Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

Practicum en kracht

Doel van dit onderzoek was, te bepalen welke rol practica kunnen spelen bij de ontwikkeling van het begrip kracht. Tevens wilden we nagaan of verschillende strategieën daarbij ook verschillen in effectiviteit (in de zin van leeropbrengst, uitvoerbaarheid voor de docent, waardering door docent en student).

In de eerste onderzoeksronde werd de effectiviteit bepaald van drie strategieën gericht op het verbeteren van onjuiste leerlingdenkbeelden:

  1. Confrontatie
  2. Analoog redeneren
  3. Conceptuele differentiatie.

Studenten ervoeren in alle gevallen een behoefte aan een gedetailleerder begrippenapparaat om hun denkbeelden te verwoorden: alle practica vervulden die functie. Maar de practica waren niet ingebed in onderwijs dat leerlingen in staat stelde op eigen kracht daar iets aan te doen. In de tweede ronde is een leerlijn ontworpen die hier aan tegemoet komt.
Het onderzoek vond plaats in inleidende universitaire cursussen in Botswana en Zuid Afrika, maar betreft stof op nivo 4 HAVO/VWO.

Wat kan een docent er aan hebben?

Een docent kan wat aan het ontwikkelde lesmateriaal hebben, als die bij zijn leerlingen opmerkt dat ze
(1) geloven dat er een kracht nodig is om een snelheid in stand te houden,
(2) zeggen dat een doorbuigende maar stationaire ondersteuning een grotere kracht omlaag dan omhoog ondervindt, of
(3) bij een versnelde beweging geen onderscheid maken tussen de wijzen waarop de snelheid en de versnelling veranderen.
Het lesmateriaal biedt voorbeelden van de verschillende manieren waarop leerlingen bij deze onderwerpen de beperkingen van hun bestaande begrippenapparaat kunnen ontdekken op basis van concrete practicum-ervaringen. Deze practica zijn ingebed in een leerlijn, waarin leerlingen de inzichten ontwikkelen om die beperkingen op te lossen.

Wat is er belangrijk voor een opleider?

Leerlingen hebben soms onjuiste denkbeelden, maar veel vaker drukken zij hun juiste denkbeelden alleen uit met niet-fysische middelen. Dit uitgangspunt leidt tot een theoretisch perspectief op leerlingdenken dat op zijn minst een interessant alternatief biedt voor de massieve ‘misconcepties’-literatuur. En de visie dat onderwijs gericht moet zijn op uitbreiding van het begrippenapparaat in plaats van op vervanging van foute denkbeelden. Dat alternatief is gedeeltelijk uitgewerkt in dit proefschrift. Een alternatief theoretisch perspectief op onderwijs en leren resulteert in een alternatieve wijze van onderwijs ontwerpen. Ook als een ontwerper deze alternatieve visie niet accepteert biedt het proefschrift mogelijkheden om de twee perspectieven en hun consequenties contrasterend te presenteren en ter discussie te stellen. Het proefschrift biedt ook een beknopt overzicht van de doelen en opbrengsten van demonstraties en leerlingpractica sinds hun introductie rond 1850. Dienen practica nu vooral om theorie en begrippen te illustreren en verhelderen, of leert men er vooral een onderzoekende houding en vaardigheden van?

Specifieke inhoud en opbrengst

Via de volgende links zijn delen van het proefschrift samengevat.

Hier komt dan die samenvatting.

Hier komt dan die samenvatting.

  • Download: Practicum Wrijving en Normaalkracht. Dit practicum is bedoeld om leerlingen inzicht te geven in de mechanismes die leiden tot de normaalkracht en de wrijvingskracht tussen oppervlakken. Leerlingen leren hoe die krachten zich kunnen aanpassen aan de overige aanwezige krachten in een situatie, om daarmee het evenwicht te behouden. En hoe deze krachten een maximum waarde hebben: wordt dat overschreden dan is er geen evenwicht meer en treedt bewegingsverandering op.
  • Download: Practium Kracht en Beweging. Dit practicum is voor leerlingen die bij kwalitatieve analyse van de beweging van een voorwerp het woord ‘kracht’ gebruiken op een andere manier dan Newton. Net als Newton denken ze dat krachten verantwoordelijk zijn voor het beginnen en eindigen van bewegingen. Ze denken echter dat het voortduren van een beweging ook een oorzaak nodig heeft, en noemen die ‘kracht’. Met Newton’s Tweede Wet kun je bewegingen alleen correct voorspellen, beschrijven en verklaren als je de resultante kracht correct berekent.
  • Download: Practicum Snelheid en Versnelling. Dit practicum is geschreven voor leerlingen die de formule voor versnelling kennen en ermee kunnen rekenen, en weten dat de snelheid bij een versnelde beweging groter, en bij een vertraagde beweging kleiner wordt. Echter, in kwalitatieve analyses van bewegingen verliezen ze het onderscheid tussen snelheid en versnelling uit het oog.

Hier komt dan die samenvatting.

Algemene inhoud en opbrengst

Hier komt dan die samenvatting.

Gekoppelde artikelen

  • Dekkers, P. (1993) Effectiveness of Practical Work in the Remediation of Alternative Conceptions of Force with Students in Botswana. In P. Lijnse (Ed) European research in science education. Proceedings of the first Ph.D. Summerschool. Driebergen, 3-9 July 1993, The Netherlands. Utrecht: CDβ-Press, Centrum voor β-didactiek.
  • Dekkers, P. (1998) Example of a ‘concept practical’ – giving meaning to the concept of acceleration. Science Education International.
  • Dekkers, P.J.J.M. (1998) The role of bridging practicals in conceptual development. In Jong, O. de , Kortland, K., Waarlo, A.J. de, and Budding’, J. (Eds.) Bridging the Gap between Theory and Practice: What Research Says To The Science Teacher. Proceedings of the 1998 International Summer Symposium, International Council of Associations for Science Education, Centre for Science and Mathematics Education, University of Utrecht, The Netherlands. pp. 87-110.
  • Dekkers, P.J.J.M, and Thijs, G.D. (1993) Effectiveness of Practical Work in the Remediation of Alternative Conceptions in Mechanics with Students in Botswana, Proceedings of the 3rd Conference ‘Misconceptions and educational strategies in Science and Mathematics’. CD-rom. Cornell University, Ithaca, New York, USA, 1-4 August 1993.
  • Dekkers, P.J.J.M., and Thijs, G.D. (1998) Making productive use of Students’ Initial Conceptions in Developing the Concept of Force. Science Education, 82, 31-51.
  • Thijs, G.D. and P. Dekkers (1994) Results of practical work to remedy students’ alternative conceptions of force – what difference does the teacher make? In Voorbach, J. (Ed.) Teacher Education 11, Research and Developments on Teacher education in The Netherlands. ATEE: Brussels, Belgium. pp. 63-76.
  • Thijs, G.D., Dekkers, P., and Smith, U. (1993). Research into the understanding of the concept of force carried out in developing countries in co-operation with research in the Netherlands.
  • Proceedings of the International Conference ‘Science Education in Developing Countries: from Theory to Practice’. Jerusalem, Israel, 3-8 January 1993.

ELWIeR en Ecent als één STEM