Motivatie: krachten op hemellichamen en op objecten intrigeren de mens al eeuwen. Vele wetenschappers hebben krachten en bewegingen van objecten bestudeerd en ontwikkelden geleidelijk aan betere modellen om de waargenomen verschijnselen te beschrijven en te verklaren.
Oriëntatie, probleem(stelling) of onderzoeksvraag
Je kan:
- in de oriëntatiefase starten vanuit een meer informele verkenning van beschikbare literatuur en de vraag verdiepen met specifieke literatuur vanuit een bepaalde focus.
- de zoektocht naar literatuur initiëren en begeleiden. Je kan bijvoorbeeld aandacht besteden aan efficiënte zoekstrategieën (bv. gebruik van samenvattingen en literatuurlijsten, vaak voorkomende referenties ...) Je kan aandacht hebben voor mogelijkheden van chatbots en meer specifiek een goede omschrijving van de zoekopdracht (prompting): rol van de vraagsteller, doel van de zoekopdracht, context, eigenschappen van het verwachte antwoord …
- aandacht besteden aan het identificeren van relevante sleutelwoorden of zoektermen.
- ook aandacht besteden aan de wederzijdse beïnvloeding van wereldbeeld en wetenschappelijke ideeën (de zogenaamde paradigmaverschuivingen; bv. geocentrisch wereldbeeld, heliocentrisch wereldbeeld, newtoniaans wereldbeeld, relativistisch wereldbeeld …).
Onderzoeksmethode, gegevensverzameling, analyse
- Je kan aandacht besteden aan de selectie van bronnen bv. op basis van de belangrijkste concepten.
- Je kan op basis van de bronnen de ontwikkeling van de belangrijkste theorieën en de gebruikte methoden om die op te bouwen of te toetsen beschrijven.
- Hoe verhouden die bronnen zich tot elkaar en tot de onderzoeksvraag?
- Welke zijn de belangrijkste inzichten en argumenten?
- Welke zijn de sterke en zwakke punten van de betrokken theoretische modellen?
- Je kan aandacht besteden aan het vermelden van cruciale publicaties of gebeurtenissen.
- Je kan vertrekken vanuit gravitatie en ideeën over krachten in het zonnestelsel (bv. Aristoteles, Ptolemaeus) en dan verdere ontwikkelingen onderzoeken (bv. Copernicus, Kepler, Galilei, Newton …)
- Bij het elektrisch en het magnetisch veld kun je aansluiten bij middeleeuwse geschriften over het magnetisch veld van de aarde en de verdere ideeëngeschiedenis schetsen bv. Coulomb, Poisson, Ørsted, Ampère, Biot, Savart, Laplace, Lorentz, Maxwell …
- Je kan nagaan hoe onderzoek en ontwikkeling (STEM-werkwijzen) hebben bijgedragen tot de ontwikkeling van de wetenschappelijke ideeën: bv. gebruikte onderzoeksmethoden om ideeën experimenteel te toetsen en de ontwikkeling van technologie voor observatie.
- Je kan aandacht besteden aan STEM-denkwijzen zoals het zoeken naar patronen om ideeën te ontwikkelen, voorspellingen te doen, het gebruik van modellen (waaronder wiskundige) …
- Je kan aandacht besteden aan correct refereren naar de geraadpleegde bronnen.
- Je kan aandacht besteden aan een specifieke structuur bij het literatuuronderzoek: bronnen chronologisch volgens hun publicatie, vanuit opeenvolgende theoretische ontwikkelingen of vanuit experimentele waarnemingen. Je kan ook leerlingen laten kiezen voor een thematische ordening (bv. gravitatieveld, elektrisch veld, magnetisch veld).
- Je kan aangeven dat volgens het huidige deeltjesmodel krachten worden gemedieerd door boodschapperdeeltjes, bijvoorbeeld het foton van de elektromagnetische kracht. De gravitatiekracht wordt gezien als een gevolg van de vervorming van de tijdruimte.
- Je kan het onderzoek spreiden over de graad.
Je kan kiezen voor een jaaronderzoek, een trimesteronderzoek …
Je kan binnen het jaaronderzoek een aantal onderzoekscycli doorlopen en binnen hetzelfde onderzoek itereren waarbij de focus ligt op het bijsturen van het onderzoeksproces eerder dan het resultaat. Dat kan door binnen een cyclus de focus te leggen op bepaalde deelaspecten van de onderzoeksmethodiek.
Conclusie, rapportering
- De leerlingen vatten samen hoe het huidige begrip van krachten en krachtwerking op afstand gegroeid is doorheen de evolutie van het wetenschappelijk denken. Ze geven ook aan hoe de gebruikte bronnen zich tegenover elkaar verhouden en identificeren eventuele patronen, thema’s, conflicten en hiaten.
- Ook de gebruikte methoden om de theorievorming te toetsen kunnen worden geschetst.
- Als conclusie kun je de belangrijkste bevindingen laten samenvatten.
- Je kan leerlingen laten reflecteren over het verloop van het literatuuronderzoek in relatie tot de verkregen inzichten en mogelijkheden voor verder onderzoek.
