DOCENTENHANDLEIDING NIEUWE NATUUR- EN...

1

DOCENTENHANDLEIDING

NIEUWE NATUUR- EN SCHEIKUNDE

NASK1 - NATUURKUNDE

3 VMBO-KGT

AUTEURS:

R. TROMP

M. EIJKELKAMP

TH. SMITS

MET MEDEWERKING VAN:

G. ALTENA

DERDE DRUK

MALMBERG 'S-HERTOGENBOSCH

WWW.NOVA-MALMBERG.NL

DEEL 1 OVER NOVA

2

Inhoudsopgave

Deel 1 Over NOVA ........................................... 3

1.1 De methode in hoofdlijnen ............................... 3 1.1.1 Opbouw ............................................................ 3 1.1.2 Leerstof ............................................................ 3 1.1.3 Contexten ......................................................... 3 1.1.4 Vaardigheden ................................................... 4 1.1.5 Practica ............................................................ 4 1.1.6 Demonstratieproeven ....................................... 5 1.1.7 Opgaven ........................................................... 5 1.1.8 Plus-stof ........................................................... 5 1.1.9 Extra basisstof .................................................. 6 1.1.10 Test Jezelf ........................................................ 6

1.2 Proeven ............................................................ 6 1.2.1 Algemeen ......................................................... 6 1.2.2 Organisatie ....................................................... 6 1.2.3 Instructies en vragen ........................................ 7 1.2.4 Een verslag maken .......................................... 7

1.3 Thuisopdrachten .............................................. 7 1.3.1 Algemeen ......................................................... 7 1.3.2 Organisatie ....................................................... 8 1.3.3 Beoordeling ...................................................... 8

1.4 Open onderzoek ............................................... 8 1.4.1 Algemeen ......................................................... 8 1.4.2 Leren onderzoeken .......................................... 8 1.4.3 Organisatie ....................................................... 9 1.4.4 Beoordeling ...................................................... 9 1.4.5 Plannen .......................................................... 10

1.5 Het ePack voor de leerling ............................. 10

1.6 Het ePack voor de docent .............................. 11

1.7 Planning en PTA ............................................ 12

1.8 Gebruiksaanwijzing ........................................ 13

Deel 2 Hoofdstuk voor hoofdstuk ................ 14

2.1 Hoofdstuk 1 .................................................... 14 2.1.1 Uitgangspunten .............................................. 14 2.1.2 Paragraaf 1 Krachten herkennen .................. 14 2.1.3 Paragraaf 2 Krachten meten ......................... 15 2.1.4 Paragraaf 3 Nettokracht ................................ 15 2.1.5 Paragraaf 4 Krachten in werktuigen .............. 15 2.1.6 Paragraaf 5 Druk ........................................... 16

2.2 Hoofdstuk 2 .................................................... 18 2.2.1 Uitgangspunten .............................................. 18 2.2.2 Paragraaf 1 Elektrische stroom ..................... 19 2.2.3 Paragraaf 2 Elektriciteit in huis ...................... 19

2.2.4 Paragraaf 3 Vermogen en energie ................ 20 2.2.5 Paragraaf 4 Elektriciteit en veiligheid ............. 21

2.3 Hoofdstuk 3 ..................................................... 22 2.3.1 Uitgangspunten ............................................... 22 2.3.2 Paragraaf 1 Energie uit brandstoffen ............. 23 2.3.3 Paragraaf 2 Windenergie ............................... 23 2.3.4 Paragraaf 3 Zonne-energie ............................ 23 2.3.5 Paragraaf 4 Waterkracht ................................ 24

2.4 Hoofdstuk 4 ..................................................... 25 2.4.1 Uitgangspunten ............................................... 25 2.4.2 Paragraaf 1 Luchtdruk ................................... 25 2.4.3 Paragraaf 2 Temperatuur .............................. 26 2.4.4 Paragraaf 3 Wolken en neerslag ................... 28 2.4.5. Paragraaf 4 Onweer ...................................... 28

2.5 Hoofdstuk 5 ..................................................... 29 2.5.1 Uitgangspunten ............................................... 29 2.5.2 Paragraaf 1 Licht, schaduw en spiegels ........ 29 2.5.3 Paragraaf 2 Van infrarood tot ultraviolet ........ 30 2.5.4 Paragraaf 3 Beelden maken met een lens .... 31 2.5.5 Paragraaf 4 Oog en bril ................................. 32

2.6 Hoofdstuk 6 ..................................................... 33 2.6.1 Uitgangspunten ............................................... 33 2.6.2 Paragraaf 1 Weerstanden .............................. 33 2.6.3 Paragraaf 2 LDR en NTC .............................. 34 2.6.4 Paragraaf 3 Het relais .................................... 35 2.6.5 Paragraaf 4 De transistor ............................... 36

2.7 Hoofdstuk 7 ..................................................... 37 2.7.1 Uitgangspunten ............................................... 37 2.7.2 Paragraaf 1 Moleculen ................................... 37 2.7.3 Paragraaf 2 Het deeltjesmodel ...................... 38 2.7.4 Paragraaf 3 Temperatuur en deeltjesmodel .. 38 2.7.5 Paragraaf 4 Atomen als bouwstenen ............. 39

2.8 Hoofdstuk 8 ..................................................... 40 2.8.1 Uitgangspunten ............................................... 40 2.8.2 Paragraaf 1 Wat is straling? .......................... 41 2.8.3 Paragraaf 2 Radioactiviteit ............................. 41 2.8.4 Paragraaf 3 Straling gebruiken ...................... 42 2.8.5 Paragraaf 4 Bescherming tegen straling ....... 43

Deel 3 Materialenlijsten ............................... 44

Voor vmbo GT .................................................................. 44

Voor vmbo K .................................................................... 47

Colofon .......................................................... 50

3

Deel 1 Over NOVA

1.1 De methode in hoofdlijnen

1.1.1 Opbouw

De leerlingen werken in het derde leerjaar vmbo met één

handboek (met theorie) en twee werkboeken (met opga-

ven, practica en Test-Jezelf-vragen). Ze kunnen de ge-

maakte opgaven zelf nakijken met de uitwerkingenboeken

waarin alle opgaven „voorbeeldig‟ zijn uitgewerkt.

Zoals de titel aangeeft, is het handboek Nova 3 vmbo-kgt

bedoeld voor alle leerlingen in de kaderberoepsgerichte en

de gemengde / theoretische leerwegen. De bijbehorende

werkboeken zijn wel uitgesplitst naar niveau, met aparte

delen voor kaderberoepsgericht (K) en gemengd / theore-

tisch (GT). Deze handleiding richt zich op alle docenten

die met het kgt-handboek werken; het maakt daarbij niet

uit of u de K- of de GT-werkboeken gebruikt (of beide).

Uiteraard is er voor het derde leerjaar vmbo ook digitaal

leermateriaal beschikbaar. Via het ePack krijgen de leer-

lingen toegang tot de Nova-website. Daar vinden ze een

ruim aanbod aan digitaal leermateriaal: instaptoetsen,

begrippenlijsten, computerlessen, een kennisspel, oefen-

toetsen enzovoort.

Daarnaast is er ook een ePack voor docenten met eind-

toetsen in verschillende digitale formats, de docenten-

handleiding en templates voor een digitaal schoolbord.

Tenslotte verschijnt regelmatig het Nova E-zine, de e-

mailnieuws-brief van Nova, met actueel nieuws en nuttige

informatie.

1.1.2 Leerstof

Vanaf deel 3 vmbo richt Nova zich op de leerstof in de

examenprogramma‟s voor het vmbo, kaderberoepsgericht

en gemengd / theoretisch. De leerstofkeuze wordt nader

toegelicht in deel 2 van deze docentenhandleiding, in de

inleidingen bij de verschillende hoofdstukken.

