Je eigen studiekeuze in een rationeel (universitair) onderwijsaanbod: KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN Je eigen studiekeuze in een rationeel (universitair) onderwijsaanbod: Opleidingsonderdelen op maat gesneden.

Probleemstelling: chemie cursus eerste kan faculteit wetenschappen: 200 studenten “studenten wetenschappen” biologie, chemie, fysica, geo?? verschillende interesse, verschillende voorkennis, verschillende aantal uren verschillende werkvormen hier en nu: 22 inschrijvingen “leraars wetenschappen” biologie, chemie, fysica?? verschillende interesse verschillende voorkennis zelfde aantal minuten één enkele werkvorm

chemie cursus eerste kan faculteit wetenschappen: Probleemstelling: chemie cursus eerste kan faculteit wetenschappen: hoorcollege (allen 2u/w) oefeningen (2 of 1 of 0 u/w) practica (1 u/w) verschillende werkvormen verschillend aantal uren oorzaak: 2 tegenstrijdige krachten: centrifugaal: verschillende individuele POC’s, maar centripetaal: slechts één titularis (“rationalisatie”) hier en nu: lezing of beurs of werkgroep “werk”-groep ? 1 of 2 uur één enkele werkvorm: werkgroep van 1 uur

1. Gestart vanuit een probleem Grondslagen van de Moderne Chemie practicum oefeningen hoorcollege Eén vak, verschillende leerstofonderdelen Grondslagen van de Moderne Chemie 1ste kan. scheikunde 2de kan. natuurkunde 1ste kan. geografie 1ste kan. biologie Eén hoorcollege, verschillende studierichtingen

2. Differentiatie en integratie Leerlingen en studenten van verschillende studierichtingen hebben verschillende noden en interesses. Hoe kan het vak chemie op maat gesneden worden voor verschillende studierichtingen? Differentiatie van oefeningen en practica, afhankelijk van de studierichting. Integratie van de verschillende opleidings-onderdelen. Implementatie in een elektr. leerplatvorm ~ begeleide zelfstudie

2. Differentiatie en integratie voorstel: technisch: resultaat: “klaar”, beschikbaar voor tijdelijke leden onderwijsteam inhoudelijk: hoorcollege-oefeningen/practica: concept - contextueel project: keuze POC’s documents integratie hoorcollege Scheikunde, Biologie, Geografie, Natuurkunde course assignments oefeningen practica Scheikunde Biologie Geografie Natuurkunde groups zijn verschillende “reeksen” van <20 studenten d i f f e re n t i a t i e

3. Werken in cycli rond een bepaald thema Afgerond deel van de cursus besproken  cyclus begint iedere groep / studierichting krijgt een opdracht  thema sluit aan bij interesses van deze groep = differentiatie  bevat oefeningen, zelfstudieopdrachten en een practicum  geïntegreerd binnen Blackboard (elektronische leeromgeving) nadruk op nieuwe leerstof ook vroegere leerstof komt aan bod => uiteindelijk komen alle aspecten van een experiment (T.D., kin., reactietype) aan bod

4. Opbouw van een cyclus 1ste Oefeningenzitting initiële oefeningen maken (nieuwe leerstof) aanbrengen van het probleem Zelfstudie via Blackboard geen oefenzitting (vrijaf) discussieforum op Blackboard (voorbereiding op practicum) 2de Oefeningenzitting meer complexe oefeningen maken (~opdracht) Practicum uitvoering experiment (~opdracht) zelfstudieopdracht afgeven Voorstelling in laatste les & Examen voorstelling van thema door groep examen over oefeningen en practica als geheel

5. Verloop van het academiejaar afgesloten hoofdstuk 1ste kan. Scheik. 1ste kan. Biologie 1ste kan. Geografie 2de kan. Natuurk. 1 2 inleidende cyclus 3 Thermodyn. 4 5 cyclus 1 inleidende cyclus 6 Kinetica 7 8 cyclus 2 cyclus 1 9 H+ & e- transfer 10 11 cyclus 3 cyclus 2 cyclus 1 cyclus 1 12 13 voorstelling voorstelling voorstelling voorstelling

6. Thema’s Eerste kan. chemie Eerste kan. biologie Oplossingen maken, hoe gebeurt het in het ziekenhuis? Instant hot packs, een warme maaltijd zonder vuur. Nitriet in de voedselketen. Stikstof: verschillende vormen en oxidatietrappen. Eerste kan. biologie Oplossingen maken, hoe gebeurt het in het ziekenhuis? Waarom worden (aard)appelen bruin als je ze laat vallen? Bepaling van het zuurstofgehalte in een rivier. Vitamine C: hoeveel zit er in een commercieël poeder? Eerste kan. geografie Percentage ijzer in Vlaamse getuigenheuvels in kaart. Tweede kan. natuurkunde De werking van casettebandjes, chemisch bekeken.

