DOCENTENHANDLEIDING NASK 1-2 VWO GYMNASIUM AUTEURS: F. ALKEMADE C. SCHATORJÉ MET MEDEWERKING VAN: TH. SMITS R. TROMP

(1)

NASK

1-2 VWO | GYMNASIUM

DOCENTENHANDLEIDING

AUTEURS:

F. ALKEMADE C. SCHATORJÉ

MET MEDEWERKING VAN:

TH. SMITS R. TROMP

VIERDE EDITIE

MALMBERG ‘S-HERTOGENBOSCH WWW.NOVA-MALMBERG.NL

(2)

Deel 1 Over Nova ... 3

1.1 De methode in hoofdlijnen ... 3

1.1.1 Opbouw ... 3

1.1.2 Leerstof ... 3

1.1.3 Contexten ... 3

1.1.4 Vaardigheden ... 4

1.1.5 Practicum ... 4

1.1.6 Demonstratieproeven ... 5

1.1.7 Opgaven ... 5

1.1.8 Plusstof ... 5

1.1.9 Praktijkartikel ... 5

1.1.10 Test Jezelf ... 5

1.1.11 Kennisbasis ... 6

1.2 Proeven ... 6

1.2.1 Algemeen... 6

1.2.2 Organisatie ... 6

1.2.3 Instructies en vragen ... 6

1.2.4 Een verslag maken ... 7

1.3 Onderzoeksopdrachten ... 7

1.3.1 Algemeen... 7

1.3.2 Leren onderzoeken ... 7

1.3.3 Organisatie ... 8

1.3.4 Beoordeling... 8

1.3.5 Plannen... 9

1.4 De digitale oefenomgeving van Nova ... 9

1.4.1 Licenties ... 9

1.4.2 Lesstof ... 10

1.4.3 Verwerkingsopgaven ... 10

1.4.4 Oefenen ... 10

1.4.5 Het docentendashboard ... 10

1.4.6 Extra materiaal ... 11

1.4.7 Combineren van folio en digitaal ... 11

1.5 Planning ... 13

1.6 Gebruiksaanwijzing ... 13

Deel 2 Hoofdstuk voor hoofdstuk ... 14

2.1 Hoofdstuk 1 Introductie ... 14

2.1.1 Uitgangspunten ... 14

2.2 Hoofdstuk 2 Stoffen ... 14

2.2.2 Per paragraaf ... 14

2.3 Hoofdstuk 3 Water ... 17

2.4 Hoofdstuk 4 Lucht ... 19

2.5 Hoofdstuk 5 Elektriciteit ... 22

2.6 Hoofdstuk 6 Bewegen ... 25

2.7 Hoofdstuk 7 Geluid ... 28

2.8 Hoofdstuk 8 Licht ... 31

Deel 3 Materiaallijst ... 34

(3)

Deel 1 Over Nova

Deel 1 Over Nova

1.1 De methode in hoofdlijnen

1.1.1 Opbouw

Elk deel van Nova bestaat uit leerlingen- en docenten- materiaal. De leerlingen werken met een leeropdrachtenboek met daarin theorie, opgaven, practica en Test- Jezelfvragen. De leerlingen kunnen de gemaakte opgaven nakijken met een uitwerkingenboek.

Het digitale leerlingenmateriaal bevat oefeningen, d-toetsen (diagnostische toetsen), digitale verwerkingsopgaven en vaardigheidstrainers (V-trainers).

Docenten vinden online eindtoetsen in verschillende for- mats, practicumvoorschriften in Wordformat die u kunt aanpassen aan uw eigen organisatie, de uitwerkingen (als pdf- en als Wordbestand) en deze docentenhandleiding.

Daarnaast verschijnt regelmatig een Nova-nieuwsbrief met actueel nieuws en nuttige informatie.

1.1.2 Leerstof

Voor deel 1-2 is in principe leerstof gekozen die dicht bij de leefwereld van de leerlingen staat maar voor het vwo/gymnasium-deel is her en der voor een ‘wetenschap- pelijke’ invalshoek gekozen. Daardoor krijgen leerlingen alvast een beeld van beroepen met een wetenschappelijke grondslag, bijvoorbeeld dat van mensen die in een laboratorium werken.

De diepgang en het aantal formules is nog beperkt in deel 1-2. In de vervolgdelen wordt dieper op de diverse onderdelen van de natuurkunde ingegaan en wordt het werken met formules en het redeneren belangrijker. Zo sluit de methode aan bij de ontwikkeling van de kennis en het abstractievermogen van de leerlingen.

De methode sluit aan bij de herziene kerndoelen die sinds 1 augustus 2006 van kracht zijn (zie kader). De onderwerpen die in de kerndoelen genoemd worden, komen alle- maal in deel 1-2 aan de orde. Met name kerndoel 32 is in dit verband relevant: ‘De leerling leert te werken met theo- rieën en modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en materie.’ Tevens is rekening gehouden met de Kennisbasis Natuurweten- schappen en Technologie uit 2014 (zie paragraaf 1.1.11).

In deel 1-2 van Nova worden natuur- en scheikunde geïn- tegreerd aangeboden. Dit komt het duidelijkst naar voren in de hoofdstukken 2, 3 en 4, waarin natuur- en scheikunde naadloos in elkaar overgaan.

Bij de ordening van de leerstof zijn we uitgegaan van een deels concentrische opbouw. De meeste onderwerpen die in deel 1-2 behandeld worden, komen in de delen voor latere leerjaren weer terug, en worden dan verdiept en uitgebreid.

1.1.3 Contexten

In Nova wordt elk onderdeel van de leerstof gekoppeld aan een bepaalde context. Gezien de kerndoelen en de examenprogramma’s ligt dat voor de hand. De leerlingen moeten niet alleen theoretische kennis verwerven, maar die ook praktisch kunnen toepassen. Vergelijk kerndoel 29, waarin staat dat de leerling moet leren om (natuur- en scheikundige) sleutelbegrippen te verbinden met situaties in het dagelijks leven.

de herziene kerndoelen Mens en Natuur

MENS EN NATUUR

28. De leerling leert vragen uit het brede leergebied om te zetten in onderzoeksvragen, een dergelijk onderzoek over een natuurwetenschappelijk onderwerp uit te voeren en de uitkomsten daarvan te presenteren.

29. De leerling leert kennis te verwerven over, en inzicht te verkrijgen in sleutelbegrippen uit het gebied van de levende en niet-levende natuur en leert deze sleutelbegrippen te verbinden met situaties in het dagelijks leven.

30. De leerling leert dat mensen, dieren en planten in wisselwer- king staan met elkaar en hun omgeving (milieu) en dat technologische en natuurwetenschappelijke toepassingen de duurzame kwaliteit daarvan zowel positief als negatief kunnen beïnvloeden.

31. De leerling leert onder andere door praktisch werk kennis te verwerven over, en inzicht te verkrijgen in processen uit de levende en niet-levende natuur en hun relatie met omgeving en milieu.

32. De leerling leert te werken met theorieën en modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en materie.

33. De leerling leert door onderzoek kennis te verwerven over voor hem relevante technische producten en systemen, leert deze kennis naar waarde te schatten en op planmatige wijze een technisch product te ontwerpen en te maken.

(4)

De meeste hoofdstukken hebben een of twee hoofdcon- texten, zoals ‘het weer’ of ‘sport en verkeer’. Die hoofd- contexten worden geïntroduceerd op de eerste pagina’s van het hoofdstuk, in de openingsfoto en de inleidende tekst. Foto en tekst zijn bedoeld als aanleiding om bij een hoofdcontext stil te staan en om relevante voorkennis te activeren.

In de paragrafen worden de contexten niet tot in detail behandeld. De leerlingen moeten leren om zelf verbanden te leggen tussen de leerstof en de wereld om hen heen.

De tekst van de paragrafen zet de leerlingen daarom wel op het goede spoor, maar kauwt niet alles voor: veel verbanden moeten de leerlingen zelf leggen door de opgaven te maken.

In de plusstof (aan het eind van elke paragraaf) en het praktijkartikel (aan het eind van ieder hoofdstuk) wordt nog eens vanuit een andere invalshoek naar de hoofdcontext gekeken. De leerlingen hoeven deze leerstof niet te beheersen om het vak met succes te kunnen volgen. Wel gaan de contexten meer voor ze leven als u ze met deze stof aan het werk zet. Bovendien kunnen ze zo ervaring opdoen met het zelfstandig verwerken van informatie. Het praktijkartikel is bovendien een bruggetje naar de boven- bouw waar Nova volgens het Praktijk, Theorie en Maat- schappij (PTM) concept de examenstof aanbiedt.

1.1.4 Vaardigheden

Met Nova kunt u systematisch werken aan algemene en vakgebonden vaardigheden. In deel 1-2 wordt een aantal belangrijke vaardigheden aangeboden in de vorm van concrete, puntsgewijze instructies. U vindt deze vaardigheden achter in het leerdopdrachtenboek, waar ze gemakkelijk geraadpleegd kunnen worden.

