In het project Modeldidactiek is een schooloverstijgend team natuurkunde docenten bezig om lesmateriaal te ontwikkelen op basis van Modeling Instruction(TM), een docent-gestuurde didactiek voor onderzoekend leren. In dit project is op 18 en 19 november een 2-daagse cursus georganiseerd.
26 natuurkundedocenten uit het hele land kwamen in Hilversum samen om zich onder leiding van Mark Lattery te verdiepen in Modeldidactiek. Deze training was vooral gericht op de manier waarop je als docent het werken met de whiteboard groepen begeleidt. De deelnemers hebben activiteiten ervaren in de rol van leerling en de didactische aanpak is besproken. Zowel voor docenten met ruime ervaring in Modeldidactiek als nieuwelingen waren het twee intensieve en leerzame dagen, tot zelfs na het geplande eindtijdstip!
In de periode januari – april volgt nog een online asynchrone verdiepingscursus, met veel zelfstudie en het uitvoeren van opdrachten in je lessen.
Voor Mark staat centraal dat leerlingen moeten leren om wetenschap zelf te dóen. Dit is niet alleen effectief om ze handig te maken in het toepassen van bètakennis (en dus ook toetsen goed te maken), maar is ook belangrijk in het overtuigen van leerlingen dat deze kennis op een goede manier tot stand is gekomen, en dus ook wáár is. En ook is het doel om een basis te leggen waardoor je leerlingen in hun latere leven aan de slag kunnen en willen gaan met bètaonderwerpen, dat is goed voor henzelf én voor de maatschappij.
De aanpak werd gedemonstreerd aan de hand van experimenten die in groepjes worden geanalyseerd op whiteboards. De aftrap was het gedachte experiment over een touw dat precies om de evenaar van de Aarde past. Hoe ver zou het touwtje boven de grond hangen als je het touwtje 15 voet (ja, inderdaad, voet) langer zou maken? Andere uitgevoerde experimenten: een bal die van een helling rolt, breking van licht, bewegend wagentje, en lenzen.
Een kernboodschap van de cursus was dat leerlingen niet genoeg hebben aan een datamodel, zoals een grafiek of een formule. Ze hebben ook een beeld nodig om na te kunnen denken over een fenomeen: een zogenaamd fysiek model. Fysiek wil hier zeggen: tastbaar. Je moet het kunnen zien, aanraken en manipuleren. Je zoekt dus iets dat vergelijkbare eigenschappen heeft als het fenomeen dat je wil bestuderen. Bij lichtbreking bleek een strandwacht die zo snel mogelijk naar een drenkeling wil komen, maar sneller door het zand kan rennen dan door water, een prima fysiek model te zijn. Voor een vrije val bleek de beweging van een fancart (een karretje met een kleine ventilator) deze rol te kunnen vervullen. Het fysieke model kan leerlingen helpen om te komen tot een conceptueel model: een synthese van wat je leert van de data (het datamodel) en de analogie (het fysieke model).
De cursus heeft daarmee bij de deelnemers ook een slinger gegeven aan het inzicht in modellen. Over de samenhang tussen mentale en empirische modellen, over het gebruik van fysieke modellen en hoe we daarmee de wereld om ons heen analyseren en voorspellen.
Kenmerken van de aanpak:
- Trust: Vertrouwen
- Laagdrempelig
- Denktijd
- Samenwerking met leeftijdsgenoten
- Meerdere manieren om bij te dragen
- Vrijheid om te ontdekken
- Ruimte voor fouten
- Constante aanmoediging
- Trust: (bouw aan zelfvertrouwen, houd het positief, het komt goed)
Diverse technieken voor het werken met groepen met whiteboards zijn gedemonstreerd en besproken.
Het boek Deep Learning in Introductory Physics van Mark Lattery gaat in detail in op de onderwerpen uit de cursus.
Al met al waren het een zeer inspirerende en inzichtgevende dagen, over een aanpak die al snel toepasbaar is in de eigen lessen.
Het project Modeldidactiek is gestart op initatief van Onne Slooten, docent natuurkunde aan het Amsterdams Lyceum. Penvoerder is de NVON, in samenwerking met het vo-ho netwerk Bètapartners en Modeling Teachers International, met begeleiding door Mark Lattery. Het project wordt vanaf 2023 gesubsidieerd door Impuls Open Leermateriaal. Het materiaal is open beschikbaar op Wikiwijs.
Referenties
- Lattery, M. & Schmitt, J. (2004). Facilitating discourse in the physics classroom: Compilation of quotes from experienced modelers. Arizona State University Modeling Legacy Site.
- Lattery, M. J. (2016). Deep learning in introductory physics: Exploratory studies of model-based reasoning. Information Age Publishing.
- Wenning, C. & Holbrock, T. (2006). Engaging students in conducting Socratic dialogues: Suggestions for science teachers. Journal of Physics Teacher Education.
- Wells, Hestenes, & Swackhamer (1995). A modeling method for high school physics instruction. American Journal of Physics.
