NATUURKUNDE EN SCHEIKUNDE OCHTENDPERIODE KLAS 7 VRIJE SCHOOL ZUTPHEN
Rikie Knaake-Kemperman December 2011
Inhoudsopgave:
Missie- visie en koersuitspraken Vrijeschool Zutphen
4
Jaarkarakteristiek klas 7
4
Klassensysteem vrijeschool
5
Natuurkunde
6
Periodebeschrijving natuurkunde klas 7
9
Proeven natuurkunde
11
Scheikunde
22
Periodebeschrijving scheikunde klas 7
25
Proeven scheikunde
28
Leerlingen (werk)bladen scheikunde
39
Practicumreglementen
47
-2-
Missie- visie en koersuitspraken Vrijeschool Zutphen Missie De pedagogische missie van de vrijeschool is gestoeld op de gedachtegang en het mensbeeld van Rudolf Steiner. Binnen ons onderwijs wordt gebruik gemaakt van leerstof als ontwikkelingstof die zich richt op het aanspreken van de totale leerling (hoofd, hart en handen) in de verschillende leeftijdsfasen.
Visie Met bevlogen docenten bieden wij onze leerlingen alle ruimte om zich breed en diep te ontwikkelen op sociaal, cognitief en kunstzinnig gebied. Wij bieden een leeromgeving waarin zij in toenemende mate zelfstandig bewuste keuzes kunnen maken zodat zij de toekomst/maatschappij vorm kunnen geven.
Koers 1. 2. 3. 4. 5.
Samenhang, balans en rust in leerstof en leerprocessen Leerlingen worden uitgedaagd op niveau Leerlingen begeleiden is leerlingen zien en ontmoeten Betekenisvol in de maatschappij staan Werken vanuit een professionele cultuur
Jaarkarakteristiek klas 7: De 7e klasser is vanouds nog onderbouwer. Dat betekent dat van de trits denken-voelenwillen “het voelen” nog centraal staat. De lesstof wordt nog vooral op een beeldende, niet abstract-intellectuele manier aangeboden. In het kunstzinnige wordt vooral nog aan de eigen fantasiekrachten geappelleerd: meer stemmingsbeelden dan vaste vormen, de fantasie wordt opengehouden. De zevende klasser is een ontdekkingsreiziger; hij wil nieuwe werelden ontdekken. Het thema “ontdekkingsreizen” is to-the-point. In de wiskunde zien we dat ook terug, doordat er nieuwe getallen (negatieve getallen) en nieuwe bewerkingen (machtsverheffen en worteltrekken) worden geïntroduceerd. Ook het rekenen met symbolen (algebra) komt voor het eerst aan de orde. Kortom, nieuwe werelden. Er is een toenemende wakkerheid voor feiten, een wil tot redeneren en een eerste aanzet tot abstraheren. Er is een wil om te werken en de wereld te veroveren. Er worden grenzen opgezocht en confrontaties aangegaan. Er is nog behoefte aan de vertrouwde autoriteit van de leerkracht, maar tegelijkertijd ook de behoefte om zich af te zetten. Ditzelfde kan gelden voor de verhouding tot klasgenoten. Enerzijds wordt in dit schooljaar de kroon gezet op veel wat in de voorgaande jaren is geleerd. Anderzijds worden er vragen opgeroepen, die hun beantwoording pas krijgen in de bovenbouw.
-3-
Klassensysteem vrijeschool De vrijeschool biedt kleuter-,basis- (onderbouw) en voortgezet onderwijs (bovenbouw), gebaseerd op de antroposofische opvattingen van Rudolf Steiner, aan. De bovenbouw, het voortgezet onderwijs, wordt onderverdeeld in de middenbouw en bovenbouw. De klassennummering loopt vanaf de eerste klas van de onderbouw door tot het laatste jaar van de bovenbouw. De onderbouw loopt van klas 1, groep 3 van de ‘reguliere’ basisschool, tot en met klas 6. Daarna gaat de leerling naar het voortgezet onderwijs en start daar in de middenbouw (klas 7 en 8). Na de middenbouw volgt de bovenbouw met klas 9 tot en met klas 12.
-4-
Natuurkunde 7e klas: Ontdekken In de zevende klas zitten de leerlingen in de derde fase van de tweede zeven jaarperiode (van zeven tot veertien jaar). In de natuurkunde periode wordt een beeldenrijkdom aangeboden en speelt bewondering een rol. Het accent ligt op beleven. In de fase waarin de leerlingen nu zitten is de blik steeds meer naar buiten gericht en bestaat de behoefte vanuit een praktisch denken de wereld te verkennen. Daarom worden nog geen vergaande analyses en dus ook geen wetenschappelijke theorie met modellen of wiskundige beschrijvingen gebruikt. De gemoedskrachten moeten worden aangesproken. De leerling toont veel belangstelling voor de feitelijke wereld en geeft zich ook met genoegen over aan het opzetten van allerlei redeneringen. De aanzet tot abstractie begint te komen. Om met natuurverschijnselen te kunnen omgaan moet de leerling afstand tot de omgeving kunnen nemen; dingen kunnen bekijken zonder zich ermee te vereenzelvigen. Op deze leeftijd leeft een lust tot experimenteren en redeneren waardoor de interesse tot onderzoek ontvlamt. Alles wordt in werking gezet om een levende interesse bij leerlingen te wekken. Interesse wordt gewekt met een actieve en betrokken houding. Met de verwondering die hier uit komt wordt er naar de proeven gekeken. Verwondering begint met het uitstellen van elke verklaring. Het wekken via interesse en verwondering gaat vooraf aan exacte waarneming en beschrijving. Voor de vertelstof wordt geput uit biografisch materiaal over ontdekkers en uitvindingen en eigen ervaringen. Ontdekken uit ervaringen levert zekerheden op waardoor er aan zelfvertrouwen gewerkt wordt. Ontwikkelingsdoelen van de natuurkundeperiode 7e klas: o De leerlingen worden op ontdekkingsreis meegenomen door de verschillende onderwerpen van de natuurkunde. o De natuurkundige onderwerpen die aan bod komen zijn gericht op zelf beleven en kennismaken door waarnemen, verwonderen en beschrijven. De onderwerpen worden vanuit een belevende en vertellende leersituatie behandeld. o Fenomenen doorleven (vragend benaderen), enthousiasme en verwondering, zuiver waarnemen zonder vooroordeel, scheiden van werkwijze – waarneming– conclusie. In conclusies meer rubriceren dan verklaren.
-5-
Geluid is een goed onderwerp om mee te beginnen omdat de leerlingen veel uit eigen ervaringen kunnen vertellen en de stap naar de natuurkunde is daardoor eenvoudig te maken. Omdat elektriciteit en magnetisme al aan bod komen in klas 6 en ook nog uitgebreid in klas 8 en 9 behandeld worden, komen deze maar summier aan bod in klas 7. Elektriciteit en magnetisme worden behandeld voordat begonnen wordt aan het onderwerp mechanica. En alleen als er daarna tijd genoeg over blijft voor de mechanica. Er wordt geëindigd met mechanica omdat dit onderwerp het meest abstract is.
Lespraktijk: Proeven worden groots en beeldend uitgevoerd waardoor er verwondering opgewekt wordt. De leerlingen voeren een proef uit of de docent voert een demo uit. De leerlingen maken aantekeningen van de proef. Vervolgens wordt de opstelling weggehaald en worden de ervaringen afgestemd. Thuis wordt een proefbeschrijving gemaakt; evt. kan op school al een begin gemaakt worden met de tekening of illustratie die erbij hoort. Bij het maken van de proefbeschrijving aandacht op de scheiding van werkwijze, waarneming en conclusie. De nacht wordt gebruikt om de lesstof te laten inwerken. De volgende dag worden de ervaringen en beelden teruggevraagd en wordt de conclusie gevormd.
Didactiek: Natuurkundige begrippen vanuit de praktische toepassing uit het alledaags leven oppakken. Een proef wordt toegankelijker als deze met eenvoudige materialen wordt uitgevoerd. Het denken, voelen en willen elke les bij de leerlingen aanspreken. Het denken en willen wordt aangesproken door gebruik te maken van activerende werkvormen zoals b.v. het onderwijsleergesprek en de werkvorm denken-delen-uitwisselen. Het voelen wordt aangesproken door de practica/demo’s die nagenoeg elke les uitgevoerd worden. Verbinding leggen tussen school en thuis verhoogt de kwaliteit. Laat de leerlingen b.v. aan ouders vragen wat zij van natuurkunde weten. Experimenten worden gedaan om een beroep te doen op de totale mens; de mens maakt met het hoofd voorstellingen, het ritmische mens oordeelt en de ledematenstofwisselingsmens (m.n. de benen en de voeten) trekt de conclusies. Bij het nalopen van het experiment zonder dat er daadwerkelijk wordt waargenomen, de opstelling is niet in beeld, wordt het ritmische systeem en het hoofd aangesproken. Er moet gezorgd worden dat de ‘gevormde beelden’ niet doelloos bestaan om te voorkomen dat er chaos ontstaat in het hoofd van de leerling.