De eerste keer dat een vaardigheid aan de orde komt, wordt dat meestal aangegeven bij een specifieke opgave of proef (bijvoorbeeld het maken van tabellen en grafieken). Het ligt voor de hand om op dat moment de vaardigheid aan te leren. U kunt de leerlingen een concrete opdracht geven waarin de vaardigheid voorkomt en deze nabespreken.

Vaak moeten de leerlingen zo’n vaardigheid later in het jaar opnieuw gebruiken. Ze moeten de bijbehorende instructie dan zelf opzoeken achter in het boek. We gaan ervan uit dat de leerlingen dit zelfstandig (leren) doen. Daar- om verwijzen we niet altijd opnieuw naar de benodigde vaardigheid.

Naast de vaardigheden in het boek, biedt Nova ook vaar- digheidstrainers aan: de V-trainer. Hiermee kunnen leerlingen basisvaardigheden oefenen waar ze regelmatig problemen mee hebben (zoals het omrekenen van eenhe- den of het aflezen van apparatuur). Daardoor verloopt het

leerproces efficiënter wanneer deze vaardigheden in een later stadium moeten worden aangesproken.

1.1.5 Practicum

Experimentele vaardigheden leer je het beste in de prak- tijk. Vandaar dat Nova veel aanknopingspunten biedt voor praktisch werk in het onderdeel Practicum. Dit bestaat uit in principe drie onderdelen:

– practicumproeven – onderzoeksopdrachten – ontwerpopdrachten

Alle proeven en opdrachten worden aangeduid als ‘Proef’

en worden doorgenummerd. De meeste proeven zijn practicumproeven. De laatste van de proeven bij elk hoofdstuk is vaak een onderzoeksopdracht en/of een ontwerpopdracht (dat kunt u aan de titel zien). Overigens is niet bij elk hoofdstuk een onderzoeks- of ontwerpopdracht aanwezig.

Achter de tussenkopjes in de leestekst wordt aangegeven welke proef relevant is bij het onderwerp dat dan aan de orde is.

Practicumproeven

Het grootste deel van de proeven zijn ‘gewone’ practicum- proeven die de leerlingen uitvoeren met behulp van practi- cumapparatuur op school. Ze kunnen verschillende doelen hebben:

– Bij sommige proeven gaat het erom dat de leerlingen leren werken met bepaalde apparatuur, zoals een maatcilinder, een brander of een spanningsmeter. Zie bij- voorbeeld proef 3 Werken met een brander in hoofdstuk 2.

– Andere proeven ondersteunen de begripsontwikkeling.

U kunt ze gebruiken als een inleiding op, of een illustratie bij de theorie. Dat geldt bijvoorbeeld voor proef 5 Werken met de onderdompelmethode en de proeven 7 en 8 over het bepalen van dichtheid in hoofdstuk 2.

In paragraaf 1.2 vindt u uitgebreidere informatie over het inzetten van de practicumproeven.

Onderzoeksopdrachten

Bij de onderzoeksopdrachten voeren de leerlingen – min of meer zelfstandig – een eigen onderzoek uit. Een voor- beeld is proef 9 Een onderzoek uitvoeren: zout in de pol- der in hoofdstuk 2. Deze opdrachten sluiten aan bij kern- doel 28 waarin staat dat leren onderzoek doen een belangrijke doelstelling is van het vak natuur- en scheikunde.

Zie hierover ook de kerndoelen 32 en 33.

Zie voor meer informatie paragraaf 1.3.

Ontwerpopdrachten

Tot slot zijn er ook ontwerpopdrachten, waarbij leerlingen zelf een product of systeem ontwerpen en bouwen.

Het onderdeel ontwerpen staat bij Nask vaak nog in de kinderschoenen en voor een bevredigende inzet van deze

(5)

opdrachten is enige inleiding in de theorie van het ontwerpen gewenst. Deze kunt u bijvoorbeeld vinden op de site www.techniek12plus.nl

Maak zelf uw keuze

Het is waarschijnlijk niet haalbaar dat de leerlingen alle practicumproeven en opdrachten uitvoeren. Daarvoor is het aanbod in de methode te groot. We gaan ervan uit dat u zelf een keuze maakt uit dat aanbod, naar gelang de mogelijkheden op uw school en uw eigen didactische voorkeur.

Er is rekening mee gehouden dat u sommige proeven zult overslaan. De paragrafen met leerstof veronderstellen niet dat de leerlingen de bij te tekst genoemde proeven hebben uitgevoerd.

1.1.6 Demonstratieproeven

Demonstratieproeven zijn proeven die de docent uitvoert, terwijl de klas toekijkt. Hoogstens verlenen enkele leerlingen assistentie.

In het leeropdrachtenboek worden als regel geen demonstratieproeven beschreven. Een demonstratie verliest veel van haar ‘attentiewaarde’ als de leerlingen van tevoren kunnen lezen wat er gaat gebeuren. Daarom zijn de demonstratieproeven opgenomen in de docentenhandleiding bij de behandeling van de afzonderlijke hoofdstukken.

De demonstratieproeven zijn niet bedoeld als vervanging van de leerlingenpractica, maar als aanvulling daarop.

Vaak zal een demonstratieproef kunnen dienen om de uitleg van een stuk leerstof te verduidelijken en te verle- vendigen.

1.1.7 Opgaven

Bij elke paragraaf staan een tiental opgaven. Een deel daarvan kan men bestempelen als leerstofopgaven. Deze opgaven doen een beroep op het geheugen van de leerlingen. Het gaat erom dat ze een stukje leerstof zonder fouten reproduceren. Leerlingen die het moeilijk vinden om een paragraaf nauwkeurig te lezen, worden door deze vragen nog eens met hun neus op de leerstof gedrukt.

De andere opgaven kan men bestempelen als toepassingsopgaven. Dit zijn oefeningen in het toepassen van de leerstof. Een deel van deze opgaven is bedoeld om deel- vaardigheden te oefenen, zoals:

– een maatcilinder aflezen;

– de dichtheid berekenen;

– een teruggekaatste lichtstraal tekenen.

De leerlingen moeten daarnaast ook leren om moeilijkere (meer realistische, minder voorgebakken) problemen op te lossen. De moeilijkste toepassingsopgaven zijn met een

1.1.8 Plusstof

Elke paragraaf in het leeropdrachtenboek (uitgezonderd hoofdstuk 1) wordt afgesloten met het onderdeel Plus. De plusstof geeft achtergrondinformatie bij de gewone leer- stof: toepassingen of interessante aspecten die de ‘gewo- ne’ leerstof in een breder kader zetten. Meestal is de plusstof iets moeilijker dan de gewone leerstof. Bij elke Plus horen enkele opgaven; deze komen na de ‘gewone’ opga- ven.

Het is aan u om deze leerstof al dan niet te behandelen en te toetsen. Onmisbaar is deze stof niet: de gewone leerstof valt ook zonder de plusstof goed te begrijpen. Sommige onderwerpen uit de Plussen zullen in klas 3 aan de orde komen als reguliere stof.

U kunt de plusstof op twee manieren inzetten. Wanneer u de leerlingen vaak zelfstandig laat werken, kunt u met de plusstof tempoverschillen opvangen. U laat de plusstof dan alleen door de snellere leerlingen maken (als een vorm van tempodifferentiatie).

Wanneer u als regel klassikaal werkt, kunt u de plusstof gebruiken als aanvulling op de gewone leerstof.

Zo kunt u een programma op maat samenstellen, rekening houdend met het niveau van de individuele leerling.

1.1.9 Praktijkartikel

Aan het einde van elk hoofdstuk vindt u een praktijkartikel.

Deze tekst is wat speelser opgemaakt, als een artikel in een populairwetenschappelijk tijdschrift.

Het praktijkartikel gaat vaak over een praktische toepassing van natuur- of scheikunde, aansluitend bij wat in het hoofdstuk behandeld is. Als regel wordt een situatie uit het dagelijks leven of de wetenschap besproken.

Het artikel wordt afgesloten met twee of drie opgaven.

Het praktijkartikel is een goede voorbereiding op het zogenaamde contextdenken, iets wat in de bovenbouw van havo en vwo van de leerling wordt verlangd en standaard in Nova wordt ingezet.

1.1.10 Test Jezelf

Aan het einde van elk hoofdstuk is een oefentoets opgenomen: de Test Jezelf. Met deze oefentoets kunnen de leerlingen zelf nagaan in hoeverre ze de leerstof beheersen. Desgewenst kunt u de oefentoets door alle leerlingen laten maken, als diagnostische toets.

In de opgaven van de oefentoets wordt een groot deel van de leerstof ‘op niveau’ getoetst. De uitslag geeft daardoor een betrouwbaar beeld van wat de leerlingen kennen en kunnen. De oefentoets dekt een groot deel van de leerstof maar niet de hele stof. Het is goed de leerlingen daarop te

(6)

Elke Test Jezelf begint met 15 of 16 gesloten vragen. Deze vragen komen ook terug in de digitale oefentoets. Het tweede deel van de oefentoets bestaat uit open opgaven. Deze opgaven lenen zich niet goed voor digitale verwerking.

1.1.11 Kennisbasis

In april 2014 is de Kennisbasis Natuurwetenschappen en Technologie verschenen, een richtinggevend leerplan- kader voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs.

