Van A tot Z, modelling software voor Nieuwe Scheikunde

SLO • nationaal expertisecentrum leerplanontwikkelingSLO

Piet Heinstraat 127511 JE Enschede

Postbus 20417500 CA Enschede

T 053 484 08 40F 053 430 76 92E info@slo.nl

www.slo.nl

SLO is het nationaal expertisecentrum voor leerplan-ontwikkeling. Al 30 jaar geven wij inhoud aan leren en innovatie in de driehoek tussen overheid, wetenschap en onderwijspraktijk. Onze expertise bevindt zich op het terrein van doelen, inhouden en organisatie van leren. Zowel in Nederland als daarbuiten.

Door die jarenlange expertise weten wij wat er speelt en zijn wij als geen ander in staat trends, ontwikkelingen en maatschappelijke vraagstukken te duiden en in een breder onderwijskader te plaatsen. Dat doen we op een open, innovatieve en professionele wijze samen met beleidsmakers, scholen, universiteiten en vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven.

Van A tot Z, modelling software voor Nieuwe Scheikunde Heleen Driessen Joop van Mechelen Maart 2009

Verantwoording © 2009 Stichting leerplanontwikkeling (SLO), Enschede Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier zonder voorafgaande toestemming van de uitgever. Auteurs: Joop van Mechelen en Heleen Driessen Redactie: Heleen Driessen Eindredactie: Heleen Driessen In samenwerking met: Stuurgroep Nieuwe Scheikunde In opdracht: Stuurgroep Nieuwe Scheikunde InformatieSLO, tweede fase Postbus 2041, 7500 CA Enschede Telefoon (053) 4840 661 Internet: www.slo.nl E-mail: tweedefase@slo.nl AN: 3.3197.179

Inhoud Voorwoord 5 Inleiding 7 1. Examenprogramma Nieuwe Scheikunde 9 2. Modelling in het examenprogramma Nieuwe Scheikunde 15 3. Functies van modelling software 19 4. Van A tot Z, modelling software 23 Bijlagen 59 Bijlage 1 Internetopdrachten DHMO 61 Bijlage 2 Spartan STudent 63 Bijlage 3 Overzicht Modelling Software 64

Voorwoord Deze module van het docentenhandboek Nieuwe Scheikunde is ontwikkeld door SLO in het kader van een veldaanvraag van de Stuurgroep Nieuwe Scheikunde. Uiteraard is er veel meer software voor scheikunde in het voortgezet onderwijs beschikbaar. Deze module omvat hiervan een eerste selectie. De beschreven software varieert van websites met vakkennis, simulaties van de scheikundeproeven tot animaties van chemische processen en chemisch onderzoek. Een belangrijk punt is dat veel software rechtstreeks op de computer of het digibord kan worden gebruikt. De auteurs van deze module worden graag attent gemaakt op andere bruikbare software, liefst als er in de klas al ervaring mee is opgedaan. Ze zijn voornemens om deze module uit te breiden met een derde deel. We wensen u en uw leerlingen veel inspiratie door het gebruik van modelling software in de scheikundelessen.

⏐ 5

Inleiding In deze module van het docentenhandboek Nieuwe Scheikunde geven we een handreiking voor het gebruik van modelling software in het scheikundeonderwijs in havo en vwo. We gaan daarbij uit van de werkversie van het experimentele examenprogramma Nieuwe Scheikunde. Deze aansluiting is in de tabellen 3 en 4 op pagina 8 en 9 via letters weergegeven. Zie voor een toelichting op de subdomeinen voor het schoolexamen de Werkversie Handreiking Nieuwe Scheikunde. Het is goed om ook kennis te nemen van de Werkversie Syllabus Nieuwe Scheikunde met de eindtermen voor het centraal examen Nieuwe Scheikunde en mogelijkheden voor aansluiting op moleculaire modelling. Een groot gedeelte van de beschreven software sluit ook aan op het examenprogramma scheikunde vanaf 2007. Zie voor een toelichting op de subdomeinen voor het schoolexamen de Handreiking examenprogramma scheikunde 2007. Modelling software kan op verschillende manieren worden toegepast: • software ter ondersteuning van het leren van de leerlingen, al of niet in

groepsverband, bij het zelfstandig verwerven en verwerken van de leerstof o.a. door het maken van opdrachten;

• software ter ondersteuning van de docent bij de lessen o.a. door animaties en simulaties;

• software ter ondersteuning van het doen van onderzoek. Modelling software, die geschikt is voor het voortgezet onderwijs, moet aan de volgende algemene eisen voldoen: 1. aansluiten bij het kennisniveau van de doelgroepen: leerlingen en docenten; 2. passen binnen het beoogde leerdoel; 3. eenvoudig toe te passen zijn op school door leerlingen en docenten; 4. kosten van aanschaf en onderhoud staan in verhouding tot de

gebruiksmogelijkheden; 5. thuis én op school beschikbaar zijn, dus zowel ‘stand-alone’ als in een netwerk te

gebruiken.

Deze eisen leveren daarna de volgende criteria op voor het selecteren van modelling software in deze handreiking: 1. duidelijkheid en gebruiksgemak van de software voor leerlingen en docenten; 2. bijgevoegde lesbrieven of door scholen ontwikkelde projecten als illustratie en

inspiratie voor de koppeling van het gebruik van deze software aan de vakinhoudelijke leerdoelen;

3. omdat op scholen in Nederland veelal is gekozen voor Windows als besturingssysteem moet de software op dit platform te gebruiken zijn. Tevens moet het bruikbaar zijn met Linux of Mac OS als besturingssysteem, waar andere scholen mee werken;

4. duidelijk aangegeven (computertechnische) eisen voor het gebruik van de software, zowel voor netwerkgebruik als voor gebruik buiten school;

⏐ 7

5. gratis of vrij te gebruiken software, eventueel shareware (vrij te gebruiken software waarbij een bijdrage is vereist voor volledig gebruik) of software met een acceptabele aanschafprijs (zo mogelijk beneden de € 500);

6. weinig afwijkende vakconventies als gevolg van het gebruik van Engels als voertaal en Engelse vakconventies voor de vakinhoudelijke beschrijvingen, bijvoorbeeld het gebruik van formules als NaCl(aq).

De beschrijving van de software bevat: 1. een weergave van het openingsscherm of een schermweergave van een

onderdeel van het programma; 2. informatie over de onderdelen van het programma of website; 3. een aanduiding van de leerjaren waarvoor de software geschikt is; 4. het webadres voor downloaden of aanschaf; 5. informatie over freeware, shareware en een aanduiding van de kosten.

⏐ 8

1. Examenprogramma Nieuwe Scheikunde De domeinen Het examenprogramma voor havo en vwo omvat zeven domeinen, die elk zijn onderverdeeld in een aantal subdomeinen.

Domein Havo Vwo A Vaardigheden Vaardigheden B Onderzoeksmethoden en

-technieken Analysemethoden en -technieken

C Structuren en reacties Structuren en reacties D Synthesen Synthesen E Chemie van het leven Chemie van het leven F Materialen Materiaalinnovatie G Duurzame ontwikkeling Duurzame ontwikkeling

Domein A Vaardigheden geeft een beschrijving van de vaardigheden die kunnen worden gezien als kenmerken van kwalitatief goed vakonderwijs, waarvan de inhoud in de overige domeinen is aangegeven. Het subdomein Algemene vaardigheden beschrijft vaardigheden die leerlingen in alle vakken in de tweede fase verder ontwikkelen zoals informatievaardigheden, algemene communicatievaardigheden, reflectievaardigheden en oriëntatie op vervolgstudie en beroep. Afstemming van deze vaardigheden dient met name over alle vakken breed plaats te vinden in het programma voor het schoolexamen. Waar van toepassing maken deze vaardigheden ook deel uit van het centraal examen en kunnen onderdeel zijn van toetsen. Het subdomein Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden omvat vaardigheden die gemeenschappelijk zijn voor de profielvakken biologie, natuurkunde, scheikunde, wiskunde en NLT. Dat geldt voor o.a. onderzoeks- en ontwerpvaardigheden, modelvorming, reken- en wiskundige vaardigheden. Hiertoe behoren ook vaardigheden gericht op kennisvorming, toepassing van kennis en reflectie op de invloed van natuurwetenschap en techniek. Afstemming van deze vaardigheden dient met name profielbreed plaats te vinden in het programma voor het schoolexamen. Dit subdomein maakt deel uit van het centraal examen m.u.v. die onderdelen die zich niet lenen voor centrale examinering en de voormalige ANW-subdomeinen die in het examenexperiment zijn uitgesloten van het centraal examen. Het subdomein Vakspecifieke vaardigheden geeft een vakspecifieke uitwerking van de chemische vakvaardigheden die leerlingen gedurende hun gehele havo of vwo loopbaan ontwikkelen. Daartoe behoren de vaktaal en vaardigheden gericht op risico inventarisatie en veilig omgaan met stoffen o.a. bij practicum. Afstemming van deze vaardigheden dient sectiebreed plaats te vinden, in het bijzonder met betrekking tot de aansluiting tussen onder- en bovenbouw. Dit subdomein maakt deel uit van het centraal examen m.u.v. die onderdelen die zich niet lenen voor centrale examinering. Domein B Onderzoeksmethoden- en technieken (vwo: Analysemethoden- en technieken) geeft een uitwerking van chemische vakmethoden en -technieken voor

⏐ 9

toepassing en ontwikkeling van chemiekennis. Leerlingen doen in eigen experimenteel onderzoek ervaring op met standaardbepalingen o.a. voor kwalitatief en/of kwantitatief onderzoek van stoffen en vergelijken deze met methoden en technieken in de beroepspraktijk. Ook toepassing van computermodellen maakt daar deel van uit. Het subdomein Data verzamelen en verwerken (vwo: Onderzoek) gaat in op het voorbereiden van experimenteel onderzoek en het verwerken en interpreteren van verkregen onderzoeksgegevens en maakt deel uit van het programma voor het centraal examen. Domein C Structuren en reacties is een uitwerking van de twee centrale concepten van de chemie. Dit domein beschrijft de vakkennis en vakinzichten die de basis vormen voor de maatschappelijke en wetenschappelijke toepassingen en eigen experimentele activiteiten in het schoolprogramma. Het subdomein Microstructuren is een uitwerking van het primaire centrale concept dat materie is opgebouwd uit moleculen of andere deeltjes zoals atomen of ionen. Het subdomein Relatie structuur en eigenschappen is een uitwerking van het secundaire centrale concept, het micro-macro concept dat verband legt tussen de moleculaire en de macroscopische eigenschappen van stoffen en materialen. Het subdomein Bindingen vormen en verbreken (vwo: Bindingen) gaat in op de verschillende typen binding die worden gevormd of verbroken bij chemische processen. Het subdomein Typen reacties omvat een aantal kenmerkende typen reacties en de weergave daarvan in vaktaal. Het subdomein Reactiesnelheid en evenwichten gaat verder in op snelheid waarmee chemische reacties plaatsvinden en het beïnvloeden van chemische evenwichten. In Domein D Synthesen ligt de nadruk op de industriële productie van stoffen. In dit perspectief beschrijft domein D een verdere (toepassing en) uitwerking van domein B en C. Het subdomein Scheidings- en zuiveringsmethoden (vwo: Scheidings- en zuiveringstechnologie) gaat in op het verband tussen de eigenschappen en structuren van stoffen en het aanwenden van scheidings- en zuiveringstechnologie. Het subdomein Industriële processen (vwo: Procestechnologie) beschrijft het opstellen en interpreteren van processchema’s. In het subdomein Rendement (vwo: Processen optimaliseren) gaat het om rendementsberekeningen en het beargumenteerd beïnvloeden van het rendement van industriële processen. Domein E Chemie van het leven beschrijft de toepassing van chemische methoden en technieken gericht op monitoring van de lucht-, bodem- en waterkwaliteit, risicopreventie en industriële productie m.b.v. biotechnologie. Dit domein vormt een verdere toepassing en uitwerking van domein B en C. In subdomein Stoffen in het lichaam (vwo: Chemische processen in het lichaam) ligt de nadruk op stofwisselingsprocessen en het transport van stoffen in levende organismen. Bij havo wordt dit beperkt tot het menselijke lichaam. Domein F Materialen (vwo: Materiaalinnovatie) gaat in op de strategieën voor het toepassen en ontwikkelen van (innovatieve) materialen. Daarbij houdt de uitwerking steeds verband met domein C. Het subdomein Moleculaire basis van materialen (vwo: Moleculaire basis van innovatieve materialen) gaat over het verklaren van kenmerken en functies van materialen met kennis op microniveau.

⏐ 10

Domein G Duurzame ontwikkeling geeft een uitwerking van de beschrijving en beïnvloeding van chemische processen in het perspectief van duurzame ontwikkeling. Dit domein sluit aan bij de domeinen C en D. Het subdomein Energieproductie uit koolstofhoudende bronnen (vwo Innovatieve energieproductie uit koolstofhoudende bronnen) vormt een uitwerking van de productie en neveneffecten van energie uit koolstofhoudende bronnen. In het subdomein Koolstofvrije energiebronnen (vwo Energie uit koolstofvrije bronnen) komen energieproductie door middel van chemische processen uit koolstofvrije energiebronnen aan bod en de daarbij optredende neveneffecten. Voor meer gedetailleerde informatie zie: • www.nieuwescheikunde.nl voor de volledige werkversie van het

examenprogramma nieuwe scheikunde; • www.cevo.nl voor de werkversie syllabus nieuwe scheikunde; • www.slo.nl voor de werkversie handreiking schoolexamen nieuwe scheikunde. Verdeling centraal examen en schoolexamen Vanaf 2007 is ca. 60% van de studielast voor het vakinhoudelijke programma aangewezen voor het centraal examen. Deze verdeling geldt ook voor het experimenteel examen Nieuwe Scheikunde. Het overige deel wordt in ieder geval in het schoolexamen geëxamineerd. Scholen mogen zelf beslissen of ze in het schoolexamen ook domeinen voor het centraal examen examineren. Examinering van domein A vindt plaats in het centraal examen én in het schoolexamen, steeds in combinatie met de vakinhoudelijke subdomeinen.

⏐ 11

Tabel 1 Verdeling programma havo over CE en SE

Overzicht examenprogramma havo CE SE Mag in SE

A Vaardigheden A1 Algemene vaardigheden X X X A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden

X X X

A3 Vakspecifieke vaardigheden X X X B Onderzoeksmethoden en -technieken B1 Stoffen aantonen X B2 Standaardbepalingen X B3 Standaard methoden en –technieken X B4 Digitale modellen X B5 Data verzamelen en verwerken X X C Structuren en reacties C1 Reactiesnelheid bepalen X C2 Microstructuren X X C3 Relatie microstructuur en eigenschappen X X C4 Bindingen vormen en verbreken X X C5 Typen reacties X X C6 Reactiesnelheid en evenwichten X X D Synthesen D1 Grootschalige productie van stoffen X D2 Stoffen scheiden en zuiveren X D3 Synthese volgens voorschrift X D4 Scheidings- en zuiveringsmethoden X X D5 Industriële processen X X D6 Rendement X X E Chemie van het leven E1 Monitoringsonderzoek X E2 Preventie X E3 Industriële productie van stoffen X E4 Stoffen in het lichaam X X F Materialen F1 Materiaalanalyse X F2 Innovatie van materialen X F3 Spin off X F4 Moleculaire basis van materialen X X G Duurzame ontwikkeling G1 Duurzaam produceren X G2 Ketenanalyse X G3 Energieproductie uit koolstofhoudende bronnen X X G4 Koolstofvrije energiebronnen X X

⏐ 12

Tabel 2 Verdeling programma vwo over CE en SE

Overzicht examenprogramma vwo CE SE Mag in SE

A Vaardigheden A1 Algemene vaardigheden X X X A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden

X X X

A3 Vakspecifieke vaardigheden X X X B Analysemethoden en -technieken B1 Kwalitatieve analyse X B2 Kwantitatieve analyse X B3 Analysemethoden en -technieken in ontwikkeling X B4 Molecular modelling X B5 Onderzoek X X C Structuren en reacties C1 Reactiesnelheid onderzoeken X C2 Structuuronderzoek X C3 Microstructuren X X C4 Relatie structuren en eigenschappen X X C5 Bindingen X X C6 Typen reacties X X C7 Reactiesnelheid en evenwichten X X D Synthesen D1 Industriële chemische processen X D2 Stoffen scheiden en zuiveren X D3 Synthese op laboratoriumschaal X D4 Scheidings- en zuiveringstechnologie X X D5 Procestechnologie X X D6 Processen optimaliseren X X E Chemie van het leven E1 Kwaliteitscontrole X E2 Risicoanalyse X E3 Biotechnologie X E4 Chemische processen in het lichaam X X F Materiaalinnovatie F1 Materiaalanalyse X F2 Ontwerpstrategie X F3 Industriële spin off X F4 Moleculaire basis van innovatieve materialen X X G Duurzame ontwikkeling G1 Duurzaamheidsanalyse X G2 Integraal ketenbeheer X G3 Duurzaam ondernemen X G4 Innovatieve energieproductie uit koolstofhoudende bronnen

X X

G5 Energie uit koolstofvrije bronnen X X

⏐ 13

2. Modelling in het examenprogramma Nieuwe Scheikunde In de tabellen 3 en 4 hierna is per subdomein via een letter weergegeven welke programma’s uit de beschreven software aansluiten bij het genoemde subdomein. De letter bevat in de webversie van de handreiking een link naar de website van het programma. Zie voor de beschrijving van het programma de tekst bij de genoemde letter in de hoofdstukken 3 en 4. Tabel 3 Modelling software bij examenprogramma Nieuwe Scheikunde havo

Nieuwe Scheikunde Havo c.e. s.e. A 1 Algemene Vaardigheden A 1.1 Informatievaardigheden X X OA 1.2 Communiceren X X A 1.3 Reflecteren op leren X X A1.4 Studie en beroep X X A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden

A 2.1 Onderzoeken X X E, F, G, N, Y

A 2.2 Ontwerpen X X A 2.3 Modelvorming X X A, M, P, R, S, V, W, XA 2.4 Redeneren X X DA 2.5 Waarderen en oordelen X X OA 2.6 Rekenkundige en wiskundige vaardigheden

X X C, I, H, L

A 2.7 Kennisvorming X X A 2.8.Toepassing van kennis X X OA 2.9 De invloed van natuurwetenschap en techniek

X X O

A3 Vakspecifieke vaardigheden A 3.1 Risico inventarisatie en veilig werken X X N, O

A 3.2 Vaktaal X X B, C , D, F, G, I, J, L, N, S, T, U, V, W, X, Z

B Onderzoeksmethoden en -technieken B1 Stoffen aantonen X E, G, NB2 Standaardbepalingen X C , D, E, F, I, J, H, L, R, T, ZB3 Standaard methoden en –technieken X D, G, I, S, YB4 Digitale modellen X A , I, M, P, U, V, W, XB5 Data verzamelen en verwerken X C , D, E, F, I, J, H, L, RC Structuren en reacties C1 Reactiesnelheid bepalen X KC2 Microstructuren X A , I, P, S, T, U, V, W, X, ZC3 Relatie microstructuur en eigenschappen

X A , I, N, O, P, R

C4 Bindingen vormen en verbreken X A , B, G, L, M, S, T, U, V, W,

⏐ 15

Nieuwe Scheikunde Havo c.e. s.e. X, Z

C5 Typen reacties X A, F, G, I, N, T, UC6 Reactiesnelheid en evenwichten X D, F, I, K, L, R, ZD Synthesen D1 Grootschalige productie van stoffen X G, R, S, UD2 Stoffen scheiden en zuiveren X E, N, YD3 Synthese volgens voorschrift X G, N, S, TD4 Scheidings- en zuiveringsmethoden X E, N, Y

E Chemie van het leven E1 Monitoringsonderzoek X C, D, E, F, G, H, I, L, S, T, U,

Y, ZE2 Preventie X E3 Industriële productie van stoffen X A, R, S, U, XE4 Stoffen in het lichaam X A , I, P, S, T, U, V, W, X, ZF Materialen F1 Materiaalanalyse X F2 Innovatie van materialen X F3 Spin off X F4 Moleculaire basis van materialen X B, C, D, E, F, I, L, R, T, U, V,

W, X, ZG Duurzame ontwikkeling G1 Duurzaam produceren X G2 Ketenanalyse X G3 Energieproductie uit koolstofhoudende bronnen

X

G4 Koolstofvrije energiebronnen X B, C, D, E, F, I, L, R, T, V Tabel 4 Modelling software bij examenprogramma Nieuwe Scheikunde vwo

Nieuwe Scheikunde vwo c.e. s.e. A 1 Algemene Vaardigheden A 1.1 Informatievaardigheden X X OA 1.2 Communiceren X X A 1.3 Reflecteren op leren X X A1.4 Studie en beroep X X A2 Natuurwetenschappelijke, technische en wiskundige vaardigheden

A 2.1 Onderzoeken X X E, F, G, N, Q, Y

A 2.2 Ontwerpen X X A 2.3 Modelvorming X X A , M, P, R, S, U, V, W, XA 2.4 Redeneren X X A 2.5 Waarderen en oordelen X X OA 2.6 Rekenkundige en wiskundige vaardigheden

X X C, D, H, I

A 2.7 Kennisvorming X X A 2.8.Toepassing van kennis X X OA 2.9 De invloed van natuurwetenschap en techniek

X X O

⏐ 16

Nieuwe Scheikunde vwo c.e. s.e. A3 Vakspecifieke vaardigheden A 3.1 Risico inventarisatie en veilig werken X X N, OA 3.2 Vaktaal X X B, C, D, F, G, I, J, L, N, S, T,

U, V, W, X, ZB Analysemethoden en -technieken B1 Kwalitatieve analyse X E, G, N, Q, YB2 Kwantitatieve analyse X C, D, E, F, H, I, J, L, Q, R, T,

ZB3 Analysemethoden en –technieken in ontwikkeling

X G, I, Q, R, S, Y

B4 Molecular modelling X A, I, M, P, S, U, V, W, XB5 Onderzoek X C, D, F, H, I, L, R, YC Structuren en reacties C1 Reactiesnelheid onderzoeken X KC2 Structuuronderzoek V, YC3 Microstructuren X A, I, P, S, T, U, V, W, X, ZC4 Relatie structuren en eigenschappen X A, I, N, O, C5 Bindingen X A, B, G, M, S, T, U, V, W, XC6 Typen reacties X A, F, G, I, N, T, UC7 Reactiesnelheid en evenwichten X D, F, I, K, L, R, ZD Synthesen D1 Industriële chemische processen X G, R, S, UD2 Stoffen scheiden en zuiveren X E, ND3 Synthese op laboratoriumschaal X G, S, TD4 Scheidings- en zuiveringstechnologie X E, ND5 Procestechnologie X D6 Processen optimaliseren X G, K, YE Chemie van het leven E1 Kwaliteitscontrole X C, D, E, F, G, H, I, L, T, U,

Y, ZE2 Risicoanalyse X E3 Biotechnologie X A, R, SE4 Chemische processen in het lichaam X A, P, S, T, U, V, W, XF Materialen F1 Materiaalanalyse X F2 Ontwerpstrategie X VF3 Industriële spin off X F4 Moleculaire basis van innovatieve materialen

X B, C, D, E, F, I, L, R, T, U, V, W, X, Z

G Duurzame ontwikkeling G1 Duurzaamheidsanalyse X G2 Integraal ketenbeheer X G3 Duurzaam ondernemen X G4 Innovatieve energieproductie uit koolstofhoudende bronnen

X

G4 Energie uit koolstofvrije bronnen X B, C, D, E, F, I, L, R, T, V In bijlage 3 is een uitgebreid overzicht van de beschreven software opgenomen. Die gegevens zijn vanzelfsprekend alleen correct op het moment van de productie van deze module (2008) en kunnen daarna veranderd zijn.

⏐ 17

Voor een deel van de software is gebruik van Java, Shockwave of Flash noodzakelijk. Deze hulpprogramma’s zijn te downloaden van http://www.java.com/nl/download/, http://get.adobe.com/shockwave/ en http://www.adobe.com/nl/products/flashplayer/. Waar de genoemde software goed gecombineerd kan worden met gebruik van een SMART-board is dat aangegeven.

⏐ 18

3. Functies van modelling software Inleiding Lesgeven zonder gebruik te maken van computers is niet meer voor te stellen. Elke docent in het scheikundeonderwijs heeft daar ideeën over, om vervolgens in discussies te constateren dat de computer veel verschillende functies kan hebben, zowel in het vakgebied scheikunde als in het scheikundeonderwijs. In dit hoofdstuk gaan we in op enkele belangrijke functies van computerprogramma’s voor de chemieresearch van de 21e eeuw. Na een korte beschouwing over ELO-gebruik bespreken we een viertal mogelijkheden voor het gebruik van modelling software in het scheikundeonderwijs. Bij Nieuwe Scheikunde gaat het in verschillende subdomeinen over de betekenis van computers voor de chemie. Modelling software kan daarbij op verschillende manieren worden toegepast: 1. software ter ondersteuning van het doen van onderzoek; 2. software voor het automatiseren van standaardbepalingen; 3. software ter ondersteuning van de docent bij de lessen o.a. door animaties en

simulaties; 4. software ter ondersteuning van het leren van de leerlingen, al of niet in

groepsverband, bij het zelfstandig verwerven en verwerken van de leerstof. Computersoftware is een belangrijke aanvulling op het onderwijs, maar kan zelf uitgevoerde proeven en chemische bepalingen niet vervangen. Passende software kan leerlingen een eigentijds en uitdagend perspectief op het vakgebied geven en het beroepsbeeld actualiseren. Functies van de computer bij het ontwikkelen van nieuwe kennis en toepassingen In de huidige chemie is de computer tegenwoordig misschien wel het belangrijkste gereedschap voor de ontwikkeling van nieuwe kennis en nieuwe toepassingen. Molecular modelling is een onmisbaar gereedschap voor onderzoek en ontwerp van nieuwe moleculen Research ‘in silico’, het modelleren van nieuwe moleculen en het onderzoeken van databases met eigenschappen en synthesegegevens, versnelt een onderzoekstraject naar nieuwe moleculen met vele jaren. Onderzoeksrobots vervangen een groot deel van het traditionele natte onderzoek bij de ontwikkeling van nieuwe materialen en medicijnen. Dit vraagt om een aangepaste onderzoeksstrategie en levert nieuwe mogelijkheden op voor het versnellen en optimaliseren van een onderzoekstraject. In de chemieresearch kan er daardoor meer en het kan allemaal veel sneller. Om deze reden maken leerlingen bij Nieuwe Scheikunde kennis met moleculaire modellering als hulpmiddel bij scheikundig onderzoek. Niet alleen in de vorm van een speciaal subdomein over digitale modellen (subdomein B4 havo) of moleculaire modelling (subdomein B4 vwo) maar ook gekoppeld aan vakinhoud van alle overige domeinen. Zie hiervoor de tabellen 3 en 4 in het vorige hoofdstuk.

⏐ 19

Onderwijskundige functies van de computer Docenten die het leren via een elektronische leeromgeving (ELO) een duidelijke plaats geven in hun onderwijsprogramma, waarderen de mogelijkheid om leerlingen via de ELO gevarieerde bronnen aan te reiken. Zowel voor leerlingen die graag meer willen oefenen met de leerstof als voor leerlingen die meer uitdaging en diepgang in de leerstof vragen zijn opdrachten op maat mogelijk. Niet alleen leren uit het boek, ook ‘zapleren’ door middel van een route langs een geselecteerd aantal alternatieve informatiebronnen, helpt leerlingen bij het zich eigen maken van de leerstof, zeker als het leidt tot groepsdiscussies over het onderwerp. Het is onvoldoende als leerlingen zich alleen de illustraties en schema’s uit het leerboek eigen maken. Andere schema’s, foto’s en interactieve visuele representaties geven een dieper inzicht en een breder begrip van dat onderdeel van de leerstof. Dat neemt niet weg dat het maken van een eigen schema als samenvatting voor het verankeren van het geleerde als werkvorm onovertroffen blijft. Om leerlingen efficiënt toegang te verlenen tot software is een door docenten te vullen vakruimte op het intranet en een ELO eigenlijk onmisbaar. Het digitale vaklokaal op de ELO heeft zich een eigen bestaansrecht verworven naast de lessen in het scheikundelokaal. Het is een uitdaging voor docenten om samen met de leerlingen te ontdekken wat nuttig en nodig is om leerlingen meer gedifferentieerd te kunnen laten leren, zodat het vak en het onderwijs blijft boeien. Animaties van chemische processen Een beeld zegt meer dan duizend woorden. Een visualisatie van een scheikundig proces op moleculair niveau brengt leerlingen versneld tot inzichten over het reactiemechanisme en de reactiestappen. Leerlingen kunnen zien dat de driedimensionale structuur van moleculen invloed heeft op de reacties die met dat molecuul al of niet kunnen worden uitgevoerd. Ze kunnen zien dat bepaalde moleculen qua structuur ‘passen’ en dus kunnen reageren en moleculen met een niet-passende ruimtelijke structuur niet. Simulaties van chemische bepalingen Bepaalde software is speciaal ontwikkeld als simulatie van chemische bepalingen volgens standaardprocedures, bijvoorbeeld zuur-basetitraties of IR- en massaspectra. Het programma produceert dan data die vervolgens door de computer bewerkt worden tot grafieken en een eindconclusie. De bepaling zelf is gereduceerd tot een ‘black box’ met in te stellen knoppen voor de gebruikte stoffen, de concentraties en reactieomstandigheden. Dergelijke software kan een door leerling, docent of TOA in het echt uitgevoerde bepaling nooit vervangen. Als voorbereiding of aanvulling op standaardbepalingen, of als vervanging van bepalingen die binnen schoolverband niet uitvoerbaar zijn, zijn deze programma’s echter een zeer nuttige aanvulling. Met name als de nadruk ligt op het verwerken van resultaten van onderzoeksbepalingen. Bij programma’s als IP Coach wordt de computer als meetinstrument gebruikt bij chemische bepalingen die tot het onderwijsprogramma behoren. De hoge eisen aan de interface en de sensoren maken dergelijke programma’s maar beperkt toepasbaar. Gebruik van zo’n programma illustreert wel hoe in de beroepspraktijk standaardbepalingen kunnen worden geautomatiseerd. Verschillen tussen handmatige en geautomatiseerde standaardbepalingen komen in het examenprogramma Nieuwe Scheikunde bij verschillende subdomeinen aan de orde. Standaardprocedures voor toegepast onderzoek op grote schaal zijn toenemend geautomatiseerd, zoals titraties, pH-bepalingen en ander monitoringsonderzoek. De rol van een chemisch analist is door toepassing van computersoftware verschoven. Heel belangrijk is dat daarover een juist beroepsbeeld aan leerlingen wordt overgebracht.

⏐ 20

De computer als rekenmachine De rekencapaciteit van computers maakt het mogelijk om langs rekenkundige weg voorspellingen te doen over het verloop van reacties en optimale syntheseroutes. Daarbij worden grote hoeveelheden data uit vele bronnen gebruikt, die met speciale programma’s worden geselecteerd. Datamining is een nieuw specialisme met eigen onderzoeksmogelijkheden en - resultaten. Leerlingen maken bij Nieuwe Scheikunde kennis met deze toepassing van computers. Experimenten op film Er gaat niets boven door leerlingen zelf uitgevoerde proeven. Veel docenten geven daarna opdracht om een verslag te schrijven, bedoeld om leerlingen te laten reflecteren op het doel en de conclusies van de proef. Vaak wordt leerlingen pas dan duidelijk dat sommige waarnemingen bij het doen van de proef aan hun aandacht zijn ontsnapt. Helaas kan de proef meestal niet worden overgedaan. In zulke situaties is een filmverslag van een proef een nuttige hulp. Ook bij het voorbereiden van een practicum kunnen leerlingen baat hebben bij het kijken naar een filmverslag, vooral leerlingen die praktisch minder handig zijn. Sommige proeven zijn qua apparatuur niet uitvoerbaar binnen een school of te gevaarlijk. En een demonstratieproef is meestal maar voor een deel van de klas goed te zien. Bij het leren van de theorie herinneren leerlingen zich vaak niet meer op welke waarnemingen ze precies moesten letten. Ook dan zijn films van proeven een nuttige informatiebron voor leerlingen. Deze module geeft daarvoor bruikbare links. Niet alles staat op YouTube. En de manier waarop in sommige YouTube films met veiligheid wordt omgegaan, kan gebruik van zo’n film in de klas in de weg staan. Internet als informatiebron voor wetenschappelijke kennis Veel wetenschappelijk en populairwetenschappelijk bronnenmateriaal is tegenwoordig via internet toegankelijk. Daardoor kunnen leerlingen in contact worden gebracht met primaire bronnen zoals publicaties van onderzoeksgroepen in vaktijdschriften. Zo maken ze kennis met de manier waarop nieuwe natuurwetenschappelijke kennis en toepassingen binnen de vakgemeenschap wordt gedeeld. Dergelijke primaire bronnen zijn er ook in historisch perspectief. Bijvoorbeeld de beroemde publicatie van Watson and Crick over de helixstructuur van DNA, die in 1953 in Nature (5) verscheen. Wetenschapsjournalisten maken informatie uit wetenschappelijke bronnen toegankelijk voor het brede publiek in dagbladen, digitale nieuwsbrieven en populairwetenschappelijke tijdschriften. Leerlingen krijgen via dergelijke secundaire bronnen mee wat actueel is in de wetenschappelijke wereld van nu. Dat wil nog niet zeggen dat ze de informatie uit secundaire bronnen kunnen koppelen aan hun eigen vakkennis. Meestal zijn gedidactiseerde bronnen met geselecteerde tekstfragmenten die aansluiten bij het kennisniveau voor het onderwijs beter bruikbaar. Dat bespaart leerlingen tijd en voorkomt motivatieverlies. Leerlingen zitten niet te wachten op lappen tekst met informatie, die niet ter zake is. Soms is het bij een opdracht goed om de nadruk te leggen op het kunnen selecteren van informatie, maar dat is niet voor alle opdrachten met gebruik van bronnen nodig. Internet maakt het ook mogelijk om leerlingen te laten werken met gegevens uit openbare databases, zoals in de wetenschappelijke wereld al langere tijd gebruikelijk is. Mogelijk kan deze ontwikkeling ook leiden tot een digitale vorm van BINAS in het voortgezet onderwijs.

⏐ 21

4. Van A tot Z, modelling software Dit hoofdstuk bevat een beschrijving van de in tabel 4 opgenomen software, vermeld onder de letters A t. m. Z. Tabel 4 Overzicht Modelling Software A tot Z

Naam Omschrijving Weblink A Moleculen in

Beweging Onderzoek organische moleculen

http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/cdrom05/jmol/index.html

B Chemistry Tutorials & Drills

Diverse onderdelen http://www.chemistry-drills.com/balance.html

C The Chemware Suite

Meerdere programma's op CD Studentenversie

http://users.iconz.co.nz/trout/csuite.htm

D CHEMIX School & Lab

Meerdere programma's downloadbaar

http://home.c2i.net/astandne/help_htm/chemix.htm

E Model ChemLab Bevat Periodiek Systeem en virtueel laboratorium (ChemLab)

http://modelscience.com/products.html

F Chemische animaties

Verschillende animaties om te downloaden en gebruiken

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/simDownload/index4.html

G Virtual Experiments

Virtuele experimenten van zout tot SN-2 substitutie

http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/labintro/newdefault.html

H Chemie-applets-1 Zuur-Base titraties virtueel waarbij verschillende titraties te zien zijn

http://www.chem.uoa.gr/Applets/AppletTitration/Appl_Titration2.html

I Chemie op het Internet

Verschillende animaties om te gebruiken tijdens de les

http://users.skynet.be/eddy/index.html

J Chemiehoekje Oefeningen van zouten tot titraties

http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm

K Beweging moleculen

Applets over emissie, absorptie, filteren van licht. Daarnaast over beweging van moleculen en evenwichtsreacties

http://chemconnections.org/Java/molecules/index.html

L Chemie applets-2 Veel onderwerpen van de chemie worden gesimuleerd.

http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/index.html

⏐ 23

Naam Omschrijving Weblink M Spartan Programma om

moleculen, zouten te zien en spectra te berekenen.

http://www.dsm.com/le/nl_NL/onderwijs/html/jet-net_molecular.htm

N Experimente.net Filmpjes van experimenten

http://www.seilnacht.com/versuche/index.html

O DHMO website Wetenschap over water http://www.dhmo.org/

P Argus Lab Onderzoek organische moleculen en drugsmoleculen

http://www.arguslab.com/

Q Isotope Distribution Calculator and Mass Spec Plotter

Met behulp van formules massaspectra maken

http://www2.sisweb.com/mstools/isotope.htm

R Newbyte Chemistry Software

Zuur-Base titraties virtueel

http://www.newbyte.com/ab.htm

S Chemsketch Organische moleculen en NMR

http://www.acdlabs.com/products/chem_dsn_lab/chemsketch/

T Atoms, Symbols and Equations

Reacties samenstellen http://www.chemistryteaching.com/atoms.htm

U Chemdraw Organische moleculen tekenen

http://www.cambridgesoft.com/software/ChemDraw/

V 3DChem.com Bestudering organische moleculen

http://www.3dchem.com/

W Webtutorials CMBI Orbitalen van moleculen http://wetche.cmbi.ru.nl/organic/srm1j/index.html

X Symyx Draw Van organische databases tot het tekenen van organische moleculen via Isis-Draw

http://www.symyx.com/micro/draw31/index.html

Y WinTorg Maken IR, NMR, massaspectra van (on)bekende stoffen

http://www.softpedia.com/progDownload/WinTorg-Download-29982.html

Z MCH Science Bundle MDL® CrossFire Commander

Van algemene chemie tot organische chemie

http://www.mchmultimedia.com/store/product.php?productid=3685&cat=60&page=1

⏐ 24

A Moleculen in Beweging Domein: A, B, C, E

De website http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/cdrom05/jmol/index.html biedt de mogelijkheid tot het visualiseren van de structuur van koolstofverbindingen. Zowel de vibraties tussen de atomen als andere bewegingen binnen de moleculen worden getoond. De website Moleculen in Beweging bestaat uit de volgende onderdelen: • een inleidende pagina over structuurformules; • biochemie met een aantal 3D modellen van (macro) moleculen; • molecuulmodellen met een verzameling van ruim 400 molecuulmodellen (3D-

coördinaten) die ook naar zelfgemaakte webpagina’s kunnen worden overgezet. Veel koolstofverbindingen, maar ook andere molecuulmodellen;

• moleculaire orbitalen (voor gevorderden o.a. profielwerkstuk vwo) met ruimtelijke modellen van de elektron-orbitalen van enkele kleine moleculen. Na het selecteren van een niveau in een energiediagram volgen de bijbehorende orbitalen;

• polymeerchemie met een beschrijving van eenvoudige polymerisatie-reacties, geïllustreerd met 3D structuren en animaties. Zowel additiepolymerisatie als condensatiepolymerisatie, ook bij biopolymeren;

• spectroscopiePlus met een uitleg van IR-absorptie en massa-spectrometrie uitgelegd aan de hand van ruimtelijke modellen. Zo wordt aan de hand van bewegende modellen getoond welke vibraties van belang zijn voor de IR-spectrometrie. Het NMR-gedeelte laat zien welke onderdelen van moleculen via een NMR spectrum kunnen worden aangetoond;

• stereochemie. Met een weergave van de ruimtelijke aspecten van eenvoudige koolstofverbindingen en optische isomerie;

• extra o.a. het chemische tekenprogramma IsisDraw en een paar scheikundespelletjes.

De website is geschikt voor bovenbouw havo (eenvoudige onderdelen) en vwo. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De website is via internet algemeen toegankelijk en gratis te gebruiken. Wel moet er op de computer Java geïnstalleerd zijn. Het is niet nodig om als gebruiker in te loggen of een abonnement te nemen.

⏐ 25

B Chemistry Tutorials & Drills Domein: A, C, F, G

Via de website Chemistry Tutorials & Drills kunnen leerlingen bij het onderdeel ‘Balancing Chemical Equations’ oefenen met het kloppend maken van meer dan 1250 reactievergelijkingen. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Leerlingen kunnen kiezen voor eenvoudige of meer gecompliceerde opdrachten. • Het niveau Easy is geschikt voorleerjaar 3 en 4 havo en vwo. • Het niveau A-level AS is geschikt voor 5 havo en 5 vwo. • Leerlingen van 6 vwo kunnen aan de slag met A-level A2 en Intermediate

opdrachten. • De Expert-opdrachten zijn geschikt als breinkrakers voor vwo. Bij een aantal opgaven worden structuurformules van koolstofverbindingen gegeven op een andere wijze dan voor het centraal examen is toegestaan. Het is aan te bevelen om leerlingen in het programma voor het schoolexamen met deze wereldwijd algemeen gebruikelijke schrijfwijze van structuurformules te laten kennismaken.

De overige onderdelen van de website gaan in op de naamgeving van functionele groepen en koolstofverbindingen volgens IUPAC in het Engels. Zeker bruikbaar voor scholen met tweetalig scheikundeonderwijs en het IB programma, minder geschikt voor scheikunde in het Nederlands.

De website is vrij toegankelijk, het is niet nodig om in te loggen of een abonnement te nemen.

⏐ 26

⏐ 27

C The Chemware Suite Domein: A, B, C, E, F, G

6 Great WinInteractive SoftUsed in High Sch

Buy All 6 Ch

From . . . C

or D

Student Prices forSpecial Site Li

on any o

As

De Chemware Suite bevat eentitraties enz. Zie de tabellen op pagina 15 t De Chemware Suite bevat de • Chemical Formula Tutor,

zouten, kunnen oefenen. ondersteund door het weevwo;

• Electrochemical Cells Probouwen.

• Volumetric Analysis, waaoefenen. Geschikt voor 5

• Organic Chemistry Pro, wkoolstofverbindingen kunn

• pH and Titration curves, dmet titratiegrafieken. Ges

• Element Gorilla Plus, dit gsysteem en is door de Enleerlingen.

⏐ 28

The Chemware Suite

dows Chemistry programs on CD-ROM ware for use at home or in the classroom ools, Colleges and Univerities Worldwide

Chemical Formula Tutor

Electrochemical Cells Pro

Volumetric Analysis

Organic Chemistry Pro

pH & Titration Curves

Element Gorilla Plus

emware Suite programs on CD-ROM

hemware SciStore CCV Software

ownload the Student Version

the CD available, Low Upgrade Prices, and cence Prices for educational institutions r all of the programs more info...

k for a quote on all 6 programs

aantal programma’s voor het inoefenen van formules,

/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma.

volgende programma's: waarmee leerlingen de formules van stoffen, met name Zoals te zien is in de afbeelding wordt de oefening rgeven van de ladingsbalans. Bruikbaar in 4/5 havo en

, waarmee leerlingenbatterijen en elektrische cellen kunnen

rmee leerlingen (mol-)berekeningen aan titraties kunnen havo en 5-6 vwo; aarmee leerlingen mogelijke reacties van en verkennen. Bruikbaar voor 5 havo en 5/6 vwo; it programma geeft leerlingen inzicht in de pH in combinatie

chikt voor 4/5 havo en 4/6 vwo; aat vrij diep in op de perioden en groepen van het periodiek gelse taal minder goed toegankelijk voor Nederlandse

De gehele Chemware Suite is voor leerlingen voor $ 60 te downloaden of op CD te koop. Voor scholen is de prijs $ 200. Sommige onderdelen zijn verkrijgbaar als shareware of demoversie. Zie http://chemware.co.nz/csuite.htm.

Aanschaf/shareware/demoversie

Chemical Formula Tutor http://users.iconz.co.nz/trout/chemftut.htmElectrochemical Cells Pro,

http://users.iconz.co.nz/trout/ecellpro.htm#shareware

Volumetric Analysis http://users.iconz.co.nz/trout/va2.htmOrganic Chemistry Pro http://www.virtualsoftware.com/prodpage.cfm?ProdID=610pH and Titration curves http://www.virtualsoftware.com/prodpage.cfm?ProdID=1556Element Gorilla http://users.iconz.co.nz/trout/gorilla.htm

⏐ 29

D CHEMIX School & Lab Domein: A, B, C, E, F, G

CHEMIX School & Lab is een pakket met nuttige programma’s voor het oefenen van reactievergelijkingen e.d. Zie de tabellen op bladzijde 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Goed bruikbare onderdelen zijn o.a. • Molecuulmassa Calculator, handig voor leerlingen van 4-5 havo en 4-6 vwo; • Reactievergelijkingen kloppend maken, bruikbaar voor leerjaar 4 en 5; • Zwakke Zuren en Basen, passend voor 5-6 vwo; • Electrochemie, sluit aan bij leerjaar 5 in havo en leerjaar 5 en 6 in vwo; • Spectroscopie, met name geschikt voor 5-6 vwo. De startpagina van dit programma ziet er uit als bovenstaande illustratie, de link is http://home.c2i.net/astandne/help_htm/chemix.htm. Op de volgpagina is een evaluatieversie te downloaden via een exe-bestand of zip-file. Deze is eenmalig te gebruiken. Via http://home.c2i.net/astandne/ is informatie over het gebruik van de software beschikbaar. Het programma draait onder Windows en op een netwerk en kost dan $ 39 voor 4 licenties. Bij klassikaal gebruik heeft een school snel 28 licenties nodig en kost het programma voor een school $ 273.

⏐ 30

⏐ 31

E Model ChemLab Domein: A, B, D, E, F, G

Model ChemLab kan worden gebruikt om standaard laboratorium experimenten op de computer te simuleren. Zie voor de aansluiting op het examenprogramma de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De software bevat de volgende experimenten: • afschenken en mengen; • verwarmen en hete/koude waterbaden; • metingen aan temperatuur, massa en volume; • meten van pH, geleiding en spanning; • titreren en het opstellen van titratiecurven. Met de beschikbare tekeningen van chemisch glaswerk kunnen snel opstellingen worden getekend. Het programma is geschikt voor havo en vwo, bepaalde onderdelen kunnen al in de derde klas worden gebruikt. Via http://modelscience.com/products.html kan een evaluatieversie worden gedownload. Deze is enige tijd te gebruiken. De software is geschikt voor Windows en Apple Macinthosh en kost vanaf $ 135.

⏐ 32

F Chemische animaties Domein: A, B, C, D, E, F, G

Via de website van Chemical Education Research Group van de universiteit van Iowa is een groot aantal simulaties en animaties te downloaden. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Via de website is o.a. het volgende beschikbaar: • Electrochemie; • Redox titraties met keuze uit 3 verschillende titraties (kaliumpermanganaat met Fe2+; • Kaliumdichromaat met S n2+ en jood met thiosulfaat; • Animaties van gaswetten, thermochemie; • Animaties van oplossingen, zuur-base evenwichten en algemene evenwichten; • Animaties van stoichiometrie; • Animaties over kinetiek en voorspellen van producten van reacties. Onderdelen van de website zijn geschikt voor klas 3 en 4-5 havo en 4-6 vwo. Bij een aantal animaties is ook een tutorial gevoegd die kan dienen als handvat bij het maken van een lesbrief over dit onderwerp. Bij de titraties kan zowel druppelsgewijs als met een hoeveelheid getitreerd worden. Het programma is een redelijk natuurgetrouwe manier om op de computer te titreren, juist vanwege de mogelijkheid om druppelsgewijs te titreren. Leerlingen moeten daarbij dus ook zelf in de gaten houden of de kleur omslaat. De gang van zaken bij een titratie kan via een beamer of smartboard op deze manier makkelijk worden uitgelegd. Daarnaast kunnen leerlingen dit thuis zelf nog eens bekijken, bijvoorbeeld voorafgaand aan een praktische opdracht. De software is gratis beschikbaar via http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/simDownload/index4.html. De verschillende onderdelen zijn te downloaden vanaf de site en na uitpakken onmiddellijk te gebruiken in een browser die flash en shockwave ondersteunt.

⏐ 33

⏐ 34

G Virtual Experiments Domein: A, B, C, D, E, F, G

Virtual experiments is een site van Oxford University met gratis filmpjes en bijbehorende interactieve tutorials. Daardoor is deze website niet alleen geschikt om de theorie te illustreren maar ook voor het op een interactieve manier bestuderen en herhalen van leerstof. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De volgende onderdelen kunnen worden gedownload: • LiveChem. Er moet een keuze gemaakt woorden uit een aantal positieve ionen en de

toe te voegen reagentia. Hierna wordt het experiment zichtbaar uitgevoerd en besproken of via vragen naar een duidelijke conclusie gebracht;

• Complex ions. Een aantal reacties van complexe ionen en reagentia voor redoxreacties via mouse-over schermen. Tot slot wordt, via multiple choice, gevraagd naar het ontstane product;

• Interactive Organic Mechanisms. Hier kunnen sn1, sn2, e1 en e2 mechanismen worden bestudeerd. Via een interactief traject wordt de gebruiker toe geleid naar een eindproduct. Ook worden via een interactief traject reacties in het ontwerpen van de stappen in organische synthese weergegeven;

• Named Organic Reactions. Hier wordt van een aantal naar onderzoekers genoemde organische reacties het reactiemechanisme weergegeven;

• Organometallic synthesis. Hier zijn filmpjes te zien met synthese-opstellingen die onder stikstof of vacuum worden uitgevoerd;

• Nickel(II) Complexes. Hier wordt virtueel een aantal experimenten uitgevoerd met Nikkel(II) ionen uitgevoerd. Ook hierover worden vragen gesteld om het inzicht te vergroten;

• Superconductor preparation. Het maken van een supergeleider op een makkelijke manier.

• Symmetry. Anorganische moleculen en hun symmetrie. Onderdelen van deze site zijn bruikbaar vanaf leerjaar 4 voor havo en vwo. In leerjaar 4 zijn vooral de filmpjes die neerslagen en kleurveranderingen tijdens zoutreacties laten zien erg instructief.

⏐ 35

Met behulp van een beamer of een SMART-board kunnen reacties getoond worden die vroeger op de demonstratietafel werden uitgevoerd en voor de helft van de klas niet of niet goed te zien waren. Voor leerjaar 6 en voor leerlingen die in hun profielwerkstuk ingaan op organische synthese zijn de delen over de organische mechanismen en de organische reacties instructief. Meer informatie op de website http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/labintro/newdefault.html

⏐ 36

H Chemie applets-1 Domein: A, B, E

De website met links naar een aantal instrumentele applets is bruikbaar voor simulaties van o.a.zuur-base titraties. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De applets sluiten aan bij de leerstof van 5 havo en 5-6 vwo. Het adres van de website is http://www.chem.uoa.gr/Applets/AppletTitration/Appl_Titration2.html.

⏐ 37

I Chemie op het Internet Domein: A, B, C, E, F, G, H Eddy Marien, een Belgische chemicus, heeft op een eigen website een groot aantal applets en animaties bijeengebracht. Ze kunnen worden gebruikt om leerstof mee te illustreren en te oefenen. Hieronder staan maar enkele hiervan vermeld. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting met de examenprogramma’s. Voorbeelden van enkele applets zijn o.a. • applet gram en mol. Deze is prima te gebruiken om leerlingen te helpen om in plaats

van te rekenen met massa’s, zoals geleerd in de derde klas, te gaan rekenen in mol; • applet limiterend reagens. Leerlingen kunnen met dit applet nagaan welke stoffen in

overmaat wanneer geen van beide reagentia in overmaat aanwezig is bij neerslagreacties, verbrandingen en zuur-basereacties;

• applet effectieve botsingen. Hiermee wordt gedemonstreerd dat botsingen met een energie boven de activeringsenergie tot een chemische reactie leiden;

• applet titratiecurve. Hiermee kan het verschil tussen een titratie met sterke zuren/basen en zwakke zuren/basen getoond worden. Ook laat het applet, op aanvraag zien, welk equivalentiepunt de titratie heeft, daarmee kan duidelijk gemaakt worden dat het equivalentiepunt bij zwakke zuren/basen in de titratie niet bij pH 7 ligt, zoals veel leerlingen menen te moeten denken;

• applet chemisch evenwicht. Dit applet houdt zich bezig met het heterogene evenwicht C(s)+ H2O(g) ↔ CO(g) + H2(g)

In het applet kunnen de temperatuur, het volume, en de hoeveelheden van de verschillende stoffen verandert worden;

• applet geactiveerd complex. Dit illustreert de vorming van een geactiveerd complex als overgangstoestand bij de vorming van waterstofjodide uit waterstof en jood;.

• applet elektronenconfiguratie Hiermee kan van alle atoomsoorten worden getoond welke s, p, d, f banen gevuld worden. Een toepassing zou kunnen zijn om aan leerlingen te tonen dat bijvoorbeeld de halogenen steeds dezelfde banen gevuld hebben en dat de edelgassen steeds een volledig gevulde p-schil hebben.

Voorbeelden van enkele animaties zijn o.a. • het oplossen van natriumchloride in water; • het experiment van Rutherford (gesproken commentaar: Engels). Hierin wordt

duidelijk gemaakt hoe Rutherford tot zijn atoommodel kwam; • sterke en zwakke zuren. Met bewegend beeld en een veranderende grafiek wordt

geïllustreerd wat het verschil is van een volledig ioniserend sterk zuur en een niet volledig ioniserend zwak zuur;

⏐ 38

• sterke en zwakke basen. Met bewegend beeld en een veranderende grafiek wordt geïllustreerd wat het verschil is van een volledig ioniserende sterke base en een niet volledig ioniserende zwakke base;

• buffers. Dit applet legt op een interactieve manier de bufferwerking uit; • galvanisch element. Een animatie van een zink-koper element met toepassing van

een zoutbrug. • chiraliteit. Deze animatie demonstreert de invloed van enantiomeren op

gepolariseerd licht; • ionbinding in vergelijking met covalente binding. Een animatie waarin met Engels

commentaar het verschil tussen beide typen binding wordt uitgelegd. De animaties zijn bruikbaar vanaf klas 3 in havo en vwo. Via de website http://users.skynet.be/eddy/index.html zijn de animaties en applets toegankelijk via de browser. Voor een aantal animaties is Shockwave of Flash nodig. Onderaan de website wordt nog verwezen naar twee pagina’s met links naar andere chemie websites.

⏐ 39

J Chemiehoekje Domein: A, B

De wiskundewebsite voor leerlingen van het Belgische voortgezet onderwijs van Guy Gijbels bevat ook een chemiehoekje. Hier kunnen leerlingen online een titratie uitvoeren, oefenen met namen van atoomsoorten en reactievergelijkingen opstellen. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma.

Via de website hebben leerlingen toegang tot: • een titratie applet. Keuzemogelijkheden zijn o.a. een sterk zuur met een sterke base

of een sterke base met een sterk zuur. Ook titraties met zwakke zuren met een sterke base zijn mogelijk. Hierbij is de mogelijkheid aanwezig om een Kz te kiezen die past bij het gekozen zwakke zuur. Er kan echter niet gekozen worden welk zwak zuur wordt getitreerd. De applet werkt alleen voor titratie met eenwaardige zuren. Wel kunnen leerlingen kiezen welke indicator wordt gebruikt;

• atoomsoorten. Hier kunnen de leerlingen oefenen met het leren van namen van atoomsoorten en hun symbool en vice versa;

• reactievergelijkingen. Er is ook een tweede pagina waarop leerlingen kunnen oefenen met het invullen van de juiste coëfficiënten bij gegeven reactievergelijkingen.

De programma’s zijn vooral geschikt voor het derde leerjaar en klas 4 en 5 havo en vwo. Het adres van de website is http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm. Voor de programma’s is een browser met Java nodig.

⏐ 40

K Beweging moleculen Domein: C, D

De website van de universiteit van Berkeley bevat naast enkele applets over het mengen van kleuren zichtbaar licht een instructief applet over de beweging van moleculen. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De website bevat o.a. een applet over de beweging van moleculen. De temperatuur, massa en het aantal deeltjes kunnen worden ingesteld. Met deze applet kun je goed laten zien hoe bewegingen van moleculen worden beïnvloed door massa, temperatuur, aantal deeltjes en de druk. Het adres van de website is http://chemconnections.org/Java. Dit applet is te gebruiken in leerjaar 3. Voor het applet is een browser met Java nodig.

⏐ 41

L Chemie applets-2 Domein: A, B, C, E, F, G

Op de website van William Vining, een medewerker van de universiteit North Dakota, zijn een groot aantal simulaties geordend weergegeven. Bij de simulaties is een pop-up met informatie beschikbaar. Helaas staan de titels van de hoofdstukken niet vermeld. Aan te bevelen is om tot het einde van de pagina door te scrollen. Zie ook de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Enkele voorbeelden zijn: • applet van bufferoplossing. Leerlingen kunnen kleine hoeveelheden zuur of base aan

een bufferoplossing toevoegen; • applet over de zuur-base kenmerken van water. Hierin wordt duidelijk gemaakt dat de

pH van zuiver water afhangt van de temperatuur. De applets zijn toe te passen vanaf leerjaar 3, afhankelijk van het onderwerp. Een aantal applets gaat over onderwerpen die niet meer in het scheikundeprogramma voorkomen. Leerlingen met een scheikundig profielwerkstuk kunnen daar echter wel behoefte aan hebben. Voor alle applets is een browser met Java nodig.

⏐ 42

M Spartan Domein: A, B, C

Spartan is een programma waarmee organische, anorganische moleculen, organometalen, polypeptiden en polynucleotiden kunnen worden gebouwd. Daarnaast kunnen met het programma reacties worden bestudeerd zowel in 2D als 3D. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. In bijlage 1 staan een aantal gegevens over Spartan Student, een gebruikersvriendelijk open molecular modellingsprogramma ontwikkeld voor gebruik op de middelbare school en direct afgeleid van de researchversie Spartan ‘06. Door Jet-Net DSM en de TU Delft is een ingebouwde Nederlandse handleiding ontwikkeld. Hier worden ook voorbeelden van de mogelijkheden van het programma gegeven. Het programma is het meest geschikt voor gevorderde leerlingen. Zie voor een voorbeeld van het gebruik de werkgroep van Arjan van Dreumel en Elly Loontjes op Woudschoten 2005. Het adres van de website van het moederbedrijf is: http://www.wavefun.com/ Het programma kost € 50 per leerlingwerkplek en €100 voor een docentenversie. Het programma is te gebruiken op Windows, Linux en Mac OS. Bij aanschaf wordt ook toegang verkregen voor de Spartan molecular database (SMD).

⏐ 43

N Experimente.net Domein: A, B, C, D

De website voor de Didaktik der Natuurwissenschaften van Thomas Seilnacht bevat bijzonder veel beeldmateriaal voor de scheikundelessen. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De website bevat o.a.: • filmpjes van demonstratieproeven. Ga naar het onderdeel Demonstrationen en

daarna Filme. Uitstekend te gebruiken als op een moment de benodigde materialen of het praktijklokaal ontbreken;

• werkbladen met zeer veel praktische chemische vaardigheden. Ga naar het onderdeel Schülerübungen en daarna naar Grundoperationen;

• een behoorlijk aantal werkbladen met foto’s en instructies van aantoningsreacties, zowel organisch als anorganisch. Ga naar het onderdeel Schülerübungen en daarna naar Analytische Chemie;

• een groot aantal tekeningen van chemisch glaswerk. Ga naar het onderdeel Labor en klik daarna op een van de tekeningen, in de volgpagina op Nähere Infos;

• veel informatie over het verwijderen van stoffen, voorzien van zeer duidelijke tekeningen. Ga naar het onderdeel Labor en klik op Entsorgung.

De website is bruikbaar vanaf leerjaar 2. De filmpjes zijn kort en vooral geschikt om een fenomeen in te leiden zoals verbranding met zuivere zuurstof van verschillende stoffen. Leerlingen kunnen de filmpjes nog eens bekijken bij het leren. Voor het praktische werk en de onderzoeksverslagen zijn de werkbladen met praktische vaardigheden en het tekengereedschap nuttig. Het adres van de website is

http://www.seilnacht.com/versuche/index.html. De films zijn te bekijken vanuit een browser met een mediaplayercapaciteit. De films zijn ook te bestellen op cd-rom en deze kost dan € 34,80 exclusief verzendkosten.

⏐ 44

⏐ 45

O DHMO website Domein: A, C

De DHMO website heeft de bedoeling om leerlingen bewust te laten worden van de manier waarop sommige eigenschappen van stoffen in het publieke debat worden gebruikt om de gevaren van die stof te benadrukken. Over deze website is een lesbrief geschreven, die is weergegeven in bijlage 1 van deze handreiking. In de website gaat het over de stof DHMO (dihydroxymonoxide) beter bekend als H2O. De site wijst op de gevaren van deze stof. De gevaren worden niet overdreven, maar op een wetenschappelijk overkomende manier gepresenteerd. Bijvoorbeeld “DHMO is betrokken bij elektrocutie". Het adres van de website is http://www.dhmo.org/. De website is in een groot aantal talen vertaald, te bereiken via de beginpagina. De site is geschikt om leerlingen bewust te laten worden over de manier waarop met behulp van wetenschappelijke gegevens een volkomen verkeerde indruk gegeven kan worden van een stof. Alle pagina’s zijn via internet te bereiken.

⏐ 46

P Argus Lab Domein: A, B, C, E

Argus Lab is een programma voor molecular modeling, graphics, and drug design. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Het programma bevat: • de eigenschappen van organische stoffen; • kenmerken van verdovende stoffen; • kenmerken van medicijnen. Met dit programma, vooral geschikt voor 5-6 vwo en profielwerkstukken, kunnen structuren van eiwitten worden gemodelleerd. Ook eigenschappen van eiwitten zoals dipoolmoment en thermochemische kwaliteiten kunnen worden berekend. Het adres van de website is http://www.arguslab.com/ Het programma draait onder Windows en is freeware.

⏐ 47

Q Isotope Distribution Calculator and Mass Spec Plotter Domein: A, B

Het programma is een via een browser bereikbare massaspectrumplotter. Dit programma is geschikt voor leerlingen in 6 vwo. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Adres van de website http://www2.sisweb.com/mstools/isotope.htm

⏐ 48

R Newbyte Chemistry Software Domein: A, B, C, D, E, F, G, H

De website van de Newbyte Educational Software bevat een groot aantal chemische softwarepakketten. Beschikbaar zijn o.a. programma’s voor • zuur-base titraties; • industriële zwavelzuur productie; • gas evenwichten; • electrochemische cellen; • het Haber proces. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. In deze programma's kunnen allerlei variabelen ingebracht worden om het proces goed te kunnen begrijpen. De software is vooral geschikt voor leerjaar 5 havo en 5 en 6 vwo. Het adres van de website is http://www.newbyte.com/uk/

De programma’s draaien onder Windows is het besturingssysteem. De programma’s kosten minimaal $ 79, zelfs voor leerlingen. Van een aantal pakketten is een 7-daagse evaluatieversie te downloaden.

⏐ 49

S Chemsketch Domein: A, B, C, D, E, F

Chemsketch is verkrijgbaar in twee varianten: een freeware versie en een uitgebreide aan te kopen versie. Met de freeware versie kunnen moleculaire structuren getekend worden. De aan te schaffen versie bevat daarnaast een zoekfunctie voor de naam van getekende structuren in bestanden van Word en dergelijke. Ook kunnen NMR, IR en UV-spectra van bepaalde verbindingen worden voorspeld. De freeware versie van Chemsketch is een veelgebruikt tekenpakket voor het tekenen van moleculaire structuren, vooral van koolstofverbindingen. De software is ook geschikt voor leerlingen vanaf leerjaar 4 in havo en vwo. De onderdelen over spectra zijn bruikbaar voor leerlingen in 5 en 6 vwo. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Voorbeelden van wat met het tekenpakket kan, zijn te zien in op http://www.acdlabs.com/download/docs/chemsketch_2006.pdf. Hierin zijn plaatjes opgenomen van een aantal schermen. Via http://www.acdlabs.com/download/movies/ zijn een aantal filmpjes te zien over de toepassing van Chemsketch. Ga naar http://osbexact.nl/pages/337/ChemSketch_8.0_(download_instructie).html voor een duidelijke instructie voor het downloaden van Chemsketch. Deze instructie is geschreven voor leerlingen vanaf leerjaar 4. Een Nederlandstalige tutorial is in twee delen verschenen op: http://www2.kncv.nl/scheikundeonderwsectie/files/files_org/Bulletin_4_2006/Tutorial_Chemsketch_10.pdf en http://www2.kncv.nl/scheikundeonderwsectie/files/files_org/Bulletin_2_2007/tut_chemsketch_2.pdf Chemsketch is te downloaden via http://www.acdlabs.com/download/. De kosten van de aan te kopen versie zijn ca $ 150 plus verzendkosten.

⏐ 50

T Atoms, Symbols and Equations Domein: A, B, C, D, E, F, G

Ao••••••Z Awzreom DhDa

⏐

toms, Symbols and Equations is een veelgebruikt educatief programma om te efenen met: atomen en atoomsymbolen; valenties; ionladingen; reactievergelijkingen; het kloppend maken van reactievergelijkingen; het opstellen van kloppende formules van zouten. ie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma.

an bovenstaand screenshot is te zien dat de reactievergelijking niet alleen wordt eergegeven in formules maar ook in structuurformules. Dat maakt het programma eer geschikt voor de eerste kennismaking met het opstellen van kloppende actievergelijkingen in leerjaar 3 havo en vwo. Voor 4 havo en 4 vwo is het onderdeel

ver de zoutformules een goede ondersteuning voor leerlingen die daar nog moeite ee hebben.

e evaluatieversie is te downloaden via ttp://www.chemistryteaching.com/atoms.htm#download. e kosten van het uitgebreide shareware programma zijn $ 68. Het is niet alleen stand lone maar ook in een netwerk te gebruiken en draait onder Windows.

51

U Chemdraw Domein: A, B, C, D, E, F

Chemdraw is een tekenprogramma voor het tekenen van structuurformules van koolstofverbindingen. Naast de structuurformule in 2D biedt het programma: • van een koolstofverbinding ook de chemische ruimtelijke structuur in 3D (alleen

onder Windows); • de juiste beschrijving van het molecuul op elektronen- en bindingsniveau; • een database met gegevens als de naam en eigenschappen van de getekende

koolstofverbinding; • stoichiometrische analysegegevens van de getekende verbinding; • reactiegegevens van de getekende omzettingen; • een gedeelte om de NMR spectra te kunnen voorspellen. Het programma is vooral geschikt voor gebruik in 4 en 5 havo en 4-6 vwo. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma.

Een trial versie van ChemDraw is gratis te downloaden via http://scistore.cambridgesoft.com/software/category.cfm?group=free. Scholen die een volledige versie aanschaffen krijgen korting op de standaard prijs van $ 1430.

⏐ 52

V 3DChem.com Domein: A, B, C, E, F, G

Chemistry, Structures & 3D Molecules @ 3Dchem.com is een gratis website met de mogelijkheid om van allerlei koolstofverbindingen en anorganische verbindingen de 3D-structuur te bekijken en beoordelen. Naast het molecuul van de maand biedt de website: de 3D-structuur in Jmol van een groot aantal moleculen via een A-Z index; een galerij met een aantal verschillende typen 3D-structuren; de molecuulstructuur van de 50 meest voorgeschreven medicijnen; een interactief periodiek systeem, waarin via het element een bibliotheek met 1500 3D-structuren van anorganische verbindingen is te bekijken. De website kan worden gebruikt vanaf leerjaar 4 in havo en vwo, zowel bij de kennisopbouw over de ruimtelijke structuur van verbindingen als als bij praktische opdrachten en profielwerkstukken. Ook voor leerlingen zal de navigatie binnen de website weinig problemen opleveren. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Het adres van de website is http://www.3dchem.com/.

⏐ 53

W Webtutorials CMBI Domein: A, B, C, E, F

De vrij toegankelijke website van het CMBI van de Radboud Universiteit in Nijmegen biedt enkele webtutorials die ook geschikt zijn voor havo- en vwo-leerlingen o.a.: • de structuren en orbitalen van een aantal eenvoudige moleculen in Jmol

(Nederlandstalig); • een aantal biomoleculen (Nederlandstalig); • een aantal koolwaterstoffen in Mol4D of Chime (Engelstalig); • het cd-rom project Moleculen in Beweging (Nederlandstalig). De tutorials staan op http://wetche.cmbi.ru.nl/. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. De website is vooral geschikt voor het illustreren van de 3D structuur van koolwaterstoffen. Ook is de website bruikbaar voor leerlingen in 5 havo en 5-6 vwo bij praktische opdrachten en profielwerkstukken.

⏐ 54

X Symyx Draw Domein: A, B, C, E, F

Symyx Draw is een tekenprogramma om moleculen van koolstofverbindingen te tekenen. Het programma is gebaseerd op het veelgebruikte programma ISISDRAW. Het programma biedt de volgende mogelijkheden: • via Chime bekijken van 3D-structuren; • de naam bij de getekende structuren; • structuren bij namen; • tekenen en editen van polymeren, mengsels en recepturen; • zoekfunctie voor 3D-structuren. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Het programma biedt de mogelijkheid om 3D-structuren van koolstofverbindingen te verkennen. Leerlingen in 5 havo en 5-6 vwo kunnen het programma gebruiken voor praktische opdrachten en profielwerkstuk. Het is een Windowsprogramma dat voor leerlingen freeware is, na registratie op de site. Een Nederlandstalige handleiding van ISISDRAW is te downloaden vanaf www.chemistry.science.ru.nl/practicum/HANDLEIDING%20ISIS-DRAW.doc. Het programma is te downloaden via http://acdlabs.com/download/nameisis.html. Van SymaxDraw is een 30 dagen evaluatieversie te downloaden, na registratie op http://www.mdl.com/micro/draw31/index.html. Er is nog geen Nederlandstalige handleiding beschikbaar.

⏐ 55

Y WinTorg Domein: A, B, C, D, E

Het WinTorg programma simuleert de identificatie van organische moleculen door middel van NMR- en andere spectra. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Het programma kan gebruikt worden voor 5-6 vwo als illustratie van de spectroscopische analyse en voor praktische opdrachten en profielwerkstukken. Een onderdeel van het programma is een oefening om leerlingen te leren stoffen te identificeren aan de hand van spectra. Het adres van de website is http://www.chem.utas.edu.au/staff/blackman/shareware/wintorg01.htm. De software is shareware en draait onder Windows. Kosten: voor een leerlingeditie $ 20, schooleditie $200. Er is een trialversie te downloaden via http://www.softpedia.com/progDownload/WinTorg-Download-29982.html.

⏐ 56

Z MCH Science Bundle MDL® CrossFire Commander Domein: A, B, C, E, F

MCH Science Bundle MDL® CrossFire Commander is een leerboek op cd-rom met simulaties, animaties en kleurrijke plaatjes voor 200 uur studietijd. De leerstof wordt ook voorgelezen. Zie de tabellen op pagina 15 t/m 17 voor de aansluiting op het examenprogramma. Er zijn cd-roms beschikbaar voor o.a.: • Introductory Chemistry; • General Chemistry; • Organic Chemistry. De manier van uitleggen sluit meer aan op universitair niveau. Nuttig voor de leerling die niet tevreden is met een eenvoudige uitleg maar zich dieper op een bepaald onderwerp wil storten. Of voor leerlingen die in hun onderzoek of profielwerkstuk verdieping zoeken. De onderwerpen op de cd-rom gaan veel verder dan het scheikundeprogramma op vwo. Meer informatie en een demoversie via http://www.mchmultimedia.com/store/home.php?cat=1. Elke CD kost $ 80 plus verzendkosten. Downloaden kan ook, dat kost $70.

⏐ 57

Bijlagen

⏐ 59

Bijlage 1 Internetopdrachten DHMO Informatie vooraf voor de docent In de bijgevoegde leerlingentekst worden drie opdrachten beschreven, aangeduid met resp. A, B of C. Optie A is een specifieke scheikundeopdracht. De opties B en C zijn zowel geschikt voor scheikunde als voor ANW. De opdracht is met name geschikt voor klassen 4 havo/vwo.

Opdracht type A Tijdsduur: één lesuur. De opdracht is leerstofvervangend; de nadruk ligt het oefenen van het gebruik van BINAS in combinatie met informatie van internet. De leerlingen kunnen werken in groepjes van twee. Leerlingen starten op de pagina http://www.DHMO.org/. Het is aardig (noodzakelijk) om leerlingen eerst even 10 minuten door de site te laten zoeken, zeker wanneer ze nog niet zo thuis zijn op het internet. Tegelijkertijd kunnen ze zich een beeld vormen van de problematiek van DHMO. Tijdens de oriëntatiefase krijgen de leerlingen de volgende opdracht: 1. Bekijk de informatie op de site en werk een aantal pagina’s door. Schrijf naar

aanleiding daarvan kort op (drie regels) of je denkt dat deze stof verboden moet worden.

Na deze oriëntatiefase krijgen de leerlingen de volgende opdracht: 2. Open de site FAQ (Frequently Asked Questions) en zoek naar stofeigenschappen

van deze stof (Material Safety Data Sheet). Vul de onderstaande tabel in met de gegevens uit de Material Safety Data Sheet en de gegevens uit het BINAS-tabellenboekje. Noteer ook welk BINAS-tabel je hebt gebruikt voor iedere stofeigenschap. Vergelijk de gegevens die je op de site vindt met de stoffen die in de BINAS-tabel staan. Welke stof(fen) uit de BINAS-tabellen passen bij de gegevens op de site? Leid af om welke stof het hier gaat.

De leerlingen maken hierbij gebruik van twee zoekmethoden. In de onderstaande tabel zijn weergegeven de eigenschappen van DHMO op de site en de BINAS-tabel waar deze eigenschappen zijn te vinden zijn. Eigenschappen van DHMO op de site en bijbehorende waarde in BINA-tabel

Eigenschap Gevonden waarde op de site BINAS-tabel

Smeltpunt in graden Celcius (melting point, degrees C)

0 11 of 40

Kookpunt in graden Celcius (boiling point, degrees C)

100 11 of 40

Dichtheid (specific gravity) 1,0 11

Molaire massa of molecuulgewicht (formula wt)

18 41

Oplosbaarheid in water (solubility H2O)

in alle verhoudingen 45c

Uiterlijk en geur (appearance & odor)

kleurloze en geurloze vloeistof Geen BINAS-tabel

Nederlandse (systematische) naam

diwaterstofmono-oxide

⏐ 61

3. Leid met behulp van je leerboek de molecuulformule af. In het begin van de vierde klas kan het de leerlingen best moeite kosten om snel iets te kunnen vinden in het BINAS-tabellenboekje. Ze kunnen gebruik maken van de index achter in het tabellenboekje. Door de gegevens van deze stof DHMO te vergelijken met mogelijke stofeigenschappen volgens BINAS van verschillende stoffen, vinden leerlingen de gevraagde stof. Het is mogelijk dat leerlingen de ‘clou’ van deze opdracht al kennen. Deze leerlingen kunnen een aangepaste opdracht krijgen: 4. Ga na of er feitelijke onjuistheden op de site staan. Zo ja, noteer de onjuistheden

en geef een motivatie. Laat leerlingen opschrijven wat ze hebben geleerd van deze opdracht, vakinhoudelijk maar ook over het gebruik van informatie van internet. Het is geen hoofddoel van deze opdracht om een discussie aan te gaan over de manier waarop informatie suggestief kan zijn. Het is wel aan te raden om er even met leerlingen over te praten, want de manier waarop ze door de informatie gemanipuleerd worden, is natuurlijk wel een hele gekke ervaring! Opdracht type B De nadruk van deze opdracht ligt op de betrouwbaarheid en afwegen van informatie in combinatie met het gebruik van internet. De opdracht kan uitgevoerd worden door groepjes van twee leerlingen zowel buiten lestijd als in lestijd. Wanneer leerlingen toepassingen van de natuurwetenschappen in verschillende maatschappelijke situaties moeten leren herkennen en maatschappelijke effecten van deze toepassingen leren benoemen, is het van belang om ten eerste informatie te verzamelen en vervolgens de informatie te leren wegen. Deze opdracht laat zien hoe er met informatie gemanipuleerd kan worden, zonder dat er feitelijke onjuistheden worden verteld. Deze opdracht kan ook een voorbereiding zijn op een klassendiscussie (zie bijvoorbeeld de methode Curie). Het verdient aanbeveling deze opdracht te beginnen met een klassikale les waarin de leerlingen worden geconfronteerd met internet in het algemeen en de site in het bijzonder. Daartoe kan de introductie zoals beschreven onder type A gebruikt worden. Eventueel kan opdracht 1 van de vorige opdracht worden meegegeven. Opdracht type C Deze opdracht is zelf een praktische opdracht. Deze opdracht kan slechts een onderdeel zijn van een grotere opdracht van 10 tot 20 uur. Naar aanleiding van deze opdracht kan een leerling of een groep leerlingen zelf op zoek gaan naar krantenberichten en internetsites, waarbij de toxiciteit van stoffen naar voren komt en er argumenten voor of tegen het verbieden van een bepaalde stof of een bepaald proces. Berichtgeving kan een lezer sterk in een bepaalde richting manipuleren. Een leerling zou naar aanleiding van een aantal artikelen of internetsites kunnen zoeken naar de feitelijke chemische informatie en vervolgens zelf met een afgewogen mening komen via een bijvoorbeeld een artikel of een reeks stellingen met onderbouwing. Het verdient aanbeveling deze opdracht te beginnen met een klassikale les waarin de leerlingen worden geconfronteerd met internet in het algemeen en de site in het bijzonder. Daartoe kan de introductie zoals beschreven onder type A gebruikt worden. Eventueel kan opdracht 1 van opdracht A worden meegegeven.

⏐ 62

Bijlage 2 Spartan STudent Spartan STudent is een gebruikersvriendelijk open molecular modellingsprogramma ontwikkeld voor gebruik op de middelbare school en direct afgeleid van de researchversie Spartan ‘06. Door Jet-Net DSM en de TU Delft is een ingebouwde Nederlandse handleiding ontwikkeld. Het programma is opgebouwd rond een grafisch gebruikersinterface (GUI) en bevat moleculaire mechanica, semi-empirisch en ab initio kwantummechanica modules om een grote verscheidenheid aan rekenopdrachten te kunnen uitvoeren. Hiertoe behoren het bepalen van de evenwichtsgeometrie van moleculen, de overgangstoestand van chemische reacties, een energieprofiel als functie van een gecontroleerde wijziging in een moleculair ensemble en natuurlijk ook single point berekeningen. Speciale grafische modelkits maken het bouwen van moleculen zeer gemakkelijk. Naast een organic modelkit voor organische moleculen, is er een inorganic modelkit aanwezig die het bouwen van anorganische structuren (zouten, metalen, metaaloxides), moleculen met ongewone valenties en metaalcomplexen erg gemakkelijk maakt. Verder zijn er voor het inlezen en bouwen van grote biomoleculen zoals eiwitten en DNA speciale modules aanwezig met daarin informatie over de stereochemie van de samenstellende aminozuren & nucleotiden en informatie om primaire, secundaire, tertiare en quaternaire structuur weer te geven. Spartan STudent ondersteunt de meest gebruikelijke file-formats voor moleculen: Macro Model (*.mac), Sybyl Model (*.mol, *.mol2), .xyz, en natuurlijk ook Brookhaven (.pdb). De meeste resultaten kunnen grafisch worden geanalyseerd op kwalitatieve en kwantitatieve wijze. De uitgebreide mogelijkheden om moleculen op het scherm weer te geven en animaties te maken, dragen hier sterk toe bij. Er is in de afgelopen jaren door docenten en door Wim Buijs al veel lesmateriaal ontwikkeld, niet alleen voor toepassing in gewone lessen maar ook voor bij het practicum. Voorbeelden uit het examenprogramma vanaf 2007 zijn: pH, pKz van zuren en basen (organisch, anorganisch), (on)oplosbaarheid van zouten in water als functie van kristalrooster en solvatatie, radicaal- en condensatie-polymerisatie, eiwitstructuren, RNA, DNA, additiereacties van zuren (HX) en halogenen aan dubbele bindingen, chiraliteit, zuur/base katalyse in de bereiding van biodiesel, invloed VanDerWaalskrachten op smelt- en kookpunt van alkanen, structuur van water en ijs, H-bruggen, Transition State Sn2 cyanide methylbromide, IR-spectroscopie, massaspectrometrie enz. Spartan STudent is verkrijgbaar voor PC en Netwerk (Windows, Apple). Bij gebleken belangstelling is ook een Linux-versie mogelijk (Bestaat al voor de researchversie). Kosten voor een éénmalige permanente licentie: 50 € /st voor zowel netwerk als PC (softwarecode), 100 €/st voor PC (docent)versie met usb-dongel voor PC-mobiliteit. N.B. Spartan STudent wordt in principe zonder winstoogmerk geleverd door Wavefunction, CA i.s.m. DSM. Verdere informatie over het pakket, levering, installatie, docentenworkshops en gastlessen is bij W. Buijs, tel: 06-10274746, e-mail: wim.buijs@dsm.com.

⏐ 63

Bijlage 3 Overzicht Modelling Software

Naam Gebruik Taal Omschrijving Weblink Software soort

Kosten

A Moleculen in Beweging

Laat Ned Onderzoek organische moleculen.

http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/cdrom05/jmol/index.html

Browser met Java

geen

B Chemistry Tutorials & Drills

Vroeg en laat

Eng Diverse onderdelen. http://www.chemistry-drills.com/balance.html

Browser geen

C The Chemware Suite

Vroeg en laat

Eng Meerdere programma's op CD-Studenten-versie.

http://users.iconz.co.nz/trout/csuite.htm

Share-ware $ 60

D CHEMIX School & Lab

Vroeg en laat

Eng Meerdere programma's downloadbaar.

http://home.c2i.net/astandne/help_htm/chemix.htm

Koop software

$ 39 /4 licenties

E Model ChemLab Vroeg en laat

Eng Bevat Periodiek Systeem en virtueel laboratorium (ChemLab).

http://modelscience.com/products.html

Koop software

vanaf $ 135

F Chemische animaties

Vroeg en laat

Eng Verschillende animaties om te downloaden en gebruiken.

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/simDownload/index4.html

Freeware geen

G Virtual Experiments

Vroeg en laat

Eng Virtuele experimenten van zout tot SN-2 substitutie.

http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/labintro/newdefault.html

Browser geen

H Chemie-applets-1

Laat Eng Zuur-Base titraties virtueel waarbij verschil-lende titraties te zien zijn.

http://www.chem.uoa.gr/Applets/AppletTitration/Appl_Titration2.html

Browser geen

I Chemie op het Internet

Vroeg en laat

Ned Verschillende animaties om te gebruiken tijdens de les.

http://users.skynet.be/eddy/index.html

Browser geen

J Chemiehoekje Vroeg en laat

Ned Oefeningen van zouten tot titraties.

http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm

Browser geen

K Beweging moleculen

Laat Eng Applets over emissie, absorptie, filteren van licht. Daarnaast over beweging van moleculen en evenwichts-reacties.

http://mc2.cchem.berkeley.edu/java/

Browser geen

L Chemie applets-2

Vroeg en laat

Eng Veel onder-werpen van de chemie worden gesimuleerd.

http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/index.html

Browser

geen

M Spartan Laat Eng Programma om moleculen. zouten te zien en spectra te berekenen.

http://www.dsm.com/le/nl_NL/onderwijs/html/jet-net_molecular.htm

Koop software

$ 50 per leerling

N Experimente.net Vroeg Dui Filmpjes van experimenten.

http://www.seilnacht.com/versuche/index.html

Browser geen

⏐ 64

Naam Gebruik Taal Omschrijving Weblink Software soort

Kosten

O DHMO website Vroeg Eng Wetenschap over water.

http://www.dhmo.org/ Browser geen

P Argus Lab Laat Eng Onderzoek organische moleculen en drugsmoleculen.

http://www.arguslab.com/ Freeware geen

Q Isotope Distribution Calculator and Mass Spec Plotter

Laat Eng Met behulp van formules massa-spectra maken.

http://www2.sisweb.com/mstools/isotope.htm

Browser geen

R Newbyte Chemistry Software

Laat Eng Zuur-Base titraties virtueel.

http://www.newbyte.com/ab.htm Koop software

vanaf $ 79

S Chemsketch Laat Eng Organische moleculen en NMR.

http://www.acdlabs.com/products/chem_dsn_lab/chemsketch/

Freeware geen

T Atoms, Symbols and Equations

Vroeg Eng Reacties samenstellen.

http://www.chemistryteaching.com/atoms.htm

Share-ware € 68,00

U Chemdraw Laat Eng Organische moleculen tekenen.

http://www.cambridgesoft.com/software/ChemDraw/

Commer-cieel

$ 150 (scholen)

V 3DChem.com Laat Eng Bestudering organische moleculen.

http://www.3dchem.com/ Browser met Java

geen

W Webtutorials CMBI

Laat Ned Orbitalen van moleculen.

http://wetche.cmbi.ru.nl/organic/srm1j/index.html

Browser met Java

geen

X Symyx Draw Laat Eng Van organische databases tot het tekenen van organische moleculen via Isis-Draw.

http://www.symyx.com/micro/draw31/index.html

Freeware geen

Y WinTorg Laat Eng Maken IR, NMR, massaspectra van (on)bekende stoffen.

http://www.chem.utas.edu.au/staff/blackman/shareware/wintorg01.htm

Share-ware Student $20 School $ 200

Z MCH Science Bundle MDL® CrossFire Commander

Alles Eng Van algemene chemie tot organische chemie.

http://www.mchmultimedia.com/store/product.php?productid=3685&cat=60&page=1

Koop software

$ 110

⏐ 65

Van A tot Z, modelling software voor Nieuwe Scheikunde

SLO • nationaal expertisecentrum leerplanontwikkelingSLO

Piet Heinstraat 127511 JE Enschede

Postbus 20417500 CA Enschede

T 053 484 08 40F 053 430 76 92E info@slo.nl

www.slo.nl

SLO is het nationaal expertisecentrum voor leerplan-ontwikkeling. Al 30 jaar geven wij inhoud aan leren en innovatie in de driehoek tussen overheid, wetenschap en onderwijspraktijk. Onze expertise bevindt zich op het terrein van doelen, inhouden en organisatie van leren. Zowel in Nederland als daarbuiten.

Door die jarenlange expertise weten wij wat er speelt en zijn wij als geen ander in staat trends, ontwikkelingen en maatschappelijke vraagstukken te duiden en in een breder onderwijskader te plaatsen. Dat doen we op een open, innovatieve en professionele wijze samen met beleidsmakers, scholen, universiteiten en vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven.