Vakdidactiek biologie
3 Kernideeën verbinden en leerinhouden verankeren
3.1 van ideeën naar kernideeën
• Iedereen heeft ideeën of denkbeelden over de fysische wereld
o Een idee verklaart de fysische wereld
o Een idee laat toe om de fysische wereld te gebruiken voor eigen doelen
o Een idee staat altijd ter discussie. Het moet altijd opnieuw getoetst worden aan de
wereld
• Soms ontstaat er een conflict tussen wat je denkt en water er werkelijk gebeurt -> zoektocht
naar betere ideeën begint
• De interactie tussen de fysische wereld en ideeën verloopt dus in 2 richtingen
Ideeën verklaren de fysische wereld en de fysische wereld inspireert nieuwe ideeën
• Tijdens een LEERPROCES staan de ideeën of verklaringen steeds ter discussie --> lln, onder
begeleiding van een leerkracht gaan op zoek naar de omstandigheden waarin bepaalde
ideeën al dan niet werken
Als lln hun eigen ideeën of ervaringen in vraag stellen en op zoek gaan naar betere
ideeën komen we tot echt leren
Als ideeën met elkaar vergeleken worden , valt het op dat niet alle ideeën even sterk zijn.
Daar tegenover staan ideeën die veel breder inzetbaar zijn bv ideeën over natuurlijke
selectie of hoe een materie is opgebouwd is zo goed als toepasbaar op de hele fysische
wereld
• Deze verschillen maken het relevant om ideeën te ordenen volgens de omvang van hun
bruikbaarheid
o Een idee is bruikbaar om een fenomeen binnen een bepaalde context te verklaren.
In de klas mag iedereen ideeën formuleren en die ter discussie stellen. Beste manie
om te leren
o Een kernidee is breed toepasbaar binnen verschillende contexten . Het volgt uit
jarenlang onderzoek en er is een wetenschappelijke consensus. Dit wil niet zeggen
dat dit idee niet ter discussie mag gesteld worden
• Elk wetenschapsdomein (biologie, fysica, chemie) heeft eigen kernideeën verzameld.
• De wetenschap van de 21ste eeuw is te omvangrijk. Onmogelijk om in zes jaar SO aan bod te
laten komen om met diepgang te kunnen behandelen
• In het huidige curriculum vh SO komt een vrij omvangrijke hoeveelheid ideeën aan bod,
aangebracht volgens de klassieke opbouw van biologie, chemie, fysica
• Door deze veelheid en diversiteit is het voor kinderen moeilijk om een overzicht te houden
en een samenhang te zien
• In de praktijk : elk kernidee wordt herleid tot een losstaand stukje van buiten te leren
leerstof, zonder dat er te veel duurzame inzichten worden opgebouwd
• Om de overvloed aan kernideeën aan te pakken en te structureren binnen een groter,
overzichtelijk geheel kan je 2 instrumenten gebruiken : een selectie van 8 grote kernideeën
uit de natuurwetenschappen en een atlas die de samenhang tussen de belangrijkste
kernideeën blootlegt
,3.2 instrument 1 : acht grote kernideeën
Om de overdaad en de fragmentarische aanpak en opbouw van kernideeën te stroomlijnen werden
een aantal kernideeën geselecteerd die de structuur en interacties in de natuur bepalen = grote
kernideeën of big ideas
• Een functionele kennis van deze kernideeën zou tot meer inzicht en duurzame kennis leiden
• Vormen een verzameling brede ideeën die de grenzen van de individuele discipline
overschrijden en onderbouwen
• Door dit toe te passen doorheen de jaar SO ontstaat een dieper en duurzamer begrip van de
natuur
Een kernidee kan maar een groot kernidee (big idea) genoemd worden als :
1. Breed belang over meerdere wetenschapsdomeinen heen of als sleutelprincipe binnen één
domein
2. Een duidelijke tool is of hefboom voor het begrijpen en onderzoeken
3. Het gerelateerd kan worden aan de persoonlijke interesse en ervaringen vd lln
4. Het onderwezen en aangeleerd worden over meerdere graden heen
Wil een idee een groot kernidee vormen moeten het minstens voldoen aan twee van de vier
bovenstaande criteria
Voor het opstellen van de lijst met grote kernideeën is men vertrokken vanuit de kernvragen :
• Waaruit bestaat alles ?
• Hoe interageert alles met elkaar ?