Deze Kennisbasis is in opdracht van OCW ontwikkeld door SLO. Een kennisbasis is richtinggevend en heeft tot doel

‘een uitwerking te geven aan de kerndoelen en daarmee richting te geven aan het curriculum’ en ‘scholen meer richting te bieden en tegelijkertijd voldoende vrijheid voor eigen uitwerking op schoolniveau’. Het doel van het op- stellen van de Kennisbasis is onder andere ‘dat scholen – bij voorkeur al vanaf het eerste leerjaar – meer tijd en aandacht in de onderbouw besteden aan science…’.

Doel van de Kennisbasis is een bijdrage te leveren aan de verbetering van de leeropbrengst, in internationaal per- spectief (PISA) en met het oog op het onderwijs in de bovenbouw (vmbo en havo-vwo). Dit alles zonder verplich- tingen voor scholen ten aanzien van de wijze van realise- ring (het ‘hoe’). De veronderstelling is dat een zekere mate van concretisering van de huidige kerndoelen scholen en educatieve partners kan ondersteunen bij het realiseren van die ambitie en (meer) richting, (meer) inspiratie en tevens voldoende ruimte kan bieden voor curriculaire uitwerkingen op schoolniveau. Daarnaast heeft de Kennisba- sis ook tot doel bij te dragen aan een betere oriëntatie in de onderbouw op bètatechnische en technologische profielen. Hierdoor kan een bewuste keuze voor dergelijke profielen in de bovenbouw van het vmbo en havo/vwo gestimuleerd worden. Dit sluit aan bij de afspraken die de overheid en het bedrijfsleven in 2013 hebben vastgelegd in het Techniekpact.

Bij de ontwikkeling van deze editie van Nova is zo veel als mogelijk rekening gehouden met deze Kennisbasis. U kunt de integrale Kennisbasis voor Natuurwetenschappen en Technologie in de onderbouw van het voortgezet onderwijs downloaden via:

http://www.slo.nl/downloads/2014/kennisbasis-

natuurwetenschappen-en-technologie-voor-de-onderbouw- vo.pdf/

1.2 Proeven

1.2.1 Algemeen

Zoals al eerder gezegd, hoort bij de hoofdstukken 2 t/m 8 een aantal proeven (practicumproeven, onderzoeks-

opdrachten, ontwerpopdrachten). Deze zijn te vinden in het onderdeel Practicum. De tijd die voor het uitvoeren van een proef nodig is, varieert van proef tot proef; een indicatie is te vinden achter de titel van elke proef. Over de onderzoeksopdrachten kunt u meer lezen in paragraaf 1.3.

We adviseren om elke practicumproef zorgvuldig in te leiden en na te bespreken. Dat voorkomt dat zij los komen te staan van het lesgebeuren en een te laag leerren- dement hebben.

Elke proef start met een korte inleiding waarin wordt aangegeven welke kennis bekend verondersteld wordt. De doelstelling staat expliciet vermeld onder het kopje ‘Doel’.

Dat maakt het gemakkelijker om de koppeling met de leerstof te maken.

1.2.2 Organisatie

Voor het slagen van een practicumproef is een goede organisatie een eerste vereiste. Wij hebben goede erva- ringen met de volgende manier van werken.

1 Inleiding

De docent vertelt kort:

a wat het doel is van de proef en welke relatie er met de leerstof bestaat;

b eventueel, hoe de leerlingen bepaalde belangrijke han- delingen moeten uitvoeren (bijvoorbeeld hoe ze een maatcilinder moeten aflezen);

c waar de leerlingen het practicummateriaal kunnen vinden en waar ze dat materiaal na afloop weer moeten opbergen.

2 Uitvoering

De leerlingen voeren (bij voorkeur in groepen van twee) de proeven uit, en beantwoorden de bijbehorende vragen. Ze doen dat als regel zelfstandig, met weinig of geen be- geleiding. Na afloop van de proef bergen ze het practicummateriaal weer op.

3 Afsluiting

De docent bespreekt met de leerlingen wat de resultaten zijn (voor zover ze die al uitgewerkt hebben) en laat ze een relatie leggen met het doel van de proef. Daarna lezen de leerlingen de paragraaf waar de proef bij hoort en beginnen met het maken van de opgaven. Wat ze niet af krijgen, is huiswerk voor de volgende les.

Deze wijze van werken maakt het mogelijk om tempoverschillen tussen de leerlingen zonder veel problemen op te vangen.

1.2.3 Instructies en vragen

De teksten van de proeven bestaan uit instructies en vragen. De instructies zijn zo duidelijk geformuleerd dat de

(7)

meeste leerlingen geen hulp nodig hebben. Het is niet nodig de leerlingen voortdurend te assisteren.

Bij veel practicumproeven zult u min of meer de handen vrij hebben. Er is dus tijd om met de leerlingen in gesprek te gaan en ze aan het denken (reflecteren) te zetten. We adviseren om de leerlingen regelmatig te vragen ‘waar het nu eigenlijk om gaat’. U zou daarvoor enkele gerichte vragen achter de hand kunnen houden. Dat voorkomt dat de leerlingen braaf doen wat er staat, zonder er veel van op te steken.

De (genummerde) vragen geven aan, waar de leerlingen tijdens de practicumproef op moeten letten. Meestal wordt de leerlingen ook gevraagd om een conclusie te trekken.

Het is niet nodig om in de nabespreking alle antwoorden na te lopen. Vaak is het voldoende dat u samen met de klas nagaat of het doel van de proef is bereikt.

1.2.4 Een verslag maken

Het is aan te raden om de leerlingen naast het beantwoorden van de vragen regelmatig een verslag te laten schrijven. In Vaardigheid 14 achter in het leeropdrachtenboek staat aan welke eisen zo’n verslag moet voldoen.

Vanzelfsprekend kan ook van onderzoeks- en ontwerpopdrachten een verslag gemaakt worden.

De volgende proeven zijn geschikt om er de leerlingen een verslag van te laten maken: 2.3 (werken met een brander), 2.7 en 2.8 (de dichtheid bepalen), 3.5 (een koud makend mengsel), 3.7 (regenmeter), 4.3 (luchtdruk en tegendruk), 5.1 (geleiders en isolatoren), 5.4 (experimenteren met een schakelaar), 5.7 (parallelschakeling), 5.8 (mistlampschake- ling), 6.1 en 6.2 (bewegingen bestuderen), 6.4 (remweg), 6.5 (kreukelzone), 7.5 (frequentie van een trilling) en 8.2 (spectra van lampen).

1.3 Onderzoeksopdrachten

1.3.1 Algemeen

De practicumproeven in Nova schrijven precies voor wat de leerlingen moeten doen; het zijn, op een enkele uitzon- dering na, echte kookboekpractica. De methode biedt daarnaast ook mogelijkheden om de leerlingen zelf (open) onderzoek te laten doen. Dat gebeurt in de onderzoeksopdrachten die u vindt aan het eind van het onderdeel Practicum (in hoofdstuk 2, 3, 4, 6, 7 en 8). Zo’n onderzoeksopdracht is veel minder voorgestructureerd dan de practicumproeven.

Het gaat er bij de onderzoeksopdrachten niet om de leer-

andere manieren van lesgeven meer geschikt. De onderzoeksopdrachten richten zich vooral op algemene vaar- digheidsdoelen zoals het aanleren van onderzoeksvaardigheden, zelfstandig leren werken en leren samenwer- ken.

Het doen van onderzoek past uitstekend bij de kerndoelen voor de onderbouw. Zie bijvoorbeeld kerndoel 28: ‘De leerling leert een eenvoudig onderzoek uit te voeren over een natuurwetenschappelijk onderwerp en de uitkomsten daarvan te presenteren’ en kerndoel 32: ‘De leerling leert onderzoek doen aan natuurkundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging en krachten’.

Voor veel docenten is het laten verrichten van open onderzoek door een klas iets nieuws. Daarom gaan we in deze handleiding uitgebreid in op de vraag hoe je (een deel van) de leerlingen in klas 1 en 2 open onderzoek kunt laten doen.

1.3.2 Leren onderzoeken

Als leerlingen onderzoek doen, zoeken ze naar het antwoord op een onderzoeksvraag. In het ideale geval bedenken ze die vraag zelf en voeren het onderzoek ook zelfstandig uit, zonder hulp van de docent. In dat geval is het onderzoek helemaal ‘open’.

Van leerlingen in het eerste en tweede leerjaar kunt u niet verwachten dat ze alles meteen zelf kunnen, ze zullen het doen van onderzoek moeten leren. We raden dan ook aan om de onderzoeksvaardigheden stapsgewijs aan te bieden. De eerste keer kunt u de leerlingen een kant-en-klare onderzoeksvraag voorleggen en ze vertellen welke apparatuur ze moeten gebruiken. Naarmate de leerlingen meer ervaring opdoen, kunt u ze meer vrijheid geven om zelf te kiezen.

Onderzoek hoeft niet veel tijd te vragen. Wij denken dat u met één ronde in leerjaar 2 en één ronde in leerjaar 3 al een heel eind komt. Het gaat er ook niet om dat de leerlingen volleerde onderzoekers worden. Er is al heel wat bereikt als ze in de praktijk hebben ervaren wat onderzoek doen inhoudt.

In de onderzoeksopdrachten vindt u onderzoeksvragen die direct aansluiten bij de leerstof. Deze vragen zijn vooral bedoeld om de leerlingen op weg te helpen. Leerlingen kunnen zo’n vraag overnemen of een variant daarop bedenken; ze kunnen ook met een eigen idee komen. In dat laatste geval moeten ze wel zorgvuldig begeleid worden bij het formuleren van de onderzoeksvraag.

De onderzoeksopdrachten hebben dezelfde opbouw als de leerlingproeven, maar geven de leerlingen veel meer ruimte. Waar de leerlingproeven dicht bij de leerstof blijven en hoogstens enkele zaken open laten, nemen de leerlingen bij een open onderzoek zelf het initiatief.

(8)

1.3.3 Organisatie

Bij het doen van onderzoek doorlopen de leerlingen een aantal fasen.

1 Het formuleren van de onderzoeksvraag

Om te beginnen moeten de leerlingen een vraag formuleren die (a) duidelijk is en (b) door hen ook beantwoord kan worden. Veel leerlingen vinden deze fase van het onderzoek het lastigst. Het ontbreekt hen nogal eens aan de nodige realiteitszin, inventiviteit en inspiratie.

In deze fase praat de docent veel met de leerlingen, maar zonder ze ‘voor te zeggen’. De leerlingen zullen zelf een vraag moeten formuleren die een succesvol onderzoek garandeert; de docent begeleidt alleen. U leert dit het beste begeleiden door het gewoon een aantal keren te doen.

Vaak werkt het goed de leerlingen een hypothese of ver- onderstelling te laten formuleren: ‘Wat denk je dat eruit komt en waarom denk je dat?’ Zo brengt u de leerlingen ertoe na te denken over de ‘reikwijdte’ van hun vragen.

2 Het maken van een werkplan

Nadat hun onderzoeksvraag is goedgekeurd, maken de leerlingen een werkplan. In Vaardigheid 1 staat een handleiding voor het doen van onderzoek, waarin onder andere wordt uitgelegd wat er in een werkplan moet staan. Ze bedenken welke grootheden ze gaan meten, hoe hun proefopstelling eruit komt te zien en welke apparatuur ze nodig hebben. In dit stadium moeten de leerlingen goed letten op de validiteit van hun onderzoek: hebben we de juiste instrumenten gekozen, hebben we alle variabelen onder controle, enzovoort.

3 Het uitvoeren van het onderzoek

In deze fase voeren de leerlingen hun onderzoek uit.

Meestal zijn ze daar een of twee lessen mee bezig.

4 Het verwerken van de resultaten

Hiervoor kunt u de leerlingen verwijzen naar Vaardigheid 13: Werken met tabellen en grafieken.

5 Het presenteren van de resultaten

Het maken van een verslag is een goede manier om de uitkomsten van een onderzoek te presenteren. Bij de vaardigheden staat een handleiding voor het maken van verslagen (Vaardigheid 14). U kunt er ook voor kiezen om enkele groepjes leerlingen een presentatie te laten verzor- gen. Het maken van posters of filmpjes kan ook een geschikte manier zijn om de leerlingen hun onderzoeksre- sultaten aan elkaar te laten presenteren.

U kunt ervoor kiezen om aan het einde van het schooljaar tijd in te ruimen voor het laten doen van eigen onderzoek door uw leerlingen. U kunt dan de volgende werkwijze hanteren:

a De leerlingen vormen groepjes van maximaal drie personen. Elke groep kiest een van de onderzoeksopdrachten uit de behandelde hoofdstukken. Deze keuze moet voor een bepaalde datum aan u worden door- gegeven. U kunt de leerlingen ook zelf vragen laten bedenken als ze dat wensen.

b Vervolgens laat u de leerlingen thuis een werkplan maken met daarin: (a) de onderzoeksvraag, (b) de hypothese, (c) de proefopstelling en (d) de benodigde materialen. Hiervoor zou u ze een week de tijd kunnen geven.

c De werkplannen worden nu door u bekeken. U inventa- riseert welke apparatuur en materialen ze nodig hebben en laat die klaarzetten. Als de leerlingen materialen willen gebruiken die niet op school aanwezig zijn, geeft u ze een seintje. Ze zullen die zelf van huis moeten mee- nemen.

d Als alles rond is, spreekt u een onderzoeksles met de leerlingen af. In die les voeren de leerlingen hun onderzoek uit.

e De leerlingen schrijven thuis een verslag en leveren dat een week later in. Het verslag wordt door u nagekeken en van commentaar voorzien. Een alternatief is het laten maken van een poster of filmpje. De resultaten kunnen dan in een les getoond en besproken worden.

1.3.4 Beoordeling

Bij de beoordeling van de onderzoeksopdrachten kunt u kijken naar de inhoud van het onderzoek (het resultaat) en de manier waarop het onderzoek is verlopen (het proces).

Bij de inhoud gaat het om zaken als:

– Is het onderzoek natuur- en scheikundig gezien correct?

– Is er een antwoord op de onderzoeksvraag gegeven?

– Is het verslag een heldere en complete weergave van het onderzoek?

Bij het proces spelen zaken een rol als:

– Hoe was de samenwerking tussen de groepsleden?

– Is er efficiënt gewerkt?

– Is er creatief gewerkt?

– Is er zelfstandig gewerkt?

Maak van tevoren een (niet al te gedetailleerd) beoorde- lingsschema waarin u die zaken kunt waarderen die u zelf belangrijk vindt. We raden aan om dit schema ook aan de leerlingen te laten zien, zodat ze weten wat u van hen verwacht en op welke aspecten u bij de beoordeling de nadruk legt.

(9)

1.3.5 Plannen

Docenten vinden het vaak moeilijk om onderzoeksopdrachten in te passen in hun lesprogramma. Als oorzaken noemen ze:

– gebrek aan materialen en werkruimten;

– een overladen programma;

– de grote tijdsinvestering;

– onervarenheid.

Over enkele van deze problemen is hierboven al iets gezegd. Docenten die beschikken over uitstekende practi- cumruimten en een vindingrijke onderwijsassistent, zijn natuurlijk in het voordeel. Toch moeten de problemen niet overschat worden. Open onderzoek kan met eenvoudig materiaal gedaan worden, dat voor een deel door de leerlingen zelf kan worden meegebracht. Voor het uitvoeren van de onderzoeken is lang niet altijd een echt practi- cumlokaal nodig. Het begeleiden van onderzoeksopdrachten blijken docenten in de praktijk snel onder de knie te krijgen; je moet het gewoon een paar keer gedaan hebben.

Bij de jaarplanning van uw lessen kunt u tijd inruimen voor open onderzoek. Het ligt voor de hand om de benodigde tijd vrij te maken door wat minder aan de practicumproe- ven te doen. De flexibele opzet van Nova geeft u de gele- genheid daarin zelf keuzes te maken.

Indien u aan alle aspecten van de (richtinggevende) Ken- nisbasis wilt voldoen, is aanvang met het programma in leerjaar 1 onvermijdelijk. Ook dient u in dat geval rekening te houden met – vaak arbeidsintensieve – ontwerpopdrachten (zie paragraaf 1.1.5).

Het begeleiden van onderzoek vraagt meer van een do- cent dan ‘gewoon’ lesgeven. We adviseren daarom om de periodes met onderzoeksopdrachten zorgvuldig in te plannen. Als u lesgeeft aan verschillende onderbouwklassen, kunt u ervoor kiezen om het onderzoek te spreiden: u begint pas met een nieuwe klas als de vorige helemaal klaar is. Zo voorkomt u dat u alles tegelijk moet doen.

1.4 De digitale oefenomgeving van Nova

In dit hoofdstuk staat de inhoud van het digitale platform (de online oefenomgeving) beschreven en hoe u er in de les mee kunt omgaan. Op de website zelf vindt u nog een gebruikershandleiding met informatie over de werking van de site en over klassenmanagement.

1.4.1 Licenties

Toegang via licenties

De digitale oefenomgeving van Nova is beschikbaar via licenties voor leerlingen en docenten. De school schaft voor elke leerling jaarlijks één pakket aan met daarin het practicumboek en de leerlinglicentie voor het digitaal platform.

De licentie ‘Volledig digitaal’ kunt u gebruiken als u zonder boeken wilt werken en leerlingen in de klas de beschikking hebben over tablets of computers. Deze licentie bevat een digitale versie van het leeropdrachtenboek én de leerlinglicentie met de digitale versie van de opgaven.

Inhoud van de licenties

De digitale leeromgeving van Nova kent in augustus 2014 de inhoud zoals weergegeven in onderstaand schema. In de komende jaren zal het platform wijzigingen en aanvul- lingen ondergaan. Hierover informeren wij u in onze nieuwsbrief, waarop u zich kunt inschrijven via de website van Nova.

De inhoud van de digitale oefenomgeving volgt de inhoud van de boeken. Alle hoofdstukken in de boeken vindt u terug op het platform. U klikt op een hoofdstuk en daarna op een paragraaf van het hoofdstuk, waarna u verder kunt met de verschillende onderdelen binnen een paragraaf.

onderdeel docent leerling toelichting

lesstof X X* identiek aan lesstof in boek; zie par. 1.4.2 verwerkings-

opdrachten

X X gebaseerd op de

opgaven in boek;

zie par. 1.4.3

oefenen X X gebaseerd op geslo-

ten vragen in Test Jezelf; zie par. 1.4.4 V-trainer X X vaardigheden inslij-

pen; zie par. 1.4.4 dashboard X X overzicht resultaten

leerlingen;

zie par. 1.4.5

eindtoetsen X via Wintoets of down-

load van een pdf/Word-bestand;

zie par. 1.4.6 extra

materiaal

X handleiding, uitwer-

kingen in Word en pdf, werkbladen;

zie par. 1.4.6

* Voor leerlingen is de lesstof alleen beschikbaar in de leerlinglicentie Volledig digitaal.

(10)

1.4.2 Lesstof

Het onderdeel Lesstof bevat op paragraafniveau de inhoud van de leeropdrachtenboeken van Nova. In het schooljaar 2014-2015 is dit in de vorm van een pdf van de leeropdrachtenboeken. Deze kunt u niet bewerken.

1.4.3 Verwerkingsopgaven

Het onderdeel Verwerkingsopgaven bevat op paragraafniveau de opgaven uit het leeropdrachtenboek. Alle vraag- nummers komen overeen, zodat u gemakkelijk in beide media tegelijk kunt werken.

Bij de Verwerkingsopgaven worden vrijwel alle opgaven uit het boek in digitale vorm aangeboden. Dit kan zijn als open vraag of als gesloten vraag. Alleen de tekenopdrach- ten, opgaven met knipbladen en de proeven zijn (met de huidige stand van de techniek) nog niet volledig digitaal te maken. Deze worden aangeboden als download, of leerlingen kunnen ze maken in het practicumboek.

U kunt de antwoorden als docent zelf nakijken, zo houdt u de volledige regie. U kunt er ook voor kiezen om de antwoorden door de leerlingen zelf te laten nakijken. De leerling krijgt dan een voorbeeld-antwoord te zien, en kan zijn eigen antwoord beoordelen als goed, gedeeltelijk goed, of niet goed.

Als docent kunt u bepalen wanneer leerlingen de antwoorden op de opgaven kunnen bekijken: direct als zij aan de opgaven werken, of op een later, door u te bepalen tijdstip.

U kunt ervoor kiezen de opgaven gezamenlijk klassikaal na te kijken. Bij het klassikaal bespreken kunt u de juiste antwoorden laten zien en de antwoorden van (enige van) de leerlingen. Raadpleeg de gebruikershandleiding bij het platform voor deze toepassing.

U kunt de resultaten van leerlingen volgen in het docentendashboard (paragraaf 1.4.5).

1.4.4 Oefenen

Het onderdeel Oefenen bevat een serie vragen op paragraafniveau. Hiermee kunnen leerlingen controleren of zij de stof van de paragraaf voldoende beheersen.

De basis voor het oefenen zijn de gesloten vragen uit de Test Jezelf in het leeropdrachtenboek, maar er zijn een paar verschillen. In het boek kunnen leerlingen alleen oefenen als afronding van een hoofdstuk. Bij het digitale oefenen kunnen leerlingen oefenen na elke paragraaf.

Daarnaast zijn de vragen bij het oefenen gesloten, zodat de computer ze automatisch kan nakijken. Dit biedt een groot voordeel: adaptiviteit.

Adaptiviteit houdt in dat het niveau van de oefentoets zich aanpast aan het niveau van de leerling. Het systeem houdt het resultaat van leerlingen bij en zal automatisch nieuwe vragen aanbieden als er fouten worden gemaakt. Door deze ‘spiegelvragen’ zal een leerling die veel fouten maakt

meer oefening krijgen dan een leerling die de stof beter beheerst. Zo krijgt elke leerling een training op maat.

Na het maken van een opgave kan de leerling zijn ant- woorden nakijken door op de knop ‘Controleer vraag’ te klikken. Hij ziet welke vragen hij goed en fout heeft gemaakt. Bij de foute vragen zit vaak feedback. Dit kan uitgebreidere feedback zijn (bij vragen op het niveau van toepassing en inzicht), of door het tonen van de goede antwoorden (bij reproductie). Door dit te lezen kan de leerling een eventuele spiegelvraag in een later stadium wél goed beantwoorden.

Onder aan het scherm wordt de score bijgehouden in de vorm van een percentage. Dit percentage loopt op naarmate de leerling meer correcte antwoorden geeft. Bij 100%

of iets daaronder kan de leerling ervan uitgaan dat hij goed voorbereid is voor de eindtoets.

Het aantal vragen is gelimiteerd tot zo’n 12-15 vragen per paragraaf, inclusief de spiegelvragen. Daarom is het niet vanzelfsprekend dat leerlingen een 100% score behalen.

Als het percentage laag blijft, is het verstandig dat de leerling extra aandacht besteedt aan de paragraaf.

Als docent kunt u de vorderingen van uw leerlingen volgen op het docentendashboard (zie paragraaf 1.4.5).

Overhoring

De overhoring is een oefentoets op hoofdstukniveau, te vergelijken met de Test Jezelf in het boek. In deze toets komen de vragen uit het onderdeel Oefenen opnieuw naar voren. Er wordt steeds een groep van 12-16 willekeurige vragen aan de leerling gepresenteerd, verspreid over verschillende paragrafen. De leerling ziet of hij de vraag goed of fout heeft beantwoord.

Er wordt geen score opgeslagen. De docent ziet niet óf en hoe de leerling de overhoring heeft gemaakt. Leerlingen kunnen hier dus ‘vrij’ oefenen voor een toets zonder dat iemand meekijkt.

V-trainer

Naast de vaardigheden in het boek, biedt Nova ook vaar- digheidstrainers aan: de V-trainer. Hiermee kunnen leerlingen basisvaardigheden oefenen waar ze regelmatig problemen mee hebben (zoals het omrekenen van een- heden of het gebruik van meetinstrumenten). Daardoor verloopt het leerproces efficiënter wanneer deze vaardigheden in een later stadium moeten worden aangesproken.

1.4.5 Het docentendashboard

Het digitale platform kent verschillende manieren waarop resultaten zichtbaar worden:

– Leerlingen kunnen op paragraafniveau zien welke onderdelen zij afgerond hebben en hoe het leerproces vordert.

– Docenten kunnen de resultaten van leerlingen op diverse manieren volgen:

 De resultaten van individuele leerlingen voor de Ver- werkingsopgaven en Oefenen. Met deze informatie

(11)

kunt u eenvoudig inspelen op niveauverschillen tussen leerlingen.

 De Verwerkingsopgaven die relatief goed of slecht gemaakt zijn; met deze informatie kunt u snel consta- teren welke opgaven moeilijk werden bevonden en deze van extra uitleg voorzien.

Docentendashboard Verwerkingsopgaven

Bij het dashboard Verwerkingsopgaven kunt u de resultaten van de leerlingen zien bij het maken van de digitale verwerkingsopdrachten. Deze resultaten bestaan niet uit een score, maar geven een indicatie van het niveau van de antwoorden. Een groen bolletje staat voor goed, oranje staat voor gedeeltelijk goed, en rood staat voor onvol- doende. Een blauw bolletje geeft weer dat de vraag is gemaakt.

In de horizontale balk kunt u zien hoe goed de leerling heeft gepresteerd. U kunt ook zien hoe goed de vraag door de gehele klas is gemaakt, door deze ‘verticaal’ te bekijken. Als docent kunt u ook antwoorden van leerlingen op opgaven bekijken. Dit kunt u doen vanuit het dashboard zelf (bijvoorbeeld een vaak fout gemaakte opgave), of vanuit de digitale opgaven. U kunt zowel de antwoorden van individuele leerlingen bekijken, als de verschillende antwoorden van leerlingen bij een specifieke opgave.

Docentendashboard Oefenen

Bij het dashboard Oefenen kunt u zien hoe leerlingen de oefeningen op paragraafniveau hebben gemaakt. De resultaten worden weergegeven als percentages, die een indicatie geven in hoeverre de leerling klaar is voor de eindtoets.

1.4.6 Extra materiaal

In de docentenlicentie vindt u diverse downloads van extra materiaal.

onderdeel format

uitwerkingenboek pdf, Word docentenhandleiding pdf, Word

eindtoetsen pdf, Word, Wintoets

werkbladen (voor de teken- opdrachten)

pdf

invulbare practica pdf, Word

Eindtoetsen

In de docentenlicentie vindt u alle eindtoetsen bij Nova onderbouw. Deze eindtoetsen zijn er als download in Word en pdf en in Wintoets/Quayn-formaat.

Door de samenwerking met toetsexpert Bureau ICE is Malmberg in staat goede toetsen en goed lesmateriaal te combineren. Samen hebben we een brede kennis van de vakinhouden en behoeftes van docenten (Malmberg) én een grote ervaring en expertise op het gebied van toetsconstructie en -kwaliteit (Bureau ICE).

