Leerarrangementen HAVO-4

Inleiding

Een leerarrangement is een leersysteem, waarbinnen de leerling de mogelijkheid krijgt om via verschillende leerwegen (die hierna ‘trajecten’ worden genoemd) het einddoel van een hoofdstuk (of een ander afgebakend stuk lesstof) te bereiken. Praktisch betekent dit een grotere zelfstandigheid en verantwoordelijkheid van de leerling en meer sturing en begeleiding voor de docent. Voor mijn klas (een 4-havo met in totaal 24 NG- en NT-leerlingen) betekent dit dat een leerling per les kan kiezen uit gemiddeld drie à vier trajecten: zelfstandig een stuk theorie uit het boek doorwerken (met de daarbij behorende opgaven), een practicum, een ICT-opdracht, een internetopdracht of een praktische opdracht.

Ontwerp en introductie

Allereerst heb ik met behulp van het boek (Newton deel 1, eerste editie) een werkschema gemaakt$2$: per les heb ik aangegeven uit welke trajecten de betreffende les bestaat (zie figuur 1). Ik heb gekozen voor hoofdstuk drie van deel 1 havo: "Licht en Lichtbeelden" ((geometrische) optica)).

Waarom dit hoofdstuk? Omdat het een relatief eenvoudig hoofdstuk is, veel dingen erg tot de verbeelding spreken (veel raakvlakken met de praktijk) en de practicummogelijkheden relatief uitgebreid zijn. Een "veilig" onderwerp dus.

De klas heb ik in twaalf groepen van twee leerlingen verdeeld: per les werken telkens een viertal groepjes, ieder groepje afzonderlijk, aan een bepaald traject: vier groepjes gaan aan de slag met het boek, vier groepjes voeren een practicum uit en vier groepjes nemen plaats achter de PC. Gelukkig heb ik genoeg PC’s in mijn lokaal, inmiddels 8 stuks, met ieder een intra- en internetaansluiting. Daarna wordt overlegd met de TOA: wat hebben we wanneer nodig en is het qua tijd, materiaal, leerlingenaantal en ruimte haalbaar? Zijn er bepaalde practica uit de methode die aanpassing behoeven? Gelukkig zitten we bij natuurkunde goed in de ruimte: naast het normale lokaal (met 8 PC's) en de TOA-ruimte hebben we nog de beschikking over een bergruimte, ad hoc omgevormd tot mini-lokaal, met nog eens 8 PC's, waar leerlingen kunnen werken.

Vervolgens het spannende moment van het vertellen aan de klas. “We gaan volgende week werken met een leerrangement”. De precieze bedoeling uitgelegd, antwoorden gegeven op vragen en het arrangement op papier uitgedeeld.

Uitvoering

Het begin bestaat uit een groot aantal demonstraties betreffende het onderwerp. Dit om de leerlingen nieuwsgierig en (hopelijk) leergierig te maken: van draaiende kleurenschijf tot lichtbreking met een laserstraal, van prisma tot glasvezel. De resterende deel tijd werd besteed aan het maken aan een ‘mind map’$3$: de leerlingen krijgen twee vellen blanco papier, werken in tweetallen (dus nog even niet in de bovenvermelde groepsindeling) en schrijven op het eerste vel zoveel mogelijk termen, begrippen of woorden op die met licht- en lichtbeelden te maken hebben (een soort brainstormen dus).

Daarna, op het tweede vel, volgt een indeling in categorieen: lichtbron, lichtsoort, soorten licht, apparaten die met licht werken enzovoorts. Een voorbeeld van één zo’n mind map staat in figuur 2.

De mind maps worden ingeleverd en bij voldoende resultaat afgevinkt.

Vanaf les twee start het daadwerkelijke werken in groepen. Na een korte instructie gaat men aan de slag. Sommigen weten nog niet precies wat ze moeten doen en zitten een beetje voor zich uit te staren of stellen vragen aan klasgenoten. Zoveel vrijheid in één keer, dat zijn ze blijkbaar niet gewend. Zoals in figuur 1 te zien is, bestaat traject 1 uit het zelfstandig werken met gebruik van de methode: kleine stukjes leestekst en een geselecteerd aantal toepassingsgerichte opgaven waar de leerlingen na overleg met elkaar een antwoord op moeten geven. Sommigen lopen snel vast en krijgen van mij nog wat uitleg omtrent de uit te voeren trajecten.

