Natuurkunde op de basisschool

door L.Mijnders,

Ook wie in het kort iets wil schrijven over "natuurkunde op de basisschool" zal niet voorbij kunnen gaan aan de vraag waarom hieraan op de lagere school al aandacht zou moeten worden geschonken. Er wordt in elk geval weinig aandacht aan het vak besteed: verreweg het grootste deel van de P.A.-studenten weet zich niet te herinneren ooit natuurkunde te hebben gehad. Ze weten het zich niet meer te herinneren: ze hébben het misschien wel gehad, maar er is in elk geval niets van blijven hangen.

Er zijn hiervoor wel enkele oorzaken te noemen: natuurkunde hoort op de lagere school thuis bij het vak Kennis der Natuur, en dat omvat ook biologie, een vak waar de meeste onderwijzers van huis uit nu eenmaal meer belangstelling voor hebben dan voor natuurkunde. Men vindt natuurkunde moeilijk (dat geldt voor meer mensen, de vroegere staatssekretaris Grosheide zei eens erg veel bewondering te hebben voor mensen die er zelfs maar een voldoende voor haalden).

Ga je natuurkunde geven, dan kost dat niet alleen veel theoretische voorbereiding (er worden vaak van die moeilijke vragen gesteld) maar ook de proeven moeten eerst een keer gedaan worden want die mogen natuurlijk niet mislukken!

Dan zijn er ook nog velen die gewoon een hekel aan het vak gekregen hebben, öf door eigen minimale prestaties öf omdat ze het een saai vak vonden (en misschien vloeide het een wel uit het ander voort).

• WAT IS NATUURKUNDE ?

Maar voor ik enige redenen opnoem, waarom het volgens mij toch zeer gewenst is dat men zich ook op de basisschool met natuurkunde bezig houdt, wil ik eerst een paar opmerkingen maken over het vak zelf. Het is mogelijk jaren natuurkunde gehad te hebben, zonder dat er inzicht is gegroeid in wat nu eigenlijk natuurkunde is. Men heeft nog een vage voorstelling van moeilijke wetten en begrippen, men weet nog van Archimedes, die drijfnat door de straten liep, en je had ook nog zoiets verschrikkelijks als de wet van Ohm, maar dat is dan ook alles.

Een fout, die vaak gemaakt wordt, is dat natuurkunde en techniek door elkaar gehaald worden; de techniek geeft toepassingen van de natuurkunde. Zo is de gloeilamp als zodanig een stuk techniek, ontworpen door gebruik te maken van natuurkundige principes.

De natuurkunde tracht wetmatigheden te ontdekken in de levenloze natuur. De natuurkundige stelt als het ware vragen aan de natuur (hij experimenteert) en de natuur geeft daarop antwoord (de resultaten van de proef). Om het wat uitgebreider te zeggen: De natuurkundige neemt een verschijnsel waar, hij ziet bijvoorbeeld een boot drijven. Een stuk ijzer blijkt te zinken. Nu wil de natuurkundige nagaan, wat het gemeenschappelijke is van de voorwerpen die blijven drijven, en wat van de voorwerpen die zinken. Hij zal dan een zo groot mogelijk aantal voorwerpen nemen en die in het water gooien.

Uit de waargenomen resultaten volgt dan een wetmatigheid: alles wat lichter is dan water drijft, alles wat zwaarder is zinkt. Er heeft een abstraktie plaatsgevonden: de boot, het stuk ijzer en het stuk papier zijn teruggebracht tot: voorwerpen. De hypothese kan experimenteel getoetst worden, door er verwachtingen uit af te leiden: dit stuk ijzer zal zinken, waarna experimenteel de hypothese gejustificeerd of gefalsificeerd kan worden. De gejustificeerde hypothese wordt wet genoemd: de wet van Archimedes b. v.; vervolgens wordt geprobeerd de wet in een wijder raam te plaatsen. Uit een aantal gevonden wetmatigheden wordt getracht een algemene theorie af te leiden, die deze wetmatigheden verklaart.

En anderzijds kunnen uit de theorie weer nieuwe wetmatigheden worden afgeleid, die ook experimenteel kunnen worden nagegaan.

In het algemeen geldt dat, hoe meer met een theorie te verklaren is, hoe abstrakter deze is. Daar komt dan nog iets bij: de natuurkunde maakt gebruik van de wiskunde: èn om wetten zo nauwkeurig mogelijk te formuleren èn om uit die wetten afgeleide verwachtingen zo nauwkeurig mogelijk te doen zijn. En juist het abstrakte, het onvoorstelbare, rr^aakt de natuurkunde zo moeilijk. Als dan in korte tijd veel te veel stof moet worden gegeven, wordt de natuurkunde ingedampt tot een aantal wetten en begrippen, zonder dat inzicht wordt verkregen in het doel en de werkwijze van het vak. Ook wordt de fout gemaakt, de natuurkunde te doen verworden tot een aantal wiskundige invuloefeningetjes; hoe belangrijk de wiskunde ook is, de sommenmakerij kan nooit (zeker op schoolniveau niet) het doel zijn van de natuurkunde. Voor natuurkundelessen geldt:

DE WEG WAARLANGS MEN TOT EEN RESULTAAT KOMT, IS BELANG­ RIJKER DAN HET RESULTAAT ZELF. Eigenlijk is dit het belangrijkste didaktische principe voor het geven van natuurkunde.

• RAPPORT OVER HET NATUURKUNDE-ONDERWIJS

In 1965 werd door de toenmalige staatssekretaris van Onderwijs een kommissie ingesteld, met als opdracht na te gaan. hoe het natuurkunde-onderwijs kon worden gemoderniseerd. De kommissie voelde het als een leemte aan, dat in deze opdracht niet het basis-en kweekschoolonderwijs was begrepen, en stelde zelf een subkommissie in met als doel de opdracht van de staatssekretaris uit te voeren voor wat het basis-en het kweekschoolonderwijs betreft. In oktober 1969 zijn de desbetreffende rapporten verschenen. Volgens de subkommissie is het niet haar bedoeling geweest, een soort voorbereidende na-' tuurkunde voor het voortgezet onderwijs op te zetten. Ze ziet natuurkunde op de basisschool als een zelfstandig vak, omdat kinderen op deze leeftijd veel vragen hebben juist over de "natuurkundige" wereld. De kommissie meent, dat de basisschool het kind moet helpen bij het oplossen van deze vragen. In haar rapport heeft de kommissie de volgende doelstellingen voor het natuurkunde-onderwijs op de basisschool geformuleerd: (wat uit het rapport geciteerd wordt staat tussen aanhalingstekens).

1. "Het leren onderkennen van het natuurwetenschappelijke aspekt van dingen uit het dagelijkse leven".

Het kind moet leren op een speciale manier naar de dingen en de verschijnselen om zich heen te kijken. Het moet abstraheren, d. w. z. van de vele associaties die het heeft moet het de natuurkundig interessante overhouden.

Het is m. i. fout, de natuurkunde direkt al in geabstraheerde vorm aan te

bieden. Het toestel van Mussenbroek, de bol en ring van 's Gravesande zijn al geabstraheerde stukjes werkelijkheid. Ze horen niet thuis in de wereld van het kind, maar in die van de natuurkundige. Ze kunnen zeker niet bij het begin van een les gebruikt worden. Juist het begin moet direkt aansluiten bij de leefwereld van het kind.

2. "Het verwerven van elementaire kennis aan waarnemingen zowel van processen die spontaan plaatsvinden in de leefwereld van het kind als aan liefst zelf gedane experimenten".

Het elementaire betreft zowel de taal, die de taal van het kind moet zijn en niet een vereenvoudigde mavo-natuurkunde, als het niet gebruiken van de wiskunde.

Wel kan men, in aansluiting op de les natuurkunde, een paar sommetjes laten maken: b. v. over het s.g. , over de wet van Archimedes etc. Veel kinderen vinden dat erg leuk, als de sommetjes maar interessant gehouden worden.

Bijvoorbeeld een som over de diepte van een put, die met behulp van de geluidssnelheid en de tijd, die het geluid nodig heeft om van de geluidsbron via de bodem van de put weer bij de geluidsbron terug te komen, uitgerekend kan worden.

3. "Het kunnen hanteren van de aldus gewonnen elementaire kennis in een nieuwe konkrete situatie".

Ook dit is een kenmerk van goed natuurkunde onderwijs: de kennis is niet alleen reproduceerbaar, maar vooral ook toepasbaar. En wel toepasbaar op de omgeving van het kind.

4. "Het verwerven van enige ervaring met de wijze waarop in de natuurkunde de problemen worden aangepakt".

Anders gezegd: het kind moet leren dat op een probleemstelling altijd een experiment moet volgen dat over het probleem uitsluitsel kan geven. Het moet leren waarnemen, die waarnemingen onder woorden brengen, hieruit konklusies trekken, en kritisch komen staan ten opzichte van deze konklusies.

5. "Het verkrijgen van inzicht in het belang van de verworvenheden van de natuurwetenschappen voor deze tijd".

Zeker op een reformatorische school zullen we niet hoog op moeten geven over het technische kunnen van de mens.

Juist bij ons zal er oog voor moeten zijn, hoe vaak en hoe zeer de mens zijn kennis van de dode natuur misbruikt.

Ineenander artikel wordt hierop nader ingegaan; wel wil ik er hier nog op wij zen, dat de natuurkundige kennis op zich de mens niet 'eigenwijs' en hoogmoedig maakt. Een diep inzicht in de natuurkunde maakt de gelovige bewust van de grenzen van de menselijke kennis.

• NATUURKUNDE-ONDERWIJS IN DE PRAKTIJK

Tenslotte nog een paar opmerkingen over het 'hoe' van het natuurkunde-onderwijs.

Er bestaat verschil van mening over het tijdstip, waarop met het natuurkundeonderwijs kan worden begonnen. In de Angelsaksische landen begint men soms al op de kleuterschool; tegenwoordig kan men ook in ons land materiaal kopen, dat bedoeld is om kleuters te laten experimenteren.

Voor klas 1 en 2 bestaan de leuke, uit het Engels vertaalde "Wimpie"-boekjes, uitgegeven bij Kok in Kampen. Ze zijn bestemd om door de kinderen zelf gelezen te worden.

Een inventieve leerkracht kan zelf naar aanleiding van zo'n boekje een les geven, waarbij dan, meer dan in de boekjes, de nadruk moet liggen op het doen van eenvoudige experimenten. Kinderen van deze leeftijd kunnen al heel goed waarnennen.

Lessen over 'lucht' en over 'water' zijn heel geschikt; hierbij zijn veel eenvoudige proefjes te bedenken, die de kinderen zelf kunnen uitvoeren.

Het officiële natuurkunde-onderwijs begint in klas 4. De mij bekende natuurkundemethoden geven geen lesopbouw, en dat is nu juist een van de moeilijkste dingen bij het lesgeven.

Graag wil ik hier wijzen op de niet in de handel zijnde, methode van Dr. A. O. Rietveld. Deze wordt op de P.A. "De Driestar" bij het onderwijs aan de studenten gebruikt; U kunt hem krijgen door ƒ 2, 50 over te maken op gironr. 2397767, t. n. v. L.Mijnders, Tollenslaan 141 te Waddlnxveen.

Bij deze methode wordt uitgegaan van een konkrete situatie: een zaklantaarn, die niet brandt, een klok die voorloopt etc. Vervolgens wordt een probleem gesteld, waarop het antwoord experimenteel gevonden dient te worden. De kinderen schrijven op. wat ze zien gebeuren (b. v. op een kladblaadje) en dan wordt ze gevraagd een konklusie te trekken. Hiervoor moet men vooral de tijd nemen, zodat alle kinderen kunnen meedenken.

Omdat iedereen wat op moet schrijven, krijgt men een goed inzicht in wat het kind denkt. Via een klassegesprek kan men dan komen tot een afgeronde konklusie, die in het netschrift komt. Hetzij tijdens, hetzij na de les.

Als het klassegesprek goed geleid is, volgt nu weer een nieuw probleem. Het mooiste Is dan, als de kinderen zelf met een proef komen, om het probleem op te lossen. Het gevaar bestaat wel, dat men op die manier te veel van het lesschema afwijkt. Wie stevig in zijn natuurkundige schoenen staat, zal dat natuurlijk niet erg vinden. Wie enige ervaring met deze leasen heeft gekregen, zal ondervinden, hoe boeiend het is met kinderen op deze manier de natuur te verkennen.

Als het maar enigszins mogelijk is, moet een proef door de kinderen zelf gedaan worden. Laat de proef voor, maar ook achter in de klas doen. Niet altijd door dezelfde - handige - jongen, maar ook eens door een meisje.

Een proef mislukt in feite nooit: hoogstens is het resultaat door onhandigheid of wat dan ook anders dan beoogd werd.

Probeer dat op te vangen, door met de klas de oorzaak van de 'mislukking' na te gaan. Daarvan is veel te leren.

Overigens is een goede voorbereiding van de proeven wel aan te bevelen!

Het nadeel van de proef vóór de klas is dat slechts een gedeelte van de klas alles ziet, en als gevolg daarvan een gebrek aan betrokkenheid van sommigen. Dit is op te vangen door de klas te laten werken in groepen. Dit kan op verschillende manieren gebeuren; elke groep krijgt dezelfde opdracht, of elke groep krijgt een eigen opdracht.

Dit laatste is mogelijk, als een onderwerp wordt behandeld met verschillende niet op elkaar aansluitende aspekten.

Als b. V. klassikaal het begrip stroomkring behandeld is, kan dat als volgt verwerkt worden: op een tafel komt een kapotte schemerlamp, met de (schriftelijke) opdracht de lamp te repareren; op een andere tafel een bel of een elektrospel, met de opdracht na te gaan hoe de werking is.

Weer een andere groep krijgt opdracht, na te gaan waar de stroomkring te vinden is bij een fiets.

Een groep moet een aantal serie-en parallelschakelingen maken, en zo is er nog wel meer te bedenken.

Het is wel rennen geblazen, en dus wat vermoeiend, maar de resultaten zijn er dan ook naar.

Nog twee opmerkingen:

1. Wees voorzichtig met de aanschaf van een duur en ingewikkeld instrumentarium. U kunt de paar eenvoudige dingen die nodig zijn vaak veel beter en goedkoper los kopen.

Wat b. v. de elektriciteitsspullen betreft, deze kunnen de kinderen meenemen, of soms zelf maken.

2. Erg aan te bevelen zou zijn, om wat dieper en beter op deze stof in te gaan, het lezen van: Kind und physische Welt, van K. Zietz. (lm Koselverlag zu MUnchen).

Wie tegen het Duits opziet kan ook heel goed terecht bij: Nicolai en Raat: Een nieuwe natuurkunde? (Wolters + Noordhof, Groningen). De nieuwste druk is wel erg duur in verhouding met de voorgaande, maar de inleiding geeft zeer veel op het terrein van de natuurkunde-didaktiek.

En verder verschijnt er over enige tijd een handleiding van Dr. A.O. Rietveld bij zijn methode. U hoort daar nog wel meer van.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen