Het eerste examen voor 5 havo in het examenexperiment nieuwe scheikunde. Jan Apotheker/ Rijksuniversiteit Groningen, Dick Hennink /Cito, Nicole van Hekezen/Cito, Emiel de Kleijn/ Stichting Leerplanontwikkeling, Michiel Vogelezang/CEVO. Inleiding Het eerste experimentele examen nieuwe scheikunde is afgenomen. De resultaten ervan vielen nog niet mee. Voor de kandidaten van het pilotexamen bleek een hogere N-term nodig, dan bij het reguliere examen. Toch zijn we niet ontevreden met de resultaten. We hadden natuurlijk gehoopt dat de leerlingen van nieuwe scheikunde een punt hoger zouden scoren. Uiteindelijk leert de analyse dat de leerlingen op sommige vragen beter scoren en dat de specifieke vragen gemiddeld voor de pilotleerlingen wat lastiger te beantwoorden waren. Deelname en resulaten Aan het eerste tijdvak van het pilotexamen havo hebben 356 leerlingen deelgenomen. Het gemiddelde ce-cijfer dat zij behaalden was 6,3. Het gemiddelde se-cijfer was ook 6,3. Aan het tweede tijdvak hebben 14 leerlingen meegedaan. Het gemiddelde ce-cijfer van het tweede tijdvak was 5,8. Het examen bestond voor een deel uit opgaven die identiek waren aan het reguliere examen en een deel verschillend. Die verschillen worden hieronder besproken. Op het gemeenschappelijke deel scoorden de leerlingen van de pilot 53% van de maximumscore van dat deel en die van het reguliere examen 55%. Op het specifieke deel van het examen scoorden de pilotleerlingen wat lager: 44%. In tabel 3 zijn de resultaten per vraag weergegeven. Om leerlingen die deelnemen aan het examenexperiment objectief te kunnen beoordelen en vergelijken met leerlingen die het reguliere programma gedaan hebben, heeft de stuurgroep vooraf met CEVO en Cito afgesproken dat het ce voor ca. 1/3 deel uit dezelfde -, 1/3 deel uit aangepaste - en 1/3 deel uit specifiek voor de nieuwe scheikunde ontwikkelde vragen zou bestaan. Dit is mede gedaan om te voorkomen dat leerlingen benadeeld zouden kunnen worden doordat ze deelnamen aan een pilot. De stuur- en projectgroep zijn in grote lijnen tevreden met de vorm en inhoud van dit eerste pilotexamen en zien en erkennen de inspanningen die CEVO en Cito gedaan hebben om in te spelen op de ingezette vernieuwing. Homogeniteit tussen onderwijs en examen Het is de bedoeling dat de manier van examineren en het vooraf plaats gevonden onderwijs zoveel mogelijk bij elkaar aansluiten, oftewel homogeen zijn. In het kader van de ontwikkelingen in Nieuwe Scheikunde is de context-concept benadering een belangrijk onderdeel geweest. Het is de vraag in hoeverre dit terug te vinden is geweest in het examen, en zo nee, waarom en of dit een reden kan zijn voor tegenvallende prestaties. Het gebruik van contexten in het onderwijs heeft onder andere tot doel om te laten zien aan de leerlingen dat kennis er niet zomaar is maar moeizaam tot stand wordt gebracht. Ook is belangrijk dat de leerlingen door het gebruik van een context zien dat de relevantie wordt ervaren van de chemische concepten voor
het leven van de leerlingen. In het examen zal echter de nadruk niet zozeer op het aspect van het leren van een concept moeten liggen, maar op het bieden van de mogelijkheid om te laten zien dat een kandidaat een in de klas geleerd concept kan herkennen in een nieuwe context. Dit betekent dat door zijn aard in het examen meer nadruk komt te liggen op de concepten en minder op de contexten. In hoeverre dit verschil met de situatie in de klas tot problemen bij de leerlingen heeft geleid verdient in een uitvoerige analyse in de toekomst zeker aandacht. Bespreking examens In tabel 1 zijn de opgaven, vraagvolgorde en puntenverdeling weergegeven. In tabel 2 staan de verschillen in de opgaven per vraag weergegeven. In tabel 3 zijn de gemiddelde scores (als percentage van de maximumscore) weergegeven die de leerlingen van de pilot en de reguliere groep hebben behaald. In de bespreking gaan we uit van het pilotexamen. Het pilotexamen kan gevonden worden op: http://www.cito.nl/vo/ce/havovwo/ex2009/eind_fr.htm Het examen bestond uit 6 opgaven, met in totaal 35 vragen, waar 79 punten op konden worden gescoord. Propeenoxide Deze opgave is een klassieke ce-vraag, waarbij een onderwerp aan de orde wordt gesteld en zonder veel omwegen een aantal concepten bevraagd wordt. De verschillen tussen het reguliere examen en de pilot worden veroorzaakt door kleine verschillen in de syllabus. Houtas Een leuke opgave, waarbij vanuit de context duurzame energie een probleem rondom koolstofdioxide centraal staat. Afgezien van vraag 7 hangen de vragen ook goed met elkaar samen. Deze samenhang is van belang voor leerlingen nieuwe scheikunde. Vanuit een context wordt in het algemeen een probleem centraal gesteld vanwaaruit verschillende aspecten worden onderzocht. Dat is wat in deze vraag ook gebeurt. De leerlingen van de pilot hadden de vraag uit het reguliere examen op zich ook kunnen beantwoorden. Vraag 11 van deze opgave bleek voor de leerlingen van de pilot veel moeilijker dan de vraag voor de reguliere leerlingen. De reguliere leerlingen worden sterk gestuurd, terwijl de pilotleerlingen zelf moeten bedenken wat chemische factoren precies zijn. De vraag behoort tot het specifieke deel en stelt de concepten kringloop en base aan de orde. Deze vraag is duidelijk minder goed gemaakt. Permanganaatfontein Ook dit is een leuk gevonden actuele context. Het beschreven experiment zal beslist op sommige scholen worden uitgevoerd.Het verschil met de vraagstelling in het regulier examen in het eerste onderdeel is marginaal en
wordt veroorzaakt door een klein verschil in de syllabus. Ook de formulering van het derde onderdeel wijkt af, omdat het botsende deeltjesmodel niet expliciet aan de orde is geweest in nieuwe scheikunde.
Oude kanonskogels Deze opgave beschrijft een fenomeen, dat ook voor veel docenten nieuw is, pyrofoor ijzer in de vorm van kanonskogels. Vraag 20 (‘Leg uit dat de verklaring van Child en Rosseinsky …aannemelijk is’), is een voorbeeld van een vraag die goed past bij nieuwe scheikunde. Voor de leerlingen bleek het een lastige vraag, misschien omdat de vraag tamelijk open is.
Van urine tot kunstmest Dit is de speciale opgave voor de pilot. Een opgave gekoppeld aan een specifiek probleem, het verwerken van de urine, opgevangen in speciale plaspalen bij grote evenementen. In de vragen wordt ingegaan op de chemische aspecten die daarbij een rol spelen. De vraag aan de leerlingen om een e-mail op te stellen past goed bij een nieuwe manier om kennis te toetsen en vooral omdat de leerling hierin een stellingname ten aanzien van een maatschappelijk probleem kan onderbouwen met chemisch relevante kennis..
Azijnsoorten Dit is de laatste opgave voor de pilot. In het reguliere examen was het opgave 3. Dat komt tot uitdrukking in de resultaten. Pilot: 51% en regulier 61%. De vraag lijkt door beide groepen verder goed gemaakt te kunnen worden. Het is dan ook een recht toe recht aan vraag over een specifiek onderwerp. Op zich een prima afsluiting van het examen.
Bespreking van de resultaten naar aanleiding van tabel 3 De scores van de nieuwe scheikunde leerlingen en de kandidaten die het reguliere programma hebben doorlopen zijn ongeveer gelijk (53% respectievelijk 55%). Een voorlopige conclusie hieruit is dat nieuwe scheikunde leerlingen op de overlap met het regulier programma op het gebied van kennis en vaardigheden op hetzelfde niveau zitten. De leerlingen nieuwe scheikunde scoorden op het specifieke deel een score van 44%, wat iets tegenvalt, maar waarvoor wel mogelijke oorzaken aan te wijzen zijn. Vragen die opvallen door een lage scoren zijn 15, 20, 24, 25 en 27. Deze vragen zijn door respectievelijk 12, 3, 12, 5 en 12 procent van de leerlingen overgeslagen. De vragen 12 en 27 zijn rekenvragen, een item dat havoleerlingen vaak lastig vinden. De vragen 20 en 25 sluiten op zich goed aan bij nieuwe scheikunde, maar waren voor leerlingen lastig te beantwoorden omdat de daarvoor benodigde informatie uit langere tekstfragmenten gehaald moest
worden en omdat verschillende chemische concepten met elkaar gecombineerd moesten worden om tot een juist en volledig antwoord te komen. Opvallend is dat de leerlingen nieuwe scheikunde op de laatste relatief makkelijke opgave uit de overlap over Azijnsoorten (vanaf vraag 31) laag scoren. Een verklaring hiervoor kan zijn dat pilotleerlingen onvoldoende tijd hadden voor de beantwoording doordat het pilotexamen aanzienlijk langer was dan het reguliere examen. In het reguliere examen kwam deze opgave namelijk al veel eerder aan bod (vanaf vraag 15). We zijn voorzichtig met het op dit moment trekken van definitieve conclusies. Er zijn nogal wat factoren die de resultaten en kwaliteit van dit examen beïnvloed kunnen hebben. We noemen er een aantal: •
het niet gereed zijn van alle lesmateriaal voor de 4e - en 5e klas bij de start van pilot,
•
het ontbreken van voorbeeldexamens van voorgaande jaren specifiek geënt op de vernieuwing,
•
het niet voor handen zijn van voldoende extra oefenopgaven bij de modules,
•
het niet kunnen pre-testen en bijstellen van het pilotexamen,
•
het ontbreken van ervaring met betrekking tot de interpretatie en uitwerking van de (deels nieuwe) items van de syllabus,
•
het niet volledig aansluiten van het correctievoorschrift bij de antwoorden zoals die kunnen worden gegeven door de leerlingen die zijn opgeleid vanuit Nieuwe Scheikunde .
