Project onderbouw (artikel NVOX)

Project voor klas 2 en 3 havo/vwo

Sterrenkunde via internetopdrachten voor de onderbouw

2009 is het internationale VN-jaar van de sterrenkunde. Een reden te meer om daar in dit jaar aandacht aan te besteden, vooral in de onderbouw en niet alleen bij ANW. Op de basisschool wordt al aandacht aan ons zonnestelsel besteed, waarom moeten we dan nog vier jaar wachten om er mee door te gaan? Er zijn genoeg aantrekkelijke onderdelen uit de astronomie die we kunnen gebruiken en verbonden zijn met bekende natuurkundige begrippen. Er zijn voldoende enthousiaste leerlingen die graag aan ons project meedoen, daarom bieden wij dit op onze school aan als verrijkingsstof (in daltonuren) zonder er een meetellend cijfer voor te geven.

Vanuit de sterrenkunde zijn op internet talrijke interessante bronnen te vinden, inclusief applets, animaties en filmpjes. Dagelijks staat er op de apod (astronomic picture of the day) een recente foto met uitleg door een deskundige,voorzien van links naar andere passende bronnen en dat is niet in de eerste plaats de Wikipedia. Waarschijnlijk heeft dat te maken met het feit dat sterrenkundig onderzoek afhankelijk is van subsidies en dat daarom de onderzoekers de resultaten graag publiceren. Natuurlijk is er wel een voortdurende strijd om de grootste telescoop met de meest moderne technieken om als eerste weer nieuwe bronnen te vinden en verschijnselen te verklaren. Maar men wil dat tegelijkertijd ook heel duidelijk aan de buitenwereld kenbaar maken.

Bij de overstap op onze school naar het daltononderwijs was al snel het idee geboren om sterrenkunde in de onderbouw aan te bieden. Omdat het gebruik van bronnen op internet daarbij essentieel is ligt het voor de hand dat in de vorm van internetopdrachten te doen. Behalve kennisvragen is het via applets mogelijk ook allerlei simulaties te laten uitvoeren, zoals de gevolgen van de inslag van een meteoriet of de bouw van een zonnestelsel met diverse planeten en manen. Alles is daarbij instelbaar en het blijkt erg moeilijk een stabiel geheel te maken. Als de lijfspreuk van Vincent Icke klopt – “alle fysica is astrofysica” – moeten er nog veel meer onderwerpen aan bod kunnen komen die een link hebben met de natuurkunde in de onderbouw. Ook is er een uitgebreid scala van videobeelden en animaties beschikbaar, bijna alles kan zelfstandig op een mediaspeler afgespeeld worden.

De indeling van het project is als volgt (geplande lestijd):

1. Het zonnestelsel en de sterrenhemel (2,5 lesuur)

2. Onze zon – van geboorte naar einde van een ster (2,5 lesuur)

3. Sterrenkijkers en sterrenwachten (1,5 lesuur)

4. Afstanden, eenheden en sterrenstelsels (1,5 lesuur)

5. Andere (verre) objecten (1 lesuur)

Daarmee wordt het project in één periode met 9 wekelijkse lesuren uitgevoerd. Naast de opdrachten krijgen de leerlingen een aantal tips om gericht te kunnen zoeken. Daarmee hopen wij dat ze ook de sites bezoeken die in de uitleg zijn opgenomen. Leerlingen werken steeds 25 tot 30 minuten zelfstandig, 15 tot 20 minuten zijn er voor uitleg. Het probleem bij de uitleg was in het verleden echter dat geen beamer beschikbaar was en de prachtige beelden, waarvan we hoopten dat leerlingen die gezien hadden, niet meer getoond konden worden. Door een activboard was het zinvol om alle uitleg in powerpointpresentaties om te zetten, inclusief diverse videofilms en het uitvoeren van applets. Via de hubblesite zijn mooie beelden met inzoomen op onderdelen, voorzien van uitleg in shockwave op te halen en zij zijn in de dia’s verwerkt. De presentaties zijn inmiddels uitgeprobeerd en daarbij waren de reacties zeer positief. Op een demonstratie tijdens de markt op de docentendag van Esero (overkoepelende organisatie vanuit diverse instituten voor het sterrenkundeonderwijs) werd positief gereageerd. Op de Woudschoten-conferentie voor natuurkunde is het materiaal aangeboden en is het project door 15 scholen aangeschaft.

Het project is in eerste instantie aangeboden aan onderbouwleerlingen havo en vwo, voor de tweedeklassers zijn de eerste twee hoofdstukken goed te doen, daarna wordt het moeilijker. Doordat de powerpoint films en applets bevat, kan de uitlegtijd wel eens beduidend langer worden als de docent zelf ook nog een eigen verhaal kwijt wil. Daarom is een splitsing in twee onderdelen in klas 2 en de rest in klas 3 misschien wel een betere oplossing. Ik vind het wel essentieel dat de leerlingen 60 tot 70% van de tijd zelf bezig zijn en in het eigen tempo bezig zijn. De powerpointpresentatie moet niet alles overheersend worden. Na de uitleg krijgen de leerlingen de uitwerking (meer dan alleen een hand-out van de dia’s) en bouwen daarmee een kompleet (werk)boek op. Bij de vragen is weinig of geen wiskunde vereist, er is zodoende geen drempel en het project is ook voor leerlingen die geen (*) N-profiel kiezen, goed uit te voeren. De leerlingen die wel een N-profiel kiezen komen al een aantal onderwerpen tegen die later via formules uitgewerkt worden. Dat is behalve gravitatie en botsingen bijvoorbeeld elektromagnetische straling en magnetisme. Het gaat dan om het verband tussen temperatuur en golflengte (soort straling), emissie en absorptie, röntgen- en gammastraling. Binnen de zon kan convectie en kernfusie ter sprake komen zonder formules of vergelijkingen, bij poollicht en zonnevlekken is er aandacht voor magnetisme.

Sterrenkunde blijkt door veel leerlingen interessant gevonden te worden door de vraag: “wat is daar toch allemaal om ons heen in de ruimte?”. Wij hebben geprobeerd hier laagdrempelig de interesse aan te wakkeren en ook inzicht te geven in hoe eindeloos en leeg alles om ons heen eigenlijk is. Hiermee is hopelijk een basis gelegd voor projecten in de bovenbouw waarbij wel de wiskunde uitgebreid aan bod komt. Je moet de leerlingen enthousiast houden door ze ook in de vierde klas een vervolgproject aan te bieden. Het keuzeonderwerp “Zonnestelsel en Heelal”van NiNa sluit trouwens probleemloos aan op dit project, de verwachting is dat leerlingen na dit project eerder het keuzeonderwerp zullen kiezen omdat de drempelangst voor het ‘schijnbaar’ ingewikkelde onderwerp afwezig is.

Op het Stedelijk Dalton College Alkmaar draait het project intussen een aantal weken met het vernieuwde materiaal. Er nemen 16 leerlingen aan deel, dit is tevens het maximum is omdat dit overeenkomt met het aantal computers in ons bètalab. Gezien de belangstelling had het ook het dubbele aantal kunnen zijn. Leerlingen zijn nog enthousiaster dan de afgelopen jaren wat waarschijnlijk het gevolg is van de powerpointpresentaties. In voorgaande jaren werd na afloop van elke les een aantal opdrachten besproken zonder daarbij allerlei prachtige plaatjes te tonen. Nu kunnen we die mooie beelden wel laten zien met behulp van een activboard. Hierdoor krijgen de lessen steeds een flitsend einde, of begin, want vaak starten we de les ook met een nabespreking van de vorige. Het is hierbij als docent wel oppassen om er niet teveel tijd aan te besteden. Je bent snel geneigd wat langer bij de beelden te blijven stilstaan, zeker als je merkt dat leerlingen geboeid zitten te kijken en te luisteren. Leerlingen moeten echter wel een substantieel deel van de tijd zelf dingen blijven uitzoeken. Maar het voordeel is dat er voor de leerlingen wat meer houvast lijkt te zijn gekomen in het project: plaatjes zeggen vaak meer dan woorden en beklijven daarom beter. Met behulp van de tips en hints kunnen leerlingen prima hun weg vinden, zonder tips blijkt het toch moeilijk. Het kost dan eenvoudigweg teveel tijd om antwoorden op de vragen te vinden en dat werkt demotiverend. De leerlingen die meedoen aan het project worden dit jaar enigszins gecompenseerd voor de tijd die ze er mee bezig zijn. Bij het vak natuurkunde hoeven deze leerlingen bepaalde werkboekopdrachten niet uit te voeren. De hoeveelheid natuurkunde die echter ter sprake komt binnen het project weegt daar ruimschoots tegenop. Bij de bespreking komen zeer veel natuurkunde begrippen aan bod en ook wordt er een beroep gedaan op het getalbesef (afstanden, temperaturen). Ze krijgen zo een flinke dosis natuurkunde binnen op een manier die ze aanspreekt.

Voor vervolgprojecten in de bovenbouw zijn er nu twee eerste versies: de manen van Jupiter en het verschil in omloopstijd op verschillende breedtegraden op de zon aan de hand van zonnevlekken. Als idee en bron zijn de CLEA-projecten hiervoor gebruikt.. Voor de bovenbouw (vwo) bestaan er nog de vier ESA-practica, die beslist niet eenvoudig zijn, maar wel geschikt als voorbereiding op de sterrenkundeolympiade. Van Astron (Lofar) is er het project “Afstemmen op het heelal” met opdrachten en uitwerkingen. De infrarood-sterrenkunde wordt door een team van Groningen via een bus door het land gepromoot. In ieder geval is er voor de docent genoeg materiaal om in 2009 aandacht te besteden aan “het internationale VN-jaar van de sterrenkunde”, met als thema: “Ontdek het zelf”. Met het ontdekken kun je niet vroeg genoeg beginnen, je moet dat ook niet jaren laten sluimeren en laat leerlingen vooral veel zelf doen.