Van stencil tot lesmateriaal

Van stencil tot lesmateriaal
Successen en mislukkingen bij het
ontwikkelen van lesmateriaal
Kees Hooyman
St. Bonifatiuscollege - Utrecht
24-7-2017
WND 2008
1
Eigen ervaringen
Op het St. Bonifatiuscollege
SOUL – Natuurkunde klas 2&3
PGO – Natuurkunde bovenbouw
ANW – Eigen methode Boni
Natuurkunde & Techniek - klas 2
24-7-2017
WND 2008
2
Eigen ervaringen
SaLVO!-project – samenhang (na, wi, ec)
NiNa – Wisselwerking & Beweging (vwo)
– Zonnestelsel & Heelal (havo)
NLT – Dynamische Modellen vwo
Science on Stage – klas 3/4
24-7-2017
WND 2008
3
Stellingen
Een goede docent kan met elk boek
een puike les afleveren
Een slechte docent maakt van het
beste materiaal een puinhoop
24-7-2017
WND 2008
4
Waarom zou je zelf
lesmateriaal gaan maken?
•
•
•
•
•
24-7-2017
Het onderwerp staat niet in het boek
Er zijn te weinig leuke toepassingen
De didaktiek van het boek bevalt niet
Andere werkvorm gebruiken
Onze minister vindt dat belangrijk
WND 2008
5
Schoolboeken zijn saai
Ook als ze vol staan met leuke
plaatjes, schreeuwende steunkleuren
en spannende proefjes
24-7-2017
WND 2008
6
Kernelementen
formele
vakinhoud
relevantie &
toepassingen
24-7-2017
concepten &
fenomenen
WND 2008
7
Conceptontwikkeling
Eigen ervaringen van leerlingen zijn
onmisbaar.
Niet alleen zelfstandig maar vooral
ontdekkend leren.
Lesactiviteiten rond fenomenen en
toepassingen
24-7-2017
WND 2008
8
Lesactiviteiten
De theorie wordt in eerste
instantie niet centraal uitgelegd,
er is wel een inleiding.
De leerlingen zijn, alleen of in
groepjes, aan het werk.
De activiteit wordt in dezelfde
les nabesproken.
24-7-2017
WND 2008
9
Voorbeeld
Wiskunde klas 2 (uit SaLVO-materiaal)
Hoofdstuk: Rekenen met verhoudingen
Onderwerp: Vermenigvuldigingsfactor
nieuwe waarde
k
oude waarde
24-7-2017
WND 2008
10
Paella
Paella Catalana
voor 4 personen
Voor 10 personen
300 g risottorijst
200 g cherrytomaatjes
In een kookboek
staat een recept
voor Paella voor 4
personen, maar je
wilt voor 10
personen koken.
Hoe moet je de lijst
aanpassen?
150 g doperwten
150 g gekookte mosselen
100 g surimi
6 eetlepels olijfolie
1 kippenbouillontablet
2 teentjes knoflook
1 gedroogd pepertje
1 grote ui
zout, peper
1 envelopje saffraan
Kooktijd: ca 40 minuten
24-7-2017
WND 2008
11
Voorbeeld
Wiskunde klas 4/5
Hoofdstuk: Goniometrische functie
Onderwerp: Overstap van sinus, cosinus en
tangens als verhouding van zijden van
rechthoekige driehoeken naar functies
24-7-2017
WND 2008
12
The Great Beijng Wheel
Seeing it once is better than being told 100 times - Confucius
24-7-2017
WND 2008
13
Reuzenrad
Neem aan: Het reuzenrad draait met constante snelheid in 12
minuten één volledig rondje van 360 graden. Max hoogte 208 m.
Je kijkt van opzij tegen het reuzenrad aan. Schets in de grafiek hoe de
hoogte van de gondel gedurende een volledig rondje verandert. De
gondel begint op t=0 beneden. Let vooral op de vorm van de grafiek.
250
Hoogte (m)
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tijd (minuten)
24-7-2017
WND 2008
14
Reuzenrad
Het reuzenrad draait met constante snelheid in 12 minuten één
volledig rondje van 360 graden. De maximale hoogte is 208 m, de
straal van het rad is 104 m. De posities op t=0 en t=1 zijn al getekend.
104 m
24-7-2017
1.
Teken in de figuur de positie van de
gondel op t=0, t=1 t/m t=12 min.
2.
Gebruik de driehoek om de hoogte
op t=1 minuut nauwkeurig uit te
rekenen.
3.
Teken andere driehoeken om de
hoogte op de andere getekende
posities te berekenen.
4.
Neem de punten over in de grafiek.
5.
Teken op de grafische rekenmachine
de grafiek van Y1 = sin(x), met x van
0 tot 360 en Y van -1 tot 1.
