Wat gaan we opleveren?

De collectie van leermateriaal voor Modeling Instruction(™) is ontwikkeld door Amerikaanse vo-docenten en experts sinds de vroege jaren ’90 en is nog steeds in ontwikkeling. In Modeling Instruction worden leerlingen geconfronteerd met een verschijnsel dat ze verkennen en nader onderzoeken via deels zelf bedachte experimenten. Ze proberen de verschijnselen te beschrijven met taal en diverse representaties zoals tabellen, grafieken, tekeningen/diagrammen, en formules. Uiteindelijk komen leerlingen met slimme sturing van de docent tot een model (model development: “modeling”) van het verschijnsel dat breder toepasbaar is en ze oefenen met dat model (model deployment) in het voorspellen van uitkomsten van experimenten en redeneren en rekenen in opgaven. Een voorbeeld van een model zijn alle fysische regels die het gedrag beschrijven van objecten met constante snelheid inclusief de formules. AMTA heeft de natuurkunde syllabus opgedeeld in modellen. In een link voegen we een voorbeeld toe van een leerlingactiviteit en een voorbeeld van een docentenhandleiding voor een reeks van activiteiten.

De methodiek is krachtig en inspirerend doordat het de leerlingen laat ervaren wat fysica bedrijven inhoudt en alle leerlingen bij begripsontwikkeling betrekt, doordat de docent niet meer de rol op zich neemt van bron van alle kennis, maar eerder die van een medeleerling met meer ervaring die daardoor slimme vragen kan stellen. Hierdoor wordt het onderwijs boeiender en veel meer een gezamenlijk product van leerlingen en docent. Uit onderzoek is gebleken dat deze aanpak effectief is voor zowel begripsvorming als toepassing in opgaven. Alle leerlingen zijn actief betrokken bij kennisconstructie. Whiteboards per groepje leerlingen spelen een belangrijke rol in het representeren en delen van de nieuwe kennis. Via de whiteboards ziet de docent tijdens de les de ontwikkeling van (groepjes) leerlingen en kan hij/zij daarop direct reageren (formative assessment). Zie ook het bijgevoegde NVOX artikel.

Sterke punten van het materiaal zijn o.a. het heen-en-weer denken tussen dagelijkse verschijnselen en begrippen/vaktaal/modellen (dit is de kern van natuurwetenschap), het leren denken in representaties (diagrammen, grafieken, modellen), het toetsen van hypothesen en voorspellingen in deels zelf bedachte experimenten (leren onderzoeken), het gebruik van de whiteboards en formatieve evaluatie en feedback (zie boven), en intensieve betrokkenheid van leerlingen in het proces van begripsvorming in een vak dat moeilijk is vanwege de vele misconcepties. In modeling lessen zijn leerlingen een groot deel van de les in groepjes in gesprek over natuurkunde en denken ze heen-en-weer tussen verschijnselen, begrippen en diverse representaties.

Het uitgangsmateriaal is verzameld op de website van de American Modeling Teachers Association (AMTA): en bestaat o.a. uit leerlingmateriaal, docenthandleidingen, en video’s uit de klas. Het materiaal is voor natuurkunde het verst ontwikkeld, maar er is ook materiaal voor scheikunde en biologie. Onze PLG docenten hadden dit jaar gratis toegang tot het Amerikaanse materiaal. Op basis van de ervaringen in het afgelopen schooljaar hebben de docenten in de PLG geconcludeerd dat deze didactiek zeer toepasbaar is voor de Nederlandse situatie. Het komende jaar wordt op systematische wijze Nederlands materiaal ontwikkeld.

Het bestuur van AMTA (American Modeling Teachers Association) heeft toestemming verleend voor aanpassing en publicatie onder creative commons voorwaarden van al het leerlingmateriaal. De toestemming geldt niet voor het docentenmateriaal dat alleen beschikbaar is voor AMTA leden (lidmaatschap $75,-/jaar). Maar in ons project ontwikkelen we zelf ook docent-ondersteunend materiaal dat wel gratis beschikbaar zal zijn, zoals een NL inleiding over Modeldidactiek (MD), over aanpassingen van MD didactiek en materiaal aan Nederlandse randvoorwaarden, en docentenhandleidingen bij nieuw materiaal (niet van AMTA) dat we ontwikkelen voor o.a. de onderwerpen kernfysica en radioactiviteit en elektriciteit. Het huidige AMTA materiaal voor deze specifieke onderwerpen past niet bij de NL syllabi. Dit in NL ontwikkelde docent-ondersteunend materiaal zal openbaar zijn. Voor Nederland ontwikkeld leerlingmateriaal dat geinspireerd is door AMTA leerlingmateriaal is vrij verspreidbaar onder CC-BY, het nieuwe leerlingmateriaal dat wij zelf ontwikkelen is dat ook (kernfysica, elektriciteit) evenals een te ontwikkelen Nederlandstalige docentengids voor Modeling didactiek met voorbeelden (o.a. video). De oorspronkelijke AMTA teaching guides zijn alleen beschikbaar via een AMTA lidmaatschap ($75/jaar), maar supplementaire docentinstructies voor aanpassing aan de Nederlandse situatie zijn dus wel vrij beschikbaar, evenals te ontwikkelen nascholingsmateriaal.

Voor enkele voorbeelden van materiaal, didactiek en toelichting zie NVOX #8 en NVOX #2 op Google Drive.