ICT-opdracht The Lost Point

Transcriptie

1 ICT-opdracht The Lost Point 20 uur: Wat komt er terecht van ICT-ideeën van het examenprogramma in schoolboeken? 20 uur: Didaktische inhoud programma s (5 uur aan verschillende programma s, 6 à 7 uur aan één programma) criteria voor simulaties: overzichtelijk, instelbaar, past bij doelen, downloadbaar, betrouwbaar, vertaalbaar, iets toevoegen ICT in het examenprogramma ICT in het examenprogramma natuurkunde v.w.o. zie bijlage 1 ICT in het examenprogramma natuurkunde h.a.v.o. zie bijlage 2 Wat komt er terecht van de ICT-ideeën in de schoolboeken? 1. Natuurkunde Overal In de bovenbouwboeken van Natuurkunde Overal voor zowel Havo als VWO komt nauwelijks iets terecht van de ICT-ideeën. Alleen bij de beschrijving van een literatuuronderzoek is iets terug te vinden, namelijk dat een leerling verschillende bronnen van informatie moet kunnen raadplegen en om moet kunnen gaan met zoeksystemen zoals in bibliotheken en mediatheken. Verder komt het omgaan met automatische systemen nadrukkelijk aan bod waardoor leerlingen worden getoetst of ze in staat zijn om processen te regelen en geautomatiseerd te sturen. Verder komt er van de ICT-ideeën helemaal niets terug in de boeken van Natuurkunde Overal! 2. Scoop In de bovenbouwboeken van Scoop voor zowel Havo als VWO komt nauwelijks iets terecht van de ICT-ideeën. In het VWO boek voor Natuurkunde 2 komt een hoofdstuk Modellen (hoofdstuk 6) voor. In dit hoofdstuk wordt ingegaan op het omgaan met modellen met behulp van een computer. Leerlingen hoeven zelf geen modellen te kunnen maken maar moeten er wel mee om kunnen gaan (hoewel bij de test-opgaven wel gevraagd wordt een model af te maken). Jammer is dat niet verteld wordt welk computerprogramma de makers van Scoop gebruiken terwijl wel geschreven wordt over hoofdmenu e.d.. Aan de hand van enkele voorbeelden worden verschillende modellen uitgelegd en moeten leerlingen enkele modellen gebruiken. Hoewel het omgaan met modellen ook voor Havo examenstof is, komt het hoofdstuk Modellen niet voor in de boeken voor de Havo. Ook bij het hoofdstuk Algemene technieken komt niets terug over ICT-vaardigheden. Het omgaan met automatische systemen komt wel nadrukkelijk aan bod waardoor leerlingen getoetst kunnen worden of ze in staat zijn om processen te regelen en geautomatiseerd te sturen. Verder komt er van de ICT-ideeën helemaal niets terug in de boeken van Scoop! 3. NOVA In het voorwoord van NOVA staat dat het handboek gezien moet worden als een mini-encyclopedie voor de natuurkunde. Alle ontbrekende informatie kan worden opgezocht in de mediatheek, musea en het internet. Bij de methode wordt ook een CD-ROM geleverd met daarop computersimulaties en aanvullend lesmateriaal: o.a. extra opdrachten, diagnostische toetsen en ideeën voor praktische opdrachten. In het VWO boek voor Natuurkunde 1 (handboek A) gaat een hoofdstuk over Automaten. Hierin gaat het over meet- en regelsystemen. Verder komt er van de ICT-ideeën niets terug in de boeken van NOVA! 4. Newton In de boeken van Newton komt op een aantal plaatsen iets terug van de ICT-ideeën. In het Informatieboek 1a voor het VWO komt in het hoofdstuk Onderzoeken - Experimenteel Onderzoek (hoofdstuk 1) een paragraaf voor, waarin ingegaan wordt op meten met de computer. In het hoofdstuk Technische automatisering (hoofdstuk 14) wordt ingegaan op de meet- en regelsystemen. Het hoofdstuk Modelleren - computermodellen (hoofdstuk 18) van het Informatieboek 1b voor het VWO gaat volledig over modelleren, wat ook onderdeel is van het examenprogramma. ICT opdracht The Lost Point 1/10

