Onderzoekscompetenties in de 2 e en 3 e graad wetenschappen

Transcriptie

1 Onderzoekscompetenties in de 2 e en 3 e graad wetenschappen

2 Over welke richtingen spreken we? Tweede graad Wetenschappen en Sportwetenschappen Latijn, Grieks, Humane Wetenschappen, Economie Derde graad We-richtingen: duidelijke vermelding van OC Wi-richtingen (zonder We): geen expliciete vermelding van OC, onderzoeksopdrachten Richtingen zonder We, zonder Wi: natuurwetenschappen

3 Wat zegt het leerplan (chemie) voor de Werichtingen? De doelstellingen: de algemene doelstellingen Onderzoekend leren/leren onderzoeken en sommige leerplandoelstellingen streven een hoger beheersingsniveau na. Het aantal uur practica per leerjaar en per wetenschapsvak: 7 u in de richting Wetenschappen en Sportwetenschappen tegenover 2u in de andere studierichtingen. De aanpak van de practica: in Wetenschappen en Sportwetenschappen moeten verschillende deel- aspecten van de onderzoekscompetentie op een geïntegreerde manier aan bod komen. In de ande- re studierichtingen spreken we van leerlingenexperimenten waarbij vooral de nadruk ligt op het uit- voeren van het experiment en niet zozeer op de verschillende deelaspecten van de onderzoekscompetentie. Verslaggeving: in Wetenschappen en Sportwetenschappen is verslaggeving bij een experiment ver- plicht, in de andere studierichtingen kan de rapportering beperkt zijn.

4 Wat zegt het leerplan chemie over de OC? Onderzoekscompetentie De leerlingen kunnen SET29: zich oriënteren op een onderzoeksprobleem door gericht informatie te verzamelen, te ordenen en te bewerken. SET30: een onderzoeksopdracht met een wetenschappelijke component voorbereiden, uitvoeren en evalueren. SET31: de onderzoeksresultaten en conclusies rapporteren en ze confronteren met andere standpunten.

5 Onderzoekscompetenties in de wetenschappen Leerlijn : groei evolueren Van klein naar groot Van gesloten naar open Van begeleid naar zelfstandig Eventueel van 1 naar enkele lesuren

6 Wat zegt het leerplan? p 9 onderaan (mbt onderzoekscompetenties uitlichten)

7 Tweede graad Eén uur versus twee uur wetenschappen In de 2-uurs richting: tijd om aan mini-onderzoekjes te doen Accent ligt op onderzoekend leren Onder begeleiding Behoorlijk gesloten instructie

8 Derde graad Open(er) opdracht Zelfstandig onderzoek opzetten en opvoeren Accent ligt op leren onderzoeken (OVUR) Geen GIP in het ASO Geen theoretisch eindwerk wetenschappen Alleen in We-richtingen en niet in én fysica, én biologie én chemie Kan gerust over de vakken heen (Nederlands erbij betrekken?)

9

10 Leerlijn in het leerplan Voorbeeld vanuit chemie Stofhoeveelheid 3 e jaar: atoommassa, molecuulmassa, molbegrip, molaire massa 4 e jaar: molaire concentratie en massaconcentratie 5 e jaar: molair gasvolume-massadichtheid andere concentratie-eenheden (m%, V%, ppm, ppb); stoïchiometrische berekeningen (overmaat, rendement, ) 6 e jaar: berekeningen bij chemische evenwichtsreacties, titraties

11 Leerlijn in de practica chemie Derde jaar t.e.m. zesde jaar Van invulverslag evolueren naar open verslag Van gesloten instructie evolueren naar onderzoekspracticum Van korte proefjes evolueren naar experimenten die een lestijd duren

12 Volgens het leerplan: Mogelijke practica: De dehydratatie en hydratatie van een zout uitvoeren en waarnemen aan de hand van kleurveranderingen en/of massaveranderingen.

13 Voorzien in het boek:

14 Volgens het leerplan: Mogelijke practica Het kwalitatief onderzoek van de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden. Het kwantitatief onderzoek van de invloed van de concentratie van de reagentia op de reactiesnelheid. Studie van de reactiesnelheid (vb. ontleding van waterstofperoxide met behulp van droge gist via druksensor). Mogelijke demo-experimenten Illustratie van het verschil in reactiesnelheid tussen twee reacties. Demonstratie van factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden. Onderzoeksonderwerpen Onderzoek naar factoren die de snelheid van een maagzuurremmer bei nvloeden (vb. Maalox, Ren- nie, Gaviscon).

