Hagebout, Robert-Jan, Ontwerponderzoek, Natuurkunde

(1)

Eindpaper ontwerponderzoek

Robert-Jan Hagebout

Student nr.: 6182178

14-06-2018

(2)

Inhoud

Ontwerpplan

Probleem beschrijving Probleemanalyse

Verkenning van keuzes van oplossingen Ontwerphypothese Onderzoeksplan Onderzoeksopzet Onderzoeksinstrumenten Ontwerplessen Uitvoering Uitvoering ontwerp

Uitvoering en verwerking effectmetingen Resultaten

Conclusie en discussie Suggesties voor herontwerp Literatuur

(3)

ONTWERPNOTITIE

Naam auteur(s) Robert-Jan Hagebout

Vakgebied Natuurkunde

Titel Conceptueel inzicht

Onderwerp De hogere denkvaardigheden verbeteren in conceptuele situaties. Opleiding Interfacultaire Lerarenopleidingen, Universiteit van Amsterdam

Doelgroep 2 havo

Sleuteltermen Practicum, Toepassing, Inzicht, hogere denkvaardigheden, tevredenheid Bibliografische

referentie

Hagebout, R. (2018). Practica en conceptueel inzicht. Amsterdam: Interfacultaire Lerarenopleidingen UvA

Studentnummer 6182178

Begeleider(s) P. Siersma

(4)

Ontwerpplan

Probleembeschrijving

In mijn 2 havo klassen heb ik geconstateerd dat leerlingen op toetsen slecht scoren op T2 en I vragen. Dat leerlingen hier slecht op scoren is een probleem, omdat dit een significant deel is van de

beoordeling van de vaardigheden van de leerlingen voor het vak natuurkunde. Daarnaast is in de vaksectie afgesproken dat het aandeel van dit soort vragen en dus ook het probleem groter wordt naarmate de jaargang hoger wordt. Het aandeel van T2 en I vragen zal stijgen van 30% in het tweede jaar tot 60% in het vijfde jaar. Begrijpen, verklaren en voorspellen zijn belangrijke denkvaardigheden in het vak natuurkunde, dus het is essentieel dat de leerlingen inzicht ontwikkelen.

Beperkt inzicht betekent ook dat de leerlingen langzaam zijn met het uitvoeren van practica. Veel leerlingen lopen tijdens practica tegen het probleem aan dat ze niet genoeg tijd hebben en daardoor het practicum niet in de les af kunnen maken.

De vaksectie herkent zich in het slechte scoren van eerdere jaren. Uit eerdere jaren blijkt dat leerlingen veel moeite hebben met heb begrijpen van het spectrum van licht, dus de wens bestaat dat de leerlingen op dit onderwerp hun hogere denkvaardigheden kunnen verbeteren.

Probleemanalyse a. Literatuur

Volgens Kortland (2017) en Abrahams (2008) zijn practica over het algemeen niet effectief, omdat leerlingen teveel gericht zijn op doen en te weinig op denken. Practica kunnen daarentegen wel effectief zijn als het gaat om het aanpakken van misconcepten (van den Berg, 1994).

Misconcepten in de optica ontstaan vaak doordat leerlingen concepten verkeerd krijgen uitgelegd of de docent verkeerd begrijpen (Beaty, 1987). Een onduidelijke uitleg in tekstboeken kan zowel bij de leerling als bij de docent leiden tot misconcepties (Kaltakci-Gurel, 2016).

De concepten licht, daglicht en zonlicht blijken verschillende associaties bij leerlingen op te roepen en daarom moeten leerlingen voorzichtig worden geïntroduceerd in de optica. Het begrip wit licht blijkt vaak een bron te zijn van misconcepten en daarom kan het effectief zijn om gebruik te maken van daglicht. Een goed begrip hebben van wit licht is essentieel voor het begrijpen van reflectie en absorptie van licht (Haagen-Schützenhöfer, 2017).

Misconcepten over vlakke spiegels blijken vaak context afhankelijk te zijn. Dit zou kunnen komen door de hoeveelheid ervaring van de leerling met vlakke spiegels. Een oplossing zou

kunnen zijn op een meer context gerelateerde manier van lesgeven. Ook het model van lichtstralen zou met veel zorgvuldigheid moeten worden uitgelegd. (Kaltakci-Gurel, 2016)

b. Empirisch

Ik heb gemeten aan de hand van eerdere gemaakte SO’s en repetities dat het percentage behaalde punten op T2 en I vragen respectievelijk ongeveer 50% en 33% is. De leerlingen schrijven hun antwoorden vaak zo kort mogelijk op en soms helemaal niets.

(5)

Mogelijke oorzaak van dit probleem is dat leerlingen hun geleerde stof letterlijk leren en geen samenhang tussen onderdelen zien. Wellicht dat dit komt omdat natuurkunde voor deze leerlingen een nieuw vak is en ze nog niet geleerd hebben om op een conceptueel niveau hebben leren denken. Omdat T2 en I vragen de moeilijker vragen zijn kan het zijn dat de leerlingen de basis niet goed onder de knie hebben. Hierdoor kunnen ze wel de R en T1 opgaven maken, maar de rest niet.

Ik heb ook gemerkt dat leerlingen tijdens theorielessen minder actief met de stof bezig zijn dan tijdens practicumlessen, wat er op zou kunnen duiden dat de leerlingen de lessen niet zo interessant vinden. Dit zou kunnen komen doordat de context van de stof ver van ze af staat of dat hun

inlevingsvermogen in de situaties beperkt is.

Ik heb aan leerlingen gevraagd wat voor soort les ze het leukst vinden. De leerlingen vonden in grote mate dat ze practica lessen de leukste lessen vinden. Op de vraag welke lessen ze het meest leerzaam vonden reageerden de leerlingen verdeeld, maar alsnog vond een meerderheid de practica het meest leerzaam. Het is de vraag in hoeverre het antwoord op de laatste vraag betrouwbaar is. De lessen waarin een practicum wordt uitgevoerd zijn vooraf gegaan aan meerdere theorielessen en vaak moeten de leerlingen een kort practicumverslag schrijven voor een cijfer.

Tijdens theorielessen beginnen de leerlingen met de makkelijkere opgaven. De moeilijker opgaven komen meestal als laatst. Het zou kunnen dat de leerlingen zich niet zo lang kunnen concentreren en dat als ze bij de moeilijkere vragen komen, minder aandacht aan het probleem schenken. De

leerlingen zouden in dat geval simpelweg te weinig oefenen met de hogere denkvaardigheden, waardoor ze er minder goed in zijn.

Ik merk dat als ik havo klassen vergelijk met vwo klassen dat de havisten weinig interesse hebben in feedback op hun eigen werk. Hierdoor zullen ze dus weinig leren van hun gemaakte fouten.

Verkenning van keuze en oplossingen

1. Voor de leerling de stof meer in herkenbare context plaatsen of de leerling dit zelf laten doen. De stof is nieuw en de leerlingen zie waarschijnlijk de natuurkunde nog niet terug in echte situaties. Het zou kunnen dat de context in de opgaven uit de methode niet wordt herkent. Als

de leerling meer herkenbare situaties ziet, dan kan dat leiden tot meer interesse. De leerlingen zelf een herkenbare situatie laten bedenken zou ook effectief kunnen zijn, maar een nadeel is dat het niet zeker is of ze daar in slagen en dat ze al gemotiveerd moeten zijn.

2. De leerlingen meer practica laten uitvoeren of andere activerende werkvormen uitproberen. Leerlingen blijken uit een vragenronde practica leuker te vinden dan reguliere lessen. Korte practica uitvoeren zou de leerlingen kunnen motiveren en activeren. Een nadeel is dat practica veel tijd kosten om voor te bereiden en uit te voeren en dat leerlingen in lager tempo een enkel concept

doorgronden. Ook is het in de literatuur niet helemaal duidelijk hoe hoog de leeropbrengst is van een practicum (Kortland, 2017).

3. Beginnen met inzichtelijke vragen en daarna pas de reproductievragen. De leerlingen hebben nog volle concentratie en energie en kunnen meteen beginnen aan de moeilijke vragen. Het is echter waarschijnlijker dat de leerlingen de inzichtelijke vragen niet goed maken doordat ze te weinig inzicht hebben. Dit is echter in de praktijk makkelijk toe te passen.