Verder moeten we in ogenschouw durven nemen dat dit een pilot is, waarbij docenten, toa's en leerlingen de kans moeten krijgen om samen een nieuwe weg te ontwikkelen en uit te proberen en dan accepteren dat alles niet in één keer verloopt zoals we graag zouden willen zien. Ook bij voorgaande veranderingen, zoals bijvoorbeeld bij de invoering van de tweede fase in 1998, is tijd nodig geweest om alles opnieuw op een rijtje te zetten. Voorlopig wachten we vol goede moed het volgende examen af. De scholen die deelnemen aan het examenexperiment zijn net voor de derde keer gestart met een 4havo klas. Het blijkt dat een groot aantal zaken nu veel beter verloopt dan de eerste keer.
Tabel 1. Vragen en puntvolgorde pilot en regulier examen 2009, eerste termijn.
Aantal vragen Aantal punten Opgave 1 Opgave 2 Opgave 3 Opgave 4 Opgave 5 Opgave 6 Opgave 7 Opgave 8
pilot 35 79 Propeenoxide, 6 vragen, 15 punten Houtas, 5 vragen, 10 punten Permanganaatfontein, 4 vragen, 9 punten Oude kanonskogels, 5 vragen, 10 punten Van urine tot kunstmest, 10 vragen, 25 punten Azijnsoorten, 5 vragen, 10 punten
regulier 35 80 Propeenoxide, 6 vragen, 15 punten Stroom uit straling, 3 vragen, 6 punten Spijsvertering, 5 vragen, 11 punten Azijnsoorten, 5 vragen, 10 punten Houtas, 5 vragen, 12 punten Permanganaatfontein, 4 vragen, 10 punten Oude kanonskogels, 5 vragen, 10 punten Vet, 2 vragen, 6 punten
Propeenoxide vraag 1
Propeenoxide vraag 4
pilot Geef de structuurformule van een isomeer van propeenoxide die behoort tot de alcoholen en waarvan de moleculen een dubbele binding bevatten.
regulier Geef de structuurformule van een isomeer van propeenoxide die behoort tot de onverzadigde verbindingen en ook tot de alcoholen.
Na de eerste reactie reageert het gevormde methaanzuur in ruimte 3 met een deel van de methanol tot een stof waarvan in de moleculen een esterbinding voorkomt. Deze stof wordt een ester genoemd.
Na de eerste reactie reageert het gevormde methaanzuur in ruimte 3 met een deel van de methanol tot een ester. 2p 4 Geef de structuurformule van deze ester.
2p 4 Geef de structuurformule van de ester die in ruimte 3 wordt gevormd. Houtas vraag 7 (20-regulier)
De energievoorziening uit hout kan dan ‘CO2neutraal’ genoemd worden. 2p 7 Beschrijf hoe de bosbouw moet worden ingericht om de energievoorziening uit hout dat via bosbouw wordt verkregen, ‘CO2neutraal’ te kunnen noemen.
Bij bosbouw worden de gekapte bomen vervangen door jonge aanplant. De energievoorziening uit hout kan dan ‘CO2-neutraal’ genoemd worden. Hout bestaat voor het grootste deel uit cellulose (een polymeer van glucose) en water. 3p 20 Geef de reactievergelijking van de volledige verbranding van cellulose. Gebruik (C6H10O5)n als formule voor cellulose.
Houtas vraag 11 (24-regulier)
As die is ontstaan in de met hout gestookte verbrandingsoven van een elektriciteitscentrale bestaat voornamelijk uit calciumoxide. Deze as kan worden gebruikt om de grond te bewerken waarop bosbouw plaatsvindt.
As die is ontstaan in de verbrandingsoven van een elektriciteitscentrale bestaat voornamelijk uit calciumoxide. Deze as kan worden gebruikt om de pH van zure grond te verhogen. Calciumoxide reageert daarbij met de aanwezige H+ ionen.
Permanganaatfontein, vraag 12 (25-regulier)
2p 11 Noem twee chemische factoren die bewerking van de grond met calciumoxide nodig kunnen maken.
3p 24 Geef de vergelijking van deze reactie.
Bereken hoeveel gram oxaalzuur (H 2C2O4) Loes moet afwegen voor de bereiding van 100 mL 0,50 M oxaalzuuroplossing.
Loes maakt 100 mL 0,50 M oxaalzuuroplossing. Op het etiket van de pot met oxaalzuur staat H2C2O4 . 2H2O geschreven. 3p 25 Bereken hoeveel gram H 2C2O4 . 2H2O Loes moet afwegen voor de bereiding van 100 mL 0,50 M oxaalzuuroplossing.
Permanganaatfontein vraag 14 (27-regulier)
I door de reactie stijgt de temperatuur in de reageerbuis; II de Mn2+ ionen, die zijn gevormd bij de reactie, zorgen voor het toenemen van de reactiesnelheid. 2p 27 Leg uit met behulp van het botsende-deeltjesmodel dat hypothese I een verklaring zou kunnen zijn voor het toenemen van de reactiesnelheid.
Oude kanonskogels, (regulier vraag 30)
Oude kanonskogels, vraag 18 Oude kanonskogels, vraag 20 (33-regulier)
Stel aan de hand van gegevens uit de regels 10 en 11 de reactievergelijking op voor het roesten van ijzer. Gebruik voor roest de formule Fe(OH)3. ontbreekt Leid uit tekstfragment 1 af of de reactie die plaatsvindt na het kapotmaken van de cementachtige korst een endotherme of een exotherme reactie is. Noteer je antwoord als volgt:
Zij bedenken twee hypothesen: I. de reactie is exotherm; II. de Mn2+ ionen, die zijn gevormd bij de reactie, werken als katalysator. 2p 14 Leg uit dat hypothese I een verklaring kan zijn voor hun waarneming met betrekking tot de gasontwikkeling.
ontbreekt
Leid af hoeveel elektronen elk ijzerion in Fe 2(Si4O)(OH)2 bevat. Massieve ijzeren kogels gaan niet spontaan gloeien wanneer daarop met een hamer wordt geslagen. 2p 20 Leg uit dat de verklaring van Child en
In de tekst staat dat ………………………………, dus de reactie is ………….. . Azijnsoorten
Geen verschillen
Rosseinsky (regel 9 en verder) voor het verschijnsel dat in de regels 5 en 6 is genoemd, aannemelijk is.
Tabel 3. Opgave pilot
Opgave regulier
propeenoxide 1 (3p) 1 (3p) 2 (3p) 2 (3p) 3 (3p) 3 (3p) 4 (2p) 4 (2p) 5 (1p) 5 (1p) 6 (3p) 6 (3p) Houtas 7 (2p) 8 (1p) 21 (1p) 9 (3p) 22 (3p) 10 (2p) 23 (2p) 11 (2p) 24 (3p) Permanganaatfontein 12 (2p) 25 (3p) 13 (3p) 26 (3p) 14 (2p) 27 (2p) 15 (2p) 28 (2p) Oude kanonskogels 16 (2p) 29 (2p) 17( 2p) 30 (2p) 18 (2p) 31 (2p) 19 (2p) 32 (2p) 20 (2p) 33 (2p) Van urine tot kunstmest 21 (2) 22 (2) 23 (2) 24 (2) 25 (3) 26 (2) 27 (4) 28 (2) 29 (4) 30 (2) Azijnsoorten 31 (2p) 15 (2p) 32 (1p) 16 (1p) 33 (2p) 17 (2p) 34 (3p) 18 (3p) 35 (2p) 19 (2p) Totaalscore 79 N-term CE-cijfer
p-waarde*1) pilot
soort
77 37 73 34 65 61
aangepast overlap overlap overlap overlap overlap
71 52 32 66 32
speciaal overlap overlap overlap speciaal
61 48 60 24
aangepast overlap aangepast overlap
90 57 43 41 20
overlap overlap speciaal overlap speciaal
70 95 57 12 19 37 23 47 52 67
speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal speciaal
53 52 40 54 54
overlap overlap overlap overlap overlap
50 1,8 6,3
p-waarde*1) regulier
39 76 50 62 61
48 28 60
52 20 80 57 31
70 70 46 66 54
1,2
*1) p-waarde: de gemiddelde score van de leerlingen uitgedrukt in procenten van de maximumscore.