2 In de boeken voor de Havo komt ook de paragraaf voor over meten met de computer en het hoofdstuk over Technische automatisering. Het hoofdstuk over modelleren is uit de informatieboeken van de Havo gelaten. Op de CD-ROM bij Newton staan enkele simulaties, die nauwelijks geschikt zijn voor leerlingen. Tevens staat op de CD-ROM een demonstratie-versie van Interactive Physics met een paar aardige simulaties. 5. Systematische Natuurkunde In het voorwoord van de boeken van Systematische Natuurkunde wordt geschreven over de vernieuwingen van deze boeken (geschreven voor het studiehuis) tov de 'oude' boeken: het toevoegen van een ondersteunend computerprogramma aan de methode een website op internet ( Deze computerprogramma's bevatten simulaties geschreven voor het simulatieprogramma Interactieve Natuurkunde (Interactive Physics) speciaal geschreven voor de methode Systematische Natuurkunde. Deze simulaties worden ISSN genoemd. Bij deze simulaties bestaat ook een werkboekje. Op de website van Systematische Natuurkunde kunnen enkele simulaties worden gedownload, die erg lijken op de simulaties die bij Newton worden geleverd. Het pluspunt van de simulaties van Systematische Natuurkunde is dat er ook een werkblad bestaat. Tevens wordt in het voorwoord van de boeken van Systematische Natuurkunde gewezen op IP Coach of een daaraan gelijkwaardig programma, wat gebruikt kan worden om metingen mee te doen met behulp van de computer. In het kernboek N1 voor Havo komt een hoofdstuk Signaalverwerking (hoofdstuk 2) voor, dat gaat over meet- en regelsystemen. Voor de VWO komt ook nog een hoofdstuk voor over Numerieke natuurkunde (hoofdstuk 6) waarbij leerlingen leren omgaan met modellen. IP Coach wordt hierbij genoemd als mogelijk pakket om rekenmodellen mee te bekijken. Educatieve Natuurkunde Software 1. Open Physics (demo: # simulaties waarbij enkele parameters in te stellen zijn; + een stukje theorie bij elke simulatie; + simulaties in de vorm van animaties (inzichtelijk); + real-time grafieken, grootheden, vectoren; + mogelijkheid om stapje-voor-stapje simulatie door te lopen; + bij elke simulatie een vraag met antwoord zonder uitwerking; + alle gebieden uit de natuurkunde worden behandeld (de demo heeft twee simulaties per gebied); - geen mogelijkheid om zelf teksten of opgaven toe te voegen; - geen mogelijkheid om zelf simulatie te maken; + ziet er erg mooi uit! Dit programma kan een nuttige toevoeging zijn om leerlingen zelf een onderwerp nog een keer te laten bestuderen. Het zou wel erg handig zijn om werkbladen te maken zodat leerlingen een beetje geholpen worden bij wat ze met een simulatie moeten ontdekken en/of zien te begrijpen. Het nadeel van de Engelstalige software zou met behulp van Nederlandstalige uitleg op de werkbladen ook verkleind kunnen worden. Waarschijnlijk is de theorie bij de simulaties in de meeste gevallen niet erg nuttig omdat hierbij de Engelse taal wel een belemmering is. Ook worden in het Engels sommige grootheden met andere symbolen weergegeven. 2. Physics by Pictures (demo: - DOS (niet stabiel onder Windows); # simulaties waarbij enkele parameters in te stellen zijn; + bij elke simulatie een stukje theorie, wat er met de simulatie kan, waar je op moet letten; + elke simulatie heeft een uitleg hoe je om moet gaan met de simulatie; + behalve simulaties ook nog een overzicht van formules, tabellen, grootheden en eenheden; ICT opdracht The Lost Point 2/10

3 + real-time grafieken, grootheden en vectoren; + alle gebieden uit de natuurkunde worden behandeld (de demo heeft twee simulaties per gebied); - geen mogelijkheid om zelf teksten of opgaven toe te voegen; - geen mogelijkheid om zelf simulatie te maken; + ziet er goed uit! Dit programma kan een nuttige toevoeging zijn om leerlingen zelf een onderwerp nog een keer te laten bestuderen. Het zou wel erg handig zijn om werkbladen te maken zodat leerlingen een beetje geholpen worden bij wat ze met een simulatie moeten ontdekken en/of zien te begrijpen. Het nadeel van de Engelstalige software zou met behulp van Nederlandstalige uitleg op de werkbladen ook verkleind kunnen worden. Waarschijnlijk is de theorie bij de simulaties in de meeste gevallen niet erg nuttig omdat hierbij de Engelse taal wel een belemmering is. Ook worden in het Engels sommige grootheden met andere symbolen weergegeven. 3. Physlets ( - Engelstalige applets; + gratis! 4. Modellus ( + gratis; # mathematische modelleeromgeving met real-time simulaties: beweging, grafieken, vectoren, grootheden; + mogelijkheid tot het maken van eigen simulaties; + mogelijkheid om zelf begeleidende tekst te schrijven; + mogelijkheid om gedeeltes van een simulatie te blokkeren voor gebruikers (vb. leerlingen); + veel voorgeprogrammeerde simulaties; + mogelijkheid om parameters in te stellen; + mogelijkheid om verschillende condities te vergelijken; + mogelijkheid tot verwerken mbv meetinstrumenten: helling, oppervlakte, hoeken en afstanden; + mogelijkheid om scherm te copiëren; - mathematische omgeving niet erg geschikt om leerlingen zelf modellen te laten bouwen. Dit programma kan nuttig zijn om leerlingen te leren modelleren. Het zelf volledig opzetten van een model is misschien iets teveel gevraagd maar een model wijzigen of afmaken kan best. Met een kant-en-klaar model kunnen leerlingen goed de invloed van sommige parameters onderzoeken. 5. Crocodile Physics ( # simulatieprogramma op het gebied van electronica, mechanica en licht (met nadruk op electronica); + mogelijkheid om zelf systemen te bouwen en te testen; + mogelijkheid om zelf lessen en werkbladen te maken (met opgaven); + inclusief allerlei lessen over de diverse onderwerpen; + erg mooi! Dit programma is buitengewoon nuttig om leerlingen te laten oefenen met electronische schakelingen voordat ze met de echte apparatuur aan de slag gaan (er kunnen in ieder geval geen meters worden opgeblazen). Ook als leerlingen al ervaring hebben met het zelf bouwen van schakelingen kan Crocodile Physics een handige manier zijn om snel schakelingen te bouwen en te analyseren. De mogelijkheid om ook werkbladen te maken maakt het programma ook erg geschikt om in de klas te gebruiken. Voor leerlingen in de onderbouw bestaat ook de mogelijkheid om ICT opdracht The Lost Point 3/10

4 schakelingen te bouwen met echte componenten in plaats van de officiële symbolen. De simulaties over mechanica laten nog wel te wensen over, maar de simulaties over licht zijn ook zeer goed te gebruiken. 6. Interactive Physics ( # simulatieprogramma op vooral het gebied van mechanica; + erg uitgebreid (veel mogelijkheden); + veel voorgeprogrammeerde voorbeelden - veel voorbeelden vallen buiten de lesstof van de middelbare school); - veel voorbeelden zijn weinig interactief; - veel voorbeelden zijn weinig boeiend ; + mogelijkheid om zelf lessen te maken + mogelijkheid om zelf simulaties te maken; - niet erg gebruiksvriendelijk. Dit programma valt qua bruikbaarheid een beetje buiten de boot. Vooral de gebruiksvriendelijkheid laat veel te wensen over. Als er eenmaal modellen en simulaties gemaakt zijn, biedt het programma wel vele mogelijkheden voor gebruik binnen de lessen. De mogelijkheid om zelf lessen te maken maakt het ook geschikt voor de middelbare school omgeving. 7. Software van B&M Exact + Nederlandstalige software; + Windows (?); + Programma dat kennis toetst over een groot aantal gebieden; - Geen uitleg over gebruik van het programma (ook niet erg intuitief); + Bij elk onderwerp korte uitleg; # Vraag en antwoord; + Telkens andere vragen en opgaven; + Zowel open als gesloten vragen; - Multiple-choice vragen met ontkenningen; - Programma is niet foutloos; + Veel verschillende onderwerpen; + Verschillende niveau s. Leuke software om te gebruiken als toets voor leerlingen die net een onderwerp hebben afgerond. Aangezien de vragen elke keer anders zijn, is het programma goed geschikt om meerdere keren te gebruiken. Het feit dat het programma niet vlekkeloos loopt, doet de vraag rijzen of het niet handiger is om simpelweg de ideeën van de opgaves over te nemen en de vragen op schrift te stellen, hoewel de PC wel enkele extra mogelijkheden geeft om om te gaan met het stellen van vragen. Het zou leuk zijn als de docent zelf ook enige invloed zou hebben op het aantal en het soort vragen. 8. Elf (Electric field and potential mapper) - Engelstalige software (weinig kennis Engelse taal nodig); # Simulatieprogramma dat elektrische velden rondom elektrische ladingen simuleert; + Geeft ook equipotentiaal-lijnen weer; + Nuttig als vervanging van de Griesmeel-met-slaolie -proef; + Groot aantal voorgeprogrammeerde ladingconfiguraties; + Mogelijkheid om zelf ladingconfiguraties zelf te maken. Hele goede vervanging van de Griesmeel-met-slaolie -proef. Met dit programma zijn snel ladingconfiguraties te maken en kunnen veldlijnen sneller en beter gemaakt worden dan met het Griesmeel-met-slaolie -proefje. ICT opdracht The Lost Point 4/10

5 9. GasSim (Gas Molecule Simulations) # Simulatieprogramma waarmee gas molekulen mee gesimuleerd kunnen worden; + Meet veel verschillende grootheden: kinetische energie, snelheid, enz.; + Mogelijkheid om verschillende configuraties zelf te maken ; + Groot aantal voorgeprogrammeerde configuraties (vb. Brownse beweging) Golven + Nederlandstalige software; - Dos; + Simuleert transversale en longitudinale golven; + Veel instellingen mogelijk mbv sneltoetsen; Dit programma zorgt er vooral voor om golven inzichtelijk te maken. Alle soorten golven kunnen in beweging worden gezien, waardoor alle aspecten van golven begrijpelijk gemaakt kunnen worden. Vooral geschikt als demonstratiemateriaal. 11. Physics Tutor + Uitleg in beeld en geluid van natuurkundige theorieën en grootheden; - Geen bewegende beelden; Nauwelijks bruikbaar programma doordat het programma in het Engels is geschreven. 12. Raytrace 13. Veer + Nederlandstalige software; - Dos; # Simulatie van een massa-veersysteem; + Enkele parameters in te stellen; Leuk, klein programmaatje om een massa-veersysteem mee te simuleren. Doordat er enkele parameters zijn in te stellen is het bijzonder geschikt om zo n systeem te onderzoeken als de materialen niet beschikbaar zouden zijn. ICT opdracht The Lost Point 5/10

6 Eén programma in het bijzonder Software van B&M Exact - de gratis demoversie "METEN en REKENEN" figuur 1. Het openingsscherm de bedoeling De bedoeling van dit programma is beter te leren omgaan met meten en rekenen zoals dat in de natuurkunde nodig is. Hoe moet je aflezen? Hoe nauwkeurig is de meting? Hoe moet je formules gebruiken? Hoe nauwkeurig zijn de uitkomsten van je berekeningen? de inhoud Het programma bevat de volgende onderdelen: schalen aflezen omtrek, oppervlak, volume eenheden omrekenen meetfouten Elke onderdeel kan binnen een lesuur gedaan worden. dichtheid veerconstante kracht en druk de bediening De bediening gebeurt voornamelijk met de muis en af en toe met het toetsenbord. Getallen kunnen ingevoerd worden met behulp van de op het scherm aanwezig rekenmachine. de scores Van alle handelingen wordt een score bijgehouden. Per onderdeel kan maximaal een 10 gehaald worden. In het hoofdmenu bestaat de mogelijkheid om de behaalde resultaten op een printer af te drukken. het hoofdmenu figuur 2. Het hoofdmenu ICT opdracht The Lost Point 6/10

