Rotland
INHOUD DECEMBER 2004 Vakwerk
524 528 536 548
Joke van Aalsvoort
Tweemaal water, tweemaal relevant scheikundeonderwijs?
Een toetsing aan de hand van criteria voor relevantie van een tweetal lesteksten over water. Gert-Jan Euverink en Cees Buisman
Duurzame energie uit water
Dit artikel over blauwe energie is de tweede bijdrage uit Wageningen ter voorbereiding op het NVON-congres 2005. Steven van Roode
De Venusovergang voorbij
Een groot aantal middelbare schoolleerlingen heeft dit natuurverschijnsel op 8 juni 2004 kunnen observeren. Een impressie. Lidy Bolsman
Bètatalent op het Montessori (3)
Dit artikel bespreekt de ervaringen gedurende twee jaar met verschillende invullingen van een onderzoeksweek over Tijd en Ruimte.
Verder in dit nummer:
Rubrieken 522 Marianne Offereins Edith Holden
515 Ed van den Berg
Nascholing op de Filippijnen
528 Marjan Bruinvels
Hoe is het gesteld met de vakkennis van de docenten in dit land?
535 Bob Lefeber
(1871-1920) Natuurwetenschap en poëzie Mijn eerste jaar
539 Meta Geerts en 517 Toon van Gestel
Winegumberen
Een reactie. 520 Marijke Domis
Gerard Stout
De digitale tuin Vraagje bio 547 Arjan Linthorst Groene scheikunde (1) 550 Anneke Thurlings Speelgoed 540 Jan Theo Boer
Feiten en ficties over DNA
Een interview met Wiel Hoekstra.
Algemeen gedeelte 551 Vereniging
531 John Bette
553 Examens
Crea TOA-dag in Wageningen
554 Verslagen
Een verslag van deze succesvolle dag op 4 november 2004.
555 Scholing 556 Recensies 559 Mededelingen
541 Gerard Stout
Wim Reimert: Tussen kunst en kennis, natuurkunde in olieverf en acryl
Een interview. 544 Redactie biologie
Natuurmuseum Brabant
Het project ‘De Reis’ dat kort geleden werd voltooid is een bezoek waard.
560 Adresgegevens
Het bestuur van de NVON en de redactie van NVOX wensen u Prettige Kerstdagen en een Gelukkig Nieuwjaar
Ik typ over. Je buurman doet het met een geit. Wie bel je? Het tv-programma Man bijt hond (“Dit is modern cultuurgoed”), de bok (“de geit pleegt overspel”) of de inburgeringspolitie (“Geit? Daar zijn hobbykippen voor.”)? Het leven is vluchtig. De lezer is al weer vergeten dat aan de publiciteit een klein boertje ontsnapte, is al weer vergeten dat er twee dagen heel belangrijk nieuws was over een blaadje gesubsidieerd door ons ministerie dat als functie had homoseksualiteit bespreekbaar bij de jeugd te maken, is al weer vergeten dat op sommige scholen het blaadje wel en op andere niet werd uitgedeeld en dat andere mensen vooral het laatste zeer discutabel vonden. Dat was allemaal in oktober. Laat ik het er niet over hebben dat in de discussie zo uiterst ongevoelig en onbedachtzaam is voorbijgegaan aan het probleem: jongeren die homoseksualiteit afwijzen. Als je net je eigen seksuele geaardheid aan het ontdekken bent, voor de meesten een heteroseksuele, is ander gedrag bedreigend. A priori staat een puber dus met meer reserve tegenover homoseksualiteit dan een volwassene. Maar dit stukje gaat niet over homoseksualiteit. Het gaat over het verachtelijke volk dat teksten voor de jeugd schrijft zoals hierboven geciteerd, en de idioten die het drukken van zulke teksten in blaadjes voor kinderen subsidiëren, en de blinden die zulke blaadjes in hun school laten uitdelen, en het hijgerige journaille die DISCRIMINATIE roepend, schoolleiders die het blaadje bij het oud papier lieten leggen voor de camera voor schut zet, en de hersenloze, amorele kamerleden die verkeerde ‘kritische vragen’ stellen aan de minister. Ten slotte las ik hier en daar staart-tussen-de-potenachtige artikeltjes waarin men genuanceerd vond, dat het natuurlijk wel een beetje vreemd taalgebruik was. Walgelijk. Wat moet ik zeggen over het jongmens dat twee dagen in iedere actualiteitenrubriek optrad, de hoofdredacteur van het blaadje, Merijn Henfling? Kort nadat ik dit heb geschreven, wordt Theo van Gogh vermoord. Ja, de vrijheid van meningsuiting is te belangrijk. Merijn mag schrijven wat hij wil, maar u moet voorkomen dat zijn teksten in de klas komen. En u moet praten in de klas over de vrijheid van meningsuiting en over homoseksualiteit.
Op de achterkant staan de agenda en de rubriek Opsteker
[email protected]
|N VOX 10 | 513 DECEMBER 2004 NVOX
Joke van Aalsvoort
Twee lesteksten over water worden getoetst aan de hand van criteria voor relevantie. Na een analyse van de oorzaak van het verschil tussen de twee
Openbare Scholengemeenschap
lesteksten volgt opnieuw een toetsing, nu niet op het niveau van de lestekst,
Huygenwaard, Heerhugowaard
maar op het niveau van de achterliggende opvatting over kennis. Het artikel sluit af met een conclusie over wat nodig is om relevant scheikundeonderwijs te ontwikkelen.
Tweemaal water, tweemaal relevant scheikundeonderwijs? Criteria voor relevantie In het rapport ‘Bouwen aan Scheikunde’ spreekt de Verkenningscommissie haar zorgen uit over het maatschappelijk beeld van de chemie en het imago van het schoolvak scheikunde. Ten aanzien van het eerste punt schrijft zij: “De beeldvorming van de chemie in Nederland is overwegend negatief. Chemie wordt in de maatschappij vooral geassocieerd met stank, ongelukken en vervuiling. Dat zonder chemie de huidige welvaart en gezondheid niet kan bestaan noch in de toekomst behouden blijven, is vrijwel onbekend” (2002, p. 6). Het tweede punt verwoordt de commissie als volgt: “Leerlingen hebben onvoldoende idee wat het schoolvak scheikunde met hun dagelijkse wereld te maken
heeft”, en: “Ook leerlingen die een N-profiel kozen zien scheikunde zelden als een uitdaging, een inspirerend vakgebied met uitzicht op een aantrekkelijke carrière” (2002, p. 7). Aan deze uitspraken zijn drie criteria voor relevantie te ontlenen waaraan nieuwe teksten voor het scheikundeonderwijs zouden moeten voldoen. Deze zijn achtereenvolgens: 1. individuele relevantie: scheikunde moet duidelijk maken wat chemie met het dagelijks leven van individuen te maken heeft; 2. professionele relevantie: scheikunde moet een beeld geven van beroepen waarvoor scheikundige kennis nodig is; 3. maatschappelijke relevantie: scheikunde moet laten zien hoe chemie bijdraagt aan de kwaliteit van ons leven. Uit de internationale literatuur blijkt dat men ook in het buitenland deze soorten relevantie van belang acht (Van Aalsvoort, 2004). Daarnaast is er ook veel aandacht voor een vierde, dat ik als volgt zou willen omschrijven: 4. persoonlijk-maatschappelijke relevantie: scheikunde moet leerlingen helpen zich tot verantwoordelijke burgers te ontwikkelen. DeHart Hurd bijvoorbeeld schrijft hierover: “One purpose of science for the 21st century is the development of responsible citizenship for dealing with problems that have dimensions in science/technology such as those related to the environment, health, energy, and agriculture” (1994). Het gaat er dan om dat leerlingen leren goed voor zichzelf en hun (natuurlijke) omgeving te zorgen met behulp van kennis uit de natuurwetenschappen. DeHart Hurd geeft hiermee een natuurwetenschappelijke invulling van burgerschap. Men kan deze met een sociaalmaatschappelijke interpretatie aanvullen. Burgerschap betekent dan ook de zorg voor een gezonde samenleving. Gezien de pluriformiteit van onze samenleving, tot uitdrukking komend in een veelheid van opvattingen en waarderingen, is een bijdrage aan een beter onderling begrip in dit kader van wezenlijk belang (Roegholt, 1995). Bovengenoemde soorten relevantie verwijzen naar contexten die voor nieuw scheikundeonderwijs van belang zijn.
Tweemaal water
Chemische onderzoekers vergelijken het adsorptievermogen van verschillende oplosmiddelen 524 |
NVOX
10 | DECEMBER 2004
Water, verrassend gewoon! Er zijn twee delen te onderscheiden in deze lesmodule1. Het eerste deel bestaat uit een serie praktische opdrachten, het tweede is een lestekst. De leerlingen maken een keuze uit de opdrachten. Bij het uitvoeren van de opdracht komen zij erachter dat dit niet gaat zonder de basiskennis uit de lestekst door te werken. De opdracht is dus bedoeld om leerlingen hiertoe te motiveren (Jansen et al., 2003). De lestekst heeft een structuur die als volgt te beschrijven is. De verschijnselen die optreden bij een aantal demonstratieproeven moeten verwondering oproepen bij de leerlingen. Vervolgens geeft men een verklaring van deze verschijnselen door de behan-
alleen ‘het omhulsel waarin wetenschap aan de leerlingen wordt aangeboden’ te veranderen. Als je toch het chemieonderwijs wilt ontwikkelen, dan moet je soms op bepaalde tijdstippen en plaats in het ontwikkelproces keuzes maken. We moeten tenslotte naar een betekenisvolle chemie, wellicht bekeken vanuit een beroepssituatie, maar die vooral activiteiten bij leerlingen oproept. Ik denk dat we leerlingen chemie (of wetenschap) deels zelf laten ontwikkelen in plaats van iets lesgeven over chemie (of wetenschap). Dit heeft gevolgen voor de rol van de docent, die van leerlingen en organisatie van ons onderx wijs. Kortom een schitterende uitdaging. Marijn Meijer is één van de auteurs van de module ‘Water, verrassend gewoon!’
Gert-Jan W. Euverink1 Cees J.N. Buisman1,2
1Wetsus, 2Milieutechnologie,
Centre for Sustainable Water Technology
Wageningen Universiteit en Researchcentrum
Duurzame energie uit Blauwe energie
Natuurwetenschap en Poëzie Hierbij een verrassend gedicht van een leerlinge van het BC Schöndeln te Roermond. Heeft u ook zo’n leuke leerling? Stuur dan zijn of haar gedicht naar Marjan Bruinvels, Sweelincklaan 75, 3723 JC Bilthoven of naar
[email protected]
Meneer Prijs degene die hem bedacht, prijs degene die hem ter wereld bracht. Elektriciteit, benzeen en de cirkelbogen, behoren alle tot zijn intelligente vermogen. Zijn innerlijk is goed en prachtig, zijn uiterlijk is trots en krachtig. Hulp bieden kan hij zeker, hij verdient met stip de eerste beker. Spiekbriefjes zijn niet toegestaan, spieken bij hem moet wel gaan. Je iets leren doet hij eigenlijk niet, maar kennis heeft hij op een groot gebied. Zonder hem red je het wel? waarschijnlijk niet, hij is handig èn snel ! En hij blijft je altijd trouw, nee, meneer Binas vergeet je niet gauw.
Blauw, grijs, groen, rood en wit. Vijf verschillende kleuren geven tegenwoordig de herkomst van energie aan. Grijze energie staat voor energie opgewekt met conventionele brandstoffen zoals steenkool, aardgas of aardolie. Rode energie is voor kernenergie. Groene energie staat voor wind- en zonne-energie en witte energie staat voor energie uit stromend water. Blauwe energie is de term voor energie uit water anders dan vallend water. Blauwe energie komt uit verschillen in zoutconcentraties in water. Osmose De drijvende kracht achter blauwe energie is de osmotische druk. Deze vorm van energie kan worden benut via osmose of via omgekeerde elektrodialyse (RED: Reversed Electro Dialysis). Osmose stuwt zout water omhoog. Water gaat vanuit een zoetwatercompartiment via een membraan naar het zoutwatercompartiment. Dit membraan laat water passeren, en houdt opgeloste zouten tegen. Het verschil in zoutgehalte stuwt zeewater (30 g zout /l) tot wel 250 m op (circa 25 bar). Het brakke water stroomt via een turbine terug en een generator zorgt voor elektriciteit. In theorie levert het osmotische drukverschil tussen 1 m3 zee water en 1 m3 zoet water 0.7 kWh.
RED In het RED-proces mengt zoet en zout water tot brak water via twee soorten membranen (figuur 1). Het membraan laat afhankelijk van het type positief (kationselectief membraan) of negatief (anionselectief membraan) geladen ionen door. Door de anionische en kationische membranen om en om te plaatsen bewegen de positieve ionen in één richting en de negatieve ionen in de tegengestelde richting. Het potentiaalverschil genereert in het anodecompartiment elektronen die in het kathodecompartiment worden gebruikt. Het maximale potentiaalverschil per
Inge van Brussel 4V1
Figuur 1. Schematische weergave van het RED-proces. De ionen in het zoute water gaan door het anionische of kationische membraan in de richting van het zoete water. Het water dat de opstelling verlaat is brak. Het zoete water bevat meer zout en het zoute water is minder zout 528 |
NVOX
10 | DECEMBER 2004
Steven M. van Roode
Op dinsdagochtend 8 juni 2004 vond de venusovergang plaats, een evenement waarbij de planeet Venus precies voor de zon langsschoof en dat wereldwijd
Newmancollege, Breda
door miljoenen mensen live werd meegemaakt. Onder hen ook een groot aantal middelbare scholieren in Nederland, die dank zij het overwegend zonnige weer het bijzondere natuurverschijnsel prima konden volgen.
De venusovergang voorbij In aanloop op de venusovergang heeft Rob van Gent een grote hoeveelheid historische literatuur over het verschijnsel op een website bijeengebracht [1], waarvan veel online is te raadplegen. Wie in deze verslagen van sterrenkundigen uit de achttiende en negentiende eeuw begint te lezen over hun ervaringen met de venusovergang, proeft nog altijd de overweldigende indruk die het verschijnsel op deze wetenschappers heeft gemaakt. Nog jaren nadat de overgang had plaatsgehad, kregen hun belevenissen een plaats in memoires en herinneringen. Amateur-astronoom Charles Grover bijvoorbeeld, die zich in december 1882 samen met Cuthbert Peek had aangesloten bij de Britse expeditie onder leiding van Leonard Darwin (de zoon van), verhaalt meer dan vijfentwintig jaar later nog uitgebreid over de deceptie die de waarnemers destijds wachtte. De bedoeling was om de venusovergang in de ochtend van 7 december 1882 waar te nemen vanuit Jimbour, in de buurt van Brisbane. Deze streek aan de oostkust van Australië stond bekend om zijn heldere zomerhemel en was daarom verkozen tot observatieplaats van de expeditie.
Nederland waren er activiteiten die het publiek in de gelegenheid stelden om het verschijnsel zelf waar te nemen. Volkssterrenwachten hadden hun telescopen voor het publiek opgesteld en ook op veel scholen konden leerlingen de venusovergang bekijken. In Leiden werd het beeld van Venus die voor de zon langs schoof op een groot scherm in de open lucht geprojecteerd. De bekende astrofysicus Vincent Icke gaf daarbij live uitleg. Ook viel de venusovergang samen met het 390-jarig bestaan van de Rijkuniversiteit Groningen. In het kader van dit lustrum vond het programma ‘Venus in natuur en cultuur’ plaats. In de vroege ochtend konden geïnteresseerden, genietend van een ontbijt op de trappen van het Academiegebouw in de binnenstad, het begin van de venusovergang gadeslaan, waarna een aantal lezingen volgde. Op het terrein van de Space Expo in Noordwijk waren eveneens telescopen opgesteld voor het publiek en was er een tentoonstelling. Paul Dolk verzorgde er een live webcast van de overgang, die door meer dan tweehonderduizend mensen via internet werd bekeken.
