Concept Handreiking Schoolexamen Nieuwe Natuurkunde Juli 2007 Inhoud Voorwoord 1. Natuurkunde in de Tweede Fase 2 2. De programma's voor havo en vwo 5 3. Het centraal examen en het schoolexamen 12 4. De eindtermen van het schoolexamen 14 5. Mogelijkheden voor toetsing en weging (PTA) 32 6. Afstemming met andere vakken 35 7. Onderdelen naar keuze van de school 39 8. Vernieuwing examinering 43 Bijlagen Bijlage 1: Examenprogramma havo/vwo 45 Bijlage 2: Veronderstelde voorkennis 51 Bijlage 3: Vergelijking Nieuwe Natuurkunde vs 55 Tweede Fase (herzien) Bijlage 4: Voorbeelden van lesmateriaal natuurkunde- 88 andere vakken. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 1 van 88
Voorwoord. wordt later geschreven. Plaats van het vak. Het vak natuurkunde is een verplicht vak in het profiel Natuur en Techniek. Het neemt daar zijn plaats in naast wiskunde B, scheikunde en één profielkeuzevak, te kiezen uit: informatica, biologie, NLT (het nieuwe bètavak Natuur, Leven en Technologie) en wiskunde D. In het profiel Natuur en Gezondheid is natuurkunde een profielkeuzevak naast NLT en aardrijkskunde. In de profielen Economie en Maatschappij en Cultuur en Maatschappij is natuurkunde een keuze-examenvak. Het is de school toegestaan om het vak natuurkunde (of gedeelten daaruit, bijvoorbeeld in de vorm van modulen) ook in het vrije deel aan te bieden. Korte geschiedenis van het vak. In 2004 is op voorstel van de KNAW en het Nederlands Platform voor Natuurkunde aan de minister van OCW voorgesteld om een commissie Vernieuwing Natuurkundeonderwijs in te stellen. Deze commissie kreeg de opdracht om te adviseren over een fundamentele vernieuwing van de natuurkunde in de profielen N&G en N&T van havo/vwo. De commissie Vernieuwing Natuurkundeonderwijs (NiNa) is in februari 2005 geïnstalleerd. De minister heeft daarbij de centrale doelstelling geformuleerd: het geheel van het onderwijs in de natuurwetenschappelijke vakken voor leerlingen in het voortgezet onderwijs aantrekkelijker maken en daarbij aandacht aan het vervolgonderwijs en de beroepspraktijk te besteden. De commissie NiNa heeft vanuit deze doelstelling haar visie geformuleerd en na veldraadplegingen in het hele land, deze visie gepubliceerd in 'Natuurkunde Leeft' in mei 2006. Daarna is in december van dat jaar een concept examenprogramma uitgebracht met een verdeling van de stof over CE en SE. Het tijdpad is door de regering opgelegd: in 2010 moet er een concreet uitgetest (tenminste één ronde) examenprogramma klaar zijn. Dat betekent dat in 2009 het eerste aangepaste examen NiNa zal plaatsvinden voor havoleerlingen, gevolgd in 2010 voor vwoleerlingen. In augustus 2007 zijn 13 scholen begonnen met het uitproberen van het voorgestelde NiNa examenprogramma. Drie scholen doen alleen NiNa havo, 5 alleen vwo, en 5 zowel havo als vwo. Het totale aantal betrokken leerlingen is 355 voor havo en 790 voor vwo. Het aantal betrokken docenten is 26 (bron: Natuurkunde Nieuwsbrief 08-10-2007). Op deze 13 examenscholen wordt het NiNa examenprogramma uitgeprobeerd met behulp van voorbeeldlesmateriaal. In het najaar van 2007 heeft een CEVO commissie o.l.v. Prof. Edgar Groenen de syllabus gepresenteerd die op grond van het voorgestelde Examenprogramma gemaakt is. In 2009 (havo) en 2010 (vwo) worden NiNa examenprogramma en syllabus geëvalueerd op haalbaarheid en bijgesteld. Deze handreiking is gemaakt voor de docenten die deelnemen aan dit NiNa-examenprogramma. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 2 van 88
Uit de syllabus: In het kader van de vernieuwing van het onderwijs in de vijf bètavakken heeft het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen in februari 2005 de commissie Vernieuwing Natuurkundeonderwijs havo/vwo ingesteld. Deze commissie heeft de opdracht een integraal examenprogramma te ontwerpen en te toetsen in een innovatietraject. In een cyclisch proces van testen in veldexperimenten en bijstellen worden de examenprogramma s voor havo en vwo ontwikkeld in samenwerking met het onderwijsveld. De commissie Vernieuwing Natuurkundeonderwijs havo/vwo neemt daarbij de volgende criteria in acht: werken vanuit een visie op de plaats van het vak natuurkunde in het geheel van de natuurwetenschappen en de maatschappelijke toepassingen in de moderne samenleving; vanuit deze visie de kernconcepten en de kernvaardigheden natuurkunde benoemen die in de nieuwe natuurprofielen havo en vwo onderwezen moeten gaan worden; deze concepten en vaardigheden in voor leerlingen aansprekende maatschappelijke, beroepsgerichte, experimentele en theoretische contexten plaatsen; De commissie moet daarbij betrekken: de samenhang met de andere natuurwetenschappelijke vakken; de samenhang met de profielgerichte wiskunde; de relatie met de onderbouw en het derde leerjaar; de resultaten van didactisch onderzoek en relevante buitenlandse voorbeelden; de aansluiting bij een breed scala van vervolgopleidingen in de sectoren bèta en techniek. Na validatie door het veld zal de commissie voorstellen doen voor de examenprogramma s en de examinering van het vak natuurkunde in HAVO en VWO, ter vaststelling door de minister. Landelijke invoering zal naar verwachting pas na 2010 plaatsvinden. Algemene wijzigingen per 2007. Bij de invoering van de tweede fase in 1998/1999 werd voor natuurkunde vwo een nieuw examenprogramma vastgesteld voor natuurkunde 1, gebaseerd op 360 slu, en voor natuurkunde 1,2, gebaseerd op 560 slu. Voor natuurkunde havo was dat een nieuw examenprogramma voor natuurkunde 1, gebaseerd op 240 slu, en voor natuurkunde 1,2, gebaseerd op 440 slu. Bij het invoeren van de geherstructureerde tweede fase vanaf 2007 en bij dit NiNaprogramma is de deelvakstructuur opgeheven. Dit geeft aanleiding tot aanpassingen van het bestaande programma. Kort samengevat gaat het om: Het zogenaamde globaliseren van de subdomeinen. In plaats van de gedetailleerde beschrijving in eindtermen van 1998 zijn er vanaf 2007 subdomeinen waarin met een globale, overkoepelende formulering de inhoud van meerdere eindtermen is samengevat in één overkoepelende zin Het aanpassen van het examenprogramma aan de omvang van het vak in 2007. Het NiNaprogramma is geheel herzien. Het toewijzen van een deel van het NiNaprogramma aan het centraal examen. Vanaf 2007 wordt slechts ongeveer 75% van het programma alleen in het centraal examen getoetst. Het schoolexamen dient in elk geval de niet aan het centraal examen toegewezen subdomeinen te omvatten. Daarnaast hebben scholen veel meer vrijheid om te bepalen welke andere stof er in het schoolexamen komt en hoe hun schoolexamen eruit zal zien. Het specificeren van de subdomeinen voor het centraal examen. In de syllabus van CEVO zijn de globaal geformuleerde subdomeinen voor het centraal examen gespecificeerd. Globaal geformuleerde subdomeinen De meest opvallende verandering is dat het nieuwe natuurkunde-examenprogramma concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 3 van 88