-6-
Les opzet/fasen in de periode les: De les wordt begonnen met een terugblik op vorige dag aan de hand van gevormde beelden, waarbij helder wordt geformuleerd wat nog diffuus was. Hierbij worden ook de historische en maatschappelijke relevante, met de stof verwante, feiten besproken. De leerlingen voeren een proef uit of de docent doet een demo Nalopen proef zonder waarnemingen (opstelling is weg!) Vertellen * Begin maken met tekening of illustratie bij de proefbeschrijving *Verhalen kunnen zowel voor als na de proeven verteld worden; aansluiten op de proef of ter inleiding. Niet alle leerlingen hoeven exact dezelfde stof te hebben doorlopen als er in de beschrijvende fase maar aan elkaar wordt gerapporteerd . Tekenen werkt bevorderend op het waarnemen. Er kan alleen goed getekend worden als iets goed bekeken is. Om te voorkomen dat het tekenen een sleur wordt is het beter om enkele proeven uit te zoeken waarbij veel aandacht wordt besteed aan de tekening.
Docent: Als docent moet je proberen, net zoals de leerling dit doet, vreugdevol te spreken over het leven en over de natuur. Doordat je dan net zo verwonderd bent als de leerling geeft dit de juiste stemming . De docent heeft de taak om de belangstelling te wekken door in stilte met de leerlingen te kijken en zich te verwonderen. Als docent moet je het vermogen ontwikkelen die zorgt dat je, welk onderwerp je ook behandelt, net zoals de leerlingen ook totaal in beslag genomen wordt door het onderwerp. De ziel en geest van de docent moeten weer jong worden. Leerlingen kunnen zich geestelijk ontplooien als de leraar in het leerproces zelf lerend is; intensieve voorbereiding geeft innerlijke betrokkenheid bij het leerproces. Omdat het waarnemen centraal staat is het belangrijk dat een proef lukt en dat de docent zich de proef dus eigen heeft gemaakt. Tijdens een waarnemingsreeks zorgt de docent ervoor iedereen aan het woord kan komen en dat er geen opmerkingen onder tafel verdwijnen. Vragen stellen is een must: wat zie je, wat denk je, wat merk je? Kwaliteit ontwikkelen om vragen niet te beantwoorden maar als antwoord een nieuwe vraag te stellen of de proef te herhalen.
-7-
Periodebeschrijving natuurkunde klas 7 Omdat er niet ingezet wordt op denkkracht maar op beleving wordt er niet altijd een koppeling gemaakt tussen de proeven. Geluid Geluid is een goed onderwerp om mee te beginnen omdat de leerlingen veel uit eigen ervaringen kunnen vertellen en de stap naar de natuurkunde daardoor eenvoudig te maken is. Begin met de leerlingen in de beleving te krijgen. Hiervoor kan gekozen worden uit twee simpele proeven Proeven: beleving van geluid Vertellen en ervaren: trillen van de keel bij praten Proevenreeks geluid 1: geluid trilling 1. Klankkast en pingpong balletje 2. Stemvork op carbonpapier 3. Stemvork en bak water Hoge en lage tonen Proevenserie geluid 2: 1 Fietsen met karton aan spaak. 2. Fiets op kop en draaien aan wiel. Volgende twee proeven kunnen als extra voorbeeld gebruikt worden bij de terugkoppeling: 3. Liniaal op tafel laten trillen; koppeling naar snaarinstrumenten maken 4. Geluid uit elastiekjes Nu bekend is wat geluid is kunnen de echte natuurkundige apparaten uit de kast gehaald worden. Proef: met toongenerator rijst laten trillen op de speaker en gehoorgrens bepalen Gehoorgrens Gehoorgrens dieren, hondenfluitje Verhaal donder en bliksem Geluidsoverdracht Proef: 2 klankkasten met gelijke frequentie Proef: blikkentelefoon maken
Warmte: Met een proef beginnen om een sterk beeld neer te zetten en hierdoor aan te sluiten op het gevoelsleven van de leerlingen Proef: omgekeerde vulkaan Uitzetten en krimpen Proef: uitzetten van vloeistoffen Verhaal over Celsius en Fahrenheit over schaalverdeling. Thermoscoop als voorloper van de thermometer Proef: ei in fles Warmtetransport Proef: geleiding Proef: isolatie -8-
Licht: Dit onderwerp moeten nog goed bekeken worden door de NK sectie. Ontwikkelingsdoel is verbazing oproepen. Mogelijkheden die uitgewerkt kunnen worden zijn: - Gekleurd vlak tegen wit vlak kijken - Gekleurd papier weg kijken. Overliggende kleur wordt zichtbaar - Spiegels - Camera obscura - Periscoop maken - Omkeerbril: ervaren - Caleidoscoop: toepassing water met spiegels kan Elektriciteit en magnetisme (facultatief): Omdat dit onderwerp al aan bod komt in klas 6 en ook nog uitgebreid in klas 8 en 9 behandeld wordt, komt dit maar summier aan bod in klas 7. Deze onderwerpen alleen behandelen als er tijd genoeg over blijft voor de mechanica. (Er wordt geëindigd met mechanica omdat dit het meest abstracte onderwerp is) Het verhaal van Roald Amundsen http://nl.wikipedia.org/wiki/Roald_Amundsen http://historiek.net/index.php/Ontdekkingsreizigers/Roald-Amundsen-1872-1928.html De laatste link is de dagboek versie; aanrader! Proef: Maken van een kompas
Mechanica Maak met de mechanica een start in de gymzaal zodat dan vanuit de belevingswereld van de leerling begonnen wordt. kwalitatief ervaren hefboomwet Proef: hefbomen werking waterpomptang, kruiwagen, etc. Proef: tegen muur gaan staan en proberen te bukken Proef: tegen muur aan staan met stoel in hand. Proberen op te staan Proef: bruggenbouwen met kapla Proef: katrollen
-9-
Proeven natuurkunde Proeven: beleving geluid Ontwikkelingsdoel: o Om met natuurverschijnselen te kunnen omgaan moet een leerling afstand tot de omgeving kunnen nemen; dingen kunnen bekijken zonder zich ermee te vereenzelvigen. Bij deze proeven zit de leerling zelf nog helemaal in de proef. Als proevenserie geluid 1 hierop volgt stappen de leerlingen uit de eigen wereld en wordt er vanaf een afstand waargenomen wat er natuurkundig gebeurt. Afhankelijk van de klas wordt er gekozen voor de eerste of de tweede proef. Als de klas druk is kies dan voor de eerste proef, een rustige klas kun je met de tweede proef in beweging krijgen. Werkwijze: Proef 1: Zorg dat de hele klas stil is en tik een leerling aan die één woord mag zeggen. Vaak weten ze feilloos wie er wat gezegd heeft. Proef 2: Ga met de leerlingen op de tafels trommelen en probeer doffe en heldere geluiden te maken waarbij de snelheid van het trommelen wordt gewisseld.
- 10 -
Proevenreeks geluid 1: trillingen Ontwikkelingsdoel: o Eerst in de eigen wereld van de leerlingen te blijven vervolgens uit de eigen wereld te stappen, waarbij van een afstand wordt waargenomen wat er natuurkundig gebeurt, wordt een totaal beeld verkregen. Ontdekken levert zekerheden op waarmee gewerkt wordt aan zelfvertrouwen. Leerdoel: - Geluid is trilling van de lucht Benodigdheden: Klankkasten met aanslaghamer Stemvork met naald Carbonpapier Pingpongballetje aan draad
Werkwijze: Proef 1: 1. Praat , zing en hou je hand op je keel. 2. Wissel met hard en zacht praten. 3. Wat neem je waar? Proef 2: 1. Sla met een aanslaghamer de stemvork op de klankkast aan. 2. Hou het pingpongballetje tegen de stemvork. 3. Wat neem je waar? Proef 3: 1. Sla de stemvork (met naald) aan. 2. Trek de stemvork met de naald over een stuk carbon papier wat op een papier ligt. 3. Kijk wat er op het papier verschijnt. Proef 4: stemvork in bak water 1. Sla de stemvork aan. 2. Houdt hem in een bak met water 3. Neem goed waar wat er gebeurt. Verwerking: Proef 1: je voelt dat je keel trilt als je praat. Proef 2: de pingpongbal gaat heen en weer stuiteren en er is een toon hoorbaar. Proef 3: op het papier is een golfbeweging zichtbaar; er wordt zichtbaar op papier dat geluid trillingen zijn. Proef 4: Het water gaat op en neer spetten wat laat zien dat de stemvork die geluid geeft aan het trillen is.
