Nanomaterialen (4hv) - Docentenhandleiding

U kunt hier de gehele leerlingentekst downloaden: nanomaterialen (word document)

U kunt hier de gehele docentenhandleiding downloaden: docentenhandleiding nanomaterialen (word document)

Inhoud docentenhandleiding:

1 – Korte beschrijving van de inhoud van de module en de verschillende hoofdstukken
Download het spel Decide
2 – Lesplanner voor lessen van 50 min.
3 – Experimenten
4 – Uitwerkingen
5 – Gebruikte bronnen
6 – Opleidingen op nanomaterialen gebied

1 – Korte beschrijving van de inhoud van de module en de hoofdstukken

Gezien het niveau van de module en de natuurkunde concepten die nodig zijn, is de module eigenlijk alleen maar geschikt voor 4 vwo.

Contextvragen
1.    Wat is nanotechnologie?
2.    Hoe werken nanocoatings?
3.    Wat is de functie van nanodeeltjes in consumentenproducten?
4.    Wat is jouw standpunt over de toekomst van nanotechnologie?

Concepten
Macro-, micro- en nanostructuren, polaire atoombinding, dipoolmolecuul, ionbinding, polaire stoffen, vanderwaalsbinding, waterstofbruggen, vormingsenergie, breking- en terugkaatsing van licht, brekingsindex, golflengte, zonnespectrum, nanodeeltjes.

Activiteiten
•    Bronnen bestuderen
•    Nanogame
•    Veel filmpjes/ animaties bekijken
•    Experimenten uitvoeren
•    Standpunt bepalen met behulp van het kaartspel Decide
•    Artikel schrijven

Hoofdstuk 1 – Inleiding

Dit hoofdstuk begint met een opdracht dat leerlingen in groepjes van 4 gaan opschrijven wat ze allemaal al weten van nanotechnologie. In dezelfde les kan de film Nanotechnology worden bekeken. Deze DVD is uitgebracht door de Europese Commissie. Als u zelf de film wilt hebben dan kunt u hem hier downloaden. De film kan aan de hand van de 8 kijkvragen worden nabesproken.
Vrijwel alle onderstaande sleutelwoorden komen in de film aan de orde:
•    Atomen
•    Top-down ontwerpen in de elektronica
•    Zelfreinigende oppervlakken, afgekeken van de lotusplant in de natuur
•    Tunnelmicroscoop: atoomstructuren worden zichtbaar gemaakt
•    Zelfassemblage: bottum-up ontwerpen.
•    Nanomotoren

Hoofdstuk 2 – Nanotechnologie

In dit hoofdstuk worden een aantal aspecten van de nanotechnologie nader toegelicht. Experiment 1 kan worden uitgevoerd. Er zijn de films 2 t/m 4, de animatie 5 (bottum-up ontwerpen) en een nanogame met een nano-auto. Belangrijk is dat leerlingen inzicht krijgen in de schaal der dingen: macrostructuren – microstructuren – nanostructuren. In de drie informatieblokken staan allerlei wetenswaardigheden vermeld.

Hoofdstuk 3 – Nanocoatings

Dit hoofdstuk begint met de filmpjes 7 t/m 11 en Experiment 2. Dan komen er een paar paragraven met de concepten: polaire atoombinding, dipoolmolecuul, ionbinding, polaire stoffen, vanderwaalsbinding, waterstofbruggen. De laatste twee worden op een bijzondere manier uitgelegd m.b.v. Spartan modellen. Dat vereist wel wat voorbereiding.
Daarna komen 3 soorten nanocoatings aanbod: zelfreinigende-, anticondens- en antireflectieve coatings. Bij de laatste moeten een aantal natuurkundige vakbegrippen als terugkaatsing, brekingsindex en golflengte worden behandeld. Experiment 2 gaat over bepaalde nanocoatings. Het begrip golflengte is nog niet bekend bij de leerlingen.
Het hoofdstuk eindigt met de productie van antireflectieve coatings zoals dat bij DSM in Geleen gaat.

Hoofdstuk 4 – Nanodeeltjes in consumentenproducten

“Een gebruinde huid wordt tegenwoordig beschouwd als mooi en gezond. Maar voor blanke mensen kleven er gevaren aan dit kleurtje: verbranding en kans op huidkanker. Zonnebrandcrèmes helpen de huid beschermen.
In tandpasta, deodorant, make-up en sokken kunnen nano-zilverdeeltjes zitten, deze hebben veelal een antibacteriële werking. Is dat wel gezond?” Deze laatste vraag is een aardig opstapje naar het laatste hoofdstuk om een eigen standpunt te bepalen.
In de experimenten 4 en 5 kunne leerlingen een eigen zonnebrandcrème maken en testen.

Hoofdstuk 5 – Nanotechnologie en de maatschappij

Dit hoofdstuk kan ook in samenwerking met ANW worden behandeld als ANW in 4 VWO wordt gegeven.
Het spel Decide is ook door de Europese Commissie gemaakt en kan als pdf document worden gedownload: SPEL DECIDE.
Het is een kwestie van kopiëren in verschillende kleuren en kaartjes knippen.
Om een standpunt te bepalen zullen leerlingen al gauw meer dan een leesuur van 50 min. bezig zijn. Dat kan ingekort worden door iedere leerling de acht verhaalkaarten mee naar huis te laten nemen en dat ze als huiswerk thuis al een keuze maken.
Opdracht 1 kan het beste in overleg met de sectie Nederlands worden voorbereid.

2 – Lesplanner voor lessen van 50 min.

Download: voorbeeld lesplanner nanomaterialen (word document)

3 – Experimenten

Download: experimenten nanomaterialen (word document)

4 – Uitwerkingen

Download: Uitwerkingen van de opgaven uit de hoofdstukken van de module nanomaterialen (word document)
Uitwerkingen H3 - Opdracht 3 en 4 (pdf bestand)

5 – Gebruikte bronnen

Download hier de bronnenvermelding (pdf bestand).