minder, en veel globalere subdomeinen bevat, evenals trouwens de examenprogramma s van alle andere vakken. Dit om docenten en scholen meer keuzevrijheid te bieden bij de invulling van het examenprogramma. Zie onderstaand voorbeeld van het geglobaliseerde vwo domein B: Communicatie. Subdomein B1: Informatieoverdracht(CE) De kandidaat kan in de context van analoge en digitale communicatie de begrippen frequentie, bit, superpositie en voortplantingssnelheid van licht en andere golven gebruiken in het analyseren en verklaren van informatieoverdracht. Subdomein B2: Medische Beeldvorming (SE) De kandidaat kan in de context van medische beeldvorming fysische principes en technieken beschrijven en analyseren en hun diagnostische functie voor de gezondheid verklaren Toewijzing van het deel van het programma voor het schoolexamen Voor natuurkunde is het tot 2007 gebruikelijk dat het gehele programma zowel in het schoolexamen als in het centraal examen wordt getoetst. Vanaf 2007 is een deel van het programma aangewezen dat niet meer in het centraal examen wordt getoetst, maar wel in het schoolexamen. 25% Van het programma valt buiten het centrale examen en wordt alleen in het schoolexamen geëxamineerd. Zie hiervoor het overzicht in het volgende hoofdstuk. Het centraal te examineren deel beslaat een studielast van ongeveer 270 slu voor vwo en ongeveer 240 slu havo. De uitgebreide vormvoorschriften voor het schoolexamen van 1998 zijn vervangen door een veel beperktere aanwijzing, te weten: Het schoolexamen heeft betrekking op domein A en: de domeinen en subdomeinen waarop het centraal examen geen betrekking heeft: indien het bevoegd gezag daarvoor kiest: een of meer domeinen of subdomeinen waarop het centraal examen betrekking heeft; indien het bevoegd gezag daarvoor kiest: andere vakonderdelen, die per kandidaat kunnen verschillen. De examenstof dient geheel te worden onderwezen. Het is dus niet zo dat het bevoegd gezag in de school vrij is een gedeelte van de schoolexamenstof te laten vervallen, omdat deze niet centraal geëxamineerd wordt. Practicum en experimenteel onderzoek In het natuurkundeprogramma is ruimte geschapen voor o.a. practicum. Zowel illustratief klassikaal practicum als onderdeel van het natuurkundeonderwijs, als praktische opdrachten waarbij leerlingen zelfstandig of in groepjes experimenteel onderzoek doen, vormen volgens breed gedragen opvattingen in het docentenveld een elementair onderdeel van goed natuurkundeonderwijs en een noodzakelijke voorbereiding op het profielwerkstuk. Het aantal lessen natuurkunde in de lessentabel staat veelal op gespannen voet met het belang dat docenten en leerlingen aan practicum en experimenteel onderzoek in praktische opdrachten hechten. Bij NiNa is er 30 slu gereserveerd voor het uitvoeren van praktisch opdrachten en prakticum. Vergelijking NiNa/Tweede Fase (herzien) programma. Het programma NiNa is geheel herzien. Deze handreiking is geschreven voor het Nieuwe Natuurkunde programma terwijl het Tweede Fase (herzien) hieraan parallel loopt. Daarom worden in Hoofdstuk 2 de beide programma's naast elkaar gezet en vergeleken. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 4 van 88
2.1. Inleiding. Het examenprogramma is beschreven in de bijlagen. Het programma van natuurkunde 1,2 havo/vwo van 1998 had een omvang van 440 resp. 560 slu. In het programma van de Nieuwe Natuurkunde is dit teruggebracht op 400/480 slu. 2.2. De programma's voor havo en vwo. VWO A Havo omschrijving subdomeinen omschrijving subdomeinen A1: Algemene vaardigheden A1.1. Informatievaardigheden A1.2. Communiceren A1.3. Reflecteren op leren A1.4. Studie en beroep A2: A2.1. Onderzoeken Natuurwetenschappelijke, A2.2. Ontwerpen technische en wiskundige A2.3. Modelvorming vaardigheden A2.4. Redeneren A2.5. Waarderen en oordelen A A1: Algemene vaardighedenprofieloverstijgend niveau A1.1. Informatievaardigheden A1.2. Communiceren A1.3. Reflecteren op leren A1.4. Studie en beroep A2: Wiskundige, A2.1. Onderzoeken natuurwetenschappelijke A2.2. Ontwerpen en technische A2.3. Modelvorming vaardighedenprofielniveau A2.4. Redeneren A2.5. Waarderen en oordelen A3: Vakvaardigheden B Communicatie C Beweging en wisselwerking D Lading en veld E Straling en materie A2.6. Rekenkundige en wiskundige vaardigheden A3.1. Technisch-instrumentele vaardigheden A3.2. Vaktaal A3.3. Vakspecifiek gebruik van de computer A3.4. Kwantificeren en interpreteren A3: Natuurkundige vaardigheden A2.6. Rekenkundige en wiskundige vaardigheden A3.1. Technisch-instrumentele vaardigheden A3.2. Vaktaal A3.3. Vakspecifiek gebruik van de computer A3.4. Kwantificeren en interpreteren B1: Informatieoverdracht B Beeld- en B1: Informatieoverdracht B2: Medische beeldvorming geluidstechniek B2: Medische beeldvorming C1: Kracht en beweging C Beweging en energie C1: Kracht en beweging C2: Energieomzettingen C2: Energieomzettingen C3: Gravitatie D1: Elektrische systemen D Materialen D1: Eigenschappen van materialen D2: Elektrische en magnetische velden E1: Eigenschappen van stoffen en materialen E2: Elektromagnetische straling en materie E3: Kern- en deeltjesprocessen E Aarde en heelal D2: Functionele materialen E1: Zonnestelsel en heelal E2: Aarde en klimaat F Quantumwereld en Relativiteit F1: Quantumwereld F2: Relativiteitstheorie F Menselijk lichaam G Leven en aarde G1: Biofysica G Meten en regelen G1: Gebruik van elektriciteit concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 5 van 88