“On December 6th after a fine morning, clouds came on, with heavy rain, and on the morning of December 7th not a glimpse of the Sun or the Transit of Venus was visible. Telegrams were received telling of similar bad weather at Brisbane and Sydney, while at Melbourne, Hobart and New Zealand the weather was fine. The day wound up with the heaviest thunderstorm I ever saw. Soon after sunset it became so dark, that objects even close at hand were quite invisible, except when it lightened, when every tree leaf and detail was beautifully seen; the thunder was tremendous and the rain a perfect deluge, everything movable was soon afloat. With the usual tantalising luck of astronomers the next morning was beautifully clear and bright.” [2]
Figuur 2. In de tuin van het Universiteitsmuseum in Utrecht bekeken leerlingen van verschillende scholen uit de omgeving de venusovergang samen met Govert Schilling
foto Bert Stolk
foto Ada Molkenboer
Ook de venusovergang van 8 juni heeft op iedereen die hem gezien heeft een blijvende indruk achtergelaten. In Nederland werkte het weer daarvoor gelukkig goed mee. De bewuste dinsdag was van de vroege ochtend, toen de overgang begon, tot in de middag een prachtige, wolkenloze dag, waardoor de minizonsverduistering perfect te zien was (figuur 1). Overal in
foto Ada Molkenboer
Een impressie van de activiteiten in Nederland
In Utrecht kwamen leerlingen van vier scholen uit de omgeving samen in de historische tuin van het Universiteitsmuseum (figuur 2 en 3). Met behulp van een aantal telescopen van amateur-astronomen en enkele venuscopen zagen zij Venus als gitzwart schijfje
Figuur 1. Het zwarte silhouet van Venus voor de zonneschijf. De golven in de rand van de zon worden veroorzaakt door turbulentie in de atmosfeer 536 |
NVOX
10 | DECEMBER 2004
Figuur 3. Aan de hand van een model werd de leerlingen in het Universiteitsmuseum duidelijk gemaakt waarom venusovergangen zo zeldzaam zijn
Lidy Bolsman
Dit artikel bespreekt de ervaringen gedurende twee jaar met verschillende invullingen van een onderzoeksweek over Tijd en Ruimte.
Montessori Lyceum Amsterdam
Project Tijd en Ruimte in klas 4-vwo Inleiding In het eerste artikel Bètatalent op het Montessori Lyceum Amsterdam1 is het kader geschetst waarbinnen bij ons op school pilotprojecten een plaats krijgen. In een volgend artikel zijn de ervaringen met het project Uitvinders, uitvindingen en ontdekkingen in klas 1 beschreven2. In schooljaar 2002-2003 is in de profielen NG en NT een project uitgetest met de titel Tijd en Ruimte. Een project dat bestond uit een onderzoeksweek, waarin leerlingen uit 4-v in groepen van vier een aantal experimenten konden doen. Het eindresultaat werd per groepje vastgelegd in een kort artikel voor de website van school. In schooljaar 2003-2004 werd het project Tijd en Ruimte herhaald, nu met drie klassen uit het natuurprofiel. Op onze school had het doen van onderzoek een flinke stimulans nodig om terug te komen op het niveau van vóór de tweede fase. Tot de invoering daarvan was er op onze school vooral bij de natuurwetenschappelijke vakken veel ruimte ingericht zowel voor gesloten als voor open onderzoek. Zelfstandig onderzoek vinden we in het natuurprofiel erg belangrijk omdat het ruimte geeft voor samenwerkend leren en activerend leren. Een werkwijze die vooral binnen het Montessorionderwijs van essentieel belang is. In de voorbereidingsfase van het project Tijd en Ruimte hebben de vakdocenten uit het natuurprofiel en de TOA’s daarom een tweetal studiemiddagen besteed aan de voorbereidingen van het project. De eerste studiemiddag werd besteed aan het leertheoretische model van Marzano3 en de leercyclus van Kolb4.
De voorbereiding Bij de voorbereiding werd de theorie van Marzano gebruikt om een heldere kijk te krijgen op het leerproces dat leerlingen en hun begeleiders tijdens het project doormaken. Marzano wijst er op dat het belangrijk is om een optimaal uitgangspunt te creëren. Naar het project vertaald betekent dat bijvoorbeeld dat de leerlingen zich op hun gemak moeten voelen en niet opgejaagd door onduidelijke eisen. Van het begin af aan moet het dus duidelijk zijn wat het doel van het project is. Leerlingen moeten niet het gevoel hebben dat het allemaal extra taken zijn die ze behalve hun normale werk ook nog moeten doen. Het project moet zichtbaar nuttig en leuk zijn. Verder hebben wij ons verdiept in de indeling van leerstijlen volgens Kolb (als aanvullende leertheorie). Hiermee konden we, als begeleiders, beter begrip opbrengen voor de verschillen in aanpak van leerlingen en daarmee de samenwerking in de groepjes beter coachen. Twee docenten van het Amstel Instituut van de Universiteit van Amsterdam, Piet Molenaar en Willem Bustraan, gaven een korte inleiding in de bovengenoemde leertheorieën. Tijdens de tweede studiemiddag gaf Piet Geerke van het Amstelinstituut ons instructie over het programma Coach 5, software die het mogelijk maakt om experimenten uit te voeren met behulp van een computer met bijbehorende randapparatuur5,6.
De projectweek in 2003 Met een schitterende show van experimenten startte Paul Vlaanderen in de studiezaal van het natuurprofiel de onderzoeksweek. Bij het doen van onderzoek is verwondering een goede 548 |
NVOX
10 | DECEMBER 2004
invalshoek om nieuwsgierigheid te prikkelen. In deze show werden alledaagse verschijnselen via een demonstratie-experiment wonderbaarlijk. Kortom, deze show kunnen wij iedereen aanbevelen als start van een project waarin activerend leren een rol speelt.
Met helium klinkt je stem anders. Paul Vlaanderen en leerlingen 4-v NG/NT
Tijdens de voorbespreking hadden we als begeleiders gekozen voor het thema Tijd en Ruimte; een onderwerp waarvoor we zelf belangstelling hadden en dat veel mogelijkheden blijkt te bieden. De leerlingen konden zelf een onderwerp kiezen dat met dit thema te maken had. De speelruimte om met een eigen onderwerp te komen was aanwezig, maar daar heeft geen van de leerlingen gebruik van gemaakt. Het is belangrijk dat in dit project de leerkrachten niet de opdrachtgevers zijn, maar vooral steun bij problemen die leerlingen tegenkomen als ze hun eigen onderzoek uitvoeren. Doordat leerlingen en begeleiders hier op evenwaardige basis werken ontstaat ruimte voor activerend leren. Het project was gepland in een zogenaamde ‘profielweek’. Dit is een week waarin geen lessen gepland zijn met als doel ruimte te creëren voor projecten, lezingen, het inhalen van ziekteherkansingen, excursies en dergelijke. In de bovenbouw zijn er vier profielweken in een schooljaar.
De onderwerpen De circa vijftig leerlingen, de TOA’s van biologie, scheikunde en natuurkunde en de profielvakdocenten hebben samengewerkt in onderwerpen binnen het thema Ruimte en Tijd. De volgende onderwerpen zijn onderzocht: Fictie en feit in de ruimte-tijd. Bij dit onderwerp werd gebruik gemaakt van een profielwerkstuk 6-vwo natuur en techniek. Het discussiepunt werd: ruimte en tijd kunnen niet los van elkaar bestaan. Zonnewijzers. Deze leerlingen zijn op zoek gegaan naar de manieren waarop in verschillende culturen en in verschillende eeuwen de tijd werd gemeten. Ter illustratie werden ook enige papieren modellen in elkaar gezet. Illusie en beweging.Deze leerlingen hebben een filmpje gemaakt, waarin ze een scène uit de sciencefictionfilm Startrek naspeelden. Hun vraag was: hoe zien we een film in 3D? Speel voor god. Simlife is een computerprogramma waarin de ontwikkeling van ecosystemen wordt gesimuleerd. Leerlingen hebben hiermee eigen diersoorten ontworpen en de invloed ervan op het leven op aarde bestudeerd. Mijn plaats tussen de sterren. Een onderzoek naar een coördinatenstelsel van sterren.
