GESCHIEDENIS IN DE SCHEIKUNDELES: MODERNE TECHNOLOGIE OF EEUWENOUDE TECHNIEKEN?

Niek BijkerkWorkshop Woudschoten Scheikunde Conferentie2 november 2012

Wie ben ik en wat doe ik?• Niek Bijkerk• Docent op te Ede

Science Teacher Education, Chemistry Masteronderzoek:

Geschiedenis van de Energie:evaluatie van een eerstejaarscursus scheikunde

Waarom geschiedenis in de scheikundeles?

Waarom geschiedenis in de scheikundeles?

Oriëntatie opdracht:• Bij welke concepten gebruik

je geschiedenis?• Op welke wijze?• Met welk doel?

Geschiedenis van de EnergieOorspronkelijke bundel: Machines & EnergieGeschreven door: Rupert Genseberger, Freudenthal

Instituut, UU

Doelen bundel:Meer wetenschappelijk begrip van energie creërenRelevantie van (historische) context meegevenWetenschaps-/theorieontwikkeling meegeven

Hoe breng je de historische context?1. Voordracht2. Dialoog3. Demonstratie-/leerlingpractica4. Leerlingen zelf de volgorde/rode draad laten uitvogelen5. literatuuronderzoek6. Etc..

Sociaal constructivisme• Induceer cognitieve conflicten

• Leerling bewust laat worden van eigen preconcept• Leerling preconcept met correct concept laten vergelijken

• Kennis niet overbrengen, maar samen opbouwen: scaffolding

• Betekenis geven aan kennis• Creëren van een kritische blik ten opzichte van de

wetenschap

Driver, R., Asoko, H., Leach, J., Scott, P., & Mortimer, E. (1994). Constructing scientific knowledge in the classroom. Educational Researcher, 23 (pp. 5-12).

Opdracht: Ordenen van informatieVoor hier:• Orden de 12 A4’tjes• Bediscussieer met je groep de volgorde

Voor in de klas:• Welke informatie zou je zelf toevoegen/weglaten?• Bij welke chemische concepten zou je deze methode ook

kunnen gebruiken?

Hoofdlijnen moduleChronologisch pad naar meer inzicht op begrip warmte:a.d.h.v. ontwikkelingen rond stoommachine

Wet van behoud van energie:a.d.h.v. experiment van Joule

Chronologisch pad naar meer inzicht op begrip arbeid:a.d.h.v. ontwikkelingen rond watermolen

Good practice (kort): atoommodelOrdenen atoommodelenNodig:• Gelamineerde vellen met atoommodelen• Enthousiaste docent

Conceptual Changepreconcepts correct conceptmisconcepten ‘correcte’ wetenschappelijke kennis

conceptual conflict

Clement: “The misconception is highly resistant to change”

Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71)

Voorbeeld van misconceptenRaket in de ruimte

“motion implies force”

Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71)

A

B

Good practice (kort): atoommodel

Opdracht:Welke misconcepties verwacht je bij de leerlingen?

Zelf een lessenreeks ontwerpenBackward design:

• Identify Desired Result

• Determine Evidence

• Plan Learning Experience and Instructions

Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD

Lifestraw

Zelf een lessenreeks ontwerpen

Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD

Aankleding:• Schetsen

tijdsbeeld

Hoofdlijnen:• Practica• Literatuuronder-

zoek

Eindproduct:• Presentatie• Verslag• product

Good practice (lang) bouwen waterfilter

• Wanneer ben je tevreden? (doel)

• Hoe meet je de behaalde resultaten? (bewijs)

• Plan je activiteitenLifestraw

Good practice (lang): bouwen waterfilter

Welke materialen? Welke ontwikkelingen? Welke stappen?

Opdracht:• Breng in kaart welke onderdelen de lessenreeks moet bevatten om tot

een succesvol eindproduct te komen: de waterfilter

Zelf een lessenreeks ontwerpenPlannen activiteiten:• Welke historische ontwikkelingen zijn belangrijk voor

begripsvorming?• Welke voorkennis is vereist?• Welk beeldmateriaal ga je gebruiken?• Welke demonstraties zijn er mogelijk?• Hoe gaat het eindproduct eruit zien?• Hoe ga je het eindproduct/proces beoordelen?

1676: Antoni van Leeuwenhoek• Microscoopbouwer• Microbioloog• Wijnroeier

Wijnroeier

Actieve kool

Wat is actief?

