Proef 1.1: Natuurkunde, Scheikunde of Biologie?

22 september • Ton van der Valk

Deze demonstratie bestaat uit drie demo-proeven die zijn bedoeld om de leerlingen een voorbeeld te geven van een natuurverschijnsel dat door de natuurkunde beschreven wordt en wat het verschil is met scheikunde- en biologie-proeven.

Het Proevenboek is bedoeld voor docenten die natuurkunde of science geven en die weinig spullen hebben om natuurkundige proeven uit te voeren. Het is ontwikkeld voor mulo-docenten in Suriname (zie Proevenboek mulo), maar de proeven zijn ook geschikt voor uitvoering in Nederland.

Bij deze proeven worden huis- tuin- en keukenmaterialen gebruikt. De beschrijving hieronder bestaat uit de onderdelen 1. uitvoering, 2. praktische aanwijzingen en 3. didactische aanwijzingen.

Het leerdoel is dat de leerling kan beargumenteren of een gegeven, concreet natuurverschijnsel in de natuurkunde bestudeerd wordt.

1.Uitvoering

De les waarin deze demo een plaats heeft kan uit twee delen bestaan: een introductie en de demo: het uitvoeren en bespreken van de drie proeven voor de klas.

In de introductie geeft u aan waar natuurkunde over gaat en waarin de natuurkunde zich onderscheidt van scheikunde en biologie. Bijvoorbeeld als volgt:  In de natuurkundeles ga je leren over allerlei verschijnselen die je om je heen kunt zien: je gaat ze beschrijven (‘wat gebeurt er?’) en – zo mogelijk - verklaren (‘hoe komt dat?’). Veel verschijnselen kun je in de klas zichtbaar maken door proeven te doen. Scheikunde en biologie maken ook gebruik van proeven. Een belangrijk verschil tussen natuurkundige en scheikundige proeven is dat de stoffen die bij scheikundige verschijnselen een rol spelen, tijdens zo’n proef sterk veranderen. Bij natuurkunde is dat niet zo. Bij biologische proeven gaat het om levensverschijnselen.

In de demo toont u drie proeven: het aansteken van een lucifer, het opdrogen van een nat bord en om het beslaan (nat worden) van erg koude voorwerpen. Bij elke proef vraagt U de leerlingen of deze proef bij de natuurkunde hoort of bij scheikunde of biologie. Zie 3. Didactische aanwijzingen voor de uitwerking van dit deel.

2.Praktische aanwijzingen

Voor de proeven hebt u nodig:

  • twee lucifers en een luciferdoosje
  • een natte spons of lap
  • een krijtbord of ander oppervlak waaraan je kunt zien of iets nat of droog is
  • een flesje met een koude vloeistof (water, frisdrank, uit de koelkast)
  • droogdoek

3.Didactische aanwijzingen

U kunt aangeven dat de leerlingen de drie proefjes die u gaat demonstreren al wel kennen. Het gaat erom dat zij kunnen uitleggen of het proefje gaat over biologie, scheikunde of natuurkunde. U kunt hierbij de werkvorm denken-delen-uitwisselen (ddu) gebruiken. Deel de leerlingen in groepjes van drie en geef, voordat u de eerste proef doet, de ddu-regels:

denken - kies in stilte één van de gegeven antwoord alternatieven en bedenk waarom dat de juiste is (1 minuut bedenktijd)

delen – bespreek in je groepje welk antwoord het juiste is en waarom. Probeer het met elkaar eens te worden (tijd: 3 minuten).

uitwisselen – de docent inventariseert  klassikaal de antwoorden van de groepen, vraagt naar argumenten, met als resultaat: het juiste antwoord.

Proef 1: een lucifer aansteken.

De docent strijkt een lucifer aan, laat deze even branden en blaast hem dan uit. Hij laat de verbrande en een ongebruikte lucifer aan de klas zien.

  • vergelijk de ongebruikte lucifer met de verbrande lucifer: hoort het verbranden in de scheikunde, de natuurkunde of de biologie?

denken- kies in stilte tussen scheikunde, natuurkunde of biologie

delen – de leerlingen bespreken in groepjes van drie welk antwoord het juiste is en waarom.

uitwisselen – de docent inventariseert de antwoorden, vraagt naar argumenten en bespreekt welk antwoord het juiste is: scheikunde, want er zijn stoffen verdwenen (de kop van de lucifer, een deel van het hout) en er zijn nieuwe stoffen ontstaan (rook, verbrandingsgassen, verkoold hout)

Aanvulling: ruiken. De docent wijst erop dat je het ruikt als er in de klas een lucifer is aangestoken en vraagt (klassikaal): hoort het verschijnsel ruiken bij de natuurkunde scheikunde of biologie?

Proef 2: opdrogen.

De docent maakt een stukje bord nat met de natte spons en wacht dan even: hij laat een leerling zeggen wat er dan gebeurt (het bord droogt op, het water ‘verdwijnt’, verdampt).

  • het opdrogen van het bord, hoort dat tot de scheikunde, natuurkunde of biologie?

denken, delen en uitwisselen als hierboven.  De leerlingen geven waarschijnlijk zowel argumenten voor ‘natuurkunde’ (het bord droogt op, maar de lucht wordt vochtiger) als voor ‘scheikunde’ (het water verdwijnt dus de stof verandert). De docent accepteert beide zonder (nu al) aan te geven welke van de twee de juiste is. Hij trekt de conclusie: om te kunnen weten wie er gelijk heeft, moeten we kijken of we het water alleen onzichtbaar is geworden of in een andere stof is veranderd. Om dat uit te maken doet hij proef 3.

Proef 3: koud wordt nat.

De docent pakt het koude flesje en wrijft dat droog met een droogdoek. Hij laat zien dat het snel toch weer erg nat wordt aan de buitenkant. Hij stelt klassikaal vragen als:

  • waar komt dat water vandaan?
  • hoe zit het in de lucht?
  • verandert water in een andere stof als het waterwaterdamp wordt?

Hij geeft leerlingen de beurt om de vraag te beantwoorden, herhaalt het (goede of foute) antwoord en laat andere leerlingen erop reageren.

De docent zegt dat men er voor gekozen heeft het verdampen en condenseren van water tot de natuurkunde te rekenen omdat de stof ‘water’ in vloeibare en in dampvorm kan voorkomen. De stof water verandert niet bij verdampen of condenseren, alleen de ‘verschijningsvorm’ verandert. Tot slot herhaalt de docent de criteria waarmee wordt bepaald of iets tot de natuurkunde, scheikunde of biologie behoort (en soms tot allebei: biofysica, biochemie).

Leswerk