Binnen het Rembrandt-College te Veenendaal worden er vanaf het eerste leerjaar (vmbo-T, havo en atheneum) lessen gegeven in natuur en scheikunde (nask).
Gedurende één les in de week worden de leerlingen geïntroduceerd in deze, voor hen, nieuwe wereld. Tijdens deze lessen raken de leerlingen vertrouwd met de beginselen van dit vakgebied, waarbij alle opgedane kennis uiteindelijk moet resulteren in het succesvol uitvoeren van een 'open onderzoek'.
Koos Anderson, Lieke Heimel Rembrandt-College, Veenendaal NVOX 4, april 2004
Open onderzoek in de brugklas
Collega's die enigszins huiverig tegenover deze term én tegenover de praktische haalbaarheid staan, willen we met een verslag van onze ervaringen enthousiast maken. Een klein open onderzoek is niet alleen leuk voor de leerlingen, maar ook voor de les- gevende. Daarnaast is het voor de leerlingen erg leerzaam omdat het onderzoek, mits gestructureerd begeleid én uitgevoerd, aan- zet tot oplossingsgericht nadenken en het onderzoek het zelf- standig werken in groepsverband bevordert.
Binnen het Rembrandt-College wordt gewerkt met een 'eigen methode', geschreven door de sectie nask. Onderdelen waarmee de leerling vertrouwd gemaakt worden zijn practica, meetinstrumen- ten, grootheden, eenheden, zuivere stoffen, mengsels, scheidings- methoden, dichtheden en grafieken, kortom de beginselen. In het laatste hoofdstuk wordt het begrip 'onderzoek' ingevoerd en uitge- legd waarom er deze uitgevoerd worden. Van daaruit wordt er over- gegaan op het daadwerkelijk uitvoeren van het onderzoek.
De leerlingen worden opgedeeld in groepjes van drie a vier leer- lingen. Het indelen van de groepjes wordt door de docent gedaan om heterogene groepen te verkrijgen waardoor de leerlingen moeten leren samenwerken. Deze groepjes gaan onderling over- leggen over welk onderwerp ze het liefst een onderzoek willen opzetten. Om onmogelijke voorstellen van de verschillende groe- pen te voorkomen, worden er drie verschillende problemen (con- texten) voorgelegd waarnaar onderzoek gedaan kan worden (zie voorbeeld l). Nadat de keuzes gemaakt zij n wordt er geëvalueerd of niet alle groepen hetzelfde onderwerp gekozen hebben (mate- riaalnood). Sommige groepen moeten een nieuwe keuze maken als dit wel het geval is.
Voorbeeld 1
Met behulp van de onderzoeksvraag gaan de groepjes onderling bedenken op welke manieren en met welke middelen er aan de onderzoeksvraag voldaan kan worden. Het door de leerlingen opgestelde onderzoeksplan wordt per groepje besproken en eventueel bijgesteld. Het is erg handig gebleken om de vrijheid van middelen ook enigszins in te perken, door alle middelen die de leerlingen kunnen gebruiken (of die er zijn), alvast klaar te zetten. Dit om te voorkomen dat erg enthousiaste leerlingen een hete vloeistof in 'de ruimte' willen laten afkoelen omdat het daar zo koud is, terwijl daar ook een koelkast voor beschikbaar is. Een ander prachtig voorbeeld was de jongen die kwam met de vraag: "Meneer, ik heb zo'n ding nodig wat je uittrekt, waarmee ik kan
1 Afkoelen van een hete vloeistof
Thea heeft een kopje thee ingeschonken en wil het nu opdrinken. De thee blijkt echter veel te heet om op te drinken. Ze wil er geen koud water in doen, want dan wordt de thee te slap. Ze zegt: "Ik moet gewoon wachten tot de thee is afgekoeld, het is onmogelijk om thee sneller te laten afkoelen zonder er koud water bij te doen".
Waarschijnlijk heeft Thea ongelijk. Er zijn vast wel manieren te bedenken om een hete vloeistof sneller te laten afkoelen.
Onderzoeksvraag:
Hoe kun je een hete vloeistof zo snel mogelijk laten afkoelen, zonder datje er een andere (koude) vloeistof doorheen mengt?
Opmerkingen:
Ga bij je onderzoek uit van heet water in plaats van thee.
2 De snelheid waarmee een slinger slingert.
Opa en oma hebben een zogenaamde Friese staartklok. Dit is een klok met een lange slinger eraan, die de hele tijd heen-en-weer slingert en er voor zorgt dat de klok 'loopt'. Op een dag blijkt de klok van opa en oma te snel te lopen. Oma weet dan datje ervoor moet zorgen dat de klepel wat langzamer gaat slingeren. De vraag is alleen: hoe kun je de snelheid waarmee een klepel slingert veranderen?
Onderzoeksvraag:
Op welke manieren kun je de snelheid waarmee een slinger slingert veranderen?
Opmerkingen:
De slinger van een Friese staartklok kun je nabootsen dooreen touwtje met een gewichtje eraan te hangen (bijvoorbeeld aan een statief). Om te meten hoe snel een slinger slingert, kun je het beste de tijd meten die de slinger erover doet om lx heen-en-weer te gaan.
Dit noemen we de slingertijd.
3 Het afremmen van een voertuig.
Pieter was bijna met zijn crossfiets in het water beland. Hij reed op zijn fiets een heuvel af, toen onderaan de heuvel opeens bleek dat zijn remmen het niet meer deden. Hobbelend over het gras remde de fiets van Pieter af, en kwam hij nog net voor het water tot stilstand.
Pieter vertelde het verhaal aan zijn vriend Nils, die zei dat het maar goed was dat er gras lag en geen asfalt, anders was Pieter nooit op tijd tot stilstand gekomen. Volgens Pieter had het met heel andere dingen te maken, dat hij geen nat pak haalde. Zo was het vast misgegaan als de heuvel hoger was geweest...
Onderzoeksvraag:
Waar hangt het vanaf, hoever een voertuig doorrijdt op een rechte weg na een heuvel?
Opmerkingen:
Als voertuig gebruiken we modelautootjes, die eventueel met gewichten verzwaard kunnen worden.
Als heuvel gebruiken we een lange plank.
meten...eh ...hoelang iets is?" (de leerling bedoelde een rol- maat). Ze weten dat er iets is wat kan helpen bij het vinden van een oplossing, maar weten eigenlijk niet welk instrument ze daar- voor nodig hebben of hoe dat instrument heet.
Het kiezen van de onafhankelijke en de afhankelijke variabele die leiden naar het antwoord op de onderzoeksvraag neemt een kleine twee lessen in beslag. Tijdens deze twee lessen fungeert de docent als begeleider, waarbij deze tips geeft, de voorstellen van de leerlingen evalueert en uiteraard de leerlingen stimuleert in het zoeken naar mogelijke variabelen. Waarna in de daaropvol- gende les begonnen wordt met het uitvoeren van het experiment.
Groepen die niet tijdig de eerste fase van het onderzoek af kunnen ronden of waar niets bruikbaars uitkomt, krijgen een kant-en- klaar onderzoeksplan. Deze groep kan dus wel de experi- menteerfase daarvan doorlopen. Alle gegevens wordt verzameld in een tabel waarna er begonnen kan worden met de verwerking van de resultaten, die in een verslag worden opgenomen. In dit verslag staan als belangrijkste punten het doel van de proef, benodigdheden, waarnemingen en resultaten en de conclusie.
Het verslag wordt beoordeeld op de inhoud volgens een vast- staand beoordelingsschema (zie voorbeeld 2).
Om de leerlingen een vorm van verantwoordelijkheid naar elkaar toe te geven wordt het proces bijgehouden door de leerlingen in de vorm van een logboek. Met behulp van dit logboek kan dan nagegaan worden wie wat heeft gedaan. Er zitten helaas altijd wel een paar leerlingen bij die er de kantjes vanaf lopen. Het geheel wordt uiteindelijk samengevat in een evaluatie van de samenwerking die de leerlingen, zonder overleg met hun groeps- genoten, moeten opschrijven (zie voorbeeld 3). Daarna bekijken de leerlingen de evaluatie van elkaar en kan daar een reactie op gegeven worden.
Kennismaking met open onderzoek wordt door de leerlingen als leuk ervaren. De randvoorwaarden zoals gegeven in de voor- beelden maken het mogelijk het proces op een ontspannen wijze te begeleiden.
Voorbeeld 2
Beoordeling verslag
Naam:……….. ………. Klas:………… Datum:………
Criterium Punten
max. Punten Toelichting
Basis 1 1 Minimumcijfer
Verzorging 1/2
Indeling 1 Titel, doel, methode, waarnemingen en
resultaten, conclusie
Titel 1/2 Kort, geen vraag
Doel 2 Kort, correct
Methode 1 Opstelling, proef uitvoerbaar, volledige
theorie met formules, geen waarnemingen Waarnemingen
en resultaten 2 Alle metingen, overzichtelijk verwerkt, juiste
opmaak tabellen/grafieken, berekening correct
Conclusie 2 kort en relevant, bespreking
Totaal 10 Eindcijfer
Voorbeeld 3
Evaluatie samenwerking Naam:……….
Ieder groepslid vult zonder met anderen te overleggen het volgende schema in. Zet boven in de kolommen de namen van alle groepsleden. Vul daarna in ieder vakje in of de bijdrage van dit groepslid onvoldoende (o), voldoende (v) of goed (g) was. Let op: je moet dus ook je eigen bijdrage aan de samenwerking beoordelen!
Als je een g of een o ergens neerzet, moet je in dat hokje ook een (korte) uitleg geven, waarom je dat vind.
Samenwerken
bestaat uit: Ik vind dat de volgende groepsleden doet goed / voldoende /onvoldoende deden:
Naam 1: Naam 2: Naam 3: Naam 4:
Je aan de afspraken houden Je werk op tijd afhebben Groepsleden helpen Hulpvragen aan groepsleden Naar elkaar luisteren
Actief deelnemen Initiatief nemen
De anderen vinden van mijn manier van samenwerken het volgende:
Daar ben het niet / wel mee eens want:
Citaten uit verslagen:
• Bij onderzoeksvoorstel: de slinger verlengen en het gewicht verzwaren. Bijbehorende conclusie: het maakt niet uit hoeveel gewicht je eraan hangt, maar de lengte van de slinger wel.
• Wij zijn tot de conclusie gekomen dat laten staan en blazen de vloeistof het snelst afkoelt.
• Doordat auto 1 iets zwaarder is (4 gram) dan auto 2 presteert hij ook iets beter op de tegels. Op het zeil remt auto 1 meer.
Met dank aan Berenice Michels, Hans Venhoeven en Bas Schrijver.
