Reactie onder, vergelijking boven water

Transcriptie

1 Reactie onder, vergelijking boven water onderzoeksinstrumenten, paper 3 naam Gertjan Hakkaart studentnummer schoolvak scheikunde onderwerp zouten in water doelgroep gymnasium 3 sleuteltermen driehoek van Johnstone, animaties, ionen in water opleiding Interfacultaire Lerarenopleiding, Universiteit van Amsterdam begeleider Erik Joling, VD datum 26 april 2012

2 1. Samenvatting paper 1 Leerlingen hebben niet zelden een probleem om stoffen feilloos in symbolen weer te geven. Mogelijke oorzaken hiervoor zijn dat het te abstract is voor het puberbrein, de boeken te weinig aandacht besteden aan de driehoek van Johnstone, of de wereld van symbolen niet aansluit bij hun dagelijke beleveniswereld. In deze lessenserie wordt het nut van computeranimanties voor het oplossen en neerslaan van zouten bestudeerd op het vermogen om de waargenomen chemische werkelijkheid in correcte symbolen te vertalen. De onwerphypothese luidt: Door de integratie van computeranimaties in een zouten practicum zullen de leerlingen hun experimentele waarnemingen beter kunnen voorstellen op het deeltjesniveau en in symbolen kunnen weergeven. Een drietal ontwerpregels wordt gehanteerd: - activerend leren moet worden gestimuleerd middels practicum; - integratie en toepassing van de Johnstone driehoek moet worden bevorderd; - leerlingen moeten worden aangezet tot samenwerkend leren. Evaluatie zal plaatshebben middels: - proefwerk als eindmeting, - observatie (d.m.v.) video. - SMR werkbladen in het practicumverslag. 2

3 2. De onderzoeksmethode a. onderzoeksinsontwerp Ik laat leerlingen in twee practica een aantal proeven uitvoeren. Van de leerlingen wordt verwacht dat men: a. de waarnemingen kan verklaren door te beschrijven en tekenen wat er gebeurt met de atomen. b. de waarnemening in symbolen (reactievergelijkingen etc) op kan schrijven. In de lessen aan de doelgroep heb ik computer animaties geïntegreerd, ik bestudeer het effect daarvan. De hypothese is dat de leerlingen die de animaties hebben gekregen beter presteren op onderdeel a en b, die nauw aan elkaar verwant zijn. Naast deze vergelijking ben ik ook geintereseerd in de vraag of mijn aanpak tot het gewenste samenwerkend en activerend leren leidt. b. onderzoeksinstrumenten en verantwoording leeropbrengst Als analyse van de leeropbrengst geef ik een proefwerk als eindtoets. Wat is eigenlijk wil weten is als volgt te definieren: - leidt mijn interventie (de animaties) tot een beter begrip van het chemisch proces en kan men de deeltjes goed voorstellen en tekenen, en de formules die hierbij horen correct opschrijven? In het proefwerk (bijlage 3.1) is wordt de leerling hierop getest. Het proefwerk bestaat uit 8 toepassingsvragen en 3 inzichtsvragen leerprocessen Om het leerproces te stimuleren heb ik een aantal maatregelen ingebouwd. In een practicum werken de leerlingen met de hele klas een totaalplaatje, door in koppeltjes 3 of 4 verschillende reacties uit te voeren. Men is bij de planning van elkaar afhankelijk (wie doet wat) en men moet resultaten met elkaar uitwisselen. Vanuit het totale overzicht kan men indivudueel of in tweetalen doorwerken aan het verslag. Voorts wordt van de leerlingen verwacht de resultaten in koppels met elkaar te vergelijken. Men kan dan later controleren wie gelijk heeft, bij verschil van mening. Je kunt dus een medeleerling iets leren, en je kunt ook van iemand iets leren. Leerlingen worden op deze manier ook gestimuleerd om actief bij het practicum en het verwerken van de resultaten betrokken te worden. Om het leerproces te evalueren gebruik ik twee instrumenten. - vragenlijstje (bijlage 3.2). Uit het vragenlijstje moet blijken of de leerling met een andere leerling gegevens heeft uitgeruild, bediscusieerd, en iets heeft geleerd van of aan de medeleerling. - observatie. In de twee practica wordt geobserveerd: zijn mensen wel gegevens met elkaar aan het uitwisselen (les 2, bijlage 3.3), zijn leerlingen elkaars reacties aan het beoordelen (les 3, bijlage 3.4) 3

4 c. onderzoeksgroep Het onderzoek zal zich richten op een tweetal gymnasium 3 klassen. De klassen bestaan uit 25 (G3c) resp. 28 (G3d) leerlingen. Om practische redenen worden hier geen selecties uit gemaakt. Scribent heeft geen aanleiding te veronderstellen dat er significant niveau verschil tussen de klassen is. De cijfers zijn gemiddeld 7,2 (c) en 7,1 (d). Wat de interesse in de scheikunde (of beta- vakken) betreft, zijn de verschillen ook miniem 17/25 (c) resp 21/28 (d) heeft aangegeven scheikunde te kiezen. d. procedure Het lesontwerp behelst: 1. inleidende theorie- les (50 minuten) 2. practicum geleidbaarheid (100 minuten) 3. practicum oplosbaarheid (100 minuten) 4. verwerkingsles: hierin wordt aan het verslag gewerkt (50 minuten) Observaties vinden plaats tijdens leerling practicum 2 en 3 Het vragenlijstje is een opdracht die bij het practicum hoort en als integraal onderdeel van het verslag wordt ingeleverd. Het vragenlijstje is ook digitaal beschikbaar. Het proefwerk wordt afgenomen na afloop, ongeveer 1 week na de verwerkingsles (de verslagen moeten nagekeken en besproken zijn). e. data- analyse De beoordeling van het proefwerk zal geschieden volgens de aangegeven normering. Bij een significant verschil in punten tussen doel- en controle groep ben ik tevreden. Ik verwacht hier een zinvolle uitspraak over het effect van de interventie te kunnen doen. Het vragenlijstje bij de uitwisselingsopdracht zal worden ge- analyseerd. Hieruit moet blijken hoe vaak mensen toegeven iets van of aan elkaar kunnen leren. De mate waarin bepaalt het succes van de lessenserie. De observaties moeten een meer globale indruk geven of mensen wel of niet geod samenwerken. 3. Bijlagen 1. proefwerk oplossen en neerslaan, eindtoets 2. vragenlijstje 3. observatieschema les 2 4. observatieschema les 3 4

5 3. Bijlagen bijlage 3.1 eindmeting proefwerk over oplossen en neerslaan 1 suiker Johan lost wat suiker (C 12 H 22 O 11 ) op in water. a. Zal dit "suikerwater" stroom geleiden? Verklaar je antwoord, dus geef aan waarom het wèl of juist niet electrische stroom geleidt. b. Peter beweert dat bij het oplossen het suikermolecuul in losse atomen uiteenvalt. Die atomen zwemmen dan apart van elkaar door het water heen. Leg uit waarom Peter juist wèl of juist geen gelijk heeft. 2 zeep De chemische naam voor een soort zeep is natrium- stearaat. De formule hiervan is NaC 17 H 35 COO. Zoals bekend lost zeep erg goed op in water en kan de ontstane zeepoplossing electrische stroom geleiden. a. Leg uit waarom een zeepoplossing een goede stroomgeleider is. Hard water is water waarin zich veel calcium (Ca 2+ ) ionen bevinden. Hoe harder het water des te hoger de concentratie Ca 2+ ionen is. Een waspoederfabrikant adviseert altijd om bij een bepaalde hardheidsgraad van het water een bepaalde hoeveelheid zeep te gebruiken. Bij een hogere hardheidsgraad moet extra veel zeep worden toegevoegd. b. Bedenk een reden waarom dit zo zou zijn. c. Van calciumionen hebben we dus alleen maar last als we de was willen doen. Bedenk een manier om van de calciumionen af te komen. 5

6 3. zoutzuur Als je waterstofchloride oplost in water krijg je een oplossing die je "zoutzuur" noemt. Zoutzuur zit in je maag, wordt om die reden ook wel maagzuur genoemd. Je kunt ook flesjes kopen bij de drogist of Gamma. Dit kun je dan als schoonmaakmiddel gebruiken. Jim doet twee proeven met dit zoutzuur. 1. Hij neem een batterij. Hij verbindt 1 pool met een electrode. De andere pool verbindt hij met een lampje. Aan het lampje verbindt hij een electrode. Als hij vervolgens de electrodes tegen elkaar houdt, gaan het lampje branden. Nu steekt Jim de electrodes in een beker zouzuur. Het lampje gaat fel branden. 2. Hij mengt een beetje zoutzuur met een zilvernitraatoplossing en ziet een troebeling ontstaan. Jim kan hieruit concluderen uit welke deeltjes een zoutzuur oplossing bestaat. Schrijf die drie deeltjes op, en geef ook waarom je dat denkt. 4 a. b. c. 2p neerslag Marion maakt een oplossing van kalium- chloride (KCl) in water. Teken de opgeloste deeltjes in het water. Geef de oplosvergelijking (in symbolen dus). Leg uit waarom deze oplossing stroom geleidt. d. e. Als hier een oplossing van zilver- nitraat (AgNO 3 ) bij wordt gegoten zal een neerslag ontstaan. Op het uitwerkingblad zie je een bekerglas afgebeeld. Teken hierin de deeltjes die op de bodem in de neerslag zitten. Teken de deeltjes die door het water heen zwemmen. 6

7 uitwerkblad toets oplossen en neerslaan naam : 7

8 8

9 bijlage 3.2 vragenlijstje opdrachten bij het practicum Je het 3 of 4 reacties uitgevoerd. Je hebt ook elke keer getekend welke deeltjes door het water heen zwemmen, en welke als neerslag op de bodem liggen. Hiermee ga je naar een ander koppeltje en je vergelijkt de reacties. Het andere koppeltje heeft andere reacties uitgevoerd. Laat jouw waarnemingen, tekeningen aan het ander koppeltje zien. Zij kunnen dan kijken of jullie het goed hadden, en vice verca. Er zijn twee mogelijkheden. Of je bent het met elkaar eens of, je verschilt van mening. De docent of toa controleert het even en geeft het goede antwoord. Dat noteer je dan. Dat doe je drie keer achter elkaar, elke reactie vergelijk je dus met die van een ander koppel. Je registreert met wie je de proef samen deed. per koppel (sessie) vul je de vragen in, dus welke reactie jullie deden en zij hebben gedaan, was je het eens/oneens, wie had gelijk en wie heeft wat van wie kunnen leren. 9

10 uitwisseling na het practicum naam: deed proef samen met: sessie 1 gegevens vergeleken met koppel: wij deden de volgende reactie zij waren het eens/oneens met onze tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons wel niet gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? Zij deden de volgende reactie wij waren het eens/oneens met hun tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons/hun/allebei/geen van ons gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? 10

11 sessie 2 gegevens vergeleken met koppel: wij deden de volgende reactie zij waren het eens/oneens met onze tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons wel niet gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? Zij deden de volgende reactie wij waren het eens/oneens met hun tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons/hun/allebei/geen van ons gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? sessie 3 gegevens vergeleken met koppel: wij deden de volgende reactie zij waren het eens/oneens met onze tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons wel niet gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? Zij deden de volgende reactie wij waren het eens/oneens met hun tekening en reactievergelijking de docent /toa gaf ons/hun/allebei/geen van ons gelijk Heb je iets geleerd van of aan iemand, zoja van of aan wie heb je iets geleerd? 11

12 bijlage 3.3 observatieschema les 2 3 x observeren a = alleen aan het werk, o = off task (doet niets etc), t = voeren task naar behoren uit Gijs Jasper Ellen Arian Olivia Amber Max Jesse Julia Rajas Stefan Olaf Johannes Anna Camilla Elena Tim Erik Elske Ward Morgane Jelle Bram Rosa Mila Tamar Alba Maartje

13 bijlage 3.3 observatieschema les 3 3 x observeren (1 per sessie) a = antihouding, gaan niet naar ander koppel, o = off task (kletsen over ander dingen etc), t = voeren task naar behoren uit Gijs Jasper Ellen Arian Olivia Amber Max Jesse Julia Rajas Stefan Olaf Johannes Anna Camilla Elena Tim Erik Elske Ward Morgane Jelle Bram Rosa Mila Tamar Alba Maartje