Norit® X-FLow

Uitgangspunten Nieuwe Scheikunde

SLO, Ontwerp van het adviesexamenprogramma scheikunde voor havo en vwo, www.nieuwescheikunde.nl

Wisselwerking concept en context

• Maatschappelijke, experimentele, theoretische en beroepsgerichte contexten (groen)

• Scheikundige toepassingen, producten en innovatie (geel).

• Wisselwerking tussen macroscopische en moleculaire eigenschappen van stoffen en materialen (blauw).  

• De moleculaire opbouw (roze). 

Chemische vakvaardighedenA 3.3 Redeneren in termen van structuur-eigenschappen.

De kandidaat kan macroscopische eigenschappen in relatie brengen met structuren op meso- en (sub)microniveau en daarin aspecten van schaal herkennen en kan omgekeerd vanuit structuren voorspellingen doen voer die macroscopische eigenschappen.

SLO, Ontwerp van het adviesexamenprogramma scheikunde voor havo en vwo, www.nieuwescheikunde.nl

Opdracht: Wat is micro en wat is macro?

Opdracht:Schrijf termen op die je associeert met…:

• ...micro• …macro

Wat is micro of macro?Macro• Waarnemingsgericht• Waarneembare• Eigen wereld• Verschijnsel• De proeven

Micro• Het model• Symbolen• De verklaring• Kleinste deeltjes

Sande, van de R. A. W. , Opvattingen van scheikundedocenten over het ‘micro/macro concept’, “paper presented at Onderwijs Research Dagen 2004, Utrecht

Verslag examenbijeenkomst Blauwe leerlijn, juli 2009

Macro, Meso of Micro?Blauwe lijn interpretatie van macro-micro

Hoe micro/macro behandelen?

• Leerinhouden eerst vanuit macro-aspect behandelen en later vanuit het micro-aspect.

• Bij de behandeling van nieuwe leerinhouden altijd zowel het macro- als het micro-aspect bespreken.

• Wanneer het micro-aspect is belicht, een terugkoppeling maken naar het macro-aspect.

Sande, van de R. A. W. , Opvattingen van scheikundedocenten over het ‘micro/macro concept’, “paper presented at Onderwijs Research Dagen 2004, Utrecht

De LifeStraw• Filtert minimaal 1000 liter water.• Verwijdert 99.9999% bacteriën uit het water (>LOG 6 reductie).• Verwijdert 99.9% protozoaire parasieten uit het water (>LOG 3

reductie).• Reduceert troebel water en filtert tot 0.2 micron. • Heel licht, weegt slechts 57 gram.• Bevat geen chemicaliën, geen batterijen en heeft geen bewegende

delen.• Zeer hoge drinkcapaciteit.• Makkelijk schoon te maken.• Zeer duurzaam.• Internationaal erkend en veelvuldig bekroond.• Let op: op dit moment filtert de LifeStraw geen zware metalen of

virussen en ontzilt water niet.

Gebruikte literatuur:• Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American

Journal of Physics, 50 (pp. 66-71)• Doménech, J.L, D. Gil-Pérez, A.Gras-Martí, J. Guisasola, J. Martínez- Torregrosa, J.

Salinas, R.Trumper, P.Valdés & A.Vilches (2007). Teaching of Energy Issues: A Debate Proposal for a Global Reorientation. Science & Education, 16, (p. 43-64)

• Driver, R., Asoko, H., Leach, J., Scott, P., & Mortimer, E. (1994). Constructing scientific knowledge in the classroom. Educational Researcher, 23 (pp. 5-12).

• Johnstone, A.H. (1993) The development of chemistry teaching: A changing response to changing demand. Journal of Chemical Education, 70, 701-705

• Genseberger, R. (2008) Machines en Energie, Welvaart en Wetenschap, Freudenthal instituut voor Didactiek van Wiskunde en Natuurwetenschappen

• Özmen, H. (2004), Some Student Misconceptions in Chemistry: A Literature Review of Chemical Bonding, Journal of Science Education and Technology

• Sande, van de R. A. W. , Opvattingen van scheikundedocenten over het ‘micro/macro concept’, “paper presented at Onderwijs Research Dagen 2004, Utrecht

• SLO, Ontwerp van het adviesexamenprogramma scheikunde voor havo en vwo, www.nieuwescheikunde.nl

• Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD