Les 1: Inleiding in probleemgestuurd leren en groepswerk

Lesdoelen

• • Inhoudelijke doelen:
    • Leerlingen begrijpen de basisprincipes van elektromagnetische straling.
    • Leerlingen leren over toepassingen en veiligheidsaspecten van verschillende soorten straling.
  • Didactische doelen:
    • Leerlingen maken kennis met probleemgestuurd leren en werken effectief samen in kleine groepen.
    • Leerlingen oefenen met reflectie op hun leerproces en samenwerken aan natuurkundige problemen.

Lesopbouw

Lesactiviteiten in Detail

1. Introductie van de lesdoelen en probleemstelling (5 minuten)

• • Doel: Leerlingen maken kennis met de lesdoelen en het gekozen probleem.
  • Instructies voor de docent:
    • Begin met het uitleggen van de doelen van de les: kennismaking met elektromagnetische straling en het probleemgestuurd leren.
    • Introduceer de probleemstelling die elk groepje gaat onderzoeken (zie de lijst met problemen hieronder).
  • Voorbeeld van een probleemstelling:
    • “Stel, jullie zijn een team dat voor een mobiele telefoonprovider moet bepalen welke soorten elektromagnetische straling het meest geschikt zijn voor het verzenden van data over lange afstanden. Onderzoek welke straling geschikt is en of deze veilig is voor mensen.”

2. Groepsindeling en rolverdeling (5 minuten)

• • Doel: Leerlingen leren effectief samen te werken door duidelijke rolverdeling.
  • Instructies voor de docent:
    • Verdeel de leerlingen in groepen van drie.
    • Wijs elke leerling in de groep een specifieke rol toe:
      • Notulist: Maakt aantekeningen van belangrijke discussies en beslissingen binnen de groep.
      • Tijdsbewaker: Houdt de tijd in de gaten en zorgt ervoor dat de groep op schema blijft.
      • Presentator: Bereidt de presentatie van de oplossing voor en presenteert deze aan de klas.
    • Uitleg aan de leerlingen: Bespreek kort de rollen en het belang van ieders bijdrage voor het groepswerk.

3. Groepswerk en probleemoplossing (15 minuten)

• • Doel: Leerlingen werken zelfstandig aan het oplossen van het probleem.
  • Instructies voor de docent:
    • Geef elk groepje een probleemstelling (zie de lijst met problemen hieronder).
    • Moedig leerlingen aan om de informatie zelfstandig te analyseren en samen naar een oplossing te werken.
    • Bied ondersteuning door gerichte vragen te stellen en richting te geven zonder directe antwoorden te geven, zoals:
      • “Wat zijn de eigenschappen van deze straling die belangrijk zijn voor het doel?”
      • “Is er een veiligheidsrisico bij het gebruik van deze straling?”
    • Begeleidingstips: Loop rond en observeer hoe elk groepje werkt. Geef aanwijzingen waar nodig zonder het probleem op te lossen.

4. Presentatie van oplossingen en feedback (15 minuten)

• • Doel: Leerlingen oefenen met het presenteren van hun oplossing en ontvangen feedback.
  • Instructies voor de docent:
    • Laat elk groepje de oplossing kort presenteren aan de klas.
    • Geef en ontvang feedback op de gepresenteerde oplossing.
    • Stimuleer constructieve feedback door vragen te stellen als:
      • “Hoe hebben jullie de veiligheid van de straling gewaarborgd?”
      • “Welke alternatieven hebben jullie overwogen?”

5. Reflectie (5 minuten)

• • Doel: Leerlingen reflecteren op hun bijdrage aan het groepswerk en het leerproces.
  • Instructies voor de docent:
    • Laat elke leerling een korte reflectie schrijven of bespreken, bijvoorbeeld:
      • “Wat heb ik geleerd over elektromagnetische straling?”
      • “Hoe heb ik bijgedragen aan het oplossen van het probleem?”
      • “Wat zou ik de volgende keer anders doen?”
    • Doel van de reflectie: Leerlingen worden zich bewust van hun eigen leerproces en de waarde van samenwerking.

Probleemstellingen voor de Groepen

Probleem 1: Mobiele Dataoverdracht

• Context: Jullie zijn een team voor een mobiele telefoonprovider en moeten de beste soorten elektromagnetische straling kiezen voor dataoverdracht.
• Opdracht: Onderzoek welke straling het beste werkt voor mobiele dataoverdracht over lange afstanden en of deze veilig is voor de gezondheid.

Probleem 2: Ziekenhuistoepassingen

• Context: Jullie werken voor een ziekenhuis dat een nieuwe scanmachine wil aanschaffen.
• Opdracht: Onderzoek welke soorten elektromagnetische straling gebruikt kunnen worden voor medische scans, zoals MRI en röntgenfoto’s, en welke veiligheidsmaatregelen nodig zijn.

Probleem 3: Wi-Fi en Bluetooth

• Context: Jullie zijn ingenieurs die een nieuw systeem voor draadloze communicatie willen ontwikkelen.
• Opdracht: Onderzoek de eigenschappen van Wi-Fi en Bluetooth (die gebruikmaken van elektromagnetische straling) en bepaal welke het beste werkt voor korte en lange afstanden. Bespreek de voor- en nadelen van beide technologieën.

Probleem 4: Satellietcommunicatie

• Context: Jullie werken voor een ruimteorganisatie die satellieten inzet voor communicatie.
• Opdracht: Onderzoek welke soorten elektromagnetische straling geschikt zijn voor communicatie tussen satellieten en de aarde. Denk na over factoren zoals afstand, snelheid, en de invloed van atmosferische storingen.

Probleem 5: Zonnebrand en UV-straling

• Context: Jullie werken voor een cosmeticabedrijf dat een nieuwe zonnebrandcrème wil ontwikkelen.
• Opdracht: Onderzoek hoe UV-straling de huid beïnvloedt en waarom bescherming nodig is. Geef advies over de eigenschappen die een effectieve zonnebrandcrème moet hebben.

Probleem 6: Veiligheid bij Röntgenstraling

• Context: Een tandartsenpraktijk overweegt om röntgenfoto’s te maken van hun patiënten.
• Opdracht: Onderzoek welke veiligheidsvoorschriften gevolgd moeten worden bij het gebruik van röntgenstraling en leg uit waarom deze voorschriften belangrijk zijn voor zowel de patiënt als het personeel.

Benodigdheden

• • Werkbladen met probleemstellingen
  • Whiteboard of smartboard voor het noteren van kernpunten
  • Reflectieformulieren of notitieboekjes

• • Observeer het groepswerk en hoe de leerlingen samenwerken.