Scheikundige Begripsontwikkeling door het gebruik van Computeranimaties van Moleculaire Processen

ScheikundigeScheikundige

BegripsontwikkelingBegripsontwikkelingdoor het gebruik vandoor het gebruik van

Computeranimaties van Computeranimaties van

Moleculaire ProcessenMoleculaire Processen

Han VermaatHan VermaatUniversiteit Twente, Universiteit Twente, EnschedeEnschede

Huidige werkkring: Stebo – Den HaagHuidige werkkring: Stebo – Den Haag

ORD 2005 - Gent 2 van 14

AnimatiesAnimaties

1.1. Waarom zouden we animaties Waarom zouden we animaties gebruiken in scheikundeonderwijs? gebruiken in scheikundeonderwijs?

2.2. Wat is de beste manier om animaties Wat is de beste manier om animaties te gebruiken in scheikundeonderwijs?te gebruiken in scheikundeonderwijs?


Waarom zouden we Waarom zouden we animaties gebruiken?animaties gebruiken?

• DecoratieDecoratie

}• MotivatieMotivatie• InformatieInformatie• VerhelderingVerheldering

Weiss, Knowlton & Morrison (2002). Computers in Human Behavior

Leren van Leren van dynamischedynamische processen processen

• Aandacht trekkenAandacht trekken((gevaar: afleidinggevaar: afleiding))


Chemische processenChemische processen

• Chemische processen zijn dynamisch en wChemische processen zijn dynamisch en worden verklaard met abstracte orden verklaard met abstracte concepten als atomen, moleculen en ionen.concepten als atomen, moleculen en ionen.

• AAtomen, moleculen en ionen zijn te klein om te zien, daarom werken chemici met tomen, moleculen en ionen zijn te klein om te zien, daarom werken chemici met modellen.modellen.

• Nanoscopische wereld is Nanoscopische wereld is dynamischdynamisch, modellen , modellen moeten dit ook zijn.moeten dit ook zijn.


Onderzoek animatiesOnderzoek animaties

• Doel: leerlingen krijgen beter inzicht in Doel: leerlingen krijgen beter inzicht in nanoscopische processen en verklaren nanoscopische processen en verklaren macroscopische fenomenen met macroscopische fenomenen met nanoscopische processen.nanoscopische processen.

• Drie groepen scholieren:Drie groepen scholieren:1.1. Instructie op papier uit eigen schoolboek Instructie op papier uit eigen schoolboek

((controle conditiecontrole conditie))..2.2. Animaties bekijken en opdrachten maken Animaties bekijken en opdrachten maken

((doelgeoriënteerde observatie conditiedoelgeoriënteerde observatie conditie))..3.3. Maken van animaties Maken van animaties ((constructie conditieconstructie conditie))..


Proces 1: Proces 1: smelten van ijssmelten van ijs

• IJs: watermoleculen, door IJs: watermoleculen, door H-bruggenH-bruggen bijeen bijeen gehouden in een gehouden in een hexagonalehexagonale, , open structuuropen structuur..

• Smelten: Smelten: ineenstortenineenstorten van deze structuur. van deze structuur.• Water: moleculen zijn Water: moleculen zijn minder regelmatigminder regelmatig, maar , maar

dichter op elkaardichter op elkaar gerangschikt. gerangschikt.


Proces 2: Proces 2: oplossen van zoutoplossen van zout


Geleidbaarheid Geleidbaarheid van zout watervan zout water

• Vaste stof: ionen zijn immobiel.Vaste stof: ionen zijn immobiel.• Oplossing: ionen kunnen bewegen.Oplossing: ionen kunnen bewegen.• Natriumionen zijn positief en kleiner dan Natriumionen zijn positief en kleiner dan

de negatief geladen chloride-ionen.de negatief geladen chloride-ionen.• Zuurstofkant van watermoleculen gericht Zuurstofkant van watermoleculen gericht

naar natriumionen.naar natriumionen.Waterstofkant van watermoleculen gericht Waterstofkant van watermoleculen gericht naar chloride-ionen.naar chloride-ionen.


Voorbeelden animatiesVoorbeelden animaties

• Smelten van ijsSmelten van ijs

• Oplossen van zoutOplossen van zout

• Hydratatie ionenHydratatie ionen


Resultaten pretestResultaten pretest

Geen significant verschil tussen de groepen.Geen significant verschil tussen de groepen.

0

2

4

6

8

10

12

Control Goal-orientedobservation

Construct


Resultaten posttestResultaten posttest

6,26,8

6,2

9,410,2

7,9

0

2

4

6

8

10

12

Control Goal-orientedobservation

Construct

Pretest Posttest

Significant verbetering voor alle groepen.Significant verbetering voor alle groepen.

Significant verschil tussen groep 2 en 3.Significant verschil tussen groep 2 en 3.


Resultaten appreciatieResultaten appreciatie

Significant verschil tussen groep 1 en Significant verschil tussen groep 1 en groep 2groep 2..

Conditie n MM Sd

1 23 3,03,0 1,2

2 24 2,02,0 0,8

3 24 2,52,5 1,1


Discussie/conclusieDiscussie/conclusie

• Construeren van animaties kost Construeren van animaties kost waarschijnlijk teveel tijd.waarschijnlijk teveel tijd.

• Doelgeoriënteerde observatie leidt tot de Doelgeoriënteerde observatie leidt tot de hoogste scores en wordt het meest hoogste scores en wordt het meest geapprecieerd.geapprecieerd.

• Voor de onderwezen processen lijkt Voor de onderwezen processen lijkt doelgeoriënteerde observatie de meest doelgeoriënteerde observatie de meest geschikte aanpak.geschikte aanpak.


Nader onderzoekNader onderzoek

http://www.Write-On.nlhttp://www.Write-On.nl

• Vergelijkbaar onderzoek bij andere Vergelijkbaar onderzoek bij andere processen (processen (neerslagreacties, neerslagreacties, verbrandingverbranding).).

• Construeer animaties na het bekijken Construeer animaties na het bekijken van goede voorbeelden: leidt dit tot van goede voorbeelden: leidt dit tot beter begrip?beter begrip?

• Waar is plaats (en geld)?Waar is plaats (en geld)?

Scheikundige Begripsontwikkeling door het gebruik van Computeranimaties van Moleculaire Processen

Documents

Transcript of Scheikundige Begripsontwikkeling door het gebruik van Computeranimaties van Moleculaire Processen