Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

De val van Galileï

Enthousiaste leerlingen die van ’s morgens vroeg tot ’s avonds laat met natuurkunde bezig zijn: samenwerken, nauwkeurig meten, zichzelf en elkaar vragen stellen. En daarbij zicht krijgen op wetenschapsontwikkeling, de rol van wiskunde, creativiteit, de tijdgeest en politieke macht. Welke docent droomt daar niet van? Deze droom en zoveel meer is verwezenlijkt in het kamp ‘De Val van Galileï’. Hoe is het georganiseerd? Wat is de opbrengst volgens leerlingen, docenten, schoolleider en lerarenopleider? In dit artikel uitleg in tekst en filmbeeld.

Het Bonifatiuscollege uit Utrecht organiseert jaarlijks een natuurkundekamp voor de klassen 4vwo. Het project heeft als titel ‘De Val van Galileï’ en plaatst het leven, het werk en het einde van Galileï in een historisch-wetenschappelijk perspectief. Het project bestaat uit vijf spelrondes waarbij afwisseling, competitie, samenwerken en verrassing vaste elementen zijn.

Video Inleiding: korte introductie op het kamp en het spel. Docenten vertellen de belangrijkste doelen en opbrengsten. En enkele kenmerkende werkvormen en activiteiten.

Voor de docent

Dit artikel biedt:
• Een manier om 4vwo leerlingen mechanica te leren:
– zicht op doelen, opzet en ervaringen van betrokken leerlingen, docenten
• Een vakoverstijgend project voor natuurkunde, ANW en wiskunde. In volgorde van ‘opbrengst’ voor het monovak
• Onderwijs dat recht doet aan en een beroep doet op verschillende leerstijlen
• Voorbeeld van onderwijs met gebruik van
– toneelspel van docent en leerlingen als werkvorm
– van bordspel en competitie
– samenwerkend leren
– en zo recht doet aan verschillende leerstijlen
– keuzes biedt aan leerlingen om zich in te zetten: vakinhoudelijke verdieping functies, proefjes, gedachtenexperimenten, onderzoeksopdrachten etc.
• Een voorbeeld van een concept-context benadering voor mechanica

Voor de lerarenopleider

Dit artikel biedt:
• Filmpjes; die goed bruikbaar zijn als illustratie bij onderstaande onderwerpen. Compact en geknipt op thema. Leerlingen en docenten komen aan het woord met realistische, eerlijke en humoristische kijk.
• Een praktijkvoorbeeld natuurkunde onderwijs met
– samenwerkend leren
– inductief en constructivistisch leren
– activerende werkvormen
– met gebruik van spel en competitie, toneelspel
• Gebruik van historie als didactisch middel tot begripsontwikkeling, en als motiverende benadering
• Vakoverstijgend samenwerken docenten uit verschillende vakken
• Een voorbeeld van een concept-context benadering voor mechanica
• Een manier om de module mechanica in te vullen voor hogeschoolonderwijs. Doelgroep van de originele materialen zijn bachelor studenten. De school heeft een aanpassing gemaakt voor VO, zie ‘oorsprong en historie project’.

Oorsprong en ontwikkeling van het spel

Het pakket is ontwikkeld voor het secundair onderwijs in België, door het team van John de Poorter, Arteveldehogeschool, Bachelor in het onderwijs, secundair onderwijs, Kattenberg 9, 9000 Gent. www.devalvanGalilei.be

Kees Hooyman en docenten van het st Bonifatiuscollege te Utrecht hebben sinds 2004 de materialen herschreven en aangevuld. Er zijn jaarlijkse aanpassingen en verbeteringen.

Hieronder volgt een korte toelichting voor het (Belgische) secundair onderwijs.

Het didactisch pakket ‘de val van Galileï’ werd ontwikkeld voor het secundair onderwijs. Het streeft vaardigheden en inzichten na d ie terug te vinden zijn in de leerplannen en eindtermen fysica, maar terzelfder tijd wil dit pakket meer zijn dan een letterlijke vertaling van deze ‘op een brede consensus’ opgestelde regels. Het wil wetenschap en zijn fundamenten ter discussie stellen en de zo belangrijke link tussen wetenschap en maatschappij op een aantrekkelijke manier in het gezichtsveld van jongeren brengen. De makers waren er zich tijdens de ontwikkeling terdege bewust van dat een introductie van dit pakket in het secundair onderwijs maar kan slagen als er voldoende leerplandoelen en eindtermen mee gerealiseerd worden.

