Theorie uit Experimenten

 

 

Geschiedenis

 

Bij de ingrijpende onderwijsverandering in 1968 (invoering van de Mammoetwet met vakkenpakketten) kregen alle vakken een nieuw examenprogramma. Voor de exacte vakken werd practicum in het schoolexamen verplicht. Daar ligt de oorsprong van ‘Theorie uit Experimenten’ want ter voorbereiding op de nieuwe scheikunde-examens werden verschillende experimentele leerlijnen ontwikkeld:
- CMLS (Commissie Modernisering Leerplan Scheikunde; de lesteksten zijn opgegaan in de toenmalige methode “Chemie” van Wolters-Noordhoff), - WEI (Werkgroep Empirische Inleiding; deze werkgroep bestaat niet meer) en - TUE (Theorie uit Experimenten; het lesmateriaal wordt tot op de dag van vandaag aangepast aan de actuele ontwikkelingen).1 

 

Basis van TUE was en is: het (laten) doen van experimenten, het serieus nemen van waarnemingen die leerlingen daarbij doen en constructie van de theorie die daaruit kan worden afgeleid in voor leerlingen logische en volgbare stappen.   

Aanvankelijk werden tijdens practicumlessen zorgvuldig geselecteerde experimenten tegelijkertijd door alle leerlingen in tweetallen uitgevoerd; in theorielessen werd daarna in een onderwijsleergesprek uit de waarnemingen de achterliggende theorie geconstrueerd.

Daarbij deden zich onder meer de volgende problemen voor: in de practicumles werken niet alle leerlingen even snel en er is veel practicummateriaal nodig; en in de theorieles kan niet op alle waarnemingen van elke leerling serieus worden ingegaan. Met name in het derde leerjaar bleek, zeker voor leerlingen die het vak scheikunde niet gingen kiezen, deze manier van theorievorming te hoog gegrepen.


De gesignaleerde problemen konden worden opgelost middels groepswerk. Voor leerlingen (en ouders) staat deze organisatievorm in de folder ‘Werkwijze en leerdoelen onderbouw’ 2 als volgt beschreven:

“In de klas bedenk je samen met drie of twee groepsgenoten antwoorden op de vragen bij de opdrachten. Zo krijg je kans om zelf tegen problemen aan te lopen, en die ook zelf op te lossen. Je begeleider geeft zo nodig commentaar op de antwoorden, meteen in de les of achteraf op papier.”

Doordat groepjes niet in hetzelfde tempo werken is niet iedereen tegelijk met hetzelfde experiment bezig en dus is er veel minder van hetzelfde practicummateriaal nodig. Behalve naar tempo kan per groep in de begeleiding naar diepgang en inhoud gedifferentieerd worden. In de les mondeling en achteraf schriftelijk kan op antwoorden van individuele leerlingen gereageerd worden: formatieve evaluatie.

Om ervoor te zorgen dat leerlingen in de groepjes actief aan het werk blijven is het noodzakelijk om het groepswerk gedurende een langere periode consequent te laten plaatsvinden én om zo weinig mogelijk voor te zeggen.

Om leerlingen individueel houvast te geven maken ze zelf samenvattingen die ze tijdens toetsen mogen gebruiken:
“Je leert ook scheikunde door individueel samenvattingen te maken. Daarmee verwerf je bovendien een vaardigheid die niet alleen bij het schoolvak scheikunde van pas komt. Bij veel toetsen mag je de door jou zelf gemaakte samenvattingen gebruiken.
Van je begeleider hoor je aan welke minimumeisen de samenvattingen moeten voldoen, maar verder mag je die naar eigen inzicht inrichten. Ze worden dan ook niet klassikaal besproken. Jouw samenvattingen zijn wel het uitgangspunt als je met je begeleider jouw vorderingen bij het vak scheikunde wilt bespreken.”2

Nadat deze organisatievorm in de onderbouw succesvol bleek is die ook in de bovenbouw doorgevoerd.

 

Voorwaarde voor deze manier van werken is de beschikbaarheid van opdrachten waarmee (groepjes) leerlingen inderdaad zelf aan de slag kunnen. Door de afdeling Didactiek van de Scheikunde van de Radboud Universiteit werd in de jaren tachtig van de vorige eeuw tijd en menskracht georganiseerd om een niet-schoolspecifieke doorlopende scheikunde-groepswerkleerlijn voor havo en vwo te ontwikkelen. Vanaf die tijd werden ook actuele en maatschappelijk relevante contexten in het lesmateriaal en in toetsen verwerkt.

En als rode draad is door de methode de natuurwetenschappelijke context geweven. In “Werkwijze en leerdoelen bovenbouw”3 is die als volgt geëxpliciteerd:

“Met de methode Theorie uit Experimenten leer je scheikunde door het uitvoeren van series samenhangende opdrachten. 

Bij de uitvoering van die opdrachten doe je zelf natuurwetenschappelijk onderzoek. Dat vindt dikwijls plaats via een stappenplan.

1. Het begint meestal met een context: iets uit de krant of van tv, iets wat je wilt 
    weten, iets waar je nieuwsgierig naar bent.

2. Om een antwoord te vinden ga je dan gegevens verzamelen, bijvoorbeeld
    door zelf experimenten uit te voeren.

3.  In die gegevens zoek je regelmaat: dat kan door ze te ordenen naar zelf
     gekozen of aangereikte gezichtspunten.

4. Daaruit trek je een conclusie, je formuleert een definitie, je leert een concept 
    of je stelt een theorie op. En dat is dan dikwijls weer een nieuwe context.