Traject 2 is het werken op de PC met het programma Crocodile Physics, waar we uiteraard een licentie voor hebben. In het programma zitten tutorials die de leerlingen kunnen doorwerken (in dit geval de tutorial “optics”). Ze kunnen met behulp van een digitaal werkblad antwoorden op vragen geven, nadat ze het een en ander zelf onderzocht hebben aan de hand van vooraf gemaakte digitale ‘opstellingen’. De werkbladen zijn wel in het Engels, maar dat is voor de meeste leerlingen geen probleem.

Traject 3 is het (eerste) practicum en is gewijd aan de terugkaatsingswet. De leerlingen volgen de practicuminstructie uit het boek. De TOA begeleidt de leerlingen tijdens het practicum; de leerlingen werken in de TOA-ruimte, direct naast mijn lokaal.

Naast de reguliere trajecten bestaat het arrangement uit nog een tweetal andere trajecten: het zoek-uit-practicum en de expertgroepen. Bij het zoek-uit-practicum krijgen de leerlingen de opdracht om een bepaald voorwerp, waarvan de werking met het onderwerp te maken heeft, te onderzoeken: hoe werkt het?, waaruit bestaat het?, wie heeft het wanneer uitgevonden?, waar wordt het precies voor gebruikt? enzovoorts. Voorbeelden zijn een spiegelreflexcamera, een telescoop, een diaprojector, een loep en een microscoop (geleend van de sectie biologie). Leerlingen gaan aan de slag en zoeken op internet het een en ander uit.

Op zo’n manier leren ze tevens effectief zoeken op internet; veel leerlingen blijken daar toch meer moeite mee te hebben dan ik aanvankelijk dacht.

De expertgroepen zijn groepjes van vier leerlingen die zelf een drietal opgaven en uitwerkingen maken: één opgave met betrekking tot breking, één opgave met betrekking tot spiegelende terugkaatsing en tenslotte één opgave met betrekking tot lenzen. De opgaven en uitwerkingen worden uitgewisseld met de andere groepjes. Vervolgens worden die door hen kritisch bekeken en van opmerkingen voorzien. Het voordeel van deze opdracht is dat de leerlingen min of meer worden gedwongen om over de lesstof na te denken doordat ze dingen aan elkaar moeten uitleggen. We leren tenslotte 95% van wat we uitleggen aan anderen$4$.

Naast de verschillende trajecten bestaat het arrangement nog uit een drietal klassikale lessen. Dit is gedaan om brandende vragen te beantwoorden, nog eens de puntjes op de i te zetten betreffende de theorie (bijvoorbeeld de wet van Snellius en de lenzenformule) en bepaalde belangrijke vraagstukken uit te werken. Sommige leerlingen zien, ondanks de vele tijd die wordt besteed aan zelfstandig leren, toch bepaalde essentiële zaken over het hoofd, zoals het verschil tussen $N=B/V$ en $N=b/v$ en het berekenen van $v$ en$b$ als alleen$f$ en $N$ gegeven zijn.

In zulke gevallen is het handig om in één keer klassikaal een voorbeeld daarvan te geven.

Het arrangement wordt afgesloten met een schriftelijke toets. Ikzelf heb een blokuur daarvoor gebruikt.

Evaluatie

Les 2 was het daadwerkelijke begin van het werken aan de trajecten. Les 1 had nog iets van een inleidend karakter: demonstratiepractica en een map maken. Maar nu was het: aan de slag! In het begin ware het enthousiasme en de inzet van de leerlingen groot: eindelijk iets anders dan een 'normale' les!

Maar na verloop van tijd kwamen de meesten toch conclusie dat een eerarrangement aandacht, inzet en concentratie vergt, en dat er dus 'gewoon' gewerkt moet worden. De motivatie van een aantal leerlingen zakte na een paar lessen in. Dit vergde een kort motiverend verhaal mijnerzijds (bijvoorbeeld als de leerlingen merkten dat het doel dichtbij was), waarna de inzet weer enigszins op het beginniveau terugkwam. De essentie van zelfstandig werken is immers dat de leerlingen het werk doen, niet ik. Ik houd het globale proces in de gaten, ik zorg voor begeleiding en sturing, ik leg uit en licht toe waar nodig, allemaal sporadisch en vanaf de zijlijn.

