Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo zesde editie, 2010 Marij Kabel-van den Brand Patrick van Kempen Joris Schouten Bertie Spillane Yvonne Veldema Iris Jaspers
Inhoudsopgave U kunt vanaf de inhoudsopgave direct doorklikken naar de betreffende paragraaf, subparagraaf of bijlage, en van daar terug naar de inhoudsopgave klikken. 1 Inleiding 4 2 Opbouw van de methode 4 3 Didactische achtergrond 4 4 Opzet van het boek 5 Opbouw Leerling-ICT Docent-ICT Verankeren van de concepten Vragen en opdrachten Experimenten Keuzeonderwerpen Projecten Keuzemogelijkheden voor docent en leerling 5 Voorbereiding op de 2 e fase 7 6 Advisering bij profielkeuze 7 7 Aanbevelingen per hoofdstuk 7 Hoofdstuk 1 Hoofdstuk 2 Hoofdstuk 3 Hoofdstuk 4 Hoofdstuk 5 Hoofdstuk 6 8 Keuzemogelijkheden docenten 18 Schatting van benodigde lesuren De traditionele docent De projectdocent De docent die wel eens iets nieuws wil proberen 9 Projecten 20 Achtergrond De vier projecten van Chemie Overal Moeten de projecten samen met deze hoofdstukken worden uitgevoerd? Zijn de projecten uit te breiden naar andere vakken? 10 Competenties 22 11 Keuzeopdrachten 23 Welke keuzeopdrachten zijn er? Tekst van de keuzeopdrachten 12 Beoordeling 23 Toetsenbundel Beoordelen van projecten De rol van de site bij toetsing 13 Toetsen 23 14 Experimenten 24 15 Antwoorden die er (nog) niet zijn 24 Bijlage 1 25 Wijzigingen in de 6 e editie Bijlage 2 28 Communale kennis havo Communale kennis vwo Bijlage 3 32 Overzicht van de opgenomen keuzeopdrachten
1 Inleiding De 6 e editie van Chemie Overal 3 havo en 3 vwo biedt u een rijk scala aan mogelijkheden om uw onderwijs vorm te geven zoals u dat wenst. U bent met dit pakket in staat om op eenvoudige wijze een leerlijn uit te stippelen die past bij uw manier van werken, uw mogelijkheden en de beschikbare faciliteiten bij u op school. Deze handleiding laat u een aantal mogelijkheden zien om dat te doen. In deze handleiding komt de lijst met benodigdheden voor de TOA niet meer voor omdat de experimenten, basis- en extra experimenten, apart worden meegeleverd in de docentenkit. 2 Opbouw van de methode Voor de derde klassen kunt u beschikken over: 3 havo 3 vwo Leerboek 3h Leerboek 3v Uitwerkingen 3h Uitwerkingen 3v Leerlingkit 3h Leerlingkit 3v Docentenkit 3hv De methode kent geen werkboeken meer. De hoofdstukindeling van 3 vwo is gelijk aan die van 3 havo. Op een aantal punten wordt er in het 3 vwo-boek dieper ingegaan op de leerstof dan in het 3 havoboek en er zijn extra paragrafen met andere leerstof opgenomen. De leerling-ict is uitgebreid. Leerlingen die de leerlingkit hebben aangeschaft, krijgen toegang tot de methodesite. Daar vinden ze uitgebreide ondersteuning in de vorm van oefeningen, animaties, filmpjes, keuzeopdrachten, samenvattingen van de leerstof en kennis- en begripstoetsen met antwoorden en feedback. Bij de ICT wordt ook onderscheid gemaakt tussen beide boeken. Voor havo is er meer structuur, voor vwo is er meer verbreding en verdieping. In de docentenkit vindt u: achtergrondinformatie over de methode; de Wordbestanden van de instructies voor de experimenten; een pdf van alle uitwerkingen; de Wordbestanden van de keuzeonderwerpen en projecten; de handleiding voor de TOA; de toetsenbundel; de uitwerkingen van de internetopdrachten en andere keuzeopdrachten voor de leerlingen. 3 Didactische achtergrond In de nieuwe editie van Chemie Overal 3 havo en 3 vwo zijn de uitgangspunten van de Nieuwe Scheikunde duidelijk te herkennen. Een belangrijk kenmerk van de Nieuwe Scheikunde is dat de leerstof in toenemende mate wordt geïntroduceerd aan de hand van aansprekende contexten. Dat is sterk motiverend, maar draagt het risico in zich dat daardoor de concepten niet duidelijk genoeg worden, of door de leerling worden gekoppeld aan één context waardoor de geleerde concepten niet kunnen worden toegepast in een andere EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 4
context. Door een slimme combinatie van contexten en concepten is dat risico in deze leerboeken minimaal. De opzet van dit leerboek is zo gekozen dat er hoofdstukken zijn waarin de concepten centraal staan en andere hoofdstukken waar het vooral om contexten gaat. In de chemie kennen we een aantal zeer belangrijke en samenhangende concepten. Die hebben een plaats gevonden in de concepthoofdstukken 1, 3 en 5, waarin ze kort en helder worden uitgelegd. Ondanks het feit dat de concepten centraal staan, zijn er in deze hoofdstukken ook in ruime mate contexten verwerkt. In de hoofdstukken 2, 4 en 6 staan de contexten centraal, maar er komen wel degelijk ook concepten aan de orde. Door van motiverende contexten uit te gaan, merken de leerlingen dat ze concepten nodig hebben om de contextrijke vragen te kunnen beantwoorden. Hierdoor worden leerlingen actief en wordt het evenwicht tussen context en concept gewaarborgd. De concepten worden in het boek immers duidelijk aangeboden. De gebruikers van de 5 e editie hebben aangegeven dat vooral het vwo-deel aan de lichte kant was en dat het verschil in chemische inhoud van de concept- en de contexthoofdstukken te groot was. In de nieuwe editie is dat aangepast. In Bijlage 1 is een overzicht opgenomen van de wijzigingen in inhoud ten opzichte van de 5 e editie. 4 Opzet van het boek Opbouw Elk hoofdstuk begint met een hoofdstukschema. Daarin ziet u overzichtelijk de paragrafen, experimenten en de beschikbare leerling-ict van dat hoofdstuk. Elke paragraaf bevat een paragraafschema. Daarin staan de basisexperimenten met een korte omschrijving, de extra experimenten met een onderzoeksvraag en de leerling-ict van die paragraaf, voorzien van een korte toelichting. In de tekst is een onderscheid aangebracht tussen basisstof en verbredingsstof. Die laatste kunt u in het boek herkennen aan een stippellijn naast de tekst. In de basisstof komen alle concepten aan de orde die noodzakelijk zijn om in de bovenbouw een goede kans te hebben in de natuurprofielen. De basisstof vormt één geheel met experimenten en opdrachten. Voor de basisstof hebt u ongeveer 65% nodig van de beschikbare lesuren. De leerdoelen staan aan het einde van de paragraaf en zijn gekoppeld aan een Test jezelf in de leerling-ict. Bij moeilijke opdrachten is (met een *) aangegeven dat de leerling achter in het boek een aanwijzing kan vinden. Bij opdrachten waarvoor internet nodig is, staat een >Site-vermelding. De opdrachten die bij de extra stof horen, zijn voorzien van de letter E. Elk hoofdstuk sluit af met een paragraaf waarin een overzicht staat van de ICT die voorhanden is en er wordt verwezen naar een project en/of keuzeopdrachten. In deze paragraaf staan ook oefenopdrachten op toetsniveau. Een aantal daarvan is gebaseerd op contexten en sluit aan bij de Nieuwe Scheikunde. Bij het periodiek systeem achter in het boek is nu ook een lijst toegevoegd met atoomsoorten, atoomnummers en atoommassa s. Leerling-ICT De leerling heeft alleen toegang tot de leerling-ict als de leerlingkit op de boekenlijst staat. De leerling-ict is nu geplaatst in een ELO, zodat u de vorderingen van de leerling met de ICT-opdrachten kunt volgen. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 5
De leerling gaat naar de gewenste ICT door in het bladerboek op het scherm naar de gewenste pagina van het leerboek te gaan. Door daar op de ICT-activiteit te klikken, opent zich het scherm van die ICT-activiteit. De werkbladen en instructies van de experimenten zijn nu als pdf-bestanden opgenomen in de leerling-ict, evenals de keuzeopdrachten. Op een aantal punten zijn extra activiteiten toegevoegd. De leerlingkit is apart verkrijgbaar van de leerboeken. De uitwerkingen zijn hierin niet digitaal opgenomen omdat veel docenten daar bezwaar tegen hebben. Docent-ICT Het docentmateriaal is bij deze editie uitsluitend verkrijgbaar via de docentenkit. De leerlingkit en de docentenkit maken gebruik van dezelfde ELO. U kunt daardoor vanuit de docentenkit de voortgang van de leerlingen volgen, materialen klaarzetten in de ELO van de leerlingen, materialen uitwisselen met andere gebruikers van de methode, enzovoort, Alle werkbladen/instructies voor experimenten, projecten en keuzeonderwerpen zijn nu ook als Wordbestand opgenomen, zodat u ze gemakkelijk aan kunt passen. De uitwerkingenboekjes zijn als pdf-bestanden opgenomen in de docentenkit. Ze zijn niet kopieerbaar. De toetsenbundel is herzien en opgenomen in de docentenkit. Studio is geschikter gemaakt voor digiboards. U kunt vanuit Studio ook rechtstreeks naar het digitale uitwerkingenboekje, zodat u een uitwerking kunt projecteren. In de oude Studio kon u maar enkele elementen van een pagina vergroot weergeven. Nu kan dat met elk onderdeel van het leerboek. Verankeren van de concepten Om de concepten steviger te verankeren, is een verdere toepassing ervan in reële situaties (contexten) nodig. U kunt dat op twee manieren doen: a met de verbredingstof in de hoofdstukken. Daarin worden de concepten uit de basisstof gebruikt in reële situaties. b Met de keuzeonderwerpen en de projecten die bij de methode horen. Langs beide wegen bereikt u hetzelfde doel. Vragen en opdrachten De vragen en opgaven zijn ook in deze editie voorzien van de letters A, B of C: A-vragen: Heeft de leerling de paragraaf goed gelezen (reproductieve vragen)? B-vragen: Kan de leerling het geleerde toepassen? C-vragen: Kan de leerling kennis en inzicht combineren en daarmee tot de goede antwoorden komen? Experimenten Ook in deze editie spelen experimenten een belangrijke rol: Alle experimenten zijn door een ervaren TOA gecontroleerd en waar nodig aangepast. Het aantal experimenten is uitgebreid naar bijna 60. Alle instructies zijn opnieuw geschreven door een TOA, samen met de auteurs. Werkbladen van de experimenten staan niet meer in het leerboek. Ze zijn als pdfbestanden opgenomen in de leerlingkit en als Wordbestand in de docentenkit. Zo kunt u de instructie aanpassen zoals u dat wilt. Er zijn invulbare werkbladen voor 3 havo en instructies met open vragen voor 3 vwo. Er zijn meer en kortere filmpjes beschikbaar in de leerling-ict. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 6
Keuzeonderwerpen Aan het eind van elk hoofdstuk staan keuzeopdrachten. Deze opdrachten zijn heel divers en spelen in op de verschillende competenties die aan de orde dienen te komen. Behalve chemische kennis en manieren om die kennis te verkrijgen is er ook aandacht voor het herkennen en beoordelen van chemische gegevens in teksten en het beoordelen van en discussiëren over de toepassingen van de chemie in de samenleving. Projecten Bij een context-/conceptbenadering horen projecten en/of modules. Bij elk van de eerste vier hoofdstukken hoort een project. In paragraaf 9 van deze handleiding gaan we daar nader op in. Keuzemogelijkheden voor docent en leerling In paragraaf 8 van deze handleiding geven we aan hoe docenten en leerlingen op een verantwoorde manier keuzes kunnen maken. 5 Voorbereiding op de 2 e fase De leerlijn voor het vak scheikunde begint zowel voor havo als voor vwo in klas 3. In de syllabus waarin de specificatie van het centraal examenprogramma 2007 staat is, zowel voor havo als voor vwo, voor het eerst een hoofdstuk opgenomen waarin de begrippen worden benoemd die voor het examen zonder meer bekend worden verondersteld. Deze communale kennis wordt voor het grootste deel in 3 havo en in 3 vwo behandeld. In de nieuwe voorstellen die de basis zullen gaan vormen van de nieuwe syllabus en de nieuwe handreiking voor het havo- en het vwo-examen wordt niet meer gesproken over communale kennis, maar er wordt wel voorkennis genoemd die in klas 3 aanwezig/verkregen moet zijn. Voor zover op het moment van schrijven bekend, is deze voorkennis opgenomen in de 6 e editie van Chemie Overal. Indien u zelf een leerlijn wilt ontwerpen, is het handig te weten waar de diverse concepten aan de orde komen. Voor de volledigheid hebben de auteurs in Bijlage 2 een overzicht gemaakt van deze concepten en de plaats in het boek waar ze aan de orde komen. In paragraaf 7 van deze handleiding vindt u alle nodige informatie per hoofdstuk. 6 Advisering bij profielkeuze Scheikunde begint pas in klas 3 en daardoor was advisering voor chemiedocenten altijd lastig. Met Chemie Overal is dat probleem uit de wereld. Het boek is zo gemaakt dat u op het moment dat u een advies uit moet brengen hoofdstuk 3 hebt afgerond. Dat hoofdstuk bevat voldoende aanknopingspunten om verantwoord een advies uit te kunnen brengen. 7 Aanbevelingen per hoofdstuk Hoofdstuk 1: Stoffen Voorkennis: Geen Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 1.1 Zwart goud vertellen dat aardolie een mengsel is van heel veel verschillende stoffen; veel producten noemen die je dagelijks gebruikt en die uit EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 7
1.2 Veilig onderzoeken 1.3 Stoffen en hun eigenschappen 1.4 De bouwstenen van stoffen 1.5 Fasen, faseveranderingen en scheiden van mengsels 1.6 Atoomsoorten, elementen en verbindingen aardolie worden gemaakt; vertellen waarom aardolie zwart goud wordt genoemd; uitleggen hoe de petrochemische industrie bijdraagt aan onze welvaart. een aantal veiligheidsregels toepassen tijdens het werken in een practicumlokaal; enkele hulpmiddelen voor het practicum gebruiken en schematisch tekenen; tijdens experimenten veilig met een gasbrander werken; beschrijven hoe je natuurwetenschappelijk onderzoek moet uitvoeren; uitleggen hoe experimenten passen in een onderzoek; E uitleggen waarom modellen vaak moeten worden gebruikt om de werkelijkheid na te bootsen. begrijpen dat modellen vaak gebruikt moeten worden om de werkelijkheid na te bootsen (vwo-basisstof). uitleggen wat stoffen zijn; uitleggen wat stofeigenschappen en stofconstanten zijn; stoffen beschrijven met behulp van hun stofeigenschappen en stofconstanten; berekeningen uitvoeren met de dichtheid van een stof; uitleggen wat een aantal gevarensymbolen betekenen; uitleggen wat R- en S-zinnen zijn; gevaarlijke eigenschappen van stoffen afleiden uit de gevarensymbolen op de verpakking; uitleggen waarom sommige stoffen materialen worden genoemd en dat ze kunnen worden gebruikt om iets van te maken. uitleggen dat de meeste stoffen uit moleculen zijn opgebouwd; duidelijk maken dat elke stof zijn eigen molecuulsoort heeft; uitleggen wat het verschil is tussen een zuivere stof en een mengsel; vertellen dat er circa 110 soorten atomen bestaan; uitleggen dat een molecuul bestaat uit twee of meer atomen; het verschil tussen een molecuul en een atoom herkennen in een model; verklaren waarom er zoveel soorten moleculen zijn. uitleggen wat met fase en faseverandering wordt bedoeld; vertellen wat tijdens een faseverandering met de moleculen gebeurt; door middel van een experiment het verschil tussen een mengsel en een zuivere stof duidelijk maken; uitleggen hoe je door gebruik te maken van verschil in kookpunt, deeltjesgrootte of oplosbaarheid een mengsel weer kunt scheiden in zijn componenten. de namen en symbolen van de meest voorkomende atoomsoorten opschrijven; uitleggen wat een element en een verbinding is; uitleggen wat het periodiek systeem is; een metaal herkennen aan zijn algemene kenmerken; voorbeelden noemen van legeringen en vertellen hoe ze worden gemaakt; voorbeelden van niet-metalen noemen. E iets vertellen over de geschiedenis van het periodiek systeem (vwo). 1.7 Bouw van uitleggen waarom het soms nodig is om een model bij te stellen; EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 8
atomen en bindingen tussen atomen (vwo) het atoommodel van Rutherford beschrijven; iets zeggen over de aantallen protonen en elektronen in atomen en ionen; E iets meer vertellen over de bouw van stoffen; E iets zeggen over de te verwachte hoogte van het smeltpunt van een stof; E voorspellingen doen over het geleidingsvermogen van een stof. Didactische lijn Aan de hand van een context over aardolie wordt duidelijk gemaakt dat aardolie een mengsel van heel veel stoffen is. Omdat leerlingen kennismaken met een nieuw vak, waarbij practicum belangrijk is, moet er aan het begin van het hoofdstuk voldoende aandacht zijn voor veiligheid. In dit eerste hoofdstuk worden de leerlingen geleid van het macroniveau, stoffen en hun eigenschappen, naar het microniveau, elke stof heeft zijn eigen molecuulsoort. Hierbij komt eveneens het begrip mengsel/zuivere stof aan de orde. De bespreking van fasen en faseveranderingen gebeurt zowel op macro- als op microniveau. De symbolen van de meest voorkomende atoomsoorten moeten worden geleerd, waarna de begrippen element en verbinding aan de orde komen. Het periodiek systeem wordt besproken, evenals een aantal metalen en niet-metalen en het begrip legering. Voor 3 vwo is er een extra paragraaf opgenomen waarin het atoommodel van Rutherford wordt besproken. De lading van ionen komt kort aan de orde. In de extra stof voor het vwo is nog meer aandacht voor de bouw van stoffen (op microniveau) en de daarmee te voorspellen eigenschappen van de stof (macroniveau). Vaardigheden Aan de hand van de scheidingsmethoden extraheren, filtreren en indampen worden practicumvaardigheden geoefend. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven enz.) komen in alle hoofdstukken voor. Lessenverdeling Voor de basisstof van elke paragraaf is minstens één lesuur nodig. Bij de paragrafen 1,2, 1,3 en 1,5 horen basisexperimenten. Hiervoor zijn in totaal zeker acht lesuren nodig. Bij deze paragrafen zijn ook extra experimenten opgenomen. Hiermee wordt het totaal van 13 lesuren voor het hele hoofdstuk gemakkelijk gevuld. Tips Als inleiding voor het vak scheikunde kan het colaproject worden uitgevoerd. Hierin komen de concepten die in hoofdstuk 1 worden uitgelegd ook aan de orde. Toch is een goed begrip van deze concepten zo belangrijk dat hoofdstuk 1 hiermee niet overbodig wordt! Experiment 1.2 is niet zonder gevaar en moet zeker niet door leerlingen worden uitgevoerd! Het zou als demoproef kunnen worden uitgevoerd, maar het kan ook op de site worden bekeken. Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg ook de filmpjes bij dit hoofdstuk. Hoofdstuk 2: Water Voorkennis: Hoofdstuk 1 Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 2.1 Watervoorziening uitleggen dat er relatief weinig zoet water op aarde is; EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 9
2.2 De bijzondere stof water 2.3 Water als oplosmiddel 2.4 Waterstofbruggen (vwo) 2.4 Waterkwaliteit (2.5 vwo) 2.5 Cosmetica (2.6 vwo) 2.6 Reinigingsmiddelen (2.7 vwo) uitleggen waarom lang niet alle zoet water gebruikt kan worden; duidelijk maken dat ontwikkelingen in de technologie nodig zijn om water te besparen; uitleggen dat internationaal waterbeheer nodig zal zijn om conflicten en rampen te voorkomen. uitleggen waarom water onmisbaar is voor het leven; vier bijzondere eigenschappen van water noemen en die toelichten; uitleggen waarom het kookpunt van water veel hoger is dan van methaan. uitleggen wat het begrip oplosbaarheid betekent en uitleggen waar de oplosbaarheid van afhangt; berekeningen met de oplosbaarheid uitvoeren; uitleggen wat het verschil is tussen een oplossing en een suspensie; uitleggen wat er tijdens oplossen met de bindingen tussen de moleculen van de stof en van het oplosmiddel gebeurt; enkele voorbeelden geven van andere oplosmiddelen. aangeven wat het verschil is tussen een gewone atoombinding en een polaire atoombinding; uitleggen wat we onder een waterstofbrug verstaan; aan de molecuul structuur zien of een stof hydrofiel of hydrofoob is; beredeneren dat hydrofiele stoffen kunnen oplossen in water; uitleggen waarom een mengsel van verschillende soorten moleculaire stoffen uiteindelijk altijd zal ontmengen. verschillende manieren noemen om drinkwater te maken; E uitleggen wat membraanfiltratie is; uitleggen wat destillatie is; uitleggen wat adsorptie is; E vertellen waarom het nodig is drinkwater te zuiveren; E uitleggen wat biologische reiniging is; het begrip ADI verklaren en er mee rekenen; uitleggen wat hardheid van water is. uitleggen wat een emulsie is en een emulsie tekenen; uitleggen hoe een emulgator werkt; vertellen hoe water een rol speelt bij het maken van cosmetica; duidelijk maken dat mengsels met water altijd een bepaalde zuurgraad hebben. uitleggen dat zeep een emulgator is; E uitleggen hoe je zeep moet maken; E zelf zeep maken; voorbeelden noemen van zure en basische reinigingsmiddelen en hun toepassingen; uitleggen hoe vet en vuil door zeep worden verwijderd; E vertellen welke textielvezels en vuilsoorten er zijn; E uitleggen welke bestanddelen er in een modern textielwasmiddel zitten en aangeven wat hun functie is; veilig met reinigingsmiddelen omgaan. Didactische lijn Dit is een contexthoofdstuk waarin de beschikbaarheid, de eigenschappen en de toepassingen van water centraal staan. In dit hoofdstuk komen de concepten uit hoofdstuk 1 (bouw van moleculen en daarmee samenhangend eigenschappen van de stof) op diverse EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 10
plaatsen aan de orde. Andere concepten komen ook in dit hoofdstuk aan de orde: oplossingen en emulsies, destillatie, adsorptie en membraanfiltratie worden besproken. Vaardigheden Practicumvaardigheden worden geoefend met destillatie en adsorptie. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven enz.) komen in alle hoofdstukken voor. Lessenverdeling Bij de paragrafen 2.4 (2.5 vwo) en 2.6 (2.7 vwo) is vrij veel verbredingstof opgenomen. Desondanks zijn voor de basisstof zeven lesuren begroot. Deze uren zijn zeker nodig door het aantal basisexperimenten in dit hoofdstuk. De verbredingstof en de extra experimenten nemen ongeveer zes lesuren in beslag. Tips Dit contexthoofdstuk leent zich bij uitstek voor het doorwerken aan de hand van het bijgeleverde waterproject. Samen met dit project vormt hoofdstuk 2 een goed uitvoerbare module. Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg de filmpjes bij dit hoofdstuk. Hoofdstuk 3: Reacties Voorkennis: Hoofdstuk 1 Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 3.1 Energie uitleggen waarom fossiele brandstoffen nog steeds nodig zijn voor onze energievoorziening; drie voorbeelden geven van onderzoek naar een milieuvriendelijker manier om energie op te wekken; de brandbaarheid van stoffen afleiden uit hun molecuultekening. 3.2 Kenmerken van een uitleggen wanneer een proces een chemische reactie is; chemische reactie werken met de termen beginstof en reactieproduct; uitleggen wat wordt bedoeld met het begrip energie-effect; 3.3 Reactieomstandigheden toelichten wat een exotherme en een endotherme reactie is. uitleggen dat een reactie niet bij elke temperatuur verloopt; E vijf factoren noemen die van invloed zijn op de snelheid van een reactie; de wet van Lavoisier toepassen; uitleggen wanneer een chemische reactie stopt. 3.4 Formuletaal uitleggen wat het verschil is tussen een element en een verbinding; zeven elementen noemen die uit twee-atomige moleculen bestaan; de begrippen molecuulformule, coëfficiënt en index toelichten en ermee werken; het verschil tussen een symbool van een atoomsoort en een molecuulformule van een element uitleggen; een aantal molecuulformules van verbindingen geven; toelichten dat bij elke stof een (molecuul)formule hoort. 3.5 Van reactieschema naar reactievergelijking uitleggen dat de massa van alle beginstoffen gelijk is aan de massa van alle reactieproducten; EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 11
het verschil tussen een reactieschema en een reactievergelijking uitleggen; een reactievergelijking opstellen. 3.6 Verbrandingsreacties uitleggen wat een verbrandingsreactie is; uitleggen wat een oxide is; reactievergelijkingen opstellen voor het verbranden van elementen en verbindingen; E uitleggen waarom verbrandingsreacties met verschillende snelheden kunnen verlopen; met een wasfles werken; de eigenschappen van een reagens noemen; enkele reagentia noemen; met behulp van reagentia verbrandingsproducten aantonen. 3.7 Rekenen met massaverhoudingen uitleggen dat atoomsoorten verschillen in massa; uitleggen waarom stoffen in een vaste massaverhouding met elkaar reageren; aan de hand van een gegeven massaverhouding berekeningen uitvoeren aan reacties; in een berekening gebruikmaken van de wet van Lavoisier; uitleggen wat de begrippen ondermaat en overmaat betekenen. 3.8 Analyse (vwo) uitleggen wat analyse is; het verschil tussen kwalitatieve en kwantitatieve analyse uitleggen; berekeningen uitvoeren aan elementair analyse; uitleggen wat gravimetrie en volumetrie is. Didactische lijn In dit hoofdstuk vormt het verbranden van fossiele brandstoffen de kapstok waaraan diverse concepten worden opgehangen: energie-effecten, kenmerken van een chemisch proces, reactieomstandigheden, het weergeven van een chemisch proces in formuletaal. De wet van Lavoisier wordt als uitgangspunt genomen om uit te leggen hoe, op basis van een reactievergelijking, met massaverhoudingen kan worden gerekend (voor vwo is er een extra paragraaf over analyse toegevoegd). Vaardigheden Er zijn in dit hoofdstuk heel veel verschillende experimenten waarmee practicumvaardigheden worden geoefend. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven enzovoort) komen in alle hoofdstukken voor. Lessenverdeling De basisstof van dit hoofdstuk kan in zeven lessen worden besproken. De experimenten van de paragrafen 3.2, 3.3 en 3.6 passen binnen deze tijd, zeker als er hier en daar een demoproef van wordt gemaakt. Voor de verbredingstof zijn zes lesuren begroot. Het aantal experimenten dat in deze tijd kan worden uitgevoerd moet dan wel goed worden gepland, bijvoorbeeld verdelen over groepjes leerlingen die elkaar dan verslag uitbrengen. Tips Bij hoofdstuk 3 is een project gemaakt. Hoewel het heel goed uitvoerbaar is en leerlingen er veel plezier in zullen hebben, moet ervoor worden gewaakt dat de belangrijke concepten uit hoofdstuk 3 voldoende aandacht krijgen. Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg de filmpjes bij dit hoofdstuk. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 12
Hoofdstuk 4: Voeding Voorkennis: Hoofdstuk 1 Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 4.1 Voedsel uitleggen waarvoor voedsel noodzakelijk is; vertellen hoe het komt dat de voedselproductie de laatste honderd jaar sterk is toegenomen; een verband leggen tussen de toename van de voedselproductie en de zwaardere belasting van het milieu; uitleggen hoe de veiligheid van ons voedsel wordt gegarandeerd. 4.2 Koolstofchemie (havo) uitleggen wat koolstofverbindingen, koolwaterstoffen en alkanen zijn; uit de formule van een koolwaterstof afleiden of het een alkaan is; de formule van een alkaan met een bekend aantal C-atomen afleiden; de termen vertakt en onvertakt toelichten; uitleggen wat isomerie is; de namen, molecuulformules en structuurformules van de eerste zes onvertakte alkanen opschrijven; de namen en structuurformules van twee vertakkingen geven; 4.2 Koolstofchemie (vwo) 4.3 Noodzakelijke voedingsstoffen 4.4 Afbraak van voedingsstoffen De systematische naamgeving van de alkanen toepassen. uitleggen wat koolstofverbindingen, koolwaterstoffen, alkanen, alkenen, alcoholen en alkanolen zijn; uit de molecuulformule van een koolwaterstof afleiden of het een alkaan of een alkeen is; de molecuulformule van een alkaan of alkeen met een bekend aantal C-atomen afleiden; het begrip covalentie toelichten; de termen vertakt en onvertakt toelichten; uitleggen wat isomerie is; de namen, molecuulformules en structuurformules van de eerste zes onvertakte alkanen opschrijven; de namen en structuurformules van twee vertakkingen geven; de systematische naamgeving van de alkanen, alkenen en alkanolen toepassen en structuurformules van deze verbindingen tekenen; E de namen en structuurformules van cycloalkanen afleiden; opnoemen welke voedingsstoffen je dagelijks nodig hebt; uitleggen in welk voedsel deze voedingsstoffen voorkomen; het belang van gevarieerde voeding toelichten; de gemeenschappelijke kenmerken noemen in de structuurformules van eiwitten, van koolhydraten en van vetten; het begrip covalentie toelichten. uitleggen welke functies voedingsstoffen in je lichaam hebben; duidelijk maken waarom vezels nuttig zijn; uitleggen dat de eerste stap in de afbraak van voedingsstoffen een hydrolysereactie is; E de hydrolyse van eiwitten, van koolhydraten en van vetten toelichten met behulp van reactievergelijkingen; de hydrolyse van eiwitten, van koolhydraten en van vetten toelichten met behulp van reactievergelijkingen (voor vwo EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 13
basisstof); iets vertellen over ons spijsverteringsstelsel. E 4.5 Melk en brood E vertellen hoe melk ontstaat; E vertellen hoe melk veilig wordt verwerkt; E iets vertellen over de geschiedenis van het brood; E duidelijk maken wat er in brood zit; E toelichten hoe je ook zonder gist brood kunt maken. 4.6 Additieven uitleggen dat er naast voedingsstoffen ook additieven in voeding voorkomen; een aantal functies van additieven noemen; toelichten waarom ADI-waarden zijn vastgesteld voor een aantal additieven; uitleggen wat we onder een E-nummer verstaan; duidelijk maken wat papierchromatografie is; papierchromatografie toepassen als scheidingsmethode. de Rf-waarde van een stof uitrekenen met behulp van een chromatogram (alleen vwo); 4.7 Moderne biotechnologie uitleggen wat biotechnologie is; vertellen wat de term genetische modificatie betekent; voorbeelden noemen van biotechnologie zoals die al honderden jaren wordt toegepast; uitleggen wat we onder moderne biotechnologie verstaan en een aantal voorbeelden noemen; het grote belang en de risico s van moderne biotechnologie tegen elkaar afwegen. Didactische lijn Om een grote context als voeding enige diepgang te kunnen geven is het noodzakelijk dat leerlingen over een zekere basiskennis koolstofchemie beschikken. Die komt ter sprake in paragraaf 4.2. Verder komen in dit hoofdstuk veel verschillende aspecten van voeding aan de orde, zoals wereldvoedselproductie, noodzakelijke voedingsstoffen (hun chemische structuur en de manier waarop ze worden afgebroken) en voedselveiligheid (additieven en moderne biotechnologie). Al met al onderwerpen die zich bijzonder goed lenen voor het aanleren van en oefenen met de competenties die in de Nieuwe Scheikunde aan de orde dienen te komen: uit een tekst informatie halen, een mening vormen en onderbouwen, een standpunt verdedigen in een discussie, enzovoort. Vaardigheden Papierchromatografie krijgt in dit hoofdstuk aandacht. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven, enzovoort) komen in alle hoofdstukken voor, maar krijgen extra ruimte in dit contexthoofdstuk. Lessenverdeling Voor de basisstof zijn maar liefst acht lessen uitgetrokken. Dit houdt verband met de introductie van de koolstofchemie, de uitbreiding van de leerstof over additieven en biotechnologie en de tijd die nodig is om de communicatie over chemie ruimte te geven. Voor de verbredingstof staan vier lesuren gepland. Het betreft de paragraaf over melk en brood en één of meer van de zeven keuzeopdrachten die stuk voor stuk de moeite waard zijn om te (laten) doen. Al met al een hoofdstuk dat zeker twaalf lessen vult. Tips Het project voeding, dat wordt bijgeleverd is zeer geschikt om leerlingen te motiveren. Ze maken in het kader van dit project met elkaar een krant/blad. De kennismaking met de koolstofchemie (in het geval u dieper op de chemische aspecten van de voeding in wilt gaan) moet wel uit het boek worden behandeld. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 14
Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg de filmpjes bij dit hoofdstuk. Hoofdstuk 5: Ontleding en synthese in de industrie Voorkennis: Hoofdstuk 1 en 3 Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 5.1 Grondstoffen verklaren waarom aardolie en metaalertsen belangrijke grondstoffen zijn voor onze welvaart; drie factoren noemen waardoor de prijs van een metaal wordt bepaald; uitleggen waarom de recyclingindustrie steeds belangrijker wordt; uitleggen wat onder bioplastics wordt verstaan en waarom die bij een duurzame samenleving belangrijk zijn. 5.2 Waaraan herken je een ontledingsreactie? uitleggen waarom er bij een ontledingsreactie altijd één beginstof is die uit twee of meer atoomsoorten bestaat; uitleggen dat bij een ontledingsreactie twee of meer reactieproducten ontstaan; duidelijk maken dat de meeste ontledingsreacties endotherm zijn; onderscheid maken tussen ontledingsreacties en verbrandingsreacties; E energiediagrammen tekenen en herkennen. 5.3 Typen ontledingsreacties aangeven welke drie soorten ontledingsreacties er zijn; onderscheid maken tussen de drie soorten ontledingsreacties; uitleggen dat na een ontledingsreactie soms een reactieproduct ontstaat dat op zijn beurt ook weer ontleed kan worden; onderscheid maken tussen ontledingsreacties en verbrandingsreacties. 5.4 Thermolyse in de chemische industrie 5.5 Elektrolyse en fotolyse in de chemische industrie 5.6 De synthese en afbraak van kunststoffen enkele voorbeelden geven van thermolysereacties in de chemische industrie; uitleggen wat een blokschema is; een beschreven proces omzetten in een blokschema. uitleggen hoe aluminium wordt gemaakt uit bauxiet; de mogelijkheden en problemen van een toekomstige waterstofeconomie aangeven; verschillende productiemethoden van waterstof beschrijven; duidelijk maken dat veel kleurstoffen onder invloed van licht verbleken. uitleggen wat een synthesereactie is; beschrijven hoe polyetheen gesynthetiseerd kan worden uit etheen; uitleggen wat biobased kunststoffen zijn; E beschrijven hoe je een synthesereactie kunt EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 15
5.7 Polymeren en composieten (alleen vwo) beïnvloeden door de reactieomstandigheden aan te passen; uitleggen hoe polyetheen wordt verwerkt; het verschil uitleggen tussen thermoplasten en thermoharders; aangeven waarom afbreekbare plastics ontwikkeld moeten worden; drie manieren beschrijven waarop afbreekbare plastics kunnen worden geproduceerd. uitleggen welke drie factoren belangrijk zijn voor de eigenschappen van polymeren; een aantal belangrijke polymeren noemen en hun toepassingen beschrijven; E uitleggen wat de treksterkte van een polymeer is en beschrijven hoe de trekkromme wordt bepaald; uitleggen waarom een thermoharder als rubber toch flexibel is; voorbeelden geven van enkele composieten. Didactische lijn In dit hoofdstuk worden ontledingsreacties besproken. De nadruk ligt op de concepten, maar een deel van de stof leent zich uitstekend voor een contextbenadering. Naast toepassingen van ontledingsreacties in de (chemische) industrie en het opstellen van blokschema s is er aandacht voor de synthese in de industrie aan de hand van de productie van polyetheen. De discussie over een duurzame samenleving kan gekoppeld worden aan diverse onderwerpen die in dit hoofdstuk aan de orde komen zoals de productie van waterstof, (biobased) kunststoffen en andere nieuwe materialen. Vaardigheden Practicumvaardigheden worden geoefend met ontledingsreacties. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven, enzovoort) komen in alle hoofdstukken voor. Lessenverdeling De basisstof van dit hoofdstuk kan in zes lessen worden behandeld, maar dat is krap. De verbredingstof is op vijf lessen geschat, maar dat is misschien aan de ruime kant. Juist in dit hoofdstuk, waarin concepten en contexten beide uitvoerig aan de orde komen, bepaalt de keuze van de docent in sterke mate de verdeling. Met het totaal aantal uren van elf is dit hoofdstuk goed af te krijgen. Tips Experiment 5.1 alleen als demo uitvoeren: eventueel alleen het filmpje laten zien. De stof ammoniumdichromaat is bijzonder gevaarlijk en er moet voorzichtig mee omgegaan worden! Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg de filmpjes bij dit hoofdstuk. Hoofdstuk 6: Geneesmiddelen en vergiften Voorkennis: Hoofdstuk 1 en 4 (koolstofchemie) Leerdoelen Paragraaf: Je kunt nu: 6.1 Gezond en ziek beschrijven wat gezondheid is; beschrijven wanneer je iemand ziek noemt; uitleggen hoe er met geneesmiddelen wordt omgegaan. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 16
6.2 Geneesmiddelen uitleggen wat een geneesmiddel is; verschillende soorten geneesmiddelen en hun effect noemen; meer uitleggen over bijwerkingen van sommige medicijnen; duidelijk maken waarom combinaties van medicijnen soms gevaarlijk zijn; uitleggen wat er in een bijsluiter staat; iets vertellen over je natuurlijk afweersysteem; duidelijk maken wat het verband is tussen antibiotica en resistentie. 6.3 Vergiften uitleggen wat een vergif is; duidelijk maken wat het verschil is tussen acute en chronische vergiftiging; verschillende soorten vergiften en hun effect noemen; uitleggen wat MAC-waarden zijn en ermee rekenen; de gevaren van alcoholconsumptie onder woorden brengen; uitleggen op welke twee manieren alcohol wordt geproduceerd; toepassingen van alcohol noemen. 6.4 Geneesmiddelen vroeger en nu 6.5 De farmaceutische industrie de geschiedenis van aspirine beschrijven; duidelijk maken wat de overeenkomst is tussen de schietwilg en de koortsboom; iets vertellen over de werking en bijwerking van aspirine; uitleggen wat de toekomstmogelijkheden zijn van aspirine; duidelijk maken wat de werking en toepassing is van penicilline; uitleggen hoe penicilline is ontdekt; vertellen hoe penicilline wordt gemaakt; duidelijk maken waarom de ontdekking van penicilline zo belangrijk is geweest. beschrijven hoe een medicijn wordt ontwikkeld; uitleggen wat belangrijk is bij de ontwikkeling van medicijnen; duidelijk maken waarom de ontwikkeling van medicijnen zo lang duurt en zo kostbaar is; uitleggen wat het verschil is tussen de farmaceutische en chemische industrie; uitleggen waarom dierproeven nodig zijn. Didactische lijn In dit hoofdstuk wordt de context geneesmiddelen en vergiften aan de orde gesteld. Het is een hoofdstuk dat de meeste leerlingen erg aanspreekt. Afgezien van het begrip LD 50 is er in de tekst geen verbredingstof aangegeven. Het onderwerp nodigt uit tot extra verdieping, die eenvoudig kan worden bereikt door gebruik te maken van de opgaven of de keuzeonderwerpen. In dit hoofdstuk is aandacht voor alcohol als veelgebruikt vergif en verder wordt er (onder andere met ADI-waarden) gerekend. Vaardigheden Practicumvaardigheden worden geoefend met het bereiden van enkele ouderwetse medicijnen. Algemene vaardigheden (rekenen, verslag schrijven, enzovoort) komen in alle hoofdstukken voor. Lessenverdeling Voor de basisstof zijn zes lesuren voldoende. De geschatte drie uur voor verbredingstof is gebaseerd op het uitdiepen van enkele opgaven (wat moet er in een medicijnkastje en hoe zit het met de giftigheid van aspartaam) en het (laten) uitvoeren van keuzeopdrachten. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 17
Hoewel de precieze invulling van de lestijd voor dit hoofdstuk door ons moeilijk is aan te geven, zult u merken dat het enthousiasme van de leerlingen ertoe bijdraagt dat negen lesuren aan de korte kant zijn! Ook in dit hoofdstuk vindt u immers onderwerpen die zich bijzonder goed lenen voor het aanleren van en oefenen met de competenties die in de Nieuwe Scheikunde aan de orde dienen te komen: uit een tekst informatie halen, een mening vormen en onderbouwen, een standpunt verdedigen in een discussie, enzovoort. Tips Voor aanwijzingen bij de experimenten: zie de TOA-handleiding. Raadpleeg de filmpjes bij dit hoofdstuk. 8 Keuzemogelijkheden docenten Het is niet goed mogelijk om heel precies aan te geven hoeveel tijd u voor een hoofdstuk nodig heeft. We weten immers niet welke keuzes u en uw leerlingen gaan maken. Leerlingen hebben binnen de projecten vrij veel keuzemogelijkheden, maar u kunt ook binnen de keuzeopdrachten besluiten ruimte te geven aan leerlingen om eigen keuzes te maken. Om u een indruk te geven van een aantal mogelijkheden en het bijbehorende tijdpad hebben we hieronder drie voorbeelden voor u uitgewerkt. Een cursus scheikunde in klas 3 hebben we in de voorbeelden geschat op ongeveer 75 lesuren van 50 minuten. Schatting van benodigde lesuren In onderstaande tabel vindt u een heel globale schatting van het aantal lesuren dat per onderdeel nodig is. Hoofdstuk: Basisstof: Verbredingstof: Keuzeopdrachten: Projecten: Uren: 1 8 5 4 8 25 2 7 6 4 10 27 3 7 6 4-6* 10 29 4 8 4 7 10 29 5 6 5 5-6* 17 6 6 3 6 15 afsluiting en toetsing 6 0 0 4 10 Totaal: 48 29 30-33* 42 152 * Er zijn drie keuzeopdrachten extra voor 3 vwo. U ziet dat de methode veel meer materiaal bevat dan u kunt gebruiken in de twee lesuren van klas 3. U zult dus keuzes moeten maken. De methode biedt u daartoe veel mogelijkheden. U kunt per hoofdstuk beslissen of u de verbredingstof wel of niet doet. Hieronder hebben we drie mogelijkheden uitgewerkt. De traditionele docent Als u zichzelf rekent tot de vrij traditionele docent, dan zult u waarschijnlijk kiezen voor een route door het boek waarbij u zich richt op de basisstof en de verbredingsstof. De leerstof is dan ongeveer gelijk aan die van de vierde editie. U kunt daarnaast altijd besluiten een deel van de verbredingsstof te vervangen door een keuzeonderwerp. Als u geen enkel keuzeonderwerp doet, kan de route door het leerboek er ongeveer zo uitzien: EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 18
Hoofdstuk: Basisstof: Verbredingstof: Keuzeopdrachten: Projecten: Uren: 1 8 5 13 2 7 6 13 3 7 6 13 4 8 4 12 5 6 5 11 6 6 3 9 afsluiting en toetsing 6 0 6 Totaal: 48 29 0 0 77 U gebruikt dan het hele boek behalve de keuzeonderwerpen en de projecten. De projectdocent Als u het roer om wilt gooien en grotendeels wilt werken met projecten, kunt u aan de hand van het volgende schema werken en er toch zeker van zijn dat u en uw leerlingen nog voldoende tijd en aandacht kunnen besteden aan het aanleren van de concepten. Hoofdstuk: Basisstof: Verbredingstof: Keuzeopdrachten: Projecten: Uren: 1 7 8 15 2 4 10 14 3 8 10 18 4 4 10 14 5 6 6 6 6 6 afsluiting en toetsing 2 2 Totaal: 37 0 38 75 U hebt besloten de vier projecten (die in paragraaf 9 uitgebreider worden besproken) uit te voeren. U behandelt voor, na of tijdens de projecten de basisstof. De afsluiting van het hoofdstuk en de toetsing kan zijn aangepast aan de manier waarop u het project heeft uitgevoerd. Misschien laat u wel een verslag maken, een krant, een (PowerPoint-)presentatie of een poster. U kunt natuurlijk ook een project vervangen door enkele keuzeonderwerpen. De docent die wel eens iets nieuws wil proberen Als u zichzelf ziet als een docent die houdt van traditie, maar ook wel eens iets nieuws wil proberen, kunt u op een veilige manier de volgende stap zetten naar de Nieuwe Scheikunde. Uw keuze zou er als volgt uit kunnen zien: Hoofdstuk: Basisstof: Verbredingstof: Keuzeopdrachten: Projecten: Uren: 1 8 8 16 2 7 6 1 14 3 7 10 17 4 8 1 9 5 6 2 1 9 6 6 1 7 afsluiting en toetsing 4 0 0 4 Totaal: 46 8 4 18 76 EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 19
U wilt één of twee keer in het jaar een project doen. U kiest bijvoorbeeld voor de projecten Cola (bij hoofdstuk 1) en Verbrandingen (bij hoofdstuk 3). Bij de overige hoofdstukken laat u (een deel van) de verbredingstof doen en misschien een keuzeopdracht. 9 Projecten Achtergrond Het Chemie Im Kontext programma zoals dat in Duitsland wordt uitgevoerd vormt de basis van de viervlakschemie zoals die in enkele ontwikkelgroepen (onder andere in Groningen: de Studiestijgers) wordt gebruikt. De auteurs van Chemie Overal hebben in de projecten gekozen voor een manier van werken die het meest hierbij aansluit. In deze paragraaf kunt u lezen hoe het evenwicht tussen contexten en concepten wordt gewaarborgd. Het eerste vlak van de tetraëder geeft het voorbereidende werk van de auteurs weer. Zij hebben, als docent, geschikte contexten voor de projecten gezocht en de chemie die daar in voorkomt gerubriceerd. Voor de leerlingen bestaat een project uit vier fases. In de eerste fase, de introductiefase, worden de leerlingen in contact gebracht met de context. Hierin speelt de docent een belangrijke rol. De docent moet er namelijk voor zorgen dat het gekozen voorbeeld in direct verband staat met de belevingswereld van de leerlingen. De chemie komt hier nog niet aan bod. De tweede fase is de nieuwsgierigheids- en planningsfase. Dit is de fase waarin leerlingen zich gaan verdiepen in de context en zo hopelijk tegen vragen aanlopen. Zij kunnen hierbij geholpen worden door met elkaar te discussiëren over het onderwerp en op deze wijze vragen tegenkomen. Ook kunnen er gerichte vragen door de docent gesteld worden om die discussie aan te wakkeren. Dit kan ook schriftelijk gebeuren. De chemie komt nu om de hoek kijken. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 20
De derde fase is de verwerkingsfase. In deze fase zoeken de leerlingen antwoord op hun vragen door middel van literatuur, internet of experimenten. Hoewel de docent de leerlingen hierbij stuurt, mag de docent de leerlingen niets opleggen, want alles moet eigenlijk uit de leerlingen zelf komen. De rol van de docent is naar de achtergrond verschoven. De vierde fase is de verdiepingsfase. Er worden verbanden gelegd. De achterliggende concepten worden benoemd en duidelijk gemaakt. Dit is dan ook de fase waar het meest klassikaal gewerkt moet worden. De context is nu buiten beeld. De chemie komt meer naar voren en de docent heeft nu een grotere rol. Of leerlingen door deze manier van werken ook meer leren, weten we niet zeker, maar dat ze het leuk vinden staat vast. De vier projecten van Chemie Overal Bij de eerste vier hoofdstukken zijn projecten gemaakt die samen met het betreffende hoofdstuk een module vormen. De projecten II, III en IV, kunnen vrij gesloten worden uitgevoerd, maar ook heel open. Welke manier van werken u kiest, hangt samen met uw eigen voorkeur, de klas en de beschikbare faciliteiten. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 21
I Het colaproject: Van dit project is één versie beschikbaar. Het is geschikt voor leerlingen die voor het eerst kennismaken met de scheikunde. Er is weinig voorkennis nodig. Elke leerling kan op eigen niveau werken. De vragen waar een antwoord op wordt gezocht, worden geformuleerd door de leerlingen zelf. Ondanks dat is er een duidelijke structuur en kunnen docent en TOA na een goede voorbereiding met relatief weinig moeite een grote klas leerlingen begeleiden. II Water, schoonmaakmiddelen en cosmetica In het project over water leren de leerlingen meer over de kwaliteit van drinkwater en oppervlaktewater, over de werking en bereiding van reinigingsmiddelen en de bereiding van verschillende soorten cosmetica. III Verbrandingen Dit project gaat over verbrandingen, zowel gewenste als ongewenste verbrandingen. Leerlingen maken kennis met allerlei soorten verbrandingen binnen en buiten het lichaam. Bij dit project is wat meer voorkennis noodzakelijk. Het kloppend maken van vergelijkingen kan vóór of tijdens het uitvoeren van het project worden aangeleerd en geoefend. IV Voeding In deze module (project voeding + hoofdstuk 4) onderzoeken leerlingen een aantal voedingsmiddelen. Ook maken ze zelf voedingsproducten. In deze module ligt de nadruk iets meer op de communicatie over chemie en reflecteren en oordelen over het gebruik van chemie. Bij de verschillende projecten spelen de leerlingen verschillende rollen: ze zijn consument, producent, kwaliteitscontroleur, onderzoeker, journalist, adviseur, enzovoort. Moeten de projecten samen met deze hoofdstukken worden uitgevoerd? U kunt in het kader van het project de stof uit het hoofdstuk door leerlingen laten bestuderen. Bij elk project is in de bijbehorende docentenhandleiding aangegeven welke voorkennis noodzakelijk is, welke concepten en welke competenties aan de orde komen en op welk niveau. Deze informatie heeft u nodig als u zelf een leerlijn wilt ontwerpen voor uw leerlingen. U wilt er immers zeker van zijn dat u alle competenties in voldoende mate aan de orde laat komen en alle concepten voldoende behandelt. Dit kan overigens ook met de gewone verbredingstof, de ICT en de keuzeopdrachten. Zijn de projecten uit te breiden naar andere vakken? Bij elk project is aangegeven welke raakvlakken er zijn met andere vakken. Behalve de voor de hand liggende combinatie met natuurkunde en biologie zijn er ook mogelijkheden tot samenwerking met economie (multinationals als de Coca Cola Company en de voedingsmiddelenindustrie). U kunt bij elke context presentaties laten verzorgen door uw leerlingen (raakvlak met informatica, Nederlands of eventueel Engels). 10 competenties De Nieuwe Scheikunde kent vier competenties waarin leerlingen uiteindelijk vijf niveaus moeten bereiken. Die vier competenties zijn: het gebruiken van chemische methoden om kennis te ontwikkelen; het ontwikkelen en toepassen van chemische kennis; het communiceren over scheikunde binnen en buiten het vakgebied; reflecteren en oordelen over het gebruik van chemie. Alle competenties komen in de projecten afwisselend en op verschillend niveau aan de orde. U vindt een nadere toelichting in de docentenhandleiding bij de projecten. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 22
11 Keuzeopdrachten Welke keuzeopdrachten zijn er? Bijlage 3 geeft een tabel met een overzicht van de opgenomen keuzeopdrachten met informatie over studielast, computer (wel of niet nodig), experiment (ja/nee) en indien van toepassing de benodigdheden. Hoewel sommige opdrachten voor havo en vwo op elkaar lijken, zijn er grote inhoudelijke verschillen. Tekst van de keuzeopdrachten De tekst van de keuzeonderwerpen staat in de docentenkit als apart Wordbestand. De aanwijzingen, links en tips van alle keuzeopdrachten zijn opgenomen in de docentenhandleiding. De keuzeonderwerpen staat als pdf-bestand ook in de leerlingkit. 12 Beoordeling Toetsenbundel Elke docent kan bij elk hoofdstuk kiezen voor het al of niet behandelen van de verbredingstof of het omvormen van een hoofdstuk samen met een project tot een module. Dat maakt het samenstellen van een voorbeeldproefwerk dat zonder meer voor iedereen bruikbaar is onmogelijk. Bij paragraaf 13 (Toetsen) leggen we uit hoe we dat probleem hebben opgelost. Beoordelen van projecten Onze ervaring met het uitvoeren van de vier projecten is dat leerlingen toch wel erg graag merken dat de docent of de TOA zich op de hoogte stelt van het gedane werk en daar een beoordeling aan toekent. Het motiveert leerlingen als ze zien dat hun inspanningen resultaat opleveren. Het materiaal van de projecten is zo opgebouwd dat u aan het eind van elke les snel en gemakkelijk het werk van ieder groepje met een ++, +, +/, of kunt beoordelen. Bij projecten is het van belang dat niet alleen de kennis, maar ook de manier van werken wordt beoordeeld (samenwerking, organisatietalent, enzovoort). Hiertoe is een formulier ontwikkeld waarmee leerlingen hun eigen functioneren en dat van hun groepsgenoten na elk project in kaart brengen. Een voorbeeld van het beoordelen van een project is in het docentenmateriaal van de colamodule gegeven. De rol van de site bij toetsing Op de site is aan het eind van elk hoofdstuk een samenvatting te vinden waarin de begrippen nog eens worden toegelicht. Er is verder een kennis en begripstoets waarin leerlingen na de toets worden terugverwezen naar de betreffende paragraaf. 13 Toetsen Om het u mogelijk te maken met betrekkelijk weinig moeite proefwerken samen te stellen, hebben de auteurs een toetsenbundel voor u gemaakt. Om er zeker van te zijn dat de vragen in de toetsenbundel in moeilijkheidsgraad overeenkomen met de geoefende stof, is er in de afsluiting van elk hoofdstuk een verzameling voorbeeld toetsvragen opgenomen waarmee de leerling zich kan voorbereiden op de toets. Het probleem dat ontstaat als je rekening wilt houden met de verschillende keuzes die docenten maken, hebben we als volgt opgelost. Bij elk hoofdstuk hebben wij twee toetsen samengesteld (A en B) die zijn bedoeld voor havoleerlingen en twee toetsen (C en D) die bestemd zijn voor vwo-leerlingen. EPN 2010 Docentenhandleiding Chemie Overal 3 havo en 3 vwo 23