Ik had zelf bijles nodig voor wiskunde in 2020. Wat mijn bijlesgever deed, is me altijd bijgebleven: hij legde niet uit. Hij liet me oefeningen maken, luisterde naar hoe ik redeneerde, en zocht waar mijn denken een bocht nam die niet klopte. Die bocht repareerden we dan. Dat is nog steeds hoe ik zelf lesgeef.
Bij fysica is dat verschil groter dan bij eender welk ander vak, en dat is meteen de reden dat een tweede zit fysica zo vaak misloopt. Studenten repareren hun kennis, terwijl hun probleem in hun aanpak zit.
Fysica test iets anders dan wat je studeert
Je studeert hoofdstukken. Kinematica, krachten, arbeid en energie, elektrische kringen.
Je examen test of je een stuk tekst kan omzetten in een situatie. Een blok op een helling met wrijving, een wagentje dat tegen een veer botst, twee lampen in parallel. De formule komt daarna pas, en de formule is meestal het makkelijkste deel.
Daarom zie je zo vaak leerlingen die alle formules kennen en toch buizen. Ze kunnen de tweede wet van Newton opschrijven en ze weten niet welke krachten er op dat blok werken. Een formule vertelt je wat je met gegevens mag doen. Ze vertelt je niet welke gegevens je hebt.
De test die vijftien minuten kost
Neem vier oefeningen uit verschillende hoofdstukken. Zet voor elke oefening alleen de eerste stap: teken de situatie, zet erbij wat je weet en wat gevraagd wordt, en schrijf op welk model je gaat gebruiken.
Los ze niet op. Stop daar.
Vergelijk dan met de oplossingen, en kijk alleen naar of je opzet klopte.
Als je opzet meestal klopt en je rekenfouten maakte, dan is je probleem rekenwerk en dat los je op in een paar dagen. Als je opzet vaak fout was, dan heb je de afgelopen weken de verkeerde dingen geoefend, en dat is goed nieuws, want het betekent dat je niet dommer bent geworden. Je hebt gewoon nooit geoefend wat er getest wordt.
Het vrijlichaamsschema is het hele vak
Bij mechanica, en mechanica is meestal het zwaarste deel, komt bijna alles neer op één vaardigheid: alle krachten op een voorwerp tekenen, met de juiste richting, en niets vergeten en niets verzinnen.
De klassieke fouten zijn opvallend consistent.
De normaalkracht wordt gelijkgesteld aan de zwaartekracht, ook op een helling, waar dat niet klopt. Wrijving wordt getekend in de richting van de beweging in plaats van ertegenin. Er wordt een "kracht van de beweging" bijgetekend die niet bestaat, want beweging is geen kracht. En bij twee voorwerpen die op elkaar duwen, wordt vergeten dat de reactiekracht op het andere voorwerp werkt en niet op hetzelfde.
Al die fouten voelen van binnenuit precies hetzelfde als een juist schema. Dat is het vervelende eraan, en het is de reden dat dit onderdeel zich zo slecht laat zelfstudieën.
Doe dit: teken twintig schema's zonder ze op te lossen. Vergelijk elk met de oplossing. Het is saai werk en het repareert meer van je examen dan welke andere twee uur ook.
Eén oefening, helemaal uitgeschreven
Neem het standaardgeval: een blok van 5 kg op een helling van 30 graden, met wrijving. Gevraagd is de versnelling.
Wat de meeste leerlingen doen, is zoeken welke formule bij "helling" hoort. Wat je zou moeten doen, is dit.
Eerst tekenen. Er werken drie krachten op dat blok, niet meer: de zwaartekracht recht naar beneden, de normaalkracht loodrecht op het hellingsvlak, en de wrijvingskracht langs het vlak, tegengesteld aan de beweging. Geen vierde kracht. Er is geen "kracht die het blok naar beneden duwt langs de helling", want dat is gewoon een stuk van de zwaartekracht.
Dan de assen kiezen. En hier zit de truc die het hele probleem makkelijk maakt: leg je x-as langs de helling, niet horizontaal. Twee van je drie krachten liggen dan al netjes langs een as, en je hoeft alleen de zwaartekracht te ontbinden.
Dan pas ontbinden. De component langs de helling is m·g·sin(30°), de component loodrecht erop is m·g·cos(30°). Wie de assen horizontaal had gelaten, moet nu twee krachten ontbinden in plaats van één, maakt meer rekenfouten, en denkt achteraf dat hellingen moeilijk zijn.
Pas nu komt Newton erbij, en dan is het bijna klaar.
Merk op wat hier het echte werk was: tekenen en assen kiezen. De formule was de laatste stap en de kortste. Dat is de verhouding op zowat elk fysicaexamen.
Elektriciteit faalt op één misverstand
Na mechanica is elektriciteit het onderdeel dat de meeste punten kost, en bijna altijd om dezelfde reden: leerlingen onthouden de regels voor serie en parallel als twee lijstjes en verwarren ze onder druk.
Er is een manier om ze niet te moeten onthouden. Denk aan wat er fysisch gebeurt.
In serie is er maar één weg. Alle lading die door de eerste lamp gaat, moet ook door de tweede, dus de stroom is overal dezelfde. De spanning verdeelt zich, want elke lamp neemt een stuk van de beschikbare energie.
In parallel zijn er meerdere wegen. Elke tak hangt rechtstreeks tussen dezelfde twee punten, dus elke tak krijgt dezelfde spanning. De stroom splitst zich, want de lading kiest zijn weg.
Wie dat één keer echt doorheeft, hoeft nooit meer te twijfelen welk lijstje bij welke schakeling hoort. En de klassieke examenvraag, wat er gebeurt met de andere lampen als je er één losdraait, wordt dan bijna triviaal: in serie is de enige weg onderbroken en gaat alles uit, in parallel blijven de andere wegen gewoon bestaan.
Grafieken zijn een apart struikelblok
Bij kinematica staat of valt het bij het verschil tussen een plaats-tijdgrafiek en een snelheid-tijdgrafiek. Leerlingen halen die door elkaar en dat kost hele vragen.
Onthou twee dingen. De helling van een plaats-tijdgrafiek is de snelheid. De oppervlakte onder een snelheid-tijdgrafiek is de afgelegde weg.
Daarmee kan je bijna elke grafiekvraag beantwoorden zonder te rekenen. Een horizontale lijn in een plaats-tijdgrafiek betekent stilstand, want de helling is nul. Een horizontale lijn in een snelheid-tijdgrafiek betekent constante snelheid, wat iets heel anders is. Elk jaar opnieuw verliezen leerlingen punten door die twee te verwisselen op een vraag die verder niets moeilijks had.
Drie weken, in deze volgorde
Week 1, opzetten. Elke dag vijf oefeningen waarbij je alleen de situatie tekent en het model kiest. Niet oplossen. Bij mechanica zijn dat vrijlichaamsschema's, bij elektriciteit zijn dat kringschema's met de stroomrichting erin, bij kinematica zijn dat grafieken.
Week 2, uitwerken. Nu volledig oplossen, per hoofdstuk. Belangrijk: schrijf bij elke oefening op waaróm je dat model koos. Eén zin. Dat lijkt overbodig en het is precies wat je op het examen moet kunnen.
Week 3, door elkaar. Oude examens, op tijd, cursus dicht, vragen in willekeurige volgorde. Als je alleen per hoofdstuk oefent, bereid je je voor op een examen dat je niet krijgt.
Eenheden zijn geen detail
Nog één ding dat goedkoop punten kost. Reken altijd met eenheden mee, niet alleen met getallen.
Als je een snelheid uitrekent en er komt kg per seconde uit, dan weet je dat er iets fout zit voor je het antwoord opschrijft. Dat is een gratis controle op elke oefening, en de meeste leerlingen gebruiken hem niet. Op een examen waar je toch al twijfelt, is dat het verschil tussen een fout doorschrijven en hem opmerken.
Op het examen: deelpunten zijn het hele spel
Bij fysica krijg je bijna altijd punten per stap, niet per eindantwoord. Dat verandert hoe je een examen zou moeten aanpakken, en de meeste leerlingen gebruiken het niet.
Schrijf je opzet altijd op, ook als je vastloopt. Een correct vrijlichaamsschema en de juiste vergelijking, met daarna een rekenfout, levert veel meer op dan een leeg blad met "ik wist het niet". Omgekeerd levert een juist eindantwoord dat uit de lucht komt vallen vaak minder op dan je denkt.
Werk in symbolen tot het einde. Vul pas getallen in bij de laatste stap. Dat scheelt rekenfouten, het maakt je werk leesbaar voor wie verbetert, en het laat je halverwege nog zien of iets klopt. Wie meteen getallen invult, verliest het zicht op wat hij aan het doen is zodra de oefening drie stappen lang wordt.
Sla een vraag over die niet komt, en kom terug. Fysica-examens hebben vaak één vraag die veel zwaarder is dan de rest, en daar twintig minuten aan besteden terwijl er drie makkelijkere onder staan, is de duurste fout van de dag.
En doe die eenhedencontrole op elk eindantwoord. Het kost tien seconden per vraag en het vangt precies het soort fout dat je zelf niet meer ziet nadat je een half uur in dezelfde oefening zit.
En over de tweede zit
Je gaat dit halen. Ik ga alleen niet doen alsof een tweede zit erbij hoort. We zijn dat in Vlaanderen zo gewoon gaan vinden dat sommige leerlingen er in oktober al op rekenen, en dat is net wat een jaar zwaar maakt. Een tweede zit is een reparatie, geen plan.
De echte winst zit ook niet in augustus. Ze zit erin dat je in oktober weet dat fysica begint met tekenen en niet met een formule zoeken.
Waar het alleen studeren meestal spaak loopt, is het herkennen van je eigen verkeerde opzet, om de simpele reden dat je tekent wat je dénkt dat er gebeurt. Daar is een uur meekijken meer waard dan tien uur extra oefeningen. Onze docenten geven bijles fysica aan leerlingen in de tweede en derde graad, en zijn ook beschikbaar tijdens de tweede zit.
De algemene aanpak staat in herexamen of tweede zit voorbereiden. Omdat fysica en wiskunde bij dezelfde leerlingen vastlopen, is herexamen wiskunde halen vaak het nuttigste vervolg. Gratis oefenmateriaal staat verzameld in 10 gratis hulpmiddelen voor je herexamen.
Ligt het vooral aan de schakelingen, waar de meeste punten sneuvelen, dan staat dat onderdeel apart uitgewerkt in elektriciteit en schakelingen.