15 Voorzien in het boek:

16 Pas op: verandering t.o.v. huidige leerplan! Enthalpie, entropie en vrije energie kwalitatief omschrijven. Zie wenken: Zonder in te gaan op de kwantitatieve aspecten van thermodynamische grootheden als enthalpie, entropie en vrije energie kan gewezen worden op factoren die het al dan niet spontaan optreden van een chemische reactie beïnvloeden: een verandering van enthalpie (de reactie-enthalpie of reactiewarmte) en een verandering van entropie (een maat voor de wanorde). Een daling van de vrije energie tijdens een chemische reactie zal uiteindelijk bepalend zijn voor het spontaan verloop van een chemisch proces.

17 Volgens het leerplan: Mogelijke onderzoeksopdrachten Hot Booster (zelf verhittend voedsel): in welke verhouding tussen de reagentia water en calciumoxide wordt de grootste temperatuursverandering bereikt? Reactie in zure hostie onderzoeken. Bepaling van de reactiewarmte van een chemische reactie (zoals een neutralisatiereactie)

18 Voorzien in het boek

19 Volgens het leerplan Mogelijke practica Kwalitatief onderzoek van de factoren die een chemisch evenwicht kunnen verschuiven. Studie van het chemisch evenwicht. Mogelijke onderzoeksonderwerpen Bepaling van m% azijnzuur in huishoudazijn. Bepaling van m% acetylsalicylzuur in een tablet aspirine

20 Voorzien volgens planning in OWMC 4 (tweede leerjaar, derde graad) Onderzoeksopdrachten: factoren die invloed hebben op de ligging van het evenwicht Titraties (vrij open practicum): bepalen m% azijnzuur in huishoudazijn

21 Algemene besluiten Vanuit de eerste graad (NaWe) naar tweede en derde graad evolueren van gesloten practica met duidelijke instructies naar een zeer open practicum Leerlijn zowel verticaal als horizontaal (over de vakken (niet exclusief wetenschappen) Boeken zijn aangepast aan duidelijk nieuwe aanpak van de leerplannen, mét de nodige vrijheid voor de leerkracht Practica aangepast aan OC en OVUR in OWMC 1-4 met een duidelijke evolutie naar meer open practica Mogelijke uitgewerkte versies vinden leerkrachten terug op knooppunt en op het bordboek

22

23 Bio Naturalis 4 Leerwerkboek - Gebaseerd op leerplan biologie voor de 2 de graad ASO (VVKSO BRUSSEL D/2012/7841/004) - Leerlijn Plantyn: - Bio Naturalis 3 Leerwerkboek - Bio Naturalis 3 Laboboek (enkel voor 2-uurs) - Bio Naturalis 4 1u - Bio Naturalis 4 2u

24

25 Waarnemen en bestuderen van organismen komt vooral Bij het maken van een transect tijdens de terreinstudie

26 Bij onderzoek bedekkingsgraad kogelwier op boomstam

27 Bij onderzoek van dieren in wegberm

28 Bij B.B.I.-bepaling

29 Bij het opstellen van een ethogram en protocol

30 Bij onderzoek niche en habitat van micro-organismen

31 Bij onderzoek successie en climax in ecosystemen

32 Bij classificatie

33

34 Metingen komen vooral aan bod tijdens de terreinstudie

35 Ook bij bepaling waterkwaliteit op basis van abiotische factoren is er aandacht voor meetnauwkeurigheid

36

37 Boek voorziet ruimte en mogelijkheid om resultaten uit te zetten in grafieken

38 Grafieken kunnen interpreteren

39

40 Verbanden kunnen leggen tussen biotische en abiotische factoren Bv. bij onderzoek bedekkingsgraad kogelwieren op boomstam

41 Verbanden kunnen leggen tussen biotische en abiotische factoren Bv. Bij transectonderzoek, de link leggen tussen hardheid van bodem en voorkomen tredplanten

42

43 Determineren tot op het soort organisme is niet gemakkelijk! Boek biedt eenvoudige gebruiksvriendelijke zoektabellen aan met meest voorkomende inheemse soorten wegbermplanten/bodemdieren

44

45

46 Principe van OVUR

47

48

49

50

51 Is er een verschil in structuur tussen Bio Naturalis 3 en Bio Naturalis 4? Bio Naturalis 4 => 1 leerwerkboek met labo-opdrachten Bio Naturalis 4 => streeft naar meer zelfstandigheid => mindmaps moeten zelfstandig worden uitgewerkt. Bio Naturalis 4 => nog meer nadruk op formuleren van een eigen hypothese en open vragen voor reflecteren en rapporten

52

53 Naturalis 5 en 6 Leerwerkboek - Gebaseerd op leerplan NW voor de 3 de graad ASO (VVKSO BRUSSEL D/2014/7841/016) - Voor richtingen zonder component wetenschappen

54 Wijzigingen in leerplan NW voor 3 de graad ASO De inhouden van bepaalde grote thema s zijn gewijzigd. Meeste wijzigingen in deel 1:

55

56 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen DIAMANT-GRAFIET

57 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen DIAMANT-GRAFIET

58 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen IJzer-staal-gietijzer

59 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen ZEPEN en DETERGENTEN

60 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen KUNSTSTOFFEN

61 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen KUNSTSTOFFEN

62 Wenk in nieuw leerplan: We beogen in het vak Natuurwetenschappen geen systematische studie van stofklassen waarbij alle stofklassen aan bod komen. Wel kan men exemplarisch aan de hand van een determinatietabel een organische stofklasse behandelen.

63 Overzicht van stofklassen als bijlage, maar zeer summier behandeld in nieuwe versie.

64 Eigenschappen van stoffen linken aan structuur moleculen Biochemische stoffen

65

66

67

68

69 Grotvorming wordt niet meer als vb. van evenwichtsreactie besproken. De evenwichtstoestanden in fles spuitwater blijven behouden

70 Evenwichtsreacties in bloed is nieuw

71

72 Wijzigingen in leerplan NW voor 3 de graad ASO Grootste wijzigingen in de andere delen: Gekoppelde genen uit Naturalis 6: valt weg Energieomzettingen uit Naturalis 6: valt weg => Door veel extra informatie zoals de ter info s of extra labo s aan te bieden op Knooppunt zijn de nieuwe versies iets minder dik geworden.

73 Wijzigingen in leerplan NW voor 3 de graad ASO Leerlingenexperimenten zijn niet verplicht. Om de algemene doelstellingen m.b.t. het Onderzoekend leren te realiseren is men echter verplicht om op een zinvolle manier onderzoekende aspecten aan de hand van experimenten (demonstratie en/of leerlingenexperimenten) te integreren in de didactische aanpak.

74 Algemene doelen m.b.t. onderzoekend leren

75 Algemene doelen m.b.t. onderzoekend leren Onderzoeksvraag

76 Algemene doelen m.b.t. onderzoekend leren Onderzoeksvraag

77 Algemene doelen m.b.t. onderzoekend leren Rapporteren

78 Algemene doelen m.b.t. onderzoekend leren Reflecteren

79 Fysica 2 e graad: Impuls & Pulsar

80 Onderzoekend leren Voor een graadleerplan fysica van één wekelijkse lestijd (in de 2 de graad). Minimum 2 lestijden leerlingenexperimenten per schooljaar (4 u voor de hele 3 de graad). Gebruik maken van de natuurwetenschappelijke methode. Een leerlingenexperiment is een activiteit waarbij leerlingen, alleen of in kleine groepjes van 2 tot 3 leerlingen, begeleid zelfstandig een experiment of waarnemingsopdracht uitvoeren in het kader van een gegeven onderzoeksvraag. Hierbij is het maken van een verslag niet verplicht, beperkte rapportering is wel noodzakelijk (zie wenken bij AD4).

81 Leren onderzoeken Voor een graadleerplan fysica van twee wekelijkse lestijden. Minimum 7 lestijden practica per leerjaar (12 u voor de hele 3 de graad). Gebruik maken van de natuurwetenschappelijke methode. Een practicum is een activiteit waarbij leerlingen, alleen of in kleine groepjes van 2 tot 3 leerlingen, begeleid zelfstandig drie of meerdere deelaspecten van de natuurwetenschappelijke methode combineren in het kader van een natuurwetenschappelijk probleem. Hierbij is verslaggeving verplicht volgens de wenken bij AD5.

82 Leren onderzoeken Met deelaspecten bedoelen we: een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een onderzoeksvraag en indien mogelijk een hypothese over deze vraag formuleren (AD1); op een systematische wijze informatie verzamelen en ordenen (AD2); met een aangereikte methode een antwoord op de onderzoeksvraag zoeken of met de aangereikte methode een onderzoeksvoorstel uitvoeren (AD3); over een waarnemingsopdracht/ experiment/onderzoek en het resultaat reflecteren (AD4); over een waarnemingsopdracht/ experiment/onderzoek en het resultaat rapporteren (AD5).

83 SET 2 de graad

84 SET 3 de graad

85 SET wetenschappen 2 de graad oriënteren voorbereiden uitvoeren rapporteren reflecteren Onderzoekscompetentie De leerlingen kunnen SET 31 onder begeleiding voor een gegeven onderzoeksprobleem onderzoeksvragen formuleren. SET 32 op basis van geselecteerde bronnen voor een gegeven onderzoeksvraag, op een systematische wijze informatie verzamelen en ordenen. SET 33 onder begeleiding een gegeven probleem met een aangereikte methode onderzoeken. SET 34 onder begeleiding onderzoeksresultaten verwerken, interpreteren en conclusies formuleren. SET 35 volgens een gegeven stramien over de resultaten van de eigen onderzoeksactiviteit rapporteren. SET 36 onder begeleiding reflecteren over de bekomen onderzoeksresultaten en de aangewende methode.

86 SET wetenschappen 3 de graad Onderzoekscompetentie De leerlingen kunnen SET29 zich oriënteren op een onderzoeksprobleem door gericht informatie te verzamelen, te ordenen en te bewerken. SET30 een onderzoeksopdracht met een wetenschappelijke component voorbereiden, uitvoeren en evalueren. SET31 de onderzoeksresultaten en conclusies rapporteren en ze confronteren met andere standpunten. Deze onderzoekscompetenties worden in de algemene doelstellingen AD1-AD5 geconcretiseerd.

87 OVUR en de natuurwetenschappelijke methode

88 OVUR en de natuurwetenschappelijke methode

89 Leerlijn natuurwetenschappen

90 Van gesloten naar open opdrachten OVUR Natuurwetenschappelijke methode Gesloten Half open/half gesloten Open Oriëntatie Voorbereiding Reflectie Uitvoeren Probleemstelling, Literatuurstudie Reflectie Uitvoeren op en het waarnemen onderzoek: vraagstelling: antwoord Leerlingen Achtergrondinformatie De Waarnemingen leerlingen bestuderen formuleren worden de wordt gegeven. een Leerlingen De leerlingen waarnemingen analyseren maken formuleren een worden keuze een uit Leerlingen De leerlingen stellen maken formuleren doen zelfstandig een een onderzoeksvraag onderzoeksvraag aan leerlingen van aangeboden onderzoeksvraag. aangeboden wetenschappelijke onderzoeksvraag een literatuurstudie rond het bij op onderzoeksvraag antwoord op antwoord genoteerd op door de leerlingen antwoord waarnemingen op horende bij leerkracht. door onderzoeksvraag. leerkracht. bronnen onderzoeksvraag. bij vorm hun van een een onderwerp. onderzoeksvraag. hun bepaald zelf opgestelde onderzoeksthema. werkwijze. literatuurstudie. antwoord op vragen van de Deelvragen Leerlingen bestuderen de Leerlingen leerkracht. stellen eventuele Leerlingen stellen zelf de Reflectie op het onderzoek: De leerlingen formuleren een De leerkracht leidt een debat De leerlingen denken zelf na Materiaal deelvragen De benodigdheden van de leerkracht. worden aan nieuwe De leerlingen deelvragen maken om een tot een deelvragen Het oplijsten om van tot een toepassingen op het onderzoek antwoord op vragen van over het verloop over eventuele verdere de leerlingen aangeboden. antwoord oplijsting van op de gegeven benodigdheden antwoord benodigdheden op de gebeurt door de Analyseren en interpreteren van de leerkracht, De aangeboden als toepassing waarnemingen op toepassingen De waarnemingen van het worden toepassingen De waarnemingen van hun worden door onderzoeksvraag en vergelijken met te de komen. lijst onderzoeksvraag leerling. te komen. waarnemingen het worden gebeurde geanalyseerd onderzoek. volgens onderzoek. geanalyseerd Leerlingen volgens de maken meest onderzoek. leerlingen volledig opgesteld door de leerkracht. realiteitsrepresenterende hiervan gepaste een ondersteunende neerslag. zelfstandig geanalyseerd. elementen (EM-foto s, elementen. Opstellen Reflectie op van de een onderzoeksattitude werkbare hypothese De micropreparaten, werkbare leerlingen hypothese reflecteren foto s, wordt over Leerlingen De leerlingen moeten reflecteren in staat over zijn Het De leerlingen formuleren reflecteren van een over (als Methode dan.) aan De het maquettes) werkwijze verloop de leerlingen en van wordt het aangeboden. onderzoek, een De het leerlingen verloop werkbare van stellen hypothese het onderzoek, een te werkbare Het het verloop opstellen hypothese van van het de onderzoek, gebeurt werkwijze leerlingen realiteitsvervangende samenwerking aangeboden. met de identificeren. werkwijze samenwerking voor en met vergelijken de door gebeurt de samenwerking de leerling. door de leerling. met de teamleden ondersteunende en eventueel elementen tussen die teamleden met en werkwijze eventueel van tussen de teamleden en eventueel tussen de (vragen, teams grafieken, en geven nog tabellen). leerkracht. de teams en geven nog de teams en geven nog opmerkingen indien nodig. opmerkingen indien nodig. opmerkingen indien nodig. Besluiten en interpretatie van de (eventuele) bewerkte waarnemingen Leerlingen trekken een besluit op basis van de geanalyseerde waarnemingen. Leerlingen trekken een besluit op basis van hun waarnemingen en na studie van wetenschappelijke bronnen. Leerlingen formuleren hun besluit op eigen initiatief. Het besluit aftoetsen aan de geformuleerde hypothese De leerlingen toetsen het besluit af aan de hypothese. De leerlingen toetsen het besluit af aan de hypothese. De leerlingen toetsen het besluit af aan de hypothese.

91 Leerlijn natuurwetenschappen

92 Toepassing: wet van Archimedes Half open/half gesloten Leerlingen analyseren de onderzoeksvraag. Leerlingen moeten in staat zijn een werkbare hypothese te identificeren.

93 Toepassing: wet van Archimedes Gesloten De benodigdheden worden aan de leerlingen aangeboden. De werkwijze wordt aan de leerlingen aangeboden.

94 Toepassing: wet van Archimedes Half open/half gesloten De waarnemingen worden genoteerd door de leerlingen onder de vorm van een antwoord op vragen van de leerkracht. De waarnemingen worden geanalyseerd volgens de meest gepaste ondersteunende elementen. Leerlingen trekken een besluit op basis van hun waarnemingen.

95 Toepassing: wet van Archimedes Open De leerlingen reflecteren over het verloop van het onderzoek, de samenwerking met de teamleden en eventueel tussen de teams en geven nog opmerkingen indien nodig.

96 Toepassing: wet van Archimedes Open De leerlingen doen zelfstandig de waarnemingen horende bij de werkwijze. De waarnemingen worden door de leerlingen volledig zelfstandig geanalyseerd. Leerlingen formuleren hun besluit op eigen initiatief.

97 Toepassing: methode van Simon Stevin Gesloten Achtergrondinformatie wordt aan de leerlingen aangeboden door de leerkracht.

98 Toepassing: methode van Simon Stevin

99 Leerlijn natuurwetenschappen

100 Toepassing: beeld van vlakke spiegel Half open/half gesloten Leerlingen analyseren de onderzoeksvraag. Leerlingen moeten in staat zijn een werkbare hypothese te identificeren.

101 Toepassing: beeld van vlakke spiegel Half open/half gesloten De leerlingen formuleren een antwoord op de onderzoeksvraag. De leerlingen toetsen het besluit af aan de hypothese.

102 Leerlijn natuurwetenschappen

103 Toepassing: behoud van energie Gesloten

104 Toepassing: behoud van energie Half open/half gesloten

105 Leerlijn natuurwetenschappen

106 Toepassing: wet Boyle-Mariotte

107 Vragen?