Eerste schreden op het smalle flippad

Even tussendoor. Vandaag een geweldige natuurkundeles gegeven in 5V. Ik weet niet of het kwam doordat de leerlingen het idee van flip de klas hadden opgepakt, of omdat een collega achter in de klas zat, maar alles klopte. Wie uit deze meanderende blogserie de indruk zou krijgen dat bij mij in elke les perfect loopt: nee dus. Vaak probeer ik iets uit en lukt het net niet. Vaak gaat het prima. En af en toe heb ik zo’n les waar ik helemaal warm en blij op terug kijk. Die van vanmiddag was zo’n les.
Ik wil hier nadenken over wat deze les tot een succes maakte.

Eind vorig jaar ben ik al voorzichtig begonnen met flippen in mijn wiskundelessen. Ik had zelf een paar filmpjes gemaakt en ook video’s van internet gehaald. Dit jaar wil ik in al mijn natuurkundelessen werken volgens het principe ‘huiswerk op school’, ‘uitleg thuis’. We zijn begonnen met de bewegingswetten van Newton en mijn leerlingen bekijken thuis korte video’s waar de principes helder in worden uitgelegd. Op school kijken we of iedereen het begrepen heeft en maken we opgaven.

Je onthoudt waarover je hebt nagedacht

In mijn laatste post, De kunst van lesgeven 3 citeerde ik Daniel Willingham (2009): “Memory is the residue of thought”, ofwel je onthoudt waarover je hebt nagedacht. Van een hoorcollege over Newton, bladzijden tekst over de traagheidswet of ‘actie = reactie’ – zelfs van de bekende video’s van de Khan Academy – dringt minder door en blijft minder hangen dan van een activiteit (welke dan ook) waarbij je over die dingen moet nadenken. Zelfs het oplossen van een vraagstuk kan een aangeleerd kunstje zijn wanneer je de theorie niet helemaal begrijpt.
Ik schreef ook over de ideeën achter de website Veritasium en hun YouTube channel. Die berusten op onderzoek door Derek Muller (2008), waarin hij kritisch kijkt naar het effect van science videos zoals die van Khan op het leren. In een blog vat hij zijn conclusies en aanbevelingen kort samen. Daar vraagt hij zich af: “Why I think lectures and videos so often amount to pseudoteaching” en concludeert: “1. Looks like good teaching, 2. Students feel they are learning, 3. Very little learning takes place.” Hij illustreert dat met een filmpje in de zelfde blog, dat heel overtuigend verkeerde concepten van Newtons bewegingswetten presenteert.

Misvattingen als lesgereedschap

De oorzaak is dat leerlingen (en de meeste mensen overigens) onjuiste opvattingen hebben over wetenschappelijke ideeën. Ze laten de juiste boodschap van een instructie of filmpje dan niet echt tot zich doordringen en horen daarin zelfs een bevestiging van die onjuiste opvattingen.

Muller stelt voor instructiefilmpjes, of elke andere vorm van instructie, te beginnen met die misvattingen. Dat zijn dus vaak de ideeën die de leerlingen al hebben. Daaraan hang je dan de juiste wetenschappelijke theorie aan op, door uit te leggen waarom zulke misvattingen zo veel voorkomen en zo logisch lijken. Het proces van nadenken, de omslag maken en begrijpen hoe het werkelijk zit, zorgt voor een aha-erlebnis dat sterk verankerd wordt in het geheugen. Muller onderbouwt deze werkwijze met data, die hij in zijn proefschrift presenteert (Muller, 2008).

Mijn voorlopige conclusie is: start een les (of lessenserie) met instructie over de theorie, waarbij een wijdverbreide misvatting de kapstok is om het juiste concept over te brengen. Daarvoor kun je de Veritasiumfilmpjes gebruiken, maar ook eigen video’s, goocheltruuks, demonstraties, Mythbusters enz. Als je zeker weet dat je leerlingen de theorie goed begrijpen komt de stap van toepassen, bijvoorbeeld door sommen te maken. De filmpjes van de Khan Academy zijn dan handig om vaardigheden en berekeningsmethoden aan te leren.

Het diepe denken over misvattingen en wetenschappelijk juiste concepten, en de daarop volgende omslag in denken, is een heel spannend en creatief proces. Is dat nu ook wat bij mij vandaag in de les gebeurde?

Proof of the pudding

Mijn leerlingen hadden eergisteren al twee Veritasium-filmpjes bekeken over de eerste twee wetten van Newton, gemaakt door Derek Muller. Een begint bijvoorbeeld met het verkeerde idee dat iets beweegt omdat er een kracht op werkt. De Maan draait om de Aarde, denken veel mensen, omdat zij door een kracht in beweging wordt gehouden. Gisteren gaf ik ze in de les een aantal quizvragen, die door ongeveer twee derde van de klas goed beantwoord werd. In de daarop volgende discussie bleek dat nog steeds niet alles was begrepen. Gisteravond bekeken ze een derde filmpje, weer van Veritasium, met ‘Derek’s three wrong laws of motion’.

De les vandaag begon meteen met opgewonden discussies over wat ze in de video gezien hadden. Zelfs voor de les begonnen was, waren er al die met elkaar bespraken wat er fout was aan de opvattingen van mensen die door Muller waren geïnterviewd. Daarop volgde een spervuur van vragen van alle kanten van de klas. “Wat gebeurt er als je met een lift naar beneden stort? Bots je dan met je hoofd tegen het plafond van de lift?” “Wat gebeurt er als je met een helicopter opstijgt en weer landt? Kom je dan op de zelfde plek terug, of is de Aarde onder je door gedraaid?” “Als de Aarde groter is dan de Maan trekt die dan harder aan de Maan dan de Maan trekt aan de Aarde?” “Hoe groot is de versnelling van een steen, die ik omhoog werp, op het hoogste punt, voordat hij terug valt?” Verwondering over de antwoorden ging in de loop van het uur over in begrip.

Het leuke was dat leerlingen ook elkaars vragen beantwoordden. Ik had zelf geen andere hulpmiddelen dan mijn handen en voeten, een marker en whiteboard en een doos met viltstiften (we zaten in een talenlokaal). Geen 21st century learning tools, maar zo was het wel zo leuk.
Aan het eind van de les was mijn indruk dat de hele klas nu diep doordrongen was van de bewegingswetten. Volgende week zal blijken wat er is blijven hangen. Ik ben voorlopig nog niet uitgeflipt.

__________________________________

Bronnen

Derek Muller, 2008. Designing Effective Multimedia for Physics Education. PhD thesis. School of Physics University of Sydney Australia. hier downloaden

Derek Muller, 2011. http://fnoschese.wordpress.com/2011/03/15/what-puts-the-pseudo-in-pseudoteaching/

Daniel T. Willingham, 2009. Why Don’t Students Like School? Jossey-Bass.