Studiedag voor scheikundedocenten en toa's HAVO/VWO
dinsdag 8 april 2014
Scheikunde in de overgang?! Waar staan we nu? Onderwijsinstituut Moleculaire Wetenschappen Faculteit Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica
In samenwerking met: SLO, nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling Stichting C3 Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen
Foto's: Impressie van de studiedag op 9 april 2013 Fotografie: Guus Cleij
Nijmegen, januari 2014
Beste scheikundedocenten en toa’s,
Namens het Onderwijsinstituut Moleculaire Wetenschappen van de Radboud Universiteit Nijmegen nodig ik u uit voor de zestiende landelijke studiedag voor scheikundedocenten en technisch onderwijsassistenten, die gehouden wordt op dinsdag 8 april a.s. op de Radboud Universiteit Nijmegen. Deze dag is tot stand gekomen in samenwerking met Emiel de Kleijn (SLO), Laurens Houben, Marijn Meijer (Stichting C3), Jan van Lune (NVON) en Petra van Gaalen (NVON). Titel van de studiedag is: “Scheikunde in de overgang?! Waar staan we nu?”. De dag start met een plenaire lezing van Alfons van Blaaderen (Debye Institute for Nanomaterials Science, Universiteit Utrecht), getiteld: “Structurele kleuren en andere nieuwe materiaaleigenschappen door de zelforganisatie van colloïdale deeltjes”. Vervolgens zijn er drie rondes met werkgroepen waarbij u kunt kiezen uit 27 mogelijkheden. De dag wordt afgesloten door Mark Huijbregts (Milieukunde, Radboud Universiteit Nijmegen) met een lezing getiteld: “Hoe groen is groene chemie”. Een beknopte inhoudelijke beschrijving van de lezingen en werkgroepen treft u verderop in dit boekje aan. Natuurlijk is er op deze dag ook gelegenheid voor informeel contact met collega's om uw ervaringen uit te wisselen en om bij te praten. Aan de studiedag is een nascholingscertificaat verbonden. Het maximum aantal deelnemers is 275. De inschrijving geschiedt op volgorde van aanmelding. De kosten voor deelname aan de studiedag zijn € 45,00 per persoon. Achterin dit boekje vindt u de aanmeldingsprocedure.
Graag tot ziens in Nijmegen. Wilma Philipse, studieadviseur scheikunde
Inleiding Namens de organisatiecommissie is het mij, als dagvoorzitter, een genoegen u uit te mogen nodigen voor de 16e landelijke scheikunde studiedag met de titel 'Scheikunde in de overgang?!; waar staan we nu?' Dit jaar is speciale aandacht gegeven aan de overgang van het 'oude' naar het 'nieuwe' examenprogramma dat met ingang van schooljaar '13/'14 landelijk ingevoerd is in de 4e klas van havo en vwo. Wat zijn de eerste ervaringen met de nieuwe examenprogramma's in de klas; ervaringen van docenten, toa's en van leerlingen? Hoe wordt omgegaan met de nieuwe onderwerpen? Zijn er 'tips en tricks'? Welk (les)materiaal is beschikbaar? Hoe staat het met de (onderzoeks)vaardigheden? Is er (voldoende) afstemming met andere (bèta)vakken? Hoe zien de nieuwe examenvragen er uit? Kortom een veelheid van onderwerpen passen binnen dit thema. De werkgroepleiders hebben, zoals u in dit boekje kunt lezen, een eigen creatieve invulling gegeven aan dit thema. De onderwerpen hebben betrekking op vakinhoudelijke, vakdidactische en/of onderwijskundige aspecten en er worden concrete suggesties gedaan voor de dagelijkse lespraktijk. Nieuw is dat dit jaar ook Belgische collega's uit Gent een werkgroep verzorgen (werkgroep 2 'Onderzoekscompetent in de chemieklas) en ik wil deze werkgroep dan ook graag extra bij u aanbevelen. Velen van u hebben inmiddels een keuze gemaakt ten aanzien van het lesmateriaal dat gebruikt wordt om invulling te geven aan de nieuwe examenprogramma's, maar er is ook een groep die deze keuze nog even heeft uitgesteld. Vandaar dat Chemie (Noordhoff Uitgevers), Chemie Overal (Noordhoff Uitgevers/EPN), NOVA Scheikunde (Uitgeverij Malmberg), de Delfste leerlijn en de stercollecties van VO-Content, naast de modules die binnen het project Nieuwe Scheikunde in verschillende voorbeeldleerlijnen ontwikkeld zijn, opnieuw ruim aandacht krijgen. U kunt het lesmateriaal inzien en vragen stellen aan de uitgevers, auteurs en gebruikers. Een studiedag als deze geeft u als docent of toa de gelegenheid om nieuwe kennis en ervaring op te doen en uit te wisselen met uw collega's en zo het schoolvak scheikunde te blijven ontwikkelen en up-to-date te houden. Natuurlijk is deze studiedag ook een goede gelegenheid om bestaande contacten te onderhouden en nieuwe contacten met vakcollega's te leggen en gezellig bij te praten. Ik hoop u op 8 april a.s. bij de studiedag op de Radboud Universiteit opnieuw te mogen begroeten. Emiel de Kleijn SLO, nationaal expertisecentrum leerplanontwikkeling (dagvoorzitter)
Programma
8.45 uur
Ontvangst
9.30 uur
Opening Wilma Philipse (Radboud Universiteit Nijmegen) en Emiel de Kleijn (SLO, Enschede)
9.35-10.15 uur
Openingslezing Alfons van Blaaderen (Universiteit Utrecht), “Structurele kleuren en andere nieuwe materiaaleigenschappen door de zelforganisatie van colloïdale deeltjes”
10.30-11.30 uur
eerste ronde werkgroepen
11.45-12.45 uur
tweede ronde werkgroepen
12.45-13.30 uur
lunch
13.45-14.45 uur
derde ronde werkgroepen
15.00-15.45 uur
Slotlezing Mark Huijbregts (Radboud Universiteit Nijmegen) “Hoe groen is groene chemie”
16.00 uur
Sluiting Uitreiking nascholingscertificaten en borrel
Openingslezing
Structurele kleuren en andere nieuwe materiaaleigenschappen door de zelforganisatie van colloïdale deeltjes
Alfons van Blaaderen Soft Condensed Matter, Debye Institute for Nanomaterials Science, Universiteit Utrecht Colloïdale deeltjes met afmetingen van een aantal nm tot een aantal µm voeren in een oplossing een zogenaamde Brownse beweging uit die een rechtstreeks gevolg is van de botsingen van oplosmiddelmoleculen met de deeltjes. Deze Brownse beweging zorgt ervoor dat de deeltjes in oplossing (gedispergeerd) blijven, maar ook dat een dergelijk systeem in evenwicht verkeerd. Zulke colloïdale deeltjes kunnen daarom worden opgevat als zo’n 1000-voudig opgeschaalde atomen. In deze lezing laten we zien hoe van deze analogie gebruik gemaakt kan worden om nieuwe informatie te verkrijgen over heel fundamentele processen zoals hoe vloeistoffen bevriezen of hoe glazen worden gevormd, maar ook hoe deze analogie aanleiding kan geven tot het creëren van materialen met nieuwe eigenschappen. Een voorbeeld waarop nader zal worden ingegaan is het genereren van zogenaamde structurele kleuren zoals in de natuur bekend staan als de halfedelsteen opaal. Dit soort materialen zal mogelijk niet alleen leiden tot nieuwe manieren om verf of inkten te maken, maar zal mogelijk ook ooit worden gebruikt om te komen tot een schakelaar van licht met licht (een zogenaamd fotonische transistor), een bouwsteen voor een optische computer.
Slotlezing
Hoe groen is Groene Chemie
Mark Huijbregts Milieukunde, Radboud Universiteit Nijmegen Onze samenleving rekent vooral op technologische doorbraken in de chemie en andere vakgebieden om de milieuproblematiek terug te dringen. Maar hoe kunnen we de milieu-invloed van een (chemische) technologie eigenlijk in kaart brengen? Over welke milieueffecten hebben we het en hoe kunnen we die effecten op een wetenschappelijk verantwoorde manier bij elkaar optellen? Welke onzekerheden spelen hierbij een rol? Mark Huijbregts gaat in zijn lezing in op hoe de levenscyclusanalyse van producten kan worden gebruikt om antwoord te geven op deze vragen. Mark Huijbregts (1972) is sinds 1 november 2010 persoonlijk hoogleraar Integrale Milieuanalyse aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Sinds 2000 werkt hij bij de Radboud Universiteit aan de ontwikkeling en toepassing van methoden om de milieugevolgen van producten en stoffen te voorspellen.
Werkgroepen
Er worden 27 werkgroepen aangeboden in 3 rondes. Aan een werkgroep kan door maximaal 25 personen worden deelgenomen. Deelnemers kunnen kiezen bij opgave voor de studiedag aan welke werkgroepen zij willen meedoen. Graag 5 werkgroepen in volgorde 1 t/m 5 aangeven; zo veel als mogelijk is worden de keuzes 1 t/m 3 toegewezen.
1.
Molecular Modeling; ervaringen en ontwikkelingen, Wim Buijs
2.
Onderzoekscompetent in de chemieklas, Katrien Strubbe en Hans Vanhoe
3.
Delftse leerlijn, Jan van Rossum, Sander Haemers en Juleke van Rhijn
4.
Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs, Wout Ottevanger en Wilmad Kuiper
5.
Ontdek de stercollectie scheikunde: activerend en contextrijk materiaal, Frans Carelsen en Sander Bons
6.
Zó werkt Nova in de praktijk, Eugene Wijnhoven en Toon de Valk
7
De nieuwe tweede fase van Chemie Overal: wat zijn uw ervaringen met leerjaar 4 en wat kunt u verwachten van leerjaar 5? Nienke Boeijenga
8
Hoe werkt de methode Chemie? Alex van den Berg, Wijnand Rietman en Marcela Kroes
9
Lessen over redoxchemie in de context van milieutechnologie, Jeroen Sijbers en docenten uit het Food Valley Scholennetwerk
10. De nieuwe examens: hoe bereid ik mijn leerlingen voor op de nieuwe onderwerpen, Evert Limburg en Dick Hennink 11. Chemische binding, Laurens Houben 12. Nanotechnologie, kleine schaal, grote mogelijkheden; enkele onderdelen praktisch belicht, Bart van den Berg 13. De virtuele fabriek, Ria Kraakman-van der Zwet en Herbert van de Voort 14. Vakspecifieke eisen bij het CE; veranderingen in correctie van het CE, Jan van Lune en Martin Waals 15. Een leerlijn voor de derde klas, Ronald Korporaal
16. (Arbo) veiligheid bij Binask, Rick van Workum 17. Met Micro-macro wordt het scheikundeonderwijs spannend, Joke van der Aalsvoort, Martin Vos en Jan de Gruijter 18. Scheikunde in de 3e klas: CSI als context! Hennie Lensink en Pim de Kousemaeker 19. Zicht op de wisselwerking tussen concepten en contexten, Emiel de Kleijn 20. TOA-DOT – Universiteit Twente – TOA’s in actie, Wil Gradussen en Rianne Wanders 21. De toets der kritiek, Cees Beers 22. Heen en weer redeneren tussen macro- via meso- naar microniveau, Marijn Meijer en Ria Dolfing 23. Meten in de overgang: van standalone meetdata vergaren naar simultaan gedeelde dataverwerking van sensoren, Anne Topma 24. Computermeten met Pasco in de (nieuwe) scheikunde, Jeroen Levij en Ashley Mark Kabel 25. Chillen in een diepvrieszakje, Frank Mol en Esther Velner 26. Meten en modelleren met sensoren Vernier, met TI-Vernier’s Lab Cradle, Mark de Hiep 27. Wedstrijdchemie met Stichting C3: de paasspecial, Anne-Lotte Masson en Ilonka Mekes
1.
Molecular Modeling; ervaringen en ontwikkelingen Wim Buijs (DSM, Geleen / TU Delft)
Sinds 2003 heeft Molecular Modeling zich een steeds grotere plaats weten te verwerven in het VO. De grootste verdienste van Molecular Modeling was, en is, de 3D-visualisatie van alle soorten molecuulstructuren in één uniforme visuele kwalitatieve en kwantitatieve taal. Geholpen door de enorm toegenomen kracht van betaalbare computers zijn nu berekeningen mogelijk aan moleculen uit de praktijk die ook kwantitatief overeenstemmen met bijvoorbeeld BINAS. Recente ontwikkelingen op internet, leiden in toenemende mate tot het gebruik van grote publiektoegankelijke databases met zowel molecuulstructuren als experimentele eigenschappen zoals IR-en NMR-spectra, die dan binnen één scherm vergeleken kunnen worden met de berekende. Op wat langere termijn zal dit mogelijk de structuur en de opzet van molecular modeling veranderen in de richting van een verder gebruik van de databases en wellicht cloud computing. iSpartan is een eerste aanzet. Deelnemers aan de werkgroep krijgen een overzicht van geschetste ontwikkelingen via hands-on voorbeelden. Ze gaan zelf eenvoudige moleculen bouwen of downloaden in Spartan ST, en via zowel de interne als externe internetdatabases eigenschappen van deze moleculen bepalen. Aan de orde zullen komen de verschillende typen chemische binding, de intermoleculaire krachten, Van der Waals krachten en H-bruggen, en bijvoorbeeld IR-spectra. Tevens zal kort aandacht worden besteed aan het downloaden en visualiseren van zeer grote biologische moleculen (eiwitten etc.) vanuit de RCSG Protein Data Bank.
2.
Onderzoekscompetent in de chemieklas Katrien Strubbe en Hans Vanhoe (Universiteit Gent, België)
Volgens de eindtermen van het Vlaamse Onderwijs moeten leerlingen op het einde van het secundair onderwijs “onderzoekscompetent” zijn. Daarom worden onderzoeksvaardigheden aangeleerd volgens een leerlijn die in de eerste graad start met het aanleren van eenvoudige vaardigheden (voornamelijk onder begeleiding) en die meer uitgebreid en complex worden in de tweede en de derde graad. Op het einde moeten de leerlingen hun onderzoeksbekwaamheid aantonen via een project waar ze volledig zelfstandig de verschillende fasen van een onderzoek (onderzoeksvraag en hypothese, uitvoering, verwerking en reflectie) doorlopen. Een enquête bij Vlaamse leerkrachten toonde aan dat de meesten het aanleren van onderzoekscompetenties voornamelijk associëren met leerlingenexperimenten. In deze werkgroep wordt getoond hoe ook allerhande andere werkvormen, zoals gebruik van applets en simulaties, een onderwijsleergesprek en demonstratieproeven, kunnen worden ingezet om onderzoeksvaardigheden bij leerlingen te ontwikkelen.
3.
Delftse leerlijn Jan van Rossum (Jan van Rossum), Sander Haemers (Stanislascollege Pijnacker) en Juleke van Rhijn
In de Delftse leerlijn voor het vwo maken leerlingen zich concepten eigen aan de hand van maatschappelijke-, chemische- en technologische vraagstukken. Met de behandelde concepten kan de leerling op grond van chemische argumenten een antwoord geven op het vraagstuk dat centraal staat in de module. Er wordt ingestoken op nieuwe materialen, duurzaamheid, de chemische industrie en innovatieve technologieën, waarmee een groot deel van de nieuwe domeinen in het examenprogramma effectief wordt afgedekt. In de didactiek wordt veel aandacht besteedt aan: - kennen: leren gericht op onthouden; - begrijpen: gericht met eigen woorden samenhang tussen de concepten weergeven; - integreren: inpassen van nieuwe kennis in al eerder verworven kennis; - creatief toepassen: het creatief en wendbaar gebruiken van de concepten. In de inleiding van de werkgroep wordt ingegaan op de opbouw en de inhoud van de leerlijn door Jan van Rossum en Juleke van Rhijn, ontwikkelaars van de leerlijn. Sander Haemers geeft gebruikerservaring. Hij is voor het vierde jaar gebruiker van de leerlijn en geeft toelichting op de resultaten, de sterke punten en de punten van aandacht in de leerlijn. In het tweede deel van de werkgroep wordt in groepen gebrainstormd over nieuwe contexten die kunnen worden gebruikt voor de nog te ontwikkelen modules voor 6 vwo.
4.
Kennisbasis natuurwetenschappen en technologie voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs Wout Ottevanger (SLO) en Wilmad Kuiper (SLO / Universiteit Utrecht)
In het verlengde van het Actieplan Beter Presteren (juni 2011) is door SLO in opdracht van het ministerie van OCW een kennisbasis ontwikkeld voor de natuurwetenschappelijke vakken en technologie in de onderbouw van het voortgezet onderwijs. Doel van die kennisbasis is een bijdrage te leveren aan de verbetering van de leeropbrengst in de onderbouw van het voortgezet onderwijs, in internationaal perspectief (PISA) en met het oog op het onderwijs in de bovenbouw vmbo en havo-vwo, uitdrukkelijk zonder verplichtingen ten aanzien van de wijze van realisering (het 'hoe'). De gedachte achter de kennisbasis is dat een zekere mate van concretisering van de huidige kerndoelen scholen kan ondersteunen bij het realiseren van die ambitie en tegelijkertijd meer richting en inspiratie en tevens voldoende ruimte kan bieden voor eigen invullingen en accenten op schoolniveau. Bij de ontwikkeling van de kennisbasis heeft SLO zich inhoudelijk laten voeden door het K-12 Science Education Framework (ontwikkeld door de National Research Council in de VS) en het PISA Framework for Scientific Literacy (richtinggevend voor de meting in 2015). In maart en november 2013 zijn conceptversies van de kennisbasis inhoudelijk gevalideerd met circa 70 leraren en vakexperts. Op basis van het ingewonnen commentaar is de kennisbasis aangepast. Geïnspireerd door het K-12 Science Education Framework is in de kennisbasis gekozen voor een structuur waarin drie dimensies worden onderscheiden: vakinhouden, karakteristieke werkwijzen (bijvoorbeeld modelgebruik en modelontwikkeling, onderzoeken, ontwerpen) en karakteristieke denkwijzen (bijvoorbeeld patronen, oorzaak en gevolg, structuur en functie, stabiliteit en verandering). Deze drie dimensies worden niet alleen uitgewerkt voor scheikunde, maar ook voor natuurkunde, biologie, fysische geografie en technologie. In de werkgroep zal niet alleen stil worden gestaan bij doel, opzet en inhoud van de kennisbasis (zich toespitsend op scheikunde), maar ook bij plannen en ideeën voor de implementatie ervan. 5.
Ontdek de stercollectie scheikunde: activerend en contextrijk materiaal Frans Carelsen (Marianum Groenlo / Universiteit Twente) en Sander Bons (VO-content)
Geeft u les in de bovenbouw havo of vwo? Heeft u nog geen keuze kunnen maken voor een methode voor het komend schooljaar, of wilt u uw oude blijven gebruiken en/of uw nieuwe methode verrijken? Kunt u met uw leerlingen het internet op? Dan is deze werkgroep beslist iets voor u. Ervaar de Stercollecties scheikunde van VO-content: lesmateriaal voor de bovenbouw havo en vwo. Activerend, contextrijk, digitaal en uiteraard gericht op het nieuwe eindexamenprogramma.
De stercollecties zijn gebaseerd op de modules die voor Nieuwe Scheikunde zijn ontwikkeld. Deze zijn bewerkt en online geplaatst. Ze zijn gratis en door iedereen te gebruiken en te combineren. In de werkgroep gaat u, na een korte toelichting, het materiaal verkennen en kunt u een lessenplan maken dat voor u de komende tijd past. Wilt u alvast een kijkje nemen? Ga naar www.VO-content.nl/stercollecties en kies het vak Scheikunde.
6.
Zó werkt Nova in de praktijk Eugene Wijnhoven (Uitgeverij Malmberg) en Toon de Valk (d’Oultremont College, Drunen)
Meer dan 20% van de scholen is in 2013 gestart met de geheel nieuwe methode Nova voor scheikunde in de bovenbouw van havo en vwo. Inmiddels hebben docenten en leerlingen ervaren hoe de methode in de praktijk werkt. Het niveau wordt voor zowel havo als vwo als pittig ervaren, wat overigens door de gebruikers wordt toegejuicht. In de uitwerkingen zaten veel fouten, ten gevolge van de late verschijning van de nieuwe editie van Binas. Middels errata in het docentenmateriaal blijven we die aanpassen. Tijdens deze werkgroep gaat u na een korte introductie zelf aan de slag via de Denken, Delen, Uitwisselen aanpak. Daarbij leert u van elkaar en kunt u good practices direct toepassen in uw eigen lespraktijk. Voor inhoudelijke feedback zullen auteur(s) en eindredacteur aanwezig zijn.
7
De nieuwe tweede fase van Chemie Overal: wat zijn uw ervaringen met leerjaar 4 en wat kunt u verwachten van leerjaar 5? Nienke Boeijenga (Noordhoff Uitgevers)
U bent nu bijna een schooljaar aan het werk met leerjaar 4 van onze nieuwe tweede fase editie. Wij zijn heel benieuwd hoe het u bevalt en of u interessante tips en tricks heeft om met uw collega’s en ons te delen. Wij denken dan bijvoorbeeld aan: wat zijn de moeilijke onderwerpen voor de leerlingen en hoe pakt u dat aan? Hoe past de hoeveelheid stof in de beschikbare tijd? Hoe gebruikt u de ict? Hoe gaat u om met het vaardigheidsonderwijs? Etc. Wij zijn klaar met het schrijven van de leerboeken en de ict van leerjaar 5 en willen u graag het materiaal tonen. Na afloop van de werkgroep krijgt u de prints van de opgemaakte leerboeken van leerjaar 5 mee.
8
Hoe werkt de methode Chemie? Alex van den Berg (Noordhoff Uitgevers), Wijnand Rietman (auteur) en Marcela Kroes (Meander College, Zwolle)
Een nieuwe methode vergt veel werk van een docent. De indeling van de theorie is anders, nieuwe toetsen, de opzet is anders en de ICT is helemaal vernieuwd. Hoe gaat u hiermee om? Verder beslist u welke methode u gaat gebruiken, maar heeft u nog helemaal geen inzage gehad in de vervolgdelen. De uitgever gaat in op praktische aspecten van de methode. De auteur gaat in op de vervolgdelen. Het 5-vwo en 5-havo manuscript krijgt u van ons mee. En tenslotte zal de docent die Chemie gebruikt, ingaan op hoe de methode in de klas werkt.
9
Lessen over redoxchemie in de context van milieutechnologie Jeroen Sijbers (Wageningen University) en docenten uit het Food Valley Scholennetwerk
In deze werkgroep vertellen we u over de ideeën die het docentontwikkelteam in Wageningen heeft om redoxchemie aantrekkelijker te kunnen brengen. Binnen de milieutechnologie vind je veel toepassing waar redoxreacties een belangrijke rol spelen. Wat dacht u van in situ chemical oxidation? Tegenwoordig kan veel bodemverontreiniging opgelost worden door heel gericht bacteriën in te zetten. Waarmee moet je rekening houden bij het inzetten van deze technologie? Daarnaast kijken we binnen het team naar het terugwinnen van metaalionen uit het milieu en het opwekken van stroom door middel van een microbiële brandstofcel. Hoe haalbaar is het dat we in de toekomst stroom op gaan wekken door planten op elektrodes te laten groeien? En wat gebeurt er eigenlijk aan de wortels van deze planten waardoor het opwekken van stroom mogelijk wordt? U hoort in de werkgroep over alle drie deze contexten.
10. De nieuwe examens: hoe bereid ik mijn leerlingen voor op de nieuwe onderwerpen Evert Limburg en Dick Hennink (Cito) In deze werkgroep wordt ingegaan op de voorbeeldexamens voor havo en vwo die voor het nieuwe examenprogramma zijn samengesteld. Na een algemene inleiding gaat men aan het werk in groepen van 4 aan ofwel vwo of havo. Geïnventariseerd wordt welke vragen nieuw zijn en aan welk subdomein in de syllabus ze gekoppeld zijn. Daarna is er gelegenheid met elkaar uit te wisselen hoe de leerlingen op dit soort vragen voorbereid kunnen worden. 11. Chemische binding Laurens Houben Chemische binding, het begrijpen wat atomen aan elkaar doet binden, vormt het hart van de chemie. Daarom is het toch wel problematisch dat we onze leerlingen geen degelijk, robuust concept voor chemische binding bieden. In het nieuwe scheikundeprogramma voor vwo is Lewis terug van weggeweest. Structuurformules volgens Lewis zijn al ruim een eeuw een geweldig hulpmiddel om greep te krijgen op de structuur van moleculen en om reactiemechanismen te begrijpen. Maar Lewis geeft regels voor chemische binding, geen verklaring. In de werkgroep komt Lewis uitgebreid aan de orde en de bij tijden moeizame relatie tussen Lewis en de quantummechanische beschrijving van de chemische binding. Doel is helder te krijgen wat met Lewis wel en niet kan en wat er misschien meer mogelijk is.
12. Nanotechnologie, kleine schaal, grote mogelijkheden; enkele onderdelen praktisch belicht Bart van den Berg (NanoHouse) Nano staat voor klein, heel klein zelfs. Nieuwe functionaliteiten worden gecreëerd op deze schaal. Lang was die nanowereld onzichtbaar en daarmee deels onbruikbaar voor ons, maar inmiddels beschikken onderzoekers en hightech bedrijfsleven over technieken om objecten op nanoformaat niet alleen in beeld te brengen, maar ook te bouwen of te verbouwen. De verwachting is dat nanotechnologie in de toekomst een grote invloed zal hebben op ons dagelijks leven; de eerste generatie produkten is inmiddels op de markt. In de werkgroep zal ingegaan worden op een aantal momenteel zeer in de belangstelling staande onderdelen van de nanotechnologie.
13. De virtuele fabriek Ria Kraakman-van der Zwet (Cartesius Lyceum, Amsterdam) en Herbert van de Voort (Vechtstede College, Weesp) Het onderwerp chemische technologie wordt in vwo 6 behandeld met behulp van een E-klasmodule In deze E-klasmodule ‘De virtuele fabriek’ wordt de chemische technologie op een leuke, aantrekkelijke en interactieve manier aangeleerd. De leerlingen werken in deze module als stagiair in een chemische fabriek. Daarbij krijgen ze allerlei opdrachten die uitgevoerd moeten worden. Daarnaast is de module zo opgezet dat ze ook gebruikt kan worden als examentraining, doordat de meeste examenonderwerpen in de gebruikte contexten voorbij komen. Ter verdieping zijn er aan de module ook een paar vrije keuzeopdrachten, waaronder practica, toegevoegd. Door deze practica kunnen behalve de theoretische vaardigheden ook de praktische vaardigheden nog eens getraind worden. Een eerste indruk van ‘de virtuele fabriek’ en overige E-klassen is te vinden op www.e-klassen.nl. Tijdens de werkgroep zal een uitleg over de module gegeven worden en zal men zelf ook met de module aan de slag gaan.
