Vereiste voorkennis van de leerlingen: Er bestaan verschillende types stoffen die kunnen worden ingedeeld volgens hun fysische

Transcriptie

1 6-8 jaar Wetenschappelijke inhoud: Natuurwetenschap Beoogde concepten: verandering van aggregatietoestand, natuurkundige veranderingen, smelten, bevriezen Beoogde leeftijdsgroep: 6-8 jaar Duur van de activiteit: 1-2 lessen van 45 minuten tot 1 uur Samenvatting: De verandering van aggregatietoestand van materialen bestuderen door te onderzoeken hoe kan worden voorkomen dat een sneeuw-/ ijsman smelt. Doelstelling: Het onderzoeken van omstandigheden/factoren die kunnen voorkomen dat ijs verandert in water door aggregatietoestanden te observeren, te noteren, te meten en te beschrijven/toe te lichten. Vereiste voorkennis van de leerlingen: Er bestaan verschillende types stoffen die kunnen worden ingedeeld volgens hun fysische eigenschappen. Materiaal: ijsblokjes of waterijsjes in de verpakking, kleine schaaltjes om het ijs in te leggen, verschillende materialen om het ijs in mee te omhullen (stoffen, plastic, folie, papier, piepschuim, noppenfolie (bubbeltjesplastic)), spuiten om de hoeveelheid gesmolten water te meten, balpennen stukjes krijt, meetlint, thermosmeters, camera s Materialen aggregatietoestand Auteurs: Jenny Byrne en Willeke Rietdijk The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.

2 Lesplan Beschrijving van de activiteit (met inbegrip van notities van de leerkracht) 1. Aanzet (hypotheses vormen) Beslis wat er precies onderzocht moet worden (= de uitdaging) Wat weten de kinderen al? Wat zijn hun ideeën? Voorsmaakje/stimulus om de voorkennis van de kinderen op te frissen Gebruik een concept cartoon over de sneeuwman als inleiding op de vraagstelling. Vertrek vanuit een situatieschets. Het heeft gesneeuwd en de kinderen op de speelplaats maakten een sneeuwman: Meester, hoe moet dat nu? We willen onze sneeuwman houden en morgen gaat het dooien, zeggen ze op de radio. Sam opperde het idee om hem een wollen sjaal te geven. Maar nee, hé meester, antwoordde Fien, dan smelt hij nog sneller, veel te warm. De kinderen worden gestimuleerd om na te denken waarom de sneeuwman kan smelten. Hoe komt het dat hij soms snel smelt en soms dan weer niet? Stel de vragen Hoe zouden we kunnen onderzoeken wat we moeten doen om te verhinderen dat de sneeuwman smelt? Wat moeten we weten? De kinderen denken na over hoe ze dit kunnen onderzoeken en wat de belangrijke elementen binnen dit onderzoek zijn. 2. Onderzoek (Ontwerpen en uitvoeren van experimenten en observaties) Het plannen en uitvoeren van experimenten om informatie te verzamelen Uitdaging Hoe kunnen we voorkomen dat de sneeuw-/ijsman smelt? De leerkracht legt uit dat ze in groepjes van 4 zullen onderzoeken hoe ze kunnen vermijden dat de sneeuw-/ ijsman smelt. De kinderen bespreken samen: op welke vragen ze een antwoord willen vinden hoe ze deze vragen zullen proberen te beantwoorden wat hun verwachte resultaten zijn welke informatie ze moeten vergaren hoe ze hun bevindingen zullen vastleggen hoe ze hun bevindingen als bewijsmateriaal zullen gebruiken wat de verschillende stappen van het onderzoek zullen zijn (volgorde) welk materiaal ze nodig hebben hoeveel tijd ze zullen uittrekken voor elk deel van het onderzoek wie wat zal doen hoe ze hun bevindingen achteraf aan de rest van de klas zullen voorstellen

3 Bestuderen en onderzoeken hoe de sneeuwman intact kan blijven Mogelijke vragen waar de kinderen een antwoord kunnen proberen op te vinden: Wat is de beste plaats om een sneeuwman te zetten als je ervoor wil zorgen dat hij niet gaat smelten? Wat zouden we kunnen gebruiken om te voorkomen dat de sneeuwman smelt? Speelt het een rol of de sneeuwman in het licht of in het donker staat? De kinderen schrijven per gekozen vraag op welk antwoord ze zelf verwachten. Planning inclusief het identificeren van variabelen, voorspelling De leerkracht praat over de planning en bespreekt praktische zaken met de volledige klas. Hij/Zij vertelt waar de materialen liggen, wat de kinderen allemaal nodig hebben, waar ze over moeten nadenken, hoeveel tijd ze hebben en wat de regels zijn. Daarna splitsen de kinderen zich op in groepjes. De kinderen worden in groepjes van 4 verdeeld en plannen hun onderzoek (voorspellingen doen, beslissen over hoe ze het onderzoek zullen aanpakken, hoe ze hun bevindingen zullen vastleggen, wat ze nodig hebben, taakverdeling, tijdmanagement, opnamemateriaal etc.) Planning inclusief het identificeren van variabelen, voorspelling De kinderen bespreken in groepjes wat ze willen onderzoeken, hoe ze dit zullen aanpakken, op welke variabelen ze zich moeten richten en welk materiaal ze nodig hebben. De kinderen zetten hun onderzoek op poten De leerkracht helpt. Informatie vastleggen, meten en beschrijven veranderingen van de sneeuwman binnen een bepaalde tijdspanne Hoe zal je belangrijke informatie vastleggen? De leerkracht roept de volledige klas bijeen om te bespreken welke informatie het best wordt vastgelegd en wat de meest geschikte methode daartoe is. Grafieken Gegevenstabellen Tekeningen Foto s Freewriting (neerschrijven wat in hen opkomt) Dagboek De kinderen beslissen over hoe ze de veranderingen van de sneeuwman zullen vastleggen en beschrijven: temperatuurmetingen, tekeningen, digitale camera, markeringen op de grond (met balpen, krijt of meetlint), gebruik van tabellen, grafieken De leerkracht loopt rond in de klas en helpt/begeleidt de kinderen. De leerkracht zorgt ervoor dat alle kinderen/groepen hun bevindingen vastleggen. 3. Evaluatie (bewijsmateriaal evalueren) Conclusie: informatie gebruiken om kennis te construeren en bewijsmateriaal te genereren. Toelichting bij bevindingen en evaluatie Rondetafelgesprek/klasdiscussie met alle leerlingen naar aanleiding van de bevindingen De leiders van de verschillende groepen stellen hun bevindingen voor aan de volledige klas. Ze vertellen welke vragen ze hebben gesteld en welke antwoorden ze hebben gevonden; ze zeggen iets meer over de methodes die ze hebben aangewend en hun ontdekkingen (waren er verrassingen?). De mogelijke volgende onderzoeksstappen worden vermeld. De leerkracht moedigt de groepen aan om commentaar te geven op de methodes en bevindingen van de anderen, om te vergelijken en om feedback te geven. Uiteindelijk moeten de kinderen op de proppen komen met een synthese van de beste onderzoeksmethode + een top 3 van de meest interessante bevindingen. De leerkracht helpt de kinderen ook om vragen te stellen en zaken op te merken die ze zelf niet ontdekken. Optionele uitbreiding: Verder denken/creativiteit stimuleren: Er kan worden nagedacht over alle andere dingen die gemaakt zijn van ijs. Wat zou er gebeuren als we geen ijs hadden? Waarom is ijs belangrijk? Waar is het goed voor? Materiaal in bijlage: werkbladen, notities van de leerkracht

4 Welke materialen voorkomen dat het ijs gaat smelten? Werkblad Gemeten onderzoekstijd :..... minuten Wat heb je gedaan om te voorkomen dat het ijs begon te smelten? Dikte van het eventueel gebruikte materiaal (mm) Hoeveelheid smeltwater na het verstrijken van de onderzoekstijd? (ml) Tekening / foto van het ijs na de onderzoekstijd Zijn er andere zaken die je heb geprobeerd of opgemerkt?

