Tagarchief: verbranding

VRIJESCHOOL – 7e klas – scheikunde (3-1)

.

Helmut von Kügelgen, Erziehungskunst jrg. 15-8-1951
.

de eerste kennismaking met de scheikunde

Schets van een onderwijsperiode

De opvatting over het periodeonderwijs zoals dat op de vrijescholen sinds de oprichting daarvan wordt gegeven, wint terrein. De commentaren op de nieuwe onderwijsorganisatie in Württemberg hebben betrekking op het voorbeeld van de vrijescholen en raden aan, in ieder geval voor bepaalde vakken om de lesstof concentrisch te behandelen in een onderwijsperiode van enkele weken.
Ook in Beieren zijn er, overigens zonder het voorbeeld van de vrijeschool te noemen, voor een paar vakken perioden ingevoerd; de ouders werden er door de pers op voorbereid dat hun kinderen nu een keer drie weken lang het zwaartepunt gaan leggen op bepaalde lesstof. In een paar streken in Noord-Duitsland moest het verbrokkelde leerplan wijken – in ieder geval in de basisschool – voor ‘totaalonderwijs’, d.w.z. dat de leerkrachten vrij zijn op een meer harmonische manier vakken die tot nog toe apart werden gegeven, bij elkaar te nemen. Het schetsen van de opbouw van een periode zal daarom steeds meer in de belangstelling komen te staan.

De onderstaande schets van een scheikundeperiode heeft ook nog een ander doel. Het is voor de leerkracht steeds stimulerend te zien hoe een ander het aangepakt heeft bij het voorbereiden van de eigen periode – en de ouders die het wetenschappelijk onderwijs aan hun kinderen met een paar beelden en gedachten vergezeld willen laten gaan, vinden er wellicht ook een stimulans in.

Een periode slaagt alleen maar in de samenwerking van leerkracht en klas, d.w.z. het is een gegeven van de lotsomstandigheden en ook van de vaardigheden die ze allebei meenrengen. Daarom zijn er geen normen. De periode is altijd persoonlijk vormgegeven en kan voor de kinderen als een klein kunstwerk ontstaan. 
Hier wordt een poging gedaan iets van dit levende proces weer te geven.

 Als de kinderen 13 jaar zijn (7e klas), wanneer ze op de grens staan van hun derde zevenjaarsfase en in de puberteit komen, moeten hun interesses steeds intensiever vergroot worden. Nu zijn ze in staat om zaken te gaan begrijpen die niet direct met de mens verbonden zijn; het is echter nog niet aan te raden het beeldende bij de behandeling van de stof achterwege te laten. Juist als de kinderen begeleid worden naar de maatschappelijke omgeving, moet je abstracties vermijden, want die kunnen ze alleen maar leren en niet beleven. 
Met dit als achtergrond wordt er veel niet gegeven van wat in de gangbare lesboeken al aan het begin staat. 
Wij hebben alles gedaan nog zonder chemische formules – we hebben ook het opsommen van stoffen als chemisch element vermeden en zijn grootsere processen nagegaan. Water bijv. hebben we nog als eenheid behandeld en het splitsen daarvan in waterstof en zuurstof voor later bewaard.
Bij de lucht is het wat ander. De kinderen kennen het verschil tussen frisse en bedompte lucht; ze weten door de plantkundelessen dat met behulp van het zonlicht de plant in het luchtelement groeit: nu zou je de lucht die tot nog toe ook als één ‘ding’, één element’ werd gezien, kunnen onderzoeken op meer elementen.
Je moet je goed realiseren dat je nu wat in de kinderwereld nog één was, a.h.w. gaat ondergraven, dat het anders is en dat de kinderen dat goed moeten ervaren.
De ‘voeding’ voor de vlam en de opbouw van de plant uit de lucht zijn eigenlijk verbazingwekkende wonderen. Deze verwondering voor de wat simpele feiten is toch de juiste begeleiding bij de verarming die de abstracties met zich mee brengen. 
Spannende proeven die een kind niet kan begrijpen of meebeleven, waarbij het zich alleen maar verwondert, brengen het in de war of roepen negatieve sensatiegevoelens op.

Wanneer je bij scheikunde niet met losse stoffen begint, maar met processen die zich voordoen, moet je ook bij dit vak dezelfde weg bewandelen die bij een kunstzinnige opvoedingsmethode op elk terrein zijn vruchtbaarheid bewijst: het doen staat voorop. Gevoel, beleving gaat daarmee hand in hand, het begrip komt later. 
In het taalonderwijs gaat het bijv. eerst om het ‘doe’woord – het werkwoord, vervolgens om het ‘hoe’woord – het ‘eigenschapswoord’ (bijvoeglijk of bijwoordelijk) en als laatste om het ‘noem’woord – het zelfstandig naamwoord.

Het verdergaande proces levert het kind een beeld waarin het begrip al zit. En met name een levend, kiemkrachtig, ‘onaf’ begrip dat met het kind mee kan groeien, duidelijker gaat worden, omvattender. 
Juist het enthousiasme bij de eerste kennismaking brengt een menselijk-morele basis mee voor alle latere fasen die niet meer verloren gaat. Je moet niet vergeten dat deze eerst ervaringen bijna onuitwisbaar zijn en zowel wat het goede als het verkeerde betreft een leven meegaan. Daarom wordt steeds de relatie gezocht tussen de scheikundige processen en wat zich in de mens afspeelt. Als hoogtepunt moet de belangstelling van de kinderen uitmonden in ‘menskunde’. Ook worden er natuurlijk zoveel mogelijk voorbeelden uit het dagelijks leven gezocht, met het doel om technische en economische processen te gaan begrijpen, omdat zo ook een mogelijkheid gegeven is om sociale omstandigheden te leren doorzien die niet door geboden of theoretisch stimulerende praatjes te vervangen is.

Verbranding*

De heer van de elementen, het krachtige, veranderende, scheppende vuur vertoont de kinderziel een oerbeeld van een wereldmacht die de stof aangrijpt.

Het doel van het eerste deel van deze periode was om te laten beleven dat vuur meer is dan vlammen, dat het een wereldprincipe is, een gebaar van de schepper. 
Iets aan algemene basiskennis, maar dit dan diepgaand en diep ervarend moet worden uitgewerkt.

Ik begon met het aansteken van een lucifer en het aandachtig bekijken van de vlam en dit proces te benoemen. 
Daarna werd er papier, een kaars, hout en dorre bladeren, vet, brood, suiker, rubber, alcohol, petroleum verbrand en later werd ook nog een gasvlam aangestoken.
Door het waarnemen wordt duidelijk:
warmte, licht, rook, damp, geur, roet streven naar boven. Maar damp en roet slaan ook weer neer, die behoren meer bij wat als iets zwaars, vormloos, als as neervalt.
Deze aardse stoffen zijn totaal veranderd. De kracht van het vuur heeft gescheiden wat in het leven als eenheid bestond. Als we erover nadenken, zien we dat alles wat we in brand staken uit het rijk van het leven stamt. Zo komen we bij de eerste basisregels die vanaf nu de scheikundeles kunnen begeleiden:

Vuur scheidt de stof – alle stoffen die uit iets levens komen, zijn brandbaar.

Dat met de vlam slechts een beeld gegeven is, niet het wezen van het vuur, wordt duidelijk zodra we voorwerpen zo in de vlam houden, dat die ze niet grijpen kan, bijv. kopervitriool in een reageerbuisje. 
De blauw-groene kristallen, waar de kinderen zo dol op zijn, vallen uiteen tot een vormloos, asachtig, witachtig poeder – er stijgt waterdamp op. Het vuur heeft gescheiden – maar een paar druppels water doen de groen-blauwe kleur terugkeren en vanuit de oplossing ontstaan weer de kristallen. 

Weer wordt er een basale wet geformuleerd die van blijvende betekenis is:

Zoals het vuur de stoffen scheidt, zo brengt het water ze weer samen

De elementaire kracht van het water die alles onzelfzuchtig verbindt, wordt langzamerhand zichtbaar. De vier elementen als fundamentele krachten van de natuur kenden de kinderen al. Nu beginnen ze die in een nieuw perspectief te zien. Hier zie je een voorbeeld van hoe begrippen groter worden en anders. Nu zien de kinderen de elementen als krachten, als aanzet van processen die door de schepping heen werken. 
Het vaste, zware dat zich samentrekt, het gasvormige dat de ruimte in wil, zich snel wil verspreiden (bijv. bij de stank van het verbrande rubber). Hier klinken a.h.w. grondakkoorden. 

Vóór je hout gaat verbranden zou je de kinderen in een vertelling waaraan de kinderen iets moois beleven, groei en leven van de bomen in het bos moeten schetsen. De volheid van het licht in de lente in een beukenbos; hoe het doordringen van het zonlicht en de warmte het leven weer wekt. Staand in warmte van de zon en in de verwarmde lucht met behulp van het water dat alles verbindt, dat je in het droge hout haast niet meer terugvindt, vormt de boom jaar na jaar de jaarringen. 
Alles wat leeft neemt warmte en licht op en als het vuur ingrijpt, wordt dat weer teruggeven. 
In de kachel stoken we de verkoolde planten die lange tijden geleden van de zon haar gaven kregen.
Bij het verbranden wordt zichtbaar hoe de kracht van het vuur stap voor stap het scheiden voltrekt. De stukken beukenhout verhit in een ijzeren pijp worden zwart en verdwijnen. Wat verdwijnt wordt opgevangen: in een waterfles verzamelt zich vloeibaar houtteer; aan het einde van de pijp stroomt iets naar buiten wat ik weer kan aansteken. De samenhang van het vaste moet opgeheven worden, want alleen het gasvormige kan vlammen vormen; dat kun je nu ook bij de kaarsvlam zien. En een vlam kan alleen ontstaan als er ook lucht bijkomt. (Houtskool branden)

Een eenvoudige proef laat zien dat om met een vlam te verbranden er lucht nodig is, zelfs dat kracht van het vuur de chemisch samengestelde lucht verdeelt om met een deel ervan de zichtbare vlam te voeden.
Boven een kaars die op een kurk drijft, wordt een glas geplaatst. Na enige tijd dooft de vlam – water dringt in de leeg geworden ruimte omhoog en vult ongeveer een vijfde op: de levenslucht van de vlam is opgebruikt, zoals ook wij in een afgesloten ruimte zouden stikken. 
Omdat er altijd kinderen zijn die weten dat het om zuurstof gaat en dat ook zeggen, ga je daarop in, zonder meteen al te verklaren waarom deze naam is gekozen.

Als we nog meer verschijnselen van het verbranden laten zien, moeten we ook naar het rijk van het ‘levenloze’ gaan. Dan ontstaat zeker de vraag of er op aarde niet een bepaalde tijd een ontwikkelingsfase was waarin deze stoffen als iets levends groeiden, zoals bijv. de steenkool. Maar deze vraag wordt nog niet beantwoord.
Met name in het begin van de periode kunnen er vele vragen ontstaan die we nog openlaten. 
De kinderen moeten op deze leeftijd vragen leren stellen, maar ook leren daarbij geduld te hebben. Vragen die niet beantwoord worden, maar vragen zijn vanuit het hart, zijn voor de ontwikkeling van de jonge zielenkrachten zelfs vruchtbaarder dan de antwoorden die niets meer zijn dan klare, afgeronde begrippen (abstracties) waaraan je tot het eind van je leven niet meer mag tornen. Daardoor wordt innerlijk luisteren gestimuleerd, een bepaalde inspanning, je wil tot iets komen, het gaat om toekomstkrachten. Het kind leert zich te interesseren en deze interesse te verzorgen. Want de rijkdom van de wonderbaarlijke schepping toont zich alleen aan degene die daar vragend bij betrokken is.

Een stuk staal wordt in het vuur roodgloeiend. Het rode koper krijgt een donkere laag, terwijl de vlam groen oplicht, maar de metalen kunnen pas verbranden, wanneer er veel lucht bij kan komen.
We nemen metaalpoeder waarbij zich om de kleinste deeltjes lucht bevindt.
IJzervijlselsnippers branden in een roodachtig-gele vonkenregen. Zinkpoeder laat de vlam in vaal spookachtig licht groen-blauw oplichten. Deze kleur is met geen enkele te vergelijken van de vlammen die we eerst zagen. Aluminiumpoeder vertoont zich flitsend in een verblindend wit licht dat pijn doet aan onze ogen. Nog feller, nog meer zijn afkomst uit een vreemde wereld verradend licht het magnesium op. Een hoopje poeder gloeit – door de lucht gegooid gaat het als een vlammenbal uit. 
Bij alle verbrandingen van metaal blijft een kruimelige rest achter.
Er wordt nog niet uitvoerig op de metalen ingegaan, behalve dan op het ijzer waarvan de vlam dicht bij de vlam komt van het verbranden van stoffen uit het bereik van het leven. De kinderen krijgen geen genoeg van de vonkenregen. 
Over het ijzer wordt veel verteld. Vooral over zijn betekenis in de levenssfeer, in het menselijke bloed. 
In de periode, waarmee in de herfst werd begonnen, kan nu ook verteld worden over het bewustzijns – en wilskracht wekkende vermogen van het ijzer in het bloed waarmee op een verrassende manier een link kon worden gelegd naar het Michaëlsfeest.
Een volgend uitstapje – beide werden in de huiswerkopgaven verwerkt- legde een verband tussen de menselijke kennis en de historische daden van de menselijke geest waaraan wij onze beschaving te danken hebben.
Een scène zich afspelend in het door gaslicht verlichte laboratorium van Robert Bunsen, dramatisch-spannend verteld en met het enthousiasme uit de begintijd van onze techniek doorspekt, werd voor de kinderen afgespeeld. Bunsen scheidde de gasvlam in een licht- en warmtevlam. Met zijn aanwijzingen vervaardigden de technici de bunsenbrander die door de toevoer van lucht de intensiteit van de warmte buitengewoon verhoogde.
Tot aan onze gashaard – ook het vuursteentje van de gasaansteker is door de metaalverbranding te verklaren – tot aan de gasvlam bij het lassen dat in het economisch leven zoveel gemak met zich meebrengt: dat danken wij aan de eenvoudige ontdekkingen van Bunsen.
Wanneer je dan zijn betekenis voor de ontwikkeling van de scheikunde noemt, voor de spectraalanalyse, span je ook al weer een boog naar de toekomst en bereid je al voor wat pas jaren later lesstof zal zijn.

*De opbouw en het kunnen geven van de periode dank ik aan de aanwijzingen van de overleden eerste schoolarts en scheikundeleraar van de vrijeschool, Eugen Kolisko.

Wordt voortgezet

7e klas scheikunde: alle artikelen

7e klasalle artikelen

Vrijeschool in beeld7e klas

.

2421