Onderdeel van het examenprogramma van natuurkunde, voor HAVO en VWO, is domein A, ‘Vaardigheden’. Alhoewel veel van de genoemde vaardigheden betrekking hebben op het uitvoeren en uitwerken van experimenten worden leerlingen ook tijdens examens flink op deze vaardigheden getoetst.
Om de leerlingen te laten groeien naar het benodigde examenniveau is een leerlijn opgezet, bestaande uit 8 à 10 practica voor VWO leerlingen en 5 à 8 practica bij de HAVO. Deze leerlijn is ontworpen met de volgende doelstellingen voor ogen:
- Vaardigheden uit domein A moeten actief versterkt worden. Dit gebeurt door de vaardigheden direct aan te spreken binnen gerichte practicum-opdrachten. Veel van de vaardigheden komen ook meerdere keren terug in de leerlijn.
- De relevantie van de practica moet verhoogd worden, voor zowel de leerling als de docent. De vaardigheden die nodig zijn om een practicum goed uit te werken zijn dezelfde als die in toetsen en eindexamens beheerst moeten worden.
- De practica lopen synchroon met de leerstof. Tijdens het uitwerken van het practicum bereiden de leerlingen zich zo al actief voor op de volgende toets.
- Er moet sprake zijn van een sterke, gerichte feedback, zonder dat dat tot een te zware belasting leidt voor de docent. De docent moet transparant kunnen beoordelen en leerlingen moeten de kans krijgen om te leren van gemaakte fouten.
- De leerlijn wordt aangeboden als een serie zelfstandig uit te voeren practica, buiten de reguliere lessen om, voor groepjes van (meestal) twee leerlingen. Zo vormen de activiteiten binnen deze leerlijn geen extra belasting voor het reguliere lesprogramma. Ook wordt op deze manier een actievere leerhouding van de leerlingen gestimuleerd (dit vloeit weer voort uit de onderwijsvisie van de school).
Elk practicumhandleiding van de leerlijn kent een standaard opbouw:
- de inleidende opgave
Voor aanvang van het practicum laten de leerlingen hun uitwerking zien van de inleidende opgave. Zo weet de begeleidende TOA of docent dat het desbetreffende groepje voorbereid aan het practicum begint.
- de leerdoelen
Bij elke afzonderlijk practicum worden de, voor dit practicum relevante, vaardigheden van domein A expliciet vermeld. Met behulp van een serie YouTube filmpjes kunnen leerlingen hun kennis over deze specifieke vaardigheden opfrissen of vergroten. Het is zo zelfs mogelijk voor de leerling om zich deze vaardigheden geheel zelfstandig eigen te maken.
- de meetopstelling en meetmethode
De practicumhandleiding is zó geschreven dat leerlingen er zelfstandig mee uit de voeten kunnen. Begeleiding van een TOA (of liever nog: een instructeur) of docent op de achtergrond blijft natuurlijk nodig.
- uitwerken van de metingen en analyse
Bij de uitwerking van de resultaten wordt helder gecommuniceerd wat er van de leerlingen verwacht wordt. In elk practicum worden ook een aantal (6 á 8) specifieke vragen gesteld. Via deze vragen worden de leerlingen door het proces van uitwerken en analysen van de meetresultaten geleid.
Veel van de vragen lijken ook sterk op vragen die in een toets (of examen) gesteld zouden kunnen worden. De vragen passen altijd in de lijn van het practicum dat is uitgevoerd. Een aantal voorbeelden, uit verschillende practica:
- Inleveren
Leerlingen leveren standaard een meetrapport in, en geen volledig verslag. Dit is een bewuste keuze. De practica zelf zijn gestandaardiseerd (‘iedereen doet hetzelfde’). Veel van de onderdelen van een wetenschappelijk verslag (denk aan onderzoeksvraag, opstelling etc.) hebben daardoor in de regel een laag discriminerend vermogen. In het meetrapport wordt de focus gelegd op de hogere denkvaardigheden (wiskundige vaardigheden, analyse, interpretatie).
In relevante situaties kan, via een vraag, altijd nog worden ingegaan in één of meerdere onderdelen van het natuurwetenschappelijke onderzoek. Zie de voorbeeldvraag hierboven.
Er wordt helder gecommuniceerd wat er in het meetrapport moet staan, waar het meetrapport (digitaal) ingeleverd moet worden en wat de deadline is.
- Beoordeling en feedback
Per practicum zijn er twee beoordelingsmodellen. Eén die voor aanvang al bekend is bij de leerlingen:
En een meer gedetailleerde, voor de docent:
Dit tweede model krijgt de leerling ingevuld terug, als feedback. Doordat alles digitaal verloopt (G Suite, of een andere digitale omgeving) blijven zowel uitwerking als beoordeling gedurende het doorlopen van de gehele leerlijn beschikbaar voor docent én leerling. De leerling is daarnaast ook in staat om zeer gericht feedback te vragen op de gemaakte fouten. De feedback bij de afzonderlijke vragen is bewust alleen kwantitatief gehouden. Dit ‘dwingt’ de leerlingen om actief actie te ondernemen en vragen te stellen. De transparantie in beoordeling leidt tot weinig discussie achteraf over de behaalde cijfers.
Sommige onderdelen en vaardigheden komen verschillende malen terug gedurende de leerlijn. Ook worden er, in gradaties, strengere eisen gesteld aan bijvoorbeeld de kwaliteit van de tabellen en grafieken (met andere woorden: de wegingen, en beschrijvingen in het gedetailleerde correctiemodel, veranderen per opdracht)
- Heb je alleen deze doorlopende leerlijn nodig in de bovenbouw?
De leerlijn ‘Algemene vaardigheden’ is opgezet met als primair doel om de leerlingen op niveau te krijgen, daar waar het de vaardigheden uit domein A van de examensyllabus betreft. Om dit te bereiken zijn bewuste keuzes gemaakt waar het de vorm van de practica betreft. De leerlijn dekt daardoor niet 100% alle praktische vaardigheden die bij natuurkunde in de bovenbouw aan bod dienen te komen. Zo blijft het onderdeel I3 ‘Ontwerp’ van de syllabus onderbelicht.
Daarnaast zijn de aangeboden practica vooral begripspractica. Het is aan te raden om, naast de practica in de leerlijn, ook practica tijdens de lessen te blijven doen. Dat kunnen dan ook apparatenpractica zijn. Het invoeren van apparatenpractica binnen deze zelfstandige leerlijn kán wel, maar zal impliciet leiden tot een zwaardere belasting voor de aanwezige begeleiding.
De leerlingen krijgen, naast deze bovenbouw-leerlijn en practica tijdens de reguliere lessen, ook andere praktische activiteiten aangeboden. Dit kan zijn in de vorm van een ontwerp-project (bekijk bijvoorbeeld mijn artikel over het pi-project) of in de vorm van een individueel praktisch schoolonderzoek. Het profielwerkstuk kan natuurlijk ook een mooie afronding, een meesterproef qua vaardigheden, vormen van deze leerlijn.
