Ed van den Berg AMSTEL UvA

Presentatie over: "Ed van den Berg AMSTEL UvA"— Transcript van de presentatie:

1 Ed van den Berg AMSTEL UvA e.vandenberg@uva.nl
Begrip is wat overblijft wanneer de feiten zijn vergeten Resultaat van 30 jaar onderzoek naar leren en begrip Ed van den Berg AMSTEL UvA

2 Poincaré Natuurwetenschap is gebouwd met feiten, net zoals een huis gebouwd is met stenen. Maar een collectie van feiten is net zo min natuurwetenschap als een stapel stenen een huis is.

3 De kracht van begrippen : Vallend ei voorbeeld
Trial and error of basisbegrippen? Remweg  (½ mv2) = F. s Of remtijd:  (mv) = F. t Spreiding van kracht

4 Verbreding Veiligheidsgordel Kreukelzone Helm Basketbal Voetbal Boksen

5 Private Universe Harvard studenten tijdens diploma uitreiking
Geinterviewed over de oorzaak van seizoenen Zoek op internet The Private Universe

6 Voorbeelden

7 Ordenen van kleinst naar grootst
b) c) d) e) f) g) h) Welke opgaven zijn het moeilijkst en waarom?

8 Ordering Decimals Correctly
Percentage Correct De Opgaven de de a) b) c) d) e) f) g) h)

9 Decimal Point Ignored (DPI)
62.2% 41.6 61.9 68.9% 63.1 74.1 4de klas 2de klas Kleinste -Grootste Internationaal: TIMMS 24% 6 mogelijke volgorden, maar een is dominant Systematische fout!

10

11 Stuiterende bal Kracht versus impuls Impetus idee ook bekend van
Aristoteles

12 Essentie van Lens Elk punt van lens ontvangt lichtstralen van elk punt van het voorwerp Uiteindelijk komen alle lichtstralen weer in een punt: beeldpunt PhET applet

13 Erfelijkheid

14 Lijstje Constante snelheid vereist constante netto kracht (ΣF = mv ipv ΣF = ma) Constante spanningsbron wordt gezien als bron die constante stroom geeft Stroom consumptie Ogen werken als radar (ook Euclides) Lichtsnelheid afhankelijk van kleur en hindernissen Golfsnelheid afhankelijk van frequentie

15 Misconcepties/preconcepties
“Alternatieve” conceptuele voorstellingen met consistentie over situaties In alle gebieden van de schoolnatuurkunde Wereldwijd: onafhankelijk van taal, cultuur Soms ook in geschiedenis terug te vinden

16 Voorbeelden van werken aan misconcepties

17 POE van elektrische stroom
lamp + I1 battery Consumptie model - I1 > I2 I2

18 Noodzaak voor model

19 Stroomkring animaties Duynstee Let op, gemaakt voor positieve ladingen
ipv elektronen Apparaat

20

21

22

23 Chinn & Brewer 1993 Wat doen wetenschappers en kinderen met afwijkende gegevens? Metingen over doen Negeren Wegmoffelen Als apart geval wegzetten Theorie aanpassen

24 Lokaal of Sequentieel denken
Begin: I1 > I2 36% I1 < I % I1 = I % Na verkleining R I1 verandert niet 64% I1 wordt groter 28% I1 wordt kleiner 8%

25 Concept cartoons Redeneren met bewijsmateriaal

26 Benaderingen Confrontatie, vervangen van misconcepties….”bekering”
Predict-observe-explain, etc. Ondersteun met visualisatie, analogie, model Uitgaan van voorkennis en preconcepties en uitgekiende leerstrategie opzetten: “evolutie” Metacognitie…..bewust leren

27 Conceptuele ontwikkeling
Voorkennis inclusief preconcepties is vertrekpunt Nieuwe informatie wordt door voorkennis geinterpreteerd, dus vaak misinterpretatie Vervangen van misconcepties blijkt niet goed te werken Conceptuele ontwikkeling vereist andere manier van leren Ontwikkeling volgen!

