Het leerplandoel “Een oplossing ontwerpen voor een probleem of uitdaging door wetenschappen, technologie of wiskunde geïntegreerd aan te wenden” komt zowel in de 1ste, 2de als 3de graad aan bod. In dit inspirerend voorbeeld vind je een situatieschets waarin we het doel hebben uitgewerkt.
Het voorbeeld bouwt verder op de algemene tekst over dit leerplandoel. Deze verheldert de volgende elementen:
Het is zinvol om met je collega’s in overleg te gaan over de wijze waarop leerinhouden van wiskunde en natuurwetenschappen aan bod zijn gekomen en hoe samenwerking tussen de vakken kan verlopen.
Als insteller verspaning en monteerder in een metaalverwerkend bedrijf constateer je tijdens onderhoudswerken aan een hefmechanisme dat meerdere drempels in de grondplaat door slijtage en belastende inwerkende krachten niet meer aan de functionele eisen voldoen. De constructie van de drempelvormen wordt aangepast, met nieuwe afmetingen en hellingshoeken volgens een gestandaardiseerd CAD ontwerp, geschikt voor serieproductie en eenvoudige montage.
Technische uitdaging:
o Onderzoeken waar en waarom slijtage optreedt in het hefmechanisme.
o Het hefmechanisme aanpassen om slijtage te beperken en de levensduur te verlengen.
o Analyseren van slijtagepatronen.
Wetenschappelijke uitdaging:
o Onderzoeken hoe materiaalkeuze, constructie en onderhoud slijtage beïnvloeden.
o Bestuderen welke omgevingsfactoren het mechanisme beschadigen.
o Onderzoeken hoe slijtage de werking en veiligheid van het hefmechanisme beïnvloedt.
o Analyseren hoe belasting en gebruiksduur invloed hebben op slijtage.
Wiskunde:
o Hellingsgraad van een drempel berekenen;
o Inschatten en berekenen van materiaalverbruik bij serieproductie.
o Kostprijsberekening van materialen en machinale bewerkingstijd.
o Video met veiligheidsinstructies voor montage en demontage van hefmechanismen.
o Procedures voor het uitschakelen, aanpassen en beveiligen van een hefmechanisme.
o Instructies ter ondersteuning van veilig gebruik en onderhoud van het hefmechanisme.
De volgende leerplandoelen komen nadrukkelijk aan bod. Ze staan centraal bij de didactische evaluatie van de opdracht.
Leerplandoel III-MeVo-a LPD4
In relatie tot het Gemeenschappelijke funderend leerplan I-II-III-GFL
De volgende leerplandoelen beschrijven kennis en vaardigheden die relevant kunnen zijn om de ontwerpopdracht uit te voeren. Een gerichte selectie uit deze doelen kan geheel of gedeeltelijk, vooraf of gelijktijdig aan bod komen bij de realisatie van de opdracht in de klaspraktijk.
Het is belangrijk dat de probleemstelling aansluiting kan vinden bij de beginsituatie van de leerlingen. Als leraar zal je dus moeten inschatten wat de beginsituatie van de leerlingen is en bepaalde leerplandoelen nog eens moeten toelichten zodat je tot een kwaliteitsvol ontwerp komt.
In functie van integratie van technologie en het specifieke van de studierichting: leerplandoelen III-MeVo-a
In functie van het geïntegreerd aanwenden van wetenschappen en wiskunde
De kans is groot dat leerlingen snel en oplossingsgericht aan de slag gaan. Dat is niet verkeerd, maar kan ertoe leiden dat bepaalde oplossingen onvoldoende toereikend of zelfs helemaal niet passend zijn. Je stimuleert de leerlingen om gegevens te verzamelen via observatie of gerichte vraagstelling. Daarbij kan je volgende vragen opwerpen:
o Mogelijke onderzoeksvragen over gebruikte materialen:
o Mogelijke onderzoeksvragen over omgevingsfactoren:
o Mogelijke onderzoeksvragen over storingen en hoe veiligheidsrisico’s te voorkomen:
o Mogelijke onderzoeksvragen over belasting en gebruik:
Uitgaande van de geformuleerde probleemstelling kan wiskunde, wetenschappen of technologie in de oplossing worden geïntegreerd.
Mogelijke aanknopingspunten voor wetenschappen:
Mogelijke aanknopingspunten voor wiskunde:
Mogelijke aanknopingspunten voor techniek/technologie en het specifieke van de studierichting
Je kan verschillende werkvormen hanteren door leerlingen individueel dan wel in groepjes te laten reflecteren over de gestelde vragen. De groepen kunnen vertrekken vanuit dezelfde basiscasus, maar extra uitdagingen aangeboden krijgen. Op die wijze kan je, rekening houdend met de groepssamenstelling, diversifiëren en een aantal leerlingen gaan uitdagen.
We schetsen hieronder een mogelijk lesverloop en handvatten om het ontwerpproces te begeleiden.
We kunnen een eindbeoordeling doen en kijken wat de volgende keer anders (beter) kan worden uitgewerkt. Andere leerlingen kunnen door kritische vraagstelling zelf hun denkproces doorlopen en misschien tegen andere problemen stoten die een debat waardevol maken.
Een essentieel onderdeel van dit leerdoel is de documentatie. We dagen leerlingen uit om hun proces in kaart te brengen, dat kan bijvoorbeeld via:
Omdat het proces belangrijker is dan de snelle oplossing, weerspiegelt de evaluatie dit ook. De focus van de beoordeling is vooral hoe de leerling tot zijn beslissing is gekomen en hoe hij/zij het denkproces heeft gedocumenteerd. Zo maken we van onze leerlingen kritische vakmensen die klaar zijn voor een sector in constante evolutie.
De nadruk bij de evaluatie ligt op de centrale doelen. Volgende criteria kan je hanteren:
De leerling verwerkt input van anderen (leerlingen, leraren, experten …) in zijn ontwerp
Daarnaast kan je een aantal criteria bij de flankerende leerplandoelen opnemen (zonder deze de bovenhand te laten innemen):
Je kan de evaluatie nog krachtiger maken door de leerlingen te betrekken bij het bepalen van de criteria en in de loop van het proces deze criteria te laten omschrijven en verfijnen.
