1
SAMENVATTING FYSICA
Inhoud
1.1 wat bedoelen we met “natuurwetenschappen”? ....................................................................... 6
1.1.1 wat is “wetenschap” ............................................................................................................ 6
1.1.2 hoe gaan wetenschapper te werk? ..................................................................................... 6
1.1.3 Een classificatie van wetenschappen .................................................................................. 8
1.1.3.1 Wat is “natuur”? .............................................................................................................. 8
1.1.3.2 natuur versus cultuur ...................................................................................................... 8
1.1.3.3 Natuurwetenschappen binnen wetenschaP ................................................................... 8
1.1.4 Natuurwetenschappen op school ....................................................................................... 9
1.2 Waarom natuurwetenschappen op school? ............................................................................... 9
1.2.1 Doelstellingen van wetenschap op schoOL ......................................................................... 9
1.2.2 Wetenschappelijke geletterdheid ..................................................................................... 10
1.3 Goed wetenschapsonderwijs .................................................................................................... 11
2.1 Systemen ................................................................................................................................... 12
2.1.1 Wat is een systeem? .......................................................................................................... 12
2.1.2 Een systeem bestaat uit componenten ............................................................................. 12
2.1.3 Processen........................................................................................................................... 12
2.1.4 Complexiteit en emergentie .............................................................................................. 12
2.2 Wat is energie? .......................................................................................................................... 13
2.2.1 Een definitie van energie ................................................................................................... 13
2.2.2 Energie en verandering ..................................................................................................... 13
2.3 Energievormen .......................................................................................................................... 13
2.3.1 bewegingsenergie.............................................................................................................. 13
2.3.2 interactie-energie .............................................................................................................. 13
2.3.3 Energievormen in natuurwetenschappen ......................................................................... 14
2.4 Energie-omzettingen ................................................................................................................. 15
2.4.1 energie omzettingen visualiseren met een E-flowchart ................................................... 15
2.4.2 Arbeid ................................................................................................................................ 15
2.4.3 Vermogen .......................................................................................................................... 16
2.4.4 Alternatieve eenheden ...................................................................................................... 16
2.4.5 Warmte.............................................................................................................................. 16
2.4.6 Efficiëntie ........................................................................................................................... 17
2.5 Behoud en spreiding van energie .............................................................................................. 17
, 2
2.5.1 behoud van energie........................................................................................................... 17
2.5.2 Spreiding van energie (entropie) ....................................................................................... 17
2.6 Elektrische energie .................................................................................................................... 18
2.6.1 basiscircuits en de wateranalogie ..................................................................................... 18
2.6.2 geleiders en isolatoren ...................................................................................................... 18
2.6.3 Een model voor een stroomkring: de water-analogie....................................................... 18
2.6.4 Spanning, stroomsterkte en vermogen ............................................................................. 19
2.6.5 Mogelijke misconcepties bij het vergelijken met het watersysteem ................................ 19
2.6.6 De generator: omzetten van bewegingsenergie naar elektrische energie ....................... 20
3.1 wanneer “leeft” iets? ................................................................................................................ 21
3.2 organismen hebben energie nodig ........................................................................................... 21
3.2.1 waarvoor hebben organismen energie nodig ................................................................... 21
3.2.2 hoe komen organismen aan energie ................................................................................. 21
3.2.3 Hoe komen organismen aan de nodige complexe, hoog-energetische moleculen? ........ 21
3.3 hoe gebruiken organismen hun energie? ................................................................................. 22
3.3.1 bruto- en surplus energie .................................................................................................. 22
3.3.2 Energy Return on Investment (EROI) ................................................................................ 22
3.3.3 metabolisme en handhaving ............................................................................................. 22
3.3.4 thermoregulatie ................................................................................................................ 23
3.4 energie flow in ecosystemen..................................................................................................... 23
3.4.1 voedselketens .................................................................................................................... 23
3.4.2 voedselwebben en voedselpiramides ............................................................................... 24
3.4.3 biodiversiteit, veerkracht en robuustheid ......................................................................... 24
4.1 bronnen en omzetters ............................................................................................................... 25
4.2 de vraag naar energie ................................................................................................................ 25
4.3 energieproductie ....................................................................................................................... 26
4.3.1 beschikbaar vermogen en maatschappelijke evoluties .................................................... 26
4.3.2 diversiteit in energiebronnen ............................................................................................ 26
4.3.3 fossiele brandstoffen ......................................................................................................... 26
4.3.4 nucleaire energie ............................................................................................................... 27
4.3.5 zon en wind ....................................................................................................................... 27
5.1 wat is materie? .......................................................................................................................... 28
5.1.1 een poging tot definitie ..................................................................................................... 28
5.1.2 wat is massa en hoe deze te bepalen ................................................................................ 28
5.1.3 massa als hoeveelheid materie ......................................................................................... 28
, 3
5.1.4 massa versus gewicht ........................................................................................................ 29
5.1.5 soorten materie: stoffen en stofeigenschappen ............................................................... 29
5.1.6 fasen van de materie ......................................................................................................... 29
5.2 materie bestaat uit deeltjes ...................................................................................................... 29
5.2.1 het deeltjesmodel in één zin ............................................................................................. 29
5.2.2 over welke deeltjes gaat het hier? .................................................................................... 30
5.2.3 modellen van deeltjes ....................................................................................................... 30
5.2.4 mengsels en zuivere stoffen .............................................................................................. 30
5.3 interactie tussen deeltjes .......................................................................................................... 31
5.3.1 aantrekken en afstoten ..................................................................................................... 31
5.3.2 cohesie en adhesie ............................................................................................................ 31
5.3.3 interactie-energie .............................................................................................................. 31
5.3.4 interactie in verschillende fasen........................................................................................ 32
5.3.5 merkwaardige fenomenen in samenhang......................................................................... 32
5.3.5.1 oppervlaktespanning ..................................................................................................... 32
5.3.5.2 capillaire werking........................................................................................................... 32
5.3.5.3 NIET-NEWTONIAANSE VLOEISTOFFEN .......................................................................... 32
6.1 deeltjes bestaan uit atomen...................................................................................................... 33
6.2 opbouw van het atoom ............................................................................................................. 33
6.2.1 atoommodel van Thompson ............................................................................................. 33
6.2.2 model van Bohr ................................................................................................................. 34
6.2.3 opbouw van de atoomkern ............................................................................................... 34
6.2.4 soorten atomen: over elementen, isotopen en ionen ...................................................... 34
6.3 elektronenconfiguraties ............................................................................................................ 35
6.4 patronen in eigenschappen: het PSE......................................................................................... 35
6.4.1 wat kan ik allemaal terugvinden in het Perodiek Systeem der Elementen (PSE) ............. 35
6.4.2 perioden en groepen ......................................................................................................... 35
6.4.3 groepsvorming op grond van orbitalen ............................................................................. 36
6.4.4 metalen, halfgeleiders en niet metalen ............................................................................ 36
6.4.5 atoomstralen ..................................................................................................................... 36
6.4.6 ionisatie-energie ................................................................................................................ 36
6.4.7 elektro-negativiteit ............................................................................................................ 37
6.5 hoe atomen deeltjes vormen .................................................................................................... 37
6.5.1 edelgasstructuren .............................................................................................................. 37
6.5.2 metaalbindingen................................................................................................................ 37
, 4
6.5.3 ionenbindingen.................................................................................................................. 38
6.5.4 covalente bindingen (atoombinding) ................................................................................ 38
6.5.5 polariteit ............................................................................................................................ 39
6.5.6 Lewis structuur en resonantie ........................................................................................... 39
6.6 interactie nader bekeken: hoe deeltjes samenhangen ............................................................. 40
6.6.1 vooral een kwestie van lading ........................................................................................... 40
6.6.2 ion-dipool .......................................................................................................................... 40
6.6.3 dipool-dipool krachten ...................................................................................................... 40
6.6.4 Van Der Waalskrachten ..................................................................................................... 41
6.6.5 waterstofbruggen .............................................................................................................. 41
7.1 continu bewegende deeltjes ..................................................................................................... 42
7.2 temperatuur, warm en koud ..................................................................................................... 42
7.3 thermische uitzetting ................................................................................................................ 42
7.3.1 een gevolg van thermische beweging ............................................................................... 42
7.3.2 lineaire uitzetting van vaste stoffen .................................................................................. 42
7.3.3 anomale expansie van water............................................................................................. 42
7.4 warmte en temperatuur............................................................................................................ 43
7.4.1 warmte en thermische energie: verwant, maar duidelijk verschil.................................... 43
7.4.2 het verband tussen warmte en temperatuurverschillen: warmte-capaciteit................... 43
7.5 hoe warmte wordt overgedragen ............................................................................................. 44
7.5.1 de Tweede Hoofdwet ........................................................................................................ 44
7.5.2 conductie ........................................................................................................................... 44
7.5.3 convectie ........................................................................................................................... 44
7.5.4 radiatie............................................................................................................................... 44
7.6 fase-overgangen ........................................................................................................................ 45
7.6.1 de verschillende fase-overgangen ..................................................................................... 45
7.6.2 de fysische versus chemische processen .......................................................................... 45
7.6.3 energie-aspecten bij fase-overgangen .............................................................................. 46
7.6.4 temperatuursverloop bij fase-overgangen ....................................................................... 46
7.6.5 verdampen en koken ......................................................................................................... 46
7.6.6 kook- en smeltpunt ........................................................................................................... 47
7.7 thermo-regulatie bij organismen .............................................................................................. 47
7.7.1 aanpassingen van organismen aan hun omgeving............................................................ 47
7.7.2 aanpassing aan omgeving – evolutie................................................................................. 48
8.1 broeikaseffect in de atmosfeer ................................................................................................. 49
, 5
8.2 CO₂ als broeikasgas.................................................................................................................... 50
9.1 Eenvoudige chemische reacties ................................................................................................ 51
9.2 Stochiometrie: hoeveel verdwijnt en verschijnt? ..................................................................... 52
9.2.1 Stochiometrie en oplossingen ........................................................................................... 52
9.3 Reactie-energie ......................................................................................................................... 52
9.3.1 Bindingen breken en bindingen maken............................................................................. 52
9.3.2 Exotherme en endotherme reacties ................................................................................. 53
9.3.3 Spontaan of niet spontaan? .............................................................................................. 53
9.3.4 Hydrolyse van ATP ............................................................................................................. 54
9.4 reactie-snelheid ......................................................................................................................... 54
9.4.1 Reactiesnelheid ................................................................................................................. 54
9.4.2 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden ................................................................... 54
9.4.3 Biokatalysatoren (enzymen) .............................................................................................. 55
9.5 Evenwichten .............................................................................................................................. 56
9.5.1 Evenwichten ...................................................................................................................... 56
9.5.2 Evenwichtsconstante......................................................................................................... 56
9.5.3 Factoren die het evenwicht beïnvloeden .......................................................................... 56
9.6 Zuren en basen (zie cursus) ....................................................................................................... 57
10. voorbeeldvragen Fysica ............................................................................................................. 58
11. Cursus: Denkvragen en Oefeningen .......................................................................................... 70
, 6
1. NATUURWETENSCHAPPEN EN
ONDERWIJS
Op het eind van dit hoofdstuk zou je het volgende moeten kunnen:
• Aangeven wat wetenschap is, en afwegen in welke mate een uitspraak wetenschappelijk
onderbouwd is.
• Schetsen hoe wetenschappers in het algemeen te werk gaan, en dit vergelijken met hoe dit
in het onderwijs wordt naar voor gebracht.
• Aangeven waarover natuurwetenschappen gaat, en de relatie tussen natuurwetenschappen
en toegepaste, formele en sociale wetenschappen beschrijven.
• Beschrijven wat de doelen zijn van het geven van natuurwetenschappen op school.
• Een visie op goed wetenschapsonderwijs kunnen schetsen en kenmerken aangeven van
effectief wetenschapsonderwijs.
1.1 WAT BEDOELEN WE MET “NATUURWETENSCHAPPEN”?
1.1.1 WAT IS “WETENSCHAP”
• Verzameling kennis dat verifieerbaar is + proces verzamelde verifieerbare kennis
• → Uitspraken moeten bevestigd (geverifieerd) worden door observeerbare feiten
• “Verifiëren” betekent niet “bewijzen” in de zin van “altijd waar” (denk aan de zwanen)
• Indien een uitspraak door een waarneming of experiment wordt bevestigd, dan wordt deze
uitspraak betrouwbaarder, maar ze is niet “bewezen”
• Karl Popper spreekt over “falsifieerbare uitspraken”
o Wil een uitspraak “wetenschappelijk” zijn, dan moeten criteria aangegeven kunnen
worden op grond waarvan de uitspraak als “vals” kan worden bestempeld.
• Uitspraak niet bevestigd door observeerbare feiten → hypothese
• Een uitspraak met zeer grote graad van betrouwbaarheid → wet
• Een verzameling wetten rond een bepaald onderwerp → theorie
1.1.2 HOE GAAN WETENSCHAPPER TE WERK?
ER BESTAAT NIET 1 WETENSCHAPPELIJKE METHODE, iedere wetenschapper werkt anders, Einstein
heeft nooit data verzameld
Model voor onderwijs
• De wetenschappelijke methode/denkcirkel
o Onderzoeksvraag formuleren
o Analyse van de vraag/probleem
o Uitvoeren en formuleren van een antwoord
o Kritisch reflecteren over onderzoek
SAMENVATTING FYSICA
Inhoud
1.1 wat bedoelen we met “natuurwetenschappen”? ....................................................................... 6
1.1.1 wat is “wetenschap” ............................................................................................................ 6
1.1.2 hoe gaan wetenschapper te werk? ..................................................................................... 6
1.1.3 Een classificatie van wetenschappen .................................................................................. 8
1.1.3.1 Wat is “natuur”? .............................................................................................................. 8
1.1.3.2 natuur versus cultuur ...................................................................................................... 8
1.1.3.3 Natuurwetenschappen binnen wetenschaP ................................................................... 8
1.1.4 Natuurwetenschappen op school ....................................................................................... 9
1.2 Waarom natuurwetenschappen op school? ............................................................................... 9
1.2.1 Doelstellingen van wetenschap op schoOL ......................................................................... 9
1.2.2 Wetenschappelijke geletterdheid ..................................................................................... 10
1.3 Goed wetenschapsonderwijs .................................................................................................... 11
2.1 Systemen ................................................................................................................................... 12
2.1.1 Wat is een systeem? .......................................................................................................... 12
2.1.2 Een systeem bestaat uit componenten ............................................................................. 12
2.1.3 Processen........................................................................................................................... 12
2.1.4 Complexiteit en emergentie .............................................................................................. 12
2.2 Wat is energie? .......................................................................................................................... 13
2.2.1 Een definitie van energie ................................................................................................... 13
2.2.2 Energie en verandering ..................................................................................................... 13
2.3 Energievormen .......................................................................................................................... 13
2.3.1 bewegingsenergie.............................................................................................................. 13
2.3.2 interactie-energie .............................................................................................................. 13
2.3.3 Energievormen in natuurwetenschappen ......................................................................... 14
2.4 Energie-omzettingen ................................................................................................................. 15
2.4.1 energie omzettingen visualiseren met een E-flowchart ................................................... 15
2.4.2 Arbeid ................................................................................................................................ 15
2.4.3 Vermogen .......................................................................................................................... 16
2.4.4 Alternatieve eenheden ...................................................................................................... 16
2.4.5 Warmte.............................................................................................................................. 16
2.4.6 Efficiëntie ........................................................................................................................... 17
2.5 Behoud en spreiding van energie .............................................................................................. 17
, 2
2.5.1 behoud van energie........................................................................................................... 17
2.5.2 Spreiding van energie (entropie) ....................................................................................... 17
2.6 Elektrische energie .................................................................................................................... 18
2.6.1 basiscircuits en de wateranalogie ..................................................................................... 18
2.6.2 geleiders en isolatoren ...................................................................................................... 18
2.6.3 Een model voor een stroomkring: de water-analogie....................................................... 18
2.6.4 Spanning, stroomsterkte en vermogen ............................................................................. 19
2.6.5 Mogelijke misconcepties bij het vergelijken met het watersysteem ................................ 19
2.6.6 De generator: omzetten van bewegingsenergie naar elektrische energie ....................... 20
3.1 wanneer “leeft” iets? ................................................................................................................ 21
3.2 organismen hebben energie nodig ........................................................................................... 21
3.2.1 waarvoor hebben organismen energie nodig ................................................................... 21
3.2.2 hoe komen organismen aan energie ................................................................................. 21
3.2.3 Hoe komen organismen aan de nodige complexe, hoog-energetische moleculen? ........ 21
3.3 hoe gebruiken organismen hun energie? ................................................................................. 22
3.3.1 bruto- en surplus energie .................................................................................................. 22
3.3.2 Energy Return on Investment (EROI) ................................................................................ 22
3.3.3 metabolisme en handhaving ............................................................................................. 22
3.3.4 thermoregulatie ................................................................................................................ 23
3.4 energie flow in ecosystemen..................................................................................................... 23
3.4.1 voedselketens .................................................................................................................... 23
3.4.2 voedselwebben en voedselpiramides ............................................................................... 24
3.4.3 biodiversiteit, veerkracht en robuustheid ......................................................................... 24
4.1 bronnen en omzetters ............................................................................................................... 25
4.2 de vraag naar energie ................................................................................................................ 25
4.3 energieproductie ....................................................................................................................... 26
4.3.1 beschikbaar vermogen en maatschappelijke evoluties .................................................... 26
4.3.2 diversiteit in energiebronnen ............................................................................................ 26
4.3.3 fossiele brandstoffen ......................................................................................................... 26
4.3.4 nucleaire energie ............................................................................................................... 27
4.3.5 zon en wind ....................................................................................................................... 27
5.1 wat is materie? .......................................................................................................................... 28
5.1.1 een poging tot definitie ..................................................................................................... 28
5.1.2 wat is massa en hoe deze te bepalen ................................................................................ 28
5.1.3 massa als hoeveelheid materie ......................................................................................... 28
, 3
5.1.4 massa versus gewicht ........................................................................................................ 29
5.1.5 soorten materie: stoffen en stofeigenschappen ............................................................... 29
5.1.6 fasen van de materie ......................................................................................................... 29
5.2 materie bestaat uit deeltjes ...................................................................................................... 29
5.2.1 het deeltjesmodel in één zin ............................................................................................. 29
5.2.2 over welke deeltjes gaat het hier? .................................................................................... 30
5.2.3 modellen van deeltjes ....................................................................................................... 30
5.2.4 mengsels en zuivere stoffen .............................................................................................. 30
5.3 interactie tussen deeltjes .......................................................................................................... 31
5.3.1 aantrekken en afstoten ..................................................................................................... 31
5.3.2 cohesie en adhesie ............................................................................................................ 31
5.3.3 interactie-energie .............................................................................................................. 31
5.3.4 interactie in verschillende fasen........................................................................................ 32
5.3.5 merkwaardige fenomenen in samenhang......................................................................... 32
5.3.5.1 oppervlaktespanning ..................................................................................................... 32
5.3.5.2 capillaire werking........................................................................................................... 32
5.3.5.3 NIET-NEWTONIAANSE VLOEISTOFFEN .......................................................................... 32
6.1 deeltjes bestaan uit atomen...................................................................................................... 33
6.2 opbouw van het atoom ............................................................................................................. 33
6.2.1 atoommodel van Thompson ............................................................................................. 33
6.2.2 model van Bohr ................................................................................................................. 34
6.2.3 opbouw van de atoomkern ............................................................................................... 34
6.2.4 soorten atomen: over elementen, isotopen en ionen ...................................................... 34
6.3 elektronenconfiguraties ............................................................................................................ 35
6.4 patronen in eigenschappen: het PSE......................................................................................... 35
6.4.1 wat kan ik allemaal terugvinden in het Perodiek Systeem der Elementen (PSE) ............. 35
6.4.2 perioden en groepen ......................................................................................................... 35
6.4.3 groepsvorming op grond van orbitalen ............................................................................. 36
6.4.4 metalen, halfgeleiders en niet metalen ............................................................................ 36
6.4.5 atoomstralen ..................................................................................................................... 36
6.4.6 ionisatie-energie ................................................................................................................ 36
6.4.7 elektro-negativiteit ............................................................................................................ 37
6.5 hoe atomen deeltjes vormen .................................................................................................... 37
6.5.1 edelgasstructuren .............................................................................................................. 37
6.5.2 metaalbindingen................................................................................................................ 37
, 4
6.5.3 ionenbindingen.................................................................................................................. 38
6.5.4 covalente bindingen (atoombinding) ................................................................................ 38
6.5.5 polariteit ............................................................................................................................ 39
6.5.6 Lewis structuur en resonantie ........................................................................................... 39
6.6 interactie nader bekeken: hoe deeltjes samenhangen ............................................................. 40
6.6.1 vooral een kwestie van lading ........................................................................................... 40
6.6.2 ion-dipool .......................................................................................................................... 40
6.6.3 dipool-dipool krachten ...................................................................................................... 40
6.6.4 Van Der Waalskrachten ..................................................................................................... 41
6.6.5 waterstofbruggen .............................................................................................................. 41
7.1 continu bewegende deeltjes ..................................................................................................... 42
7.2 temperatuur, warm en koud ..................................................................................................... 42
7.3 thermische uitzetting ................................................................................................................ 42
7.3.1 een gevolg van thermische beweging ............................................................................... 42
7.3.2 lineaire uitzetting van vaste stoffen .................................................................................. 42
7.3.3 anomale expansie van water............................................................................................. 42
7.4 warmte en temperatuur............................................................................................................ 43
7.4.1 warmte en thermische energie: verwant, maar duidelijk verschil.................................... 43
7.4.2 het verband tussen warmte en temperatuurverschillen: warmte-capaciteit................... 43
7.5 hoe warmte wordt overgedragen ............................................................................................. 44
7.5.1 de Tweede Hoofdwet ........................................................................................................ 44
7.5.2 conductie ........................................................................................................................... 44
7.5.3 convectie ........................................................................................................................... 44
7.5.4 radiatie............................................................................................................................... 44
7.6 fase-overgangen ........................................................................................................................ 45
7.6.1 de verschillende fase-overgangen ..................................................................................... 45
7.6.2 de fysische versus chemische processen .......................................................................... 45
7.6.3 energie-aspecten bij fase-overgangen .............................................................................. 46
7.6.4 temperatuursverloop bij fase-overgangen ....................................................................... 46
7.6.5 verdampen en koken ......................................................................................................... 46
7.6.6 kook- en smeltpunt ........................................................................................................... 47
7.7 thermo-regulatie bij organismen .............................................................................................. 47
7.7.1 aanpassingen van organismen aan hun omgeving............................................................ 47
7.7.2 aanpassing aan omgeving – evolutie................................................................................. 48
8.1 broeikaseffect in de atmosfeer ................................................................................................. 49
, 5
8.2 CO₂ als broeikasgas.................................................................................................................... 50
9.1 Eenvoudige chemische reacties ................................................................................................ 51
9.2 Stochiometrie: hoeveel verdwijnt en verschijnt? ..................................................................... 52
9.2.1 Stochiometrie en oplossingen ........................................................................................... 52
9.3 Reactie-energie ......................................................................................................................... 52
9.3.1 Bindingen breken en bindingen maken............................................................................. 52
9.3.2 Exotherme en endotherme reacties ................................................................................. 53
9.3.3 Spontaan of niet spontaan? .............................................................................................. 53
9.3.4 Hydrolyse van ATP ............................................................................................................. 54
9.4 reactie-snelheid ......................................................................................................................... 54
9.4.1 Reactiesnelheid ................................................................................................................. 54
9.4.2 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden ................................................................... 54
9.4.3 Biokatalysatoren (enzymen) .............................................................................................. 55
9.5 Evenwichten .............................................................................................................................. 56
9.5.1 Evenwichten ...................................................................................................................... 56
9.5.2 Evenwichtsconstante......................................................................................................... 56
9.5.3 Factoren die het evenwicht beïnvloeden .......................................................................... 56
9.6 Zuren en basen (zie cursus) ....................................................................................................... 57
10. voorbeeldvragen Fysica ............................................................................................................. 58
11. Cursus: Denkvragen en Oefeningen .......................................................................................... 70
, 6
1. NATUURWETENSCHAPPEN EN
ONDERWIJS
Op het eind van dit hoofdstuk zou je het volgende moeten kunnen:
• Aangeven wat wetenschap is, en afwegen in welke mate een uitspraak wetenschappelijk
onderbouwd is.
• Schetsen hoe wetenschappers in het algemeen te werk gaan, en dit vergelijken met hoe dit
in het onderwijs wordt naar voor gebracht.
• Aangeven waarover natuurwetenschappen gaat, en de relatie tussen natuurwetenschappen
en toegepaste, formele en sociale wetenschappen beschrijven.
• Beschrijven wat de doelen zijn van het geven van natuurwetenschappen op school.
• Een visie op goed wetenschapsonderwijs kunnen schetsen en kenmerken aangeven van
effectief wetenschapsonderwijs.
1.1 WAT BEDOELEN WE MET “NATUURWETENSCHAPPEN”?
1.1.1 WAT IS “WETENSCHAP”
• Verzameling kennis dat verifieerbaar is + proces verzamelde verifieerbare kennis
• → Uitspraken moeten bevestigd (geverifieerd) worden door observeerbare feiten
• “Verifiëren” betekent niet “bewijzen” in de zin van “altijd waar” (denk aan de zwanen)
• Indien een uitspraak door een waarneming of experiment wordt bevestigd, dan wordt deze
uitspraak betrouwbaarder, maar ze is niet “bewezen”
• Karl Popper spreekt over “falsifieerbare uitspraken”
o Wil een uitspraak “wetenschappelijk” zijn, dan moeten criteria aangegeven kunnen
worden op grond waarvan de uitspraak als “vals” kan worden bestempeld.
• Uitspraak niet bevestigd door observeerbare feiten → hypothese
• Een uitspraak met zeer grote graad van betrouwbaarheid → wet
• Een verzameling wetten rond een bepaald onderwerp → theorie
1.1.2 HOE GAAN WETENSCHAPPER TE WERK?
ER BESTAAT NIET 1 WETENSCHAPPELIJKE METHODE, iedere wetenschapper werkt anders, Einstein
heeft nooit data verzameld
Model voor onderwijs
• De wetenschappelijke methode/denkcirkel
o Onderzoeksvraag formuleren
o Analyse van de vraag/probleem
o Uitvoeren en formuleren van een antwoord
o Kritisch reflecteren over onderzoek