(6)

4. De leerlingen moeten feedback geven op elkaars werk. Ze doen nu vrij weinig met feedback en op deze manier worden ze gedwongen om na te denken over elkaars en hun eigen werk en moeten ze verzinnen wat er beter kan. Een nadeel kan zijn dat als twee leerlingen niet goed weten hoe het werk verbeterd kan worden, dat ze niet goed weten hoe ze feedback moeten geven. Een ander nadeel is dat veel leerlingen ongemotiveerd zijn en dat de kans groot is dat ze andere dingen gaan doen, omdat ze in het verleden ook al weinig interesse hebben getoond in feedback.

In dit ontwerponderzoek zal ik kiezen voor oplossing 2. Ik denk namelijk dat motivatie en de daaruit volgende activiteit van de leerlingen een van de belangrijkste oorzaken is van het lage presteren van de leerlingen. Omdat het probleem al meerdere jaren in de sectie speelt, wil ik proberen om minder de gebruikte methode, Nova, te gebruiken, omdat dit wel eens een bron van misconcepten zou kunnen zijn (Beaty, 1987; Kaltakci-Gurel, 2016).

Probleemhypothese en ontwerpregels

“Als ik het probleem dat de leerlingen in 2 havo slecht scoren op T2 en I vragen op het onderdeel optica aanpak door toepassing van korte practica zal dit ertoe leiden dat de leerlingen, in vergelijking met de parallelklas, beter scoren op hogere orde vaardigheden op de toets, uit de vragenlijst zal blijken dat ze meer gemotiveerd zijn en uit de leerrapporten zal blijken dat ze meer tevreden zijn over de lessen.”

Een interventieles zal bestaan uit een korte instructie. Alle leerlingen krijgen een eigen werkblad. Daarna is er tijd voor de leerlingen om practicumspullen te pakken, het practicum uit te voeren en op te ruimen. Daarna moet er nog tijd zijn voor een nabespreking van het werkblad om te controleren of de leerling het practicum goed heeft uitgevoerd en het practicum inhoudelijk heeft begrepen. Op het einde van de les krijgen leerlingen de opdracht om een leerrapport in te vullen.

(7)

Onderzoeksplan

Dit onderzoek zal worden uitgevoerd in vijf achtereenvolgende lessen. De interventie zal bestaan uit vier lessen en de vijfde les zal een vaardighedentoets worden afgenomen. Deze vaardighedentoets zal een hoger aandeel T2 en I vragen bevatten dan een normale toets. Het aandeel T2 en I vragen is expres hoog, omdat ik daar de invloed op wil meten. Volgens de sectienormen zou een toets moeten voldoen aan respectievelijk 30, 40, 25 en 5%.

De toets is dus voor leerlingen veel moeilijker dan normaal. Ik verwacht daarom dat de cijfers lager zullen zijn, maar de scores op T2 en I zijn daardoor wel betrouwbaarder te meten zijn. De cijfers zal ik later kunstmatig ophogen om de verhoogde moeilijkheid te compenseren.

De tevredenheid over de lessen zal worden gemeten met een leerrapport op het einde van iedere les. De motivatie van leerlingen zal worden gemeten met twee vragenlijsten. De eerste voordat de interventie heeft plaatsgevonden en de tweede aan het einde van de interventie.

Ontwerplessen

Tijdens deze ontwerplessen is het onderwerp licht. De ontwerplessen zullen specifiek gaan over het begrijpen van kleurenspectra, het reflecteren en absorberen van kleuren en het tekenen van lichtstralen, schaduwen en reflecties. De gedetailleerde MDA formulieren zijn opgenomen in de bijlagen. Hieronder volgt een beknopt overzicht van de lessen.

In de eerste les zal kleuren splitsen aan bod komen. De leerlingen krijgen kleurenfilters en een tralie om een practicum te doen over spectra. In de tweede les zal een leerling gekleurde voorwerpen onder gekleurde lampen houden, om te leren over absorptie en reflectie van licht. Daarna krijgt de leerling een draaischijf met kleuren om te leren hoe kleuren worden gemengd.

In de derde les leert de leerling wat half- en kernschaduwen zijn. Daarnaast leert de leerling ook hoe hij lichtstralen moet tekenen en daarmee half- en kernschaduwen kunnen worden gereconstrueerd. In de vierde les ontdekt de leerling de spiegelwet en leert de leerling hoe hij reflecties moet tekenen. In de vijfde les wordt de vaardighedentoets afgenomen en vult de leerling de laatste vragenlijst in.

(8)

Uitvoering

Uitvoering ontwerp

Les 1: Deze les is uitgevoerd op maandag 28 mei het 7e_{lesuur. De lesdoelen waren dat de leerling kan}

uitleggen wat een kleurenspectrum is en een lichtbron koppelen aan het bijhorende spectrum. Het was erg warm (28⁰C) en benauwd in het lokaal en de leerlingen waren erg druk en hadden niet zo veel zin om mee te werken. Tijdens de les ben ik er achter gekomen dat 1 van de leerlingen gedeeltelijk kleurenblind is. Tijdens deze les heeft zich een incident voorgedaan. Ik zag hoe een leerling een andere leerling schopte, dus ik heb deze leerling de les uitgestuurd. De leerling weigerde en werd daarna agressief naar mij toe. Deze leerling heb ik aan zijn arm meegetrokken naar de teamleider en een paar dagen later is er ook een gezamenlijk gesprek geweest waarbij ook de ouders en de mentor aanwezig waren. Dit incident heeft helaas effect gehad op de uitvoering van de les.

Les 2: Deze les is uitgevoerd op dinsdag 29 mei het 1e_{uur. Het lesdoel van de les was dat de leerling}

kan uitleggen wanneer kleuren worden gereflecteerd en geabsorbeerd. De leerling die een dag eerder agressief was, was niet aanwezig. Het was nog steeds erg warm in het lokaal van de vorige dag. Omdat er niet genoeg gekleurde lampen waren heb ik de opzet van de les iets moeten

aanpassen. Ik kwam er tijdens de voorbereiding ook achter dat het werkblad waarschijnlijk erg snel afgemaakt zou kunnen worden. Ik heb een donkere hoek in het lokaal gemaakt waar de werkbladen konden worden uitgevoerd. Hier konden maar een beperkt aantal leerlingen tegelijk werken, dus ik heb moeten rouleren. De leerlingen die niet aan de werkbladen konden werken heb ik de instructie gegeven om opgaven uit de methode te maken. Veel leerlingen zaten echter op hun telefoon dingen te doen. Ook heb ik gezien dat er leerlingen waren die de antwoorden van andere leerlingen

overschreven om zo sneller klaar te zijn. De klas als geheel was daarentegen erg rustig en alle werkbladen zijn ingevuld. Drie leerlingen hebben uiteindelijk hun leerrapport niet ingevuld.

Les 3: Deze les is uitgevoerd op 4 juni het 7e_{lesuur. Het lesdoel was Omdat dit het einde van de dag}

was, hadden veel leerlingen geen zin om te werken, dus het tempo lag erg laag. Er waren geen leerlingen in staat om een zijaanzicht op schaal te maken, dus blijkbaar was de vraag te onduidelijk of te moeilijk. Ik heb op dat moment de uitleg klassikaal gegeven hoe lichtstralen getekend moeten worden en de daarbij horende schaduwen. Ik heb de instructie gegeven om dit over te nemen. Er zijn echter leerlingen geweest die dit niet hebben gedaan. Er zijn 16 van de 21 leerrapporten ingevuld.

Les 4: Deze les is uitgevoerd op 5 juni het 1e_{lesuur. Het lesdoel was dat leerlingen de spiegelwet}

ontdekken en dat reflecterende lichtstralen kunnen worden getekend. Vier leerlingen waren deze les afwezig. Twee leerlingen weigerden om mee te doen met de les en zijn op de gang gezet. De klas was rustig en een aantal leerlingen die eerder klaar waren hebben ook uit hun boek gewerkt. Er zijn uiteindelijk 10 leerrapporten ingevuld.

(9)

Uitvoering en verwerking effectmetingen

In dit onderzoek is gebruik gemaakt van 3 meetinstrumenten, namelijk een vragenlijst, een

leerrapport en een vaardighedentoets. Deze zijn allemaal opgenomen als bijlagen. De vragenlijst en leerrapporten zijn alleen afgenomen in de interventieklas.

Het eerste meetinstrument is een vragenlijst. Deze vragenlijst is afgenomen voorafgaande aan de lessenserie en na afloop van de lessenserie. De voormeting is afgenomen op papier. Ik heb op ieder uitgedeeld blad een letter geschreven, zodat de uitslag van een leerling op de voormeting en nameting met elkaar vergeleken kunnen worden. Door een letter op te schrijven in plaats van een naam heb ik geprobeerd om de vragenlijsten zo anoniem mogelijk te laten invullen. Dit om sociaal wenselijke antwoorden te voorkomen. Ik heb zelf wel bijgehouden, zonder dat de leerlingen dit wisten, welke leerling welke letter kreeg. Dit om te voorkomen dat de leerlingen niet meer weten welke letter ze hadden en de nameting dus niet betrouwbaar zou zijn.

De nameting is afgenomen aan het einde van de vijfde les na het afnemen van de vaardighedentoets. Bij de nameting zijn drie vragenlijsten niet ingevuld. Voor de verwerking betekend dit dat ik 3

leerlingen uit de klas niet heb meegenomen in de evaluatie in het effect van de lessenserie op de motivatie. Zowel bij de voormeting als bij de nameting zijn er leerlingen geweest die op de puntenschaal twee antwoorden hebben ingevuld. Bij de verwerking heb ik daar de gemiddelde waarde van genomen.

De vragenlijst is verwerkt door alle negatieve items (vragen 6, 11, 13, 14, 19) om te schalen en daarna de totaalscore te berekenen voor iedere leerling. Deze totaalscore is doormiddel van een tweezijdige T-toets getoetst aan de resultaten van de vaardighedentoets.

Het leerrapport is aan het einde van iedere les afgenomen. Bij de eerste les was de bereidheid om het leerrapport in te vullen groot, maar hoe verder in de lessenserie, hoe kleiner de bereidheid om nog iets in te vullen. Hierdoor zijn de resultaten van de leerrapporten vertekend. De laatste les zijn het vrijwel alleen de gemotiveerde leerlingen in de klas die nuttige antwoorden hebben gegeven. Voor de evaluatie van de leerrapporten geldt dan dat deze niet representatief is voor de gehele groep. De uitslagen zijn gecategoriseerd en voor iedere categorie is bepaald hoe vaak dit antwoord is ingevuld. De vaardighedentoets in de vijfde les afgenomen in de vorm van een schriftelijke overhoring. De leerlingen is aan het begin van de eerste les in de lessenserie medegedeeld dat ze een SO kregen over de lessenserie. De SO bestaat uit een blad met opgaven en een uitwerkbijlage, waar de leerlingen op moeten tekenen. Voor de leerlingen met dyslexie heb ik een versie uitgedeeld met een groter lettertype en grotere regelafstand. De leerlingen hebben 40 minuten gekregen voor het maken van deze vaardighedentoets. Voor iedere (deel)vraag is bepaald in welke RTTI categorie het valt. Voor iedere leerling is daarna bepaald wat de score is op elk onderdeel. De gemiddelde totaalscore van de hele klas is vergeleken met de eerdere gemiddelde totaalscore op vaardigheden toetsen. Eveneens zijn de totaalscores gesorteerd van laag naar hoog en vergeleken met de totaalscores van de voormeting om zo te kunnen differentiëren tussen sterke en zwakke leerlingen.

(10)

Resultaten

Uitkomsten leerrapporten

Hieronder staan de uitkomsten van de leerrapporten gecategoriseerd per categorie Les 1:

Ik heb deze les geleerd dat … Koppeling lampen en verschillende kleuren (5x) Een kleur uit meerder kleuren kan bestaan (5x) Algemene opmerking over kleuren (4x)

Incident gerelateerd (3x)

Ik heb deze les geleerd hoe… Kleuren kunnen worden onderscheiden (4x) Lampen heten (2x)

Niet specifieke opmerking over opgedane vaardigheid (4x) Incident gerelateerd (5x)

Ik heb geleerd dat het niet waar is dat …

Zwart en/of wit een kleur is (13x) Je beter leert van theorie (1x)

Alle lampen dezelfde kleuren weerkaatsen (1x) Incident gerelateerd (2x)

Een voordeel van op deze manier les krijgen vind ik ….

Actief (6x)

Leuk/ontspannen (6x) Zelfstandig werken (4x) Een nadeel van op deze

manier les krijgen vind ik …

Rumoerige/drukke klas (7x) Incident gerelateerd (5x) Dat je zelf moet nadenken (1x) Les 2:

Ik heb deze les geleerd dat … Kleuren reflecteren en absorberen (8x) Ik eerst theorie moet doorlezen (1x)

Niet specifieke opmerking over kleuren (3x) Ik heb deze les geleerd hoe… Je kleuren ziet (4x)

Kleuren reflecteren en absorberen (1x) Kleuren kunnen veranderen (2x) Overig (5x)

Kleuren veranderen (3x) Zwart weerkaatst (3x) Zwart/wit een kleur is (3x) Overig (4x)

Leuk (7x)

Zelfstandig werken (7x) Een nadeel van op deze

Snel klaar (2x)

Dat ik het niet snap (2x) Saai (1x)

(11)

Les 3:

Ik heb deze les geleerd dat … Er meerdere (kern en half) schaduwen zijn (7x) Licht bestaat uit lichtstralen (2x)

Schaduw raar is (2x) Overig (3x)

Ik heb deze les geleerd hoe… Je schaduwen moet herkennen (5x) Je schaduwen moet tekenen (3x) Schaduwen heten (1x)

Een kernschaduw ontstaat (1x) Overig (3x)

Er maar 1 schaduw is (2x) Er zwart licht is (1x)

Schaduwen tegenovergesteld werkt (1x) Overig (1x)

Leuk (2x)

Zelfstandig werken (3x) Zelf kan ontdekken (2x)

Oefenen met samenwerken (1x) Niets (3x)

Overig (2x) Een nadeel van op deze

Drukte (5x)

Geen aantekeningen (2x) Dat ik het niet snap (3x) Overig (3x)

Les 4:

Ik heb deze les geleerd dat … Licht kan weerkaatsen (4x)

Er een hoek van inval en terugkaatsing is (2x) Overig (2x)

Ik heb deze les geleerd hoe… Licht wordt weerkaatst (5x) Ik lichtstralen moet tekenen (4x) Lichthoeken heten (1x)

Hoeken altijd 90 graden zijn (1x) Overig (2x)

Leuk (1x)

Zelfstandig werken (2x) Zelf kan ontdekken (2x) Snel klaar (2x)

Een nadeel van op deze manier les krijgen vind ik …

Geen aantekeningen (2x) Drukte (2x)

Saai (1x)

(12)

Wat veel terug komt is dat leerlingen de lessen over het algemeen wel leuker en actiever vinden, maar dat ze het vervelend vinden dat er meer rumoer is in de klas. Er zijn ook leerlingen die het zelfstandig werken en onderzoek doen waarderen. Ook kwam naar voren dat leerlingen het idee hadden dat de lessen minder effectief waren en dat ze aantekeningen uit een klassikale uitleg missen. Bij de eerste les is de leeropbrengst dat veel leerlingen hebben begrepen wat een lichtspectrum is en dat het preconcept dat zwart en licht kleuren zijn is aangepakt. Bj de tweede les heeft ongeveer de helft van de leerlingen begrepen wanneer kleuren absorberen en reflecteren. Aan het einde van de derde les heeft ongeveer een derde van de leerlingen begrepen hoe kern en halfschaduwen ontstaan. En de vierde les heeft ongeveer een derde van de leerlingen begrepen hoe ze gereflecteerde

lichtstralen moeten tekenen.

Uitkomsten vragenlijst

Met de tool die is geleverd door de UvA is bepaald dat de betrouwbaarheid van de voormeting gelijk is aan alpha = 0,825 en de betrouwbaarheid van de nameting gelijk is aan alpha = 0,866.

Van de leerlingen die de vragenlijst op zowel de voormeting als de nameting hebben ingevuld zijn dit de uitkomsten:

Totaalscore Standaarddeviatie

Voormeting 43,53 8,3

Nameting 43,52 9,1

Er is een tweezijdige T-toets uitgevoerd op de resultaten van de voormeting van de vragenlijst en het cijfer voor de vaardigheden toets. De uitkomst is dat de t-waarde gelijk is aan 23,75 en de p-waarde 2·10-16_{. De p-waarde is duidelijk kleiner dan de sociaalwetenschappelijke norm van 0,05.}

(13)

Uitkomsten vaardighedentoets

De vaardighedentoets bestaat uit 19 vragen waarvan het aandeel R, T1, T2 en I gelijk is aan respectievelijk 9%, 17%, 46% en 23%.

Als de normale normering (behaalde aantal punten gedeeld door maximaal aantal punten maal 9 plus 1) dan is het gemiddelde in de interventieklas een 5.2 de standaarddeviatie is 1.15. In de controleklas is het gemiddelde een 5.1 en de standaarddeviatie is 1.44. In de interventieklas zijn 15 onvoldoendes en 6 voldoendes. In de controleklas zijn 12 onvoldoendes en 10 voldoendes.

Gemiddelde Standaard deviatie Aantal voldoendes Aantal onvoldoendes Interventieklas 5.24 1.17 6 15 Controleklas 5.16 1.43 10 12

Hieronder staan de uitslagen per leerling gesorteerd van laag naar hoog inclusief trendlijn.

De eindscores ontlopen elkaar niet veel. Waar de interventieklas een iets hoger gemiddelde heeft, is ook het aantal onvoldoendes hoger. Bovendien is de standaarddeviatie groot genoeg om de

verschillen niet significant te verklaren. Daarom is er een aparte analyse gemaakt voor alle onderdelen van RTTI. De score op de RTTI onderdelen is als volgt:

R T1 T2 I

Interventieklas 87% 42% 41% 45%

(14)

De score op inzicht bij de interventiegroep is 45% met een standaarddeviatie van 12 procentpunten. De score bij de controlegroep is 38% met een standaarddeviatie van 18 procentpunten. De score op T2 is bij de controle groep 41% met een standaarddeviatie van 17 procentpunten en bij de controle groep is dat 43% en 16 procentpunten.

Om meer zicht te krijgen op de groep als geheel staan hieronder de scores op de onderdelen T2 en I gesorteerd van laag naar hoog uitgezet.

(15)

Conclusie en discussie

De interventieklas heeft bij eerdere toetsen gemiddeld tussen de 0,3 en 0,5 punt hoger gescoord dan de controleklas. Bij deze toets is er geen significant verschil in de totaalscore tussen beide groepen. Bij de score op T2 is er ook nauwelijks verschil. Dit zou ook een transfer probleem kunnen zijn. Een lichtstraal overtekenen op een blaadje kan voor een leerling anders worden ervaren dan een lichtstraal tekenen met potlood en liniaal. In ieder geval is de lessenserie op dit onderdeel niet effectief geweest.

Bij de score op I lijkt er een klein verschil te zijn. De gemiddelden verschillen een standaarddeviatie. Nadere analyse per leerling laat zien dat de score bij de sterke leerlingen in de klassen weinig verschilt, maar dat de score bij vooral de onderste 25% hoger ligt. Uit eerdere gemaakte toetsen is gebleken dat de score op I gemiddeld op ongeveer 33% ligt. De score bij de interventiegroep is bij deze vaardigheden toets 45%. Dat is dus hoger dan gemiddeld. Er zijn echter in het verleden scores gehaald van boven de 50%, maar ook van 20%. Het verschil is dus niet significant te noemen. Uit de leerrapporten is gebleken dat de eerste twee lessen een redelijke leeropbrengsten hadden. Maar bij de lessen over het tekenen van lichtstralen, schaduwen en reflecties is het niet geheel duidelijk was wat de leeropbrengst was. Dat zou ook kunnen komen door de lage bereidheid om een leerrapport in te vullen.

Uit de verwerking van de vragenlijsten is gebleken dat er geen significant verschil is in de motivatie van de leerlingen voor en na de interventie. Er blijkt ook dat de p-waarde veel lager is dan 0,05 en dat er dus geen betrouwbaar verband is tussen motivatie en eindcijfer.

Wat van invloed kan zijn geweest is het incident in de eerste les. Hierdoor is er veel ophef geweest in de klas en is waarschijnlijk de leeropbrengst lager. De leerling van het incident heeft daarna ook een les gemist. De vierde les waren er nog 4 andere leerling die afwezig waren en dus ook lestijd hebben gemist. Dit heeft er voor gezorgd dat de lessenserie minder effectief is geweest.

Wat ook van invloed kan zijn gewest is het moment van afname van de vaardighedentoets. De controlegroep kreeg de toets in het 2e_{uur en de interventiegroep het 6}e_{uur. Het is ook niet uit te}

sluiten dat leerlingen uit de controlegroep in de tussentijd informatie hebben uitgewisseld met de interventiegroep.

De ontwerphypothese was: “Als ik het probleem dat de leerlingen in 2 havo slecht scoren op T2 en I vragen op het onderdeel optica aanpak door toepassing van korte practica zal dit ertoe leiden dat de leerlingen, in vergelijking met de parallelklas, beter scoren op hogere orde vaardigheden op de toets, uit de vragenlijst zal blijken dat ze meer gemotiveerd zijn en uit de leerrapporten zal blijken dat ze meer tevreden zijn over de lessen.”

Omdat er geen significante verbetering heeft plaatsgevonden op de vaardigheden niveaus T2 en I, er geen toename is van de motivatie en omdat de leerrapporten niet duidelijk laten zien dat de

tevredenheid is toegenomen, kan de conclusie worden getrokken dat de lessenserie niet succesvol is geweest en dat de ontwerphypothese niet juist is.

(16)

Suggesties voor herontwerp

De gebruikte werkbladen waren soms vrij kort, dus de werkbladen zouden beter kunnen worden geoptimaliseerd voor een les. Ook zou er meer herhaling van onderdelen in kunnen worden opgenomen, zodat concepten beter beklijven. De leerlingen hebben aangegeven dat ze

aantekeningen missen, dus er zou ook meer tekst over theorie in de werkbladen kunnen worden gezet.

Daarnaast zou een praktijkopdracht gecombineerd kunnen worden met een aantal

theorieopdrachten. Dit zou de transfer kunnen aanpakken tussen theorie en praktijk en tegelijkertijd als differentiatie kunnen dienen. In dit onderzoek was er namelijk weinig aandacht voor differentiatie. Een aantal leerlingen hebben in de leerrapporten aangegeven dat ze onderzoekend leren waarderen, maar er is ook een aantal leerlingen die een klassikale uitleg mist. Het is mogelijk om eerst een korte uitleg te doen en dan pas een kort practicum te geven. Een nadeel is dan wel dat de tijd dan een rol speelt. Ik heb ervaren dat het werktempo tijdens een practicum een stuk lager is dan wanneer theorie opdrachten worden gemaakt. In een herontwerp zou een hogere klas kunnen worden gekozen, omdat deze wat beter ontwikkelde onderzoek vaardigheden hebben en dus sneller een practicum kunnen uitvoeren.

Een andere mogelijkheid zou kunnen zijn dat de werkbladen meer in de vorm van Predict Explain Observe Explain worden gemaakt, waardoor de leerlingen op een onderzoekende manier de theorie moeten verklaren.

Vier lessen achter elkaar practica is denk ik toch te veel geweest. En omdat er gebleken is dat er geen verband is tussen motivatie en prestatie en omdat de lessenserie geen invloed heeft gehad op de motivatie, zou ik in een herontwerp zou ik meer de practicum lessen en theorielessen afwisselen. Het onderwerp lichtstralen tekenen vinden de leerling toch lastig en op de vaardighedentoets is gebleken dat er veel leerlingen zijn die daar veel fouten mee maken. Ik zou dat onderwerp dus vooraf laten gaan door een theorieles. Lichtstralen tekenen is een vaardigheid is die goed beheerst moet worden, omdat het in de derde klas terug komt.

De bereidheid om de leerrapporten in te vullen liep snel terug. Veel leerlingen waren aan het einde van de lessen weinig gemotiveerd om hetzelfde leerrapport in te vullen als in de vorige les. In een lesontwerp zou een leerrapport op verschillende manieren aangeboden kunnen worden,

bijvoorbeeld door de vragen anders te formuleren. In een klas die tablets gebruikt zou een leerrapport of vragenlijst ook digitaal kunnen worden aangeboden.

(17)

Literatuur

- Abrahams, I. & Millar, R. (2008). Does practical work really work? A study of the effectiveness of

practical work as a teaching and learning method in school science. International journal of science

education

- Beaty, W.(1987), The origin of misconceptions in optics?, American Journal of Physics

- Berg, E. van den, Buning, J. (1994), Practicum: Leren ze er wat van?, NVOX

- Grushche, S. (2017),Developing students’ ideas about lens imaging: teachting experiments with an

image-based approach, Physics Education

- Haagen-Schützenhöfer, C.(2017), Students’ conceptions on white light and implications for

reaching and learning about colour, Pysics Education

- Kaltakci-Gurel, D.(2016), Identifying pre-service physics teachters’ misconceptions and conceptual

difficulties about geometrical optics, European Journal of Physics

- Kortland, K., Mooldijk, A., Poorthuis, H. (2017). Handboek natuurkundedidactiek. Amsterdam: Epsilon Uitgaven.

(18)

Bijlagen

Bijlage A (

lesplannen

)

Les 1:

datum week klas vak les hoofdstuk

28 Mei 2018 2h2 Natuurkunde Optica 8

beschrijving groep

21 leerlingen, 11 meisjes, 10 jongens

1 leerling met ODD, 2 leerlingen met dyslexie , 2 zeer ongemotiveerde leerlingen

Veel leerlingen zijn weinig gemotiveerd. Van 3 leerlingen is al duidelijk dat ze niet over kunnen naar 3 havo, een aantal anderen zijn nog twijfelgevallen.

Materialen

Bord, beamer, tralies, gekleurd papier, meerdere soorten lampen

beginsituatie

De werkbladen zijn al uitgeprint en de practicumspullen zijn klaargezet door de TOA. De leerling weet nog niet waar het practicum over gaat.

doel docent

Duidelijke instructie geven.

Tijdsplanning goed in de gaten houden. Aandacht vasthouden bij de bespreking.

doel leerling

De leerling kan uitleggen wat een spectrum is.

De leerling kan uit leggen dat het uitgezonden spectrum afhankelijk is van de lichtbron.

De leerling kan onderscheid maken tussen verschillende soorten spectra. De leerling kan uitleggen welke kleuren wel en niet te splitsen zijn.

Tijd OIVTR activiteit docent activiteit leerling toetsing

00-05 min Ik sta bij de deur en

verwelkom de leerlingen. Ik vertel ze de lesdoelen van deze les.

De leerlingen komen het lokaal binnen en gaan op hun plek zitten 05-10 min I Ik vertel de leerlingen de

lesdoelen en dat ze een kort practicum gaan uitvoeren.

De leerling luistert naar de instructie en

(19)

Uitdelen werkbladen. ontvangt de werkbladen 10-15 min Ik help leerlingen bij het

opstarten.

De leerling pakt de practicumspullen en begint aan het practicum 15-35 min Ik help de leerlingen waar

nodig. Ik controleer of de leerling bezig is met hetgeen wat hij/zij moet doen.

De leerling voert het practicum uit. Ik houd in de voortgang in de gaten en stel vragen aan de leerlingen om na te gaan of ze het hebben begrepen.

35-38 min De leerling ruimt de

practicumspullen op. 38-45 min R Ik bespreek de resultaten en

antwoorden van de

belangrijkste vragen. Ik vraag aan leerlingen wat ze hebben ingevuld en waarom.

De leerlingen die worden aangewezen geven antwoord, de rest controleert of hij/zij het juiste antwoord heeft opgeschreven.

Ik geef feedback op de antwoorden van de leerlingen

47-50 min Ik laat de leerlingen hun leerrapport invullen.

De leerlingen moeten nadenken over hun leeropbrengst en geven daar antwoord op. Les 2:

29 Mei 2018 2h2 Natuurkunde Optica 8

beschrijving groep

Materialen

Bord, beamer, verschillende kleuren lampen, verschillende kleuren voorwerpen (ballonnen), draaischijf met kleuren er op.

beginsituatie

doel docent doel leerling

(20)

mengen inhoud dat je een nieuwe kleur krijgt als je kleuren samenvoegd. De leerling kan uitleggen wanneer een kleur geabsorbeert wordt.

De leerling kan uitleggen wanneer een kleur gereflecteerd wordt.

tijd OIVTR activiteit docent activiteit leerling toetsing

00-05 min Ik sta bij de deur en

verwelkom de leerlingen. Ik vertel ze de lesdoelen van deze les.

De leerlingen komen het lokaal binnen en gaan op hun plek zitten. 05-08 min O Ik vertel de leerlingen de

lesdoelen en dat ze een kort practicum gaan uitvoeren. Uitdelen werkbladen.

ontvangt de werkbladen 08-30 min VT Ik help de leerlingen waar

nodig. Ik controleer of de leerling bezig is met hetgeen wat hij/zij moet doen.

De leerling voert het practicum uit en vult de werkbladen in. Ik controleer steekproefsgewijs of de antwoorden van de leerlingen kloppen.

30-33 min Ik help de leerlingen bij het opruimen van de

practicumspullen.

De leerlingen ruimen de practicumspullen op. 33-40 min IR Ik bespreek de resultaten en

antwoorden van de

De leerlingen moeten nadenken over hun leeropbrengst en geven daar antwoord op.

Ik geef feedback op de antwoorden van de leerlingen.

40-45 min IV Ik doe een demo voor volgens Predict Explain Observe Explain met ballonnen en een laser.

De leerlingen geven klassikaal antwoord op de vragen.

Ik geef aan het einde feedback

45-50 min R Ik laat de leerlingen hun leerrapport invullen.

(21)

4 Juni 2018 2h2 Natuurkunde Optica 8

beschrijving groep

Materialen

Bord, beamer, statief met lampjes, wit papier en karton

beginsituatie

De leerling kan uitleggen wat een lichtstraal is.

De leerling kan onderscheid maken tussen direct licht en indirect licht. De leerling kan een kernschaduw en een halfschaduw tekenen.

00-05 min

Ik sta bij de deur en verwelkom de leerlingen. Ik vertel ze de lesdoelen van deze les.

De leerlingen komen het lokaal binnen en gaan op hun plek zitten 05-17

min

I Ik geef uitleg over lichtstalen en hoe ze schaduwen moeten tekenen. Ik teken dit op het bord.

Ik schrijf op het bord wat de betekenissen zijn van direct en indirect licht.

De leerling nemen in hun schrift over wat ik op het bord schrijf.

17-20 min

O Ik geef instructie over hoe het practicum uitgevoerd wordt.

De leerling pakt de practicumspullen en begint aan het practicum 20-40

min

VT Ik help de leerlingen waar nodig. Ik controleer of de leerling bezig is met hetgeen wat hij/zij moet doen.

De leerling voert het practicum uit. De leerling kan afleiden hoe een kern en halfschaduw worden getekend. Ik houd in de voortgang in de gaten en stel vragen aan de leerlingen om na te gaan of ze het

(22)

datum week klas vak les hoofdstuk hebben begrepen. 40-47 min R Ik bespreek de resultaten en antwoorden van de

De leerlingen die worden aangewezen geven antwoord, de rest controleert of hij/zij het juiste antwoord heeft opgeschreven. Ik geef feedback op de antwoorden van de leerlingen 47-50 min

R Ik laat de leerlingen hun leerrapport invullen.

De leerlingen moeten nadenken over hun leeropbrengst en geven daar antwoord op. Daarna ruimen de leerlingen hun practicumspullen op.

Les 4:

5 Juni 2018 2h2 Natuurkunde Optica 8

beschrijving groep

Materialen

Bord, beamer, spiegels, lichtkastje en diafragma, werkblad

beginsituatie

De leerling “ontdekt” de spiegelwet en kan uitleggen hoe deze werkt.

