LR_NVOX11_1013_TDS_nr9_2011_def_p 428-430.pdf - NVON

Contexten in methodes:
Chemie in Producten voor 3 vmbo
De enthousiaste reacties van collega’s maakten ons geïnteresseerd om de methode Chemie in
Producten ook in 3 vmbo te gaan gebruiken. We hebben geen spijt van de overstap naar CiP, want ook
de leerlingen zijn enthousiast.
n Jules van der Zee en Joke van der Aalsvoort / Huygens College, Heerhugowaard
428
Chemie in Producten is geschreven vanwege
een gevoel van onvrede met gangbare
methodes. Die onvrede kwam voort
uit de ervaring dat scheikunde weinig
betekenis kreeg voor de leerlingen. Zij
vroegen: “Waarom moet ik dit leren en
wat kun je worden met scheikunde?” CiP
geeft een antwoord op deze vragen. In
2001 zag CiP voor 3 vwo/havo het licht.
In 2006 kwam er een versie voor 3 vmbo
tot stand.
Dit artikel is het tweeëntwintigste in een
serie getiteld Contexten in … In dit en vorige
artikelen willen de initiatiefnemers Joke van
der Aalsvoort (Huygens College, Heerhugowaard),
Lisette van Rens (VU, Amsterdam),
Albert Pilot (UU, FIsme, Utrecht), Martin
Vos (De Nieuwste School, Tilburg en UU,
FIsme, Utrecht) en Jan de Gruijter (Fontys
Lerarenopleiding Tilburg) laten zien wat de
leerlijnen inhouden, welke visies daaraan ten
grondslag liggen, welke contexten gekozen
zijn en welke rollen docenten, toa’s en leerlingen
daarin vervullen.
Inhoud
De methode bestaat uit zes hoofdstukken
waarin producten en het maken
ervan centraal staan. Het begin is nauwelijks
scheikunde. Pas verderop komen
atomen en moleculen ter sprake. Toch
wordt daarbij de lijn van producten en
Waarom moet ik dit leren en wat kun je worden met scheikunde?
het maken ervan vastgehouden. Zo gaat
hoofdstuk 2 over het maken van appelmoes
en hoofdstuk 3 over het zuiveren
van oppervlaktewater tot drinkwater.
Er komen geen atomen of moleculen en
Samen je eigen zeep maken.
geen reactievergelijkingen aan te pas. In
hoofdstuk 4 komen atomen en moleculen
alsmede chemische berekeningen
aan de orde. Chemische berekeningen
worden ingeleid met de bereiding van
een medicijn waarbij de leerlingen de
beginstoffen in willekeurige hoeveelheden
bij elkaar doen met alle nadelen van
dien. Daarna blijkt dat je met chemische
berekeningen materiaal en werk kunt besparen.
Hoofdstuk 5 gaat over brandstoffen.
Met wat voor brandstoffen hebben
we te maken? Met welke brandstof kun je
het verst rijden? Wat voor verbrandingsproducten
krijgen we en wat is het effect
van de verbrandingsproducten op mens
en milieu? Reactievergelijkingen zijn
ingebed in dit hoofdstuk.
Verder nemen leerlingen bepaalde rollen
op zich, bijvoorbeeld die van onderzoeker,
chemisch analist of ontwerper. Met
name in hoofdstuk 2 en 3 zijn deze rollen
heel duidelijk. In latere hoofdstukken is
dat minder het geval.
Wij zijn best tevreden over de methode.
CiP vormt een goede voorbereiding op de
vierde klas.
Visie en uitgangspunten
Het sterke van CiP is dat deze methode
geen theoretische interesse bij leerlingen
veronderstelt die er niet is, dit in
tegenstelling tot gangbare methodes. Wij
sluiten aan bij het denken in termen van
nut, zoals uit bovengenoemde vragen
van leerlingen blijkt. Een theoretische
interesse kan ontwikkeld worden door
leerlingen te laten ervaren wat de kracht
is van een theoretische benadering.
CiP neemt de vragen van leerlingen
serieus door producten die in een maatschappelijke
behoefte voorzien als
uitgangspunt te nemen. Het maken van
producten geeft aanleiding tot een kwaliteitscontrole,
werk dat typisch is voor een
chemisch analist. Voor het verbeteren van
producten is onderzoek nodig, waardoor
het beroep van een chemisch onderzoeker
invulling krijgt. Producten worden geproduceerd
in fabrieken, voor het ontwerp
waarvan chemisch technologen verantwoordelijk
zijn.
De overgang naar een theoretische
benadering komt in het hoofdstuk over
geneesmiddelen tot stand. Leerlingen
maken het laxeermiddel bitterzout door
magnesium en zwavelzuur bij elkaar te
doen zonder op de hoeveelheden te letten.
Deze werkwijze levert een probleem op
omdat de stof die in overmaat aanwezig
is, verwijderd moet worden. Zou het niet
handiger zijn wanneer je van tevoren al
weet in welke verhouding magnesium
en zwavelzuur met elkaar reageren, of,
algemener, in welke verhouding stoffen
met elkaar reageren? Vervolgens wordt
NVOX november 2011

de verhouding waarin zuiveringszout en
zoutzuur met elkaar reageren onderzocht.
Een nieuw probleem duikt op
wanneer je bedenkt dat er miljoenen
stoffen zijn die allemaal minstens één
reactie ondergaan. De experimentele
bepaling van reactieverhoudingen kost
wel erg veel tijd en materiaal. Dit probleem
is aanleiding om de atoomtheorie
van Dalton te introduceren. Deze vormt
de basis voor chemische berekeningen.
Aldus wordt het belang van een theoretische
benadering voor het verbeteren van
het maken van producten duidelijk.
Werkvormen
In CiP staan practica centraal. Leerlingen
doen deze in groepjes, meestal van twee
leerlingen. De practica worden klassikaal
voorbereid en nabesproken.
Soms zijn er groepsopdrachten. Bijvoorbeeld
in hoofdstuk 5 krijgen leerlingen
de opdracht om op internet uit te zoeken
wat de effecten van verbrandingsproducten,
zoals zwaveldioxide, op mens en
milieu zijn.
Leerlingen voegen een kleur- en geurstof toe aan hun zelfgemaakte zeep.
Hieronder vind je een schema voor de bereiding van drinkwater uit slootwater. Vul dit schema
in als voorbereiding voor proef 3.1. Je gebruikt de volgende woorden:
ingrediënten: actieve kool (norit), slootwater, ijzerzout, kalkmelk;
bewerkingen: filtreren (4x), koken, toevoegen (2x), roeren, schudden;
afval/product: drinkwater, slib, grof vuil, algen, actieve kool, geur-, kleur- en smaakstoffen;
gereedschap: trechter (3x), watten (2x), theezeefje, brander, filtreerpapier, driepoot, pHstrookjes,
gaasje
ingrediënten bewerkingen afval/product gereedschap
Wat doet de docent?
De voorbereiding van een practicum gebeurt
vaak aan de hand van een schema
(zie figuur). We laten de leerlingen eerst
zelf worstelen met het invullen van het
schema. Wanneer dit wat geworden is,
gaan we over tot een klassikale bespreking.
Het gebeurt ook dat er weinig komt
uit een klas. Dan nemen we zelf het voortouw.
Tijdens de voorbereiding bespreken
we ook de veiligheid bij practica. Er
komen dan vragen aan bod als: hoe ga je
veilig met elkaar en met materiaal om?
Daarna beginnen de leerlingen aan het
practicum.
Wij begeleiden de leerlingen bij het zelfstandig
werken in de klas. Dit doen we
door begrippen uit te leggen die leerlingen
vergeten zijn of niet kennen. In dit
verband is het goed dat begrippen in CiP
regelmatig terugkomen.
429
Wat doet de toa?
De toa bereidt de practica voor. Zij zorgt
ervoor dat materialen in voldoende
mate aanwezig zijn. Hierbij gaat het
niet alleen om chemicaliën en glaswerk,
maar ook om spullen die gewoon in de
supermarkt te koop zijn, zoals appels en
uien, of die uit de natuur te halen zijn,
zoals slootwater en zeewater. Tijdens de
practica is ze aanwezig in de klas. Ze bespreekt
met leerlingen wat de bedoeling
Schema: opdracht voor de bereiding van drinkwater uit slootwater met behulp van een tekst over
de productie van drinkwater uit oppervlaktewater.
is van een proef voor zover dit nog niet
duidelijk is en ze let er op dat leerlingen
veilig werken.
Wat doen de leerlingen?
Leerlingen voeren practica uit en denken
aan de hand van vragen in het boek na
over wat ze gedaan hebben. Hierbij gaan
ze in discussie met elkaar. Leerlingen
leren door deze gang van zaken echt
samenwerken.
Proeven die de kwaliteitscontrole van
producten tot onderwerp hebben, vinden
we typisch voor het vmbo. Leerlingen
november 2011 NVOX

430
Titel
1 Een begin
met chemie
Activiteiten
(rollen)
karamel maken
zout maken
2 Voedings-middelen appelmoes maken
(producent)
appelmoes conserveren
(producent)
kwaliteitscontrole
(chemisch analist)
kwaliteitsverbetering
(chemisch onderzoeker)
3 Water grondstofkeuze
4 Geneesmiddelen
drinkwater maken
(producent)
kwaliteitscontrole
(chemisch analist)
kwaliteitsverbetering
(chemisch onderzoeker)
ontwerp drinkwaterfabriek
(chemisch technoloog)
allium cepa maken
(producent)
kwaliteitscontrole
(chemisch analist)
bitterzout maken
(producent)
verbetering bereiding
(chemisch onderzoeker)
verbetering bereiding
5 Brandstoffen kwaliteit van een brandstof
vergelijking kwaliteit
van brandstoffen
vergelijking kwaliteit van
brandstoffen
kwantiteit verhogen
branden blussen
6 Cosmetica zeep maken (producent)
volgen rijpingsproces
op zoek naar nieuwe zepen
(chemisch onderzoeker)
tandpasta maken
(productontwikkelaar)
crème maken / mayonaise
maken (producent)
hoeven niet precies te weten waarop de
proeven zijn gebaseerd, maar ze moeten
wel kunnen beslissen of een product
voldoet of niet. In het vmbo gaat het er
vooral om dat leerlingen proeven leren
uitvoeren, niet bang zijn om proeven te
doen en materialen en gereedschap leren
gebruiken. De proeven die een onderzoek
behelzen doen de leerlingen wel, maar
ze schrijven er geen rapport over. Dit is
teveel gevraagd van vmbo-leerlingen.
Ook maken vmbo-leerlingen geen ontwerp,
wel worden de diverse ontwerpen
besproken die in CiP als voorbeeld staan.
Concepten
Kwaliteit, kwantiteit
chemische reacties
stofeigenschap
schema
principes van conservering
viscositeit
pH
anti-oxidant, ADI-waarde
zuivere stof, blanco
overbemesting
verdroging
oppervlaktewater
grondwater, filtreren
waarde/norm
pH
adsorberen, adsorptiemiddel
blanco
destilleren
extraheren, extractiemiddel
filtreren, residu, filtraat,
oertinctuur
reagens, dichtheid
chromatogram, loopmiddel
chemische reactie
pH, overmaat
reactieverhouding
uitbijter
atomen, moleculen
reactievergelijking
soorten energie, energieomzettingen,
volledige/
onvolledige verbranding
alkanen met algemene formule
verbrandingsproducten, reagens
kraken, alkenen, verzadigde/
onverzadigde koolwaterstoffen,
katalysator
alternatieve energiebronnen
voorwaarden verbranding/
explosie, brandvertraging
pH
pH, hard water, neerslag
soorten moleculen
werking van zeep
structuurformules
emulsies, soorten emulsies
emulgatoren
De hoofdstukken van Chemie in Producten en wat daarin aan de orde komt.
Vaardigheden
veilig werken tijdens
practica
proces in een schema
weergeven
nauwkeurig werken
volgens voorschrift
eerlijk vergelijken
met de atlas werken
proces in schema brengen
nauwkeurig werken
volgens voorschrift
eerlijk vergelijken
ontwerp met gebruik van
bekende onderdelen
nauwkeurig werken
volgens voorschrift
proces in schema
brengen, grafiek maken
reactieverhouding uit
grafiek halen
molecuulmassa’ s berekenen,
rekenen aan reacties
meten van de hoeveelheid
warmte
meten van de hoeveelheid
warmte
reactievergelijkingen
opstellen
samenwerken
veilig werken
kiezen van ingrediënten
Verder zitten er opdrachten in de methode
die veel leerlingen graag doen juist
omdat het onderwerp hen bezighoudt,
bijvoorbeeld de internetopdracht waarbij
leerlingen de site van het voedingscentrum
bezoeken of die van het milieuloket.
Bij het zelfstandig werken vormen de
antwoordenboekjes een goede ondersteuning.
Anders dan bij andere vakken kunnen
leerlingen de antwoorden op vragen
niet direct uit de tekst halen, maar moeten
ze zelf nadenken. Wanneer dit niet
meteen lukt, kunnen ze het antwoordenboekje
gebruiken voor aanwijzingen.
Sterke en zwakke punten
Een sterk punt van de methode is dat
leerlingen veel op zichzelf kunnen
betrekken. Producten als voedingsmiddelen,
water, geneesmiddelen en cosmetica
lenen zich daar goed toe. Die producten
gebruiken ze allemaal. Bovendien
zorgt het maken van producten voor
samenhang. Leerlingen zien waarvoor
het geleerde dient. Wij vermoeden dat
daardoor de stof beter beklijft.
De proeven zijn goed verbonden met een
onderwerp. In andere methodes staan
vaak proeven voor op school. In CiP is
dat niet zo.
Leerlingen kiezen bewust scheikunde
omdat ze enthousiast worden voor het
vak. Dan bereik je volgens ons je doel als
docent. In de vierde klas valt het vak dan
weer tegen. Proeven staan daar op zich,
practicum dient ter ondersteuning van
de theorie. Bovendien moeten de leerlingen
meer feiten, begrippen en theorie uit
het hoofd leren en wordt het vak abstracter.
Leerlingen die het vak niet kiezen, krijgen
toch een beeld van wat scheikunde
betekent in de maatschappij. Vanaf het
begin komt dit punt in elk hoofdstuk
weer terug.
Leerlingen vinden de vragen in CiP
vaak moeilijk. De antwoorden zijn niet
gemakkelijk uit de tekst te halen. Voor
het vmbo zou het beter zijn wanneer dit
wel zo is. Van de andere kant moeten de
leerlingen ook leren doorzetten.
Verder zitten er beroepen in de methode
die typisch zijn voor het vwo, zoals het
beroep van onderzoeker. Voor een vmbo’er
ligt dit beroep niet in het verschiet.
We vertellen wel over dit beroep, maar
we vragen van leerlingen geen onderzoeksrapport.
Samenvattend: de practica zijn heel goed,
wat je er om heen kunt vertellen is heel
goed, het verhaal is fantastisch, maar de
leerlingen moeten de antwoorden op de
vragen in de tekst van het boek kunnen
vinden.
NVOX november 2011