Van kerndoel naar leerplan

Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 1 van 10
Inhoud:
1.
HFST. L. VAN KERNDOEL NAAR LEERPLAN. ............................................................ 1
1.1
KENMERKEN VAN DOMEINEN B EN H. (B: STOFFEN EN MATERIALEN IN HUIS; H:
STOFFEN EN SCHEIKUNDIGE REACTIES.) ........................................................................................ 1
1.2
VERWAARLOOSDE ASPECTEN VAN DE SCHOOLSCHEIKUNDE ....................... 1
1.3
LEERPLAN VAN HET SLO. .......................................................................................... 2
1.4
DOMEIN B. STOFFEN EN MATERIALEN IN HUIS ................................................... 2
1.4.1
Subdomein: Gebruik van water ................................................................................ 2
1.4.2
Subdomein: Reinigingsmiddelen en cosmetica. ....................................................... 4
1.4.3
Subdomein: Gebruik van materialen en produkten .................................................. 5
1.5
DOMEIN H. BOUW VAN DE MATERIE ...................................................................... 6
2.
HFST. 2: DIDACTISCHE AANDACHTSPUNTEN. ......................................................... 7
2.1
2.2
1.
1.1
DE ONTWIKKELING VAN DE SCHEIKUNDE. ......................................................................... 7
'DEELTJES' BIJ NATUUR- EN SCHEIKUNDE .......................................................................... 7
Hfst. 1. VAN KERNDOEL NAAR LEERPLAN.
KENMERKEN VAN DOMEINEN B EN H.
(B: Stoffen en materialen in huis; H: Stoffen en scheikundige reacties.)
De kerndoelen staan al beschreven in Bron deel l, pagina 167. De domeinen B en H bestrijken het grootste
gedeelte van de scheikundige inhoud van het vak natuur- en scheikunde in de basisvorming. Dat betekent
vuur de natuurkundedocent een heel nieuw vakgebied. Hij zal zich moeten oriënteren op nieuwe
kenniselementen en zich moeten bekwamen in scheikunde vaardigheden. In het subdomein 'gebruik van
materialen en produkten' zullen de natuurkundedocenten nog wel wat bekende inhouden aantreffen.
In BRON deel l, paragraaf 1.1, heeft U al kunnen lezen over de wezenlijke andere vakstructuur van
scheikunde ten opzichte van natuurkunde. Wie past zich aan? Of ontstaat er een geheel nieuwe structuur
voor de basisvorming natuur- en scheikunde.
Ook de 'oude' scheikunde-docent zal er niet meer aan kunnen ontkomen om zijn/haar lessen aan te passen.
De leerlingen moeten zich de vaardigheden van het scheikunde-practicum eigen maken. En dat nog wel
;ian de hand van huis-, tuin- en keukenstoffen. In de klas zelf drinkwater uit slootwater bereiden, je eigen
shampoo maken, de milieu-effecten bij afvalverwerking aangeven, etc. Je ziet het nog niet in veel scholen
gebeuren, maar dat gaat nu hopelijk veranderen. Domein H beschrijft de nogal abstracte en klassieke
scheikunde. Je treft er dan ook weinig aanknopingspunten voor contexten en toepassingen aan. Voor i- en
vbo-leerlingen zou dit domein wel eens te ver kunnen gaan in abstractie-niveau. Ons advies is er dan ook
maar wat minder aandacht aan te schenken, zodat leerlingen die het vak niet kiezen zich geen al te grote
buil vallen. In de volgende paragraaf is een artikeltje opgenomen, geschreven door W. de Vos, CD-/3,
Universiteit Utrecht), waarin de verwaarloosde aspecten van
de schoolscheikunde belicht worden.
1.2
VERWAARLOOSDE ASPECTEN VAN DE SCHOOLSCHEIKUNDE
In de wijze waarop scheikunde in de scholen gewoonlijk wordt behandeld, ligt de nadruk op scheikunde
als wetenschap. Het vak wordt als wetenschap geïntroduceerd en de leerlingen worden toegesproken alsof
zij toekomstige onderzoekers zijn. Toch heeft scheikunde veel meer te bieden dan alleen het
wetenschappelijke karakter, zoals moge blijken uit het schema op de volgende bladzijde
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 2 van 10
Scheikunde heeft ook een heel sterk ambachtelijke kant die in heel veel beroepen terug te vinden is, zoals
bij de bakker (brood- zowel als potten-), de kok, de kapper, de brandweerman, de boer, de betonwerker en
nog veel meer. De nadruk ligt in deze beroepsscheikunde niet op het verklaren van verschijnselen, maar
veel meer op het bereiden van produkten, op het bereiken van een bepaald concreet resultaat. Dezelfde
ambachtelijke kant komt ook voor in de hobbysfeer, bij het werken met allerlei materialen (verf, lijm,
fotografie).
Zowel de wetenschappelijke als de ambachtelijke kant van de scheikunde kan nog geheel rationeel worden
benaderd. Daarnaast heeft het vak echter ook sterk emotionele aspecten, waarvan angst en
schoonheidsbeleving beide zeer wezenlijk met het vak zijn verbonden.
Angst speelt een rol bij de beeldvorming over 'de chemie' en de daarmee verbonden milieuproblematiek,
maar vaak ook bij individuele confrontatie met chemicaliën en glaswerk. Deze angst kan
veiligheidsonderwijs zinvol maken.
Schoonheidsbeleving heeft te maken met de mooie kleuren van neerslagen, met gasontwikkelingen in
vloeistoffen en soms ook met spectaculaire knaleffecten. Voor veel chemici is dit een doorslaggevende
factor geweest bij hun studiekeuze.
Als de basisvorming aan zijn doel wil beantwoorden, dan is de traditionele preoccupatie met wetenschap
een te smalle basis.
1.3
LEERPLAN VAN HET SLO.
In deze paragraaf staat een mogelijke uitwerking van de kerndoelen van de domeinen B en H tot een
leerplan, zoals dat is ontwikkeld door de SLO'.
1.4
DOMEIN B. STOFFEN EN MATERIALEN IN HUIS
1.4.1 Subdomein: Gebruik van water
1
Bouwstenen voor de basisvorming, Een leerplan natuur- en scheikunde, SLO,
Uitgeverij bij Wolters-Noordhoff.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 3 van 10
De leerlingen kunnen:
 Verschillen en overeenkomsten tussen drinkwater, zeewater,
regenwater, oppervlaktewater en grondwater aangeven
Dit houdt minimaal in:
 verschillen en overeenkomsten betreffende herkomst en samenstelling kunnen aangeven;
 de begrippen stof, mengsel, opgeloste stof, oplossing, oplosbaarheid, indampen kunnen toepassen;
 als voorbeelden van stoffen water, kalk en zout kunnen noemen; eenvoudige indampexperimenten
kunnen uitvoeren.
Als uitbreing kan gedacht worden aan:
kunnen vaststellen ot een stot een zuivere stol is of een mengsel (stol- en smeltdiagrammen, kookpunt en
kooktraject)
 Aangeven waarom bij drinkwatcrbereiding water gezuiverd moet worden, welke
zuiveringsmcthoden gebruikt worden en welke verschillende functies deze hebben
Dit houdt minimaal in:
 de volgende zuiveringsmethoden en hun functies kunnen beschrijven: filtreren, bezinken,
adsorberen, desinfecteren met ozonen chloor; enkele zuiveringsmethoden kunnen uitvoeren;
 de begrippen filtraat, suspensie en residu kunnen gebruiken. Bij de drinkwaterbereiding gaat het
niet alleen om de situatie in Nederland, maar ook elders in de wereld.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
kunnen aangeven welke scheidingsmethode geschikt is voor het scheiden van een bepaald mengsel.
 Uitleggen waarom de concentratie, waarin stoffen in drinkwater
mogen voorkomen per stof verschilt.
Dit houdt minimaal in:
het kunnen aangeven dat voor elke stof een giftige dosis bestaat.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
kunnen rekenen met concentraties.
 De betekenis en functie van het gebruik van water als oplosmiddel.
als spoelmiddel en als middel bij de bereiding van voedsel aangeven
Dit houdt minimaal in:
de begrippen oplosbaarheid en opgeloste stof kunnen gebruiken; het koken van water.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
 kunnen aangeven dat de oplosbaarheid van stoffen in water afhangt van de temperatuur;
 de begrippen verzadigde en onverzadigde oplossing kunnen gebruiken.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 4 van 10
1.4.2 Subdomein: Reinigingsmiddelen en cosmetica.
De leerlingen kunnen:
 Aangeven hoe zij een cosmetisch produkt kunnen bereiden.
Dit houdt minimaal in:
 een cosmetisch produkt kunnen bereiden;
 kunnen aangeven dat cosmetische produkten mengsels zijn;
 kunnen aangeven dat crèmes emulsies zijn van water in olie of olie in water. Voorbeelden van te
bereiden cosmetische produkten zijn tandpasta, zeep en crèmes.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
produkten kunnen onderzoeken op zuurgraad en op aanwezigheid van bepaalde stoffen (krijt, detergent)
 Van reinigingsmiddelen aangeven wat de hoofdbestanddelen zijn en wat de eigenschappen
zijn in relatie tot het gebruik
Dit houdt minimaal in:
 kunnen aangeven dat zeep en wasmiddelen in staat zijn vetachtige stoffen op te lossen;
 de volgende begrippen kunnen toepassen: stofeigenschap, mengsel en oplossen. Voorbeelden van
reinigingsmiddelen zijn: zeep, wasmiddelen, tandpasta, bleekwater, ammonia, wasbenzine.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
hard en zacht water kunnen onderscheiden en effecten van hard water voor het wasproces kunnen
aangeven.
 Zure en basische reinigingsmiddelen onderscheiden.
Dit houdt minimaal in:
 zure en basische reinigingsmiddelen kunnen onderscheiden met indicatorpapier;
 als voorbeelden van zure en basische reinigingsmiddelen kunnen noemen: azijn, soda, ammonia,
ontkalkingsmiddelen, mierezuur, gootsteenontstopper.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
de zuurgraad van oplossingen kunnen bepalen.
 Aangeven in hoeverre bij gebruik van reinigingsmiddelen in het huishouden gevaren
bestaan en welke mogelijkheden er zijn om deze gevaren tegen te gaan
Dit houdt minimaal in:
 produktinformatie over reinigingsmiddelen kunnen lezen;
 de betekenis kunnen aangeven van de vijf gevarensymbolen, het symbool voor biologische
afbreekbaarheid en hoe er naar te handelen. Voorbeelden van gevaren zijn: het ontstaan van
chloor bij het samenvoegen van bleekmiddel en sommige reinigingsmiddelen, de brandbaarheid
van spiritus en wasbenzine, de agressiviteit van gootsteenontstopper, de giftigheid van
reinigingsmiddelen en het gevaar van explosieve mengsels.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
het ontstaan van chloor en het verbranden van spiritus en wasbenzine in een reactieschema kunnen
weergeven.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 5 van 10
1.4.3 Subdomein: Gebruik van materialen en produkten
De leerlingen kunnen:
 4:1 Stoffen en materialen onderscheiden en verband leggen tussen soorten materialen, hun
eigenschappen en het gebruik in produkten en constructies




stoften kunnen onderscheiden en indelen op basis van hun eigenschappen: smcltpunt, kookpunt,
fasen (bij kamertempcfaluur), corrosiebestcndigheid, brandbaarheid, uitzetting, geleidbaarheid,
afbrekbaarheid;
de volgende soorten materialen kunnen onderscheiden op basis van hun eigenschappen: hout,
steen, beton, metalen, glas, plantaardige vezels, wol, plastics, keramische materialen;
toepassingen van verschillende metalen kunnen aangeven;
factoren die het roesten van ijzer bevorderen of remmen kunnen aangeven.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
 berekeningen met dichtheid kunnen uitvoeren ( p =m/V);
 soorten metalen kunnen onderscheiden op basis van hun eigenschappen.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
1.5
Pagina 6 van 10
DOMEIN H. BOUW VAN DE MATERIE
De leerlingen kunnen 'mede in relatie tot de kerndoelen uit de domeinen B en D.
17:1 Aangeven dat de materie bestaat uit molekulen, dat molekulen bestaan uit atomen en dat er
ongeveer honderd atoomsoorten bestaan
Dit houdt minimaal in:
kunnen aangeven dat een stof uit één soort moleculen bestaat en dat een mengsel uit verschillende soorten
moleculen bestaat.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
 kunnen aangeven dat niet-ontleedbare stoffen stoffen zijn, waarbij de molekulen uit één
atoomsoort (element) bestaan en ontleedbare stoffen (verbindingen) stoffen zijn, waarbij de
molekulen uit meer dan één atoomsoort bestaan;
 de bouw van een atoom kunnen beschrijven in termen van protonen, neutronen en elektronen.
Hierbij kan aandacht besteed worden aan de historische ontwikkeling van het atoommodel.
Belangrijk is het inzicht dat modellen tijdgebonden zijn en samenhangen met de stand van zaken
van de wetenschap op dat moment.
17:2 De betekenis van de volgende scheikundige symbolen noemen: H,
He, C, N. O, F, Na. P, S. Cl, Fe, Cd, Hg, Pb
Dit houdt minimaal in:
de Nederlandse namen van de genoemde symbolen kunnen aangeven; het voorkomen van de genoemde
symbolen in produkten kunnen aangeven.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
formules van de volgende stoffen gebruiken: waterstof, zuurstof, stikstof, chloor, water, koolstofdioxide,
koolstofmonooxide, zwaveldioxide, methaan, stikstofoxide, ozon.
17:3 De fase waarin een stof kan voorkomen beschrijven in termen van molekulen
Dit houdt minimaal in:
 aangeven dat bij temperatuurverhoging molekulen sneller gaan brengen;
 aangeven dat de verschillen tussen de vaste, vloeibare en gasvormige fase van een stof
samenhangen met de afstand tussen de molekulen en met de snelheid van molekulen.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
de verschillende fase-overgangen kunnen beschrijven in termen van molekulen.
17:4 Scheikundige reacties beschrijven als hergroepering van atomen tot nieuwe molekulen.
Dit houdt minimaal in:
het gaat hier om de notie dat bij scheikundige reacties stoffen worden omgezet in andere stoffen,
waarbij nieuwe molekulen gevormd worden.
Als uitbreiding kan gedacht worden aan:
van een reactie waarvan de beginstoffen en reactieprodukten gegeven zijn een reactieschema en een
reactievergelijking kunnen opstellen.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
2.
Hfst. 2: Didactische aandachtspunten.
2.1
De ontwikkeling van de scheikunde.
Pagina 7 van 10
Dit is een kopie van: Van eigenschap tot element, Natuur en Techniek, 59e jaargang nr. 4, 1991.
2.2
'Deeltjes' bij natuur- en scheikunde
De behandeling van het onderwerp 'de bouw van de materie' is bij natuur en scheikunde nogal
verschillend. De denkbeelden die leerlingen bij het deeltjesmodel hebben zijn niet altijd realistisch.
Hieronder zijn enkele passages opgenomen uit een artikel3 hierover. Een heroverweging voor de opname
in de basisvorming van onderdelen uit domein H?
Het onderwerp 'bouw der materie' in een aantal Nederlandse onderbouw natuurkunde-leergangen
nader bekeken
M.J.Vollebregt en P.L.Lijnse Vakgroep natuurkunde-didactiek, CD-ß, RUU
Summary
This paper describes our analysis of the introduction of a basic particle model in a number
ofDutch physics schoolbooks at the junior secondary level. The teaching of such a particle
model has become standard as the result of the past movement towards a 'structure of the
discipline' type of curriculum.
However, in research on childrens' learning the introduction of a particele model hos been
shown to be problematic. In our analysis we describe the conceptual structure and sequencing
of the texts. the way in which experiments and theory are related and the attention that is
given to model formation. We also characterw in general terms the instructlonal strategies
folluwed. Substantial dijferences in the introduction of the partide model appear to be present
in the textbooks. Nevertheless. we argue that for all treatments, the learning problems that
have been reported in the literature are supposed to play a significant role.
Inleiding
Eind vijftiger, begin zestiger jaren kwam, internationaal, in het natuurkunde-onderwijs de wens naar
voren om de 'structuur van de discipline' nadrukkelijker als uitgangspunt te nemen voor de keuze van
leerstofmhouden. In feite betekende dit dat centrale begrippen en onderwerpen steeds vroeger in het
curriculum opgenomen werden. Het prototype, in ons land, voor deze benadering was de zeer succesvolle
leergang "Natuurkunde op corpusculaire
3
Het onderwerp 'bouw der materie' in een aantal Nederlandse onderbouw
natuurkunde-leergangen nader bekeken', M.J. Vollebregt en P.L. Lijnse,
Tijdschrift voor didactiek der /3-wetenschappen 10 (1992) nr.3.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 8 van 10
grondslag" (Schweers & Van Vianen, 1955, 1969). Sindsdien vindt de behandeling van, wat misschien
wel gezien wordt als hét kernonderwerp bij uitstek: •de bouw der materie'(zie citaat Feynman), over de
hele breedte van het voortgezet onderwijs inclusief het lbo, al plaats in de onderbouw. Deze vervroegde
behandeling van 'deeltjes' heeft in ons natuurkunde-ondenvijs over het algemeen weinig weerstand
opgeroepen, in het scheikunde-onderwijs heeft ze echter wel de nodige aandacht gekregen (Ten Voorde.
1977; De Vos 1985) Dit verschil is misschien begrijpelijk als we bedenken dat m ons
natuurkundeonderwijs veelal volstaan wordt met een'eenvoudig-deeltjesconcept, waarbij de aard van de
deeltjes in feite niet belangrijk is, terwijl dit laatste in het scheikunde-onderwijs nu juist het probleem
vormt.
De laatste jaren zijn echter ook voor het natuurkunde-onderwijs de mogelijke didactische problemen met
de nu gebruikelijke behandeling sterker naar voren gekomen. Op grond van onderzoek elders lijkt het
aannemelijk dat ook in ons land veel leerlingen na het volgen van ondenvijs m de onderbouw over 'de
bouw der materie- nog niet het veronderstelde niveau met betrekking tot het gebruik van
deeltjesmodellen bereikt zullen hebben (Novick & Nussbaum, 1978. 1981; Broek, Briggs & Driver,
1984; Andersson, 1990).
In dit onderzoek wordt uitgebreid ingegaan op de interpretaties die leerlingen geven aan de onderwezen
deeltjesmodellen. Daarbij wordt er relatief weinig gekeken naar de wijze waarop deze modellen m de
leerboeken aan de orde komen. Daarom hebben wij ons juist op de analyse daarvan gericht. Dit ter
voorbereiding van onderzoek naar de vraag m hoeverre leerlingen de in de onderzochte leerboeken
onderwezen deeltjesmodellen (Vollebregt, 1991) ook werkelijk inzichtelijk kunnen hanteren, en of daarin
didactisch interpreteerbare verschillen voorkomen.
Naar ons idee heeft deze leerboekanalyse ook een belang in zichzelf, omdat we naar een manier gezocht
hebben waarmee het mogelijk is belangrijke didactische aspecten van een leergang overzichtelijk samen te
vallen en zichtbaar te maken. Dit zou kunnen helpen om de in ons land vrijwel ontbrekende didactische
discussie over natuurkundeleergangen te stimuleren.
Korte beschrijving van onderzoek naar leerlingideeën.
a. Welk deeltjesmodel?
Het deeltjesmodel dat in de onderbouwnatuurkunde aan bod komt laat zich als volgt kort samenvatten. Het
gaat om een eenvoudig mechanistisch model, waarin men zich slechts op één niveau met deeltjes (dit zijn
dan moleculen of atomen) bezighoudt. Hiermee bedoelen we dat de opbouw van deze deeltjes, alsmede
het uiteenvallen in en hergroeperen van kleinere deeltjes, niet aan de orde komen. Van belang is alleen dat
materie is opgebouwd uit stoffen die bestaan uit onveranderlijke identieke deeltjes, en dat bepaalde
verschijnselen, zoals overgangen tussen aggregatietoestanden. uitzetting en luchtdruk, beschreven kunnen
worden in termen van hun gemiddelde snelheid, hun onderlinge afstanden en krachten, alsmede
veranderingen daarin.
Globaal genomen komen uit de leerboeken twee redenen naar voren om dit model zo te behandelen. De
eerste is dat leerlingen kennis moeten hebben van e bouw der materie, en de tweede dat hiermee het idee
van een fysisch verklaringsmodel kan worden geïntroduceerd.
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 9 van 10
b. Leer l ing ideeën over 'deeltjes.'
Alvorens de wijze van behandeling van het onderwerp 'bouw der materie' in een aantal leergangen nader
te beschrijven, zullen we eerst de belangrijkste leerlingideeën over 'deeltjes', zoals die uit diverse
onderzoeken naar voren komen, kort samenvatten. Hieruit volgt immers mede een motivatie om überhaupt
gedetailleerd naar deze behandeling te gaan kijken. Wij zullen ons daarbij beperken tot die ideeën die naar
onze mening gerelateerd zijn aan het deeltjesmodel zoals dat net kort is samengevat.
Wanneer men spreekt over leerlingideeën met betrekking tot deeltjes dan gaat het veelal om ideeën die
leerlingen naar voren brengen nddat zij onderwijs gevolgd hebben over 'de bouw der materie', d.w.z. om
de wijze waarop zij een onderwezen deeltjesmodel interpreteren.
In de literatuur wordt gewoonlijk een veelheid van min of meer onafhankelijke leerlingideeën
gerapporteerd, die er op neer komen dat leerlingen aan de onderwezen submicroscopische modeldeeltjes
macroscopische eigenschappen zouden toekennen. Naar ons idee kunnen we leerlingen echter consistenter
begrijpen als we ervan uitgaan dat aan hun interpretatie een dominante basis-intuïtie ('phenomenological
primitive', DiSessa, 1988) ten grondslag ligt. Deze intuïtie 'zegt' dat materie iets is dat continu is en
statisch. Deze notie maakt begrijpelijk dat veel leerlingen, wanneer zij 'gedwongen' worden om te
redeneren in termen van 'deeltjes', deze eerder lijken te beschouwen als het resultaat van een (enigszins
willekeurig) verdelingsproces in 'brokjes', dan als onveranderlijke identieke deeltjes die reeds vóór de
verdeling als zodanig in de stoffen aanwezig zijn. Waarom dit verdelingsproces überhaupt zou moeten
stoppen, dan wel waarom de resulterende 'brokjes' steeds dezelfde grootte zouden hebben, is dan
natuurlijk niet duidelijk. Logischer wijs blijven in dit verdelingsproces de eigenschappen die in het
dagelijks leven aan macroscopische hoeveelheden materie worden toegekend, ook eigenschappen van de
individuele 'brokjes' (deeltjes). Deze kunnen dus een kleur hebben (Ben-Zvi, Eylon & Silberstein, 1986),
krimpen of uitzetten (Piaget & Inhelder, 1974; Brook, Briggs & Bell, 1983; Doran, 1972), vloeibaar zijn
of worden (Brook, Briggs & Bell, 1983; Ben-Zvi, Eylon & Silberstein, 1986), zacht, doorzichtig of levend
zijn (De Vos & Verdenk, 1987), etc.
Het blijven denken in termen van kleine, maar in essentie nog macroscopische 'brokjes' leidt tevens tot een
daarbij horende interpretatie van snelheid van de 'brokjes'. Voor veel leerlingen hoeven de 'brokjes', met
name die van een vaste stof, niet noodzakelijk voortdurend in beweging te zijn en zeker niet te blijven
(Brook, Briggs & Bell, 1983; Meheut & Chomat, 1990; Novick & Nussbaum, 1978). Ook de relatie
tussen temperatuur en snelheid wordt problematisch, want het is immers natuurlijker om te spreken in
termen van wanne of koude 'brokjes' (De Vos & Verdenk, 1987). Daarnaast blijken veel leerlingen moeite
te hebben met het idee van volstrekt lege ruimte tussen de 'brokjes''. Uit de literatuur komen twee
algemene manieren naar voren om dit te vermijden, namelijk door de 'brokjes' ofwel tegen elkaar ofwel in
een homogene substantie te plaatsen (Brook, Briggs & Bell, 1983; Meheut & Chomat, 1990; Novick &
Nussbaum, 1981).
Tenslotte zijn er uit de literatuur ook enkele intuïtieve ideeën van leerlingen naar voren gekomen met
betrekking tot de krachten tussen 'brokjes'. De grootte van deze krachten lijkt voor sommige leerlingen
direct afhankelijk van de temperatuur (Brook, Briggs & Driver, 1984). Ook werd gevonden dat de richting
van de krachten afhankelijk wordt gedacht van de beweging, aantrekking bij krimpen en afstoting bij
uitzetten (Brook, Briggs & Driver 1984). Daarnaast lijken afstotende krachten tussen 'brokjes' voor
leerlingen soms een bruikbaar middel om hun statische beeld van materie te handhaven (Novick &
Nussbaum, 1981).
Een en ander kan worden samengevat in de constatering dat uit deze onderzoeken blijkt dat, gegeven het
genoten onderwijs, veel leerlingen mist de essentie van de overgang naar een submicroscopisch
deeltjesmodel niet hebben kunnen volgen. Ervan uitgaande dat bovenstaande beschrijving ook
representatief zou kunnen zijn voor nederlandse onderbouwleerlingen, lijkt het nuttig om de
onderbouwleerboeken te analyseren op de manieren waarop het deeltjesmodel wordt geïntroduceerd.
Tot welke 'denkactiviteit' t.a.v. de bouw der materie zijn leerlingen die de geanalyseerde leergangen
gebruiken nu in staat na het volgen van het beschreven onderwijs? Wat voor soort vragen kunnen zij dan
beantwoorden? De WEN (1988) onderscheidt in dit opzicht reproductieve en productieve vragen. In het
Bron: APS-deel 2: Stoffen en materialen van de materie (1993); hfst. 1+2
Pagina 10 van 10
geval van reproductie verstaat men onder de denkactiviteit: 'leerling kan het antwoord zo uit het geheugen
halen', 'herkennen zonder probleemanalyse' en, bij een onbekende context, 'eenvoudige transfer naar in de
les behandelde contexten'. In het geval van productie gaat het om 'een niet routinematig oplosbare vraag'
en, bij een onbekende context, om 'vragen in een nieuwe context waarbij de transfer naar een bekend
gebied niet meteen voor
de leerling duidelijk is'. Het gaat dus, simpel gezegd, om het reproduceren van uit het hoofd geleerde
feiten, dan wel om het produceren van op inzicht gebaseerde redeneringen.
Als we nu met deze ruwe onderscheiding in gedachten, een verwachting uitspreken over de leerresultaten
van leerlingen tün aanzien van deeltjes, dan kan deze niet anders zijn dan schokkend. Voor vier van de
onderzochte leergangen kan het niet anders dan dat leerlingen niet of nauwelijks verder zullen komen dat
het reproduceren van feiten. Te verwachten is dat we bij deze leerlingen nog alle intuïtieve interpretaties
uit de literatuur in groten getale zullen aantreffen. Ook het modclbegrip zal bij deze leerlingen, naar
verwachting, volledig niet kunnen functioneren.
Ten aanzien van de methoden "DBK-na" en "Natuurkunde in thema's" is het moeilijker een verwachting
uit te spreken. Gegeven de eigen activiteit die van leerlingen gevraagd wordt in het leerproces, en de
mogelijke onderlinge discussies daarover die kunnen plaatsvinden, zouden we verwachten dat deze
methoden tot meer inzicht zouden moeten leiden dan de vorige. De invloed van intuïtieve interpretaties
zou minder kunnen zijn, terwijl het modclbegrip verder ontwikkeld wordt. Of er echter al toegekomen
wordt aan een inzichtelijk hanteerbaar deeltjcsmodel is, in het licht van de literatuur, ook voor deze
leergangen nog maar de vraag.
Als dit zo mocht blijken te zijn, dan roept dit uiteraard wel de vraag op wat überhaupt de overblijvende
functie zou kunnen zijn van een zo vroege introductie van het dceltjesdcnkcn in het natuurkundconderwijn. Het zou kunnen zijn dat, in het licht van de basisvorming, hier nog eens diepgaand over moet
worden nagedacht. Zeker is het wenselijk dat ten aanzien van dit onderwerp ontwikkelingsonderzoek gaat
plaatsvinden, waarin getracht wordt huidige inzichten omtrent begripsontwikkeling ook voor dit
onderwerp productief te maken.