Interactief boek ‘Show the Physics’ is cadeau aan studenten en docenten

Natuurkunde verklaart hoe de (dode) natuur werkt. Toch blijft voor velen natuurkunde een abstract of zelfs angstaanjagend vak. Konden natuurkundige begrippen maar wat toegankelijker worden, of zelfs nieuwsgierig maken. Neem begrippen als golven, wrijving of warmte die tot leven komen. Niet als woorden in een boek, maar als praktische experimenten. Dat is het idee achter het innovatieve en interactieve online natuurkundeboek ‘Show the Physics’ (details onderaan artikel). De auteurs van dit ‘boek’ hopen de manier waarop natuurkunde wordt onderwezen te verlevendigen.

Het online boek bouwt voort op de reeks ShowdeFysica, een uitgave van de Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen (NVON). Dr. Freek Pols (faculteit Technische Natuurwetenschappen) is een van de auteurs. Ze bedachten hoe ze demonstratieproeven effectiever konden maken. Hij vertelt: “We wilden een breder publiek bereiken met deze boeken.”

Veel van de 99 uitgekiende demonstratieproeven gaan vergezeld van video’s, simulaties en Python-scripts om ze geschikt te maken voor gebruik in klaslokalen waar ook ter wereld. Vooral voor leraren met weinig middelen is dat een uitkomst.

Pols toont een opstelling van een eenvoudige demonstratie met twee cilinderveren die met een haak aan elkaar verbonden zijn, een touw en een gewicht. “Wat gebeurt er met het gewicht als je de haak losmaakt?”, vraagt Pols met pretoogjes. De eerste gedachte – dat het gewicht naar beneden gaat – klopt niet. Zijn uitleg zorgt wel voor een aha-belevenis, een blik van herkenning. De demo’s zijn bedoeld om zulke momenten te creëren, en natuurkunde toegankelijker en herkenbaar te maken voor studenten.

’Iemand zei: dit heeft mijn manier van lesgeven veranderd’

Maar het project draait niet alleen om studenten. Het biedt ook docenten handreikingen om hun onderwijs te verfijnen. Met secties over leerdoelen en bewezen methoden kunnen leraren hun lessen effectiever maken. “Soms werkt een proef niet zoals je dacht”, zegt Pols. “Dit boek helpt leraren te bepalen waarom dat zo is, en wat je kunt doen om dit te verbeteren.”

De ontwikkeling van het online ‘boek’ had wat voeten in de aarde. Video’s maken van bijna honderd experimenten vergde tijd, geduld en vaak meerdere opnamen. “Als we de bloopers hadden gehouden zou het een comedy zijn”, lacht Pols. Vertalen vanuit het Nederlands, interactieve opties ontwerpen en zicht houden op de projectorganisatie legden een flink beslag op zijn tijd. “Maar als je ziet wat het geworden is, was het voor mij de moeite waard.”

Open access

Het online boek is gratis toegankelijk, geheel in lijn met de groeiende beweging van open education aan de TU Delft en wereldwijd. Terugkijkend zegt Pols: “We hebben er jaren aan gewerkt, dus waarom zouden anderen daar geen baat van mogen hebben?” Hij herinnert zich de reactie van een leraar: “Hij was zo enthousiast dat hij direct materiaal leende voor zijn komende les. De echte beloning is voor mij als iemand het boek gebruikt en zegt: dit heeft mijn manier van lesgeven veranderd.”

Samen met een collega werkt Pols nu aan een breder aanbod van demonstraties. Hij wil docenten uitnodigen om bij te dragen met Jupyter books in combinatie met GitHub. Zo hopen ze een wereldwijd aanbod te bouwen dat nog jaren relevant blijft.

Dit artikel is geschreven door TU-student Anusha Sheth.

Dit experiment combineert verbranding met kracht en beweging op een verrassende manier. Het experiment duurt minder dan een seconde; het interessante is om te voorspellen wat zal gebeuren en een verklaring daarvoor te vinden. (Video: Show the Physics)