De leerling kan spiegelbeelden reconstrueren door lichtstralen te tekenen.

00-05 min

Ik sta bij de deur en verwelkom de leerlingen. Ik vertel ze de

De leerlingen komen het lokaal binnen en

(23)

datum week klas vak les hoofdstuk lesdoelen van deze les. gaan op hun plek zitten

05-10 min

O Ik vertel de leerlingen de lesdoelen en dat ze een kort practicum gaan uitvoeren. Uitdelen werkbladen.

ontvangt de werkbladen 10-15

min

Ik help leerlingen bij het opstarten.

De leerling pakt de practicumspullen en begint aan het practicum 15-40

min

IVT Ik help de leerlingen waar nodig. Ik controleer of de leerling bezig is met hetgeen wat hij/zij moet doen.

De leerling voert het practicum uit. Ik houd in de voortgang in de gaten en stel vragen aan de leerlingen om na te gaan of ze het hebben begrepen. 35-45 min R Ik bespreek de resultaten en antwoorden van de

De leerlingen die worden aangewezen geven antwoord, de rest controleert of hij/zij het juiste antwoord heeft opgeschreven. Ik geef feedback op de antwoorden van de leerlingen 45-50 min

R Ik laat de leerlingen hun leerrapport invullen. Daarna ruimen de leerlingen hun spullen op.

Bijlage B (Uitkomsten leerrapporten)

Les 1:

Vraag Leerling antwoord

(24)

verschillende kleuren bestaan Lamplicht kan verschillen

Leerlingen niet houden van meneer Hagebout Verschillende kleuren, bepaalde kleuren vormen

Verschillende kleuren ook andere kleuren kunnen bevatten

Er veel soorten lampen zijn met verschillende kleuren licht

Een kleur uit meerdere kleuren Wit uit alle kleuren bestaat Mike beef heeft met docenten Er een heleboel kleuren zijn Mike beef aangaat met docenten Je kleuren kunt zien

Iedere lamp en andere kleur weerkaatst Met lampen kleuren zien

Deze klas heel druk is

Wit de oorspronkelijke kleur niet veranderd en dat zwart en wit geen kleuren zijn

Licht interessant is

Licht verschillende kleuren heeft Ik heb deze les geleerd hoe … Je kleuren kan onderscheiden

Je het kunt onderscheiden Mike vecht met Hagebout Je andere kleuren kunt zien Je die ander kleuren kunt zien Kleuren kan onderscheiden

Ik erachter kom hoe je in 1 kleur meerder kleuren kan zien

Je filters gebruikt Mike docenten aanpakt Mike beef heeft met Hagebout Meneer zichzelf verdedigd Je moet matten

Sommige lampen heten Ik kleuren moet zien Ik naar lampen kijk

De verschillende lampen eruit zien en hoe ze heten

Licht werkt

Ik kleuren meet/waarneem Ik heb geleerd dat het niet waar is dat … Wit en zwart een kleur is

Je beter leert van theorie Wit een kleur is

Wit gewoon alleen wit is Zwart een kleur is Wit en zwart kleuren zijn

(25)

Zwart een kleur is Zwart een kleur is Wit een kleur is

Docenten zichzelf niet verdedigen Wit een kleur is

Alle lampen dezelfde kleuren weerkaatsen Zwart een kleur is

Wit een kleur is

Zwart en wit kleuren zijn Mike kan vechten Zwart een kleur is Een voordeel van op deze manier les krijgen

vind ik ….

Dat ik zelf dingen kan doen Dat je het in het echt ook ziet Dat de les eindelijk leuk is

Dat je zelf dingen kan doen, dus beter onthoudt Dat je zelf dingen mag doen

Dat je het zelf ook kan zien Het is actiever

Het is leuk

Niet goed overzicht Het is ontspannen

Dat je zelfstandig kunt werken Dat het anders is

Het is wel <?> Dat het leuk is

Dat we allemaal lekker ons gang kunnen gaan en dat we ons tempo zelf mogen bepalen en het is ontspannen

Het is amusant

Dat ik wel meer vrijheid heb Een nadeel van op deze manier les krijgen vind

ik …

Dat het rumoerig is

Sommige mensen worden druk Dat Mike geschorst wordt

Dat het door bepaalde mensen onrustig word Het is onrustig

Dat het snel onrustig wordt Er wordt gevochten

Dat iedereen druk is Niks

Niet Niks

Dat Mike weg is

Dat je elf moet nadenken Matten+beef

Dat Mike geschorst wordt

(26)

Te warm

Overige opmerkingen: Hele mooie les meneer

Perfecte les

Les 2:

Vraag Leerling antwoord

Ik heb deze les geleerd dat … Je kleuren op een andere manier kan zien Kleuren reflecteren en absorberen Er kleuren reflecteren en absorberen Iets met kleur

Kleuren zijn <?>

Kleuren geabsorbeerd worden Ik geen zin heb in vandaag Kleuren absorberen Kleuren raar zijn

Licht kan veranderen aan de hand van het voorwerp

Lichten kunnen worden geabsorbeerd en gereflecteerd

Dat bepaalde kleuren, kleuren absorberen en reflecteren

Ik eerst mijn theorie moet doorlezen Bepaalde kleuren kleuren absorberen en reflecteren

Kleuren reflecteren/absorberen Ik heb deze les geleerd hoe … Je kleuren bekijkt

De verschillende leuren kunnen absorberen of reflecteren

Ik kleuren moet zien Ik kleur kan zien Dat lampen Je kleuren ziet Ik me kan vervelen Lampen reflecteren

Ik kijk naar verschillende lampjes Je kan zien dat licht kan veranderen Rustig het is

Rustig het is zonder Mike Jansen Kleuren kunnen veranderen Kleuren kunnen veranderen

(27)

Sommige kleuren andere kleuren worden Sommige kleuren andere kleuren worden weet niet

Merel zelf haar toetsen maakt Nask leuk is

Zwart weerkaatst Wit een kleur is

Kleuren niet veranderen door licht Zwart rood absorbeert

Zwart rood absorbeert Britt volwassen is Zwart een kleur is Een voordeel van op deze manier les krijgen

vind ik ….

Dat je lekker bezig bent Je veel vrijheid heb voor jezelf Het is ietsjes leuker

Het is wel <?> leuker

Dat ik kan lopen Het is chill

Dat je zelfstandig kunt werken De les is ietsjes leuker

Het is leuker om te doen Dat je zelf dingen doen Wel leuk

Dat je zelf dingen kan doen Dat je zelf dingen mag doen Een nadeel van op deze manier les krijgen vind

ik …

Het is saai Je moet lopen

Dat Merel kan afkijken niks

Dat ik op moet staan chaotisch

Dat ik het niet snap Je bent snel klaar Dat je snel klaar bent

Les 3:

Ik heb deze les geleerd dat … Je schaduwen kunt veranderen Er zijn verschillen binnen schaduwen

(28)

Er schaduwen zijn Over licht

?

Er verschillende schaduwen zijn Je dubbel schaduw hebt

Ik licht kan maken Schaduw raar is

Er een kernschaduw bestaat Er verschillende schaduwen zijn Er meerdere schaduwen zijn Er half en kernschaduwen zijn

Er direct, diffuus en indirect licht bestaat Schaduw raar is

Licht bestaat uit lichtstralen Ik heb deze les geleerd hoe … Schaduwen in elkaar zitten

Ik schaduwen zie

Je het verschil kan herkennen tussen het schaduwen

Je moet tekenen ?

Je schaduwen moet herkennen Je ? moet

Shit in elkaar zet

Je schaduw moet tekenen Een kernschaduw ontstaat

Hoe je deze verschillende schaduwen noemt Ik meerdere schaduwen te zien

Ik schaduw teken Ik schaduw teken

Je een pen voor een lamp houdt

Ik heb geleerd dat het niet waar is dat … Schaduw tegenovergesteld werkt Er maar 1 schaduw is

School leuk is

Er maar 1 schaduw is Er zwart licht is Een voordeel van op deze manier les krijgen

vind ik ….

