visie groene voorbeeldleerlijn havo - Start

Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
De groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment 2007-2009.
Inleiding
In dit document wordt weergegeven wat de achterliggende ideeën zijn van de groene leerlijn
van het havo examenexperiment. Deze beschrijving is een ideaalbeeld waar langzamerhand
naar toe gewerkt gaat worden.
Uitgangspunten
Binnen de groene leerlijn van de havo spelen een aantal uitgangspunten een rol. Deze
uitgangspunten komen enerzijds voort uit de behoefte onze complexe maatschappij te
doorgronden en oplossingen te zoeken voor chemisch-technologische, chemischwetenschappelijke en -maatschappelijke vraagstellingen, en anderzijds de noodzaak
leerlingen te leren zélf en zelfstandig de genoemde vraagstellingen aan te pakken en
daarmee het nemen van hun eigen maatschappelijke verantwoordelijkheid te stimuleren en
te ontwikkelen.
Inhoudelijk
Door het gebruik van uitdagende, gevarieerde, complexe en voor hen betekenisvolle
contexten leren leerlingen uitgaande van macro-meso-micro mechanismen (en vice versa) te
redeneren in structuur-eigenschappen relaties. Daarnaast leren zij te redeneren in de vorm
van duurzame kringlopen en leren zij verschijnselen binnen levende organismen te
beschrijven in termen van transport van (chemische) stoffen.
Bij dit chemisch redeneren gaat het er om dat leerlingen inzicht krijgen in de complexe
samenhang tussen de wetenschap, technologie en de maatschappij, en zélf een weg vinden
in de veelheid aan kennis en informatie. De begripsvorming van leerlingen vindt daarbij
plaats vanuit relevante technologische en maatschappelijke vraagstukken en de reflectie
daarop wat betreft bruikbaarheid en validiteit.
Didactisch
Leerlingen blijken efficiënter, sneller, diepgaander en gemotiveerder te leren als zij in de rol
van een toekomstige chemicus (onderzoeker, ontwerper, controleur, analyticus e.d.) of in de
rol van burger (ouder, recreant, werkgever/werknemer e.d.) voor hen relevante
vraagstellingen zelfstandig gaan onderzoeken. Daarbij geldt dat leerlingen opgeleid moeten
worden om dat te kunnen. Dit betekent een geleidelijke training en oefening van het
zelfstandig en zelfverantwoordelijk uitvoeren van allerlei leeractiviteiten. Leerlingen gaan
daarbij (vaak samen) iets uitzoeken, iets oplossen, iets ontwikkelen, iets maken, etc. Deze
activerende didactiek houdt ook in dat leerlingen met elkaar overleggen, discussiëren (o.l.v.
een docent) startend vanuit de voorkennis en dan min of meer geleid worden naar de
uiteindelijke doelen. Dus voortbouwen op datgene dat al aanwezig is en dan door naar de
lastige scheikundige begrippen. De rol van de docent daarbij varieert sterk van model via
activator en begeleider tot monitor en beoordelaar.
Nieuwe methodieken die bovenstaande didactische uitgangspunten in zich dragen zijn onder
andere verhalend Ontwerpen, Probleemgestuurde Aanpak, Samenwerkend leren, het
Adviesbureau.
Pedagogisch
De maatschappij verandert snel en leerlingen krijgen buiten school op jonge leeftijd steeds
meer verantwoordelijkheden onder andere in bijbaantjes. In het huidige onderwijs is er nog
steeds een zeer hiërarchische verhouding tussen docent-leerling en leerstof-leerling. Deze
discrepantie wordt door leerlingen als een handicap ervaren om ‘school’ als interessant te
zien en dit effect wordt nog versterkt door het feit dat de huidige leerlingen in de moderne
communicatieve maatschappij de docenten over het algemeen veruit de baas zijn op het
gebied van (het gebruik van) de moderne ict- en communicatieapparatuur. Daar bovenop
blijken de huidige leerlingen (weliswaar over het algemeen een vluchtige) methodiek
ontwikkeld te hebben om snel en efficiënt meerdere dingen tegelijkertijd of direct achter
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
elkaar te doen. Deze twee ontwikkelingen staan op gespannen voet met de hierboven
genoemde hiërarchische verhouding en daarom is de nieuwe scheikunde een uitgelezen
kans om leerlingen de waardering te geven als mondige, efficiënte en verantwoordelijke
burger die ze ook buiten school krijgen.
De leerlijn en de modules
Binnen de leerlijn zijn er steeds 2 modules die met elkaar samenhangen en afgesloten
worden met een brug-module (zie bijlage 1). Elke module is steeds op dezelfde manier
opgebouwd (zie bijlage 2).
Vergelijking met de gele, blauwe en bonte leerlijn.
Om een goede vergelijking te kunnen maken met de andere leerlijnen binnen de Nieuwe
Scheikunde zijn er een aantal vragen geformuleerd aan de hand waarvan de verschillen
tussen deze leerlijnen verduidelijkt worden. Deze vragen en het antwoord daarop zijn
hieronder opgenomen.
1. Wat is/zijn in de leerlijnen mechanismen voor begripsvorming bij
leerlingen?
- De inhoud moet er voor leerling toedoen: vragen beantwoorden, nieuwsgierigheid
bevredigen, verwondering wekken en verklaren, onderzoek stimuleren, toepassingen
laten zien en verklaren e.d.
- Door leerlingen in een rol te plaatsen van onderzoeker, technisch ontwerper, analist,
controleur e.d. zien zij wat het verband is tussen technologische en maatschappelijke
vraagstukken/problemen en concepten, en omgekeerd.
- Door zelfstandig onderzoeksmatig bezig te zijn rond uitdagende,
gevarieerde,complexe en betekenisvolle vraagstukken kunnen leerlingen vanuit hun
eigen leer- en werkstijl, en zoveel mogelijk vanuit hun eigen interesses op hun eigen
wijze kennis construeren en relateren met bij hen bekende kennis. Begripsvorming is
daardoor een individueel proces in samenhang met de leeromgeving. Deze
leeromgeving wordt bepaald enerzijds door de leerling en zijn medeleerlingen,
anderzijds door de bronnen, waar de concepten uitgehaald kunnen worden, de
gevolgde of te volgen didactische methodiek en de te raadplegen (externe)
deskundigen, waaronder de docent.
- Leren kan onderverdeeld worden in begripsontwikkeling (inzichten ontwikkelen),
feiten leren, het aanleren, oefenen en toepassen van vaardigheden en het
ontwikkelen van attitudes.
- Begripsontwikkeling vindt plaats door ontdekken, ervaren, spelen, analyseren en
reflecteren. De rol van de docent daarbij is begeleider, coach.
- Het aanleren van feiten vindt plaats door studeren, navragen, redeneren, oefenen om
te onthouden, steeds binnen een betekenisvolle context. De rol van de docent daarbij
is toezichthouder en/of uitlegger.
- Bij de ontwikkeling van vaardigheden en van attitudes van leerlingen zijn belangrijke
activiteiten achtereenvolgens: het aanleren van vaststaande procedures, het oefenen
van deze procedures en tenslotte het zelfstandig creatief toepassen daarvan.
Docenten hebben daarbij de rollen: model zijn, activator/begeleider zijn en
monitor/beoordelaar zijn. (zie ook bijlage 3)
2. Op welke manier moet inhoudelijke kennis gerangschikt/open zijn? Welke
consequenties voor de ordening van inhoud?
- Een lessenserie/module beperkt de hoeveelheid concepten die geleerd dienen te
worden. Deze concepten worden in relevante bronnen behandeld. Aan te bevelen is
meerdere bronnen te selecteren en leerlingen daarin te laten grasduinen met de
opdracht zelf samenvattingen te maken van de behandelde concepten en deze
samenvattingen via commentaar van je buurman/buurvrouw (check in duo’s
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
-
-
versie 03062008JvR
bijvoorbeeld) bij te stellen en tenslotte te vergelijken met de
theoriebladen/kenniskaarten die in de module opgenomen kunnen zijn.
De kennis wordt strikt via het need-to-know principe aangeboden en in de vorm van
voor de contextvraag relevante vakvragen aan de orde gesteld. Deze relevante
vakvragen zijn de sleutelvragen binnen de context. Zij bepalen en beperken de te
bestuderen concepten. In een later stadium kunnen leerlingen geleidelijk zelf dit soort
vragen gaan genereren via de concept-map methode (brainmaps,webstructuren
e.d.). Te allen tijde is er voor docenten en leerlingen de mogelijkheid om naast deze
sleutel(vak)vragen extra vakvragen naar eigen inzicht toe te voegen.
De ordening van de inhoud wordt volledig door de contextvraag en door de relevante
sleutel-vakvragen bepaald.
De nieuwe kennis wordt door aanvankelijk door de docenten en in een later stadium
door de leerlingen zelf in ‘clusters van vakbegrippen’ gerangschikt. Deze zijn in die
zin ‘open’ dat ze voortdurend bijgesteld, aangevuld en onderling met elkaar
verbonden worden met name in de Brug-modules.
3. Onderscheid tussen 'bronnen' (de boekenkast) en de constructie van
kenniskaarten (door wie: de moduleontwerper of leerlingen)?
Zie punt 2.
4. Op welke manier wordt er aan de metacognitieve vaardigheid
'kennisconstructie' bij leerlingen gewerkt? Hoe zien daarvoor de
activiteiten in de brug eruit?
- Kennisconstructie vindt plaats doordat leerlingen zelf hun eigen weg en volgorde binnen de
module gaan zoeken aan de hand van in de module duidelijk omschreven activiteiten
(experimenten uitvoeren, bronnen bestuderen, oefeningen doen, samenvattingen maken,
schema’s maken, macro-meso-micro redeneringen oefenen en toepassen, leren redeneren
in duurzame kringlopen en vervolgens deze redeneringen gaan gebruiken)
- Kennisconstructie vindt plaats doordat leerlingen van de context naar de onderliggende
concepten gaan en na uitvoerige bestudering met deze concepten de contextvragen gaan
beantwoorden (bijvoorbeeld door een technisch ontwerp te maken, door een advies te
schrijven, door andere soortgelijke problemen op te lossen).
- Kennisconstructie wordt bestendigd in de Brug doordat de antwoorden op de contextvragen
uit de verschillende modules vergeleken worden, verschillen en overeenkomsten op een rij
gezet worden en leerlingen uitgedaagd worden het geleerde te systematiseren en in te
passen in het bij hen bestaande netwerk van geclusterde vakbegrippen/concepten en
daarmee te oefenen. Tot slot gaan de leerlingen zelfstandig een nieuw
probleem/vraagstelling (context) met behulp van de geleerde concepten proberen op te
lossen.
5. Hoe kunnen we het expliciteren van concepten bij leerlingen nader
vormgeven / faciliteren? Hoe vervolgens te ordenen in toekomstige
syllabi?
Zie punt 4.
Ordening ontstaat door begrippenlijstjes van leerlingen en docenten te clusteren tot grotere
gehelen. Dit kan door middel van de concept-map methode en via de methode van ‘post-it
lijstjes’. Hier moet nog veel werk gedaan worden. Dit is de belangrijkste inzet voor het havo
examenexperiment gedurende het schooljaar 2008-2009.
6. Wat is de rol van de docent?
Naast de in punt 1 reeds genoemde verschillende rollen van de docent binnen de
afzonderlijke leeractiviteiten van de leerlingen, is de rol van de docent met name in fase 3
van de module sterk wisselend, van instructeur tot coach/begleider. Bepalend daarbij zijn de
samenstelling van de groep leerlingen, het cognitieve niveau van de groep en van de
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
concepten, de te hanteren didactische werkvorm en methodiek, en de ervaring van de
docent in kwestie.
De samenstelling van de groene leerlijn van het havo examenexperiment.
Voor de groene leerlijn van de havo is expliciet gekozen voor fundamentele vernieuwing van
het havo-onderwijs. Dit houdt in:
1) Er is gedeeltelijk gebruik gemaakt van reeds ontwikkelde modules en gedeeltelijk zijn
modules opnieuw ontworpen.
2) De reeds ontwikkelde modules zijn herontworpen volgens de in dit document
beschreven principes. Dit geldt ook voor de nieuw ontworpen modules.
3) De modules zijn gericht op toepasbaarheid en gebruik van kennis.
4) Er wordt rekening gehouden met de opbouw van vaardigheden in de modules (zie
bijlage 3)
5) Er wordt rekening gehouden met een opbouw in kennis uitgaande van de domeinen
F (materiaal innovatie), G (duurzaamheid) en E (Chemie van het leven). Zie ook
bijlage 4.
6) Er wordt rekening gehouden met het ontwikkelen van de competenties Vakmethoden,
communiceren en reflectie/beoordelen (zie ook bijlage 5).
7) In 4 en in 5 havo wordt er uitgegaan van 3 lesuren per week.
Op dit moment ziet de leerlijn er als volgt uit:
4 havo:
Module 1
Onbreekbare bekers
Module 2
Slurpers
Brug-1 Een brug tussen macro-meso en micro.
Domein F: materiaalinnovatie
Domein F: materiaalinnovatie
Module 3
Ecoreizen BV, de reis
Module 4
Ecoreizen BV, de brandstof
Brug-2 Een brug tussen materie en energie
Domein G: Duurzaamheid
Domein G: Duurzaamheid
Module 5
Wat hebben planten nodig, deel 1
Module 6
Wat hebben planten nodig, deel 2
Brug-3 Een brug over planten (?)
Domein E: Chemie v. het leven
Domein E: Chemie v. het leven
Module 7
De scooter van de 21e eeuw, onderzoek.
Module 8
De scooter van de 21e eeuw, ontwerp
Brug-4 Een ‘super’-brug over alle concepten van 4 havo
Domein F en G
Domein F en G
5 Havo:
Module 9
Antibiotica
Module 10
Groene chemie
Brug-5 Een brug over …..
Domein F en G
Domein F en G
Module 11
Module 12
Domein E: Chemie v. het leven
Domein E: Chemie v. het leven
Chemie van het leven, deel 1
Chemie van het leven, deel 2
Zie voor een nadere duiding op het gebied van vakbegrippen en vaardigheden: bijlage 4.
Voor het schooljaar 2008-2009 worden modules 11 en 12 niet in 5 havo behandeld. Dit
onderwerp is dan ook uit het examen voor 2009 gehaald.
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Module 1
Fase 4/5
Welke nieuwe
vragen heb
ik?
Fase 4/5 (voor aanverwante
casus)
Nieuwe kennis
beschikbaar maken
Fase 3 (3):
Contextvraag
beantwoorden
(specificatie voor 1 casus)
Fase 4/5 (voor
aanverwante casus)
Nieuwe kennis
beschikbaar maken
(toetsen)
Fase 1: Contextvraag stellen
(specificatie voor 1 casus in samenhang meerdere casussen)
Fase 3 (2): Nieuwe
kennis herordenen
(specificatie voor 1 casus)
Fase 4/5
Welke nieuwe
vragen heb
ik?
Fase 2: Relevante vakvragen selecteren
(specificatie voor 1 casus)
Fase 3 (3):
Contextvraag
beantwoorden
Fase 1: Contextvraag stellen
Fase 3 (2): Nieuwe
kennis herordenen
(specificatie voor 1 casus)
Fase 2: Relevante vakvragen selecteren
(specificatie voor 1 casus)
-Inventariseren wat ik al weet
-Plannen hoe nieuwe kennis te verwerven
Begripsvorming
(specificatie voor 1 casus)
(specificatie voor 1 casus in samenhang meerdere casussen)
Fase 3 (1): Nieuwe kennis
verzamelen
-Inventariseren wat ik al weet
-Plannen hoe nieuwe kennis te verwerven
(specificatie voor 1 casus)
Voorkennis activeren
Fase 4/5
Welke nieuwe
vragen heb
ik?
Fase 4/5 (voor aanverwante
casus)
Nieuwe kennis
beschikbaar maken
Module 2
Fase 3 (1): Nieuwe kennis
verzamelen
(specificatie voor 1 casus)
Bijlage 2:
Module opbouw
Oriëntatie
Wat,
waarom &
hoe
Wat?
In deze module
ga je …. (soort
taak /rol)
Waarom?
Je werkt aan de
volgende
leerdoelen:
-… concepten
-… ‘meta’doelen
Hoe?
[werkvormen]
Brug (fase 5):
Concepten
gebruiken
voor andere
contexten
De context
In deze
module
Fase 1: contextvraag stellen
Fase 2: relevante vakvragen selecteren:
-Wat weten we al?
-Welke nieuwe kennis is nodig?
Fase 4:
-Welke andere contextvragen?
-Hoe kun je alle concepten
tot nu toe goed ordenen?
- verbinding naar
de tweede module
Fase 3: nieuwe kennis verwerven
(1) verzamelen, ervaring opdoen
De nieuwe (2) herordenen
concepten in -wat weten we al?
deze module -welke nieuwe kennis nodig?
(3) contextvraag beantwoorden
-Welke antwoorden op de contextvragen?
-Wat zijn overeenkomsten / verschillen?
-Maak een conceptmap. Zijn er oefeningen nodig?
-Hoe voor een volgende context te gebruiken?
Module 1:
Module 2:
Brug 1
Expliciteren van begrippen
Expliciteren van begrippen
Bijlage 1:
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Bijlage 3.
Opzet vaardigheden(competenties!)lijn examenexperiment havo.
In dit document wordt uitgegaan van het gegeven dat bij het aanleren van competenties er 3 fasen in
beheersingsniveau van de competentie zijn, 3 soorten leerlingactiviteiten en 3 daarbij behorende
(overheersende) docentrollen te onderscheiden zijn:
Fasen
Kennen- niveau (procedures
reproduceren)
Kunnen - niveau
Repertoire- niveau
Leerlingactiviteiten
Aanleren
Docentrollen
Voordoen (model zijn)
(Zelfstandig)oefenen
Zelfstandig toepassen
Activeren en begeleiden
Monitoren en beoordelen
Dit schema toegepast op de modules 1 t/m 6 houdt mijns inziens in:
Module 1: Onbreekbare bekers.
- logboek bijhouden (individueel).
- werkplan maken voor een experiment
- practicumvaardigheden
- (gestructureerd) samenwerken in groepen van 2
- samenvatten (van bronnen, concepten)
- poster maken
- macro-meso-denken en vice versa
Module 2: Slurpers.
- logboek bijhouden (individueel en groep)
- werkplan maken voor meerdere experimenten
- practicumvaardigheden
- (gestructureerd) samenwerken in groepen van 4
- samenvatten (van bronnen, concepten)
- folder maken
- macro-meso-micro-denken en vice versa
systematiseren
Brug-1: Een brug tussen macro en micro.
- reflecteren op elkaar
(via gemaakte samenvattingen)
- samenvattingen maken
- systematische probleem aanpak
- oefenopgaven maken
- macro-meso-micro-denken toepassen
op nieuwe situaties
- toets (leren) maken
Module 3: Ecoreizen BV: de reis.
- plannen van leerstof
- plan van aanpak voor meerdere activiteiten maken
- practicumvaardigheden
- verslag schrijven
- bronnen samenvatten
- gestructureerd samenwerken in groepen van 2
- logboek bijhouden (individueel)
- rekenen met dichtheden
- rekenen met molen
Leerlingenact. Docentrol
Aanleren
Model
Aanleren
Model
Aanleren/oefenen
Model/Activ
Aanleren
Model
Aanleren
Model
Aanleren
Model
Aanleren
Model
Aanleren/oefenen
Aanleren/oefenen
Aanleren/oefenen
Aanleren
Oefenen
Aanleren
Model/Activ
Model/Activ
Model/Activ
Model
Activ/begel.
Model
Aanleren/oefenen
Model/Activ
Aanleren
Oefenen
Aanleren
Oefenen
Model
Activ/begel.
Model
Activ/begel.
Oefenen
Aanleren/oefenen
Activ/begel.
Model/Activ
Aanleren
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Aanleren
Aanleren
Model
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Model
Model
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
-
redeneren in duurzame materialenkringlopen
(macro en micro)
systematische probleem aanpak
oefenopgaven maken
Module 4: Ecoreizen BV:de brandstof.
- plannen van leerstof
- plan van aanpak voor meerdere activiteiten maken
- practicumvaardigheden
- verslag schrijven
- bronnen samenvatten
- gestructureerd samenwerken in groepen van 4
- logboek bijhouden (individueel en groep)
- redeneren in duurzame materialenkringlopen
(macro en micro)
- redeneren in duurzame energie(kringlopen)
Brug-2: Een brug over Duurzaamheid
- presenteren
- redeneren in duurzame materialenkringlopen en het
duurzame energieverloop
(macro, micro en persoonlijk)
- systematische probleem aanpak
- oefenopgaven maken
- samenvattingen maken
- toets (leren) maken
Module 5: Wat hebben planten nodig.
- plannen van leerstof
- plan van aanpak voor meerdere activiteiten maken
- practicumvaardigheden
- verslag schrijven
- bronnen samenvatten
- afwisselend individueel werken en gestructureerd
samenwerken in groepen van 2
- logboek bijhouden (individueel en groep)
- systematische probleem aanpak
- oefenopgaven maken
- werken met Binas
- oplosvergelijkingen en neerslagverg. maken
versie 03062008JvR
Aanleren
Oefenen
Oefenen
Model
Activ/begel.
Activ/begel.
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Oefenen
Aanleren
Activ/begel.
Model
Aanleren
Model
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Oefenen
Oefenen
Oefenen
Activ/begel.
Activ/begel.
Activ/begel.
Aanleren
Aanleren
Model
Model
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Module 6: De scooter van de 21e eeuw.
- plannen van leerstof
- plan van aanpak voor meerdere activiteiten maken
- practicumvaardigheden
- verslag schrijven van experimenten
- bronnen samenvatten
- expertmethode in groepen van 4
- logboek bijhouden (individueel en groep)
- systematische probleem aanpak
- oefenopgaven maken
- werken met Binas
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Oefenen/toepassen
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Activ/Monit
Brug-3: Een brug over 4 havo.
- theoriebladen leren
- halfreacties en totaalreacties maken (redoxreacties)
- systematische probleem aanpak
- oefenopgaven maken
- toets maken
- chemische redeneren macro-micro
- chemische redeneren duurzame kringlopen
Toepassen
Aanleren en oefenen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Toepassen
Monit/Beoor
Model/Activ
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Monit/Beoor
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Bijlage 4:
Domeinen en subdomeinen in examenexperiment voor de havo.
1) Module 1, Onbreekbare bekers en module 2 Slurpers, inclusief Brug-1, Een
ezelsbrug tussen macro en micro.
A1.1. Informatievaardigheden
A1.2 Communiceren
A2.1
A2.3
A2.4
A2.5
A2.7
A2.8
Onderzoeken
Modelvorming
Redeneren
Waarderen en oordelen
Kennisvorming
Toepassing van kennis
A3.2
Vaktaal
B5
Data verzamelen en verwerken
C3
Relatie microstructuur en eigenschappen
F1
F2
F4
Materiaaleigenschappen
Innovatie van materialen
Moleculaire basis van materialen
Overzicht van de gebruikte vaardigheden
1 Samenwerken in groepen van 4
2 Gezamenlijk aanpakken van een probleem
3 Gebruik van een groepslogboek
4 Opstellen van een plan van aanpak voor een experiment (een werkplan maken)
5 het systematisch doen van een experiment
6 Het maken van een poster
7 Het schrijven van een rapport (systematisch weergeven van resultaten, conclusies trekken)
8 het opstellen van een advies op grond van onderzoek
9 Het opstellen van overzichten, het maken van een samenvatting
10 Het becommentariëren van een overzichtschema, samenvatting van medeleerlingen
Overzicht van de behandelde concepten/vakbegrippen:
1 Van macro naar micro, en omgekeerd
2 De relatie tussen mesostructuur, respectievelijk microstructuur en eigenschappen.
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
2) Module 3, Ecoreizen BV, wat en hoe?, en module 4,Ecoreizen BV, de brandstof,
inclusief Brug-2, Een duurzame brug over materie en energie.
A1.1. Informatievaardigheden
A1.2 Communiceren
A2.1
A2.3
A2.4
A2.5
A2.6
A2.7
A2.8
Onderzoeken
Modelvorming
Redeneren
Waarderen en oordelen
Rekenkundige en wiskundige vaardigheden
Kennisvorming
Toepassing van kennis
A3.2
Vaktaal
B5
Data verzamelen en verwerken
C2
C3
C4
Microstructuren
Relatie microstructuur en eigenschappen
Bindingen vormen en breken
D3
D6
Synthese volgens voorschrift
Rendement
G1
G3
G4
Duurzaam produceren
Energieproductie uit koolstofhoudende bronnen
Koolstofvrij energiebronnen
Overzicht van de gebruikte vaardigheden
1 Samenwerken in groepen van 4
2 Gezamenlijk aanpakken van een probleem
3 Gebruik van een groepslogboek
4 Opstellen van een plan van aanpak voor een experiment (een werkplan maken)
5 het systematisch doen van een experiment
6 Het maken van een folder
7 Het presenteren van de resultaten van een onderzoek
8 het opstellen van criteria voor duurzaamheid op grond van onderzoek
9 Het opstellen van overzichten, het maken van een samenvatting
10 Het becommentariëren van een overzichtschema, samenvatting van medeleerlingen
Overzicht van de behandelde concepten/vakbegrippen:
1. Chemische rekenen (rekenen met dichtheden; rekenen met molen; rendement berekenen;
energie-effecten berekenen van verbrandingsreacties).
2. Eenvoudige organische chemie (alkanen, alkanolen, alkenen, alkaanzuren, esters;
karakteristieke groepen, isomeren, vorming en hydrolyse van esters).
3. Atoombinding, covalentie, structuurformules, molecuulformules,
4. Chemische energie, bindingen breken en bindingen vormen.
5. Duurzame materialenkringlopen en elementenkringlopen
6. Energieverloop op macroniveau en op microniveau; kwaliteit van energie
7. Het begrip duurzaamheid en criteria voor duurzaamheid
8. De eigen ecologische voetafdruk bepalen.
9. Duurzame chemie
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
3) Module 5 en 6 inclusief brug 3, Wat hebben planten nodig hebben, komen de
volgende domeinen en subdomeinen.
B1 Stoffen aantonen
C2 Microstructuren
C3 Relatie microstructuren en eigenschappen
C5 Typen reacties
Behandelde concepten/vakbegrippen zijn:
1. Ionentheorie
2. Neerslagreacties
4) Module 7 en 8, Onderzoek naar de De scooter van de 21e eeuw, en module 8, het
ontwerpen van De scooter van de 21e eeuw, inclusief Brug-4, een brug over 4 havo.
A1.1 Informatievaardigheden
A1.2 Communiceren
A2.1 Onderzoeken
A2.1 Ontwerpen
A2.4 Redeneren
A2.5 Waarderen en oordelen
A2.7 Kennisvorming
A2.8 Toepassing van kennis
B1 Stoffen aantonen
B2 Standaardbepalingen
B3 Standaardmethoden en technieken
C2 Microstructuren
C3 Relatie microstructuur en eigenschappen
C5 Typen reacties
F1 Materiaalanalyse
F2 Innovatie van materialen
F4 Moleculaire basis van materialen
G1 Duurzaam produceren
G3 Energieproductie uit koolstofhoudende bronnen
G4 Koolstofvrije energiebronnen
Overzicht van de gebruikte vaardigheden
1 Samenwerken in groepen van 4
2 Gezamenlijk aanpakken van een probleem
3 Gebruik van een groepslogboek
4 Opstellen van een plan van aanpak voor een experiment (een werkplan maken)
5 het systematisch doen van een experiment
6 Het presenteren van de resultaten van een onderzoek
7 Technisch ontwerpen
8 Het opstellen van criteria voor duurzaamheid op grond van onderzoek
9 Het opstellen van overzichten, het maken van een samenvatting
10 Het becommentariëren van een overzichtschema, samenvatting van medeleerlingen
11 Opstellen van een ijklijn en aan de hand daarvan berekeningen uitvoeren
12 Chemisch rekenen (rekenen met molariteiten)
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Overzicht van de behandelde concepten/vakbegrippen
0. atoombinding en vd Waalskrachten; metaalbinding, electrische geleiding; legeringen;
nieuwe materialen
1. verbrandingsmotor, benzinemotor, dieselmotor, lpg-motor
2. eenvoudige redox: electrolyse en spontane redox
3. batterij en accu
4. polymeren: additie en condensatiepolymerisatie, thermoharders, thermoplasten;
nieuwe materialen
5. stikstofoxiden uitstoot bepalen; colorimetrie; chemische rekenen(het begrip molariteit
invoeren); ijklijnen en rekenen hiermee.
5) De planning van de modules in 5 havo:
Module 9 en 10 inclusief Brug-5: Industriële chemie in de vorm van een module met als
onderwerp: Synthese van Antibiotica, en een module met als onderwerp: Groene chemie.
Binnen deze modules komen de volgende concepten/vakbegrippen en subdomeinen aan
bod: 1. Reactiesnelheden en evenwichten : C1, C6
2. Industriële chemie inclusief ketenbeheer: D1, D2, D4, D5. G2
3. Verbrandingsenergieën, bindingsenergieën en vormingsenergieën: C4
Module 11 en 12 inclusief Brug-6: Chemie van het leven in de vorm van 2 modules waarin
enerzijds koolhydraten, eiwitten en vetten behandeld worden en anderzijds donor-acceptor
reacties, zoals onder andere zuur-base reacties.
Binnen deze modules komen de volgende concepten en subdomeinen aan bod:
1. Donor-acceptor reacties: C4
2. Koolhydraten, eiwitten en vetten: E4
3. Chemie van het leven: E1, E2, E3.
Deze modules zijn “klaar” op 1 augustus 2008 (module 8) en op 1 december 2008 (module
9) en 1 januari 2009 (Brug-5).
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Bijlage 5.
Overzicht modulen van de groene leerlijn Havo maart 2008-03-24
Module
1.
Onbreekbaar
servies
Context
Concepten
Competenties
Bestaat
onbreekbaar
aardewerk?
Macro: relatie structuur – eigenschappen – proces
relatie oorzaak - effect
Meso: onderscheiden bestanddelen, microscopie
porositeit, korrelgrootte, versmelting
2.
Superslurpers
Hoe werken
wegwerpluiers?
Micro: Koolwaterstoffen, additiepolymeren,
actieve groepen, crosslinken,
waterstofbruggen
Meso: vezelstructuur, netwerken
Macro: absorptievermogen, hydrofiel, hydrofoob
Vakmethoden:
Systematisch beschrijven, voorspellen op grond van gegevens,
voorspellingen toetsen, grafieken lezen en maken
Communiceren:
Advies schrijven op basis van zelfstudie
Vakmethoden:
onderzoek doen, structuur – eigenschap
relaties
relatie tussen micro en macro
Communiceren:
Poster en verslag op basis van aanwijzingen
Brug 1
Leren
Relatie structuur-eigenschappen
Overzicht “leerstof”
3. Ecoreizen
B.V.;
Wat en hoe
Op welke manier is
mijn vakantie het
meest duurzaam?
Constante massaverhouding
Verhoudingsformules Molecuulformules
Mol als portie stof in gram of liter
Mol als aantal deeltjes
Duurzaam handelen
4. Ecoreizen
B.V.;
De
brandstof
Bioethanol als bron
voor korte CO2cyclus
Structuurformules
Chemische energie
Atoombinding en
energie-inhoud
Productieschema
Hydrolyse van zetmeel
Vergisting van glucose
Verhouding tussen context en concept expliciteren i.v.m.
verdere studie
Welke overeenkomsten zie je tussen module 1 en 2? Welke
verschillen? Soorten onderzoek en soorten leren
Vakmethoden:
Herkomst formules achterhalen, toepassen op nieuwe stoffen
Experimenteren met gassen
Rekenen aan reacties
Communiceren:
Verslag maken volgens eigen inzicht
Samenvatting maken op grond van gegeven termen
Reflectie:
Eigen rol als CO2-producent
Vakmethoden
Redeneren in kringlopen (2) optimum zoeken
Rendement bereken
Communiceren:
Documentaire kritisch bekijken
Discussie n.a.v. groter artikel
Voorbeeldoverzicht beoordelen
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Enzymen als katalysator
Rendement
Brug 2
Duurzame
kringlopen
Samenvatting en verdieping van kringlopen
Chemische hydrolyse van cellulose
Verwerend gesteente
5. Wat hebben
planten
nodig?