Na enige tijd was het zelfs tijd om de klas als geheel even toe te spreken, omdat ik merkte dat een aantal leerlingen de kantjes er vanaf liepen. De moeilijkheid is soms om de leerlingen echt àl het werk te laten doen. De afspraak was dat iedere leerling elk traject zou volgen; van een aantal leerlingen wist ik niet zeker elk traject wel naar behoren hadden uitgevoerd, afgezien natuurlijk van de af te vinken opdrachten.

Daar zit hem de moeilijkheid: de leerlingen aan het werk zetten is niet lastig, maar de afzonderlijke trajecten voldoende laten uitvoeren is vers twee. Omdat de leerlingen op verschillende plekken bezig zijn (soms ook de mediatheek) is overzicht houden problematischer dan bij klassikale lessen; soms loop je voortdurend van de ene naar de andere groep, tegelijkertijd vragen van leerlingen beantwoordend en het maakwerk controlerend, om ervoor te zorgen dat ze aan het werk gaan of blijven. Je bent echt de hele les bezig met begeleiden en sturen.

Dit leerarrangement vond ik een groot succes. De leerlingen hebben goed gewerkt en hebben naar mijn mening veel geleerd$5$. Veel leerlingen waren zeer positief over het arrangement en maakten kenbaar ook in de toekomst met een arrangement te willen werken.

Toekomst

En hoe nu verder? Het hoofdstuk na het hoofdstuk over optica, Krachten in de sport, heb ik op de ouderwetse manier behandeld: klassikale instructie, aantekeningen geven, opgaven bespreken, huiswerk maken. Dit om bij mijzelf het een en ander te evalueren en op een rijtje te zetten. Bovendien moet je de leerlingen niet teveel arrangementen achter elkaar geven; ze geven dat zelf ook aan6. Op het moment van schrijven ben ik bezig met een leerarrangement voor "Brandstofverbruik in het Verkeer" (Newton, hoofdstuk 5). Qua opzet en inhoud wordt dat anders dan het leerarrangement over optica: meer probleemgestuurd, meer (practische) opdrachten en meer keuzevrijheid voor de leerlingen. Het toetscijfer wil ik dan voor 50% laten meetellen, de andere 50% wordt bepaald door de opdrachten, een voordracht, een artikel of iets dergelijks. Een en ander zal binnenkort op mijn website7 te vinden zijn.

Noten

1. Verschillende pedagogische centra bieden cursussen leerarrangementen aan. Meer info via http://www.kpcgroep.nl.
2. 2 Zie http://www.sciencecenter.nl voor het volledige leerarrangement in Word-formaat.
3. 3 Via http://www.conceptdraw.com/en/resources/suppdownl.shtml kan men een programma downloaden waarmee mooie en overzichtelijke mind maps gemaakt kunnen worden.
4. 4 David Sousa, How The Brain Learns, Corwin Press, ISBN 0761946667.
5. 5 Vaak krijg ik vragen van (vak-)collega's in de trant van "Scoren de leerlingen nu beter voor een toets dan wanneer je het hoofdstuk op de klassieke manier behandeld zou hebben?". Antwoord: nee, maar ook niet minder. Significante verschillen zijn tot dusver niet waargenomen; bovendien het gaat mijns inziens niet alleen om het eindresultaat, maar ook om de manier waarop naar het eindresultaat wordt toegewerkt. Dit principe wordt in mijn volgende leerarrangement meegenomen: niet alleen de toets telt mee, maar ook het tussentijds te behalen cijfer voor een in te leveren opdracht.
6. 6 Van Lesrooster naar Leerarrangement, CPS-conferentie, Woudschoten Zeist, 18 februari 2004. Tijdens deze conferentie hebben een aantal leerlingen een presentatie gehouden m.b.t. de vraagstelling "Waar moeten leerarrangementen aan voldoen?".
7. 7 Zie http://www.sciencecenter.nl.