Kjemididaktikk Vivi Ringnes og Merete Hannisdal: Kjemi fagdidaktikk Kjemi i skolen.

Presentasjon om: "Kjemididaktikk Vivi Ringnes og Merete Hannisdal: Kjemi fagdidaktikk Kjemi i skolen."— Utskrift av presentasjonen:

1 Kjemididaktikk Vivi Ringnes og Merete Hannisdal: Kjemi fagdidaktikk Kjemi i skolen

2 Kapittel 1 side 14 Hva er kjemididaktikk? Kjemididaktikk er alle de refleksjoner vi kan knytte til kjemi og undervisning i kjemi, som kan gi økt kunnskap om kjemiens egenart, om kjemiens legitimisering, og økt kunnskap om hvordan kjemi kan læres, undervises og utvikles.

3 Vivi Ringnes s. 36 Særtrekk - kjemi som eget språk Kjemispråket har ca. 116 bokstaver (grunnstoffer), mer enn 10 millioner ord (forbindelser og et utall antall setninger. Det hersker strenge grammatikalske regler uttrykt ved balansering av reaksjoner, nomenklatur, etc. Utfordring i kjemididaktikk: Innføring i kjemi skjer ofte med atommodeller, det periodiske system, ioner, ligninger, etc. Det blir abstrakt og fjernt fra elevenes virkelighet.

4 Kapittel 1.3 Andre særtrekk o Kjemi er en erfaringsvitenskap og derfor et eksperimentelt fag Nesten all kjemisk kunnskap bygger på eksperimentell erfaring. Derfor er laboratoriearbeid og demonstrasjoner en svært viktig del av undervisningen. o Kjemi er en viktig del av vår kultur Vi er omgitt av kjemiske stoffer. Undervisningen bør ta sikte på gjøre elevene kjent med kjemien i nærmiljøet.

5 Kapittel 1.3 Flere særtrekk o Kjemien er internasjonal. o Dagliglivet inneholder kjemiske ord Eksempler: metall, gass, syre, fett, pH, surhetsgrad, etc.

6 Kapittel 1 side 15 og 16 Kjemiens legitimitet Argumentene er de samme som Svein Sjøberg bruker for naturfag generelt: - økonomiargumentet - nytteargumentet - kulturargumentet - demokratiargumentet Les også om hensikten med kjemi i skolen

7 Kapittel 1 side 16 Kjemi og kjemididaktikk o Kjemi handler om kjemiske stoffer og deres egenskaper og reaksjoner. o Fagdidaktikken handler om å beskrive de grunnleggende begrepene, teorier, modeller og metoder i kjemi.

8 Kapittel 1 side 17 Fagdidaktikkens refleksjoner o Hva skal elevene lære om kjemi? o Hvilke innhold vil få fram kjemiens egenart? o Hvordan kan innholdet struktureres for å fremme læring? o På hvilke trinn skal et emne introduseres? o Hvilke progresjon bør følges og hvorfor?

9 Kapittel 2 side 27-28-29 Kjemiens tre dimensjoner Makronivå: Det vi ser av kjemien. Mikronivå: Tolkning av observasjoner vha. partiklene stoffene er bygget opp av og bindingene mellom dem. Representasjoner: Når vi bruker kjemiske symboler og skriver kjemiske likninger.

10 Kapittel 2 side 27-28-29 Samspill mellom forklaringsnivåer

11 Vær nøye med presiseringer Upresise utsagn Makro eller mikro RepresentasjonTilleggsord Hydrogen er fargeløst makroH 2 (g) Hydrogengassen er fargeløs Hydrogen er upolar mikroH2H2 Hydrogenmole- kylet er upolart Hydrogen har tre isotoper mikroH ( 1 H, 2 H, 3 H) Hydrogenatomet finnes i tre isotoper Natrium er positivt mikroNa + Natriumionet er positivt ladet Natrium er bløttmakroNa(s) Natriummetallet er bløtt Kobber(II)sulfat er blått makroCuSO 4. 5H 2 OKrystallene av kobber(II)sulfat er blå

12 Kapittel 2 side 30 (Det kjemiske) Stoffbegrepet Et (kjemisk) stoff er alt i verden som har masse og opptar plass. Det kalles også materie. Et reint kjemisk stoff - kan beskrives med en bestemt kjemisk formel. - er enten et grunnstoff eller en kjemisk forbindelse. En blanding består av to eller flere reine kjemiske forbindelser

13 Kapittel 2 side 30 Stoffer på makronivå

14 Vivi Ringnes side 169 Modell og virkelighet Modeller brukes i naturfag for å beskrive og forklare sammenhenger i en komplisert virkelighet. Virkeligheten kan være et objekt, en prosess eller et system. Modeller er typiske trekk ved kjemien. De kommer inn på alle nivåer og blir mer og mer avanserte. Modeller er menneskelige oppfinnelser med noen grad av overensstemmelse mellom modell og fenomen.

15 Vivi Ringnes side 169 Hva er modeller? Modeller er nyttige fordi de lar noe nytt, ukjent eller komplisert bli vist med noe enklere og velkjent. Modeller er ofte forenklet. De beskriver enkelte forhold ved fenomenet, mens andre forhold kan bli direkte feil. Modellene blir ofte mer kompliserte på høyere nivåer hvor nye forbehold eller forutsetninger må legges inn i modellen.

16 Vivi Ringnes side 169 Modeller forts. En god modell fører til mye refleksjon om fenomenet. En modell som brukes i skolesammenheng må ikke inneholde ukjente fakta eller fakta i konflikt med det eleven vet. Det kan være lurt å bruke flere modeller for å beskrive fenomenet. Vi deler gjerne modellene inn i fem kategorier.

17 Vivi Ringnes side 169 Modellkategorier etter fysikerne 1. Skalare modeller. Forholdet mellom modell og objekt bevares ved relative forhold. For eksempel er en plastmodell av kroppens indre organer i et bestemt forhold til vår virkelige kropp. 1. Analoge modeller Analoge modeller brukes for å gjengi noen egenskaper av virkeligheten. Den sammenhengen i originalen vi ønsker å fokusere på må gjenspeiles i modellen. Analoge modeller vil derfor vise noen egenskaper riktig, mens andre egenskaper blir misvisende. (Det kan være nyttig å vise til de strukturene som ikke ivaretas av modellen)

18 Vivi Ringnes side 169 Modellkategorier etter fysikerne forts. 1. Matematiske modeller Samsvar mellom original og modell kan uttrykkes med en ligning. Uttrykket for likevektskonstanten for en generell likevektsreaksjon kan være et eksempel på dette. 1. Teoretiske modeller En teoretisk modell skal egne seg til å studere det diskuterte problemet. Ofte brukes uttrykk som som om det var eller hvis det var.

19 Vivi Ringnes side 169 Eksempler på modeller - Byggesett Kulepinnemodell brukes helst til å vise strukturene til enkle organiske og uorganiske molekyler Kalottmodellen viser formen på molekylet. Elektronprikkmodell Elektronskallmodell Elektronskymodell Molekylformel Strukturformel

20 Vivi Ringnes side 169 To kulepinnemodeller

21 Vivi Ringnes side 169 Kulepinnemodeller og elektronprikkmodeller

22 Vivi Ringnes side 169 Kalottmodeller av H 2 O, CO 2 og CH 4

23 Kapittel 2 side 30 Stoffer på mikronivå Mikronivå: Brukes for å forklare det vi ikke kan se, kjenne og ta på, dvs. atomer, molekyler og ioner

24 Kapittel 2 side 32 Grunnstoff / kjemisk forbindelse o Et grunnstoff (et element) består av én type atomer Eksempel: H (hydrogen), H 2 (hydrogengass), O 2 (oksygengass) o En kjemisk forbindelse består av to eller flere typer atomer Eksempel: H 2 O (vann)

25 Kapittel 2,3 Navn på grunnstoffer Alle har et atomsymbol + et navn Symbol: (samme i alle land): første bokstav i latinsk navn + eventuelt en bokstav til. Eksempel: H (hydrogen), He (helium), Hg (hydrargyrum)

26 Kapittel 2.1 side 29 - 30 Aggregattilstander Angir stoffets form ved 20ºC og 1 atm trykk o Gass: (g), eks.: He (g) o Væske: (l), eks.: Hg (l) o Fast stoff: (s), eks.: Au (s) Internasjonale forkortelser: g: gas l: liquid s: solid

27 Kapittel 4.5 Periodesystemet

28 Kapittel 4.5 Stabil elektronfordeling Oktettregelen: o Åtte elektroner i det ytterste skallet er en stabil elektronfordeling, og gir et fullt ytterskall o Grunnstoffene prøver å oppnå dette ved å: → avgi elektroner → ta opp elektroner → dele elektroner med andre atomer

29 Kapittel 4.5 Periodesystemet o Ytter-elektronene (valenselektronene) i et grunnstoff bestemmer dets egenskaper og reaksjoner o Alle grunnstoffer i samme hovedgruppe har like mange valenselektroner o Det siste sifferet av nummeret på hovedgruppen, forteller hvor mange valenselektroner det er i atomet

30 Kapittel 4.5 Fordeling av elektroner

31 Elektroner i orbitalene s-orbital: 2 p-orbital: 6 d-orbital: 10 f-orbital: 14