De opdrachten zijn gegroepeerd in practica. In vrijwel elk practicum moet je experimenteel praktisch werk verrichten of aangereikte resultaten van experimenten verwerken, vandaar de naam. Een aantal practica vormt samen een module.”

Bovenstaande geschiedenis is uitgebreider terug te lezen in het artikel “TUE in een nieuwe fase” 4. In dat artikel uit 1994 wordt ook vooruitgeblikt op de erna volgende jaren. Het resultaat wordt hieronder beschreven.

 

 

Onderbouw

 

Begin jaren negentig werd met de basisvorming het combinatievak natuur- en scheikunde geïntroduceerd. Door een werkgroep bestaande uit schei- en natuurkundedocenten van TUE-scholen werd vanuit de TUE-uitgangspunten lesmateriaal geproduceerd dat in het eerste en/of tweede leerjaar gebruikt kon worden. Samen met de scheikunde-modules vormt dat een doorlopende leerlijn tot aan het eindexamen havo en vwo.

Op een van de TUE-scholen werd het basisvormingsvak techniek aanvankelijk ingevuld vanuit het kunstvak handvaardigheid. In 2010 is ervoor gekozen om de bètavakken meer nadruk te geven; toen zijn natuur- en scheikunde én techniek in de eerste twee leerjaren omgevormd tot één vak dat de naam science kreeg. Door de Stichting TUE zijn daarvoor aangepaste modulen ontwikkeld, met aan het eind van elke module een samenvattend practicum.

 

 

Bovenbouw

 

Door de ingebouwde zelfwerkzaamheid en differentiatiemogelijkheden kon ook het bovenbouwlesmateriaal als basis gebruikt blijven worden bij de invoering van de Tweede Fase in 1998, bij de productie van bijpassend ANW-lesmateriaal en daarna bij veranderingen in de vernieuwde tweede fase in 2007.

Ook was TUE voorbereid op de context-conceptbenadering in de sinds 2013 vigerende bèta-examenprogramma’s. Aan het uitproberen van de pilot-examens hebben TUE-docenten via de blauwe leerlijn actief meegewerkt.

Het TUE-lesmateriaal voor het vak scheikunde is zowel in onder- als bovenbouw aangepast aan de nieuwe examenprogramma’s. De wat betreft wetenschapsontwikkeling relevante ANW-kerndoelen zijn in dat lesmateriaal verwerkt.5 Daardoor is ook combinatie met het ‘vak’ Wetenschapsoriëntatie mogelijk.
Een samenvatting van elke module is te vinden in de folders “Werkwijze en leerdoelen”.2,3

 

Digitaal en tweetalig

 

Sinds 2013 zijn de science-modulen (en sinds 2017 ook alle scheikunde-modulen) niet alleen op papier maar ook digitaal beschikbaar.
In de digitale versie van de modulen zijn makkelijk schoolspecifieke aanpassingen aan te brengen. Zo zijn voor een van de TUE-scholen aparte opdrachten ingebouwd voor de vwo-topklassen.
Het lesmateriaal van het vak scheikunde in het derde leerjaar is ook in het Engels beschikbaar voor gebruik op scholen met tweetalig onderwijs.

 

 

Huiswerk

 

Ook bij gebruik van modulen in digitale vorm verwachten we nog steeds dat in de les elke leerling de antwoorden op papier opschrijft.
Het huiswerk kan digitaal gemaakt worden op een speciaal daarvoor ingerichte afgeschermde huiswerksite (www.scheikundehuiswerk.nl).

Via een analyse van o.a. aan het digitale huiswerk bestede tijd kan in een oogopslag beoordeeld worden of en hoe serieus dat huiswerk is gemaakt. Het huiswerk, waaronder de samenvattingen, kan ook tijdens een toets gecontroleerd en desgewenst gehonoreerd worden.

 

 

Noten

 

(1) Velthorst, N. (2004). Een voortdurende uitdaging: het scheikundeonderwijs. In: Homburg, E. & Palm, L. (ed.), De geschiedenis van de scheikunde in Nederland 3 (37-59). Delft: Delft University Press https://www.google.nl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwjywoj3mabUAhVPKVAKHRYWCXAQFggiMAA&url=http%3A%2F%2Fchg.kncv.nl%2Fl%2Flibrary%2Fdownload%2Furn%3Auuid%3A39ca23cb-440a-4531-a845-cf596e0fdfe4%2Fscheikunde-deel-3-velthorst-h3--web-.pdf%3Fformat%3Dsave_to_disk%26ext%3D.pdf&usg=AFQjCNGRwy1tVq9cyH4GxED1klYufsqYWw&cad=rja

 

(2) Werkwijze en leerdoelen, onderbouw havo/vwo, Stichting Theorie uit Experimenten, 2016

http://www.theorieuitexperimenten.nl/TUE-theorieboekonderbouwdigitaal.pdf

 

(3) Werkwijze en leerdoelen, bovenbouw havo/vwo, Stichting Theorie uit Experimenten, 2016

http://www.theorieuitexperimenten.nl/TUE-theorieboekbovenbouw.pdf

 

(4) Berkel, T. van (1994). TUE in een nieuwe fase, NVOX (19)10, 498-500 (Op de NVON-site is NVOX voor leden digitaal beschikbaar.)

 

(5) Berkel, T. van (2014). Theorie uit Experimenten en Algemene Natuurwetenschappen, NVOX, (39)9, 454-456 (Op de NVON-site is NVOX voor leden digitaal beschikbaar.)

 

 

Meer informatie over TUE is te vinden op de website www.theorieuitexperimenten.nl of via theorie.uit.experimenten@iae.nl .