Het pakket is opgesteld vanuit een aantal concrete behoeftes binnen het vak fysica. De meest evidente jaren om het pakket te gebruiken zijn :
• het tweede jaar van de tweede graad ASO in het gemeenschapsonderwijs;
• het tweede jaar van de derde graad ASO in het vrij Onderwijs;
• TSO vrij onderwijs:
– sociale en technische wetenschappen, tweede jaar van de derde graad;
– chemie, eerste jaar van de derde graad;
– techniek-wetenschappen;
– apotheekhulp.

Al deze richtingen bestuderen op een grondige manier (minstens 2 u fysica/week) de mechanica. In onderstaande pagina zullen we het gebruik van het volledige pakket (de volledige 10 uur) motiveren op basis van de leerplannen en eindtermen. Uiteraard wordt ook het vakoverschrijdend gebruik van dit pakket (in samenwerking met leerkrachten wiskunde, godsdienst, geschiedenis en nederlands) door de leerplannen ondersteund. Hierbij is de combinatie 6 uur fysica en 4 uur andere vakken (nederlands, godsdienst, wiskunde, aardrijkskunde) een evenwichtige verdeling. Een alternatief is het volledige pakket in de vorm van een projectweek op enkele dagen aan te bieden.

Onze motivatie is als volgt opgebouwd:
1. de eindtermen natuurwetenschappen tweede en derde graad;
2. het leerplan fysica, tweede jaar van de tweede graad ASO, Gemeenschapsonderwijs;
3. het leerplan fysica, tweede jaar van de derde graad ASO, Vrij Onderwijs (2u en 3u per week);
4. leerplannen fysica, tweede graad en derde graad TSO, Vrij onderwijs;
5. leerplanargumenten voor vakoverschrijdend werken (nog in aanmaak);
6. besluiten;

De uitwerking hiervan is de vinden op www.devalvanGalilei.be

Spelopzet

De val van Galileï: wat is het voor spel? Het is een complex spel, met veel verschillende onderdelen en ingangen: de wereld van Virginia; de dochter van Galileï, de ‘geest’ van Galileï die je proeven toont, het tot leven komen van boekpassages uit Il Dialogo en het ‘hier en nu’ op de kampeerboerderij.

Leerlingen vergelijken het met een ‘roll-playing-game’ of ‘Levensweg’ of ‘niet te beschrijven: een mix van alles’.

Galileï zit gevangen en moet vrijgepleit worden. Virginia, de dochter van Galileï roept de hulp in van de leerlingen. Via DVD messages hebben leerlingen contact met Galileï die hen door proefjes en gedachtenexperimenten aan het denken zet.

Antwoorden zoeken leerlingen in 5 spelrondes.

Tav natuurkunde:
– Laten zien dat natuurkunde leuk is
– Kennis en inzichten Mechanica
– Preconcepten komen boven, zijn vergelijkbaar met historische concepten
– Verwevenheid wiskunde en natuurkunde laten zien

Tav onderzoek doen:
– Onderzoeksvaardigheden: rol van nauwkeurig waarnemen, nauwkeurigheid opstelling, samenwerken
– Inzien verschillende manieren van onderzoeken: inductief versus deductief; experiment versus theorie.
– Zien wat voor type onderzoeker leerlingen zelf zijn. Hoe ontwikkelen je eigen kennis.

Tav wetenschapsgeschiedenis en kennisontwikkeling:
– Inzicht in de rol van samenwerken verschillende types tot kennisvorming.
– Verschillende visies op rol wetenschap in vooruitgang
– Relatie wetenschap en maatschappij
– Rol wetenschappelijk experiment empirie in kennisontwikkeling
– Rol wiskunde in kennisontwikkeling (‘nieuwe wetenschappelijke aanpak’)
– Inductieve en deductieve kijk op wetenschap
– Rol dialoog en overtuiging en debat in verspreiding kennis
– Leren verplaatsen in de ontdekker in zijn tijd. De manier waarop de mensen in Galileï’s tijd dachten is niet onlogisch als je gezien je alledaags waarnemingen. Resultaten lijken contra-intuïtief. Hoe kwam Galileï op ander gedachten? Hoe benaderde hij problemen?
– Leren stukje geschiedenis van de natuurkunde
– De rol van boek Il Dialogo (in Italiaans ipv latijn: popularisering van de wetenschap) in de verspreiding van ideeën van Galileï
– Beeldvorming van ontdekkers
– Leren kritisch nadenken over hun kennisontwikkeling: wat wil ik weten? Waarom?

– Bordspelen
– Proefjes
– Klassieke experimenten van Galileï zelf
– Gedachtenexperimenten
– Debatteren
– Opgaven maken
– Rollenspel / toneelspel: spelen fragmenten uit Il Dialogo na. Leren natuurkundige argumenten te vertalen naar medeleerlingen toe en in een creatieve vorm.

Hierbij een overzicht van de rondes en een korte beschrijving van de activiteiten. Binnen een spelronde zijn er 2 verschillende onderdelen en binnen een onderdeel worden verschillende werkvormen toegepast.
Uitgebreidere beschrijving, spelregels en historische achtergronden zijn te vinden in de handleiding voor spelers, zie ; Literatuur en materiaal’.

Ronde 1a – Introductie te Pisa
Uitslag van het stellingenspel wat voor type onderzoeker ben jij?
En indeling van de teams
Ronde 1b – Valbeweging te Pisa
Onderzoek naar de valbeweging van voorwerpen.

Ronde 2a – Vertraagde val in Padua
Een experiment met een val in slow-motion: de schuine helling
Ronde 2b – Vertraagde val in Padua (plus Markt)
De theorie van de vertraagde val en van andere bewegingen
Botsende wereldbeelden in Firenze – voorstelling door docenten

Ronde 3a -Traagheid in Venetië (plus Markt)
Experimenten rond bewegen en het begrip traagheid
Ronde 3b -Traagheid in Venetië (plus Markt)
Theorie en publicatie rond bewegen en het begrip traagheid

Ronde 4a – Wereldbeelden in Firenze
Een nieuwe rol voor de wetenschap en een ander beeld van de wereld
Dialogen tussen Salviati en Simplicio uit Il Dialogo ‘vertalen’ en naspelen

Ronde 4b – Wereldbeelden in Firenze
Dialogen tussen Salviati en Simplicio uit Il Dialogo naspelen

Intermezzo – Een ronde in drie parallelactiviteiten
1 – Vertraagde val in de droomwereld (3 lln)
Analyse van de vertraagde valbeweging met betere instrumenten (GR meenemen)
2 – Wereldbeelden in de droomwereld (3 lln)
Analyse van de bewegingen van de planeten, de manen en de Zon (GR meenemen)
3 – Opdrachten bij de Markt van Voorwerpen

Ronde 5a – Tocht naar Rome
Op weg naar Rome ondervinden de spelers de nodige weerstand.
Ronde 5b – Proces te Rome
Het proces tegen Galileï wordt gevoerd. Wie heeft de juiste argumenten om hem te redden?

Uitreiking van de Galileï-prijzen aan de winnaars.

Een indruk – filmpjes van De Val van Galileï

• Natuurkunde in spelvorm licht de keuze spelvorm toe . Daarbij aandacht voor jongens en meisjes verschillen en meerwaarde boven boek. De rol van de markt wordt toegelicht.
• Natuurkunde en historie licht de begripsontwikkeling toe en de vraag of dit een concept-context benadering is. Ook aandacht voor de functie van het toneelspel en debatronde.
• Out of the box laat zien wat er allemaal komt kijken bij de organisatie, wat de winst van een kamp is op de leereffectiviteit en hoe een kamp gevolgen heeft voor de onderlinge verhoudingen; leerlingen en docenten.

Natuurkunde in spelvorm: Meerwaarde – Jongens en meisjes – De markt

De rol van historie: Historische context – Context-concept – Toneel – Debat

Out of the box: Organiseren en loslaten – Winst op leereffectiviteit – Verhoudingen

Camera en montage: Winnifred Wijnker / Additioneel filmmateriaal: Dinan Tewarie / Interviews: Alice Veldkamp / Zang en gitaar: Lisse 4vwo

Literatuur en materialen

  • Download: De handleiding voor spelers
  • In verband met het competitie-element kunnen we op deze site helaas geen voorbeelden van werkbladen en de verdiepingsstof en opdrachten geven. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Kees Hooyman: k[punt]hooyman[apestaartje]boni[punt]nl
  • Heeft u belangstelling voor een scholing en / of ondersteuning als sectie, lerarenopleider of docent om een introductie te krijgen in de materialen en deze met elkaar te spelen? Dan kunt u zich ook opgeven bij Kees Hooyman. Bij voldoende belangstelling wordt er een scholing georganiseerd.
  • Het spel ‘De val van Galilei’ is in België ontwikkeld aan de Arteveldehogeschool, Bachelor in het onderwijs, secundair onderwijs, in Gent. Op deze website vind je nog veel meer algemene informatie over dit project.
  • Interactieve filmpjes per spelronde van de spelversie van editie 2005 zijn te vinden op natuurkunde.nl

 

ELWIeR en Ecent heten u welkom op deze nieuwe gezamenlijke website