PowerPoint-presentatie - Freudenthal Instituut

GESCHIEDENIS IN DE
SCHEIKUNDELES:
MODERNE TECHNOLOGIE OF EEUWENOUDE
TECHNIEKEN?
Niek Bijkerk
Workshop Woudschoten Scheikunde
Conferentie
2 november 2012
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
Waarom geschiedenis in de
scheikundeles?
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
Hoe breng je de historische context?
1. Voordracht
2. Dialoog
3. Demonstratie-/leerlingpractica
4. Leerlingen zelf de volgorde/rode draad laten uitvogelen
5. literatuuronderzoek
6. Etc..
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
Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71)
Conceptual Change
preconcepts
correct concept
‘correcte’ wetenschappelijke kennis
misconcepten
conceptual
conflict
Clement: “The misconception is highly resistant to change”
Clement, J. (1982) Students’preconceptions in introductory mechanics. American Journal of Physics, 50 (pp. 66-71)
Voorbeeld van misconcepten
Raket in de ruimte
A
B
“motion implies force”
Good practice (kort): atoommodel
Opdracht:
Welke misconcepties verwacht
je bij de leerlingen?
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
Wiggins, G. P., and McTighe, J. (2005), Understanding by Design, ASCD
Zelf een lessenreeks ontwerpen
Aankleding:
• Schetsen
tijdsbeeld
Hoofdlijnen:
• Practica
• Literatuuronderzoek
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
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).
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?
Opdracht:
Schrijf termen op die je associeert met…:
• ...micro
• …macro
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
Verslag examenbijeenkomst Blauwe leerlijn, juli 2009
Macro, Meso of Micro?
Blauwe lijn interpretatie van macro-micro
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.
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