Zelfherstellende materialen in 3HV op het MLF

Transcriptie

1 Zelfherstellende materialen in 3HV op het MLF Naam auteur(s) Vakgebied M.J.D. van den Bosch- Knip, Ir RBA MSc Scheikunde Titel Zelfherstellende materialen in 3HV op het MLF (paper 2) Onderwerp Opleiding Doelgroep Sleuteltermen Zelfherstellend materialen Interfacultaire Lerarenopleidingen, Universiteit van Amsterdam 3Havo-VWO / Montessori Nieuwe scheikunde Links Bibliografische referentie Van den Bosch- Knip, M.J.D. (2013). Nieuwe scheikunde in 3HV, Amsterdam: Instituut voor de Lerarenopleiding UvA. Studentnummer Begeleider(s) Beoordelaar(s) indien bekend E. Joling, Dr J. Fortuin Datum 28 juni

2 Inhoud 1 Inleiding Het ontwerp Onderbouwing van ontwerp Montessori karakteristieken Vakbeleving en taakgerichtheid Determinerend ontwerp Determinerende vragen Kennis- en inzichtvragen Beoordeling Onderbouwing van lesmateriaal Experimenten Leerlingmateriaal Docentenhandleiding Evaluatie Bibliografie

3 1 Inleiding Als ik de bestaande module Zelfherstellende materialen zodanig aanpas dat deze inzetbaar is op het MLF in een 3HV klas, dan neemt de interesse van de leerlingen met betrekking tot het vak scheikunde toe en zal de taakgerichtheid tijdens de lessen minstens 70% bedragen. Het ontwerp moet aan de volgende criteria voldoen: - aansluiten bij de karakteristieken voor het montessori-onderwijs: Hoofd, hart en handen, Sociaal Leren en Leren Kiezen - een determinerend karakter voor Havo en Vwo hebben - geschikt zijn voor 3HV en niet overlappend met al opgedane kennis - de vakbeleving en taakgerichtheid verhogen - binnen 1 quint (7 weken) 2 Het ontwerp Het herontwerp bestaat uit de volgende onderdelen (bijlagen): - Leerlingmateriaal Zelfherstellende materialen in 3HV op het MLF - Docentenhandleiding Zelfherstellende materialen in 3HV op het MLF - 7 lesplannen gemaakt volgens Model Didactische Analyse 3 Onderbouwing van ontwerp De module Zelfherstellende materialen is beschikbaar via de website (ScheikundeInBedrijf), deze is echter niet direct in de 3HV klas toepasbaar op het MLF, vanwege de eisen die gesteld worden ten aanzien van determinatie maar ook vanwege onvolledige en onduidelijke documentatie op de voorgenoemde website. De bestaande module zal dus moeten worden aangepast. 3.1 Montessori karakteristieken Het leerlingmateriaal biedt veel ruimte voor de leerling om zelf te kiezen welke leerstijl hij hanteert. Dit kan door eerst de experimenten te doen (te leren uit context ) en vervolgens de ondersteunende theorie (concept) te lezen of door de experimenten als ondersteuning van de theorie te beschouwen. De context-concept benadering sluit goed aan bij de montessori-karakteristiek Hoofd, hart en handen. De leerling doet een experiment (handen), leert ermee werken door middel van de theorie toe te passen (hoofd) waarna het beter onthouden wordt (hart). Bij deze module staat het plezier van de leerling voorop, en daarom is bewust gekozen voor volledige vrijheid van het kiezen van groepjes (4 leerlingen per groepje) door de leerlingen zelf. Het werken binnen hun eigen vriendengroepje biedt aan de leerling zekerheid en veiligheid (Kohnstamm, 2009), wanneer de manier van het lesgeven geheel verandert in vergelijking met vorige periodes. Binnen het groepje werken steeds twee leerlingen samen. Hierdoor komt kennisontwikkeling tot stand door interactie met de medeleerlingen, dit wordt ook wel sociaal constructivisme genoemd of Sociaal leren (Rubenstein, 2008). 3