WND 2008
15
Voorbeeld
Natuurkunde klas 2 (uit SOUL-materiaal)
Hoofdstuk: Lichtbeelden
Onderwerp: Plaats van het spiegelbeeld
24-7-2017
WND 2008
16
Spiegeltje, spiegeltje
Waar zit het spiegelbeeld?
24-7-2017
WND 2008
17
Spiegeltje, spiegeltje
Je naam: Antoon
PET
Lamp
Teken het spiegelbeeld
Schrijf je eigen naam in spiegelschrift
24-7-2017
Wie kan de lamp zien in de spiegel?
Waar zit het spiegelbeeld?
Hoe lopen de lichtstralen?
WND 2008
18
Voorbeeld
Natuurkunde klas 3 (uit SOUL-materiaal)
Hoofdstuk: Elektriciteit
Onderwerp: Spanning, stroomsterkte
en weerstand
U  I R
24-7-2017
WND 2008
19
Spanningsbronnen en stroom
koplamp
achterlichten knipperlicht
Vier staafbatterijen van 1,5 V, maar de
ene batterij is veel dikker dan de andere.
Wat is het verschil?
De platte batterijen zijn 4,5 V en 9 V. Op
welke batterij zal een lampje het felst
branden? Hoe komt dat?
24-7-2017
WND 2008
Alle autolampen zijn aangesloten op
dezelfde accu-spanning van 12 volt.
De koplamp brandt veel feller dan het
knipperlampje. Hoe kan dat?
De gloeidraden zijn even lang maar
niet even dik. Welke lamp heeft de
dikste gloeidraad? Leg uit.
20
Voorbeeld
Natuurkunde 5 vwo (uit NiNa-materiaal)
Hoofdstuk: Wisselwerking & Beweging
Onderwerp: Vermogen en arbeid
E = Pt en P = Fv
24-7-2017
WND 2008
21
Snelheden in de sport
sport
recordhouder
afstand
tijd
wielrennen
Chris Boardman
4 km
4:11,114
roeien skiff
Mahe Drysdale
2 km
6:35,40
skeeleren
M. Giupponi
5 km
7:34,938
schaatsen
Sven Kramer
5 km
6:08.78
hardlopen
Daniel Komen
3 km
7:20,67
zwemmen
Grant Hackett
800 m
7:38,65
steppen
Karel Cavlin
2,3 km
4:20,86
snelheid
(km/h)
57,3
26,1
39,6
48,8
24,5
6,3
31,7
Kracht is hier niet doorslaggegevend,
het gaat om energie leveren  vermogen
24-7-2017
WND 2008
22
Vermogen meten
Hoe meten deze apparaten
het vermogen?
Vermogen = geleverde
energie per seconde
P = Fv
Arbeid = krachtafstand
Kun je je eigen vermogen
meten met traplopen?
24-7-2017
WND 2008
23
Vermogen en snelheid
Pmech = Ftegenvvoorw
Waardoor gaat de roeier
vier keer zo snel als de
zwemmer?
Kleinere tegenwerkende
kracht.
Hij kan veel meer ‘kracht’
leveren, de beweging is
gunstiger.
24-7-2017
WND 2008
24
Vermogen en snelheid
Pmech = Ftegenvvoorw
Waardoor gaat de
hardloper zo langzaam?
Tegenwerkende kracht?
Gunstige beweging?
Energieverlies?
24-7-2017
WND 2008
25
Vermogen en snelheid
Conceptontwikkeling in stapjes
•Bij deze sporten bepaalt niet zozeer de
kracht maar de geleverde arbeid per seconde
de maximale snelheid.
•De geleverde arbeid per seconde noemen
we het mechanisch vermogen (in watt).
•Het vermogen is het resultaat van kracht,
verplaatsing en tijd (en dus de snelheid).
P = Fv
24-7-2017
WND 2008
26
Vermogen en snelheid
Conceptontwikkeling in stapjes
•Bij constante snelheid is de geleverde arbeid
gelijk aan het energieverlies door
tegenwerkende krachten.
Pverlies = Ftegenvvoorw en Pverlies = Pmech
Pmech = Ftegenvvoorw
•De maximale snelheid wordt bepaald door
het vermogen dat de sporter kan ontwikkelen
en de tegenwerkende krachten.
24-7-2017
WND 2008
27
Vermogen en snelheid
Conceptontwikkeling in stapjes
Een groot deel van de spierenergie gaat
verloren:
•Warmteontwikkeling in spieren
•Overbodige of ongunstige bewegingen
•De nuttige energie gaat ‘verloren’ aan de
tegenwerkende krachten.
Pmech = ηPspieren
24-7-2017
WND 2008
28
Conceptontwikkeling
Conceptontwikkeling in lesmateriaal
Het ‘ontdekken’ moet duidelijk in het materiaal
herkenbaar zijn:
•Startvragen: Wat willen we te weten komen?
•Oriëntatie en inventarisatie
•Activiteit door leerlingen
•Beantwoording van de startvragen
•Scheiden van leerstof- en contextvragen
Reflectie door docent: wat hebben we geleerd?
24-7-2017
WND 2008
29
24-7-2017
WND 2008
30
24-7-2017
WND 2008
31
24-7-2017
WND 2008
32
24-7-2017
WND 2008
33
Conceptontwikkeling
Verschillen met ‘traditioneel’ materiaal
•Startvragen – activiteit – reflectie
•Leerstof staat verspreid in het materiaal
•Focus op: Wat hebben we nu geleerd?
•Onderscheid tussen ontdekvragen,
oefenvragen en toetsvragen.
Ontdekken  Begrijpen  Beheersen
24-7-2017
WND 2008
34
Ontwikkeling van lessenreeks
Volgorde vaststellen van concepten,
formele begrippen en formules.
Per onderdeel vaststellen welke stukjes
leerlingen zelf moeten ontdekken.
Geschikte activiteiten zoeken.
24-7-2017
WND 2008
35
Natuurkunde klas 3 - Elektriciteit
Volgorde van onderwerpen
1. Apparaten en energie
Energieverbruik, vermogen, W, kWh, J, rendement
2. Spanning en stroomsterkte
Spanningsbron, spanning, stroomkring, stroomsterkte,
energietransport, elektronen, vermogen.
3. Weerstand
Weerstand, ohm, wet van Ohm, soortelijke weerstand
4. Elektrische schakelingen
Serieschakeling, parallelschakeling
5. Veiligheid
Kortsluiting, overbelasting, zekering, aardlekschakelaar
24-7-2017
WND 2008
36
Natuurkunde klas 3 - Elektriciteit
Ontdek-elementen
1.
Apparaten en energie
•Elektrische apparaten verbruiken energie, zetten het om in
andere soorten energie.
•Niet alle apparaten zijn even zuinig met energie. Het
rendement is het deel van de energie dat nuttig gebruikt
wordt.
•Het energiebedrijf vraagt per kWh een bepaald bedrag.
•Het energieverbruik van apparaten is aangegeven in watt. Dat
is het vermogen: watt = joule per seconde
•Het energieverbruik per jaar hangt af van het vermogen en de
tijd dat het apparaat gebruikt wordt.
• E = Pt met kWh = kWuur (of J = Ws)
24-7-2017
WND 2008
37
Natuurkunde klas 3 - Elektriciteit
Ontdek-elementen
2.
Spanning en stroomsterkte
•De spanningsbron levert de elektrische energie. De
spanningsbron werkt als een soort pomp.
•De spanning veroorzaakt een kracht op de elektronen in een
draad die daardoor gaan bewegen. De elektrische stroom is te
vergelijken met waterstroom.
•Bij apparaten die veel energie gebruiken is de stroomsterkte
groter.
•Een grotere spanning veroorzaakt een grotere kracht en
daardoor wordt er meer energie afgegeven.
• P = UI
24-7-2017
WND 2008
38
Natuurkunde klas 3 - Elektriciteit
1. Apparaten en energie
Met welke activiteit kunnen leerlingen de kernbegrippen
ontdekken? (energie, vermogen, W, kWh, J, rendement).
Energie/vermogensmeter
• Meet het vermogen van het
apparaat.
• Meet hoeveel energie (in kWh) het
apparaat verbruikt in 10 minuten.
• Bereken daarmee hoeveel kWh het
apparaat in een uur verbruikt.
• Vergelijk de apparaten en maak
een schatting hoeveel kWh elk
apparaat in een jaar verbruikt.
24-7-2017
WND 2008
39
Plasterk lanceert online lesmateriaal Wikiwijs
Minister Plasterk (OCW) heeft Wikiwijs
aangekondigd. Dit online lesmateriaal is
gratis en voor iedereen beschikbaar. De
leerstof wordt gemaakt en verbeterd door
de leraren zelf.
Plasterk vindt het belangrijk dat
lesmateriaal gratis en voor iedereen
toegankelijk is. Iedereen kan erbij, maar
alleen leraren kunnen de stof bewerken.
Wikiwijs hoeft niet tot 'eenheidsworst' te
leiden, vindt Plasterk. Er kunnen meerdere
versie op internet staan. Scholen kunnen
via een eigen ingang bij de versie komen die
voor hen interessant is.
24-7-2017
WND 2008
40