G2: Geofysica G2: Technische automatisering H Natuurwetten H Natuurkunde en technologie 2.3. Overeenkomsten en verschillen tussen havo en vwo. In domein A (havo A1): 'Vaardigheden' zijn er ogenschijnlijk geen verschillen. Uit de specificatie voor het centraal examen blijken er echter wel verschillen bij A2.6. voor wat betreft de reken-/wiskundige vaardigheden. Ook zijn er vanuit het vakinhoudelijke deel eindtermen naar de subdomeinen A2: Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden (A2: Wiskundige, natuurwetenschappelijke en technische vaardighedenprofielniveau), A3: Vakvaardigheden (A3: Natuurkundige vaardigheden) verplaatst. Zo is het onderwerp modelleren bij A2.3. terechtgekomen. In het havo-programma komt een aantal meer concrete uit het leven van alledag en uit de wereld van de beroepen afkomstige onderwerpen en contexten voor. In het vwo programma ligt meer nadruk op een meer theoretische aanpak en onderwerpen en contexten die afkomstig zijn uit de natuurwetenschappen. Zo komen bijvoorbeeld bij vwo domein E en F straling en deeltjes uitgebreid aan de orde terwijl straling op havo aan de orde komt in de context van beeldvorming en sterrenkunde (domein B en E). Ook de balans tussen de aandacht voor toegepaste en theoretische contexten en concepten verschilt. Zowel havo- als vwo-leerlingen hebben baat bij contexten die hen aanspreken op hun respectievelijke kwaliteiten. Naast beroepsgerichte contexten voor beide groepen zijn de contexten voor havo meer maatschappelijk en toepassingsgericht en voor vwo meer theoretisch en onderzoeksgericht. Ook wordt In het havo-programma vaker naar een kwalitatieve verklaring gevraagd, terwijl voor het vwo vaker een kwantitatieve aanpak vereist is. Bij een vwo-leerling zijn er ook hogere eisen te stellen op het gebied van reflectie en argumentatie. 2.4. Overeenkomsten en verschillen met Na1,2 (vóór 2007). Docenten die nu betrokken zijn bij de invoering van NiNa hebben in de jaren daarvoor gebruik gemaakt van het Tweede Fase programma van Na1 en Na1,2. Een vergelijking van het NiNaprogramma met het programma van Na1,2 is lastig omdat de domeinomschrijving veranderd is. Kijken we op subdomeinniveau dan is een summiere vergelijking wél mogelijk. NiNa VWO Na1,2 TF Domein Subdomein Eindtermen Domein Subdomein opmerkingen B. 1. Communicatie Informatieoverdra cht De kandidaat kan in de context van analoge en digitale communicatie de begrippen frequentie, bit, superpositie en voortplantingssnelheid van licht en andere golven gebruiken in het analyseren en verklaren van informatieoverdracht. E: Golven en straling Trilling en golf Geluid Licht concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 6 van 88
2. Medische beeldvorming De kandidaat kan in de context van medische beeldvorming fysische principes en technieken beschrijven en analyseren en hun diagnostische functie voor de gezondheid verklaren nieuw C. Beweging 1. Kracht en en beweging Wisselwerking De kandidaat kan in contexten de relatie tussen kracht en bewegingsveranderingen kwalitatief en kwantitatief analyseren en verklaren met behulp van de wetten van Newton. C: Mechanica Rechtlijnige beweging Kracht en moment Kracht en impuls 2. Energieomzetting en De kandidaat kan in contexten de begrippen energiebehoud, rendement, arbeid en warmte gebruiken om energieomzettingen te beschrijven en te analyseren. 3. Gravitatie De kandidaat kan structuren en bewegingen in het heelal analyseren en verklaren aan de hand van de gravitatiewisselwerking. C: Mechanica D: Warmteleer Arbeid en energie Thermische processen C: Mechanica Kracht en beweging gebruik maken van modellen om bewegingen te beschrijven D. Lading en veld 1. Elektrische systemen De kandidaat kan in contexten elektrische schakelingen analyseren en ontwerpen en de functie en werking van de componenten beschrijven. B: Electriciteit en magnetisme Electrische stroom Signaalverwerking 2. Elektrische en magnetische velden De kandidaat kan in contexten elektromagnetische verschijnselen beschrijven, analyseren en verklaren met behulp van elektrische en magnetische velden. B: Electriciteit en magnetisme Elektrisch veld en magnetisch veld Inductie en wisselstromen E. Straling en Materie 1. Eigenschappen van stoffen en materialen De kandidaat kan fysische eigenschappen van gassen, vloeistoffen en materialen beschrijven en kan deze eigenschappen verklaren en analyseren aan de hand van deeltjesmodellen. D: Warmteleer Gas en vloeistof experimenteel onderzoek doen waarbij de wet van Bernouilli een rol speelt concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 7 van 88
2. De kandidaat kan in Elektromagnetisch astrofysische contexten e straling en verschijnselen beschrijven materie en verklaren aan de hand van de begrippen continue en lijn-spectrum, absorptie en stralingsenergie. 3. Kern- en De kandidaat kan in deeltjesprocessen contexten behoudswetten en de equivalentie van massa en energie gebruiken in het beschrijven en analyseren van kernprocessen. Daarbij kan de kandidaat eigenschappen en ontstaan van ioniserende straling beschrijven, toepassingen verklaren en de effecten op mens en milieu beschrijven E: Golven en straling E: Golven en straling F: Moderne fysica Elektromagnetisch spectrum Radioactiviteit Kernfysica F. Quantumwere ld en Relativiteit 1. Quantumwereld De kandidaat kan de golfdeeltje dualiteit toelichten aan de hand van enkele verschijnselen, en macroscopisch gedrag in enkele voorbeelden verklaren aan de hand van een eenvoudig quantumfysisch deeltjesmodel. De kandidaat kan markante verschillen aangeven tussen klassieke en quantumfysische materiemodellen. F: Moderne fysica Atoomfysica 2. De kandidaat kan de Relativiteitstheorie verschijnselen tijdrek en lengtekrimp verklaren aan de hand van de begrippen lichtsnelheid, gelijktijdigheid en referentiestelsel. nieuw G. Leven en aarde 1. Biofysica De kandidaat kan in de context van levende systemen fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren. E: Golven en straling Licht: 58: de natuurkundige aspecten van het oog beschrijven concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 8 van 88
2. Geofysica De kandidaat kan in geofysische contexten fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren. nieuw H. Natuurwetten De kandidaat kan op micro-, macro- en kosmische schaal fysische principes en wetmatigheden benoemen, toepassen en met elkaar verbinden. Daarnaast kan de kandidaat aangeven wat in de natuurwetenschap de rol is van waarneming, experiment, theorie en model. niet expliciet in oude programma Technisch Ontwerpen Practicum en praktische opdrachten De kandidaat kan een ontwerp voorbereiden, uitvoeren, testen en evalueren en daarbij relevante begrippen/theorie gebruiken. De kandidaat kan experimenten voorbereiden, uitvoeren en de resultaten analyseren en evalueren. A: Ontwerpvaardighe Vaardigheden den A: Onderzoeksvaardi Vaardigheden gheden F: Moderne fysica Astrofysica NiNa Havo Havo Na1,2 (oud) Domein Subdomein Eindtermen Domein Subdomein opmerkingen B. Beeld- en Geluidstechniek 1. Informatieoverdracht De kandidaat kan in de context van analoge en digitale communicatie de begrippen frequentie, bit en voortplantingssnelheid van licht en andere golven gebruiken in het analyseren en verklaren van informatieoverdracht C: Beeld en geluid Eigentrillingen en golven NiNa niet: C: Beeld en geluid waarnemen: 22. 23. brekingswetten 24. beeld bij positieve lens 25. loep concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 9 van 88
2. Medische beeldvorming De kandidaat kan in de context van medische beeldvorming fysische principes en technieken beschrijven en analyseren en hun diagnostische functie voor de gezondheid toelichten. E: Materie en energie: Straling en gezondheidszorg alleen in context van medische beeldvorming C. Beweging en energie 1. Kracht en beweging De kandidaat kan in contexten de relatie tussen kracht en bewegingsveranderingen analyseren en verklaren met behulp van de wetten van Newton. Krachten, rust en eenparige beweging Energie en beweging Versnellen en vertragen NiNa niet: 37: hefbomen Cirkelbeweging (50 t/m 53) 2. Energieomzetting en De kandidaat kan in contexten de begrippen energiebehoud, rendement, arbeid en warmte gebruiken om energieomzettingen te beschrijven en te analyseren. E: Materie en energie Energie D. Materialen 1. Eigenschappen van materialen De kandidaat kan fysische eigenschappen van gassen, vloeistoffen en materialen beschrijven en verklaren met behulp van atomaire en moleculaire modellen. E: Materie en energie Energie 2. Functionele materialen De kandidaat kan in de context van de ontwikkeling van functionele materialen fysische begrippen gebruiken en de mogelijke toepassingen van deze materialen toelichten en verklaren. nieuw E. Aarde en Heelal 1. Zonnestelsel & Heelal De kandidaat kan in de context van het zonnestelsel en het heelal structuren en processen beschrijven en analyseren. nieuw 2. Aarde en klimaat De kandidaat kan in geofysische contexten fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren. nieuw concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 10 van 88
F. Menselijk Lichaam 1. Gezondheid De kandidaat kan in de context van het menselijk lichaam fysiologische en fysische processen beschrijven, analyseren en verklaren en hun functie voor de gezondheid en veiligheid toelichten. C: Beeld en geluid Beeld en geluid waarnemen: 26: technieken en principes om beeld en geluid vast te leggen en over te brengen 27: voorbeelden van toepassingen van ultrasoon geluid en laserlicht in de gezondheidszorg Nina niet: E: Materie en energie: Straling en gezondheidszorg (60 t/m 65) Kernenergie en techniek (66 t/m 69) G. Meten en regelen 1. Gebruik van elektriciteit De kandidaat kan aan de hand van fysische begrippen opwekking, transport en toepassingen van elektriciteit beschrijven en analyseren. B: Elektrische processen Veilig omgaan met elektriciteit NiNa niet: Elektromagnetisme Opwekking en transport van elektrische energie 2. Technische automatisering De kandidaat kan een meet-, regel- of stuursysteem construeren en de functie en werking van de componenten beschrijven. B: Elektrische processen Regelsystemen en signaalverwerking H. Natuurkunde en technologie De kandidaat kan de rol van fysische principes en wetmatigheden in de ontwikkeling van de technologie beschrijven. Daarnaast kan de kandidaat aangeven wat in natuurwetenschap en technologie de rol is van waarneming, theorie, model en test. niet expliciet in oude programma concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 11 van 88
3.1. Examenprogramma's en de toewijzing aan CE en/of SE. In de onderstaande overzichten is aangegeven of een (sub)domein thuishoort in het CE of SE. Als in een kolom alleen CE is aangegeven mag dit (sub)domein ook terugkomen in het SE. 3.2. De toedeling van het vwo programma aan CE en SE. domein omschrijving subdomeinen CE SE A B C Vaardigheden Communicatie Beweging en wisselwerking A1: Algemene vaardigheden-profieloverstijgend niveau A2: Wiskundige, natuurwetenschappelijke en technische vaardigheden-profielniveau A3: Natuurkundige vaardigheden x B1: Informatieoverdracht x B2: Medische beeldvorming x C1: Kracht en beweging x C2: Energieomzettingen x x x D E F G Lading en veld Straling en materie Quantumwereld en Relativiteit Leven en aarde C3: Gravitatie x D1: Elektrische systemen x D2: Elektrische en magnetische velden x E1: Eigenschappen van stoffen en materialen x E2: Elektromagnetische straling en materie x E3: Kern- en deeltjesprocessen x F1: Quantumwereld x* F2: Relativiteitstheorie x* G1: Biofysica x* G2: Geofysica x* H Natuurwetten x * keuzedomeinen: kies twee uit vier. 3.3. De toedeling van het havo programma aan CE en SE. domein omschrijving subdomeinen CE SE A Vaardigheden A1: Algemene vaardigheden-profieloverstijgend niveau A2: Wiskundige, natuurwetenschappelijke en technische vaardigheden-profielniveau x x B Beeld- en geluidstechniek A3: Natuurkundige vaardigheden x B1: Informatieoverdracht x B2: Medische beeldvorming x C Beweging en energie C1: Kracht en beweging x concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 12 van 88
D E Materialen Aarde en heelal C2: Energieomzettingen x D1: Eigenschappen van materialen x D2: Functionele materialen x E1: Zonnestelsel en heelal x E2: Aarde en klimaat x* F Menselijk lichaam x G H Meten en regelen Natuurkunde en technologie G1: Gebruik van elektriciteit x G2: Technische automatisering x* x * keuzedomeinen: kies een uit twee 3.4. Het centraal examen Het centraal examen heeft voor vwo betrekking op de subdomeinen B1, C1, C2, C3, D1, D2, E2, E3 en H, voor havo op B1, B2, C1, C2, D1,E1, G1 en H, in combinatie met de daarbij behorende vaardigheden uit domein A. De CEVO kan bepalen, dat het centraal examen ten dele betrekking heeft op andere subdomeinen, mits de subdomeinen van het centraal examen tezamen dezelfde studielast hebben als de in de vorige zin genoemde. De CEVO stelt het aantal en de tijdsduur van de zittingen van het centraal examen vast. De CEVO maakt indien nodig een specificatie bekend van de examenstof van het centraal examen. 3.5. Het schoolexamen Het schoolexamen heeft betrekking op domein A, en: de domeinen en subdomeinen waarop het centraal examen geen betrekking heeft; indien het bevoegd gezag daarvoor kiest: een of meer domeinen of subdomeinen waarop het centraal examen betrekking heeft; indien het bevoegd gezag daarvoor kiest: andere vakonderdelen, die per kandidaat kunnen verschillen. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 13 van 88