4 De leerlingen hebben ook vrijheid om zelf te kiezen welke lessen ze bundelen in een verslag. Al deze keuzevrijheden zijn karakteristiek voor het montessori-onderwijs (Rubenstein, 2008) en bevorderen de motivatie van de leerling en daarmee de taakgerichtheid (Marzano, 2011). 3.2 Vakbeleving en taakgerichtheid De gekozen module is een Nieuwe Scheikunde module gebaseerd op een context- en conceptbenadering.. De Commissie Vernieuwing Scheikunde Havo en Vwo (Driessen H.P.W., 2003) heeft advies uitgebracht over de vernieuwing van het scheikundeonderwijs in havo en vwo. Zij stelt dat deze benadering een brede groep leerlingen aanspreekt en de vakbeleving verhoogt. Het verhogen van de vakbeleving helpt om tevens de taakgerichtheid te verhogen doordat de motivatie toeneemt. Echter ook andere factoren spelen bij de taakgerichtheid een rol. (Bolhuis, 2010) stelt dat de taakgerichtheid van de leerling toeneemt wanneer de leerling beter in staat is zijn leerproces zelf te sturen, dit kan bijvoorbeeld door zelf keuzevrijheid te ervaren. Dit is een montessori-karakteristiek waarbij in dit ontwerp rekening wordt gehouden. 3.3 Determinerend ontwerp Determinerende vragen De leerstof dient een determinerend karakter te hebben om onderscheid te maken tussen de havoen vwo-leerlingen. Tussen havo en vwo leerlingen zit niet alleen een verschil in cognitieve vaardigheden, maar ook in leerstijlen, schoolbeleving, motivatie en belangstelling (Michels, 2006). Om te determineren wordt uiteraard naar de cognitieve vaardigheden gekeken (die wordt getoetst), maar ook naar de motivatie en belangstelling. Dit wordt op het MLF gedaan door de beide groepen leerlingen dezelfde vragen voor te leggen en de vwo-leerlingen daarnaast nog verdiepingsvragen te laten maken. Aan de manier (uitgebreid of niet) waarop de verdiepingsvragen worden beantwoord geeft een leerling aan of hij gemotiveerd is om de vraag te beantwoorden of er belangstelling voor te tonen. Deze manier van determineren is aanvaardbaar zeker gezien de tussenleerdoelen die gesteld worden door (SLO concretisering scheikunde, 2012) voor het onderbouwprogramma waarin het onderscheid tussen de havo en vwo tussenleerdoelen miniem is. De verdiepingsvragen worden in het leerlingmateriaal aangegeven door een V voor de vraag. Deze vragen zijn om te kijken of de potentiële vwo leerling gemotiveerd is en in staat is door extra inspanning zich kennis eigen te maken. Een voorbeeld is vraag 21b: Waarom moet het mengsel (van kalk en klei) verhit worden? Dit staat niet in het leerlingmateriaal. De leerling wordt dus uitgedaagd om zelf naar bronnen te zoeken die hierop een antwoord geven. Daarnaast draagt de eis dat de verslagen in eigen woorden zijn geschreven, eraan bij dat de leerlingen moeten begrijpen wat ze opschrijven en niet zomaar wat over kunnen schrijven. 4

5 3.3.2 Kennis- en inzichtvragen Op het MLF wordt er gewerkt met kennis- en inzichtvragen. Kennisvragen zijn leervragen, vragen waarbij de antwoorden in de tekst staan, de weetjes. Inzicht vragen zijn de meer diepere vragen, waarbij de leerling zelf meerdere denkstappen moet maken om bij het antwoord uit te komen of meerdere dingen met elkaar moet combineren. De ervaring leert dat sommige leerlingen terugschrikken voor het maken van vragen waarbij expliciet staat dat het inzichtvragen zijn. Daarom is er bewust voor gekozen om dit niet in het leerlingmateriaal kenbaar te maken en is dit onderscheid alleen terug te vinden in de docentenhandleiding bij de mogelijke antwoorden Beoordeling Om een goed inzicht te krijgen in wat de leerlingen kunnen na deze lessen is gekozen om de leerlingen te beoordelen op het maken van de vragen in het leerlingmateriaal. De leerlingen hebben eerder in het jaar al reguliere toetsen gemaakt, en ik wil ze graag eens op een andere manier toetsen. Nu zou dit ook kunnen door het laten inleveren van een verslag of het maken van presentaties, maar daar is de tijd te kort voor. Daarnaast kan ik door de indeling van de vragen (zie hierboven) de leerlingen ook makkelijk determineren, wat bij het maken van presentaties minder voor de hand liggend is. 3.4 Onderbouwing van lesmateriaal Experimenten Het uitvoeren van de module is nieuw voor het MLF, dit houdt in dat experimenten eerst getest moeten worden en nagedacht moet worden over veiligheid, aanschaf van materialen (tegen zo laag mogelijke kosten) en de indeling van het laboratorium. Dit is een onderdeel waar duidelijk heel veel tijd in zit. Een voorbeeld van een aanpassing van de les Maïzena zit in het practicum materiaal dat gebruikt wordt. Het roeren in een bekerglas met een glazen roerstaaf is te gevaarlijk. Het maïzena mengsel is moeilijk roerbaar en wanneer de leerlingen kracht gaan zetten, dan kan het glas makkelijk breken, vandaar dat er gekozen is voor lepels en plastic bakjes. In de les beton is het materiaal dat nodig was voor experiment 5 en 6 aangepast. De reden is dat de voorbereiding van de experimenten heel veel tijd kost. Het beton kan eenvoudig gegoten worden in plastic bekertjes in plaats van mallen te maken en het maken van een doorschijnende doos bij experiment 6 is overbodig, wanneer er gebruik wordt gemaakt van glazen accubakken. Bij de les kunststoffen is bij de experimenten 9 en 10 vanuit didactisch oogpunt besloten om de leerlingen te laten rijgen in één kleur, zodat het polymeer model duidelijk uit meerdere gelijke monomeren bestaat. Tenslotte ben ik bij experiment 11 zelf op zoek gegaan naar kunststoffen die zich als geheugenkunststoffen gedragen en welke niet, en op welke manier dit veilig kon worden getoond. 5

6 3.4.2 Leerlingmateriaal De tekst van de modules, met uitzondering van geheugenkunststoffen is grotendeels overgenomen, met de nodige aanpassingen daar waar fouten stonden of onvolledigheden waren. Het determinerende karakter komt tot uitdrukking in de verdiepingsvragen 1, die bedoeld zijn voor de vwoleerlingen. Bij de les maïzena zijn extra vragen opgenomen waarin de leerling gevraagd wordt naar wat hij geleerd heeft en wat hij interessant vond uit deze les. Naast het feit dat reflecteren een onderdeel uit maakt van de karakteristieken voor het montessori-onderwijs (Rubenstein, 2008), is het ook een middel om na te gaan of de belangrijkste begrippen (Ebbens & Ettekoven, 2009) zijn overgekomen. De les viscositeit gaat heel diep, en er is bewust voor gekozen om bijvoorbeeld de oorspronkelijke uitleg met de Griekse letters als èta en tau uit de tekst te verwijderen. Dit voegt niets toe aan de tekst, en bij de leerlingen kan makkelijk de indruk ontstaan dat het allemaal vreselijk moeilijk is. Om de taakgerichtheid van de leerlingen te bevorderen wordt niet alle klassikale uitleg aan het begin van de les gegeven (wat wel gebruikelijk is op het MLF), maar wordt de les in tweeën gedeeld: eerst uitleg, dan zelfstandig werken, nogmaals uitleg en weer zelfstandig werken 2. Bij de volgende lessen wordt gebruik gemaakt van een carrousel. Dit betekent dat de leerlingen met hun groepje zelf kiezen welke onderdeel (beton, geheugenmetaal, kunststoffen) ze willen gaan doen. Hierbij komt heel mooi de keuzevrijheid als montessori-karakteristiek (Rubenstein, 2008) terug. De volgende les draaien ze door, of wanneer de experimenten bij een onderdeel korter zijn, wordt er binnen de les omgewisseld. Verwacht wordt dat door de keuzevrijheid de taakgerichtheid ook zal toenemen (Bolhuis, 2010). Bij de les beton is ervoor gekozen om de samenvatting, die oorspronkelijk in de docentenhandleiding zat deel uit te laten maken van het leerlingmateriaal, zodat dit een totaal overzicht geeft. Bij het geheugenmetaal is een alternatieve les geschreven (het addendum) inclusief vragen, voor het geval het geheugenmetaal niet op tijd beschikbaar is. Bij een van de vragen wordt een leerling uitgenodigd op zoek te gaan naar een filmpje op internet waarvan jij vindt dat het goed uitlegt hoe geheugenmetaal werkt. Veel leerlingen kijken filmpjes op internet (Derksen, 2007). Een vraag als deze nodigt leerlingen uit om te doen wat ze leuk vinden, namelijk filmpjes kijken, maar tegelijkertijd de filmpjes te vergelijken en een film te kiezen met een voor hun duidelijke uitleg. Verwacht wordt dat de leerlingen gemotiveerd zijn voor deze opdracht, om binnen de gestelde grenzen eindelijk zelf kiezen welke filmpjes ik kijk, dat hierdoor ook de taakgerichtheid toeneemt (Marzano, 2011). Bij de les geheugenkunststoffen vond ik de uitleg van de theorie zwak in elkaar zitten. Zinnen als om een beter inzicht te krijgen gebruiken we onze fantasie, geven al snel de indruk dat scheikunde geen wetenschap meer is maar iets dat bij elkaar gefantaseerd is. Het onderwerp kunststoffen een belangrijk onderdeel van de scheikunde en is zo n aansprekende context, dat er besloten is om dit onderdeel te herzien. Hierbij is gebruik gemaakt van Nova(de Valk, 2007), maar ook van eigen materiaal. Hierbij wordt een verband gelegd tussen synthetische kunststoffen en aardolie, maar ook dieper ingegaan op de concepten thermoharder en thermoplast. Tevens zijn de experimenten bij deze les vervangen om deze concepten beter inzichtelijk te maken. 1 Zie paragraaf Determinerende vragen 2 Zie Lesplannen module zelfherstellend materiaal 6

