Deze lessenserie is ontworpen voor het vak Natuur&Techniek. Wekelijks krijgen de leerlingen een blokuur, waarin er naast theoretische Natuurkunde ook veel aandacht wordt besteed aan Techniek. Het doel van dit vak is, om de leerlingen de wereld om zich heen beter te laten begrijpen.
Opmerking: Vanuit de vaksectie was het een vereiste om ons wel aan de onderwerpen uit het boek te houden, hierdoor zullen deze hier en daar niet logisch op elkaar aansluiten.
De inhoud van deze lessenserie is als volgt:
- Veiligheid van vervoersmiddelen.
- Waardoor kan een vliegtuig vliegen?
- De werking van een navigatiesysteem.
- Het maken van een sterke constructie.
- Het maken van een brug.
Les 1
Lesdoelen
- De leerlingen kunnen in eigen woorden uitleggen wat een auto veilig maakt.
- De leerlingen kunnen in eigen woorden uitleggen hoe een navigatiesysteem werkt.
- De leerlingen kunnen hernoemen dat de verkeersleiding de vliegtuigen in de gaten houdt met vliegplannen en radarposten.
- De leerlingen kunnen het verschil uitleggen tussen een helikopter en een vliegtuig.
- De leerlingen kunnen hernoemen hoe een vliegtuig vliegt.
Werkvormen
- Mentimeter
- Dramatische werkvorm
- Onderwijsleergesprek
- Papieren vliegtuig vouwen/competitie
Mentimeter – voorkennis activeren + Onderwijsleergesprek
Onderbouwing keuze: Leerlingen weten al erg veel over de veiligheid in een auto. Om toch iedereen na te laten denken wat er in een auto aan veiligheidsmaatregelen zit, hebben we besloten om te kiezen voor een Mentimeter woordspin. Een woordspin past heel goed bij het begin van een hoofdstuk, bij het introduceren van het onderwerp. Dat is een manier om vooral voorafgaand aan het introduceren van een onderwerp te weten te komen welke associaties een onderwerp of woord bij leerlingen oproept, zowel cognitief als affectief (Handboek natuurkundedidactiek, 2017).
Voordeel: Het is snel, leerlingen kunnen op hun IPad eenvoudig antwoorden opgeven.
Nadeel: De kans bestaat dat leerlingen ongewenste reacties inzenden.
Dramatische werkvorm – Hoe werkt een navigatiesysteem?
Onderbouwing keuze: Hoe een navigatiesysteem precies werkt is voor leerlingen moeilijk voor te stellen. Bij dit concept speelt beeldvorming dus een belangrijke rol en hiervoor is een simulatie heel geschikt. De keuze voor een dramatische werkvorm in plaats van een digitale werkvorm is, omdat je hier als leraar de leeractiviteit van leerlingen mee activeert. Het zijn werkvormen waarbij je de leerling uitdaagt tot actie.
Voordeel: Iedereen doet mee. Het geeft duidelijkheid voor de beeldvorming van het concept navigatiesysteem.
Nadeel: Enthousiaste leerlingen krijg je moeilijk stil.
Onderwijsleergesprek – Wat doet de luchtverkeersleiding en het verschil tussen een helikopter en een vliegtuig.
Onderbouwing keuze: Na de dramatische werkvorm, waarbij de leerlingen een beeld kregen van hoe een navigatiesysteem werkt is een onderwijsleergesprek een goede manier om de context van de leerling uit te breiden. Door het hardop delen van elkaars kennis wordt bestaande kennis bij leerlingen verbreed.
Voordeel: Je behaald op een snelle wijze je doel en je zorgt voor individuele aanspreekbaarheid.
Nadeel: Je kunt niet controleren of iedereen begrepen heeft waar het over gaat, want niet iedereen is aan het woord geweest.
Papierenvliegtuigjes vouwen / competitie – Welk vliegtuigje komt het verst?
Opdracht: Wie het beste papieren vliegtuigje vouwt wint!
Iedereen kreeg een paperclip en een A4 met daarop het bovenstaande sjabloon geprint.
De leerlingen kregen tijdens de instructie te horen dat ze:
1. Een papierenvliegtuigje mochten vouwen zonder sjabloon.
óf
2. Gebruik mochten maken van het sjabloon
want, beiden maken evenveel kans. Met de paperclip verplaatsen de leerling de massa naar een bepaald punt in het vliegtuig, zodat deze beter en daarom langer vliegt.
Onderbouwing keuze: Er is gekozen voor een sjabloon, zodat alle leerlingen zelfstandig een papieren vliegtuigje konden vouwen. (positieve leerervaring).
Voordeel: Iedereen kon een vliegtuigje maken.
Nadeel: De leerlingen werden niet gedwongen na te denken hoe zij een vliegtuigje moesten vouwen.
Les 2
Lesdoelen
- De leerlingen kunnen uitleggen wat een constructie stevig maakt.
- De leerlingen kunnen het geleerde toepassen om vormvaste constructies te maken.
Werkvormen
- YouTube-filmpje
- Onderwijsleergesprek
- App-simulatie
- Ontwerp spaghetti-brug
YouTube introductiefilmpje + onderwijsleergesprek
Onderbouwing keuze: De uitleg via een filmpje en vooral dit filmpje geeft veel context voorbeelden die leerlingen kunnen gebruiken om een netwerk van linkjes in hun geheugen te maken, het maakt de theorie meteen betekenisvol.
Om betekenis te kunnen geven aan leerstof moeten leerlingen uiteindelijk de 4 vragen van Perkins kunnen beantwoorden, zeker als het belangrijke onderdelen van de lesstof betreft.
1. Wat is het doel van deze kennis?
2. Wat zijn de kenmerken hiervan?
3. Kan ik voorbeelden geven?
4. Welke maatschappelijke argumenten heb ik? (Ebbens, 2015)
Het filmpje geeft op alle vragen een antwoord.
Voordeel: Ik hoef als docent geen uitleg meer te geven en contextvoorbeelden te zoeken. Leerlingen kunnen op alle vragen van Perkins antwoord geven en hebben een goede basis voor ze het geleerde gaan oefenen in de volgende opdracht (Applet Bridge Construction Simulator).
Nadeel: Als ze het filmpje willen bekijken op hun Ipad, moeten ze de ondertiteling aanzetten.
Applet Bridge Construction Simulator – Een brug bouwen
Onderbouwing keuze: De eindopdracht voor deze lessenserie is het maken van een spaghetti-brug, om al wat inzicht te krijgen hoe je een brug bouwt en gebruik maakt van driehoeken in je constructie, vonden wij het een leerzame toevoeging in ons programma.
Om de leerlingen te laten oefenen is een simulatie-spel is een activerende werkvorm waarbij leerlingen door middel van spel leren. Met deze werkvorm zijn we volgens het SAMR-model op Augmentation niveau bezig. Deze werkvorm heeft namelijk als toegevoegde waarde dat de leerlingen alvast kunnen oefenen met wat wel en niet werkt bij het maken van constructies voordat ze een echte versie gaan maken. Ook zetten wij hiermee de interesse van de leerling centraal door gebruik te maken van een spelvorm (Conradi, 2016).
In het praktijkdeel van dit blokuur gaan de leerlingen beginnen met het bouwen van een eigen spaghettibrug (zie les 4), door het spelen van dit spel leren de spelenderwijs, wat wel en niet kan, voordat ze beginnen met het maken van een eigen brug.
Voordeel: De leerlingen vinden het geweldig om te doen, iedereen gaat aan de slag. De leerlingen kunnen oefenen met de spelvorm voordat ze bezig gaan met de echte versie van een brug.
Nadeel: Je kunt niet op afstand zien hoever de leerling is gekomen, er is dus weinig zicht op het leerrendement vanwege het gebrek aan overzicht op de leerling zijn vorderingen.
Les 3
Lesdoelen
- De leerlingen kunnen het verschil uitleggen tussen trek- en drukkrachten.
- De leerlingen kunnen de trek- en drukkrachten in een andere context toepassen.
Werkvormen
- Edpuzzle
- Practicum
- Ontwerpen spaghetti-brug
Edpuzzle
Onderbouwing keuze: Vanwege de complexiteit van de leerstof wilden we de leerlingen de vrijheid geven om op eigen tempo door de leerstof heen te werken. De keuze voor Edpuzzle is gemaakt, omdat de leerlingen op het gemaakte werk meteen feedback krijgen en indien nodig de uitleg nogmaals kunnen bekijken.
Op deze manier kun je effectief en overzichtelijk differentiëren tussen de leerlingen. Volgens het SAMR-model ben je hier dan als docent bezig met Redefinition aangezien je hiermee nieuwe mogelijkheden maakt. Zowel de docent als de leerling krijgt hiermee inzichtelijk wat de aandachtspunten zijn voor de verdere ontwikkeling van de leerling. Aan de hand van deze aandachtspunten kan de docent zijn les mogelijk verder vormgeven (Conradi, 2016).
Er wordt bij deze les doormiddel van de juiste ICT-vorm op een didactische wijze de inhoud van het vak weergegeven. Dit zorgt ervoor dat je als docent in het TPACK domein zit van het TPACK model. (Voogt, Fisser, Tondeur & van Braak, 2013)
Voordeel: Je kunt de opdracht nadat je hem gemaakt hebt een volgend jaar opnieuw inzetten. Het is snel inzichtelijk wat de leerling beheerst en waar je als docent nog extra aandacht aan moet besteden. Door het gebruik van ICT met Edpuzzle kun je effectief en overzichtelijk differentiëren, doordat iedereen kan op zijn eigen tempo de theorie doorwerken.
Nadeel: Het kost veel tijd om de opdracht te maken. Bij sommige leerlingen waren er op bepaalde vragen onlogische antwoorden ingevuld. Dit geeft je als docent extra werk. Ook moet je goed opletten dat je geen vragen stelt in de laatste 5 seconden van het filmpje, omdat die ‘wegvallen’ en de leerling hierdoor de opdracht niet kan afronden.
Practicum – Leren werken met een veerunster
Onderbouwing keuze: Het werken met een veerunster en het verwerken van de resultaten hiervan is een vaardigheid. Nadat we, theoretisch met Edpuzzle, de leerlingen hebben uitgelegd hoe een veerunster werkt, zal een vaardigheidspracticum hier veel meer leerrendement opbrengen.
Bij een vaardigheidspracticum staat het aanleren van een vaardigheid van de leerling centraal. De kenmerken van een vaardigheidspracticum zijn: korte duur, gesloten (kookboek-) practicum. (Handboek Natuukundedidactiek, 2017 blz.89)
Voordeel: Verhogen van het leerrendement, de leerlingen zijn actief bezig met leren. Theoretische kennis en praktische vaardigheden worden in dit practicum gecombineerd.
Nadeel: Veerunsters zijn kwetsbare meetinstrumenten, de veer kan ‘lam’ raken en dan verliest het zijn nauwkeurigheid. Je moet leerlingen van te voren streng toespreken dat het werken met een veerunster serieus moet gebeuren, het is namelijk geen speelgoed.
Ontwerpen spaghetti-brug
Onderbouwing keuze: Het materiaal wat gebruikt gaat worden is spaghetti, omdat dit voedsel is en we willen voorkomen dat er onnodig voedsel verspild wordt, vragen we de leerlingen om op voorhand een ontwerp te maken. Zo dwingen we de leerlingen om na te denken, alvorens ze aan de slag gaan.
Voordeel: Zo min mogelijk voedselverspilling, leerlinge worden gedwongen om van te voren na te denken.
Nadeel: Er wordt hoe dan ook voedsel verspild.
Les 4
Lesdoelen:
- De leerlingen kunnen berekenen hoeveel kracht hun zelfgemaakt bouwwerk aankan.
Werkvorm
- Onderzoek
Testen ‘Spaghetti-brug’
Onderbouwing keuze: De leerlingen hebben in de voorgaande lessen een spaghettibrug gemaakt en geleerd dat driehoeken een stevige constructie geven. Door onderzoek kunnen de leerlingen testen hoeveel kracht hun eigen gemaakte spaghetti-brug aankan. Hier komen dus het maken van een vormvaste sterke constructie en het onderwerp krachten heel mooi samen uit. De ietwat chaotische indeling van het hoofdstuk is uiteindelijk toch voor een deel een geheel geworden met kennis die zij opgedaan hebben.
Voordeel: Leerlingen zien met eigen ogen hoe sterk hun eigen brug is.
Nadeel: De brug is na dit experiment niet meer heel, ze kunnen hun werk niet delen met anderen dan de mensen in die klas.
Onderwijskunde 4 