4.1 Inleiding Vwo Tot het schoolexamen vwo behoren tenminste de subdomeinen: A Vaardigheden A1 t/m A3 B Communicatie B2: Medische beeldvorming E Straling en materie E1: Eigenschappen van stoffen en materialen F Quantumwereld en Relativiteit F1: Quantumwereld F2: Relativiteitstheorie G Leven en aarde G1: Biofysica G2: Geofysica Het bevoegd gezag kan uit de subdomeinen F1, F2, G1 en G2 twee subdomeinen kiezen, dan wel deze keuze aan de kandidaat laten. Het bevoegd gezag kan ook één of meer (sub)domeinen kiezen waarop het centraal examen betrekking heeft. Het bevoegd gezag kan ook andere vakonderdelen kiezen, die per kandidaat verschillend kunnen zijn. In paragraaf 4.3.1 worden de (sub)domeinen A, B2, E1, F1, F2, G1 en G2 toegelicht. Bovenaan ieder subdomein staat de globale eindterm, daarna volgt een toelichting. Tenslotte nog enkele suggesties voor mogelijke uitvoering en toetsing. Havo Tot het schoolexamen havo behoren tenminste de subdomeinen: A Vaardigheden A1 t/m A3 D Materialen D2: Functionele materialen E Aarde en heelal E2: Aarde en klimaat F Menselijk lichaam G Meten en regelen G2: Technische automatisering Het bevoegd gezag kan uit de subdomeinen E2 en G2 één subdomeinen kiezen, dan wel deze keuze aan de kandidaat laten. Het bevoegd gezag kan ook één of meer (sub)domeinen kiezen waarop het centraal examen betrekking heeft. Het bevoegd gezag kan ook andere vakonderdelen kiezen, die per kandidaat verschillend kunnen zijn. In paragraaf 4.3.2 worden de (sub)domeinen A, D2, E2, F en G2 toegelicht. Bovenaan ieder subdomein staat de globale eindterm, daarna volgt een toelichting. Tenslotte nog enkele suggesties voor mogelijke uitvoering en toetsing. 4.2. Niet-bindende interpretatie van globale subdomeinen Het is belangrijk te beseffen dat de onderstaande toelichting op de eindtermen voor het schoolexamen niet bindend is. De gepresenteerde voorstellen hebben het karakter van voorbeelden, suggesties, advies,.. kortom: van een handreiking. Dat geldt voor dit hoofdstuk, maar ook voor de hierna volgende. Tevens geven we enkele suggesties voor een alternatieve invulling van de betreffende subdomeinen. Hierbij hebben we gekeken naar materiaal wat ontwikkeld is door docenten, methodeschrijvers, uitgevers, toetsontwikkelaars, didactici en vakinhoudelijke verenigingen. We hopen dat ze dienen als inspiratie voor het uitwerken van het natuurkundeprogramma voor het schoolexamen. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 14 van 88
4.3 Toelichting op de geglobaliseerde subdomeinen. Domein A Vaardigheden is voor havo en vwo vrijwel eensluidend. De subdomeinen A1 Algemene Vaardigheden en A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden zijn eensluidend bij de nieuwe scheikunde, nieuwe biologie en nieuwe natuurkunde en grotendeels eensluidend voor de nieuwe wiskunde en Natuur, Leven en Technologie (NLT). De eindtermen uit het domein A Vaardigheden worden in de schoolexamen geëxamineerd in combinatie met de andere domeinen. Domein A wordt ook in het centraal examen geëxamineerd, ook weer in combinatie met de andere domeinen m.u.v. die (sub)domeinen die zich niet lenen voor centrale examinering. De domeinen A1 en A2 worden hieronder besproken voor zowel havo als vwo. In subparagraaf 4.3.1 staat de toelichting voor vwo en in subparagraaf 4.3.2 volgt de toelichting voor havo. Elk subdomein begint met de titel van het subdomein met daarna de globale formulering van de inhoud van het subdomein volgens het examenprogramma van 2007. Daarna geven we enkele suggesties voor een alternatieve uitwerking en suggesties voor de wijzen van examineren in het schoolexamen. Domein A1. Algemene Vaardigheden Subdomein A1.1 Informatievaardigheden De kandidaat kan informatie verwerven en selecteren uit schriftelijke, mondelinge en audiovisuele bronnen, mede met behulp van ICT, informanten kiezen en informanten bevragen, 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, gegevens weergeven in grafieken, tekeningen, schema s, diagrammen en tabellen, mede met behulp van ICT, hoofd- en bijzaken onderscheiden, feiten met bronnen verantwoorden, informatie en meetresultaten analyseren, schematiseren en structureren, mede met behulp van ICT. de betrouwbaarheid beoordelen van informatie en de waarde daarvan vaststellen voor het op te lossen probleem of ontwerp. Suggesties Zowel in practicumverslagen als in praktische opdrachten kunnen de informatievaardigheden geëxamineerd worden. Naast de bij het subdomein Communiceren (A1.2) en Vakgericht gebruik van de computer (A3.3) genoemde voorbeelden van praktische opdrachten kan ook worden gedacht aan: opdrachten met computermodellen; computersimulaties van processen en verschijnselen; gebruik van interactieve applets; gebruik van digitale databases; verzamelen van meetgegevens, datalogging; videometing; actualiteitsopdrachten; webquests; via e-mail contact zoeken met deskundigen; digitaal inleveren van verslagen e.d. via ELO Subdomein A1.2 Communiceren De kandidaat kan adequaat schriftelijk, mondeling en digitaal in het publieke domein communiceren over onderwerpen uit het desbetreffende vakgebied. Suggesties concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 15 van 88
Zowel in schriftelijke toetsen, practicumverslagen als in praktische opdrachten kunnen schriftelijke taalvaardigheden geëxamineerd worden. Bij praktische opdrachten kan gedacht worden aan: een natuurwetenschappelijk onderzoek, uitgevoerd in school en/of een instelling voor het vervolgonderwijs; een technisch ontwerp, uitgevoerd in school en/of een instelling voor het vervolgonderwijs; een literatuuronderzoek; een kritische analyse van de berichtgeving over natuurkundige onderwerpen in de media; een andersoortige opdracht. De presentatie van het verrichte werk in praktische opdrachten kan op één van de volgende wijzen plaatsvinden: een digitaal verslag (onderzoeksverslag, verhalend verslag, recensie, verslag van een enquête of weergave van een interview); een essay of artikel (uiteenzetting, beschouwing of betoog); een mondelinge voordracht (uiteenzetting, rapportage, beschouwing of betoog, forumdiscussie); een reeks stellingen met onderbouwing; een posterpresentatie met toelichting; een productpresentatie van een ontwerpopdracht en de bijbehorende documentatie; een presentatie met gebruik van media (bijvoorbeeld audio, video, internet, ICT); een presentatie in de vorm van enkele webpagina's Bij een aantal presentatievormen kunnen de mondelinge taalvaardigheden worden geëxamineerd, bij weer andere vormen juist de digitale vaardigheden. Hierbij kunnen o.a. medeleerlingen, vakdeskundigen uit het vervolgonderwijs of bedrijfsleven of docenten van andere vakken worden betrokken. Subdomein A1.3 Reflecteren op leren De kandidaat kan bij het verwerven van vakkennis en vakvaardigheden reflecteren op eigen belangstelling, motivatie en leerproces. Dit is een nieuw element in de beschrijving van het examenprogramma. De nadruk ligt op de (zelf)reflectie op het eigen leren en het leerproces. De leerlingen zijn in staat om het proces en hun leerresultaten te analyseren en te evalueren om zodanig het rendement hiervan te vergroten. Zij leren daarbij zelf verantwoordelijk te zijn voor hun eigen leerproces. Enkele suggesties: leerlingen kiezen zelf een onderwerp voor een onderzoek, ontwerpopdracht en beargumenteren hun keuze; leerlingen solliciteren naar een opdracht; leerlingen besteden expliciet aandacht aan hun eigen leerproces voor, tijdens en na de opdracht; tijdens het werken in groepen besteden leerlingen expliciet aandacht aan hun eigen betrokkenheid en motivatie; Subdomein A1.4 Studie en beroep De kandidaat kan toepassingen en effecten van vakkennis en vaardigheden in verschillende studie- en beroepssituaties herkennen en benoemen en kan een verband leggen tussen de praktijk van deze studies en beroepen en de eigen kennis, vaardigheden en belangstelling. Leerlingen kunnen zich, n.a.v. de lessen natuurkunde, een beeld vormen van de studie- en beroepskeuze waarvoor een N-profiel noodzakelijk is. Dat betekent dat dit aan de orde komt in de lessen of dat er een andere gelegenheid is. Bijvoorbeeld door samenwerkingsprogramma's met HBO-/WO-instellingen waarbij leerlingen al voor het examen in contact komen met de wijze waarop er in een vervolginstelling gewerkt wordt. Ook komen leerlingen dan in contact met studenten uit deze vervolgstudies. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 16 van 88
Suggesties Vaardigheden met betrekking tot maatschappij, studie en beroep kunnen worden geëxamineerd via o.a.: schrijfopdrachten o.a. een artikel of reportage over natuurwetenschappelijk onderzoekers aan universiteiten, bij overheids- en kennisinstellingen; verslagen en presentaties over bedrijfsbezoeken en studiedagen aan wo-hbo instellingen; deelname aan conferenties over mondiale milieuproblemen t.g.v. natuurwetenschappelijke en technologische ontwikkelingen; deelname aan oriëntatie- en informatieprogramma's bij vervolgopleidingen; deelname aan masterclasses bij vervolgopleidingen. Domein A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden Subdomein A2.1 Onderzoeken De kandidaat kan een vraagstelling in een geselecteerde context analyseren gebruik makend van relevante begrippen en theorie, vertalen in een vakspecifiek onderzoek, dat onderzoek uitvoeren en uit de onderzoeksresultaten conclusies trekken. De kandidaat kan 1. een natuurwetenschappelijk probleem herkennen en specificeren, 2. verbanden leggen tussen een probleemstelling en natuurwetenschappelijke kennis, 3. een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een onderzoeksvraag, 4. een hypothese opstellen en verwachtingen formuleren, 5. een werkplan maken voor het uitvoeren van een natuurwetenschappelijk onderzoek ter beantwoording van een onderzoeksvraag, 6. relevante waarnemingen verrichten en (meet)gegevens verzamelen, 7. conclusies trekken op grond van verzamelde gegevens van uitgevoerd onderzoek, 8. de uitvoering van het onderzoek en de conclusies evalueren. Suggesties Onderzoeksvaardigheden kunnen worden geëxamineerd via o.a: het uitvoeren van een eigen experimenteel onderzoek; het uitvoeren van een onderzoek in opdracht; schrijfopdrachten: o.a. een artikel of reportage over natuurwetenschappelijk onderzoek aan universiteiten, bij overheids- en kennisinstellingen; rapportage over een bezoek aan een onderzoeksinstelling of bedrijf. Subdomein A2.2 Ontwerpen De kandidaat kan een ontwerp op basis van een gesteld probleem voorbereiden, uitvoeren, testen en evalueren en daarbij relevante begrippen/theorie gebruiken. De kandidaat kan 1. een technisch probleem herkennen en specificeren, 2. voor een ontwerp een programma van eisen en wensen opstellen, 3. verschillende uitwerkingen geven voor functies en eigenschappen van het ontwerp, 4. een beargumenteerd voorstel doen voor het ontwerp, rekening houdend met prioriteiten, mogelijkheden en randvoorwaarden, 5. een werkplan maken voor het uitvoeren van het ontwerp, 6. een prototype van het ontwerp bouwen, 7. het ontwerpproces en -product evalueren, rekening houdend met ontwerpeisen en randvoorwaarden, 8. voorstellen doen voor verbetering van het ontwerp. Suggesties Ontwerpvaardigheden kunnen worden geëxamineerd in o.a. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 17 van 88
deelopdrachten als productanalyse, cyclus zooming, omgekeerd ontwerpen; opdrachten voor herontwerp bijvoorbeeld duurzaam herontwerp, opschaling van een productieproces; volledige ontwerpopdrachten; schrijfopdrachten met behulp van tot artikelen over het ontwerp van innovatieve producten en processen uit de huidige industrie en technisch-wetenschappelijk onderzoek. Daarbij kan de school uitdrukkelijk keizen voor vakoverstijgende ontwerpopdrachten. Of uitvoering van het ontwikkelen en testen van het prototype in samenwerking met het vervolgonderwijs. Bij de beoordeling kunnen de probleemhebbers, medeleerlingen of deskundigen uit het vervolgonderwijs worden betrokken. De beoordeling vindt plaats over het product en het ontwerpproces als geheel. Dit kan eventueel samen met docenten van andere bij het ontwerp betrokken vakken (natuurkunde, biologie, NLT, economie, Nederlands). Subdomein A.2.3 Modelvorming De kandidaat kan een realistische contextsituatie analyseren, inperken tot een hanteerbaar probleem, vertalen naar een model, modeluitkomsten genereren en interpreteren en het model toetsen en beoordelen. De kandidaat kan 1. relevante grootheden en relaties in een situatie identificeren en selecteren, 2. door het doen van aannamen en het maken van vereenvoudigingen een probleemsituatie inperken tot een onderzoekbare vraagstelling, 3. een beargumenteerde schatting maken voor parameterwaarden op basis van gegevens, 4. toetsbare verwachtingen formuleren over het gedrag van het model, 5. een model evalueren op basis van uitkomsten, verwachtingen en (meet)gegevens, 6. modellen, modeluitkomsten en evaluatieresultaten presenteren en toelichten. Bij dit onderwerp kan een leerling theorie en praktijk proberen te koppelen. De school kan er voor kiezen om het te presenteren in samenhang met bijv. de wiskunde. Er zijn verschillende onderwerpen die zich hiervoor lenen: beweging met en zonder wrijvingskrachten, trillingen: muziek, ladingstransport in (half)geleiders. De modelresultaten kunnen dan worden vergeleken met meetwaarden. Voor het leren gebruiken van (meet)programma's zoals Coach moet dan tijd ingepland worden. Dit zou ook een onderdeel kunnen worden van het derde klas programma. Suggesties Modelvorming kan worden geëxamineerd tijdens onderzoeksopdrachten, ontwerpopdrachten of schriftelijke toetsen: modelvorming na een meting in een werkelijke situatie (bijv. videometing); modelvorming na een gegeven set concrete metingen; interpreteren van een gegeven model, vergelijken met een werkelijke situatie; een gegeven model analyseren en toetsen. Subdomein A.2.4 Redeneren De kandidaat kan met gegevens van wiskundige en natuurwetenschappelijke aard consistente redeneringen opzetten van zowel inductief als deductief karakter. Deze eindterm is nieuw in vergelijking met het examenprogramma 2007. Een verdere toelichting van deze eindterm vloeit voort uit de evaluatie van het examenexperiment. Subdomein A2.5 Waarderen en oordelen concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 18 van 88
De kandidaat kan een beargumenteerd oordeel over een situatie in de natuur of een technische toepassing geven en daarin onderscheid maken tussen wetenschappelijke argumenten en persoonlijke uitgangspunten. Deze eindterm is nieuw in vergelijking met het examenprogramma 2007. Een verdere toelichting van deze eindterm vloeit voort uit de evaluatie van het examenexperiment. Suggesties Redeneringen en oordelen kunnen getoetst worden in verslagen, presentaties, websites e.d. Er kan expliciet de nadruk gelegd worden op argumentatie. Subdomein A2.6 Rekenkundige en wiskundige vaardigheden De kandidaat kan een aantal voor het vak relevante rekenkundige en wiskundige vaardigheden correct en geroutineerd toepassen bij vakspecifieke probleemsituaties. De kandidaat kan 1. een grafische rekenmachine gebruiken, 2. berekeningen uitvoeren met bekende grootheden en relaties en daarbij de juiste formules en eenheden hanteren: formules zoals vermeld bij de vakinhoudelijke subdomeinen, 3. wiskundige technieken toepassen: omwerken van wiskundige betrekkingen, rekenen met evenredigheden (recht en omgekeerd); oplossen van lineaire vergelijkingen; toepassen van de stelling van Pythagoras; optellen, aftrekken en ontbinden van vectoren en vermenigvuldigen met een scalar, berekeningen bij ontbinden alleen bij twee onderling loodrechte richtingen, berekeningen van grootte en richting bij samenstellen van vectoren alleen bij twee onderling loodrechte assen, grafieken tekenen met behulp van een functievoorschrift, interpoleren en extrapoleren in grafiek, tabellen en diagrammen, grafieken tekenen en functievoorschriften opstellen van lineaire, rechtevenredige en omgekeerd evenredige verbanden, tekenen van de raaklijn aan een kromme en de steilheid bepalen, de oppervlakte onder een grafiek bepalen. 4. in natuurkundige formules eenheden afleiden en controleren, 5. uitkomsten schatten en beoordelen. 6. uitkomsten van berekeningen weergeven in een aanvaardbaar aantal significante cijfers: een uitkomst mag één significant cijfer meer of minder bevatten dan op grond van de nauwkeurigheid van de vermelde gegevens verantwoord is. Suggesties De subdomeinen voor het schoolexamen bieden veelvuldig gelegenheid voor het toepassen en onderhouden van de rekenkundige en wiskundige vaardigheden o.a. in aansluiting op: eigen onderzoek berekeningen grafisch interpreteren nagaan of een berekening een betrouwbaar resultaat oplevert Examinering van reken- en wiskundige vaardigheden kan plaatsvinden in o.a.: verslagen van experimenteel onderzoek; digitale presentaties van onderzoeksresultaten; schriftelijke toetsen; voorronden van de Natuurkunde Olympiade. In de onderstaande drie subdomeinen is het ANW-domein "Analyse van en reflectie op natuurwetenschap en techniek" ondergebracht. Dit onderdeel is dus vrijwel identiek met het Tweede Fase (vernieuwd) programma, hoewel het hier niet als een apart domein wordt aangegeven. De beschrijvingen hieronder komen van het Tweede Fase programma. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 19 van 88
Subdomein A2.7 Kennisvorming De kandidaat kan weergeven hoe natuurwetenschappelijke kennis ontstaat, welke vragen natuurwetenschappelijke onderzoekers kunnen stellen en hoe ze aan betrouwbare antwoorden komen. Beschrijving: De kandidaat kan A2.7.1 met voorbeelden uitleggen hoe natuurwetenschappelijke kennis tot stand komt en hierbij het cyclisch karakter van onderzoek aangeven: theorieën als basis voor onderzoek; uitvoering van experimenteel onderzoek; aanpassing van de theorie op basis van de geïnterpreteerde resultaten. en een uitspraak doen over de betrouwbaarheid van een gegeven natuurwetenschappelijk onderzoek door het beoordelen van: de bronnen en gegevens; de werkwijze; de interpretatie van de resultaten; de presentatie van de conclusies. A2.7.2 met voorbeelden het gebruik en de ontwikkeling toelichten van methoden, technieken, instrumenten en materialen en hierbij aangeven hoe deze ontwikkeling en de vakinhoudelijke kennisvorming van invloed zijn op elkaar, waar het gaat om: onderzoeksmethoden en experimenteertechnieken; methoden voor analyse en interpretatie; instrumenten en materialen. A2.7.3 met voorbeelden uitleggen wanneer onderzoek in interdisciplinair of multidisciplinair verband wordt opgezet en welke eisen deze samenwerking stelt aan de omgang met begrippen, modellen en onderzoek. A2.7.4 met voorbeelden toelichten dat bij onderzoek van persoonlijke en maatschappelijke vragen kennis gebruikt kan worden uit meerdere vakgebieden, ook uit niet-natuurwetenschappelijke vakgebieden. A2.7.5 met voorbeelden uitleggen hoe waarneming en theorievorming met elkaar samenhangen. In de lespraktijk wordt dit domein weergeven met de zogenaamde ANW-vragen: 1. Hoe ontstaat kennis? 2. Hoe weet je wat waar is? 3. Hoe is de wisselwerking tussen natuurwetenschap, techniek en maatschappij? De eerste vraag leidt tot het uitwerken van het eerste deel van eindterm A2.7.1, de tweede vraag tot een uitwerking van het tweede deel van deze eindterm. In A2.7.2 gaat het om de ontwikkeling van onderzoeksmethoden en experimenteertechnieken o.a. door steeds geavanceerdere instrumenten en analysemethoden. Dit is een aspect van de wisselwerking tussen natuurwetenschap en techniek, de derde ANW-vraag. Eindtermen A2.7.3, A2.7.4 en A2.7.5 kunnen alle drie worden gezien als een uitwerking van de eerste ANWvraag over kennisvorming, waarbij de uitwerkingsrichting steeds verschilt. Voor het uitwerken van dit subdomein heeft het de voorkeur om te kiezen voor contexten die aansluiten bij het programma voor het schoolexamen. Het is ook goed mogelijk om aan te sluiten bij de wetenschappelijke actualiteit, recente onderzoeksresultaten en interdisciplinaire raakvlakken tussen de disciplines waar de grootste ontwikkelingen plaatsvinden zoals life sciences en nanotechnologie. Contexten uit het programma voor het centraal examen zijn ook goed in te passen, maar vergen dan zowel examinering in het schoolexamen voor wat betreft de analyse van en reflectie op de kennisvorming en examinering in het centraal examen voor wat betreft de natuurwetenschappelijke inhoud. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 20 van 88
Suggesties Voor het uitwerken van eindterm A2.7.1 (Hoe ontstaat kennis?) kan worden gedacht aan: een praktische opdracht waarbij de theorie gegeven is en de leerling de opdracht krijgt een experiment te ontwerpen voor het toetsen van deze theorie. Dit gebeurt veelal al in het illustratief practicum. In het verslag volgt dan een paragraaf over de analyse van en reflectie op de kennisvorming en een beoordeling van de betrouwbaarheid van de conclusie op grond van de vermelde punten in de eindterm; een verificatie van een onderzoeksmethode en onderzoeksresultaten van een profielwerkstuk, inclusief een analyse van en reflectie op de kennisvorming en een beoordeling van de betrouwbaarheid; een artikel over een recent gepubliceerd onderzoeksresultaat uit secundaire bron (krant, Kennislink, populaire wetenschappelijke bladen) waarin de eerste twee ANW-vragen worden uitgewerkt. Bij contexten die aansluiten bij het programma voor het schoolexamen valt te denken aan een analyse van en reflectie op: studies naar de invloed van CO2 uitstoot door het verkeer en de gevolgen hiervan voor de opwarming van de aarde. Interessant is om resultaten van overheidsinstellingen en milieugroeperingen te vergelijken; onderzoek naar alternatieve vormen van energiewinning, -transport en -opslag, bijvoorbeeld zonneenergie, windenergie, bio-energie, getijdenenergie; onderzoek naar mogelijke toepassingen van de nanotechnologie in de ontwikkeling van nieuwe materialen. Voor het examineren kan worden gedacht aan een practicumverslag met een paragraaf analyse en reflectie, een literatuuronderzoek of een artikel. Ook een mondelinge presentatie van de analyse en reflectie is goed mogelijk, zeker in verband met recente ontwikkelingen in de natuurwetenschap. Voor het uitwerken van eindterm A2.7.2 valt te denken aan: een schets van de ontwikkeling van natuurkundige onderzoekstechnieken en de invloed daarvan op de ontwikkeling van nieuwe natuurkundige kennis; een bezoek aan een bedrijfslab of instelling voor vervolgonderwijs, waarbij de leerling de aldaar aanwezige onderzoekstechnologie vergelijkt met de instrumentele uitrusting van de practicumruimte op school. Bij al deze suggesties draait het om de wisselwerking tussen natuurwetenschap en techniek. Voorbeelden hiervan zijn er te over: nieuwe stralingstechnieken vergroten de mogelijkheden bij medisch onderzoek. MRI en PET scan zijn hier voorbeelden van met vele toepassingen in de biofysica; de hele computertechnologie zorgt ervoor dat welk wetenschapsgebied dan ook effectiever data kan verzamelen en verwerken. Voor natuurkunde interessant en relevant; communicatietechnologie; nanotechnologie. Subdomein A2.8. Toepassing van kennis De kandidaat kan analyseren hoe natuurwetenschappelijke en technische kennis wordt toegepast en kan reflecteren op de wisselwerking tussen natuurwetenschap, techniek en samenleving. Beschrijving: De kandidaat kan A2.8.1 met voorbeelden uitleggen hoe natuurwetenschappelijke kennis toegepast wordt om maatschappelijk relevante producten en technieken te ontwikkelen, en aangeven hoe samenleving en technologische ontwikkelingen elkaar beïnvloeden. A2.8.2 met voorbeelden toelichten dat de ontwikkeling van natuurwetenschappelijke kennis niet vanzelf leidt tot nieuwe relevante toepassingen maar dat bij de ontwikkeling voldaan moet worden aan: functionele criteria; sociaal-economische criteria; ethische criteria. concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 21 van 88
Bij eindterm A2.8.1 gaat het om producten en technieken waarin natuurwetenschappelijke kennis wordt toegepast. Deze producten en technieken kunnen een enorme invloed hebben op de maatschappij, denk bijvoorbeeld aan de digitale revolutie. Andersom kan de maatschappij ook de toepassing van nieuwe technologie aan banden leggen, bijvoorbeeld bepaalde vormen van biotechnologie. Eindterm A2.8.2 beoogt leerlingen inzicht te geven in criteria voor duurzaam ontwerpen. In de lespraktijk wordt dit subdomein uitgewerkt vanuit de ANW-vragen: ANW-vraag 3. Hoe is de wisselwerking tussen natuurwetenschap, techniek en de maatschappij? ANW-vraag 4. Hoe wordt kennis toegepast? Suggesties Voor het uitwerken van dit subdomein zijn ontwerpopdrachten die aansluiten op de vakinhoudelijke subdomeinen. In de leermethodes en op www.techniek15plus.nl zijn deze te vinden Naast het zelf uitvoeren van een ontwerpopdracht is het ook goed mogelijk om leerlingen verslag te laten doen van het ontwerpproces van nieuwe producten of ontwikkeling van nieuwe technieken. Dit naar aanleiding van secundaire bronnen (dagbladen, publieksbladen op het gebied van technologie en innovatie). Voor examinering kan worden gedacht aan een productpresentatie na een ontwerpopdracht. Subdomein A2.9. De invloed van natuurwetenschap en techniek De kandidaat kan oordelen over de betrouwbaarheid van toegepaste natuurwetenschappelijke kennis en een eigen mening over maatschappelijk-natuurwetenschappelijke vraagstukken vormen. Beschrijving: De kandidaat kan A2.9.1 een oordeel geven over de betrouwbaarheid van beweringen waaronder ook de eigen beweringen- door passende criteria te hanteren bij het beoordelen van: bronnen; de kwaliteit van een product of techniek of behandeling; de kwaliteit van onderzoek waaraan de bewering refereert. A2.9.2 met voorbeelden de invloed -in verleden, heden en toekomst- toelichten van: culturele, economische, maatschappelijke en politieke belangen op de ontwikkeling van natuurwetenschap en techniek; natuurwetenschappelijke kennis en techniek op het dagelijks leven; natuurwetenschappelijke kennis en techniek op het beeld dat mensen hebben van de natuur en hun eigen rol daarin. A2.9.3 een standpunt innemen en beargumenteren over: toepassingen van natuurwetenschap of techniek in de maatschappij; het eigen leerproces in het omgaan met natuurwetenschappelijke kennis en techniek. Bij eindterm A2.9.1 beoordelen leerlingen de betrouwbaarheid van beweringen over producten, technieken of behandelingen, waarbij ze reflecteren op de wijze waarop die bewering wordt onderbouwd. In eindterm A 2.3.2. zijn een aantal mogelijke aspecten opgenomen van de uitwerking van de wisselwerking tussen natuurwetenschap, techniek en maatschappij. Eindterm A 2.3.3 gaat over het innemen van standpunten in vraagstukken met maatschappelijke, natuurwetenschappelijke en technische aspecten. In de klas is dit subdomein te benaderen vanuit de volgende ANW-vragen: ANW-vraag 2. Hoe weet je wat waar is? ANW-vraag 3. Hoe is de wisselwerking tussen natuurwetenschap, techniek en maatschappij? ANW-vraag 5. Wat vind jij? En welke natuurwetenschappelijke kennis gebruik je bij het onderbouwen van je mening? Suggesties concepthandreikingnina_2_.doc Pagina 22 van 88