28 Onderwijzen en Leren INTERACTIE Leren is constructie, NIET kopiëren
Constructie gaat vaak fout Continu monitoren is essentieel INTERACTIE

29 Diagnostische Toetsing
Toetsing/meting TIJDENS het leerproces om leren en onderwijzen bij te sturen Grote leereffecten indien op de juiste manier gebruikt Moet niet-evaluatief (geen cijfer) Moet zinvol zijn voor leerling Moet snel zijn, dus gedurende het leren

30 Diagnose en feedback zijn essentieel voor leren en onderwijzen Hoe kan dit worden gedaan zonder nakijkwerk? Snelle feedback methoden!

31 Hoe kun je begripsconstructie volgen in echte klassen?

32 Volg begripsvorming in de klas: grafieken maken
In het gegeven coördinatensysteem, schets de grafieken van: 1. f1(x) = x 2. f2(x) = 2 x 3. f3(x) = ½ x 4. f4(x) = ½ x -2 5. f5(x) = -x f(x) x

33 De grafieken f2(x) = 2x f1(x) = x f(x) f3(x) = ½ x x

34 Eerste interventie f(x) x

35 Werkwijze Zorg eerst dat iedereen aan het werk is
Ga rond en zie grafieken in een minuut Interview één of twee leerlingen over hun grafieken Desnoods even uitleg voor die twee Plenaire follow-up en volgende taak

36 Voorbeeld: Krachtendiagrammen

37 Voorbeeld: Krachtendiagrammen
Fearth on rock F string 1 on rock F string 2 on rock 1 2

38 Afspraken Veranker krachten in het object waar ze op werken
Label bv. Ftafel op boek (normaal kracht) Maak verschil tussen krachten, componenten, en resultanten door verschillende pijlen. Evenzo voor v, a, p

39 Teken en label de krachten

40 Correcte en “alternatieve” resultaten
Populaire fout

41 Zwart: leerling Rood: docentcorrectie Leerlingvoorbeeld

42 Teken en label de krachten
Val met constante (terminale) snelheid Constante snelheid

43 Teken en label de krachten

44 Arafat en Rabin 1. Teken en label de krachten op Arafat
2. Teken en label de krachten op Rabin

45 Snelle feedback in stappen met verbetering
Onderzoek Katrina Emmett in Utrecht, zie artikel in Physics Education

46 Snelle feedback zonder stappen
Onderzoek Katrina Emmett in Utrecht, zie artikel in Physics Education Snelle feedback zonder stappen

47 Voorbeeld : Kort antwoord of Meerkeuze (leerlingtaal)
Wanneer water kookt, dan zijn er grote bellen in het water. Waar bestaan die bellen uit? A. lucht B. stoom C. warmte D. zuurstof en waterstof

48

49 VS Intellectual Engagement
Grote natuurkunde klassen 1ste jaars studenten, niveau bovenbouw havo/vwo Intellectual engagement Predict-observe-explain demo’s Peer teaching (Mazur) Begripsvragen Tutorials

50 Peer teaching Klassen van 200 – 300 studenten
Voorbereiding met 2 inhoudsvragen en waar heb je moeite mee? Korte mini-lectures Meerkeuzevragen met stemkastjes Onderlinge discussie (peer discussion)

51 Wat heeft onderzoek opgeleverd?
Methoden om begrip te meten Vuilnisbakken vol remediatie modules en onderzoek Beter begrip van natuurkunde (docent, onderzoeker, maar leerling ook??) Aandacht voor begrip in veel leerboeken Metacognitieve strategieen (in gebruik?) Een volle trukendoos: concept cartoons, POE demos, werkbladen, toetsvragen, peer teaching Verschuiving in examens

52 “Mr. Osborne, may I be excused? My brain is full.”