Natuurkunde 2e blok: hier te downloaden!

WarmteVanGils2019

Tekst ter voorbereiding op het college Natuurkunde door Jan van Gils.
Zelf downloaden, uitprinten en toevoegen aan je ringband.

Warmte in het leerplan

1.      Leerplan op basis van de ontwikkelingsfasen

Mijn ervaringen als docent natuurkunde zijn beschreven in de VPC-uitgave Natuurkunde klas negen vrijeschoolleerplan, waarin ook de leerstof naar de Steiner-indeling van het leerplan is verwoord. Dit boek is te downloaden via Natuurkunde klas 9  

2.      Pedagogie en mensbeeld

Naast kundige docent, ben je ook pedagoog en leerplanontwikkelaar. Dat is langzaam aan common sense geworden. Elke leraar voelt van tijd tot tijd in zich de behoefte opkomen: 'Waarom doe ik eigenlijk wat, wanneer en hoe?'

  • Waarom?         - het eigenlijke pedagogische motief
  • Wat?                - de leerstofinhoud
  • Wanneer?        - het ontwikkelingspsychologische aspect
  • Hoe?                - de didactiek.

Het natuurlijke volwassenwordingsproces duurt 21 jaar. Het is globaal te verdelen in drie fasen (3 x 7 jaar). Driemaal wordt, op een steeds hoger niveau, een proces doorlopen:

  • Dat  voert van een uit de wilspool opstijgende drang tot begrijpen,
  • via een sterk gevoelsmatige rijpings- en stabiliseringsfase,
  • tot een door het denken gericht handelen.

'Nun kann natürlich in unsere Schule das eigentliche Geistesleben nur dadurch hineinkommen, dass sich unsere Lehrerschaft eben aus Anthroposophen zusammensetzt. Dadurch, nicht durch das Lehren der Anthroposophie - unsere Schule darf eben nicht Weltanschauungsschule sein -, aber durch die ganze Art und Weise, wie sich unsere Lehrer verhalten, durch dasjenige, was sie in ihrer Seele tragen, wird wie durch seelische lmponderabilien das Geistig-Seelische in unsere Schule hineingetragen.‘

Rudolf Steiner in 'Menschenerkenntniss und Unterrichtsgestaltung' GA 302, 4e voordracht, Stuttgart 15 juni 1921 (Menskunde en opvoeding, uitgeverij Pentagon).

3.      Methodiek

‘Make a chain of phenomena which are in close connection with each other.’: vindt binnen de veelheid aan fenomenen het oerfenomeen dat aan het begin staat van de hele reeks. 

4. Lesinhouden

De vier elementen - aarde, water, lucht en vuur - als elementaire krachten.

Kaars- en vlamfenomenen.

Vier warmtefenomenen:

  • Warmtecapaciteit
  • Straling
  • Uitzetting.
  • Geleiding

De fenomenologische methodiek start altijd met waarnemen, met datgene wat in de wereld ‘gegeven’ is als natuurlijk fenomeen of als proef. Meten, wegen en tellen alsmede hulpmiddelen behoren tot deze stap.

De fenomenologische weg leid tot begrip, inzicht en doorzicht en mogelijk zijn daarbij nieuwe begrippen nodig.

Aan de hand van de kaars en de vlam zullen we op weg gaan naar fenomenologische inzichten.

Een paradigma van de huidige methodiek is: ‘alles zit er al in’. Zoals elektriciteit in de stof, warmte als beweging van kleinste entiteiten enzovoort. Wanneer we deze paradigma’s tijdelijk parkeren, wat voor inzichten kunnen zich dan uitspreken?

De fenomenen - Jan van Gils

...blijf bij het fenomeen...

Steiner beschrijft in zijn boek Grundlinien de wetenschappelijke  methodiek  voor drie verschillende wetenschapsgebieden – voor de anorganische natuur, de organische natuur en voor de geesteswetenschappen.

Voor de anorganische natuur beschrijft hij dat alle fenomenen tot dit gebied behoren die voor 100% bepaald worden door de uiterlijke voorwaarden. De omstandigheden/ de proefopstelling bepaalt voor 100% het in verschijning treden van een fenomeen. Door samenhangende fenomeenreeksen te ontwikkelen wordt een gebied van fenomenen inzichtelijk. Het gaat in de fenomenologie niet om verklaren met een uitgedacht model maar om het zich ‘verbinden met’ en ‘doorgronden van’ de wereld.

Een fenomeen laat zich in twee richtingen inbedden. Aan de ene kant door eenvoudigere fenomenen  en aan de andere kant door samengesteldere fenomenen. De eerste leidt tot een basisfenomeen – door Goethe het oerfenomeen genoemd en de tweede tot technologie.

De eerste stap in de fenomenologie is het zich met volle aandacht – voorstellingsloos/ begripsloos en gedachteloos inleven in het fenomeen. Het opzuigen van het fenomeen  - éénwording met het  fenomeen in zijn exclusiviteit/ in zijn enkelvoudigheid en zijn afzonderlijkheid. Ons verstand en onze reflectie op ons eigen aandachtproces begeleidt ons in dit éénwordingsproces. Steeds hebben we er tegelijk weet van dat we niet wegdromen of in voorstellingen en verklaringen opgaan. BLIJF BIJ HET FENOMEEN is het credo.

Nog vele vragen zullen volgen – zoals: hoe komen we dan tot begrijpen/ wat is de functie van het denken enz.

Onder de tab "Licht-warmte-klank" wil ik kwalitatief ingaan op 3 deelgebieden van de natuurkunde:  warmte – klank en licht/donker. Daarnaast ga ik aan de hand van proeven in op elektriciteit[1] en magnetisme[2]. Zie de literatuur wanneer je je hierop wil voorbereiden.  

[1]http://www.stralingsrisicos.nl/images/pdf/DE%20INVLOED%20VAN%20ELEKTROMAGNETISCHE%20STRALING%20OP%20DE%20MENS.pdf

Methodiek - Jan van Gils

Alvorens in te gaan op een serie fenomenen wil ik eerst de methode ter sprake brengen om tot inzicht te komen. In onze opleiding richten we ons op de fenomenologische methodiek. De praktijk en het zicht op de fenomenologische methodiek is niet eenduidig uitgekristalliseerd.

Historisch werd de fenomenologische methodiek gepraktiseerd door Goethe en Faraday voordat er een reflectie op de natuurwetenschappelijke methodiek plaats vond.
Rond 1900[1] is er voor het eerst een filosofische reflectie op de dan gangbare Kantiaanse methodiek (empirische cirkel) waarin de fenomenologie een plaats krijgt. In de loop van de 20ste eeuw vind de fenomenologische methodiek langzaam zijn weg in de literatuurbeschouwing, de geestelijke gezondheidszorg, yoga en mindfullness. Alhoewel de laatste twee zich hierop niet baseren. Tot de economie, sociale en natuurwetenschappen is deze methodiek nooit doorgedrongen. Ook binnen de antroposofische beweging leidt de fenomenologie een verheven doch inactief bestaan.

In de leerplan werkboeken[1] natuurkunde voor vrijeschoolonderwijs is de fenomenologische methodiek[2] voor de anorganische natuur beschreven.

De vier stappen laten zijn in het boek op pagina 40 als volgt samengevat:

Op zoek naar oerfenomenen - Bob Siepman van den Berg

Goethe's aanpak ...

Wat opvalt bij de bestudering van met name Goethe's kleurenleer is, dat hij meestal reeksen van verwante proeven presenteert. Goethe geeft zelf een toelichting op deze werkwijze in zijn essay “Het experiment als bemiddelaar van object en subject”:

hij stelt dat één enkel experiment weinig zegt en dat het de “hoogste plicht” is voor een natuuronderzoeker om te streven naar reeksen verwante verschijnselen en experimenten omdat deze veel beter de principes en wetmatigheden laten zien dan een losstaand experiment. Het grote gevaar bij één enkele proef is, dat ons verstand gaat speculeren over verklaringen, waardoor we de doorleefde verbinding met de verschijnselen kwijtraken. Zo'n reeks van verwante verschijnselen levert iets op wat Goethe noemt een “ervaring van een hogere soort”. Hierdoor wordt meestal veel duidelijker wat de werkzame principes en wetmatigheden zijn.

Een ander, maar verwant kenmerk van Goethe's aanpak is dat hij bij het doen van proeven probeert de verschillende omstandigheden waaronder een  bepaald verschijnsel optreedt, op een geleidelijke manier te veranderen. Langs deze methodische principes wordt het mogelijk om door te dringen tot wat Goethe noemt de “oerfenomenen”. Dit zijn elementaire of enkelvoudige fenomenen die niet verder verklaard hoeven worden, maar waarmee je omgekeerd de ingewikkelde of samengestelde fenomenen kunt verklaren, namelijk door ze af te leiden uit deze oerfenomenen.

In de Opleiding  Fenomenologie gaan we deze methodische principes, die zeer bruikbaar zijn in het  natuur- en scheikunde-onderwijs op Vrijescholen, toepassen op concrete groepen van verschijnselen en experimenten.