7. Voorbeelden A. OPLOSSINGEN – CONCENTRATIES – DE ‘MOL’– VERDUNNINGEN: oplossingen maken, hoe gebeurt het in het ziekenhuis? infuus met NaCl-oplossing 0,9%  Wat is de concentratie aan NaCl in de opl.  Hoe maak je zo’n infuus van 100 mL  Hoeveel moleculen NaCl bevat dit infuus  Hoe maak je hiermee 100 mL infuus van 0,0556 M NaCl infuus met Glucose-oplossing 5% ... infuus met NaCl-opl. 0,9% & Glucose-opl. 5%

7. Voorbeelden B. THERMODYNAMICA: Instant hot packs, een warme maaltijd zonder vuur.  Wat is de kritieke waarde (i.v.m. enthalpie) opdat een reactie in aanmerking komt als verwarmingselement van een ‘instant hot pack’?  Aan welke andere voorwaarden zou de reactie ook moeten voldoen met het oog op de praktische toepassing van het systeem?

7. Voorbeelden C. KINETICA: Waarom worden (aard)appelen bruin als je ze laat vallen? polyfenolen: in celwand  anti-oxidatieve werking polyfenol oxidase: in cel  enzyme, oxideert polyfenolen en koppelt ze aan elkaar tot lange ketens (= melanines) komen in normale omstandigheden niet met elkaar in contact. Bij vallen beschadig je de cel en komen de 2 stoffen toch met elkaar in contact  reactie  bruine kleur PFO + O2 + O2 melanines (bruine kleur)

7. Voorbeelden D. OXIDOREDUCTIEREACTIES: de werking van casettebandjes, chemisch bekeken... cassettebandje (type I) bestaat uit kunststof met aan één kant een laagje ijzeroxide (Fe2O3, bruin). Geluid = trillingen  membraan in microfoon trilt  mechanische trilling => elektromagnetische trilling  opnamekop: ijzeroxidedeeltjes in een magnetisch patroon weergavekop: magnetisch patroon => trillingen (= geluid)  Bepaal de dikte van het ijzeroxidelaagje

7. Voorbeelden E. OXIDOREDUCTIEREACTIES: bepaling van het zuurstofgehalte in een rivier. opgeloste zuurstof: essentieel voor gezonde rivieren en meren. zonder zuurstof  geen vissen,planten ...  Hoe zou je een waterstaal nemen, mag er bijvoorbeeld nog lucht aanwezig zijn in de fles  Hoe zou je het zuurstofgehalte in water kunnen bepalen, aan welk type reactie denk je wanneer je te maken hebt met O2  opgeloste zuurstof bepalen met de methode van Winkler

7. Voorbeelden F. OXIDOREDUCTIEREACTIES: percentage Fe in Vlaamse getuigenheuvels in kaart gebracht. 8 miljoen jaar geleden: laag sterk glauconiet-houdend zand afgezet.  verweerd en aan elkaar geroest  sterke laag ijzerzandsteen. voorbije 5 miljoen jaar: bodem omhoog getild oude zee is teruggetrokken. zachte zandlagen boven ijzerzandsteen weggespoeld. heuvelend landschap met ijzerzandsteen op bodem.  Bepaal het ijzergehalte in een zelfgevonden ijzerzandsteen

7. Voorbeelden F. OXIDOREDUCTIEREACTIES: percentage Fe in Vlaamse getuigenheuvels in kaart gebracht.

Vergelijking van de examenresultaten 8. Besluit Integratie + differentiatie = meer voeling met de chemie van het dagelijkse leven & interesses van de studenten  studenten zijn meer geïnteresseerd (enquête) duidelijkere samenhang theorie en praktijk  betere examenresultaten (in vgl. met vorig jaar) Vergelijking van de examenresultaten academiejaar Scheikunde Biologie Geografie Natuurkunde 2001-2002 10,6/20 (53,0 %) 9,1/20 (45,5 %) 9,0/20 (45,0 %) 13,0/20 (65,0 %) 2002-2003 9,6/20 (48,0 %) 11,0/20 (55,0 %) verschil + 12,0 % + 2,5 % + 10,0 % + 0,0 %