7 In het hoofdmenu (figuur 2) is een overzicht te zien van de beschikbare onderdelen en de behaalde punten per onderdeel. de opgaven Het leuke van de opgaven is dat ze elke keer anders zijn. Leerlingen kunnen dus op geen enkele manier bij elkaar afkijken (als dit programma gebruikt zou worden als proefwerk). Het programma kan ook meerdere keren gebruikt worden om te toetsen of leerlingen de stof beheersen. Behalve goed of fout geeft het programma ook een nadere toelichting als een vraag niet helemaal goed is beantwoord. figuur 3. Opgave 1/25 vraag 1/2 - Hoe groot is één schaaldeel? figuur 4. Opgave 11/25 - Hoeveel ml zit er in het maatglas? Sommige opgaven beslaan slechts een enkele vraag (figuur 4). Anderen werken via een aantal tussenvragen naar bijvoorbeeld de dichtheid van een voorwerp (figuur 5,6,7 en 8). figuur 5. Opgave 1/5 vraag 1/6 - Bepaal de massa van het voorwerp (in g). (Leg massa's op de schaal.) figuur 6. Opgave 1/5 vraag 3/6 - Bepaal de breedte van het voorwerp (in cm). figuur 7. Opgave 1/5 vraag 5/6 - Bepaal het volume van het voorwerp (in cm 3 ). figuur 8. Opgave 1/5 vraag 6/6 - Bepaal de dichtheid van het voorwerp (in g/cm 3 ). ICT opdracht The Lost Point 7/10 Last printed on :56

8 Op deze manier is een heel praktikum over dichtheid na te doen met de computer. Ondanks het feit dat leerlingen op deze manier de ervaring missen om met echte meetinstrumenten te werken, kan het wel een handige manier zijn om bijvoorbeeld leerlingen een praktikum te laten over doen of inhalen. figuur 9. Opgave 1/5 vraag 1/3 - Bepaal de massa van het voorwerp (in g). (Leg massa's op het de schaal.) figuur 10. Opgave 1/5 vraag 3/3 - Bepaal de dichtheid van het voorwerp (in g/cm 3 ). de help-functie Behalve opgaven is er ook een Help-functie beschikbaar, die toegang geeft tot een korte uitleg over de verschillende onderwerpen (figuur 11 en 12). figuur 11. Help "Meten" figuur 12. Help "dichtheid - formule" bruikbaarheid Leerlingen kunnen naar mijn mening goed met deze software omgaan. In de demonstratie-versie is het aantal opgaven per onderwerp erg beperkt. Waarschijnlijk bevat de volledige versie wel een breder aanbod aan opgaven. Voor docenten zou het prettig zijn als het programma zo aangepast zou kunnen worden dat bepaalde opgaven kunnen worden geselecteerd zodat leerlingen alleen die vragen hoeven te beantwoorden die bij de stof uit de methode horen. Ook zou het handig zijn als de help-functie uitgeschakeld zou kunnen worden zodat het programma gebruikt zou kunnen worden als proefwerk. ICT opdracht The Lost Point 8/10 Last printed on :56

9 BIJLAGE 1: Examenprogramma natuurkunde v.w.o. Artikel 3. Examenprogramma natuurkunde v.w.o. 1 Het eindexamen 1.2 Het schoolexamen b praktische opdrachten De presentatie van het verrichte werk vindt op één van de volgende wijzen plaats: een presentatie met gebruik van media (bijvoorbeeld audio, video, ICT). d handelingsdeel informatie- en communicatietechnologie (ICT) De kandidaat kan bij de examinering gebruik maken van de volgende toepassingen van ICT: raadplegen van (hyper)teksten, gegevens, beeld en geluid in (multimediale) bestanden, gegevensbanken en informatiesystemen met behulp van een computer(netwerk); geautomatiseerde zoeksystemen in bibliotheek en mediatheek; telecommunicatie, zoals , discussie- en nieuwsgroepen; tekstverwerking; grafische rekenmachine; geautomatiseerd sturen en regelen van processen; wiskundige bewerkingen; spreadsheets, modellen en simulaties; verwerking en beheer van gegevens in gegevensbanken en informatiesystemen; maken van (multimediale) presentaties. Het gebruik van ICT-toepassingen bij de toetsing is optioneel op die onderdelen waarde school (nog) niet beschikt over voldoende en adequate apparatuur en programmatuur. 2. De Examenstof 2.1 Eindtermen: Vaardigheden Subdomein: Informatievaardigheden De kandidaat kan 15 informatie verwerven en selecteren uit schriftelijke, mondelinge en audiovisule bronnen, mede met behulp van ICT. 17 benodigde gegevens halen uit grafieken, tekeningen, simulaties, schema s, diagrammen en tabellen en deze gegevens interpreteren, mede met behulp van ICT. onder andere het in tabellen opzoeken van grootheden, symbolen, eenheden en formules. 18 gegevens weergeven in grafieken, tekeningen, schema s, diagrammen, tabellen, mede met behulp van ICT. 21 informatie en meetresultaten analyseren, schematiseren en structureren, mede met behulp van ICT. Subdomein: Technisch-instrumentele vaardigheden De kandidaat kan: 24 bij het raadplegen, verwerken en presenteren van informatie en bij het inzichtelijk maken van processen gebruik van toepassingen van ICT. ICT opdracht The Lost Point 9/10 Last printed on :56

10 BIJLAGE 2: Examenprogramma natuurkunde h.a.v.o. Artikel 4. Examenprogramma natuurkunde h.a.v.o. 1 Het eindexamen 1.2 Het schoolexamen b praktische opdrachten De presentatie van het verrichte werk vindt op één van de volgende wijzen plaats: een presentatie met gebruik van media (bijvoorbeeld audio, video, ICT). d handelingsdeel informatie- en communicatietechnologie (ICT) De kandidaat kan bij de examinering gebruik maken van de volgende toepassingen van ICT: raadplegen van (hyper)teksten, gegevens, beeld en geluid in (multimediale) bestanden, gegevensbanken en informatiesystemen met behulp van een computer(netwerk); geautomatiseerde zoeksystemen in bibliotheek en mediatheek; telecommunicatie, zoals , discussie- en nieuwsgroepen; tekstverwerking; grafische rekenmachine; geautomatiseerd sturen en regelen van processen; wiskundige bewerkingen; spreadsheets, modellen en simulaties; verwerking en beheer van gegevens in gegevensbanken en informatiesystemen; maken van (multimediale) presentaties. Het gebruik van ICT-toepassingen bij de toetsing is optioneel op die onderdelen waarde school (nog) niet beschikt over voldoende en adequate apparatuur en programmatuur. 2. De Examenstof 2.1 Eindtermen: Vaardigheden Subdomein: Informatievaardigheden De kandidaat kan 15 informatie verwerven en selecteren uit schriftelijke, mondelinge en audiovisule bronnen, mede met behulp van ICT. 17 benodigde gegevens halen uit grafieken, tekeningen, simulaties, schema s, diagrammen en tabellen en deze gegevens interpreteren, mede met behulp van ICT. onder andere het in tabellen opzoeken van grootheden, symbolen, eenheden en formules. 18 gegevens weergeven in grafieken, tekeningen, schema s, diagrammen, tabellen, mede met behulp van ICT. 21 informatie en meetresultaten analyseren, schematiseren en structureren, mede met behulp van ICT. Subdomein: Technisch-instrumentele vaardigheden De kandidaat kan: 24 bij het raadplegen, verwerken en presenteren van informatie en bij het inzichtelijk maken van processen gebruik van toepassingen van ICT. ICT opdracht The Lost Point 10/10 Last printed on :56