7 De les over zelfherstellende verf is overgenomen uit de oorspronkelijke module met invoegen van de juiste link naar het filmpje (experiment 12). Middels het kijken van een filmje zien de leerlingen hoe scheikunde in de praktijk gebruikt wordt, wat de vakbeleving stimuleert. Leerlingen zijn gemotiveerd om filmpjes te kijken en hierdoor neemt de taakgerichtheid ook toe (Marzano, 2011) Docentenhandleiding Bij dit ontwerp is een uitgebreide docentenhandleiding geschreven, waarbij alleen de inleiding van de oorspronkelijke module is overgenomen. Ik vind het belangrijke dat de docentenhandleiding overdraagbaar is en ook te gebruiken is voor de minder ervaren docent. Iedere lesbeschrijving kent een gelijke opbouw: 1. Kennis, (voorkennis en nieuwe begrippen) 2. Didactiek (met welke aspecten dien je als docent rekening te houden) 3. Voorbereiding materialen Tenslotte is er ook nog een hoofdstuk gewijd aan de carrousel en de laboratorium indeling, met aan het einde mogelijke antwoorden op de vragen uit het leerlingmateriaal en normering. 3.5 Evaluatie Voor de evaluatie van het ontwerp wordt gebruik gemaakt van een vakbelevingsenquête en een observatieformulieren om de taakgerichtheid te meten. Echter ook de evaluatie van het ontwerp door de leerlingen is van onschatbare waarde om te bepalen hoe en op welke punten dit ontwerp veranderd dient te worden om volgend jaar ook ingezet te kunnen worden. Om voor de docent zinvolle antwoorden te krijgen heb ik gebruik gemaakt van reflectiebevorderende vragen zoals aangegeven in (Van Velzen, 2008). De antwoorden van de evaluatie kunnen ter ondersteuning van de vakbelevingsenquête gebruikt worden. 7

8 4 Bibliografie Bolhuis, S. (2010). Naar zelfstandig leren. Wat doen en denken docenten? In S. Bolhuis, Naar zelfstandig leren. Wat doen en denken docenten? (pp ). Apeldoorn: Garant-Uitgevers. de Valk, T. &. (2007). Nova 3 Handboek nieuwe scheikunde Havo/Vwo. Malmberg. Derksen, M. (2007, februari 27). Driekwart jongeren bekijkt filmpjes op internet. Opgeroepen op maart 26, 2013, van et Driessen H.P.W., M. H. (2003). Chemie tussen context en concept. Enschede: SLO, Stichting Leerplanontwikkeling. Ebbens, S., & Ettekoven, S. (2009). Effectief leren. In E. S. Ebbens S., Effectief leren (pp ). Groningen: Noordhoff Uitgevers. Kohnstamm, R. (2009). Kleine ontwikkelings psychologie III. De puberjaren. In R. Kohnstamm, Kleine ontwikkelings psychologie III. De puberjaren (p. 199). Houten: Springer. Marzano, R. &. (2011). Leren in vijf dimensies. In R. &. Marzano, Leren in vijf dimensies (p. 30). Assen: Van Gorcum. Michels, B. (2006, april). Verschil moet er wezen. Opgeroepen op maart 26, 2013, van Rubenstein, M. (2008). Karakteristieken van scholen voor voortgezet Montessori-onderwijs. In M. Rubenstein, Karakteristieken van scholen voor voortgezet Montessori-onderwijs (pp , 69-78). Apeldoorn: Garant. ScheikundeInBedrijf. (sd). Opgeroepen op oktober 24, 2012, van SLO concretisering scheikunde. (2012, 09 01). Opgeroepen op februari 19, 2013, van Van Velzen, J. (2008). Kennis & denken & leren. In J. Van Velzen, Kennis & denken & leren (p. 210). Apeldoorn: Garant. 8