Dat je zelfstandig kan werken Je kan oefenen met samenwerken vrijheid

Niet zo veel

Dat ik kan praten met mijn klasgenoot De bel gaat snel

niets

Dat ik kan praten

(29)

Je kan zelf ontdekken Iets leuker

Je ontdekt zelf

Dat je zelf dingen mag doen Helemaal niks

Een nadeel van op deze manier les krijgen vind ik …

Druk

Veel onrust en lawaai Druk

Niet zo veel

Dat ik het soms niet snap Drukte

Dat ik het soms niet snap Dat ik nog minder snap Geen aantekeningen SO wordt moeilijk Rommelig

Geen aantekeningen krijg Helemaal niks

Les 4:

Ik heb deze les geleerd dat … Licht weerspiegeld in spiegels Er Li en Lt is

Licht weerspiegelt in speigels Ik lichtlijnen kan tekenen

Ik het lastig vind om hoeken te meten Licht weerkaatst

Licht mooi is

Hoek van in val en terugkaatsing Ik kan weerkaatsen

Ik heb deze les geleerd hoe … Je licht laat weerkaatsen Ik hoeken moet tekenen Licht hoeken heten Ik lichtlijnen kan tekenen Licht wordt weerkaatst Bepaalde lijnen weerkaatsen Je licht moet tekenen Je kan spiegelen

Ik de hoeken van i en te bereken Ik licht kan weerkaatsen

(30)

Ik heb geleerd dat het niet waar is dat … Licht niet weerkaatsbaar is ?

Licht er is

Hoeken altijd 90 graden zijn Een voordeel van op deze manier les krijgen

vind ik ….

Dat je het zelf kunt ontdekken Dat je eerst zelf onderzoek doet Kan zelf dingen uitzoeken Dat je kan samenwerken Dat ik snel klaar ben Minder te doen vrijheid

leuker

Dat je zelfstandig kunt werken Een nadeel van op deze manier les krijgen vind

ik …

Dat je geen aantekeningen krijgt Geen aantekeningen krijgen Dat het blad veeeeelste lastig is Het is saai

onrustig Te druk

Bijlage C (leerling

materiaal

, werbladen):

Deze werkbladen heb ik gedeeltelijk zelf gemaakt en gedeeltelijk gebaseerd op practica die worden voorgesteld in de gebruikte methode, Nova.

(31)

Werkblad licht les 1

1. Bij deze proef ga je onderzoeken of je kleuren kan splitsen en welke kleuren echt zijn.

a. Houd een blanco blaadje bij het raam. Welke kleur heeft het blaadje volgens

jou?

_______________________

b. Kijk door een groen, blauw en rood filter naar het blaadje. Welke kleuren zie

je nu?

______________________________________________________

c. Wat kan je dus zeggen over wit licht?

______________________________________________________

d. Is wit een echte kleur? Leg je antwoord uit.

______________________________________________________

e. Kijk nu door de filters naar een zwart blaadje. Welke kleuren zie je?

______________________________________________________

f.

Is zwart een echte kleur? Leg je antwoord uit.

______________________________________________________

2. Als een ‘kleur’ uit meerdere kleuren bestaat, noem je dat een spectrum. De kleur die

je ziet kan je dan splitsen in andere kleuren. Je gaat nu onderzoeken uit welke kleuren

lichtbronnen bestaan. Dit doe je voor een tl-lamp, gloeilamp, spaarlamp, kwiklamp,

ledlamp, halogeenlamp en een wit blaadje bij het raam. Via het blaadje kan je het

zonlicht bekijken. Kijk nooit direct in de zon. Vul de onderstaande tabel in.

Type lamp

Welke kleur zie je met je

ogen?

Welke kleuren zie je als je door

een tralie kijkt?

Tl-lamp

Gloeilamp

Spaarlamp

Kwiklamp

(32)

Ledlamp

Natriumlamp

Wit blaadje voor het

raam (zonlicht)

Werkblad licht les 2

1. Voorwerpen kunnen licht absorberen (opnemen) en reflecteren (weerkaatsen). Je

gaat nu onderzoeken welke voorwerpen welke kleuren absorberen en reflecteren.

a. Kijk onder een rode lamp naar een blauw voorwerp. Welke kleur zie je?

______________________________________________________

b. Wordt het rode licht door het voorwerp geabsorbeerd of gereflecteerd?

______________________________________________________

c. Kijk onder een rode lamp naar een geel voorwerp. Welke kleur zie je?

______________________________________________________

d. Wordt het rode licht door het voorwerp geabsorbeerd of gereflecteerd?

______________________________________________________

e. Kijk onder een rode lamp naar een rood voorwerp. Welke kleur zie je?

______________________________________________________

f.

Wordt het rode licht door het voorwerp geabsorbeerd of gereflecteerd?

______________________________________________________

g. Kijk onder een rode lamp naar een groen voorwerp. Welke kleur zie je?

______________________________________________________

h. Wordt het rode licht door het voorwerp geabsorbeerd of gereflecteerd?

______________________________________________________

i.

Welke kleur moet een voorwerp hebben om rood licht te reflecteren? En

welke kleur om rood licht te absorberen?

(33)

______________________________________________________

j.

Herhaal de vorige vragen met een groene lamp in plaats van een rode lamp.

Welke kleuren reflecteren het licht nu? En welke kleuren absorberen?

______________________________________________________

k. Herhaal de vorige vragen met een groene lamp in plaats van een rode lamp.

Welke kleuren reflecteren het licht nu? En welke kleuren absorberen?

______________________________________________________

l.

Waarom is dit zo?

______________________________________________________

m. Herhaal de vorige vragen met alle drie de lampen, maar met een wit

voorwerp. Welke kleuren worden nu gereflecteerd? En welke kleuren worden

geabsorbeerd?

______________________________________________________

n. Welke kleuren worden gereflecteerd bij een zwart voorwerp? En welke

geabsorbeerd?

___________________________________________________________

2. Je hebt geleerd dat sommige kleuren gesplitst kunnen in andere kleuren. Je gaat nu

onderzoeken wat er gebeurt als je kleuren gaat mengen.

a. Welke kleuren zie je op de draaischijf staan als hij stil staat?

___________________________________________________________

b. Welke kleur zie je als de draaischijf ronddraait?

___________________________________________________________

Werkblad licht les 3

Je gaat onderzoeken hoe een schaduw ontstaat en hoe je een donkere kernschaduw en een

lichtere halfschaduw kan laten ontstaan.

(34)

Met twee lampen boven een tafelblad krijg je andere schaduwen dan met één lamp. Vaak

kun je dan een donkere kernschaduw zien, tussen twee lichtere halfschaduwen.

1. Maak de opstelling na en houd het karton tussen de lampjes en het vel papier.

2. Beschrijf hoe je de schaduwen ziet veranderen:

a. Als je het karton omhoog beweegt.

_________________________________________________________

b. Als je het karton omlaag beweegt.

_________________________________________________________

3. Houd het kartonnetje zo dat je twee lichtere schaduwen naast elkaar ziet, die elkaar

niet overlappen. Dit noem je halfschaduwen. Draai nu het linker lampje los, zodat het

uit gaat. Welke halfschaduw verdwijnt nu? Hoe komt dat?

________________________________________________________________

4. Draai het linker lampje weer vast, zodat je opnieuw twee halfschaduwen ziet. Houd

het kartonnetje nu zo dat de twee halfschaduwen elkaar gaan overlappen. Hoe ziet

de kernschaduw er uit: het gebied waar de twee halfschaduwen over elkaar heen

vallen?

5. Maak een tekening op schaal van het zijaanzicht van je opstelling. Teken hierin ook

het karton en geef met punten op de grond aan waar de randen van de kernschaduw

en halfschaduw zich bevinden. Trek een lijn die een lichtstraal voorstelt van de

lampjes tot aan de punten. Wat valt je op?

Werkblad licht les 4

Met een spiegeltje kun je het licht van de zon weerkaatsen naar de muur. Je ziet dan op één

plek een lichtvlek verschijnen. Als je het spiegeltje beweegt, beweegt de lichtvlek mee. Je

gaat nu onderzoeken hoe je kan voorspellen waar de lichtvlek terecht komt. Je gaat hier een

natuurwet ontdekken.

1. Zet het lichtkastje met diafragma zo neer dat de lichtstraal die er uit komt over de lijn

in het plaatje hieronder valt.

