Geschiedenis in de scheikundeles : moderne technologie of eeuwenoude technieken?

1. Geschiedenis in de scheikundeles: moderne technologie of eeuwenoude technieken? Niek Bijkerk Workshop Woudschoten Scheikunde Conferentie 2 november 2012

2. Wie ben ik en wat doe ik? • Niek Bijkerk • Docent op te Ede ScienceTeacher Education, Chemistry Masteronderzoek: Geschiedenis van de Energie: evaluatie van een eerstejaarscursus scheikunde

3. Waarom geschiedenis in de scheikundeles?

4. Waarom geschiedenis in de scheikundeles? Oriëntatie opdracht: • Bij welke concepten gebruik je geschiedenis? • Op welke wijze? • Met welk doel?

5. Geschiedenis van de Energie Oorspronkelijke bundel: Machines & Energie Geschreven door: RupertGenseberger, Freudenthal Instituut, UU Doelen bundel: • Meer wetenschappelijk begrip van energie creëren • Relevantie van (historische) context meegeven • Wetenschaps-/theorieontwikkeling meegeven

6. Hoe breng je de historische context? • Voordracht • Dialoog • Demonstratie-/leerlingpractica • Leerlingen zelf de volgorde/rode draad laten uitvogelen • literatuuronderzoek • Etc..

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

8. Opdracht: Ordenen van informatie Voor 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?

9. Hoofdlijnen module Chronologisch 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

10. Goodpractice(kort): atoommodel Ordenen atoommodelen Nodig: • Gelamineerde vellen met atoommodelen • Enthousiaste docent

11. Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductorymechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71) Conceptual Change preconcepts correct concept misconcepten‘correcte’ wetenschappelijke kennis conceptual conflict Clement: “The misconception is highlyresistantto change”

12. Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductorymechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71) Voorbeeld van misconcepten Raket in de ruimte “motion implies force” A B

13. Goodpractice(kort): atoommodel Opdracht: Welke misconcepties verwacht je bij de leerlingen?

14. Wiggins, G. P., andMcTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD Zelf een lessenreeks ontwerpen Backward design: • IdentifyDesiredResult • DetermineEvidence • Plan Learning ExperienceandInstructions Lifestraw

15. Wiggins, G. P., andMcTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD Zelf een lessenreeks ontwerpen • Aankleding: • Schetsen tijdsbeeld • Hoofdlijnen: • Practica • Literatuuronder-zoek • Eindproduct: • Presentatie • Verslag • product

16. Goodpractice(lang) bouwen waterfilter • Wanneer ben je tevreden? (doel) • Hoe meet je de behaalde resultaten? (bewijs) • Plan je activiteiten Lifestraw

17. Goodpractice (lang): bouwen waterfilter • Opdracht: • Breng in kaart welke onderdelen de lessenreeks moet bevatten om tot een succesvol eindproduct te komen: de waterfilter

18. Zelf een lessenreeks ontwerpen Plannen 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?

20. 1676: Antoni van Leeuwenhoek • Microscoopbouwer • Microbioloog • Wijnroeier

22. Wijnroeier

23. Actieve kool Wat is actief?

24. Norit® X-FLow

25. SLO, Ontwerp van het adviesexamenprogramma scheikunde voor havo en vwo, www.nieuwescheikunde.nl Uitgangspunten Nieuwe Scheikunde • 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). 

26. SLO, Ontwerp van het adviesexamenprogramma scheikunde voor havo en vwo, www.nieuwescheikunde.nl Chemische vakvaardigheden A 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.

27. Opdracht: Wat is micro en wat is macro? Opdracht: Schrijf termen op die je associeert met…: • ...micro • …macro

28. Sande, van de R. A. W. , Opvattingen van scheikundedocenten over het ‘micro/macro concept’, “paper presented at Onderwijs Research Dagen 2004, Utrecht Wat is micro of macro? Macro • Waarnemingsgericht • Waarneembare • Eigen wereld • Verschijnsel • De proeven Micro • Het model • Symbolen • De verklaring • Kleinste deeltjes

29. Verslag examenbijeenkomst Blauwe leerlijn, juli 2009 Macro, Meso of Micro? Blauwe lijn interpretatie van macro-micro

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

31. 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.

32. Gebruikte literatuur: • Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductorymechanics. 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). Constructingscientificknowledge 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 ScienceEducationandTechnology • 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., andMcTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD