, and outline the rationale for the different courses within it. It will also briefly summarise the main findings of the studies set up to monitor and evaluate the pilot. In a workshop after the lecture, there will be an opportunity to look in more detail at a sample of the teaching materials developed for the course, and at how student attainment is assessed.

Bruggen tussen Natuur en Maatschappij

R.H. Dijkgraaf

Universiteit van Amsterdam, lid Profielcommissie N&T / N&G

ontwerpadvies Bruggen tussen Natuur en Maatschappij van de Profielcommissies N&T / N&G en E&M /C&M gepresenteerd. Dit ontwerpadvies is aan alle conferentiedeelnemers in druk uitgedeeld. Het ontwerpadvies is - zowel samengevat als integraal - ook te vinden op:

Physics in Context - Towards improving physics instruction in Germany

R. Duit

IPN - Leibniz Institute for Science Education, Kiel, Duitsland

German students did not well in the international monitoring studies TIMSS and PISA. A nation wide videostudy on the practice of German physics instruction revealed that German teachers’ thinking about ‘good’ physics instruction as well as their actual classroom behaviour are quite far from conceptions of good instruction that result from educational research. German teachers’ thinking about instruction is rather focussed at just the science content neglecting nearly totally students’ ways of thinking and learning. Instruction is very teacher dominated. Explicit support of student learning is seldom observed. Students rarely have a chance to find out something by themselves. Various initiatives in Germany have been established the past years to improve the situation by addressing the shortcomings revealed. Physics in Context is a nation wide program to improve physics teaching. Some 160 teachers participate in the program. Major concern is to improve teachers’ thinking about good instruction as well as their instructional behaviour by developing and evaluating instructional materials. The basic aims read as follows: (1) Developing a new (constructivist) culture of teaching and learning; (2) Improving students’ competencies of thinking and working like scientists and to use physics knowledge in everyday life contexts; (3) Integrating topics of modern physics and technologies. Physics educators coach the work in the school sets. Brief summaries of research on teaching and learning science (piko letters) as well as workshops are provided to make the teachers familiar with recent research findings on teaching and learning.

Met het oog op samenhang: afstemming tussen vijf vernieuwingscommissies

H.M.C. Eijkelhof

Natuurwetenschappen, Universiteit Utrecht

Samenhangend onderwijs wordt van veel kanten bepleit. Wie kan daar ook op tegen zijn? Niet altijd is echter duidelijk wat daarmee wordt bedoeld en wat dit in de praktijk zal kunnen betekenen. In deze voordracht wil ik ingaan op het belang van samenhang in het onderwijs in de bètavakken, zonder de betekenis van disciplinair onderwijs uit het oog te verliezen. Vervolgens sta ik stil bij de huidige situatie in Nederland en bij de activiteiten van de vijf vernieuwingscommissies op dit gebied. Ik eindig met een blik op de toekomst.

Belang van samenhang

Samenhang kan vanuit verschillende perspectieven beschouwd worden: (1) in de wetenschap, (2) in de samenleving en (3) in het hoger onderwijs.

In de wetenschap zien we in toenemende mate dat onderzoekers vanuit verschillende disciplines met elkaar samenwerken. Zo stelt het Amsterdamse FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (http://www.fom.nl/live/onderzoek/instituten/amolf.pag) zich ten doel o.a. fundamenteel onderzoek te verrichten op het terrein van door levenswetenschappen geïnspireerde fysica, naast de langer bestaande traditie op de gebieden atoom-, molecuul- en optische fysica, en fysica van gecondenseerde materie. In de jaarboeken van FOM (http://www.fom.nl/live/overfom/jaarboek.pag) zijn tal van interdisciplinaire studies op toegankelijke wijze beschreven.

Door NWO, de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek zijn interdisciplinaire onderzoeksthema’s geformuleerd, gekoppeld aan kennisbehoeften in de samenleving. Voorbeelden hiervan zijn: Fundamenten van levensprocessen, Systeem Aarde, Nanowetenschappen, Opkomende technologieën, en Cognitie en Gedrag. Op de site van NWO (http://www.nwo.nl/nwohome.nsf/pages/NWOP_5SRC7G) worden deze thema’s nader uitgewerkt en daarin valt te lezen dan natuurkundigen op veel van deze terreinen een belangrijke rol spelen.

Ook in mijn eigen faculteit Bètawetenschappen zie ik steeds inniger vormen van samenwerking tussen wiskundigen, biologen, schei- en natuurkundigen, informatici, farmaceuten en biomedici, zodanig dat ook nieuwe groepen en zelfs instituten ontstaan.

In het Hoger Onderwijs zien we in de bachelorfase tegenwoordig niet alleen disciplinaire opleidingen (zoals natuurkunde, scheikunde, biologie en wiskunde) maar ook interdisciplinaire zoals natuurwetenschappen, milieu-natuurwetenschappen, moleculaire levenswetenschappen, biomedische technologie en psychobiologie. Disciplinaire opleidingen bevatten nu vrijwel altijd ook mogelijkheden voor minoren: samenhangende pakketten van vakken die vaak over de grenzen van de eigen opleiding reiken.

In de masterfase is nog veel meer sprake van (meest Engelstalige) interdisciplinaire opleidingen, zoals Cognitive Neuroscience, Drug Innovation, Life Sciences, Science and Business, Marine Technology, Human Technology Interaction en Bioinformatics.

Voor alle duidelijkheid, het gaat mij er niet om het belang van disciplinair onderwijs te bagatelliseren en te pleiten voor louter brede opleidingen. Ik hecht grote waarde aan disciplinaire verdieping: veel kennis in de bètavakken is immers niet zo vergankelijk als sommige ‘nieuw leren’ adepten ons willen doen geloven en verbreden kan altijd nog, verdiepen op latere leeftijd is veel lastiger. Het gaat er wel om te leren samenwerken vanuit een discipline met deskundigen uit andere disciplines en dat vereist wel enig inzicht in ontwikkelingen buiten het eigen vakgebied.

Samenhang in het huidige onderwijs

Voor de invoering van de Tweede Fase in 1998 hadden leerlingen veel vrijheid in het kiezen van een vakkenpakket. De profielstructuur heeft daar verandering in gebracht: alle leerlingen met een N-profiel volgen de vakken wiskunde, natuurkunde en scheikunde (en in het NG-profiel ook nog biologie). Daarmee wordt samenhang gefaciliteerd. Zorgelijk is wel dat het NT-profiel zich tot een typisch jongens-profiel heeft ontwikkeld: dat bevordert niet de participatie van meisjes in de op NT-geënte natuurwetenschappelijke en technologische studierichtingen. Die scheiding der geslachten zou nog sterker kunnen worden met de herziene profielen (vanaf 2007), waarin natuurkunde niet langer behoort tot het standaard-pakket voor NG-leerlingen, maar inmiddels is het tij gekeerd doordat in het wetenschappelijk onderwijs voor natuurkunde verplicht is gesteld voor toelating tot vrijwel alle biomedische studies.

De mogelijkheden voor samenhangend onderwijs in de profielen zijn echter nog lang niet volledig benut. Immers, de tradities in het bètaonderwijs zijn sterk en hebben geleid tot een divers gebruik van contexten, wiskunde, notaties, begrippen en practica. Om organisatorische, culturele of menselijke redenen is de samenwerking tussen vaksecties op veel scholen beperkt. Docenten hebben vaak een monodisciplinaire vooropleiding en hebben weinig gelegenheid gehad zich op de hoogte te stellen van ontwikkelingen in aanpalende vakgebieden.

De rol van vernieuwingscommissies

In Nederland bestaat nu een unieke gelegenheid de samenhang tussen de bètavakken te versterken:

De genoemde vernieuwingscommissies voeren regelmatig overleg over de concept-context interpretatie, opleiding en nascholing, de ontwikkeling van examenprogramma’s, afstemming van vakken, het uitgeven van lesmateriaal en onderzoek.

Over het gebruik van concept en contexten wordt van gedachten gewisseld, ondanks verschillen in traditie en uitgangspunt. Hierover is veel te zeggen. Ik volsta hier met te stellen dat de gemeenschappelijke lijn is dat concepten het kader vormen voor kennisconstructie. Contexten verbinden concepten met een omgeving en dragen bij aan betekenisverlening van concepten. De contexten kunnen van verschillende aard zijn:

Leeractiviteiten spelen uiteraard een centrale rol bij het bereiken van de gestelde leerdoelen.

Het belang van opleiding en nascholing wordt door alle commissies onderschreven: een stimulerend bètaklimaat op school vraagt om investeren in docenten. De commissies willen bevorderen dat samengewerkt wordt met andere instellingen (hoger onderwijs, laboratoria, andere kennisinstellingen) en zien graag dat het nieuwe Mobiliteitsfonds daarvoor ten volle wordt benut. Gestreefd wordt naar een regionaal nascholingsaanbod in samenwerking met het hoger onderwijs. Daarnaast wordt gesproken met de lerarenopleidingen over het aanpassen van de opleidingen eerste- en tweedegraads, zowel vakinhoudelijk als vakdidactisch.

Over het format van examenprogramma’s (CE+SE), syllabi (CE) en handreikingen (SE) zijn afspraken gemaakt en de vaardigheden worden op elkaar afgestemd, in de categorieën algemeen, bèta en vakspecifiek. Dat heeft echter in de praktijk nog niet geleid tot programma’s die inhoudelijk op dezelfde manier zijn opgebouwd. Wel wordt gestreefd naar inhoudelijke afstemming van vakken, met name tussen wiskunde en natuurkunde, biologie - scheikunde - natuurkunde, en NLT en de andere bètavakken. Door de tijdsdruk om in de afgesproken periode te experimenteren met een nieuw programma is dit laatste niet eenvoudig. Er is geen ‘grand design’ beschikbaar voor afstemming, maar samenhang in het onderwijs moet in de loop van de komende jaren verder vorm worden gegeven, overigens niet alleen in de programma’s maar zeker ook op schoolniveau.

Met de uitgevers wordt gesproken over het gebruik dat kan worden gemaakt van het experimenteel lesmateriaal. Dit materiaal wordt met publiek geld ontwikkeld en is in de try-out fase beschikbaar voor eigen gebruik op school. Lesmateriaal vraagt echter om onderhoud, evt. te financieren door uitgevers die het ruwe materiaal mogen ‘doorontwikkelen’: Clearinghouse-functie. Daarbij speelt een belangrijke rol dat scholen steeds meer autonomie krijgen en dat verwacht wordt dat er, door de nieuwe technologische mogelijkheden, veel meer dynamiek zal komen in het lesmateriaal van de toekomst. Zo zal er veel meer gebruik worden gemaakt van ICT en ‘printing on demand’.

De commissies hebben er voor gezorgd dat er vanaf 2007 middelen beschikbaar komen voor 20 docenten om aan een promotieonderzoek te werken. Dit onderzoek moet in principe ten dienste staan van het werk van de vernieuwingscommissies. Een docent moet drie dagen per week beschikbaar zijn voor het onderzoek gedurende vier jaar en hiervoor ontvangt de school compensatie. Docenten en begeleiders vormen samen een onderzoeksgemeenschap (soort graduate school). Selectie vindt plaats in het voorjaar van 2007 en 2008.

Een blik op de toekomst

Samenhang is naar mijn mening geen doel op zich, maar kan een bijdrage leveren aan:

Compex, de computer in het Centraal Examen

L. Heimel

Rembrandt College Veenendaal

Dit verhaal begint met citaten uit twee juist binnengekomen stukken:

'(...) Wat betreft de verplichting is in ieder geval duidelijk dat tot en met 2008 niets verplicht is.We kijken kritisch naar de huidige examens en overwegen of er misschien een andere vorm gekozen moet gaan worden voor de Compex-examens. Wat voor gevolgen dat voor de datum van verplichting heeft, is nu nog niet duidelijk en is afhankelijk van het succes van deze omzetting.

Met vriendelijke groet,

Nynke de Boer
Manager computerexamens CEVO’

'Aan de rectoren/directeuren van scholen
voor vmbo GL/TL, havo en vwo
en de secretarissen van het examen Vavo




Computergebruik bij CEVO - 06.01859 december 2006 het centraal\
examen voor de korte en
lange termijn




Geachte heer/mevrouw,

Op dit moment wordt er door verschillende partijen gekeken op welke termijn en in welke vorm centrale examens digitaal kunnen worden aangeboden. Nadat de planning voor de langere termijn is opgesteld, zal deze door de minister moeten worden goedgekeurd. Dit gaat waarschijnlijk gebeuren begin 2007. Zodra de planning bekend is, zal deze uitgebreid aan de scholen worden meegedeeld.

Wij hadden u toegezegd om vóór het eind van 2006 mee te delen wat de plannen zijn op het gebied van examens op de computer. In deze brief informeren wij u over de planning voor de kortere termijn.

De Compex-examens op vmbo GT, havo en vwo

De algemene vakken op het vmbo BB en KB

Kunstvakken op het vmbo GT, havo en vwo

Wij hopen u hiermee op dit moment voldoende te hebben geïnformeerd.

Met vriendelijke groet,

drs. H.W. Laan,
CEVO’

Uit het bovenstaande kunnen we opmaken dat het maar over 30 % van het CE gaat, en er volgens de CEVO geen extra leerstof is.

Dus: PLUGGED OR UNPLUGGED, THAT’S THE QUESTION

In de rest van mijn lezing komen achtereenvolgens aan de orde: geschiedenis, progamma’s, programmatuur, vaardigheden en www.CEVO.nl. Daarna ga ik in op de vraag waar je lesmateriaal vindt naast de leergang en bespreek ik de NVON site. Vervolgens kijken we hoe het examen er uit ziet en staan we stil bij ervaringen en correctie. De laatste twee onderwerpen zijn de meerwaarde van ICT en de vraag: ‘waarom niet verplicht, waarom toch meedoen?’

Geschiedenis (zie ook dia 3)

Hoe is de situatie in andere landen? Nederland is uniek op dit punt. In Denemarken heeft men wél interesse.

Dat wil zeggen: geen IMEX (ICT en Multimedia in het Examen), maar wel CBT (Computer Based Test). In Engeland bestaat een examentraditie inclusief snel nakijken door de computer. In dit project is niet gekozen voor CITO-tester op initiatief van de CEVO. Het doel was: aansluiten bij de ontwikkelingen in onderwijs en maatschappij. Middels het project werd het toetsen van vaardigheden mogelijk gemaakt.Te denken valt aan het verwerken van meetgegevens en genereren van data. Natuurkunde moest natuurlijk voorop: daar werd de computer immers al veel (?) in de les gebruikt. Het ging nog om het oude vwo examen, dus één natuurkunde voor veel leerlingen.

In 2000 werd het eerste Compex examen afgenomen. Leuk om mee te doen, vonden velen. Voor natuurkunde betekende dit: geen Coach-videometen, maar Motion, een gebruikersvriendelijk programma, wél Coach-modelomgeving, ‘natuurlijk wel’ Systematic en Interactieve Natuurkunde (dat laatste alleen in het schoolexamen, niet in het CE ).

Het betekende samen met de leerlingen examen doen. De leerlingen hielden zich fantastisch, de computers minder. Een waarnemer van het Cito was aanwezig.

2001: even vergeten door een misverstand. Dus geen proef met IMEX. Er was geen ICT manager bij de CEVO in die tijd om te letten op de continuïteit. Dat is nu Nynke de Boer.

Vanaf cursus 2002 hebben we te maken met de huidige set programma’s. Het doel is om invoering te verplichten. Natuurkunde (N2) is het eerst aan de beurt, omdat het daar om weinig leerlingen gaat.

Progamma’s (dia 4)

Vaardigheden (dia 5 )

De voor de hand liggende vraag is: welke vaardigheden worden er (extra) van de kandidaten verwacht? En het antwoord: ‘De kandidaten moeten met de verschillende programma's geoefend hebben en dus de mogelijkheden van de programma’s kennen.’

Hier past de retorische vraag: kent ú alle mogelijkheden van Word?

www.CEVO.nl (dia 6)

Op de website van de CEVO vindt u het volgende overzicht van te gebruiken software voor Compex.

vmbo
Programmatuur

Coach 5 (aangepaste versie)
voor opgaven met videometen

Java applets (Lens 2003 en dichtheid van stoffen 2004)
voor diverse vragen over de aangeboden onderwerpen

(Koptelefoon)
voor geluidsweergave bij applets en animaties

havo
Programmatuur

Coach 5
voor opgaven met videometen en maken en/of interpreteren van grafieken

Systematic
voor opgaven over signaalverwerking en systeembord

Excel
als rekenvel en voor het maken van grafieken.

vwo
Programmatuur

Coach 5
voor opgaven met modelleren en dataverwerking, maken en/of interpreteren van grafieken.

Systematic
voor opgaven over signaalverwerking en het systeembord.

Excel (nog niet in 2006)
kan in de toekomst ook worden ingezet in een examen.

Wat zijn de programma-eigenschappen?

Het is opmerkelijk dat er nooit een lay-out onderzoek onder leerlingen gehouden is.

De vraag is dus: hoe gebruiksvriendelijk zijn de programma’s? En waar haal je de oefentijd vandaan? Bij voorbeeld als je Science Work Shop gebruikt in je lessen, en dus extra tijd nodig hebt om leerlingen te laten wennen aan Coach bij het Compex-examen. Bij het maken van een PO is verschil in handigheid tussen leerlingen geen probleem. Bij het CE speelt dat wel. Tijd is bij havo geen probleem, maar bij vwo wel, door deelname aan het Project Moderne Natuurkunde.

Voor lijsten met computervaardigheden (sommige zijn erg programmagebonden) kunt u terecht op de site van de CEVO.

Hier vindt u een aantal adviezen uit de praktijk:

Excel: laat leerlingen aankruisen wat ze beheersen, blijft over de ALS- functie en de trendlijn. Advies: Geef een opdracht Excel: lesuur met huiswerk inleveren. (NVON.nl of Natuurkunde.nl)

Systematic is gebruiksvriendelijk en werkt altijd. Gebruik meer systeemborden aan elkaar (met doorverbonden aarde) bij Fysische informatica.

Coach: alles onder de rechter muisknop levert nogal wat problemen op. Bijvoorbeeld: filteren data; de help knop suggereert dat eerste en laatste meetpunt soepel verbonden worden! Laat dat de leerlingen dus niet zien. (interval 1 is middelen over drie punten, interval 2 over vijf)

Gaat Coach gebruikt worden bij modelomgeving? Bij bio gebruiken ze nu: powersim. NiNa gaat uit van Powersim, coach 6 en modellus.

Science Work Shop wordt wel als meetomgeving gebruikt maar leerlingen hebben dan geen ervaring met Coach-meten en verwerken. Dit is voor modelomgeving geen probleem, tot alles er bij komt.

Coach-videometen: slechte kwaliteit filmpjes, bijvoorbeeld. spaceshot: vervormde cabine, 2006: onscherpe schaatser; de vereiste nauwkeurigheid is beangstigend groot.Een heel goed programma voor PO en PWS (midgetgolfbaan, kogels, vliegtuigje). Zorg ervoor minimaal 30 plaatjes per seconde over te houden. Je kunt er eindeloos veel mee doen, als je er veel tijd in steekt.

In het vmbo worden Applets en voorheen ook Crocodile physics (2003, elektrische schakelingen) gebruikt.

In de toekomst wellicht ook physlets? (script verschillend, applets in Java)

Waar vind je lesmateriaal naast de leergang?

Een voorbeeld van dergelijk materiaal komt van de hand van Frans Tiemeijer, Pontes, Goes:
Applets en animaties over parachutespringen, golven, horizontale worp en lens.

Dit is een eerste poging. Om de applets te kunnen draaien, moet de Java 2 run-time geïnstalleerd worden. De applets zijn gemaakt met Easy Java Simulations.

Lesbrief over vallen en luchtwrijving

Realistische simulaties van parachutesprongen, waarbij rekening wordt gehouden met het afnemen van de dichtheid van de lucht op grotere hoogte. Met diagrammen van de hoogte tegen de tijd, de snelheid tegen de tijd en de versnelling tegen de tijd.

Golven animatie 1 puls animatie 1 golf animatie golven

Flashfilmpjes van een eendimensionale golf.

Applet transversale golf (groot formaat), applet longitudinale golf (groot formaat)

Applet dopplereffect (groot formaat)
Interferentie transversale golven (groot formaat), interferentie longitudinale golven (groot formaat)
Simulatie interferentie 2 puntbronnen in een golfbak

Horizontale worp

Simulatie horizontale worp 3D

Het spoor van de beweging kan vanuit verschillende gezichtspunten worden bekeken.

Geometrische optica.

Beeldconstructie positieve lens

De brandpuntsafstand, de voorwerpsafstand kunnen door slepen met de muis veranderd worden, evenals de drie lichtstralen die voor de beeldconstructie gebruikt worden.

;B:NVON.nl (met links naar kennisnet, natuurkunde.nl en digischool)

zijbalk: KIES lesmaterialen

Onderwerp: Alle onderwerpen warmte vaste stof vloeistof chemie elektrodynamica technisch-instrumentele vaardigheden bouw van de materie kracht reken/wiskundige vaardigheden energie beweging trillingen en golven hefbomen en momenten sterrenkunde onderzoeksvaardigheden geluid elektromagnetisme informatievaardigheden elektrisch veld beroepen gassen en weer geometrische optica methoden milieu optica quantumfysica straling wiskundige vaardigheden vaardigheden computervaardigheden Materiaal: Alle materialen practicum toetsmateriaal experiment bron lesmateriaal afbeelding opdracht presentatie Niveau: Alle niveaus onderbouw vmbo34 tf Type medium: Alle type media msword applet wordperfect ipcoach software hot potatoes pdf interactive physics website Corel Presentations Excel Powerpoint Sorteren op: Geen speciale sortering Score Datum gewijzigd Mediatype Titel

Dan de vraag: hoe wordt de afname op de computer georganiseerd?

Dit zal per school verschillen. Als een school genoeg computers heeft om alle leerlingen tegelijk examen te laten doen, gebeurt dit in één zitting. Scholen kunnen een efficiënter gebruik maken van de beschikbare computers door een deel van de leerlingen eerst de computervragen te laten maken en daarna de gewone vragen en de andere groep in de omgekeerde volgorde. Per 10 computers is het aan te bevelen één reserve te hebben staan.

Voor de installatie van het examen wordt een speciaal installatieprogramma aangeboden, waar de systeembeheerder mee kan werken.

Hoe ziet het examen er uit?

Er is een demo beschikbaar met verschillende Compex-examens met resultaten van leerlingen uit de oefensessie en de tweede correctie.

Mijn tips:

Netjes inloggen (nadat je op de computer bent ingelogd, dus Compex in met naam en klas).

Laat leerlingen een keer oefenen en met jou bekijken wat de docent krijgt te zien.Verbaas je er ook niet over als de eerste keer er van alles fout gaat, omdat de systeembeheerder enkele passages uit zijn cursus niet begreep.

Sommige leerlingen maken van het opslaan een feestje en je zoekt je dan als docent ‘te pletter’. Geef leerlingen aan wat te doen bij vastgelopen computer (inlog en wachtwoord).

Ervaringen en Correctie

Adviseer leerlingen om tussentijds op te slaan. Er was afgelopen jaar een 5-punts vraag. Die had dus gesplitst moeten zijn. Een leerling waarvan ik tweede corrector was, schreef bij vraag 23: ‘bij alles wat ik aanklikte, kreeg ik error’.

Wat betreft de afname: die duurt vier klokuren (voor de dyslecten). Waarschijnlijk moeten er dit jaar voor één van mijn leerlingen twee computers staan. Die leerling maakt alle (school-) examens op de computer.

Mijn advies met betrekking tot de correctie is: trek er de tijd voor uit!

Er was geen goede pretest geweest, door het naijlen op de normale productie van de examens). Pas in 2009 is dat geheel in orde ...

Wanneer een tabel in Coach is gewijzigd, is dit niet te zien voor de corrigerend docent.

Dan nog een detail: als er bij de start van het CE een mededeling is voor docenten dat er wellicht iets niet goed gaat, dan moet dit niet verteld worden aan de leerlingen!

Verder kun je je afvragen hoe je omgaat met een vraag van een leerling. Kun je meteen zien of het een fout van de leerling is of een bug in het programma? Voorbeeld: de trendlijn in Excel kun je zetten, maar niet bij onjuiste grafiekkeuze (verkeerde dingen op de as, geen spreiding gebruikt misschien), je hebt zelf de vragen nog niet gezien/gemaakt.

NB De docent mag helpen met het programma.

Leerlingen rekenen met hun rekenapparaat uit wat er in de tabel van Excel moet worden ingevuld.

Bij Coach: de functie ‘lees uit’ werkte niet (natuurlijk kun je dan bij ‘tabel’ gaan kijken) soms weer wel via versnellingengrafiek of met groene knop.

Dan de praktische vraag voor de corrector: waar schrijf je hoe je tot een beoordeling (deel punten toegekend) bent gekomen? Kantlijnen zijn er immers niet.

Mijn ervaringen als tweede corrector

Het was tijdens de examens onmogelijk back-up files te maken. Dat heeft de systeembeheerder de volgende ochtend gedaan. Bij één leerling is dat niet goed gegaan. In zo’n geval kun je antwoorden dan terugvinden via de restore_CD. Het wachtwoord is ... maar dat staat ook in de handleiding.

De tweede correctie van Compex 6 leerlingen kost 2 klokuren (de rest dus niet meegerekend)

Coach nakijken: coach openen, resultaat → open → kies bladeren → document → docent → bureaublad → havo~1 → compex~2 → leerling-naam → kies vraagnummer.Overigens is nakijken op leerling-nummer alleen ook niet zo simpel: het is lastiger een nummer te onthouden dan een naam, ook bij tweede correctie.

Het Citrix netwerk kan Coach 5 niet goed aan.

Enkele suggesties om te oefenen:

Laptops (van sectie of van school), mediatheek (wat staat daar op de machines en hoe toegankelijk voor de leerlingen?), is voorbeelden ophalen mogelijk?

Bovendien: 32% van de vwo leerlingen had in 2006 een hulpvraag:

Technisch: waar is het bestand?

Andere problemen die zich voordeden:

Wat is de meerwaarde ICT?

Volgens Simons zijn er de volgende voordelen:

Waarom niet verplicht, waarom toch meedoen?

De meerwaarde zit mijns inziens in de volgende zaken:

Tenslotte een aantal zaken met betrekking tot het examen waarover discussie gewenst is.

Het technasium in de praktijk

B. Klont

SG Ubbo Emmius, Stadskanaal

Het technasium is een formule voor bèta-onderwijs aan vwo en havo-leerlingen. De ontwikkeling van de formule van het technasium is begonnen op vijf scholen in Groningen. Inmiddels is het aantal technasiumscholen uitgebreid met tien scholen in Overijssel en Midden-Nederland. Met de formule willen de scholen meer leerlingen -- en vooral ook meer meisjes -- interesseren voor een vervolgopleiding in bèta of technisch hoger onderwijs, door middel van projectopdrachten. Het vak ‘onderzoek en ontwerpen’ (O&O) vormt het hart van het technasium. In een project draait het om competentiegericht leren; de leerlingen vervullen de rol van een beroepsbeoefenaar. Er is sprake van een ‘levensechte’ opdracht met bijbehorende opdrachtgever. Op het technasium telt niet alleen het eindresultaat; de manier waarop het resultaat wordt bereikt, het proces, is minstens zo belangrijk. Op de SG Ubbo Emmius (Stadskanaal) hebben we nu ruim twee jaar ervaring met het technasium. In het schooljaar 2004-2005 hebben we een aantal ‘pilots’ uitgevoerd, in klas 2 en klas 4, zowel havo als vwo. Vorig cursusjaar (2005-2006) zijn we in klas 4 ‘officieel’ begonnen, dit schooljaar (2006-2007) ook in klas 2 en klas 5.

Tijdens de presentatie komen opgedane ervaringen aan bod, met verschillende projecten in verschillende leerjaren. Het proces staat hierbij centraal: hoe leerlingen tot resultaten komen, met inbegrip van de rol van beide begeleiders (docent en opdrachtgever).

Wilt u een bestaand project inzien? Ga dan naar brainbox.usor.nl (gebruikersnaam: ue-gast; wachtwoord: gast).

Voorbeeldmateriaal:
Presentatie "Nieuwe Aardappel Reiniger" Presentatie "Biodiesel" Start presentatie "voertuiggeleiding" Tekst presentatie "voertuiggeleiding" Opdrachten Video over technasium

Edutopia, een ontdekkingstocht naar het ideale onderwijs

R. Knoppert

KPC groep, Den Bosch

Jongeren gaan zowat 2x zo lang naar school als 60 jaar geleden.
Waarom onderwijs?
Het onderwijs verandert te weinig.
Wat moeten ze leren?
De ellende van de eindexamens.
Alle mensen zijn egoïst en altruïst.\

Computermodelleren: een terugkerend thema in NiNa, NLT en de andere bèta-vakken

E.R. Savelsbergh

Natuurwetenschappen, Universiteit Utrecht

Bekijk de bijbehorende PowerPoint-presentatie

In de voornemens van de natuurwetenschappelijke vernieuwingscommissies wordt veel aandacht besteed aan het proces van natuurwetenschappelijke kennisontwikkeling; in de woorden van de natuurkundecommissie: ‘natuurkunde leren is natuurkunde doen.’ Daarbij geven probleemsituaties

ontwikkelen van nieuwe kennis die dan weer wordt toegepast in andere
contexten. In dat proces is modelleren een sleutel-activiteit. Deze
activiteit omvat het interpreteren en inperken van de probleemsituatie,
het formaliseren in een wiskundig model, het genereren van uitkomsten
(al dan niet met een computer) en het toetsen van de uitkomsten aan de
werkelijkheid.

De computer speelt daarbij soms een vanzelf-sprekende rol doordat
leerlingen met een computermodel problemen kunnen oplossen die ze anders
niet kunnen oplossen. In andere gevallen blijkt het verstandiger de
computer nog even uit te laten.

In deze presentatie laat ik aan de hand van voorbeelden zien hoe vanuit
een modelleerperspectief (zowel met als zonder computer) het gebruik van
contexten meer 'body' kan krijgen, hoe 'sommetjes' deel gaan uitmaken
van een groter geheel en hoe het accent kan verschuiven van het vinden
van het juiste antwoord, naar het zoeken van een oplossing.

```{figure} files/fotos/foto143.jpg

Portfolio’s in het onderwijs: wanneer wel en wanneer niet?

J. van Tartwijk

ICLON, Universiteit Leiden

Veel recente onderwijsvernieuwingen hebben als uitgangspunt dat het goed is als leerlingen meer dan voorheen vaardigheden en competenties ontwikkelen. De gedachte hierachter is dat zij daardoor later beter kunnen functioneren in een beroep. Een consequentie is dat er in het onderwijs meer aandacht moet worden gegeven aan langere leerlijnen, die noodzakelijk zijn voor de ontwikkeling van die vaardigheden en competenties. Hoe dergelijke leerlijnen worden ingericht zal van leerling tot leerling verschillen. Daarbij spelen beginsituatie, leerwensen en leerstijl een rol.

Om het beginniveau van de leerling vast te kunnen stellen, de ontwikkeling van de leerling te kunnen begeleiden en het uiteindelijke resultaat te kunnen beoordelen, zijn instrumenten nodig. Veel scholen en opleidingen verwachten met het portfolio een instrument te hebben gevonden dat in al deze behoeften voorziet. Een portfolio is in dat geval een combinatie van materiaal waarmee de leerling een indruk geeft van de wijze waarop relevante taken zijn uitgevoerd, van reflecties door de leerling op zijn of haar eigen ontwikkeling en van overzichten waaruit blijkt wat al gedaan is en wat nog moet gebeuren.

In de praktijk leidt het werken met portfolio’s echter nogal eens tot teleurstellingen. Het is minder eenvoudig dan het lijkt, vraagt meer tijd en energie dan verwacht en de rol van portfolio’s als instrument in het onderwijs is minder vanzelfsprekend dan verondersteld.

In de lezing wordt eerst besproken wanneer werken met portfolio’s zinvol is en wanneer niet. Vervolgens komt aan de orde hoe de functie van een portfolio de structuur en inhoud daarvan dient te bepalen. Tenslotte wordt ingegaan op de sterke en zwakke kanten van een portfolio als beoordelingsinstrument en begeleidingsinstrument.

Het Junior College Utrecht: een werkplaats voor inhoudelijke vernieuwing van het bèta onderwijs

A.E. van der Valk

Junior College Utrecht, FIsme en IVLOS, Universiteit Utrecht

Bekijk de bijbehorende PowerPoint-presentatie

Samenvatting

Het Junior College Utrecht (JCU), een samenwerkingsverband tussen de Universiteit Utrecht en 26 scholen uit de regio Midden Nederland, biedt uitdagend onderwijs in de bètavakken aan 100 gemotiveerde en getalenteerde VWO leerlingen èn werkt met de partnerscholen aan inhoudelijke vernieuwing van het bètaonderwijs. Het JCU-onderwijs heeft vier kenmerken: versneld, verdiepend, verrijkt en samenhang tussen vakken.

De laatste jaren wordt in Nederland steeds meer aandacht besteed aan de groep van getalenteerde bètaleerlingen. Waar we vroeger dachten dat die leerlingen er zonder extra aandacht toch wel zouden komen, is er nu oog voor de specifieke mogelijkheden en problemen van deze groep, o.a. het gevaar dat leerlingen gedemotiveerd raken. Belangrijk is dat ze andere getalenteerde leerlingen in de klas tegen komen. Uitdagend bètaonderwijs moet er voor zorgen dat ze hun interesse in de bètavakken niet verliezen. Dit wordt hier en daar door individuele scholen opgepakt: zij bieden leerlingen extra leerstof, bijvoorbeeld door ‘compacten en verrijken’ (Pluijmakers en Span, 2001). Ook de universiteiten bieden mogelijkheden tot verrijking, zoals masterclasses.

De Universiteit Utrecht en 26 scholen uit de regio Midden-Nederland pakken deze uitdaging samen op, op een heel bijzondere manier. Zij brengen getalenteerde leerlingen uit 5 en 6VWO samen in het Junior College Utrecht. Daar krijgen de leerlingen het complete VWO-curriculum voor de bètavakken aangeboden, verrijkt met onderdelen die uitstijgen boven de VWO-examenprogramma’s. De leerlingen zijn op maandag en dinsdag op het JCU en krijgen dan les in biologie, scheikunde, natuurkunde en wiskunde, of ze doen een vakoverstijgend project of module. De rest van de week werken ze op school aan hun andere vakken en aan JCU-opdrachten.

Maar dat is niet alles: Het JCU is ook een werkplaats voor vernieuwing van bètaonderwijs. De ontwikkelde JCU-materialen worden bewerkt voor gebruik in het ‘gewone’ VWO-onderwijs. Er zijn verdiepende opdrachten voor snelle, gemotiveerde leerlingen en er worden modules gemaakt die passen in het kader van de vernieuwing van de bètavakken. De docenten van de partnerscholen worden uitgedaagd deze lesmaterialen in hun klas te gebruiken. De doelstelling van het JCU is dus tweevoudig:

De partners in het JCU

Het JCU is een samenwerkingsverband tussen de Universiteit Utrecht en de partnerscholen. Het heeft een Bestuur van zes leden, drie vanuit de universiteit en drie vanuit de scholen. Het JCU startte in augustus 2004 als een project voor 3 jaar. In 2006 werden de eerste ervaringen geëvalueerd en daarbij bleek dat het JCU een succes was voor de leerlingen, de scholen en de Universiteit Utrecht. Daarom werd besloten dat het JCU voor onbepaalde tijd mocht doorgaan. Het JCU zal binnenkort deel gaan uitmaken van de bètafaculteit van de UU. In september 2007 zal waarschijnlijk ook een alfa-programma gaan starten.

De Universiteit Utrecht streeft er naar gemotiveerde leerlingen en studenten extra mogelijkheden te bieden hun talenten te ontwikkelen. In het kader daarvan is enige jaren geleden het University College Utrecht (UCU) gestart, een voor Nederland unieke internationale bachelor opleiding voor getalenteerde studenten die samen wonen en werken op de UCU campus. Zij krijgen een breed aanbod van cursussen in een interactieve en activerende leeromgeving. Het UCU heeft onder andere een science programma. Omdat de UU tevens eraan wil bijdragen de bètavakken een beter imago te geven, past het Junior College Utrecht bij het UCU-initiatief. Op dit moment is het JCU ook op de UCU-campus gevestigd. Naast de huisvesting zorgt de UU voor de schoolleiding, stelt het tijd van universitaire docenten beschikbaar en draagt het een deel van de financiële lasten. Ook kan het JCU van laboratoriumruimte en -personeel gebruik maken.

De JCU-partnerscholen hebben verschillende motieven om aan het JCU deel te nemen. Sommige scholen doen het vooral voor hun leerlingen omdat zij zo meer uitdaging krijgen dan ze op school kunnen bieden. Andere scholen zijn (ook) geïnteresseerd in de werkplaatsfunctie van het JCU of willen nauwer in contact komen met het universitaire onderwijs en onderzoek. Deelname aan het JCU biedt de scholen een mogelijkheid zich te profileren.

De partnerscholen brengen hun getalenteerde leerlingen in het JCU in. Zij betalen een bedrag per leerling. Verder leveren zij de acht VWO-docenten die aan het JCU lesgeven.

De middelen die nodig zijn om de vernieuwingsfunctie van het JCU waar te maken, krijgt het JCU onder meer uit de zogeheten Sprintmiddelen die het Steunpunt Bèta-Techniek aan (onder andere) de Universiteit Utrecht heeft toegekend om de aansluiting met het VO te verbeteren. In figuur 1 zijn de belangrijkste bijdragen van de partners in het JCU weergegeven.

Figuur 1: de bestuurlijke kant van het JCU als samenwerkingsverband\

Figuur 1: de bestuurlijke kant van het JCU als samenwerkingsverband\

De leerlingen

Er zijn tot nu toe drie lichtingen leerlingen tot het JCU toegelaten. Jaarklas 2006, de eerste groep van 23 leerlingen uit 12 scholen, werd in augustus 2004 tot het JCU toegelaten. Zij deden hun examen in 2006 en slaagden allemaal met behoorlijke tot zeer goede cijfers. Jaarklas 2007 startte in 2005 en is inmiddels in 6VWO aangekomen. Jaarklas 2008 is in 2006 begonnen. Deze beide groepen tellen ongeveer 50 leerlingen uit 26 scholen, dat komt neer op 2 leerlingen per jaarklas per school.

De leerlingen worden toegelaten na een zorgvuldige selectieprocedure. In maart wordt belangstellende 4VWO-leerlingen van de partnerscholen uitgenodigd voor een open dag. Daar kunnen ze ervaren, in gesprekken en proeflessen, dat er op het JCU leuke dingen zijn te beleven, maar dat er ook hoge eisen worden gesteld. Vervolgens kunnen de leerlingen zich bij hun school als kandidaat voor het JCU melden. De partnerscholen doen de eerste selectie, want ze mogen elk niet meer dan vier kandidaten aanmelden. De aangemelde leerlingen, zo’n 80 per jaar, komen op gesprek bij de selectiecommissie en uiteindelijk worden er ca. 50 leerlingen geselecteerd. Belangrijke criteria zijn gemotiveerdheid voor de vier bètavakken en een brede begaafdheid. Immers, omdat zij twee dagen per week naar het JCU komen, zullen ze een deel van de niet-bètavakken op hun eigen school missen. Zij moeten in staat zijn om die vakken zelfstandig bij te werken. Daarnaast spelen bij de uiteindelijke selectie ook de verhouding tussen het aantal jongens en meisjes en de verdeling over de partnerscholen een rol. Geschikte kandidaten waarvoor geen plaats meer is komen op een wachtlijst en maken een kans toch geplaatst te worden als een geselecteerde leerling afvalt.

Gedurende de eerste maanden van het schooljaar vielen in de afgelopen twee jaar enkele leerlingen af (10%), om redenen die buiten het JCU liggen (o.a. topsport) en vanwege de hoge eisen van het JCU aan o.a. werkhouding. Door extra aandacht voor het versterken van de werkhouding van leerlingen hebben we de uitval dit jaar kunnen beperken tot 2 leerlingen (5%).

Het JCU-curriculum

Het JCU-curriculum omvat de volledige leerstof van de 5e en 6e klas vwo en extra leerstof. De JCU-leerlingen volgen de vier bètavakken en combineren dus de profielen Natuur en Techniek en Natuur en Gezondheid. Ze bereiden zich voor op het ‘gewone’ VWO-eindexamen. De schoolexamens voor de bètavakken doen ze op het JCU, het centraal schriftelijk examen maken zij op hun eigen school.

Op het JCU geven zowel vwo-docenten als wo-docenten les. De vwo-docenten kennen de examenprogramma’s goed. De wo-collega’s zijn specialisten in een deelgebied. Daarom worden de meeste lessen die over examenstof gaan, door de vwo-docenten gegeven. De wo-docenten verzorgen vooral de lessen met verdiepings- en verrijkingsstof. Ook begeleiden zij de leerlingen als zij onderzoek doen.

De leerlingen zijn twee dagen per week op het JCU en de andere drie dagen zijn ze op hun gewone school, waar ze de niet-exacte vakken doen.


\ Op het JCU Op de eigen
De school
leerlingen
volgen lessen
op

             maandag            dinsdag        woensdag            donderdag   vrijdag

in de biologie\ natuurkunde\  \
vakken
scheikunde wiskunde Niet-bètavakken;\
JCU-opdrachten

             Vakoverstijgende                                                  
             modules, projecten                                                

onderwezen vwo- en docenten van de
door
universitaire eigen school
docenten


Figuur 2: weekindeling voor een JCU-leerling\

Gewoonlijk wordt de theorie van de vakken 's morgens gegeven. De middagen zijn voor practica en excursies. Maar het rooster wordt regelmatig doorbroken als er vakoverstijgende projecten of modules gedaan worden of als de leerlingen aan een onderzoek werken.

De roosters van de partnerscholen kunnen niet worden aangepast aan de enkelingen die naar het JCU gaan. Daarom missen de leerlingen de lessen in de niet-exacte vakken die hun klasgenoten op maandag en dinsdag krijgen. Zij moeten die lessen zelf inhalen, wat het nodige van hun zelfstandigheid eist.

Het JCU-curriculum wijkt ook wat inhoud betreft op een aantal punten af van het reguliere vwo. De vier kenmerken van het JCU-curriculum staan in figuur 3 samengevat. Hieronder werken we deze verder uit.


KENMERKEN VAN HET
JCU CURRICULUM

Versneld verdiepend verrijkt samenhangend

- Examenonderwerpen Dieper begrip Stukjes Samenhang tussen
worden in 60% van de door\ universitair de bètavakken
normale tijd gedaan\ - practica in onderwijs door\ door\

Onderwerpen uit Verdergaande
examenprogramma’s
onderwerpen


Figuur 3\

Versneld

De examenprogramma’s wiskunde, natuurkunde, scheikunde en biologie worden gedaan in ongeveer 60% van de tijd die reguliere vwo-scholen daarvoor nodig hebben. Er wordt veel tijd bespaard door leerlingen ondergeschikte punten en details zelf te laten uitzoeken. Daardoor blijft er tijd over voor extra leerstof. Die tijd wordt onder andere gebruikt voor een uitgebreid thesisonderzoek (120 slu, waar reguliere vwo-scholen 80 uur aan het profielwerkstuk besteden) en voor 4 universitaire modules van 60 slu elk.

Bij de start van het JCU zagen de docenten het afronden van het complete vwo-programma in klas 5vwo als eerste prioriteit. Zo zou klas 6vwo, op de examentraining na, geheel beschikbaar zijn voor universitaire verdieping. Maar zes weken na de start was het al duidelijk dat dit in 5vwo tot een hoge-druk-curriculum zou leiden met weinig toegevoegde waarde. We ondervonden dat we geen school moesten worden die alleen in tempo verschilt van reguliere scholen. Daarom bieden we al in het begin van 5vwo verrijkingsstof aan, dit jaar in de vorm van modules over o.a. modelleren en moleculaire biologie.

Verdiepend

Ondanks het versnelde tempo wordt de examenleerstof op een grondiger en diepere manier dan gebruikelijk onderwezen en verwerkt. We ruimen bijvoorbeeld veel tijd in voor practica in universitaire laboratoria. We bieden verschillende manieren van verwerking aan en we stimuleren de leerlingen oplossingen voor problemen grondig met elkaar te bediscussiëren. Verder geven we ze achtergrondartikelen bij de leerstof. Ook zijn er excursies naar universitaire laboratoria in Utrecht, zoals het Gemeenschappelijk Proefdier Laboratorium en de VandeGraaff-versneller, waar ze kunnen zien hoe de examenleerstof (en meer dan dat) functioneert in een onderzoeksomgeving. De grootste excursie is die naar het CERN in Genève, een hoogtepunt voor de leerlingen.

Verrijkt

In de ruimte die in het curriculum geschapen wordt door de versnelling bieden we onze leerlingen verrijkingsstof: onderwerpen die verder gaan dan de vwo-examenprogramma’s. Deze verrijking kent diverse vormen. Af en toe organiseren we seminars waar wetenschappers iets van hun onderzoek komen vertellen. Verder maken we vakoverstijgende modules waarin voor een deel examenleerstof in zit, voor een deel verdergaande leerstof. Deze modules hebben een omvang van 40 slu.

In 6V hebben we daarnaast universitaire modules die geheel buiten de VWO stof liggen en door universitaire specialisten gegeven worden. Daaruit kiezen de leerlingen er vier. Een aantal modules zal worden omgewerkt tot modules voor het nieuwe bètavak Natuur Leven en Technologie (NLT) en/of voor wiskunde D. De titels staan in figuur 4.


Titels van vakoverstijgende modules Titels van universitaire modules en en betrokken vakken betrokken vakken

Modelleren1 (alle vier vakken)\ Modelleren 2 (o.a. Scheikundig evenwicht en wiskundige klimaatmodellen) convergenties (scheikunde en Astrofysica (natuur- en wiskunde)\ sterrenkunde) Moleculaire biologie (biologie, Een pil te veel of te weinig scheikunde)\ effect? (chemische technologie, Biofysica van de zintuigen farmacie) (biologie, natuurkunde)\ HIV/AIDS (medicijnen, biologie) Schakelingen en complexe getallen Nanoscience and Technology (schei- (natuurkunde en wiskunde)\ en natuurkunde) Kwantumfysica en -chemie De bewegende aarde (aardwetenschappen)


Figuur 4\

Samenhangend bèta onderwijs

Alle leerlingen van het JCU combineren de profielen Natuur en Gezondheid en Natuur en Techniek. Daardoor is het mogelijk om systematisch aandacht te besteden aan de samenhang tussen de bètavakken. Dat gebeurt in de genoemde modules, maar ook in wat kleinere in projecten. Een voorbeeld daarvan is het GPS project voor wis- en natuurkunde. Daarin wordt aandacht besteed aan de geometrie van de aarde en de vraag hoeveel satellieten je nodig hebt om de gehele aarde te bestrijken. De leerlingen maken ook een wandeling met behulp van GPS-ontvangers. Zij krijgen de coördinaten van plekken in de stad Utrecht waar ze naar toe moeten gaan. Een ander voorbeeld is een farmacieproject dat door biologie en scheikunde wordt gedaan.

We streven ernaar de samenhang verder zichtbaar te maken door een aantal lijnen door het curriculum uit te zetten. Het gebruik maken van modelleervaardigheden kan uitgroeien tot zo’n curriculumlijn. De onderzoeksleerlijn is tot nu toe het meest uitgewerkt. Die lijn start meteen in begin van 5vwo en eindigt in 6vwo met een uitgebreid profielwerkstuk, bij ons de JCU-thesis geheten. De leerlingen krijgen 120 slu voor een onderzoek dat ze mogen doen bij een universitaire researchgroep. Als proef voor deze thesis doen ze eind 5vwo een pre-thesis onderzoek van 60 slu. In figuur 5 staan als voorbeeld de titels van vijf pre-thesis onderwerpen van de 16 die in zomer 2006 door de leerlingen werden gedaan.


Titels van pre-thesis onderzoeken Research groepen waar de leerlingen 2006 te gast waren

Chaos en het Lorentz waterrad\ Mathematisch Instituut; Natuurkunde Geheimschrift op de TI-83+\ practicum
Rutherford verstrooiing en Informatica en materiaalanalyse\ computerwetenschappen
Biologische computermodellen: Debije Instituut
heidevelden\ Landschapsecologie
Behandeling van kanker met licht Farmaceutische wetenschappen


Figuur 5\

Het JCU vraagt aan de onderzoeksgroepen van de bèta-faculteit, de geo-faculteit en enkele medische groepen van de Universiteit Utrecht om onderwerpen voor de pre-thesis die zij kunnen en willen begeleiden. De leerlingen kiezen één uit ongeveer 20 onderzoeken en voeren die in groepen van drie uit, begeleid door mensen van de vakgroep waar ze te gast zijn.

Dezelfde procedure wordt gevolgd voor de thesis, maar de leerlingen krijgen dan wat meer mogelijkheden: ze mogen ook een eigen onderwerp kiezen, mits dat begeleid kan worden door medewerkers van een UU-onderzoeksgroep. Deze laatste voorwaarde hebben we dit jaar toegevoegd omdat de begeleiding van zelf-gekozen onderwerpen in 2005/06 moeilijk te organiseren bleek. De thesisverslagen van de groepen die in 2006 examen hebben gedaan, staan op de JCU-site (www.jcu.uu.nl ).

Figuur 6: voorbeeld van een pre-thesis aanbod vanuit een universitaire onderzoeksgroep

Figuur 6: voorbeeld van een pre-thesis aanbod vanuit een universitaire onderzoeksgroep

Het verspreidingsmodel van het JCU

Een van de hoofddoelen van het JCU is een werkplaats voor onderwijsvernieuwing te zijn voor de partnerscholen. Dat past in het kader van de vernieuwingscommissies die voor de bètavakken nieuwe programma’s aan het maken zijn, zoals de CVBO voor biologie, NiNA voor natuurkunde en cTWO voor wiskunde. Het JCU kan zorgen voor ervaringen met vwo-onderwijs dat dicht bij universitair onderzoek aansluit. Door het kenmerk ‘samenhangend bètaonderwijs’ is het JCU een heel geschikte omgeving om modules voor het nieuwe bètavak Natuur, Leven en Technologie uit te proberen. De modules van fig. 4 zijn daar een voorbeeld van. Door de docenten van de partnerscholen te laten delen in de JCU-ervaringen en ontwikkelde materialen, wil het JCU bijdragen tot een nieuw élan in het onderwijs in de wiskunde en de natuurwetenschappen op de scholen voor Voortgezet Onderwijs.

Natuurlijk kan lesmateriaal, dat voor onze JCU-leerlingen gemaakt is, niet zo maar buiten het JCU gebruikt worden. Het moet aangepast worden aan de omstandigheden in het reguliere vwo. Daarom hebben we een verspreidingsplan gemaakt waarin drie fasen onderscheiden worden (fig. 7).


Ontwikkeling van
vernieuwend
lesmateriaal
(‘modules’) voor:\
wis-, natuur-,
scheikunde, biologie\
het nieuwe bètavak
Natuur Leven en
Technologie

Fase 1 → Fase 2 → Fase 3

JCU-versie   Partnerschool   Verspreidingsversie versie

Ontwikkeld door

Ontwikkelteam:\   Ontwikkelgroep:\   Ontwikkelgroep:
module-coordinator\ module zoals in fase 2 JCU-docenten\ coördinator\
universitair docenten partnerschool
docenten\
JCU-docenten

Te onderwijzen op

JCU door universitair   partnerscholen   alle vwo-scholen docenten door teams van
vwo-docenten


Figuur 7\

In fase 1 wordt een module ontwikkeld door een ontwikkelteam van universitaire docenten en JCU-docenten onder leiding van een module-coördinator. De JCU-module wordt door universitair docenten onderwezen aan de JCU-leerlingen en vervolgens geëvalueerd. Op dit moment zijn de meeste modules nog in fase 1. Sommige worden dit jaar voor de tweede keer op het JCU uitgeprobeerd.

In de tweede fase wordt de JCU-module bewerkt voor gebruik op de partnerscholen. Daarbij wordt gelet op de volgende aspecten. De module wordt

De bewerking van de JCU-versie tot een partnerschool versie wordt gedaan door een ontwikkelgroep van JCU- en partnerschooldocenten onder leiding van de modulecoördinator. Er zijn reeds enkele ontwikkelteams gevormd, o.a. voor moleculaire biologie, astrofysica en nanoscience. Andere ontwikkelteams zullen volgen.

Leden van het ontwikkelteam en andere partnerschooldocenten zullen het materiaal in de klassen uitproberen, liefst in co-teaching met collega’s uit de betrokken secties. De resultaten worden geëvalueerd en zo nodig nog eens in de klas uitgevoerd.

In de derde fase wordt het lesmateriaal op grond van de ervaringen bijgesteld door de modulecoördinator in samenwerking met docenten. Het wordt ter beschikking gesteld aan vwo-scholen in het hele land.

We streven niet naar kant en klare producten, want docenten(teams) hebben geen baat bij materiaal dat een keurslijf vormt. Flexibele lesmaterialen zijn nodig omdat scholen in toenemende mate van elkaar gaan verschillen. Het is onze bedoeling dat de docenten zich in teams op de lessen voorbereiden door het materiaal aan te passen aan hun schoolomstandigheden en hun wensen. Zo maken ze zich de inhoud actief eigen, wat de kwaliteit van het onderwijs ten goede zal komen.


Een mogelijke
differentiële opzet voor
de NLT-module
natuurkunde/biologie

10 slu:\ Oriëntatie op de module:
Voorbereiding hoofdvraag

                   **NG-leerlingen:**\                 **NT + NG                  **NT-leerlingen**\   
                   Aanvulling voorkennis               leerlingen**\              Aanvulling kennis    
                   natuurkunde                         verdiepend                 van biologie         
                                                       onderwerp                                       

20 slu\ Kernleerstof van de
Gemeenschappelijk module
deel

10 slu\ KEU ZE ON DER WER PEN Afsluiting

                   Presentaties en                                                                     
                   beoordeling\                                                                        
                   Reflectie: beantwoording                                                            
                   van de hoofdvraag                                                                   

Figuur 8\

Evaluatie van tweeënhalf jaar JCU-ervaringen

De ervaringen van de leerlingen, de docenten en de scholen zijn geëvalueerd. Alle groepen waren erg positief over het JCU en het curriculum, hoewel veel suggesties voor verdere verbeteringen werden gedaan.

De 23 leerlingen die in augustus 2004 op het JCU startten vormden een enthousiaste groep met veel interesses, talenten en hobby’s. Op de openingsbijeenkomst spraken zij vol zelfvertrouwen over wat ze allemaal op het JCU zouden gaan doen en leren. Het JCU zou heel anders zijn dan hun eigen school. Ze zouden zich veel meer in de leerstof kunnen verdiepen. Het JCU zou hun interesse in de bètavakken en onderzoek voeden. Dat brachten ze ook naar voren in de tv-uitzending die van de opening werd gemaakt. Ze begonnen enthousiast, maar zou de uitvoering van het programma hun verwachtingen waar maken?

Twee jaar later, in juni 2006, waren ze allemaal geslaagd voor hun vwo-examen. In de Aula van de Universiteit Utrecht kregen ze hun JCU-getuigschrift uitgereikt. Elke leerling hield een kort praatje over hoe het was, over zijn of haar persoonlijke ontwikkeling of over toekomstplannen. Allemaal hadden ze van hun twee JCU-jaren genoten en waren ze nog meer in de bètavakken geïnteresseerd geraakt. Maar het belangrijkste vonden ze de bijdrage van het JCU aan hun persoonlijke ontwikkeling. Het JCU had hun verwachtingen dus inderdaad waar gemaakt. Van de 23 leerlingen zijn er 18 een bètastudie gaan doen (incl. medicijnen, waarvan er een is uitgeloot). Twee zijn een gammastudie gaan doen en twee zijn een jaar gaan reizen.

Ook de 48 leerlingen die in augustus 2005 in vwo5 zijn begonnen, begonnen met hoge verwachtingen. In het begin viel het niet altijd mee. Een meisje beschreef hoe ze heeft moeten wennen:

Na een paar weken waren mijn zenuwen een beetje afgenomen en hadden plaats gemaakt voor vermoeidheid. Ik moest hard werken om bij te blijven en dacht aan niet veel anders meer dan huiswerk, of vakantie. Vertragingen zijn niet het eind van de wereld: wat niet haalbaar is, is niet haalbaar. Dit begon in de loop van het jaar ook voor het JCU te gelden: huiswerk dat niet af was, was niet af. Practica die niet echt leuk of begrijpelijk waren, zijn uiteindelijk maar zo’n klein deel dat ze het kniezen niet waard zijn. Zo verdween de constante stress en werd het steeds leuker. Zeker toen we voor de pre-thesis veel vrijheid kregen begon ik de extra’s die het JCU mij te bieden heeft in te zien. Het is natuurlijk hard werken, en in de eerste periode van het jaar is dat erg duidelijk. Maar als je dan eenmaal gewend bent, en je draai hebt gevonden is er genoeg aandacht voor de extra’s.

Alle leerlingen van deze groep zijn overgegaan naar de zesde klas. Zij kijken met plezier terug naar hun eerste JCU-jaar. De pre-thesis en de excursie naar het CERN waren de hoogtepunten:

Een gebeurtenis uit V5 die bij ons echt eruit sprong was het pre-thesis onderzoek. Het ging over magnetische vloeistoffen. Op het eerste gezicht zouden we dit onderwerp niet gekozen hebben, maar uiteindelijk bleek het best interessant te zijn. [..] Het was bijzonder om alles wat we in 5V hadden geleerd op praktisch gebied toe te passen. Het onderwerp was volkomen nieuw, iets waar we anders nooit wat over hadden geleerd.

Maar ook de lessen op maandag en dinsdag hadden veel te bieden.

Het grappigste om nu over na te denken zijn de gewone dingen die niet gaan zoals altijd. Zo vond ik het heel bijzonder dat ik uiteindelijk alles over DNA begreep. De hele dag wist ik niet goed waar ik mee bezig was. Maar het practicum, het isoleren van mijn eigen DNA, hielp me op de een of andere manier om de dingen die ik eerst niet begreep te begrijpen. Op welke manier ze ook aan me verteld werden, pas na dit practicum kon ik het me voorstellen.

Inmiddels heeft de derde lichting van 5vwo leerlingen zijn plekje op het JCU gevonden en ook bij hen merken we dat het wennen is, maar dat het JCU hen veel heeft te bieden.

De leerlingen waarderen de open en stimulerende sfeer op het JCU. Dat de leerstof in een hoog tempo wordt gegeven, vinden ze zeker in het begin wel lastig, maar niet vervelend, want er worden uitdagende werkvormen gebruikt. Een leerlinge zei daarover:

Natuurlijk moet je op het JCU ook sommen maken, maar daarmee houdt het niet op. Soms werk je samen met een paar klasgenoten aan een probleem en mag je je oplossing voor de klas komen verdedigen. Dat mondt vaak uit in interessante discussies! De keer daarop kan het weer tijd zijn voor een computerpracticum en wordt je uitgedaagd te verklaren wat je op het scherm ziet gebeuren.

Daarnaast bieden de verrijkings- en verdiepingsdelen zeker ook een uitdaging. Een leerling zei over de modules die hij in 6vwo kreeg:

Omdat we alle vwo-stof hebben afgerond, is er nu tijd voor grotere projecten. We zijn nu net klaar met de module ‘modelleren’, waarin we bezig zijn geweest met radioactief verval en het klimaat. Op dit moment zijn we bezig met HIV en sterrenkunde. De modules gaan dus over interessante onderwerpen. Omdat er veel tijd voor is gaan we diep op deze onderwerpen in. Ik kijk al weer uit naar onze volgende module: nanoscience.

De leerlingen vonden alle modules leuk en leerzaam, maar de HIV/AIDS-module vonden ze het beste, vanwege de grote betrokkenheid van de universitaire docenten bij het AIDS-preventie onderzoek.

De vwo-docenten die op het JCU les geven vinden dat een echte uitdaging. Ze ervaren dat het JCU-curriculum uitvoerbaar is, al is het lesgeven veeleisend en de organisatie ingewikkeld. Bijvoorbeeld omdat de practica in verschillende gebouwen moeten worden gedaan en omdat zij rekening moeten houden met de bijdragen van universitaire docenten. Zij zijn geïnspireerd geraakt om ook op hun eigen school de dingen anders te gaan doen en om hun collega’s te informeren over hun ervaringen op het JCU.

De bestuurders uit de hogere echelons van de UU en van de bètafaculteit zijn erg enthousiast over het JCU en geven alle medewerking. Bij de universitaire docenten was er in het begin enige skepsis. Een JCU-taak betekende voor hen vaak een taak erbij en nog meer afleiding van hun onderzoekstaak. Maar toen ze eenmaal les gaven aan de JCU-leerlingen, werden ze erg enthousiast omdat deze leerlingen meer betrokken waren bij de leerstof en soms rakere vragen stelden dan eerste- of tweedejaars studenten. We kunnen dus zeker op de universitaire docenten rekenen, al blijft het lastig voor hen voldoende tijd vrij te maken.

De bètadocenten van de partnerscholen vonden het (en vinden het soms nog steeds) moeilijk dat ze de beste en meest gemotiveerde leerlingen in hun klassen moeten missen. Als ze echter de verhalen van die JCU-leerlingen van hun school horen, realiseren ze zich dat de leerlingen een aanbod krijgen dat ze zelf nooit zouden kunnen geven. Bovendien merken ze een positieve invloed van het JCU op de school. Een voorbeeld: tussen leerlingen uit vwo4 gaat zich een competitie voordoen wie er voor het JCU geselecteerd gaat worden. Daardoor is de steun voor het JCU ook in kritische secties gegroeid. We merken dat ook aan de deelname van docenten aan de ontwikkelactiviteiten van het JCU.

Uitdagingen

Leerlingen die gewend zijn tot de besten van de school te behoren, komen op het JCU hun gelijken tegen. Dat zorgt zowel voor een schok als een uitdaging. Waar ze op hun school konden volstaan met even de theorie doorlezen vlak voor het proefwerk moeten ze op het JCU stevig aan het werk. De twee JCU-dagen duren van 9 tot half 5 en daarnaast moet nog ongeveer 8 uur per week aan opdrachten besteed worden. Voor veel leerlingen werkt de druk die dat oplevert als een uitdaging, maar sommigen hebben zeker in het begin ondersteuning nodig.

Het is verrassend dat het voor de leerlingen niet zo’n probleem is dat ze twee dagen per week niet op school zijn. Zij houden hun vrienden op school, maar selecteren die wat meer. Daarnaast sluiten ze nieuwe vriendschappen op het JCU. De leerlingen blijken ook te kunnen omgaan met het missen van lessen in de niet-bètavakken op hun school. Ze halen die lessen zelfstandig in en ze ervaren de lessen op hun school als een ‘eitje’ omdat er veel minder hoge eisen worden gesteld dan op het JCU.

Natuurlijk zijn er logistieke problemen, zoals het missen van schoolexamens die op maandag of dinsdag gegeven worden, van excursies en werkweken. De communicatie daarover wil nog wel eens misgaan en het is dan ook van belang dat de leerlingen een mentor op school hebben die helpt bij het oplossen van dat soort problemen.

Tot slot

Nu het JCU definitief wordt voortgezet, moet het een duidelijke plaats krijgen zal het bestuurlijk een plaats krijgen in de bètafaculteit van de Universiteit Utrecht. In de eerste jaren van zijn bestaan heeft het JCU een interessant curriculum opgebouwd. Het heeft bewezen dat het inderdaad uitdagend onderwijs aan gemotiveerde leerlingen kan geven, waarin zij hun talenten verder kunnen ontwikkelen. Maar het JCU zal niet lang kunnen blijven bestaan als het zich daartoe beperkt. De tweede doelstelling, een laboratorium voor onderwijsvernieuwing in het VWO te zijn, zal het ook moeten waar maken. Daarom zullen we in de komende jaren onze aandacht richten op het aanpassen en verspreiden van vernieuwende lesmaterialen. Samenwerking met de bètasecties van de partnerscholen is daarvoor een vereiste.

Wat betekent een en ander nu voor scholen die geen partnerschool van het JCU zijn? De eerste les is dat het de moeite waard is om gedifferentieerd bètaonderwijs te geven. Het motiveert de leerlingen en inspireert de docenten. Maar het vergt veel inspanning, durf en creativiteit. Het vereist samenwerking binnen de school, tussen de bètasecties en natuurlijk met de schoolleiding. Het vraagt ook om kijken over de grenzen van de eigen school: samenwerking met instellingen voor hoger onderwijs maar ook met andere scholen uit de buurt om het organiseerbaar te maken. Maar de opbrengst loont. Het draagt bij aan de persoonlijke ontwikkeling van getalenteerde leerlingen en het brengt een nieuw élan in de bètasecties van onze scholen.

Referentie

Pluymakers, M., & P. Span, (2001). Onderwijs aan begaafde leerlingen in het VO. Compacten en verrijken. Alphen aan de Rijn: Kluwer.

Internet sites:


Junior College Utrecht www.jcu.uu.nl University College Utrecht. www.ucu.uu.nl


Natuur Leven en Technologie: de actuele stand van zaken

H. Wielenga

Landelijk ontwikkelpunt NLT, Hogeschool van Utrecht

Mijn naam is Hannah Wielenga. Ik werk twee dagen per week bij het landelijk ontwikkelpunt Natuur Leven en Technologie (NLT). Onder verantwoordelijkheid van de stuurgroep coördineert het ontwikkelpunt de ontwikkeling en invoering van het vak NLT. Daarnaast werk ik twee dagen per week als lerarenopleider natuurkunde en als voorzitter van het beleidsteam innovatie aan de Archimedes Lerarenopleiding (Hogeschool van Utrecht). Tot enkele jaren geleden gaf ik natuurkunde, ANW en wiskunde op het Bonifatiuscollege in Utrecht.

In deze lezing wil ik u een beeld geven van het nieuwe geïntegreerde bètavak NLT. Scholen kunnen dit vak vanaf september 2007 in de bovenbouw van het havo en vwo als profielkeuzevak voor NG en NT aanbieden.

Tijdens deze lezing krijgt u:

Naast deze lezing zal ik ook een werkgroep geven, waarin u zich een beeld kunt vormen van de allereerste NLT-modules. Daarnaast zal ik u vragen om uw mening en ideeën met betrekking tot de verdere ontwikkeling en inhoudelijke invulling van NLT.

Van Digi-krijtje tot Digi-docent

R.G.C. Ouwerkerk

Stedelijk Gymnasium Haarlem, projectgroep NiNa

Interactive whiteboards, Compex, Elo’s, Kennisbanken, Hyves, CMS, Youtube, Applets, Modelleren, Entertaibles, Coach, Virtueel practicum, RSS, COO, Assist Sketch Understanding System, Webquests, Community of learners, Online toetsen, ... het duizelt je al snel als je probeert alle ICT activiteiten in ons vak te inventariseren.

Tijdens de lezing krijgt u een overzicht van de stand van zaken in Nederland en omringende landen. Welke ICT gebruiken uw collega’s met succes? Wat zijn de resultaten van didactisch onderzoek? Welke activerende leervormen kunt u snel en effectief inpassen in uw bestaande programma?

Daarnaast kijken we ook naar de laatste ontwikkelingen op ICT gebied en de mogelijkheden voor inspirerende didactiek in de context-conceptbenadering van de vernieuwingscommissies van de bètavakken.