5 Wat heb je gedaan om te voorkomen dat het ijs begon te smelten? Dikte van het eventueel gebruikte materiaal (mm) Hoeveelheid smeltwater na het verstrijken van de onderzoekstijd? (ml) Tekening / foto van het ijs na de onderzoekstijd Zijn er andere zaken die je heb geprobeerd of opgemerkt?

6 Tijd in minuten Smeltwater in ml a Grafiek voor gesmolten ijs (je kunt per methode die je hebt aangewend om het smelten van het ijs te verhinderen een lijn in een andere kleur gebruiken) a

7 Notities van de leerkracht Advies/zaken om aan te denken Groepjes van 2 of 4 Mogelijke gezondheids- & veiligheidsrisico s Hoeveel begeleiding hebben de kinderen nodig tijdens elke fase van het onderzoek? Is de aanwezigheid van andere volwassenen nodig? Bereid vragen voor om de kinderen op weg te helpen Gestructureerd vs. vrij verloop: het is geen slecht idee om hier even bij stil te staan. De leerkracht kan de kinderen van werkbladen voorzien als hij/zij een meer geordende les verkiest. Als de leerkracht de kinderen zelf wil laten beslissen over hoe ze hun informatie vastleggen, kan er zonder werkbladen gewerkt worden Informatie over het onderwerp De meeste van de stoffen waarmee de kinderen in aanmerking komen, komen voor als vaste materie, vloeistof of gas, afhankelijk van de omstandigheden. Om de aggregatietoestand van een stof (vast, vloeibaar, gas) te veranderen, is er een overdracht van energie nodig. De beweging van de deeltjes binnen een stof bepaalt of die stof vast, vloeibaar of gasvormig is en ligt ook aan de basis van processen zoals smelten, bevriezen, verdampen en condenseren. Dit zijn echter fysische veranderingen en zorgen er niet voor dat er een nieuwe stof wordt gevormd. Dankzij de deeltjesfysica weten we dat de waterdeeltjes in ijs zich erg dicht bij elkaar bevinden en nauwelijks bewegen. Daarom behoudt een ijsblok in een koude ruimte zijn vorm. Wanneer er aan het ijs warmte wordt toegevoegd, krijgen de deeltjes energie en gaan ze steeds meer bewegen; ze zitten dus niet meer zo dicht bijeen. Zo begint het ijs te smelten. Uiteindelijk blijft er van het ijs alleen maar een vloeistof over. De vorm en de stroming van die vloeistof, in tegenstelling tot ijs, kan veranderen. Wanneer er nog meer warmte wordt toegevoegd, krijgen de deeltjes aan het oppervlak van het water voldoende energie om de vloeistof te verlaten en in de lucht te gaan: dit heet verdamping. Dit proces kan ook plaatsvinden in de omgekeerde volgorde. Als er dus energie verloren gaat, verandert stoom in vloeistof en daarna in ijs. (zie Cross et al., 2009) Door te experimenteren met fysische veranderingen zullen de kinderen begrijpen wat deze termen (vast, vloeibaar en gas) betekenen. Ze zullen ze met zaken zoals ijs, water, stoom/ waterdamp in verband brengen. Vaak voorkomende misvattingen Kinderen denken vaak dat stoffen zoals wol zaken opwarmen en dus niet helpen voorkomen dat het ijs smelt. Ze denken ook vaak dat materialen of stoffen de kou in het ijs houden in de plaats van de warmte erbuiten. Referenties Allen, M. (2010) misconceptions in primary science. Maidenhead, Berkshire: Open University Press. Cross, A. en Bowden, A. (2009) Essential Primary Science. Maidenhead, Verenigd Koninkrijk: Open University Press. Gillespie, H. en Gillespie, R. (2008) Science for Primary School Teachers. Buckingham, Verenigd Koninkrijk: Open University Press. Loxley, P., Dawes, L., Nicholls, L., Dore, B. (2010) Teaching primary science promoting enjoyment and developing understanding. Harlow, Verenigd Koninkrijk: Pearson Education Limited.