Ontwerpen van 3D lesmateriaal voor biologie Ecent conferentie 20 mei 2015 Dirk Jan Boerwinkel Freudenthal Instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen Faculty of Science Freudenthal Institute for Science and Mathematics Education

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 2

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 3

Elke leersituatie heeft meer dimensies Voorbeeld: Een les over cellen kan tevens een les zijn over hanteren van microscoop, het werken met modellen en over schaal en hoeveelheid. In andere lessen gaat het niet meer over cellen, maar mogelijk wel over het hanteren van instrumenten, het werken met modellen en schaal en hoeveelheid. Hoe verbinden we die leerervaringen? En welke zijn dat? 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 4

Overzicht workshop Achtergrond en inhoud van de Kennisbasis voorbeeld lesmateriaal zelf ontwikkelen lesmateriaal nabespreking 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 5

Kennisbasis - Aanleiding en doel Opdracht OCW Doel: Verbetering van de leeropbrengst in de onderbouw van het voortgezet onderwijs, met het oog op het onderwijs in de bovenbouw (vmbo en havo/vwo) Gaandeweg in de ontwikkeling nevendoelen: Samenwerking tussen betavakken Betekenisvol eindonderwijs voor velen Stimuleren van hogere orde denkactiviteiten 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 6

Keuze voor de Kennisbasis; doelen in drie dimensies Integratie van: 1.Karakteristieke werkwijzen 2.Vakinhoudelijke begrippen en relaties 3.Karakteristieke denkwijzen 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 7

1. Karakteristieke werkwijzen in de Kennisbasis Manier van werken van professionals die natuurwetenschappelijke kennis gebruiken. Inzicht hierin is nodig om te kunnen interpreteren hoe kennis tot stand komt. Gekozen is voor de volgende werkwijzen: De werkelijkheid onderzoeken. Modelgebruik en – ontwikkeling. Onderzoeken. Ontwerpen Omgaan met informatie. Informatievaardigheden. Redeneervaardigheden. Waarderen en oordelen. Reken- en wiskundige vaardigheden In de Kennisbasis worden de werkwijzen geformuleerd in de vorm van activiteiten die gekoppeld kunnen worden aan de vakinhouden. 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 8

3. Karakteristieke denkwijzen in de Kennisbasis Veel gebruikte denkwijzen in natuurwetenschappen en technologie Gekozen is voor de volgende denkwijzen Uit de NGSS: 1. patronen 2. oorzaak en gevolg 3. schaal, verhouding en hoeveelheid 4. systeem en systeemmodellen 5. behoud van energie en materie, transport en kringlopen 6. structuur en functie 7. stabiliteit en verandering aanvullend 8. duurzaamheid 9. risico’s en veiligheid In de Kennisbasis geformuleerd in de vorm van inzichten, die laten zien hoe specifieke vakinhouden beschouwd kunnen worden als voorbeeld van een groter idee. o89oFsaYL3kUWq&index=10 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 9

Structuur en functie als denkwijze 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 10 Vragen van vorm naar functie: waar dient dit voor? Vragen van functie naar vorm: hoe wordt deze functie vervuld? ken+als+een+ontwerper%3F/view.do

Vertaling naar het onderwijs 1; vorm naar functie 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 11

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 12

Vertaling naar het onderwijs 2; functie naar vorm 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 13

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 14

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 15

Een denkwijze is een gereedschap voor kennisverwerving en………… 1.Is een bepaalde manier van kijken naar een verschijnsel (Niet naar de oorzaak, maar naar de functie) 2.Bevat een set vragen die daarbij hoort (Waar dient het voor, hoe wordt deze functie vervuld?) 3.Bevat een set heuristieken die daarbij hoort (ken ik voorbeelden met eenzelfde vorm of eenzelfde functie? De ontwerpersbril) 4.Bevat een set kennis-elementen (in de biologie zijn functies vaak te herleiden tot de vier V’s) 5.Heeft een domein waarop het van toepassing is (structuren en processen/gedrag van levende organismen, ontworpen producten) 6.Is soms samen te vatten in een schema van kern-relaties (V-F model, ontwerpersbril) 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 16

Kennisbasis: structuur per vak en domein Korte introductie per vak Korte introductie per domein: Waar het om gaat Samenhang met andere onderdelen Integrale doelen integratie van inhouden, werkwijzen en denkwijzen contexten waarin kennis wordt gebruikt Drie dimensies afzonderlijk per domein werkwijzen vakinhouden denkwijzen 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 17

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 18

20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 19 Integrale doelen

Werkwijzen, vakinhouden en denkwijzen 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 20

Overzicht workshop 1. Achtergrond en inhoud van de Kennisbasis 2. voorbeeld lesmateriaal 3. zelf ontwikkelen lesmateriaal 4. nabespreking 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 21

Voorbeeld materialen NiveauInhoudDenk- wijze AspectAanpak vmboMedicijnen voor gedrag Oorzaak en gevolg Situatie heeft vaak meer dan 1 oorzaak Cartoons vmbo/ havo Recycling van mobieltjes Duurzaam- heid Recycling ‘kortsluiting’ tussen input en output Input-output schema vwoVoorlichting PKU Oorzaak en gevolg Tussen oorzaak en gevolg vaak veel stappen Oorzaak- gevolgketens 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 22

Overzicht workshop 1. Achtergrond en inhoud van de Kennisbasis 2. voorbeeld lesmateriaal 3. zelf ontwikkelen lesmateriaal 4. nabespreking 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 23

Stappenplan voor bewerking van een opdracht Keuzes Kies een opdracht uit BvJ onderbouw (of eigen onderwerp) Kies een denkwijze die bijdraagt aan een beter begrip van de inhoud Hulpmiddelen Denk na over een context waarin inhoud en denkwijze een rol spelen Lees wat in de Kennisbasis staat over de inhoud Lees wat in de Kennisbasis en de ‘hulpstukken’ staat over de denkwijze Ontwerpen Bedenk welk aspect van de denkwijze vooral naar voren komt Bedenk een leerlingactiviteit die de denkwijze illustreert Bedenk een vorm om de denkwijze expliciet te maken voor de leerling Bedenk hoe je de activiteit nabespreekt Presenteren Presenteer het ontwerp inclusief de wijze van nabespreking 20 mei 2015 ontwikkelen van 3D lesmateriaal biologie 24