14. Vakspecifieke eisen bij het CE; veranderingen in correctie van het CE Jan van Lune (Stellingwerf College, Oosterwolde) en Martin Waals (Philips van Horne SG, Weert) De examens gaan veranderen, dus zal ook de correctie daarvan anders worden. Is iedereen al op de hoogte van deze veranderingen? Martin Waals en Jan van Lune gaan in op de veranderingen in het centraal examen en wat voor veranderingen dit met zich meebrengt voor de correctie van de examens volgens het nieuwe programma (havo in 2015 en vwo in 2016). Ook zal uitgelegd worden dat de bijlagen bij de syllabus anders zijn dan in de versies voor het oude programma en wat dit nu werkelijk betekent voor de manier waarop sommige zaken bevraagd kunnen worden. 15. Een leerlijn voor de derde klas Ronald Korporaal (Stellingwerf College, Oosterwolde) Het examenprogramma is veranderd, dus om een goede aansluiting tussen onder- en bovenbouw te krijgen moet ook het programma in de derde klas veranderen. Op het Stellingwerf College in Oosterwolde heeft men daarom minutieus gekeken naar het examenprogramma en zelf een programma voor de derde klas samengesteld. Daarbij was het uitgangspunt dat de aansluiting zo goed mogelijk moet zijn en dat door bepaalde onderwerpen al in de derde klas te behandelen, er meer tijd gecreëerd wordt in de bovenbouw. Het programma is opgebouwd uit bewerkingen van modules Nieuwe Scheikunde en eigen materiaal. Voor de verschillende niveaus is er verschillend materiaal. Zo is er een leerlijn havo, vwo en vwo+.
16. (Arbo) veiligheid bij Binask Rick van Workum (VOION – VO in ontwikkeling) De arbowet regelt de bescherming van werknemers. Zij mogen niet ziek worden van het werk en arbeidsongevallen moeten worden voorkomen. De arbowet geldt ook voor onderwijsinstellingen. Beschermt deze wet ook leerlingen? Wat moet een school met betrekking tot veiligheid en gezondheid hebben geregeld? Waar staat dat? Wat betekent dat voor het werken met gevaarlijke stoffen? Wie is waarvoor verantwoordelijk? Etc. etc. Tijdens deze bijeenkomst gaan we in op de mogelijke antwoorden op vorenstaande vragen. We maken duidelijk hoe de wetgever wil dat scholen omgaan met veiligheid. Er zijn weliswaar regels/wetten, maar veelal zijn die bepalingen niet in maat en getal geregeld. We staan kort stil bij het verschil tussen middel- vs proces- en doelvoorschriften (met en zonder grenswaarde) en de noodzaak tot het gebruik van het gezonde boerenverstand en de beschikbare ondersteuning. 17. Met micro-macro wordt het scheikundeonderwijs spannend Joke van der Aalsvoort (Huygens College, Heerhugowaard), Martin Vos (De Nieuwste School, Tilburg) en Jan de Gruijter (Fontys, Tilburg) Het nieuwe scheikundeprogramma biedt mogelijkheden om fraaie en verrassende chemie in de klas aan de orde te stellen. Bij het gebruik van nieuwe materialen is er veel kennis van de microstructuur nodig om eigenschappen op een hoger niveau te kunnen voorspellen. De zelfherstellende werking van verf bijvoorbeeld was nooit ontdekt als we de microstructuur van polymeren niet heel precies kenden. Daardoor kwamen wetenschappers op het idee polymeer een zodanige viscositeit te geven dat een kras in de verflaag bij hogere temperatuur volloopt en de beschadiging wordt hersteld. Als docenten de macro-microproblematiek terdege aan de orde stellen, komt de chemie in de research en de industrie aan de orde. Zo geven wij leerlingen een innovatief beeld van chemie. In de werkgroep werkt u aan een voorbeeld waarbij kennis van de microstructuur en aanpassing daarvan zorgt voor nieuwe eigenschappen en dus voor een nieuwe toepassing van het materiaal. Zo wordt zichtbaar dat de chemicus slimme materialen ontwerpt. 18. Scheikunde in de 3e klas: CSI als context! Hennie Lensink en Pim de Kousemaeker (Marianum, Groenlo) In deze werkgroep bekijken we een project uit de derde klas havo/vwo. Onderwerpen als stofeigenschappen, scheidingsmethoden en indicatoren komen aan bod. Er wordt een beroep gedaan op vaardigheden als onderzoeken, ordenen, analyseren, samenwerken en presenteren. We voeren enkele practica uit (begeleid door leerlingen van het Marianum) en zien enkele presentaties van de resultaten.
19. Zicht op de wisselwerking tussen concepten en contexten Emiel de Kleijn (SLO) Met ingang van het schooljaar '13-'14 zijn in de vierde klassen van havo en vwo de nieuwe examenprogramma's voor scheikunde (en biologie en natuurkunde) landelijk ingevoerd. De wisselwerking tussen concepten en contexten is een belangrijke pijler onder de vernieuwing van de bètaprogramma's in het algemeen en die van scheikunde in het bijzonder; contexten geven betekenis aan concepten en concepten worden wendbaar toegepast in verschillende contexten. Ook internationaal is er al langer een ontwikkeling gaande naar meer contextrijk bèta-onderwijs: context-based science education. Er zijn verschillende redenen om contexten te gebruiken in het onderwijs. Vakoverstijgende contexten kunnen samenhang tonen (in en tussen de bètavakken) en contexten kunnen bijdragen aan een beter beeld van wat scheikunde (bèta en techniek) inhoudt en wat je er mee kunt. Dit kan bijdragen aan gemotiveerd leren. Meer dan in het verleden moeten de leerlingen concepten wendbaar toe kunnen passen in verschillende contexten, hetgeen ook bij examens getoetst zal worden. De hamvraag is hoe de docent zijn leerlingen hierop goed kan voorbereiden en welke keuzes hij daarbij kan maken? In deze werkgroep die meer het karakter heeft van een interactieve presentatie, komen vier concrete uitwerkingen van de wisselwerking tussen concepten en contexten aan de orde: het concept-contextvenster. Deze uitwerkingen kunnen houvast geven bij het vertalen van een contextconceptvisie naar de lespraktijk. Ook kan met het context-conceptvenster lesmateriaal ontwikkeld, gearrangeerd en geanalyseerd worden.
20. TOA-DOT – Universiteit Twente – TOA’s in actie Wil Gradussen (Universiteit Twente & Isendoorn College, Warnsveld) en Rianne Wanders (Universiteit Twente) Elke docent weet dat toa’s onmisbaar zijn bij hun onderwijs. Een van de belangrijke taken van een toa is het voorbereiden van practica. Voorbereiden betekent niet alleen het klaarzetten van materiaal, maar zeker ook het uitproberen en vervolmaken van voorschriften en nieuwe practica bedenken. Met de komst van de nieuwe examenprogramma’s speelt dat laatste een nog grotere rol dan voorheen. De toa-DOT van de Universiteit Twente heeft een stramien ontwikkeld waaraan practicumvoorschriften zouden moeten voldoen aan de hand van “Getting practical”. Inmiddels bestaan er twee verzamelbundels van door hen (her)ontworpen practica. Zij werken nu aan de derde waar speciaal aandacht is voor de nieuwe methodes. In deze werkgroep tonen ze u een deel van hun werk door u aan het werk te zetten onder hun begeleiding.
21. De toets der kritiek Cees Beers (werkzaam geweest bij Cito) Ook in het nieuwe programma ontkomen we er niet aan om de leerlingen te toetsen. In deze werkgroep gaan we na aan welke criteria een goede toets moet voldoen. Te denken valt aan de lengte van de toets in relatie tot de beschikbare tijd, de inhoud van de toets, vraagtypes, kettingeffecten en correctievoorschrift. Verder zullen we uitgebreid aandacht besteden aan vraagformuleringen.
22. Heen en weer redeneren tussen macro- via meso- naar microniveau Marijn Meijer (C3) en Ria Dolfing (Freudenthal Instituut, Universiteit Utrecht) Om de eigenschappen van materialen, voedingsmiddelen of andere producten op macroniveau te verbeteren, moeten vaak interne structuren worden aangepast op kleinere schaal (meso- of microniveau). Of het nu gaat om eigenschappen als de sterkte van supersterke vezels, stabiel roomijs, het smeltpunt van chocolade of stijve materialen in fietsspaken: structuureigenschaprelaties spelen een belangrijke rol in het begrijpen en voorspellen van de eigenschappen. De overgang maken van de tastbare en zichtbare macrowereld naar de modelwereld op een veel kleinere schaal is lastig voor leerlingen, maar wel een expliciete eis in het nieuwe examenprogramma. De werkgroep biedt de docent praktische activiteiten en handvatten om het redeneren van leerlingen tussen macro-, meso- en microniveau met structuureigenschaprelaties te ondersteunen. Als docent kom je er rijker vandaan, vol met ideeën voor in de klas!
23. Meten in de overgang: van standalone meetdata vergaren naar simultaan gedeelde dataverwerking van sensoren Anne Topma (Eurofysica B.V.) In deze werkgroep wordt aan de hand van een aantal voorbeelden met specifieke sensoren als bijvoorbeeld spectrofotometer, gaschromatograaf, polarimeter en smeltpuntbepaling, getoond hoe hier snel en accuraat mee kan worden gemeten door leerling en docent, waarbij de verkregen meetdata live via zelf meegenomen tablet of smartphone kunnen worden gevolgd. Welke nieuwe ontwikkelingen zijn er op dit gebied en wat betekent het didactisch?
24. Computermeten met Pasco in de (nieuwe) scheikunde Jeroen Levij (Vos Instrumenten) en Ashley Mark Kabel (Vos Instrumenten / Technobabble) De werkgroep begint met een korte introductie tot Pasco scientific en de meetprogramma’s SparkVue en Capstone. Daarna kunnen de cursisten zelf aan de slag met verschillende proefopstellingen. Er is een ruime keuze in bekende en nieuwe onderwerpen om zelf te proberen. Onze opzet is om de cursist zelf te laten ontdekken hoe Pasco het scheikundepracticum zou kunnen verrijken, door zelf een (bekend) experiment uit te voeren. Er zijn ook een paar proeven aanwezig die nog wat leuke en wat minder bekende mogelijkheden van computermeten in de scheikunde demonstreren.
25. Chillen in een diepvrieszakje Frank Mol en Esther Velner (Baudartius College, Zutphen) In dit practicum wordt de inmiddels aangebrachte theorie getoetst aan de praktijk en vice versa. Dit practicum is bedoeld voor 4-vwo, maar zou met wat aanpassingen ook voor 4-havo geschikt kunnen zijn. Medio mei zal het hoofdstuk “Reacties” en “Zuren en Basen” behandeld zijn. Om dit als geheel in de praktijk te brengen is dit practicum bedacht. Er wordt met zowel praktische als theoretische vaardigheden gewerkt. Dit betreft chemisch rekenen, reactievergelijkingen opstellen, zuur-base reacties, overmaat/ondermaat, energiediagram maken, etc. Natuurlijk wordt er met materialen gewerkt die ook enkele vaardigheden vereisen. Het gaat hier onder andere om nauwkeurig inwegen en aflezen, veilig werken, waarnemingen noteren en tijd bijhouden. Als er goed en nauwkeurig gewerkt wordt, zullen de theoretische berekeningen overeen komen met de verwerkte waarnemingen van het practicum. Voor een theorieles na het practicum is dit een mooi handvat om de gehele theorie in vogelvlucht als herhaling te behandelen. Het experiment gaat in het kort om een reactie tussen een bepaalde massa vast natriumwaterstofcarbonaat en vast citroenzuur. Als deze gemengd worden en in een waterig milieu komen gaan ze reageren met als eindproduct o.a. koolstofdioxide. Je gaat meten hoeveel gas er is ontstaan. Om te bepalen of je citroenzuur of natriumwaterstofcarbonaat overhoudt, wordt er gebruik gemaakt van een indicator. Daarna ga je bepalen hoeveel je van een bepaalde stof hebt overgehouden door middel van een simpele titratie.
26. Meten en modelleren met sensoren Vernier, met TI-Vernier’s Lab Cradle Mark de Hiep (Texas Instruments) De TI Nspire in de lessen scheikunde: verzamelen van gegevens met sensoren. De TI Nspire technologie biedt niet alleen de wiskunde- maar ook de scheikundeleraar zeer veel mogelijkheden. Naast het ‘normale’ gebruik als rekentoestel of als computersoftware kun je met de TI Nspire technologie ook sensoren aansturen (pH, geleidbaarheid, temperatuur), meetresultaten statistisch verwerken, grafieken uittekenen en nog veel meer. Tijdens de werkgroep leer je eerst aan de hand van een demonstratie de mogelijkheden van het meetsysteem kennen. Daarna ga je aan de hand van een concreet uitgewerkt experiment zelf aan de slag met een temperatuursensor. De volgende onderzoeksvragen komen aan bod: treedt er een exo- of endo-energetische reactie op wanneer je een AlkaSeltzer tablet in water brengt? Hoe kun je een groter temperatuurverschil verkrijgen? Hoe beïnvloedt de verdelingsgraad van de reagentia de snelheid van een reactie? De getoonde voorbeelden kunnen ook gebruikt worden met een TI 84+ rekentoestel. Link: www.education.ti.com/nederland
27. Wedstrijdchemie met Stichting C3: de paasspecial Anne-Lotte Masson en Ilonka Mekes (Stichting C3) Wedstrijdchemie, de paasspecial! Het is inmiddels een traditie geworden: wedstrijdchemie met C3. Ook dit jaar organiseert C3 een spannende chemische wedstrijd, waarbij deelnemers al hun creativiteit, enthousiasme, stalen zenuwen en natuurlijk chemische kennis in de strijd moeten gooien om de C3-chemieprijs 2014 te winnen. Wat we precies gaan doen houden we nog even geheim, voor een eerlijke wedstrijd. We geven wel één hint: het is bijna Pasen… Uiteraard mogen de deelnemers de ideeën van de wedstrijd meenemen om in de klas uit te voeren. Geef je snel op, want vol=vol!
Inschrijving Inschrijving voor de studiedag kan electronisch geschieden door invullen van het formulier op www.ru.nl/scheikundestudiedag Indien u een nascholingscertificaat wilt ontvangen dan kunt u dit aangeven bij de inschrijving. Registratie geschiedt op volgorde van inschrijving. De kosten voor de studiedag bedragen 45 euro per persoon en kunnen worden overgemaakt. Bankgegevens: St. KU Radboud Universiteit Nijmegen IBAN nummer: NL08ABNA0231247834 BIC: ABNANL2A o.v.v. studiedag scheikunde 6200506 met vermelding van de naam van de deelnemer. Vanwege de betalingscontrole a.u.b. niet meer dan 1 persoon per overboeking! Afmelden voor de studiedag kan tot 15 maart 2014.
Locatie De studiedag wordt gehouden in het Huygensgebouw van de Faculteit Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica van de Radboud Universiteit Nijmegen. Zie de plattegrond op de volgende pagina.
Bereikbaarheid Auto Vanaf alle invalswegen naar Nijmegen zijn de Radboud Universiteit Nijmegen en het Universitair Medisch Centrum St. Radboud aangegeven op de ANWBborden. Trein De Universiteit ligt op drie minuten loopafstand van station NijmegenHeyendaal. Nijmegen-Heyendaal is het eerste station vanaf Nijmegen-Centraal in de richting Venlo-Roermond. Vanaf Nijmegen-Centraal is er ook een bus, lijn 10 (elke 5 minuten), naar de faculteit (halte Heyendaalseweg).
Huygensgebouw
→
PARKEREN
Organisatiecommissie Emiel de Kleijn, SLO Petra van Gaalen, NVON Marijn Meijer, Stichting C3 Laurens Houben Jan van Lune, NVON Tom Bloemberg, RU Nijmegen Wilma Philipse, RU Nijmegen
Dank aan alle sprekers en werkgroepleiders voor hun bijdrage aan de studiedag
Huygensgebouw, Faculteit Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica foto: Dick van Aalst, Radboud Universiteit Nijmegen
Secretariaat studiedag Wieteke Kremer Radboud Pre-University College of Science Faculteit NWI, Radboud Universiteit Nijmegen Heyendaalseweg 135, 6525 AJ Nijmegen e-mail:
[email protected]