- 11 -
Proevenreeks geluid 2: hoge en lage tonen Ontwikkelingsdoel: o Vanuit verschillen de hoeken het verschijnsel bekijken. Bij proef 1 is de leerling zelf onderdeel van de proef. Bij proef 2 stapt de leerling eruit en neemt vanaf een afstand waar wat er gebeurt. Leerdoelen: - Hoe ontstaan hoge en lage tonen - Wat zijn hoge en lage tonen Benodigdheden: Fietsen van leerlingen Kartonnen stroken Wasknijpers Linialen Postbode elastiek Deurkruk Werkwijzen: Proef 1: 1. Aan de spaken van de fietswielen wordt met een wasknijper een stuk papier vastgezet. 2. de leerlingen gaan een stukje fietsen. 3. Wat neem je waar? Proef 2: 1. De fietsen worden op de kop gezet. 2. Draai aan het wiel (waar het karton op gemonteerd is). 3. Verander de snelheid van het draaien. 4. Wat hoor je? Proef 3: (bij nabespreken) 1. Leg een liniaal op een tafel en laat een lang stuk uitsteken. 2. Geef de liniaal een uitwijking. Proef 4: (bij nabespreken) 1. Doe het ene uitgang van het elastiek om de deurkruk. 2. Trek aan het andere eind, zodat het elastiek strak staat. 3. Met je andere hand trek je aan het elastiek en dan laat je het los 4. Wat hoor? 5. Wat gebeurt er als je het elastiek verder of minder ver uittrekt? Verwerking: Proef 1 en 2: Doordat het wiel hard draait, beweegt het papier meer waardoor er meer trillingen ontstaan. Hoe meer trillingen hoe hoger het geluid. Proef 3: Hoe langer de liniaal uitsteekt hoe meer trillingen, hoe hoger het geluid Proef 4: Als je het elastiek verder uitrekt kan het moeilijker heen en weer te gaan. Omdat het moeilijker is, duurt het dus langer, de trillingstijd wordt langzamer en de toonhoogte lager.
- 12 -
Proef: rijst op speaker én gehoorgrens bepalen Ontwikkelingsdoel: o De leerling neemt afstand tot de omgeving en kijkt zonder zich ermee te vereenzelvigen. Hierbij wordt voor de eerste keer kennis gemaakt van echte natuurkundige apparatuur. Leerdoelen: - Spelenderwijs de toongenerator ontdekken. - De gehoorgrens aftasten. - Begrippen frequentie (trillingen per seconde= Hz) en trilling worden genoemd. Benodigdheden: Toongenerator Speaker Rijst Deurkruk Werkwijze: 1. Sluit de speaker aan op de toongenerator. 2. Leg op de speaker een aantal rijstkorreltjes. 3. Produceer met de toongenerator een laag geluid. 4. Wat gebeurt er met de rijstkorreltjes als je het geluid harder of zachter maakt? 5. Maak nu een hoger geluid, zowel hard en zacht. 6. Wat gebeurt er met de rijstkorreltjes? 7. Vervolgens het geluid zo hoog maken dat je niets meer ziet bij de rijst; maar het geluid nog wel hoort. 8. Tast voor de gehoorgrens van de leerlingen af. Verwerking: De rijstkorrels dansen door de geluidstrillingen. Hoe hoger de tonen hoe sneller de rijst danst en hoe sneller de geluidstrillingen dus zijn.
- 13 -
Proef : geluidsoverdracht Ontwikkelingsdoel: o Zuiver leren luisteren en waarnemen, zonder vooroordelen. Leerdoel: - Er vindt geluidsoverdracht plaats via de lucht Benodigdheden: 2 stemvorken op klankkast Aanslag hamer Werkwijze: 1. Zet twee klankkasten naast elkaar met de opening naar elkaar toe. 2. Sla één van de twee stemvorken op de klankkast aan met het hamertje. 3. Neem waar wat er gebeurt. Verwerking: Na het aanslaan komt er geluid uit de eerste klankkast. Na enige seconden komt ook uit de tweede klankkast geluid. Als er twee stemvorken, met gelijke frequentie, tegenover elkaar staan kan de ene stemvork de andere laten meetrillen.
- 14 -
Proef: omgekeerde vulkaan Ontwikkelingsdoel: o Een sterk beeld neerzetten en daardoor aansluiten op het gevoelsleven van de leerlingen. Deze proef heeft een hoog oh en ah gevoel waardoor de leerlingen enthousiast worden. De prikkel met het onderwerp is hierdoor gemaakt. De leerlingen zitten er midden in. Ze worden bewust dat er goed moet worden waargenomen; in dit geval kijken. Leerdoel: - Warmte stijgt op en koude lucht/ vloeistof zakt. Benodigdheden: Flesje met nauwe hals Groot bekerglas Kleurstof Warm en koud water Werkwijze: 1. Vul een grote bak met koud water 2. Doe in een flesje mat nauwe hals warm water wat voorzien is van een kleurtje 3. Breng dit flesje ,met een licht aangedrukt stopje, onder in de bak met koud water. 4. Haal het stopje eraf. 5. Neem goed waar. Ideeën als aanvullingen op deze proef zijn hieronder omschreven. Deze aanvullingen moet eerst uitgeprobeerd worden voordat ze in de les worden uitgevoerd. Idee 1: o Laat het geheel een tijdje staan. De temperatuur van de oplossingen wordt dan gelijk. o Wat neem je nu waar? Idee 2: Omgekeerd in een warme bak met water en koude gekleurde oplossing is misschien nog wel leuker om te zien. Moeilijker uitvoerbaar omdat in warm water een stopje van een flesje gehaald moet worden. Verwerking: Het gekleurde warme water stijgt naar boven. Nadat het geheel een tijdje heeft gestaan is er geen scheiding meer te zien en is al het water gemengd en heeft het nog maar één kleur. Warm water drijft op koud water.
- 15 -
Proef : uitzetten van vloeistoffen Aan deze proef het verhaal van Fahrenheit en Celsius over het maken van een schaalverdeling voor het meten van temperatuur koppelen. Ontwikkelingsdoel: o Interesse wekken naar het ontstaan van de thermometer. Leerdoelen: - Als vloeistoffen verwarmd worden zetten ze uit. Benodigdheden: 3 grote reageerbuizen met daarin ethanol, water en olijfolie (Op de reageerbuizen zijn doorboorde stoppen geplaatst met daarin lange glazen buizen) Groot bekerglas met water Waterkoker Werkwijze: 1. Kook water met de waterkoker. 2. Zet op de glazen buizen met stift een streepje bij het vloeistofniveau. 3. Doe het warme water in een bekerglas en zet de reageerbuizen erin. 4. Kijk wat er gebeurd met de vloeistofniveau ’s. Verwerking: Stoffen zetten uit als ze verwarmd worden. Elke stof heeft zijn eigen manier van uitzetten.
- 16 -
Proef: ei in fles (facultatief) Voer deze proef uit met warm water en niet met brandende lucifers, zodat er geen link wordt gemaakt met verbranding. Dit om te voorkomen dat er gedacht gaat worden dat het ei in de fles gaat doordat de zuurstof op is in de fles. Tevens mooie aanvulling op uitzetten van vloeistoffen; met gassen gebeurt dus hetzelfde. In deze proef dus het omgekeerde. Ontwikkelingsdoel: o Een sterk beeld neerzetten en daardoor aansluiten op het gevoelsleven van de leerlingen. Deze proef heeft een hoog oh en ah gevoel waardoor de leerlingen enthousiast worden. De prikkel met het onderwerp is hierdoor gemaakt. De leerlingen zitten er midden in dat is belangrijk omdat uitzetten van lucht en gassen moeilijk grijpbaar is. Leerdoel: - Bij afkoelen van de warme lucht krimpt de lucht. Benodigdheden: Erlenmeyer 500 ml of 1 liter ( gekookt ei moet er net niet door de opening passen Gekookt ei Waterkoker Werkwijze: 1. Pel een hard gekookt ei. 2. Zet het ei op de erlenmeyer. 3. Haal het ei er weer af. 4. Doe warm water in de erlenmeyer. 5. Giet het warme water er uit en plaats het ei (snel) op de erlenmeyer. 6. Neem goed waar. Verwerking: Eerst zat er warme lucht in de erlenmeyer, afkomstig van het warme water. Als de warme lucht afkoelt gaat het ei in de erlenmeyer omdat de warme lucht krimpt.
- 17 -
Proef: geleiding Ontwikkelingsdoel: o Ervaren van warmtegeleiding door zelf onderdeel te zijn van de proef. Leerdoelen: - Kennis maken met het begrip geleiding. - Het doorgeven van warmte is niet bij alle stoffen gelijk. Benodigdheden: Staaf van aluminium Staaf van koper Staaf ijzer Staaf lood Gasbrander Lucifers Werkwijze: 1. Steek de brander aan en zet deze op de blauw doorzichtige vlam. 2. Laat 4 leerlingen ieder een staaf vast houden en deze in de brander houden. 3. Welke leerling moet als eerste de staaf loslaten omdat de staaf te heet wordt? Verwerking: Een voor een laten de leerlingen de staaf los omdat hij te warm wordt om nog vast gehouden te kunnen worden. De staaf die als eerste losgelaten moest worden geleidt het beste warmte. De staaf die als laatste neergelegd wordt geleidt het slechtst warmte.
- 18 -
Proef: isolatie Ontwikkelingsdoel: o Een koppeling van de natuurkunde naar het dagelijks leven maken. Door te onderzoeken of de sjaals/handschoenen/ shirts die de leerlingen aanhebben/bij zich hebben gemaakt zijn van een stof die goede bescherming biedt tegen de kou. Ervaren dat warmte/koude tegengehouden kan worden. Leerdoelen: - kennis maken met het begrip isolatie. - -dat niet alle stoffen even goed isoleren. Benodigdheden: T-shirt, sjaals, handschoenen enz. Bekerglazen of reageerbuizen Warm water of ijs Waterkoker Werkwijze: 1. Laat om bekerglazen/reageerbuizen met water/ijs een stuk kleding wikkelen (1 laag) . 2. Bij welk kledingstuk duurt het het langst voor er temperatuurverschil wordt gevoeld? Welke soort stof is het geschiktst om handschoenen of ovenwanten te maken? Verwerking: Er kan b.v. een wedstrijdje gehouden worden wie de beste wanten heeft.
- 19 -
Proef: kompas maken Ontwikkelingsdoel: o Beseffen dat natuurkunde overal om je heen is, als je er maar op een natuurkundige manier naar kijkt. Leerdoelen: - Hoe kun je de richting van het magnetisch veld bepalen met kompas? - Hoe kun je een kompas maken met huis tuin en keuken materiaal? Benodigdheden: (Petri)schaaltje met water Een naald of spijker Magneet Kurk Werkwijze: 1. Snijd een dun plakje van de kurk af, ongeveer de dikte van een euromuntstuk. 2. Druk de naald door de kurk en magnetiseer de naald. 3. Laat de kurk met de naald in het water drijven. 4. Kijk goed wat er gebeurt. Verwerking: Eén kant van de naald wijst naar het noorden wijst.
- 20 -
Scheikunde 7 de klas: Ontdekken In de zevende klas zitten de leerlingen in de derde fase van de tweede zeven jaarperiode (van zeven tot veertien) jaar. In de fase waarin de leerlingen nu zitten is de blik steeds meer naar buiten gericht en speelt de scheikundeperiode in op de innerlijke behoefte van leerlingen om op experimentele wijze ontdekkingen te doen waardoor de interesse tot verder onderzoek ontvlamt. Er worden nog geen vergaande analyses en dus ook geen wetenschappelijke theorie met modellen of wiskundige beschrijvingen gebruikt. Om met natuurverschijnselen te kunnen omgaan moet de leerling afstand tot de omgeving kunnen nemen; dingen kunnen bekijken zonder zich ermee te vereenzelvigen. De gemoedskrachten moeten worden aangesproken. Van het ‘denken-voelen-willen’ staat het voelen nog centraal. De leerlingen hebben fantasiekracht, een wakkerheid tot feiten en een wil tot redeneren. Er moet gezorgd worden dat de fantasie opengehouden blijft. Ontwikkelingsdoelen van de scheikundeperiode 7e klas: o Met het onderwerp ‘verbranden’ de leerlingen ontvlammen voor de scheikunde. o Het alledaagse proces van verbranding wordt als uitgangspunt voor de overgang naar eenvoudige scheikundige voorstellingen gebruikt. o Fenomenen doorleven (vragend benaderen), enthousiasme en verwondering, zuiver waarnemen zonder vooroordeel, scheiden van werkwijze – waarneming– conclusie. In conclusies meer rubriceren dan verklaren. o Oog hebben voor causaliteit (oorzaak-gevolg).
Lespraktijk: Proeven worden beeldend uitgevoerd waardoor er verwondering opgewekt wordt. De leerlingen voeren een proef uit of de docent voert een demo uit. De leerlingen maken aantekeningen van de proef. Vervolgens wordt de opstelling weggehaald en worden de ervaringen afgestemd. Thuis wordt een proefbeschrijving gemaakt; evt. kan op school al een begin gemaakt worden met de tekening of illustratie die erbij hoort. Bij het maken van de proefbeschrijving aandacht op de scheiding van werkwijze, waarneming en conclusie. De nacht wordt gebruikt om de lesstof te laten inwerken. De volgende dag worden de ervaringen en beelden teruggevraagd en wordt de conclusie gevormd.
- 21 -
Didactiek: Elke les wordt het denken-voelen en willen bij de leerlingen aangesproken. Het denken en willen wordt aangesproken door gebruik te maken van activerende werkvormen zoals b.v. het onderwijsleergesprek en de werkvorm denken-delen-uitwisselen. Het voelen wordt aangesproken door de practica/demo’s die nagenoeg elke les uitgevoerd worden. Experimenten worden gedaan om een beroep te doen op de totale mens; de mens maakt met het hoofd voorstellingen, het ritmische mens oordeelt en de ledematenstofwisselingsmens (m.n. de benen en de voeten) trekt de conclusies. Bij het nalopen van het experiment zonder dat er daadwerkelijk wordt waargenomen, de opstelling is niet in beeld, wordt het ritmische systeem en het hoofd aangesproken. Er moet gezorgd worden dat de ‘gevormde beelden’ niet doelloos bestaan om te voorkomen dat er chaos ontstaat in het hoofd van de leerling. Stof concentrisch behandelen: alles komt aan bod; eerst stip je het aan. Daarna maak je het groter.
Les opzet/fasen in de periode les: De les wordt begonnen met een terugblik op vorige dag aan de hand van gevormde beelden, waarbij helder wordt geformuleerd wat nog diffuus was. Hierbij worden ook de historische en maatschappelijke relevante, met de stof verwante, feiten besproken. De leerlingen voeren een proef uit of de docent doet een demo Nalopen proef zonder waarnemingen (opstelling is weg!) Vertellen * Begin maken met tekening of illustratie bij de proefbeschrijving *Verhalen kunnen zowel voor als na de proeven verteld worden; aansluiten op de proef of ter inleiding. Niet alle leerlingen hoeven exact dezelfde stof te hebben doorlopen als er in de beschrijvende fase maar aan elkaar wordt gerapporteerd. Tekenen werkt bevorderend op het waarnemen. Er kan alleen goed getekend worden als iets goed bekeken is. Om te voorkomen dat het tekenen een sleur wordt is het beter om enkele proeven uit te zoeken waarbij veel aandacht wordt besteed aan de tekening.
Docent:
Als docent moet je proberen, net zoals de leerling dit doet, vreugdevol te spreken over het leven en over de natuur. Doordat je dan net zo verwonderd bent als de leerling geeft dit de juiste stemming. De docent heeft de taak om de belangstelling te wekken door in stilte met de leerlingen te kijken en zich te verwonderen. - 22 -
Als docent moet je het vermogen ontwikkelen dat zorgt dat je, welk onderwerp je ook behandelt, net zoals de leerlingen ook totaal in beslag genomen wordt door het onderwerp. De ziel en geest van de docent moeten weer jong worden. Leerlingen kunnen zich geestelijk ontplooien als de leraar in het leerproces zelf lerend is; intensieve voorbereiding geeft innerlijke betrokkenheid bij het leerproces. Omdat het waarnemen centraal staat is het belangrijk dat een proef lukt en dat de docent zich de proef dus eigen heeft gemaakt. Keur het werk van leerlingen niet af. Je kunt wel aangeven dat het mooier kan.
- 23 -
Periodebeschrijving scheikunde klas 7 Aan de hand van Vuur wordt een ontdekkingsreis door de scheikunde gemaakt waarbij het aantonen van stoffen, het veranderen van stoffen en het scheiden van stoffen de revue zullen passeren. Wat is scheikunde? Activeren voorkennis d.m.v. mindmap; waar denk je aan bij scheikunde Geschiedenis van scheikunde Verhaal: alchemie moderne scheikunde beeldend vertellen zodat beeldvorming ontstaat. De natuurwetenschappen: natuurkunde, scheikunde en biologie scheikunde: stoffen veranderen, aantonen, herkennen en scheiden scheikundige reactie: eindstoffen zijn anders dan beginstoffen, niet terug te draaien Als er door een verschijning een tijdelijke verandering is opgetreden , is dit een natuurkundige verandering. Bij een blijvende verandering is er sprake van een scheikundige verandering( ofwel een chemische reactie) Waarom proeven doen: enthousiasmeren, nieuwsgierig zijn,nieuwe dingen ontdekken, stoffen aantonen/herkennen, stoffen veranderen, stoffen scheiden/stofeigenschappen Proefbeschrijving maken (proef nr., titel, benodigdheden, werkwijze, waarneming, conclusie en tekening) Aan de hand van simpel proefje waar veel valt waar te nemen de leerlingen warm maken voor de scheikunde (bv dansende rozijnen) en ze zuiver laten waarnemen. Waarna een proefbeschrijving wordt gemaakt waarbij aandacht besteed wordt aan het scheiden van werkwijze – waarneming– conclusie
Het scheikunde lokaal veiligheid in het practicumlokaal, vluchtroutes, kabinet, jassenlijst en het practicumreglement Doornemen en uitdelen practicumreglement. Vanuit de ARBO zijn we verplicht dat de leerlingen op de hoogte zijn van het practicumreglement. Daarom wordt het reglement in een van de eerste scheikundelessen behandeld en uitgedeeld. Van elk lokaal is een reglement aanwezig. Het verschil in de reglementen is de plek waar de tassen staan tijdens de practica. opdracht: veiligheid Vuur: Met de leerlingen een vuurtje gaan stoken op de vuurplaats of in een vuurkorf, zodat het vuur ervaren en gevoeld wordt. Hiervoor zouden de leerlingen de opdracht kunnen krijgen om ieder een stuk hout mee te brengen zodat er gekeken kan worden welk hout het beste brandt en waarom dat zo is. Met het stoken van een vuurtje zijn de leerlingen onderdeel van de proef. Na deze ervaring zijn de leerlingen beter in staat om van een afstand naar een lucifer te kunnen kijken en daarbij goed te kunnen waarnemen. Proef: lucifer en satéstokje Verhaal: geschiedenis lucifer Onderzoeken wat de leerlingen al weten over wat nodig is bij vuur. - 24 -
2 proeven met lucht. Alleen uitvoeren als blijkt dat de leerlingen nog niet weten dat er lucht/zuurstof nodig is om vuur te maken. Als dit al wel bekend is wordt dit als een saaie proef ervaren waardoor er geen verwondering ontstaat en de enthousiasme voor scheikunde diep daalt. Let op: Er werden altijd 3 proeven gedaan. De laatste proef is geschrapt. Dat was de proef met het drijvende waxinelichtje onder omgekeerd bekerglas waarbij het waterniveau gaat stijgen als het vlammetje uit gaat. Het stijgen van het waterniveau heeft niets te maken met het feit dat de zuurstof op is. Het is een warmte effect. van deze 2 proeven is een leerlingenblad beschikbaar. Branddriehoek Proevenreeks bij branddriehoek Proef met brandstoffen aardgas, ….(licht ontvlambaar etc.) direct aan kraan theorie a.d.h.v. drie demo’s Vuur als vijand De branddriehoek is ene mooie overstap naar vuur als vijand. Hoe kun je brand blussen, wat moet je wegnemen om de brand uit te krijgen. Blusmiddelen Blusdeken, rookmelders, vluchtroute thuis Demo: vlam in de pan Brander Voor het werken van de brander is een leerlingenblad beschikbaar die gebruikt kan worden. Volgorde bij aansteken Drie vlammen Welke vlam waarvoor Proef : gel maken Deze proef dient als extra oefening voor het werken met de brander Verbrandingsproducten In een proevencarrousel kunnen de leerlingen een viertal proeven uitvoeren die te maken hebben met de stoffen die vrijkomen bij verbranding en de eigenschappen van deze stoffen. Proeven carrousel: waterdamp, koolzuurgas (zuur), as (base) als verbrandingsproducten. De mens doet ook aan verbranding Volledige en onvolledige verbranding
Zuren en basen: Zuur, base en neutraal echt neer zetten zodat de leerlingen weten dat rode koolsap een aantoonstof is voor zuren en basen. Om in de feitelijke wereld te komen is het aan te raden de rode kool sap in de les te bereiden. In de tiende klas komt dit nogmaals terug en wordt er dieper ingegaan op de zuren en basen. Proef: aantonen van zuren en basen met rode koolsap Een aantal stoffen onderzoeken herkenbare producten onderzoeken zodat de leerlingen echt ervaren hoe een zuur en een base reageert en dat er talloze kleurschakeringen mogelijk zijn. Extra proef: wat zijn de gevolgen van zure regen. Met een gieter zure regen nabootsen (verdund zoutzuur) en dit over een kalkstenen of gipsbeton beeldje - 25 -
gieten. Het afbrokkelen is dan zichtbaar en zal verwondering oproepen bij de leerlingen. Metalen Verhaal metalen (Louis) Demo: vlamkleurvuurwerk Verhaal alchemisten steen der wijzen Aan de metalen is de afgelopen jaren eigenlijk weinig tot geen aandacht meer besteed. Maar omdat de periode een nieuwe boost nodig heeft is dit een onderwerp dat uitgewerkt kan worden. Voor de natuurkunde is ook van belang dat er al meer kennis van metalen is. Er zijn meer metalen dan alleen ijzer. Ideeën voor aanpak metalen : Proef: mengsel scheiden Aan de hand van een verhaal van een boot die in vlammen op is gegaan. Uit die boot is een bergje materiaal mee genomen die de leerlingen gaan onderzoeken. Van deze proef is een leerlingenblad beschikbaar. Eigenschappen waaraan je metalen kunt herkennen onderzoeken. Gebruik hiervoor zoveel mogelijk metalen om een breed beeld neer te zetten. Mogelijke te onderzoeken eigenschappen: - is het metaal magnetisch - kleur - glans - roest het, welke kleur ontstaat er dan - geleiding Aanvullen met toepassingen in het dagelijks leven. Deze zijn in het periodiek systeem terug te vinden. Periodiek systeem niet benoemen. Het deel van de elementendemo over de metalen kan hier gebruikt worden. In klas 9 wordt de elementen demo niet meer zo uitgebreid getoond. Gebruik geen natrium en kalium. Leerlingen op deze leeftijd hebben geen besef dat dit metalen zijn. Kwik daarentegen kan wel getoond worden. Kwik is het enige metaal dat vloeibaar is.
- 26 -
Proeven scheikunde: Proef: dansende rozijnen Opmerking: Deze proef kan ook een andere proef vervangen worden, de leerdoelen zijn wel belangrijk. Er is gekozen voor deze proef omdat het verwondering oproept en omdat dit een simpele proef is waarbij veel gebeurt wat goed zichtbaar is. Ontwikkelingsdoelen: o Verwondering oproepen o Zuiver leren waarnemen; waarnemen zonder vooroordeel Leerdoelen: - Kennismaken met een chemische reactie. - Oefenen met proefbeschrijving schrijven; scheiden van werkwijze , waarneming en conclusie. Omdat het de eerste proef is proefbeschrijving gezamenlijk maken. - Kennismaken met scheikundig glaswerk en de benaming ervan. - Praktische vaardigheden opdoen. Benodigdheden: schoonmaakazijn (in bekerglaasjes) rozijnen (in bekerglaasjes) maatcilinders 50 ml bekerglazen 150 ml spuitflessen met kraanwater soda ( in bekerglaasjes) theelepeltjes Werkwijze: 1. Doe 50 ml water in de maatcilinder. 2. Voeg 2 theelepeltjes soda toe. 3. Roer goed totdat de soda is opgelost. 4. Voeg 10 rozijnen toe. 5. Meet in de maatcilinder 30 schoonmaakazijn af. 6. Voeg dit toe aan de inhoud van het bekerglas. 7. Neem goed waar (kijken, luisteren, voelen). 8. Schrijf de waarnemingen op. Verwerking: Als de soda in contact komt met de schoonmaakazijn treedt er een scheikundige reactie op waarbij belletjes gevormd worden. De belletjes hechten aan de rozijnen, waardoor ze opstijgen. Aan het wateroppervlak komen de belletjes los en zinken de rozijnen weer.
- 27 -
Proef: lucifer en saté stokje Ontwikkelingsdoelen: o Verwondering oproepen door een wedstrijd te houden over de hoeveelheid waarnemingen. Als dit niet wordt gedaan ervaren de leerlingen het als een erg saaie proef en verliezen ze de enthousiasme. o Zuiver leren waarnemen; waarnemen zonder vooroordeel. Leerdoelen: - Herkennen chemische reactie. - Goed leren waarnemen, zuiver waarnemen zonder vooroordeel. - Oefenen met proefbeschrijving schrijven; scheiden van werkwijze , waarneming en conclusie. Benodigdheden: witte bakjes lucifers saté stokjes haarelastiekjes Werkwijze: 1. Steek een lucifer aan . 2. Neem goed waar. 3. Steek een saté stokje aan. 4. Neem goed waar. 5. Schrijf de waarnemingen op. Waarnemingen: Zoveel mogelijk waarnemingen laten noteren. Lucifer: kleur vlam, stokje brandt niet geheel op, vocht op het stokje, trekt krom, wordt zwart saté stokje: stokje brandt geheel op. Het geen overblijft zijn grijzige dunnen draden die gemakkelijk stuk gaanlijkend op as. Verwerking: Om zo veel mogelijk waarnemingen los te krijgen bij de leerlingen kan er een soort wedstrijdje gehouden worden; wie heeft de meeste waarnemingen? Om meer in de waarnemingen te gaan zitten kan een webcam op de lucifer gericht worden waardoor het beeld groter getoond kan worden en daardoor komen er wellicht meer waarnemingen los. Naderland kunnen de leerlingen de proef dan alsnog zelf uitvoeren en kijken of ze de gezamenlijke waarnemingen zelf ook zien. Er heeft een chemische reactie plaatsgevonden. Het luciferhoutje heeft een bewerking ondergaan. Na deze proef kan goed de geschiedenis van de (veiligheids)lucifers verteld worden omdat de waarnemingen van deze proef gekoppeld kunnen worden aan dat verhaal.
- 28 -
Proeven: Lucht Opmerking: Neem niet het woord zuurstof in de mond. Dat is niet hetgeen de leerlingen ontdekken vanuit de fenomenen. De samenstelling van de lucht veranderd. Ontwikkelingsdoelen: o Fenomenen doorleven. o Enthousiasme & verwondering oproepen. o Zuiver waarnemen zonder vooroordeel, scheiden van werkwijze – waarneming– conclusie. o In conclusies meer rubriceren dan verklaren. Leerdoel: - Herkennen scheikundige reactie
Benodigdheden: bekerglazen 100, 150 en 400 ml lucifers waxinelichtjes witte bakjes spuitflessen met kraan water haarelastiekjes Werkwijze: Dit practicum bestaat uit twee proeven en is uitgewerkt op een leerlingenwerkblad, hier staat de werkwijze vermeld. De leerlingen moeten zelf beschrijven welke benodigdheden ze nodig hebben. Verwerking: Hoe groter het bekerglas hoe langer het kaarsje aan blijft. Het kaarsje onder het bekerglas gaat uit omdat de lucht onder het bekerglas veranderd/bederft. De werkvorm denken-delen-uitwisselen is erg geschikt om de conclusies van deze twee proeven uit de klas te krijgen waarbij alle leerlingen actief meedoen.
- 29 -
Proevenreeks bij branddriehoek Ontwikkelingsdoelen: o Sterk beeld neer zetten. o Enthousiasme en verwondering oproepen. o Ontdekkingsreis door het fenomeen vuur. Leerdoelen: - Herkennen scheikundige reactie. - Lucht, ontbrandingstemperatuur en brandstof zijn nodig om vuur te krijgen. - Brandstoffen kunnen vast, gasvormig en vloeibaar zijn. - Ontbrandingstemperatuur is bij alle stoffen verschillend. - Extra zuurstof toevoegen kan zorgen dat een stof opeens wel brandbaar is. Benodigdheden: Brander in statief geklemd Lucifers Koffiecreamer 4 porseleinen indampschaaltjes Spuitfles met kraan water Ethanol Spiritus Wasbenzine Metalen trechter Sigaret Tissue (2 x) Werkwijze: Brandstoffen: Demo 1: vloeibare brandstoffen Doe in een indampschaaltje een laagje water en houdt er een brandende lucifer bij. Herhaal dit met ethanol, spiritus, wasbenzine en terpentine. Kijk samen met de leerlingen wat er gebeurd tijdens het branden en hoe de schaaltjes er achteraf uit zien. Demo 2: gasvormige brandstoffen Gas uit gas kraan direct aansteken, hoeveelheid gas veranderen. Goed waarnemen wat er gebeurd en waar de vlam zich bevindt. Met een deo spuitbus in de vlam spuiten; hoe groot is de steekvlam. Demo 3: vaste brandstoffen: Papier, hout, droog blad aansteken. Papier opvouwen en papier los aansteken; is er verschil waarneembaar? Waar komt dit verschil door? Ontbrandingstemperatuur: Demo 4: vuurvaste zakdoek Steek een sigaret aan en breng die tegen de tissue aan - 30 -
Trek daarna de tissue strak over een metalen trechter en breng de sigaret weer tegen de tissue aan.
Demo 5: lucifer aansteken Steek een lucifer aan. Is de ontbrandingstemperatuur van een lucifer hoog? Lucht (zuurstof): Demo 6: koffiecreamer in vlam strooien De koffiecreamer eerst op een lepel proberen aan te steken Vervolgens een flinke schep koffiecreamer in de vlam omkeren Een flinke lepel koffiecreamer in de vlam leeg schudden zodat er veel zuurstof bij komt. Verwerking: Etiket van vloeibare brandstoffen; pictogrammen. De meeste brandstoffen zijn aan hun vlam te herkenneen. Belangrijk voor o.a. brandweer. Zowel vaste, vloeibare als gasvormige brandstoffen. In Deo spuitbus zit dus een brandbaar gas. Gevouwen papier brand minder makkelijk dan als papiertje minder zuurstof. Ontbrandingstemperatuur hoeft niet hoog te zijn, elke stof heeft eigen ontbrandingstemperatuur. Koffiecreamer is van zich zelf geen brandstof, maar door extra zuurstof is het zeer brandbaar. Koppelen aan stofexplosies bij schoonmaken van opslagsilo’s. Om vuur zijn zuurstof, brandstof en ontbrandingstemperatuur allemaal gelijktijdig nodig. Na deze demo’s branddriehoek laten tekenen.
- 31 -
Proef: vlam in de pan Opmerking: Vanwege de veiligheid deze proef buiten uitvoeren! Ontwikkelingsdoel: o Sterk beeld neerzetten. Deze proef maakt veel indruk bij de leerlingen i.v.m. de grote steekvlam en de hoeveelheid warmte die vrij komt. Leerdoel: - Leren wat moet je doen of laten als de vlam in de pan is geslagen.
Benodigdheden: Verrijdbare brander Lucifers Klein metalen pannetje (of tomatenpuree blikje) met dekseltje Spuitfles met water Paraffine olie Werkwijze: 1. Doe een laagje paraffine olie in het pannetje. 2. Verhit de olie boven de brander. 3. Als de vlam in de pan is geslagen, wordt de brander weggehaald. 4. spuit met water in het pannetje. 5. kijk wat er gebeurd. 6. Doof de vlam vervolgens met een dekseltje. Verwerking: Wat gebeurt er als een oliebrand geblust wordt met water? Vertellen hoe deze brand ‘geblust’ moet worden.
- 32 -
De brander Ontwikkelingsdoelen: o Wilsontwikkeling; de leerling die de brander niet durft aan te steken moet moed tonen. Probeer alle leerlingen zover te krijgen dat ze de brander. o Zelfstandig aansteken brander. o Bevorderen zelfstandig werken. Leerdoel: - Leren veilig werken met de brander zodat in de volgende klassen practicum gedaan kan worden met de brander. Benodigdheden: branders lucifers hittebestendige reageerbuizen reageerbuisknijpers metalen gaasjes kooksteentjes spuitflessen met kraanwater Werkwijze: Dit practicum is uitgewerkt op een leerlingenwerkblad, hier staat de werkwijze vermeld. Voordat de leerlingen zelf aan het werk gaan laat de docent eerst de volgorde van het aansteken zelf zien waarbij alle stapjes doorlopen worden. Het werkblad is handig zodat de leerlingen in hun eigen tempo kunnen werken. Hierbij moet extra aandacht besteed worden aan de volgorde. Waarbij bij onderdeel C extra benoemd moet worden dat de volgorde van de vlamkleur aangehouden moet worden. Praktische tips: Bij uitvoering van deze proef de TOA vragen om te assisteren om de veiligheid te borgen Tijdens het werken met de brander werken de leerlingen staand; waarbij de stoelen aangeschoven zijn zodat de vluchtwegen vrij blijven. Uitzetten van de brander: De gaskraan op de tafel dichtdraaien. Niet eerst de lucht en gas toevoer op de brander dicht doen. In een ’noodsituatie’ zullen de leerlingen dan ook direct de gaskraan op tafel dichtdraaien en niet eerst gaan rommelen met de knoppen op de brander. Er worden om kookvertraging te voorkomen kooksteentjes in de reageerbuizen gedaan omdat ook water gekookt wordt met de blauw ruisende vlam. Het risico op kookvertraging is hierbij anders te groot.
- 33 -
Proef: gel maken Ontwikkelingsdoelen: o Wilsontwikkeling; de leerling die de brander niet durft aan te steken moet moed tonen. De evt. angst die aanwezig is voor het werken met de brander proberen weg te nemen. o Enthousiasme oproepen. Leerdoel: - Ervaring opdoen met veilig werken met de brander. Benodigdheden: branders lucifers erlenmeyers 300 ml gelatine bakjes (waar de gelatineblaadjes in passen) metalen gaasjes driepoten maatcilinders 100 ml kleurstof geurstof vinger beschermers glazen (jam)potjes Werkwijze: 1. Leg 2 velletjes gelatine gedurende 5 minuten in een wit bakje met water. 2. Meet met een maatcilinder 150 ml water af. 3. Breng dit over in een erlenmeyer. 4. Verwarm op een blauw doorzichtige vlam de erlenmeyer met water tot ca. 70 0C. 5. Zet de erlenmeyer op de tafel. Gebruik hiervoor de vinger beschermers omdat de erlenmeyer warm is. 6. Knijp de gelatine uit boven het bakje. 7. Voeg de gelatine toe aan het warme water in de erlenmeyer. 8. Verdeel de inhoud van de erlenmeyer over twee glazen potjes. 9. Voeg 1 druppel geurstof en drie druppels kleurstof toe. 10. Laat staan tot de volgende dag. Opmerking: Het kan zijn dat de leerlingen nog niet met een thermometer hebben gewerkt. Dit moet dan uitgelegd worden. Extra aandacht vestingen op het feit dat de thermometer niet in de vlam van de brander gehouden mag worden omdat hij dan knapt. Verwerking: Er is haargel gemaakt. Dit mag meegenomen worden naar huis. Omdat de proef bedoeld is als training voor het werken met de brander kan er besloten worden geen verwerking in het schrift te doen of te volstaan met een stripverhaal of tekening. - 34 -
- 35 -
Proevencarrousel Ontwikkelingsdoelen: o Zuiver leren waarnemen; waarnemen zonder vooroordeel. o Leren door te doen. Leerdoelen: - De mens doet aan verbranding. - Ontdekken welke producten er ontstaan bij verbranding en wat zijn de eigenschappen van deze stoffen zijn. Benodigdheden: Waxinelichtjes Reageerbuizen hittebestendig Lucifers Rode koolsap Erlenmeyers Horlogeglazen Pasteur pipet Maatcilinders Bekerglaasjes 50 ml Lepeltjes Rietjes Spiegels Werkwijze: Dit practicum is uitgewerkt op een leerlingenwerkblad, hier staat de werkwijze vermeld. Praktische tips: De proeven zijn vrij simpel en behoeven niet veel uitleg uitgezonderd proef C. Deze wordt ingewikkeld ervaren. Hierbij moet ook uitgelegd worden hoe met een pasteur pipet gewerkt moet worden. Verwerking: Voordat deze proeven besproken kunnen worden moeten eerst van een aantal stoffen getoond worden wat er met rode koolsap gebeurt. Hiervoor wordt azijn en ammonia gebruikt. Dat azijn zuur is weten de meeste leerlingen wel. Het tegenovergestelde van een zuur (base) is moeilijk voor de leerlingen want zij denken vaak dat dit zoet is. Het begrip neutraal uitleggen aan de hand van pH neutraal afwasmiddel. Water gebruiken om tussen het zuur en de base te zetten. Gas dat vrij komt bij verbranding: zuur Condens: waterdamp As: basisch De mens doet ook aan verbranding. De eigenschappen van de stoffen die de mens uitademt komen overeen met de eigenschappen van de verbrandingsproducten. De mens doet ook aan verbranding. Omdat hierbij geen vuurverschijnselen zijn wordt dit een langzame verbranding genoemd. - 36 -
Proef: aantonen van zuren en basen met rode koolsap Ontwikkelingsdoel: o Deze proef heeft een groot oh en ah gehalte vanwege de kleurtjes die ontstaan. De leerlingen gaan hierdoor helemaal op in de proef. Leerdoelen: - Welke stoffen uit het dagelijks leven zijn zuur, basisch en neutraal - Rode kool is een indicator ofwel aantoonstof voor zuren en basen Benodigdheden: Reageerbuizen Lucifers Rode koolsap Pasteur pipetjes Bekerglaasjes 50 ml voor de te onderzoeken stoffen Te onderzoeken stoffen bijvoorbeeld: - shampoo - antiroosshampoo - zout - suiker - volkoren meel - badzout - afwasmiddel - schuurmiddel - spiritus - cola (eerst ontkleuren met actieve kool) - ontvettingsmiddel keuken - koffie creamer - cup of soup Werkwijze: 1. Doe van de te onderzoeken stof een klein beetje (1 cm) in een reageerbuisje. 2. Voeg 1 pasteur pipetje met rode kool sap toe en bekijk de kleur. Opmerking: Van vaste stoffen wordt een spatelpuntje gebruik en daaraan wordt 1 cm water toegevoegd voordat de rode koolsap wordt toegevoegd. Praktische tips: Cola sluit erg mooi aan bij de beleving van de leerlingen. De kleurverandering bij cola is echter slecht zichtbaar. Ontkleur de cola waar de leerlingen bij zijn met norit. Verwerking: Laat de leerlingen een tabel maken. Ook geeft een tekening een pakkend beeld van deze proef. Stof azijn ammonia enz.
Kleur roze groen
Zuur/base/neutraal zuur base
- 37 -
Proef: scheiden van strandmengsel Ontwikkelingsdoel: o Onderdeel van de ontdekkingsreis door de scheikunde. In dit geval het deel van de scheikunde die zich bezig houdt met het scheiden van stoffen. Leerdoelen: - Kennismaken met de scheidingstechnieken indampen en filtreren. - Eigenschap van ijzer; wordt aangetrokken door magneet. Inleidend verhaal voor het practicum scheiden van het strandmengsel ‘Vorige zomer liep ik op het strand. Daar zag ik een scheepswrak wat waar brand in is geweest liggen. Nieuwsgierig als ik ben kon ik het niet nalaten om erin te klimmen. Het scheepswrak zag er roestig uit. Ik had natuurlijk gehoopt er een schat te vinden, maar helaas die vond ik niet. Mijn aandacht werd getrokken naar een bepaalde plek in het wrak. Daar scheen nog net een beetje licht naar binnen. Ik ging heel voorzichtig kijken, het was donker en ik vond het er een beetje eng. Maar mijn nieuwsgierigheid won van mijn angst. Ik zag wat liggen maar ik kon niet zien wat het was. Toch nog iets dichter bij kijken. Er lag een bergje. Wat was het? Ik kon het niet thuisbrengen. Ik wilde er wat van meenemen, maar het was fijn spul. Waar laat ik dat? Gelukkig ben ik nog in het bezit van een ouderwetse fotocamera en had nog een paar leeg fotodoosjes bij me. Oh, ik ben zo benieuwd wat ik gevonden heb? Ik kan haast niet wachten op het resultaat. ´ Jullie gaan voor mij uitzoeken welke stoffen in dat bergje zaten. Daarbij gaan jullie gebruik maken van een aantal scheidingstechnieken. Jullie leren daarbij ook waar deze scheidingstechnieken gebaseerd zijn. Belangrijk is dat je heel scherp gaat waarnemen tijdens het practicum. Foto om aan de klas te tonen om het verhaal meer kracht te geven.
Van deze proef is een leerlingenblad beschikbaar. - 38 -
leerlingen (werk)bladen
Aan de hand van deze tekening kunnen de leerlingen hun kennis van veiligheid toepassen. Wat doen de mensen op deze tekening goed of fout op gebied van veiligheid?
- 39 -
Lucht 1: Benodigdheden: …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… Werkwijze: 1. Steek een waxinelichtje aan. 2. Zet over het waxinelichtje een bekerglas (van 100 ml) onderste boven overheen. 3. Tel hoelang het duurt voor het kaarsje uitgaat. 4. Herhaal de proef met bekerglazen van 150 en 400 ml. Waarnemingen: …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………. Maat bekerglas (ml) Tijd (sec) 100 150 400
Lucht 2: Benodigdheden: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… Werkwijze: 1. Steek 2 waxinelichtjes aan. 2. Zet een bekerglas (150 ml) onderste boven over 1 waxinelichtje. 3. Tel hoe lang het waxinelichtje aan blijft. 4. Als het kaarsje uit is zet je het bekerglas zo snel mogelijk over het andere kaasje heen (bekerglas niet omkeren!). 5. Tel hoe lang het tweede waxinelichtje aan blijft. Waarnemingen: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… waxinelichtje Tijd (sec) 1 2 Opruimen: Als je klaar bent met de proeven ruim je alles op en zorg je dat de tafel droog en schoon is. (Glaswerk gaat in de krat, waxinelichtjes gaan terug in het bakje). De jas en bril mogen hierna uit/af. Als je klaar bent met opruimen ga je beginnen met de tekeningen van deze proeven. Let op: Beschrijf de proeven elk op een aparte bladzijde en maak bij elke proef een tekening.
- 40 -
De brander
A
Zet de onderstaande handelingen voor het aansteken van de brander in de juiste volgorde door ze te nummeren van 1 t/m 7. Brander aansteken door de lucifer brandend iets naast de opening van de schoorsteen te houden en de gas regelknop open te draaien. Labjas aan doen, bril opzetten en eventueel lang haar bij elkaar binden met elastiekje en of een haarklipje. Gas kraan op tafel opendraaien. Gasregelknop en luchttoevoerschijf dicht draaien (luchttoevoer is dicht als deze helemaal naar boven is gedraaid). Lucifer aansteken. Branderslang aansluiten op gaskraan op tafel.
B
-Steek de brander in de juiste volgorde aan. Welke kleur heeft de vlam direct nadat deze is aangestoken?
-Onderzoek het effect van de gasregelknop en schrijf hieronder het resultaat op.
-Onderzoek het effect van de luchtschijf en vul daarna de volgende tabel verder in. Stand luchtregelschijf Vlamkleur Geluid? Naam Vlam Dicht Gele vlam Beetje open (1/2 slag) Blauw doorzichtige vlam Verder open (2 slagen) Blauw ruisende vlam -Op welke kleur vlam kun je de brander het best zetten als je hem even niet gebruikt. Leg uit waarom.
-Met welke knop kun je de grootte van de vlam regelen?
- Zorg er nu voor dat je een vlam hebt met een hoogte van ongeveer 15 cm. Dit is hoogte van de vlam die we meestal gebruiken.
C
-Je gaat zo water koken met de brander. Hoe weet je wanneer het water kookt?
-Vul een reageerbuis voorzien van enkele kooksteentjes, voor ¼ met kraanwater en houd deze in de vlam. Neem de tijd op/ tel het aantal seconden hoe lang het duurt voor het water kookt. Herhaal dit voor de andere twee vlammen. Volgorde van de tabel aanhouden!!!! vlam tijd waarnemingen blauw doorzichtige vlam blauw ruisende vlam Gele vlam
- 41 -
-Welke vlam kun je het best gebruiken voor het verwarmen van een beetje water in een reageerbuisje? Leg je antwoord uit.
D
-Nu ga je kijken naar de temperatuur op verschillende plaatsen in de blauw ruisende vlam. Dit doe je d.m.v. een metalen gaasje in de vlam te houden. Hoe kun je aan metaal zien of het heet is?
Houd met een tang een gaasje verticaal op het midden van de brander. Teken in vierkant 1 het resultaat. Geef hierbij duidelijk de kleuren weer. Doe het zelfde met het gaasje horizontaal, maar doe dit op verschillende hoogten in de vlam. Teken (in kleur) het resultaat in vierkant nr. 2, 3 en 4.
Het vierkant is het gaasje! 1 (Verticaal: gaasje op de brander plaatsen)
3 (horizontaal: gaasje in de punt van de kegel)
2 (Horizontaal: gaasje vlak boven de brander)
4 (Horizontaal: gaasje 10 cm boven de brander)
Waar is de blauw ruisende vlam het warmst?
Waar is de blauw ruisende vlam het koudst?
- 42 -
Proeven carrousel Proef A: Benodigdheden:………………………………………………………………………………………………………………….. Werkwijze: 1. Steek een waxinelichtje aan. 2. Houd een lege reageerbuis, met de bodem, in de vlam. 3. Noteer de waarnemingen. 4. Maak de reageerbuis met een tissue schoon en ruim de spullen op zodat de volgende groep de proef hierna ook kan uitvoeren. Waarnemingen ( en schets tekening):
--------------------------------------------------------------------------------------------------------Proef B: Benodigdheden:………………………………………………………………………………………………………..……..….. Werkwijze: 1. Breng een klein schepje as in een bekerglaasje 2. Voeg met een maatcilinder 5 ml rode koolsap toe. 3. Noteer de waarnemingen. Waarnemingen (en schets tekening):
- 43 -
Proef C: Benodigdheden:…………………………………………………………………………………………………………… Werkwijze: 1. Steek een waxinelichtje aan 2. Houd een erlenmeyer op de kop boven de vlam van het waxinelichtje Let op: wordt warm goed waarnemen!!! 3. Houd de erlenmeyer op de kop en doe een horlogeglas op de opening. 4. Zet de afgesloten erlenmeyer rechtop. 5. Doe 1 pasteur-pipet met rode koolsap in de erlenmeyer en sluit zo snel mogelijk de erlenmeyer weer af. 6. Schud de erlenmeyer. 7. Noteer alle waarnemingen. 8. Ruim de spullen op zodat de volgende groep de proef hierna ook kan uitvoeren . horlogeglas
pasteurpipet
Waarnemingen (en schets tekening):
---------------------------------------------------------------------------------------------------Proef C: Benodigdheden:…………………………………………………………………………………….. Werkwijze: Deel 1: 1. Meet met een maatcilinder 5 ml rode koolsap af. 2. Breng de rode koolsap in een bekerglaasje. 3. Blaas gedurende enkele minuten met een rietje in de rode koolsap. 4. Noteer de waarnemingen. Deel 2: 5. Adem uit op een spiegel. 6. Noteer de waarnemingen. 7. Ruim de spullen op zodat de volgende groep de proef hierna ook kan uitvoeren. Waarnemingen (en schets tekening):
- 44 -
Proef: scheiden van strandmengsel
?
Welke stoffen zitten er in het mengsel uit het scheepswrak? Benodigdheden: bekerglas indampschaaltje brander magneet erlenmeyer trechter filtreerpapier water mengsel wit schaaltje wit papiertje Werkwijze: 1. Doe een flinke spatel van het mengsel in een bekerglas. 2. Pak de magneet in een stuk wit papier. 3. Houd een ingepakte magneet in de buurt van het mengsel. 4. Haal, boven een ander stuk papier, het papier dat om de magneet zit weg bij de magneet. 5. Probeer de rest van het mengsel wat is achter gebleven in het bekerglas op te lossen in ca. 25 ml water. 6. Vouw een filtreerpapiertje en zet dit in een trechter. 7. Plaats de trechter op de erlenmeyer. 8. Schenk het bekerglas leeg in de trechter met het filtreerpapier. 9. Spoel met een spuitfles het bekerglas na en breng zo het restant uit het bekerglas ook in het filter. 10. Laat het filtreerpapiertje in een schaaltje op de verwarming drogen. 11. Doe ongeveer de helft van de oplossing uit de erlenmeyer in een indampschaaltje. 12. Verwarm het indampschaaltje voorzichtig op een doorzichtige vlam totdat al de vloeistof is verdwenen (heel zachtjes koken!). 13. Kijk goed wat er gebeurt in het indampschaaltje. 14. Bekijk ook het filtreerpapiertje nog een keer.
- 45 -
1: Wat gebeurde er toen je de magneet bij het mengsel hield?
2: Omschrijf de kleur en de structuur van de stof die op het filtreerpapiertje achter bleef.
3: Beschrijf de kleur van de vloeistof die uit de trechter druppelde.
4: Omschrijf de kleur en structuur van de stof die overblijft in het indampschaaltje.
Conclusie: In het strandmengsel zaten de volgende stoffen: 1 2 3
- 46 -
Practicum reglementen:
Practicumreglement (lokaal W1A2) 1. Draag tijdens het practicum een veiligheidsbril. 2. Draag tijdens het practicum een laboratoriumjas. 3. Lang haar moet worden opgebonden. 4. Tassen aan de zijkant, onder de tafels zetten. 5. In de practicumlokalen mag niet gegeten en gedronken worden. 6. Proef nooit van stoffen, je moet er van uitgaan dat ze giftig zijn. 7. Ruik heel voorzichtig aan stoffen (wapperen). 8. Werk altijd netjes en geconcentreerd. 9. Zet branders, glaswerk e.d. nooit te dicht bij de rand van de tafel, om breuk te voorkomen. Gebroken glaswerk dient altijd direct te worden opgeruimd (glasbak). 10.Richt een reageerbuis naar een veilige plek. 11.Voorkom morsen van chemicaliën op grond of tafels. Ruim gemorste stoffen (ook water) onmiddellijk op. 12.Laat je tafel schoon en opgeruimd achter. 13.Oneigenlijk gebruik van veiligheidsmiddelen (brillen, douche e.d.) is niet toegestaan. 14.Stoeien in de practicumlokalen wordt niet getolereerd. 15.Leerlingen mogen niet zonder deskundig toezicht in de kabinetten komen.
- 47 -
Practicumreglement (lokaal W1A1) 1. Draag tijdens het practicum een veiligheidsbril. 2. Draag tijdens het practicum een laboratoriumjas. 3. Lang haar moet worden opgebonden. 4. Tassen achterin het lokaal op een rij zetten, niet voor de wasbak. 5. In de practicumlokalen mag niet gegeten en gedronken worden. 6. Proef nooit van stoffen, je moet er van uitgaan dat ze giftig zijn. 7. Ruik heel voorzichtig aan stoffen (wapperen). 8. Werk altijd netjes en geconcentreerd. 9. Zet branders, glaswerk e.d. nooit te dicht bij de rand van de tafel, om breuk te voorkomen. Gebroken glaswerk dient altijd direct te worden opgeruimd (glasbak). 10.Richt een reageerbuis naar een veilige plek. 11.Voorkom morsen van chemicaliën op grond of tafels. Ruim gemorste stoffen (ook water) onmiddellijk op. 12.Laat je tafel schoon en opgeruimd achter. 13.Oneigenlijk gebruik van veiligheidsmiddelen (brillen, douche e.d.) is niet toegestaan. 14.Stoeien in de practicumlokalen wordt niet getolereerd. 15.Leerlingen mogen niet zonder deskundig toezicht in de kabinetten komen.
- 48 -
Practicumreglement (lokaal D0H1) 1. Draag tijdens het practicum een veiligheidsbril. 2. Draag tijdens het practicum een laboratoriumjas. 3. Lang haar moet worden opgebonden. 4. Tassen onder het bord plaatsen 5. In de practicumlokalen mag niet gegeten en gedronken worden. 6. Proef nooit van stoffen, je moet er van uitgaan dat ze giftig zijn. 7. Ruik heel voorzichtig aan stoffen (wapperen). 8. Werk altijd netjes en geconcentreerd. 9. Zet branders, glaswerk e.d. nooit te dicht bij de rand van de tafel, om breuk te voorkomen. Gebroken glaswerk dient altijd direct te worden opgeruimd (glasbak). 10.Richt een reageerbuis naar een veilige plek. 11.Voorkom morsen van chemicaliën op grond of tafels. Ruim gemorste stoffen (ook water) onmiddellijk op. 12.Laat je tafel schoon en opgeruimd achter. 13.Oneigenlijk gebruik van veiligheidsmiddelen (brillen, douche e.d.) is niet toegestaan. 14.Stoeien in de practicumlokalen wordt niet getolereerd. 15.Leerlingen mogen niet zonder deskundig toezicht in de kabinetten komen.
- 49 -