Hoe zorgen we voor
voldoende planten
voor voeding en
biobrandstof?
Voedingselementen voor planten
Kringlopen voor elementen: mest en as
Elektrolyten, ionen
Oplosbaarheid
Samenhang tussen voedselvoorziening, grondsoort en
bemesting
Adsorptie
Keuzes voor biobrandstof en voedsel
Bodemgebruik intensief (kunstmest) en extensief (biologisch)
6. De scooter
van de 21e
eeuw
Onderzoek
Wat komt er
allemaal kijken bij
een goede scooter?
Wat is een goede, snelle, zuinige en duurzame scooter?
Hoe vertaal je de aspecten in een ontwerp?
Hoe houd je rekening met het milieu?
Nieuwe materiaalkundige aspecten:
trek – rek diagrammen, etc;
kunststoffen / keramische materialen / metalen
Reflectie:
inventariseren
criteria voor duurzaamheid / aanvullen
Vakmethoden
Bronnen bestuderen
Kringlopen in elkaar schuiven
Kringlopen van andere stoffen opstellen
Communiceren:
Wedstrijd: presentaties, jurering, prijsuitreiking
Bronnen bestuderen
Vakmethoden:
Elektroforese, redeneren daarbij
Rekenen aan bemesting
Grotere en langduriger proef beheren
Kwalitatieve analyse op elementen (in as)
Communiceren:
Uitexperimenteel resultaat de opzet afleiden (Van Helmont,
Priestley)
Tabellen gebruiken
Overzicht over hele modulemaken
Reflectie:
Duurzaam voedsel-beheer
Uitbreiding ontwikkelen van wetenschap: herkomst ionbegrip
Besef van de historie van landbouw en de rol van scheikunde
daarbij
Vakmethoden:
Werkend prototype voor mogelijke opdrachtgever
(TNO) onderzoeken en ontwerpen; bindingstypen, eenvoudige
redoxreacties, stroombronnen colorimetrie, rekenen met
molariteiten en ijklijnen, technisch ontwerp.
Communiceren:
Logboek bijhouden, rapporteren binnen groep, presenteren
Reflectie:
waarde-oordeel: gemaakte keuzes inhoudelijk beargumenteren;
waarom snel, efficient en duurzaam?
Visie groene voorbeeldleerlijn havo examenexperiment
versie 03062008JvR
Een prototype
ontwerpen voor de
snelle, zuinige en
efficiënte scooter
Via de technisch-ontwerp-cyclus komen tot een ideeëntabel.
Op grond daarvan een technische tekening (vooraanzicht, zijaanzicht en bovenaanzicht) maken en vervolgens het
prototype bouwen en presentaren.
Redoxtheorie;
Herhaling alle
concepten uit 4
havo.
Samenvatting en verdieping van redoxtheorie;
Samenvatting en herhaling van alle concepten uit module 1
t/m 6
Een nieuw
antibioticum?
Het nieuwe antibioticum van de toekomst: gemaakt door mens
of micro-organisme?
De werking, de ontdekkingen ontwikkeling, de productie van
antibiotica;
8. Groene
chemie
Wat wordt verstaan
onder groene
chemie op
industriële schaal?
De principes van groene chemie, de atoomeconomie van een
reactie, energiebalansen, industriële processen en
processchema’s
Brug 4
Wordt nog nader
ingevuld.
Wordt nog nader
ingevuld.
7. De scooter
van de 21e
eeuw ontwerpen
Brug 3
5 Havo
8. Synthese
10. Chemie
van het
leven I
11. Chemie
van het
leven II
Wordt nog nader
ingevuld.
Communiceren:
Rapporteren en comuniceren binnen groep, presenteren.
Reflectie:
waarde-oordeel: gemaakte keuzes inhoudelijk beargumenteren;
waarom snel, efficient en duurzaam?
Vakmethoden:
Redoxtheorie; herhalen concepten
Communiceren:
Halfreacties en totaalreacties opstellen; oefenen met opgaven en
probleemstellingen.
Vakmethoden:
Relatie structuur-reactiviteit, karakteristieke groepen, eiwitten,
enzymen en reactiesnelheden.
Onderzoek naar enzymen, micro-organismen kweken en
reactiviteit onderzoeken.
Communiceren:
Wordt nog nader ingevuld.
Vakmethoden:
De productie van titaandioxide; groene technologie,
vormingsenergie en reactie-energie; proceschemie bestuderen en
blokschema’s opstellen.
Onderzoek naar groene productieprocessen
Communiceren:
Waarde-oordeel: gemaakte keuze inhoudelijk beargumenteren:
waarom groen?