2. Zet een spiegeltje op de donkere lijn.

3. Teken op het papier de lichtstraal die je ziet.

4. Meet de hoeken op en zet het er in de tekening bij.

(35)

5. Wat kan je zeggen over de hoeken?

__________________________________________________________

6. Teken op het papier een stippellijn die loodrecht op de spiegel staat vanaf het punt

waar het licht op de spiegel valt. Deze lijn noemen we de normaal.

7. De hoek tussen de normaal en het licht dat op de spiegel valt noemen we de hoek

van inval (

∠i)

. De hoek tussen de normaal en het licht dat van de spiegel af gaat

noemen we de hoek van terugkaatsing (

∠t)

.

Formuleer met wat je hebt gemeten een regel die waar we iets kunnen zeggen over

de hoek van inval en de hoek van terugkaatsing. Dit noemen we de spiegelwet.

________________________________________________________________

8. Teken nu aan de ander kant van de spiegel met een stippellijn de schijnbare lichtstraal

en de plek waar de lichtstraal vandaan lijkt te komen. Wat kan je zeggen over de

afstand tot de spiegel?

9. Zet één spiegeltje op één van de dikke lijnen in het figuur hieronder. Je gaat

onderzoeken waar je een tweede spiegeltje moet neer zetten zodat één lichtstraal

door de eerste stip gaat, alle spiegeltjes raakt en daarna door de tweede stip heen

gaat.

10. Teken met lijnen op het papier hoe de lichtstraal gaat en waar je de spiegel hebt

neergezet.

11. Teken de normaal van alle spiegels en meet alle hoeken op. Zet deze hoeken op je

blaadje.

(36)

12. Doe nu hetzelfde voor de tweede dikke lijn.

Bijlage D (meetinstrumenten)

Vragenlijst:

Deze vragenlijst gaat over je ervaring van het vak natuurkunde. De resultaten worden anoniem verwerkt, dus wees vooral zo eerlijk mogelijk. Deze vragenlijst bestaat uit 20 vragen die je kan beoordelen op een schaal van 1 tot 5. 1 = oneens, 2 = beetje mee oneens, 3 = beetje mee eens, 4 = mee eens.

(37)

Helemaal mee oneens 1 2 3 4 helemaal mee eens

1. Ik vind het leuk om opdrachten uit te voeren bij natuurkunde.

1

2

3

4 2. Ik leer veel tijdens de les.

1

2

3

4 3. Ik heb het gevoel dat ik er voor kies om opdrachten uit te voeren.

1

2

3

4 4. Ik heb er vertrouwen in dat ik opdrachten goed uitvoer.

1

2

3

4 5. Ik vind de dingen die we doen interessant.

1

2

3

4 6. Als ik de keus had zou ik het vak natuurkunde niet kiezen.

1

2

3

4 7. Ik denk dat ik opdrachten goed uitvoer in vergelijking met andere leerlingen.

1

2

3

4 9. Ik kan de makkelijkste vragen goed oplossen.

1

2

3

4 10. Ik vind de lessen erg leuk.

1

2

3

4 11. Ik heb niet veel keus in hoe ik opdrachten doe.

1

2

3

4 12. Ik ben tevreden met mijn prestaties.

1

2

3

4 13. Ik doe opdrachten omdat ik geen keus heb.

1

2

3

4 14. Ik vind de opdrachten erg saai.

1

2

3

4 15. Ik heb het gevoel dat ik doe wat ik wil doen als ik aan opdrachten werk.

1

2

3

4 16. Ik denk dat ik goede vaardigheden heb om opdrachten uit te voeren.

(38)

17. Ik vind de opdrachten erg interessant.

1

2

3

4 18. Ik denk dat ik in staat ben om de moeilijkste vragen op te lossen.

1

2

3

4 19. Ik heb het gevoel dat ik opdrachten doe omdat ik ze moet doen.

1

2

3

4 20. Ik vind de opdrachten erg vermakelijk.

1

2

3

4 Leerrapport:

Vul de volgende regels aan.

Ik heb deze les geleerd dat ….

Ik heb deze les geleerd hoe …

Ik heb geleerd dat het niet waar is dat …

Een voordeel van op deze manier les krijgen vind ik …

Een nadeel van op deze manier les krijgen vind ik …

Bijlage E: Vaardighedentoets

SO licht

Voor dit SO heb je 40 minuten. Naast het opgavenblaadje is er ook een uitwerkbijlage. Schrijf hier je naam op en lever deze in. Veel succes!

1. Wat is een spectrum?

(39)

a. Welke kleur(en) zie je als je door een blauw filter naar een zwarte stoel kijkt?

b. Welke kleur(en) zie je als je door een groen filter naar een natriumlamp kijkt?

c. Welke kleur(en) zie je als je door een geel filter naar een gloeilamp kijkt?

3. Een LED lamp wordt zo ingesteld dat het alleen groen en rood licht uitzendt. Deze lamp hang je op naast een rode muur.

a. Leg uit wat er gebeurt met het groene en rode licht.

De lamp wordt nu zo ingesteld dat er alleen blauw en groen licht wordt uitgezonden.

b. Leg uit welke kleur je nu op de muur ziet.

4. Simon heeft een draaischijf met meerder kleuren. Een wiel heeft afwisselend zwarte en witte vlakken, zoals hieronder. Hij laat deze draaischijf snel rond draaien.

a. Welke kleur zie je als je het wiel laat rondraaien?

Simon heeft ook nog een draaischijf met de kleuren rood, oranje, geel, groen, blauw en paars. Hij wil de kleur oranje krijgen als hij de schijf laat draaien.

b. Welke 3 kleuren moet hij weghalen om oranje te krijgen?

5. Gebruik voor deze vraag figuur 1 op de uitwerkbijlage. Twee lampen hangen boven een rechthoekige tafel die op de grond staat.

a. Teken in de figuur waar de schaduwen op de grond komen.

b. Hoe noem je de donkere schaduw in het midden?

c. Hoe noem je de lichtere schaduwen aan weerzijden?

Het linker lampje wordt uit gezet. Je kijkt nu naar de schaduwen op de grond.

d. Welk van de rechts aangegeven mogelijkheden geeft de juiste schaduw aan? Het lampje wordt weer aangezet. De lampen worden nu een stuk lager opgehangen.

(40)

6. In figuur 2 op de uitwerkbijlage staat een versimpelde doorsnede van een verrekijker. In deze verrekijker worden inkomende lichtstralen door reflecterende oppervlakten gereflecteerd naar het oogstuk. Teken in figuur 2 hoe de lichtstralen daar komen.

7. Als de maan in de schaduw van de aarde staat heb je te maken met een maansverduistering. Aan het begin en aan het einde van een maansverduistering lijkt het alsof er een ‘hap’ uit de maan is genomen.

a. Waarom lijkt dat zo?

Als er geen licht van de zon op de maan valt, dan heb je te maken met een volledige

maansverduistering. Als er minder licht op de maan valt dan normaal, dan heb je te maken met een gedeeltelijke maansverduistering. In figuur 3 op de uitwerkbijlage staat een schematische tekening van de zon, de aarde en mogelijke posities van de maan.

b. Geef op de uitwerkbijlage aan bij welke positie(s) er sprake is van een gedeeltelijke maansverduistering en op welke positie(s) een volledige maansverduistering.

8. Isaac Newton heeft in 1668 de eerste spiegeltelescoop bedacht. Een doorsnede hiervan staat in figuur 4 op de uitwerkbijlage. In deze telescoop komen lichtstralen van opzij de telescoop in en gaan dan via 2 spiegels naar het kijkgat aan de onderkant. In figuur 4 ontbreekt 1 spiegel.

Teken de lichtstalen en de ontbrekende spiegel zodat de lichtstralen de telescoop via het kijkgat verlaten.

9. Gebruik voor deze vraag figuur 5 op de uitwerkbijlage. Drie lichtstralen (rood, groen en blauw) vallen op een spiegel. Aan de andere kant van de spiegel zijn 4 punten getekend.

a. Geef aan welke kleur door punt B, welke kleur door punt C en welke kleur door punt D gaat. Om de lichtstralen door de punten A, B en C te laten gaan kan je de spiegel draaien.

(41)

Uitwerkbijlage

Naam:………..

Figuur 1:

(42)

Figuur 3:

(43)