Handboek Natuurkundedidactiek

Handboek Natuurkundedidactiek

1.2 Aard van natuurwetenschap

Literatuur

  • Bell, R.L., Blair, L.M., Crawford, B.A. & Lederman, N.G. (2003). Just do it? Impact of a science apprenticeship program on high school students’ understandings of the nature of science and scientific inquiry. Journal of Research in Science Teaching 40(5), 487-509.
  • Chalmers, A.F. (1999). What is this Thing Called Science? (3rd ed.) Buckingham, UK: Open Uni­versity Press.
  • Dekkers, P. (2005). Teaching teachers NOS – Practical examples and classroom experiences. Science Education International 18(3), 193-210.
  • Driver, R., Leach, J., Millar, R. & Scott, P. (1996). Young People’s Images of Science. Bucking­ham: Open University Press.
  • Frederik, I., Van den Berg, E., Te Brinke, L., Dekkers, P., Sonneveld, W., Spaan, W. & Van Woer­kom, M. (2015). ShowdeFysica. Utrecht: NVON.
  • Khishfe, R. & Abd-El-Khalick, F. (2002). Influence of explicit and reflective versus implicit in­quiry-oriented instruction on sixth graders’ views of nature of science. Journal of Research in Science Teaching 39(7), 551-578.
  • Leach, J. (1998). Teaching about the world of science in the laboratory: The influence of students’ ideas. In J. Wellington (Ed.), Practical Work in School Science. Which Way Now? (pp 52-68). Oxon, UK: Routledge.
  • Lederman, N.G. & Abd-El-Khalick, F. (1998). Avoiding de-natured science – Activities that pro­mote understandings of the nature of science. In W.F. McComas (Ed.), The Nature of Science in Science
  • Lederman, N.G. (2007). Nature of science: Past, present and future. In S.K. Abell & N.G. Leder­man (Eds.), Handbook of Research on Science Education (pp. 831-880). Mahwah, NJ: Erl­baum.
  • McComas, W.F. (1998). The principle elements of the nature of science: Dispelling the myths. In W.F. McComas (Ed.), The Nature of Science in Science Education: Rationales and Strategies (pp. 53-70). Dordrecht: Kluwer.
  • Osborne, J., Collins, S., Ratcliffe, M., Millar, R. & Duschl, R. (2003). What “ideas-about-science” should be taught in school science? A Delphi study of the expert community. Journal of Re­search in Science Teaching 40, 692-720.

Achtergrond

Nature of science – Voor een verdieping in wat de aard van natuurwetenschap is, zijn de in de literatuur genoemde publicaties What is this Thing Called Science? (Chalmers, 1999) en Nature of science: Past, present and future (Lederman, 2007) goed bruikbaar. De publicatie van Lederman geeft een overzicht van het onderwijsonderzoek dat is gedaan naar de aard van natuurwetenschap, en gaat onder andere in op het beeld dat leerlingen en leraren van de aard van natuurwetenschap hebben, en welke plaats dat onderwerp in het onderwijs kan innemen.

Het artikel hieronder beschrijft een onderzoek naar de opvattingen van leraren over natuurwetenschappelijke kennis vanuit een filosofisch-epistemologisch perspectief, met als thema’s het karakter van de ‘wetenschappelijke methode’, de criteria om wetenschap te onderscheiden van pseudo-wetenschap, de aard van verandering in wetenschappelijke kennis en de status van die kennis.

  • Koulaidis, V. & Ogborn, J. (1989). Philosophy of science: An empirical study of teachers’ views. International Journal of Science Education 11(2), 173-184).

 Het artikel hieronder gaat over een onderzoek naar de aanpak van practicum in het licht van de nature of science, en dan met name het vertonen van niet-normatief gedrag van leraren en TOA’s in de lespraktijk en wat dat gedrag zegt over de status van practicum en wat daarbij geldt als ‘bewijs’.

  • Nott, M. & Wellington, J. (1997). Producing the evidence: Science teachers’ initiations into practical work. Research in Science Education 27(3), 395-409.

Het artikel hieronder bespreekt een onderzoek naar de relatie tussen de NOS-kennis en argumentatievaardigheden van brugklasleerlingen.

Het artikel hieronder geeft een overzicht van zeven manieren waarop leerlingen kunnen reageren op van de verwachtingen afwijkende meetresultaten om zo de noodzakelijke conceptual change (zie hoofdstuk 3 van het handboek) te ontlopen.

  • Chinn, C.A. & Brewer, W.F. (1998). An empirical test of a taxonomy of responses to anomalous data in science. Journal of Research in Science Teaching 35(6), 623-654.

Science & Education – Geschiedenis, filosofie en sociologie van natuurwetenschap voor het bètaonderwijs worden zo belangrijk gevonden dat er een onderzoekstijdschrift aan is gewijd: Science & Education (zie paragraaf 7.3).

Lesmaterialen

Lesactiviteiten – De in de literatuur genoemde publicatie Avoiding de-natured science – Activities that pro­mote understandings of the nature of science (Lederman & Abd-El-Khalick, 1998) geeft voorbeelden van overwegend algemene (dus niet vakspecifieke) lesactiviteiten die aanleiding geven tot (klasse)discussies over de aard van natuurwetenschap. In het Engels en online zijn veel meer voorbeelden te vinden, met name voor het vergelijken van wetenschap met pseudowetenschappen. Een voorbeeld is How’s Your Horoscope?: concreet materiaal om leerlingen door eigen onderzoek en op basis van eigen criteria te laten bepalen in hoeverre astrologie een wetenschap genoemd kan worden.

De keuzeonderwerpen 5 en 6 bij hoofdstuk 10 Zonnestelsel | Cirkelbaan en gravitatiekracht in de methode Newton voor 5 vwo hebben een sterk nature of science-karakter. In beide gevallen gaat het om (een vereenvoudigde versie van) het historisch ‘debat’ over de keuze uit alternatieve theorieën: het geocentrisch en heliocentrisch wereldbeeld in keuzeonderwerp 5 en de bewegingstheorieën van Newton en Kepler voor de planeten en kometen in ons zonnestelsel in keuzeonderwerp 6. Bij dit laatste keuzeonderwerp onderzoeken de leerlingen de twee bewegingstheorieën met behulp van onder andere een zestal computersimulaties in Coach7. Deze computersimulaties zijn oorspronkelijk met gebruik van andere modelleersoftware ontwikkeld voor de lesmodule Mechanica. Een inleidende cursus in VWO 4 (3e ed.) (Klaassen, 2007). Een globale beschrijving van de aanpak in deze lesmodule staat in paragraaf 3.6.1 van het handboek. Op de handboekwebsite staat bij die paragraaf ook een link naar de betreffende lesmodule.

De links hieronder geven het leerlingenmateriaal, de docentenhandleiding (met een uitwerking van de opdrachten) en de computersimulaties van de twee keuzeonderwerpen. In de docentenhandleiding bij het keuzeonderwerp Newton of Kepler staat ook een toelichting op de computersimulaties.

Het artikel hieronder beschrijft een nature-of-science activiteit in een workshop gericht op de professionalisering van leraren. De activiteit is zeker ook geschikt voor leerlingen vanaf leerjaar 2, met een duidelijke relatie tussen de onderdelen van de activiteit en ‘hoe natuurwetenschap werkt’.

Simulaties – De applet Rutherford-verstrooiing is een mooi voorbeeld van de black-boxbenadering voor het ontwikkelen van een deeltjesmodel.

Cursusactiviteiten