Een hulpmiddel om de validiteit van toetsen te borgen, is het gebruiken van een standaard taxonomie: een indeling in vraagniveaus. Wordt met een vraag getoetst of een leerling bepaalde kennis uit zijn hoofd heeft geleerd of wordt getoetst of de leerling deze kennis ook kan toepassen? Door het gebruiken van een taxonomie kan ervoor gezorgd worden dat het niveau van een toets in zijn ge- heel en toetsvragen afzonderlijk aansluiten bij het leerjaar waar de leerling zich in bevindt.

1.4.7 Combineren van folio en digitaal

U kunt in uw lespraktijk op verschillende manieren werken met de digitale oefenomgeving. Deze mogelijkheden worden sterk bepaald door de beschikbaarheid van ICT tijdens de les: een computer, tablet of smartphone. Daar- naast is een goede wifivoorziening noodzakelijk en hebben computers recente versies van webbrowsers nodig. Deze systeemeisen vindt u terug in de gebruikershandleiding van het digitaal platform.

Wij zien de volgende scenario’s voor ons (zie volgende bladzijde).

(12)

Scenario Leermaterialen Beschrijving les Elke leerling gebruikt

een eigen tablet of lap- top in de klas.

Licentie Volledig digitaal

Schrift/multomap, werkbladen

 Docent legt theorie uit en gebruikt daarvoor een digibord met de onderdelen Lesstof en/of ander materiaal.

 Leerlingen maken zelfstandig de opgaven, grotendeels op hun device en voor een deel in hun schrift en/of een gedownload werkblad. De docent volgt hun vorderingen in de klas en via het dashboard. De docent bepaalt of en wanneer leerlingen de gemaakte opdrachten digitaal kunnen nakijken.

 Bij het bespreken van de opgaven kan de docent de antwoorden van leerlingen laten zien op het smartboard.

 Leerlingen maken thuis het onderdeel Verwerken af; zij gebruiken Oefenen en/of Overhoring om zichzelf te controleren of zich voor te bereiden op eindtoets of SO.

Leerlingen gebruiken hun smartphone in de klas.

Leeropdrachten- boek en/of leerlinglicentie, schrift

 Docent legt theorie uit en gebruikt daarvoor een digibord met de onderdelen Lesstof of ander materiaal. Bij gebrek aan een digibord kan het leeropdrachtenboek worden gebruikt.

 Leerlingen maken zelfstandig de opgaven in het leeropdrachtenboek. Zij kijken hun werk na met behulp van het uitwerkingenboek.

Als docent kunt u ervoor kiezen (een deel van) de opgaven digitaal te laten maken en nakijken, als huiswerk. De antwoorden kunt u vervolgens klassikaal bespreken. Op het smartboard kunt u de juiste antwoorden en de antwoorden van leerlingen laten zien. Door de opgaven thuis te laten maken, kunt u in de les meer tijd besteden aan bijvoorbeeld de practica.

 U kunt ervoor kiezen leerlingen met de smartphone te laten werken. Dit is vooral nuttig als u ze tijd wilt geven om zich voor te bereiden op de toets. Ze kunnen de smartphone gebruiken voor de onderdelen Oefenen en Verwerken. Door leerlingen in de klas met Oefenen te laten werken, kunt u resultaten controleren en moeilijk bevonden onderwerpen nog eens uitleggen.

 Leerlingen gebruiken buiten de klas een computer of tablet voor de digitale onderdelen Oefenen en/of Overhoring om zichzelf te controleren of zich voor te bereiden op eindtoets of SO.

Leerlingen gebruiken computer, tablet of smartphone buiten de klas

Leeropdrachten- boek en/of leerling licentie, schrift

 Docent legt theorie uit en gebruikt daarvoor een digibord met de onderdelen Lesstof of ander materiaal. Bij gebrek aan een digibord kan het leeropdrachtenboek worden gebruikt.

 Als docent kunt u ervoor kiezen de opgaven digitaal te laten maken en nakijken, als huiswerk. De antwoorden kunt u vervolgens klassikaal bespreken. Op het smartboard kunt u de juiste antwoorden en de antwoorden van leerlingen laten zien. Door de opgaven thuis te laten maken, kunt u in de les meer tijd besteden aan bijvoorbeeld de practica.

 Leerlingen gebruiken buiten de klas een computer, tablet of smartphone voor de digitale onderdelen Oefenen en/of Overho- ring om zichzelf te controleren of zich voor te bereiden op eindtoets of SO.

(13)

1.5 Planning

We kunnen niet gedetailleerd aangeven hoeveel tijd u voor de behandeling van elk hoofdstuk en elke paragraaf moet uittrekken. U kunt meer of minder aan practicum doen, alle opgaven laten maken of een keuze daaruit, wel of niet de plusstof en de extra (praktijk)paragraaf behandelen enzovoort. Ook zult u met de ene klas sneller kunnen werken dan met de andere. Daarom vindt u hieronder niet meer dan een globale tijdsplanning.

hoofdstuk 1 week 1 hoofdstuk 2 week 2 t/m 7 hoofdstuk 3 week 8 t/m 13 hoofdstuk 4 week 14 t/m 19 hoofdstuk 5 week 20 t/m 25 hoofdstuk 6 week 26 t/m 31 hoofdstuk 7 week 32 t/m 37 hoofdstuk 8 week 38 t/m 43

U hebt dan als docent zes weken per regulier hoofdstuk, ruwweg als volgt te verdelen:

eerste week: paragraaf 1 tweede week: paragraaf 2 derde week: paragraaf 3 vierde week paragraaf 4

vijfde week: Test Jezelf + herhaling/extra stof (praktijkartikel)

zesde week: proefwerk + nabespreking

1.6 Gebruiksaanwijzing

In deel 2 van deze handleiding wordt de indeling van het leeropdrachtenboek op de voet gevolgd. Een voor een komen de verschillende hoofdstukken en paragrafen aan de orde.

We beginnen de bespreking van een hoofdstuk steeds met een algemene inleiding. Daarin wordt de didactische lijn verduidelijkt die in het hoofdstuk gevolgd wordt. Dit kan u helpen bepalen, waarop u in uw lessen vooral de nadruk moet leggen.

Vervolgens worden de paragrafen in het leeropdrachtenboek een voor een besproken. Er worden suggesties gedaan voor wat u in bepaalde lessen zou kunnen doen, er worden praktische tips gegeven en geschikte demonstratieproeven beschreven.

We geven in deel 2 niet aan hoe de leerstof les-voor-les behandeld zou kunnen worden. Dat is met deze methode, die de docent veel keuzemogelijkheden laat, ook niet goed mogelijk. Wel hebben we geprobeerd om suggesties en tips te geven waar u bij uw lesvoorbereiding ook echt iets aan hebt.

In de hoofdstukken 3 t/m 6 en 8 is telkens één voorbeeld opgenomen van een ‘conceptcartoon’. Deze cartoons zijn ontworpen om leerlingen over natuurwetenschappelijke begrippen aan het denken en praten te krijgen. Zie Stuart Naylor en Brenda Keogh, Concept Cartoons in Science Education, Millgate House Publishers (ISBN 0 9527506 27). U kunt ook internet raadplegen: kijk op

www.conceptcartoons.com of zoek op

‘concept cartoons’ met Google.

(14)

Deel 2 Hoofdstuk voor hoofdstuk

Deel 2 Hoofdstuk voor hoofdstuk

2.1 Hoofdstuk 1 Introductie

2.1.1 Uitgangspunten

Hoofdstuk 1 heeft het karakter van een kennismaking. Het belangrijkste doel van dit hoofdstuk is dat de leerlingen een indruk krijgen van het schoolvak natuur- en scheikunde en van de manier waarop natuurwetenschappers onderzoek doen. Bovendien groeit bij hen het besef dat natuur- en scheikunde overal in hun dagelijks leven aanwezig zijn.

Aan de hand van de sprong die Felix Baumgartner vanaf 39 km hoogte maakte en een sprong van een

parachutespringer/skydiver worden een aantal

natuurkundige begrippen en grootheden geïntroduceerd.

Van de sprong van Baumgartner bestaan veel filmpjes, bijvoorbeeld:

https://www.youtube.com/watch?v=FHtvDA0W34I

Vervolgens gaan de leerlingen op zoek naar een toepassing van natuurwetenschappen in een viertal situaties: onderzoek bij een arts, een ruimtetelescoop, zonnepanelen en brand. Ze onderzoeken welke natuurwetenschappelijke kennis hierin verwerkt is en leggen dit vast middels een presentatie.

Dit hoofdstuk is vrijwel identiek aan hoofdstuk 1 van het boek voor havo/vwo. Speciaal voor de gymnasiasten is informatie over Archimedes toegevoegd (zie opdracht 2).

2.2 Hoofdstuk 2 Stoffen

2.2.1 Uitgangspunten

Dit hoofdstuk is er vooral op gericht de leerlingen zich een aantal basisbegrippen en basisvaardigheden eigen te laten maken. In dat kader wordt aandacht besteed aan:

– stoffen en voorwerpen die regelmatig in de lessen gebruikt zullen worden (met name bij scheikunde in volgende leerjaren);

– zuivere stoffen, mengsels en oplossingen;

– de scheidingsmethoden extraheren en filtreren;

– de grootheden volume, massa en dichtheid;

– het meten van massa en volume;

– het nauwkeurig meten van een hoeveelheid vloeistof met een maatcilinder;

– het rekenen en redeneren met de formule voor dichtheid.

Hoofdstuk 2 geeft u ook de mogelijkheid om in te gaan op het veilig werken tijdens practica. Het zal dan vooral gaan om het veilig werken met stoffen en met voorwerpen van glas. Het veilig werken met de brander komt eveneens aan de orde (Proef 3).

In dit hoofdstuk wordt het werken tijdens de Nask-lessen regelmatig vergeleken met het werken in de keuken en in een laboratorium. Door de overeenkomsten met huiselijke situaties in uw lessen te accentueren, kunt u de leerstof laten aansluiten bij wat de leerlingen al weten. Bij het behandelen van de grootheden massa en volume (en dichtheid) kunt u verwijzen naar bijvoorbeeld het bakken van pannenkoeken of taarten.

Het woord ‘stof’ wordt in dit hoofdstuk niet in een strikt scheikundige betekenis gebruikt. Het gaat in dit hoofdstuk met name om stoffen zoals de leerlingen die thuis en op school tegenkomen. Spiritus bijvoorbeeld wordt ‘een stof’

genoemd, ook al is spiritus geen scheikundige verbinding.

‘Stofeigenschappen’ zijn eigenschappen die de leerlingen in de praktijk kunnen gebruiken om stoffen te herkennen en van elkaar te onderscheiden.

2.2.2 Per paragraaf

Paragraaf 1 Stofeigenschappen

Als introductie op dit hoofdstuk kunt u enige voorraadflessen en -potten uit het scheikundekabinet tevoorschijn ha- len en de leerlingen de R- en S-zinnen en de gevaren- symbolen tonen (die ongetwijfeld soms nog niet die van figuur 3 maar die van figuur 7 zullen zijn).

Als de leerlingen Proef 1 uitvoeren, kunnen ze daarna de leerstof en opgaven van paragraaf 1 zelfstandig doorwer- ken. Het is verstandig om voorafgaand aan het practicum ook te bespreken welke veiligheidsregels gelden voor het omgaan met stoffen.

Voor Proef 1 kunt u een keuze maken uit de volgende mogelijkheden:

– vaste stoffen: ijzervijlsel, piepschuimbolletjes, suiker, zout, koperkrullen, kurk, kaarsvet, zinkpoeder, loodkor- rels, koolstofpoeder;

– vloeistoffen: afwasmiddel, spiritus, water, dieselolie, benzine, ammonia, alcohol, glycerine, terpentine;

– gassen: lucht, aardgas (regelmatig bijvullen).

Het is voldoende als er één set van zestien potjes aanwezig is voor elke acht (4 groepjes van 2) leerlingen. Ze kunnen de potjes onderling uitwisselen.

(15)

Paragraaf 2 Zuivere stoffen en mengsels

Ook hier zou u de les kunnen beginnen door de leerlingen enkele etiketten van voorraadflessen en -potten uit het kabinet te laten zien. Aan de hand van de etiketten kunt u de begrippen mengsel en zuivere stof introduceren.

Wellicht kunt u demonstreren wat de leerlingen in figuur 8 zien (kopersulfaat met water).

Als u enkele oplossingen en suspensies klaar hebt staan, kunt u de leerlingen laten zien hoe ze deze kunnen herkennen. Bij Proef 2 gaan de leerlingen zelf aan de slag met oplossingen en suspensies.

Het extraheren kunt u demonstreren door een theezakje in lauwwarm water te houden. De scheidingsmethode filtreren behoeft bij de meeste leerlingen geen verdere introductie. Deze hoeft u niet te demonstreren. Indien u ervoor kiest om dit wel te demonstreren, is het raadzaam om de lesstof over twee lessen te verdelen. In de eerste les bespreekt u dan oplossingen/suspensies/extraheren en voert u de hierboven beschreven demo’s uit. De tweede les bestaat dan uit uitleg over filtreren/extraheren gevolgd door Proef 4.

Als toelichting bij opgave 19 kunt u wellicht laten zien hoe centrifugeren in zijn werk gaat.

Veiligheid

In Proef 3 maken de leerlingen voor het eerst kennis met de brander. Achter in het leeropdrachtenboek wordt beschreven hoe de leerlingen met een brander moeten werken (Vaardigheid 6). Voordat de leerlingen aan Proef 3 beginnen, zult u ze moeten wijzen op de veiligheidsregels waaraan ze zich moeten houden. U kunt dan ook

demonstreren hoe ze de brander moeten aanzetten, de vlam moeten regelen, enzovoort.

Wij adviseren om de veiligheidsregels voor de leerlingen op papier te zetten. Ze staan niet in het leerlingenboek, omdat het niet mogelijk is regels te geven die in elke situatie gelden. U zult de formulering van de regels moeten aanpassen aan de situatie op uw school. Zie het kader hierna voor enkele suggesties.

VEILIGHEIDSREGELS

1 Gebruik een haarband als je lang haar hebt. Rol wijde mouwen op.

2 Gebruik een bril, handschoenen en/of een practicumjas als je docent dat gezegd heeft.

3 Houd je precies aan de instructies bij het aansteken, regelen en uitdoen van de brander.

4 Laat de brander nooit alleen als die met een blauwe vlam brandt.

5 Richt de opening van een reageerbuis waarin je iets verhit, nooit op anderen of op jezelf.

6 Verlaat in geval van nood meteen het lokaal. Gebruik een van de vluchtroutes:

a ...

b ...

7 Laat deze vluchtroutes vrij: versper ze nooit met tassen, stoelen of krukken.

8 ...

Het is aan te bevelen met uw collega(’s) afspraken te maken over de veiligheidsregels die tijdens practica gelden. Een practicumreglement waarin alle regels overzichtelijk en duidelijk zijn opgeschreven, is geen overbodig stuk papier. De betrokken docenten zullen de leerlingen wel regelmatig op de bepalingen in dit reglement moeten wijzen.

Paragraaf 3 Massa en volume

Sommige leerlingen hebben moeite met de begrippen volume en massa die in paragraaf 3 behandeld worden.

Daarom lijkt het ons verstandig om eerst de leerstof te bespreken voordat de leerlingen de bijbehorende proeven (5 en 6) uitvoeren.

Om de begrippen volume en massa meer

‘werkelijkheidswaarde’ te geven, kunt u een verband leggen met het afmeten van een hoeveelheid stof.

Daarvoor worden zowel maatbekers en -cilinders als weegschalen gebruikt. In kookboeken en in het

keukenkastje vindt u voorbeelden die direct aansluiten bij de leefwereld van de leerlingen. Denkt u maar eens aan de gegevens op allerlei verpakkingen van

voedingsmiddelen.

In deze paragraaf vindt u ook nieuwe vaardigheden:

– het aflezen van meetinstrumenten (Vaardigheid 5);

– het werken met formules (Vaardigheid 12).

De vaardigheden die hier aan de orde komen, zullen de leerlingen in de volgende hoofdstukken opnieuw nodig hebben. Het loont dus de moeite om er nu wat extra aandacht aan te besteden.

Onzes inziens is het niet nodig om in de tweede klas al uitgebreid in te gaan op het afronden van uitkomsten van berekeningen. Eventueel kunt u ze een vuistregeltje aan de hand doen. U kunt daarvoor voorbeeldopgave 1 aangrijpen: het antwoord 7,9 dm³ is hier beter dan 7917,5 cm³ (aangezien de gegeven getallen ook maar twee significante cijfers hebben maar die term hoeft u natuurlijk niet te gebruiken).

Proef 5 vooronderstelt dat de leerlingen een maatcilinder kunnen aflezen.

Proef 6 vooronderstelt dat de leerlingen de formule V = l · b · h kennen. Desgewenst kunt u ze voorafgaand aan de proeven een korte instructie geven.

Daarnaast vooronderstelt Proef 6 dat de leerlingen kunnen werken met een balans. Nu worden er op scholen

(16)

we in het leeropdrachtenboek geen basisvaardigheid voor het werken met een balans opgenomen. U zult daarvoor zelf een oplossing moeten vinden, afhankelijk van het type balans waarover u beschikt. Het is in ieder geval aan te raden om voorafgaand aan Proef 6 de leerlingen met een balans te laten oefenen.

Nog enkele losse opmerkingen:

– U kunt flessen, maatbekers, melkpakken enzovoort gebruiken om de begrippen volume en inhoud toe te lichten. Handige hulpmiddelen zijn ook de ‘kubieke decimeter’ en de ‘kubieke meter’ van Eurofysica (artikel- nummers 111100 en 111101).

– Er bestaan verschillende typen balansen. De

triplebeam-bovenweger is het snelst in te stellen en af te lezen. De zogenaamde veerbalansen zijn om didactische redenen (verwarring met de krachtmeter) niet aan te bevelen.

– Als u niet kunt beschikken over één balans per twee (of drie) leerlingen, kunt u enkele balansen op

verschillende plaatsen in het lokaal neerzetten.

Misschien kunt u ook balansen lenen van uw scheikundecollega(’s).

Paragraaf 4 Dichtheid

U zou de les kunnen beginnen met een leergesprek over

‘zware’ en ‘lichte’ stoffen. Daarna kunt u demo 1, 2 of 3 (zie hieronder) gebruiken als illustratie bij het geven van uitleg over dichtheid.

Een oude bekende – maar misschien wat afgezaagde – vraag waarmee u het onderwerp dichtheid kunt introduce- ren, is: ‘Wat is zwaarder, een kilogram ijzer of een kilo- gram piepschuim?’

Voor de gymnasiasten zou u Archimedes, die al in hoofdstuk 1 langskwam, weer kunnen opvoeren. Bijvoorbeeld aan de hand van een filmpje:

https://www.youtube.com/watch?v=ijj58xD5fDI (in het Engels) of

https://www.youtube.com/watch?v=xfg4cyw8eQg (Engels met ondertitels).

Demonstratieproeven

Demo 1

Doel: introduceren van het begrip dichtheid.

Nodig: een blokje lood en een blok tempex met dezelfde massa.

Laat zien dat beide voorwerpen dezelfde massa hebben (bijvoorbeeld door ze aan weerskanten van een ge- lijkarmige hefboom te hangen). Vraag daarna aan de leerlingen hoe dat kan.

Demo 2

Doel: introduceren van het begrip dichtheid.

Nodig: de ‘set gelijke massa’s’ van Eurofysica (artikelnr.

111109); deze bestaat uit drie blokken met dezelfde door- snede en dezelfde massa (100 g), maar met verschillende lengtes; de blokken zijn gemaakt van aluminium, pvc en messing.

Laat zien dat alle drie blokken dezelfde massa hebben (bijvoorbeeld door ze aan weerskanten van een ge- lijkarmige hefboom te hangen). Vraag daarna aan de leerlingen hoe dat kan.

Demo 3

Doel: het begrip ‘grote dichtheid’ concretiseren (voelbaar maken).

Nodig: een flesje met kwik.

Laat het flesje zien en vraag de leerlingen een schatting te maken van de massa. Ga daarna de klas rond en laat ze het flesje in hun hand ‘wegen’ en hun schatting bijstellen.

Bepaal ten slotte de massa met een balans of snelweger.

N.B. Neem bij deze demo wel de vereiste voorzorgs- maatregelen!

In deze paragraaf wordt de formule voor dichtheid geïntro- duceerd. Leerlingen vinden het werken met deze formule vaak lastig. Toch willen we ze ook nu al met deze kant van het vak laten kennismaken. Formules horen er nu eenmaal bij, daar hoeft u geen doekjes om te winden. De leerlingen zullen het soort berekeningen dat ze nu moeten uitvoeren, in de toekomst vaker tegenkomen. U kunt natuurlijk zelf ook andere voorbeelden bedenken om mee te oefenen.

Wie het wat anders wil aanpakken, maakt voor zijn klas een dichtheidslied:

https://www.youtube.com/watch?v=FSupQZQqaPk Bij Proef 7 ervaren de leerlingen dat je stoffen kunt herkennen aan hun ‘zwaarte’. Natuurwetenschappelijk geformuleerd: ze leren dat dichtheid een stofeigenschap is. Omdat de leerlingen dan de dichtheid moeten kunnen uitrekenen, verdient het aanbeveling om eerst de theorie en de bijbehorende opgaven te doen, alvorens aan Proef 7 te beginnen.

In Proef 8 moeten de leerlingen de dichtheid van water en spiritus bepalen. Hier is bewust gekozen om geen

gedetailleerde instructies te geven. De leerlingen moeten zelf bedenken hoe ze de proef uitvoeren.

In Proef 9 voeren de leerlingen een onderzoek uit naar de hoeveelheid zout in een verontreinigd stuk landbouw- grond. Het is aan te raden om vooraf de Vaardigheden 1 en 14 (achter in het leeropdrachtenboek) met de leerlingen door te nemen.

(17)

2.3 Hoofdstuk 3 Water

2.3.1 Uitgangspunten

Hoofdstuk 3 heeft twee hoofddoelen. Het eerste is dat de leerlingen kennis en inzicht verwerven in enkele onderdelen van de leerstof:

– de drie fasen waarin een stof kan voorkomen;

 de fasen in relatie tot het deeltjesmodel;

– cohesie en adhesie;

– temperatuur, de temperatuurschaal van Celsius, de thermometer;

– de zes faseovergangen;

– faseovergangen in relatie tot weersverschijnselen en het deeltjesmodel;

– smeltpunt/vriespunt en kookpunt;

– smelt- en stoldiagrammen.

Wij zien deze leerstof als basiskennis die door alle leerlingen beheerst moet worden. Daarom is de behandeling van de begrippen smeltpunt/stolpunt en kookpunt relatief eenvoudig gehouden. Een aantal complicerende factoren worden niet genoemd. (Zie daarover ook de lessuggesties bij paragraaf 4.)

Het tweede hoofddoel van dit hoofdstuk is dat de leerlingen zich een aantal belangrijke practicumvaardigheden eigen maken. De belangrijkste van die vaardigheden is het tekenen van een grafiek en het toepassen van hetgeen ze in hoofdstuk 2 geleerd hebben over het veilig werken met de brander. Daarnaast kunt u ook aandacht besteden aan het aflezen van een thermometer, aan het belang van ijken en aan het verdelen van taken tijdens een proef.

Het verbindend element in dit hoofdstuk is de context ‘het weer’. Twee aspecten van het weer krijgen vooral de aandacht: de verschillende soorten neerslag en de temperatuur.

Er zijn mogelijkheden genoeg om de context tot leven te brengen. Zo kunt u op internet afbeeldingen of video’s zoeken van verschillende weersverschijnselen. Ook kunt u, gedurende de loop van het jaar, foto’s maken van de weersverschijnselen die in de omgeving van de school zijn opgetreden. Mogelijk heeft uw school een eigen (digitaal) weerstation of is er een weerstation in de buurt (zie www.hetweeractueel.nl/actueelweer/nederland).

2.3.2 Per paragraaf

Paragraaf 1 IJs, water, waterdamp Lessuggesties

U kunt de behandeling van deze paragraaf starten door met de leerlingen te praten over allerlei

weersverschijnselen waarbij water een rol speelt. U kunt dat bijvoorbeeld doen aan de hand van de beelden van

verschillende fasen komen in zo’n leergesprek vanzelf aan de orde. Het kan handig zijn om de weersverschijnselen en de bijbehorende fasen op het (smart)bord te

inventariseren.

Het is belangrijk om te benadrukken dat waterdamp onzichtbaar is; leerlingen vergeten dat gemakkelijk. Met Demo 1 kunt u het verschil tussen de onzichtbare waterdamp en de zichtbare nevel duidelijk laten zien.

Demonstratieproef

Demo 1

Doel: laten zien dat waterdamp onzichtbaar is en dat er pas iets te zien is als de waterdamp condenseert en overgaat in een zichtbare ‘nevel’ van kleine

waterdruppeltjes.

Nodig: erlenmeyer, doorboorde kurk met buisje, brander, driepoot, gaasje, stuk zwart papier

Doe een paar cm water in de erlenmeyer en sluit de erlenmeyer af met de kurk. Breng het water aan de kook.

Houd het zwarte papier achter de opstelling zodat de leerlingen goed kunnen waarnemen:

– dat er vlak boven het buisje in de kurk niets te zien is;

– dat er pas op enige afstand van het buisje een (zichtbare) nevel ontstaat.

Vraag de leerlingen hoe het komt dat de waterdamp pas op enige afstand van het buisje condenseert.

Het deeltjesmodel is vrij abstracte leerstof. Door de moleculen in het deeltjesmodel te vergelijken met de ballen in een ballenbak (of een bekerglas met

tafeltennisballen), kunt u het enigszins visualiseren voor de leerlingen. De vloeistof is te vergelijken met een ballenbak waar kinderen vrij doorheen kunnen bewegen.

Bij een vaste stof kunnen de moleculen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Dat is te vergelijken met een

denkbeeldige situatie waarbij er lijm tussen de ballen in de ballenbak is terechtgekomen. De situatie in een gas is te vergelijken met het door de ruimte smijten van ballen door de kinderen.

Adhesie en cohesie kunt u aan de hand van eenvoudige situaties bespreken: een druppel aan een kraan, de meniscus (opstaande rand) bij water in een reageerbuisje, waterdruppels op een waterafstotende jas, een druppel kwik op een glasplaat.

Om het begrip kristalstructuur toe te lichten, kunt u de leerlingen een aantal verschillende kristalvormen laten zien.

Uw collega’s aardrijkskunde en/of scheikunde kunnen u waarschijnlijk wel aan een aantal grotere kristallen en modellen van kristallen helpen.

Paragraaf 2 Temperatuur Lessuggesties

Afhankelijk van wat de leerlingen al weten, kunt u de leerstof in deze paragraaf meer of minder uitgebreid be-