Geschiedenis in de scheikundeles: moderne technologie of eeuwenoude technieken? Niek Bijkerk Workshop Woudschoten Scheikunde Conferentie 2 november 2012 Moeten we vertrouwen op nieuwer- of ouwerwetse technieken voor duurzame oplossingen. Vanochtend kijken we vooral de historie

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 Bachelor scheikunde, master science teacher education, chemistry, breder dan 1-jarige leraaropleiding, ook communicatie en wetenschappelijk schrijven, didactische psychologie

Waarom geschiedenis in de scheikundeles? Zelf vroeger op middelbare school weinig interesse in geschiedenis. Nu ik me verdiep en de theorie begrijp ik de relevantie van de geschiedenis beter. Ons doel als docent: maak de historie less boring

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

Geschiedenis van de Energie Oorspronkelijke bundel: Machines & Energie Geschreven door: Rupert Genseberger, Freudenthal Instituut, UU Doelen bundel: Meer wetenschappelijk begrip van energie creëren Relevantie van (historische) context meegeven Wetenschaps-/theorieontwikkeling meegeven Rupert Genseberger, geschiedenis natuurwetenschappen, onderwijsadviseur, activerend onderwijs

Hoe breng je de historische context? Voordracht Dialoog Demonstratie-/leerlingpractica Leerlingen zelf de volgorde/rode draad laten uitvogelen literatuuronderzoek Etc.. Humor en funny facts ook zeker niet onderschatten!

Sociaal constructivisme Driver, R., Asoko, H., Leach, J., Scott, P., & Mortimer, E. (1994). Constructing scientific knowledge 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

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?

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

Good practice (kort): atoommodel Ordenen atoommodelen Nodig: Gelamineerde vellen met atoommodelen Enthousiaste docent

Conceptual Change preconcepts correct concept conceptual conflict Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71) Conceptual Change preconcepts correct concept misconcepten ‘correcte’ wetenschappelijke kennis conceptual conflict Vuur=stof, liter=kilo, energie=tastbaar, etc Preconcepts zijn erg hardnekkig (vandaar grote pijl), wanneer je ze niet opzettelijk laat botsen met de correcte concepts, zullen ze de correcte concepts overrulen/domineren. Belangrijk hierbij is dat je je natuurlijk allereerst bewust bent van de onjuiste voorkennis. Clement: “The misconception is highly resistant to change”

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

Good practice (kort): atoommodel Opdracht: Welke misconcepties verwacht je bij de leerlingen?

Zelf een lessenreeks ontwerpen Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD Zelf een lessenreeks ontwerpen Backward design: Identify Desired Result Determine Evidence Plan Learning Experience and Instructions Lifestraw Eerst doelen stellen, dan bedenken welk bewijs geschikt is voor het behalen van de doelen, tenslotte lesopbouw plannen

Zelf een lessenreeks ontwerpen Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD Zelf een lessenreeks ontwerpen 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 activiteiten Lifestraw

Good practice (lang): bouwen waterfilter Opdracht: Breng in kaart welke onderdelen de lessenreeks moet bevatten om tot een succesvol eindproduct te komen: de waterfilter Welke materialen? Welke ontwikkelingen? Welke stappen?

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?

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 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). 

Chemische vakvaardigheden 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.

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

Wat is micro of macro? Macro Micro Waarnemingsgericht Het model 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 Micro Waarnemingsgericht Het model Waarneembare Symbolen Eigen wereld De verklaring Verschijnsel Kleinste deeltjes De proeven Kort opschrijven wat je associeert bij macro en micro

Verslag examenbijeenkomst Blauwe leerlijn, juli 2009 Macro, Meso of Micro? Blauwe lijn interpretatie van macro-micro Microscoop leeuwenhoek 480X vergroten bacteriën 1-5 micron

Hoe micro/macro behandelen? 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. Welke heeft jullie voorkeur?

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