Hieruit- volgde de lijst
Materie met uit
bestaat kernideeën
deeltjes :
- Straling is overal
- Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur
- Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een ander object
- Organismen evolueren door overerving, variatie en selectie van kenmerken
- In ecosystemen concurreren organismen om materie en energie
- Er is een sterke wisselwerking tussen wetenschap, techniek en de samenleving
Nu volgt een korte inhoudelijke toelichting van het grote kernidee en de gangbare
3.
leerlingendenkbeelden
3.2.1 Materie bestaat uit deeltjes
• afhankelijk vd context verschillend ingevuld: moleculen, atomen, ionen, elektronen,
protonen, neutronen.
• Belangrijk is dat de eigenschappen van de deeltjes de eigenschappen van de materie als
geheel bepalen
• leerlingendenkbeelden : lln zien materie als iets continu. Worden niet als bouwstenen
gezien maar als kleine stukje van de continue materie. Lln hebben geen besef van de
grootte en de massa vd gebruikte deeltjes
3.2.2.Straling is overal
- elektromagnetische straling doordringt de ruimte en transporteert energie en informatie
,- licht is een vorm van straling
- straling verbindt alle systemen met elkaar
- Leerlingendenkbeelden : hebben het moeilijk om de bron van licht/straling te onderscheiden van
zijn effecten. Ze hebben het moeilijk met het idee dat licht hun ogen moet bereiken om iets te
zien. Ze zien licht niet als informatiedrager. Lln denken dat ze licht kunnen zien
3.2.3 Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur
- cellen zijn de bouwstenen van alle levende organismen
- alle cellen hebben een gelijkaardige basisstructuur en werking
- door cellen te bestuderen krijgt men inzicht in de werking van alle levende systemen
- Leerlingendenkbeelden : lln zien de cel wel als basiselement vd structuur van het organisme
maar niet als basiselement van de werking van het organisme
3.2.4 Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere
- heeft verschillende verschijningsvormen
- tijdens het proces verdwijnt er geen energie maar wordt het omgezet van één vorm in een
andere vorm.
- door naar de stroom van de energie in een systeem te kijken krijgen we een dieper inzicht in
het proces
- Leerlingendenkbeelden : zien energie zelden als iets dat meetbaar en kwantificeerbaar is . De
transformatie van bewegingsenergie naar warmte is moeilijk om te aanvaarden, zeker als het
temperatuureffect klein is. Voor velen is het niet duidelijk dat sommige energievormen zoals
licht, geluid en chemische energie kunnen gebruikt worden om iets te laten gebeuren
3.2.5 wijziging van beweging vereist interactie met een ander object
- een object verandert zijn beweging (versnellen, vertragen, afbuigen,…) niet zelf
- als de bewegingstoestand verandert is dat door interactie met een ander object
- interactie = kracht vandaar dat van dit kernidee wordt verwezen naar een krachtidee
- wijziging van beweging (cruciaal)
- leerlingendenkbeelden : lln zien kracht als een eigenschap van een object eerder dan een
interactie tussen objecten. Constante beweging heeft een kracht nodig om deze beweging te
onderhouden . Er bestaan actieve objecten (vb een hand) die krachten kunnen uitoefenen en
passieve objecten(bv een tafel) die geen kracht kunnen uitoefenen
3.2.6 Organismen evolueren door overerving, variatie en selectie van kenmerken
- organismen geven kenmerken door aan hun nageslacht
- door foutjes in dit systeem onstaat er variatie
- variëteiten die zich het meest aanpassen aan hun omgeving worden uitgeselecteerd
- de diversiteit van levende en uitgestorven organismen is het gevolg van die model
- Leerlingendenkbeelden : denken vaak dat er maar eigenschappen van 1 ouder worden
doorgegeven of bepaalde eigenschappen komen vd vader de andere van de moeder.
o Ze denken dat er eigenschappen van de omgeving kunnen overgeërfd worden;
Denken dat de omgeving zelf voor nieuwe variëteiten zorgt en ontkennen het toeval
in het proces.
o Zien het ontstaan van nieuwe soorten eerder als een geleidelijke overgang en niet
als het overleven van enkele individuen die zich effectiever voortplanten.
o Denken soms dat aanpassingen een gevolg zijn van een doel of een ontwerp
, 3.2.7 In ecosystemen concurreren organismen om materie en energie
- organismen hebben een toevoer van energie en materie nodig om te groeien en zich voort te
planten waardoor zijn in competitie gaan met andere organismen
- de stroom van energie en materie doorheen een ecosysteem verklaart de plaats van de
organismen in het ecosysteem
- Leerlingendenkbeelden : weten niet hoe voedsel wordt omgezet in een organisme en hoe dit
een deel kan uitmaken van dit organisme. Ze denken dat levende organismen uit andere
materialen zijn opgebouwd dan dode. Lln hebben het moeilijk met het idee dat planten hun
voedsel vooral uit de lucht halen. Lln verwarren energie met voedsel, kracht en temperatuur
3.2.8 Er is een sterke wisselwerking tussen wetenschap, techniek en de samenleving
- lln bewust maken van de enorme impact van wetenschap en technologie op hun leven
- verwijst dat wetenschap en techniek elkaar beïnvloeden en niet los te koppelen zijn van de
maatschappij waarin men leeft, de maatschappelijke keuzes die men maakt en de vragen en
noden binnen een samenleving
3.3 Instrument 2 : Atlas van kernideeën voor natuurwetenschappen
• In het secundair komen meer kernideeën voor dan die vorige 8
• Die 8 helpen ons kleinere ideeën te ordenen in het groter geheel
• Er is meer samenhang tussen deze kleinere kernideeën aanwezig
• Deze wordt gevisualiseerd in een atlas voor natuurwetenschappen
o Een vertaling van materiaal ontwikkeld door de AAAS (American association fort he
advancement of Science)
o Is gericht naar wetenschappelijke geletterdheid
• Bij meer wetenschappelijke georiënteerde richtingen : uitbreiding, differentiatie uithalen
• Opgebouwd uit verschillende inhoudelijke thema’s, onderverdeeld in 8 kernideeën
• Inhouden worden geordend volgens leerlijnen
• Voor elk kernidee wordt via pijlen aangeduid welke kernideeën noodzakelijk zijn als
achtergrond om dit idee te verwerven. Je kan makkelijk aftoetsen of alle voorwaarden
aanwezig zijn om nieuwe kernideeën te introduceren
• Ideeën staan geclusterd vlgs graad van abstractie
• Deze niveaus komen overeen met leeftijdsintervallen waarin men bepaalde ideeën kan
aanbrengen. Reeds vanaf de kleuterklas, dan per graad van het lager onderwijs, en zo verder
• Per pagina ook linken met kernideeën op andere pagina’s
3 Kernideeën verbinden en leerinhouden verankeren
3.1 van ideeën naar kernideeën
• Iedereen heeft ideeën of denkbeelden over de fysische wereld
o Een idee verklaart de fysische wereld
o Een idee laat toe om de fysische wereld te gebruiken voor eigen doelen
o Een idee staat altijd ter discussie. Het moet altijd opnieuw getoetst worden aan de
wereld
• Soms ontstaat er een conflict tussen wat je denkt en water er werkelijk gebeurt -> zoektocht
naar betere ideeën begint
• De interactie tussen de fysische wereld en ideeën verloopt dus in 2 richtingen
Ideeën verklaren de fysische wereld en de fysische wereld inspireert nieuwe ideeën
• Tijdens een LEERPROCES staan de ideeën of verklaringen steeds ter discussie --> lln, onder
begeleiding van een leerkracht gaan op zoek naar de omstandigheden waarin bepaalde
ideeën al dan niet werken
Als lln hun eigen ideeën of ervaringen in vraag stellen en op zoek gaan naar betere
ideeën komen we tot echt leren
Als ideeën met elkaar vergeleken worden , valt het op dat niet alle ideeën even sterk zijn.
Daar tegenover staan ideeën die veel breder inzetbaar zijn bv ideeën over natuurlijke
selectie of hoe een materie is opgebouwd is zo goed als toepasbaar op de hele fysische
wereld
• Deze verschillen maken het relevant om ideeën te ordenen volgens de omvang van hun
bruikbaarheid
o Een idee is bruikbaar om een fenomeen binnen een bepaalde context te verklaren.
In de klas mag iedereen ideeën formuleren en die ter discussie stellen. Beste manie
om te leren
o Een kernidee is breed toepasbaar binnen verschillende contexten . Het volgt uit
jarenlang onderzoek en er is een wetenschappelijke consensus. Dit wil niet zeggen
dat dit idee niet ter discussie mag gesteld worden
• Elk wetenschapsdomein (biologie, fysica, chemie) heeft eigen kernideeën verzameld.
• De wetenschap van de 21ste eeuw is te omvangrijk. Onmogelijk om in zes jaar SO aan bod te
laten komen om met diepgang te kunnen behandelen
• In het huidige curriculum vh SO komt een vrij omvangrijke hoeveelheid ideeën aan bod,
aangebracht volgens de klassieke opbouw van biologie, chemie, fysica
• Door deze veelheid en diversiteit is het voor kinderen moeilijk om een overzicht te houden
en een samenhang te zien
• In de praktijk : elk kernidee wordt herleid tot een losstaand stukje van buiten te leren
leerstof, zonder dat er te veel duurzame inzichten worden opgebouwd
• Om de overvloed aan kernideeën aan te pakken en te structureren binnen een groter,
overzichtelijk geheel kan je 2 instrumenten gebruiken : een selectie van 8 grote kernideeën
uit de natuurwetenschappen en een atlas die de samenhang tussen de belangrijkste
kernideeën blootlegt
,3.2 instrument 1 : acht grote kernideeën
Om de overdaad en de fragmentarische aanpak en opbouw van kernideeën te stroomlijnen werden
een aantal kernideeën geselecteerd die de structuur en interacties in de natuur bepalen = grote
kernideeën of big ideas
• Een functionele kennis van deze kernideeën zou tot meer inzicht en duurzame kennis leiden
• Vormen een verzameling brede ideeën die de grenzen van de individuele discipline
overschrijden en onderbouwen
• Door dit toe te passen doorheen de jaar SO ontstaat een dieper en duurzamer begrip van de
natuur
Een kernidee kan maar een groot kernidee (big idea) genoemd worden als :
1. Breed belang over meerdere wetenschapsdomeinen heen of als sleutelprincipe binnen één
domein
2. Een duidelijke tool is of hefboom voor het begrijpen en onderzoeken
3. Het gerelateerd kan worden aan de persoonlijke interesse en ervaringen vd lln
4. Het onderwezen en aangeleerd worden over meerdere graden heen
Wil een idee een groot kernidee vormen moeten het minstens voldoen aan twee van de vier
bovenstaande criteria
Voor het opstellen van de lijst met grote kernideeën is men vertrokken vanuit de kernvragen :
• Waaruit bestaat alles ?
• Hoe interageert alles met elkaar ?
Hieruit- volgde de lijst
Materie met uit
bestaat kernideeën
deeltjes :
- Straling is overal
- Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur
- Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een ander object
- Organismen evolueren door overerving, variatie en selectie van kenmerken
- In ecosystemen concurreren organismen om materie en energie
- Er is een sterke wisselwerking tussen wetenschap, techniek en de samenleving
Nu volgt een korte inhoudelijke toelichting van het grote kernidee en de gangbare
3.
leerlingendenkbeelden
3.2.1 Materie bestaat uit deeltjes
• afhankelijk vd context verschillend ingevuld: moleculen, atomen, ionen, elektronen,
protonen, neutronen.
• Belangrijk is dat de eigenschappen van de deeltjes de eigenschappen van de materie als
geheel bepalen
• leerlingendenkbeelden : lln zien materie als iets continu. Worden niet als bouwstenen
gezien maar als kleine stukje van de continue materie. Lln hebben geen besef van de
grootte en de massa vd gebruikte deeltjes
3.2.2.Straling is overal
- elektromagnetische straling doordringt de ruimte en transporteert energie en informatie
,- licht is een vorm van straling
- straling verbindt alle systemen met elkaar
- Leerlingendenkbeelden : hebben het moeilijk om de bron van licht/straling te onderscheiden van
zijn effecten. Ze hebben het moeilijk met het idee dat licht hun ogen moet bereiken om iets te
zien. Ze zien licht niet als informatiedrager. Lln denken dat ze licht kunnen zien
3.2.3 Levende wezens bestaan uit cellen met een gelijkaardige structuur
- cellen zijn de bouwstenen van alle levende organismen
- alle cellen hebben een gelijkaardige basisstructuur en werking
- door cellen te bestuderen krijgt men inzicht in de werking van alle levende systemen
- Leerlingendenkbeelden : lln zien de cel wel als basiselement vd structuur van het organisme
maar niet als basiselement van de werking van het organisme
3.2.4 Bij elk proces wordt energie omgezet van één vorm in een andere
- heeft verschillende verschijningsvormen
- tijdens het proces verdwijnt er geen energie maar wordt het omgezet van één vorm in een
andere vorm.
- door naar de stroom van de energie in een systeem te kijken krijgen we een dieper inzicht in
het proces
- Leerlingendenkbeelden : zien energie zelden als iets dat meetbaar en kwantificeerbaar is . De
transformatie van bewegingsenergie naar warmte is moeilijk om te aanvaarden, zeker als het
temperatuureffect klein is. Voor velen is het niet duidelijk dat sommige energievormen zoals
licht, geluid en chemische energie kunnen gebruikt worden om iets te laten gebeuren
3.2.5 wijziging van beweging vereist interactie met een ander object
- een object verandert zijn beweging (versnellen, vertragen, afbuigen,…) niet zelf
- als de bewegingstoestand verandert is dat door interactie met een ander object
- interactie = kracht vandaar dat van dit kernidee wordt verwezen naar een krachtidee
- wijziging van beweging (cruciaal)
- leerlingendenkbeelden : lln zien kracht als een eigenschap van een object eerder dan een
interactie tussen objecten. Constante beweging heeft een kracht nodig om deze beweging te
onderhouden . Er bestaan actieve objecten (vb een hand) die krachten kunnen uitoefenen en
passieve objecten(bv een tafel) die geen kracht kunnen uitoefenen
3.2.6 Organismen evolueren door overerving, variatie en selectie van kenmerken
- organismen geven kenmerken door aan hun nageslacht
- door foutjes in dit systeem onstaat er variatie
- variëteiten die zich het meest aanpassen aan hun omgeving worden uitgeselecteerd
- de diversiteit van levende en uitgestorven organismen is het gevolg van die model
- Leerlingendenkbeelden : denken vaak dat er maar eigenschappen van 1 ouder worden
doorgegeven of bepaalde eigenschappen komen vd vader de andere van de moeder.
o Ze denken dat er eigenschappen van de omgeving kunnen overgeërfd worden;
Denken dat de omgeving zelf voor nieuwe variëteiten zorgt en ontkennen het toeval
in het proces.
o Zien het ontstaan van nieuwe soorten eerder als een geleidelijke overgang en niet
als het overleven van enkele individuen die zich effectiever voortplanten.
o Denken soms dat aanpassingen een gevolg zijn van een doel of een ontwerp
, 3.2.7 In ecosystemen concurreren organismen om materie en energie
- organismen hebben een toevoer van energie en materie nodig om te groeien en zich voort te
planten waardoor zijn in competitie gaan met andere organismen
- de stroom van energie en materie doorheen een ecosysteem verklaart de plaats van de
organismen in het ecosysteem
- Leerlingendenkbeelden : weten niet hoe voedsel wordt omgezet in een organisme en hoe dit
een deel kan uitmaken van dit organisme. Ze denken dat levende organismen uit andere
materialen zijn opgebouwd dan dode. Lln hebben het moeilijk met het idee dat planten hun
voedsel vooral uit de lucht halen. Lln verwarren energie met voedsel, kracht en temperatuur
3.2.8 Er is een sterke wisselwerking tussen wetenschap, techniek en de samenleving
- lln bewust maken van de enorme impact van wetenschap en technologie op hun leven
- verwijst dat wetenschap en techniek elkaar beïnvloeden en niet los te koppelen zijn van de
maatschappij waarin men leeft, de maatschappelijke keuzes die men maakt en de vragen en
noden binnen een samenleving
3.3 Instrument 2 : Atlas van kernideeën voor natuurwetenschappen
• In het secundair komen meer kernideeën voor dan die vorige 8
• Die 8 helpen ons kleinere ideeën te ordenen in het groter geheel
• Er is meer samenhang tussen deze kleinere kernideeën aanwezig
• Deze wordt gevisualiseerd in een atlas voor natuurwetenschappen
o Een vertaling van materiaal ontwikkeld door de AAAS (American association fort he
advancement of Science)
o Is gericht naar wetenschappelijke geletterdheid
• Bij meer wetenschappelijke georiënteerde richtingen : uitbreiding, differentiatie uithalen
• Opgebouwd uit verschillende inhoudelijke thema’s, onderverdeeld in 8 kernideeën
• Inhouden worden geordend volgens leerlijnen
• Voor elk kernidee wordt via pijlen aangeduid welke kernideeën noodzakelijk zijn als
achtergrond om dit idee te verwerven. Je kan makkelijk aftoetsen of alle voorwaarden
aanwezig zijn om nieuwe kernideeën te introduceren
• Ideeën staan geclusterd vlgs graad van abstractie
• Deze niveaus komen overeen met leeftijdsintervallen waarin men bepaalde ideeën kan
aanbrengen. Reeds vanaf de kleuterklas, dan per graad van het lager onderwijs, en zo verder
• Per pagina ook linken met kernideeën op andere pagina’s