In deel 3 worden vier onderwerpen uit de vmbo-examen-

programma‟s afgesloten:

- Het weer (exameneenheid NASK1/K/12) in hoofdstuk 4

Het weer;

- Licht en beeld (exameneenheid NASK1/K/7) in hoofdstuk

5 Licht;

- Bouw van de materie (exameneenheid NASK1/K/10) in

hoofdstuk 7 Materie;

- Straling en stralingsbescherming (exameneenheid

NASK1/K/11) in hoofdstuk 8 Straling.

De genoemde vier onderwerpen worden niet centraal ge-

examineerd. We hebben ervoor gekozen om ze in deel 3

af te sluiten, zodat de leerlingen zich in het vierde leerjaar

kunnen richten op de onderwerpen die wel in het centraal

examen aan de orde komen.

De leerstof in de overige vier hoofdstukken (1 Krachten, 2

Elektriciteit, 3 Energie en 6 Schakelingen) komt wel terug

in deel 4 (en het centraal examen). Bij deze onderwerpen

hebben we gekozen voor een concentrische aanpak: in

deel 4 wordt de leerstof niet alleen herhaald, maar ook

verdiept en uitgebreid. Zo werken de leerlingen stap-voor-

stap toe naar het niveau van het centraal examen.

Vergeleken met deel 1-2 is er in deel 3 meer aandacht

voor abstracte begrippen en voor het maken van be-

rekeningen. Het abstractievermogen van de leerlingen

neemt in deze periode duidelijk toe, en de methode sluit

daar bij aan.

1.1.3 Contexten

In Nova wordt elk onderdeel van de leerstof gekoppeld

aan een bepaalde context. De leerlingen verwerven niet

alleen theoretische kennis, maar leren die ook toepassen

op concrete situaties.

De meeste hoofdstukken hebben één hoofdcontext, zoals

'Elektrische apparaten' of 'Werken met straling'. Die hoofd-

context wordt geïntroduceerd op de titelpagina van het

hoofdstuk, in de openingsfoto en de inleidende tekst. Foto

en tekst zijn een goede aanleiding om bij de hoofdcontext

stil te staan, en relevante voorkennis te activeren.

In de paragrafen wordt de context niet tot in details behan-

deld. De leerlingen moeten leren om zelf verbanden te

leggen tussen de leerstof en de wereld om hen heen. De

tekst van de paragrafen zet de leerlingen daarom wel op

het goede spoor, maar kauwt niet alles voor: veel verban-

den moeten de leerlingen zelf leggen, door de opgaven en

opdrachten bij de paragrafen te maken.

De Plus (aan het eind van elke paragraaf) en de paragraaf

met Extra basisstof (aan het eind van elk hoofdstuk) bie-

den achtergrondinformatie bij de contexten. De leerlingen

hoeven deze achtergrondinformatie niet te kennen om het

vak met succes te kunnen volgen. Wel draagt deze infor-

matie eraan bij dat de contexten meer voor hen gaan le-

ven.

DEEL 1 OVER NOVA

4

1.1.4 Vaardigheden

Vaardigheden hebben een belangrijke plaats in het vak

natuur- en scheikunde 1. De syllabus waarin het examen-

programma wordt uitgewerkt, bevat een lijst met negen

„Leervaardigheden in het vak natuurkunde‟ (examen-

eenheid NASK1/K/3). Hierin wordt gedetailleerd beschre-

ven wat de leerlingen aan het einde van het vierde leerjaar

allemaal moeten kunnen (zie figuur 1 voor een overzicht).

In Nova komen die vaardigheden op verschillende manie-

ren aan de orde. Achterin deel 3 worden veertien vaardig-

heden aangeboden, in de vorm van concrete, puntsgewij-

ze instructies. We hebben deze instructies achterin het

handboek bij elkaar gezet, omdat ze daar het gemakkelijk-

ste geraadpleegd kunnen worden.

De eerste keer dat een vaardigheid nodig is, staat er een

verwijzing in het werkboek: „Gebruik vaardigheid ... achter

in je werkboek‟. Dit is het geëigende moment om de vaar-

digheid uit te leggen aan de hand van een opgave, een

leerlingenproef of eigen onderzoek. Zie verder deel 2 van

deze docentenhandleiding, waarin we regelmatig prakti-

sche tips geven over het aanleren van de vaardigheden.

Vaak moeten de leerlingen een vaardigheid later in het

jaar opnieuw gebruiken. Ze moeten de bijbehorende in-

structie dan zelf opzoeken achterin het handboek. We

gaan ervan uit dat de leerlingen dit zelfstandig (leren)

doen. Daarom verwijzen we als regel niet opnieuw naar de

benodigde vaardigheid.

Vaardigheden leer je het beste in de praktijk, door veel te

oefenen. Vandaar dat Nova veel aanknopingspunten biedt

voor praktisch werk: in de vorm van leerlingproeven, eigen

onderzoek, computeropdrachten (in het ePack) en thuis-

opdrachten. De leerlingen worden op allerlei manieren

door de methode aan het werk gezet.

Het is niet de bedoeling dat de leerlingen alle praktische

opdrachten uitvoeren. Daarvoor is het aanbod in de me-

thode te groot. We gaan ervan uit dat u zelf een keuze

maakt uit dat aanbod, naar gelang de mogelijkheden op

uw school, de beschikbare tijd en uw eigen didactische

voorkeur.

We hebben er rekening mee gehouden dat u sommige

opdrachten zult overslaan. De paragrafen met leerstof

vooronderstellen niet dat de leerlingen bepaalde proeven

hebben uitgevoerd; ze zijn op zichzelf genomen goed te

begrijpen. Ook zijn de onderzoeksopdrachten en thuis-

opdrachten niet noodzakelijk voor een goed begrip van de

theorie. De methode laat u de vrijheid deze opdrachten

naar eigen inzicht in uw lessen op te nemen.

Figuur 1 de leervaardigheden in exameneenheid NASK1/K/3

OVERZICHT LEERVAARDIGHEDEN

De kandidaat kan

1 informatie uit bronnenmateriaal selecteren, verwerken en

bewerken

2 rekenvaardigheden binnen natuurkunde toepassen

3 natuurkundige grootheden met bijbehorende eenheden gebrui-

ken, inclusief de afkortingen

4 natuurkundige apparatuur herkennen en gebruiken

5 de computer gebruiken

6 berekeningen uitvoeren en redeneringen opzetten gebruikma-

kend van formules

7 veilige en onveilige situaties herkennen bij ontwerpen en on-

derzoek doen en bij onveilige situaties suggesties doen voor

verbetering

8 de deelstappen van een ontwerpproces uitvoeren

9 de deelstappen van een onderzoek uitvoeren

Bron: Syllabus CE Nask 1, BB, KB en GT, 2010

1.1.5 Practica

Het onderdeel Practicum in het werkboek bestaat uit drie

onderdelen:

– proeven;

– thuisopdrachten;

– eigen onderzoek.

Proeven zijn opdrachten met practicumapparatuur die de

leerlingen op school uitvoeren. Ze kunnen verschillende

doelen hebben.

– Bij sommige proeven gaat het erom dat de leerlingen

leren werken met bepaalde apparatuur, zoals een

stroommeter of een kWh-meter. Zie bijvoorbeeld proef 1

De stroomsterkte meten in hoofdstuk 2.

– Andere proeven ondersteunen de begripsontwikkeling.

U kunt ze gebruiken als een inleiding op, of een illustra-

tie bij de theorie. Dat geldt bijvoorbeeld voor proef 1 Het

massamiddelpunt bepalen en proef 5 Werken met een

hefboom in hoofdstuk 1.

5

– Ten slotte zijn er proeven waarbij de leerlingen een

geleide onderzoeksopdracht uitvoeren. De leerlingen le-

ren hoe ze een onderzoeksvraag kunnen beantwoorden

door een experiment uit te voeren. Goede voorbeelden

zijn proef 2 De spanning van een zonnepaneel en proef

3 Het rendement van een waxinelichtje in hoofdstuk 3.

Thuisopdrachten zijn praktische onderzoeksopdrachten

die de leerlingen thuis uitvoeren. Op die manier krijgen ze

oog voor de natuur- en scheikunde in hun eigen leefomge-

ving.

Ten slotte zijn er opdrachten waarbij de leerlingen – min of

meer zelfstandig – een eigen onderzoek uitvoeren. Deze

opdrachten sluiten aan bij eindterm 9 in de uitwerking van

exameneenheid NASK1/K/3. De deelstappen die in deze

eindterm worden genoemd (zie figuur 2), kunnen hiermee

op een praktische manier geoefend worden.

Figuur 2 eindterm 9 van exameneenheid NASK1/K/3

NASK1/K/3 EINDTERM 9

De kandidaat kan de deelstappen van een onderzoek uitvoeren:

- onderzoek voorbereiden:

. een onderzoeksvraag kiezen

. benodigdheden selecteren

. alternatieven bedenken voor de uitvoering

- onderzoek uitvoeren:

. een plan opstellen

. werken volgens plan

. waarnemingen verrichten gegevens verzamelen

. gegevens grafisch presenteren

. conclusies trekken

- onderzoek afsluiten:

. voorstellen voor verbetering doen

. aanbevelingen voor verder onderzoek doen

Bron: Syllabus CE Nask 1, BB, KB en GT, 2010

1.1.6 Demonstratieproeven

Demonstratieproeven zijn proeven die u als docent uit-

voert, terwijl de klas toekijkt. Hoogstens verlenen enkele

leerlingen assistentie. In het handboek en de werkboeken

worden als regel geen demonstratieproeven beschreven.

Een demonstratie verliest veel haar 'attentiewaarde' als de

leerlingen van te voren kunnen lezen wat er gaat gebeu-

ren. Daarom zijn de demonstratieproeven opgenomen in

de docentenhandleiding. Daar kunt u een flink aantal vin-

den.

De demonstratieproeven zijn niet bedoeld als vervanging

van de leerlingenpractica, maar als aanvulling daarop. U

kunt ze gebruiken om de uitleg van een stuk leerstof te

verduidelijken en te verlevendigen.

Soms kan het - om praktische redenen - handig zijn om

een proef uit het werkboek niet door de leerlingen te laten

uitvoeren, maar als demonstratieproef te gebruiken. In

deel 2 van deze docentenhandleiding wordt soms op deze

mogelijkheid gewezen.

1.1.7 Opgaven

Bij elke paragraaf horen twee soorten opgaven: leerstof-

vragen en toepassingsvragen. Deze opgaven staan in het

werkboek. In het handboek wordt aan het einde van elke

paragraaf verwezen naar de bijbehorende opgaven in het

werkboek.

De leerstofvragen doen een beroep doen op het geheugen

van de leerlingen. Om een leerstofvraag te beantwoorden,

hoeven ze alleen een stukje leerstof zonder fouten te re-

produceren. Leerlingen die het moeilijk vinden om een

paragraaf nauwkeurig te lezen, worden door deze vragen

nog eens met hun neus op de leerstof gedrukt.

De toepassingsvragen zijn oefeningen in het toepassen

van de leerstof. In de methode staan veel eenvoudige

toepassingsvragen. Deze vragen zijn vooral nuttig om

deelvaardigheden in te oefenen zoals:

− een stroomsterkte meten;

− de waarde van een weerstand bepalen;

− een barometer aflezen.

De leerlingen moeten daarnaast ook leren om moeilijker

(meer realistische, minder voorgebakken) problemen op te

lossen. Daarom staan er in de methode ook toepassings-

vragen die meer van het inzicht van de leerling vragen.

1.1.8 Plus-stof

Elke paragraaf in het handboek wordt afgesloten met een

onderdeel dat we „Plus' hebben genoemd. Dit onderdeel is

herkenbaar aan de lichtblauwe achtergrondkleur en aan

het opschrift „Plus‟.

De Plus-stof geeft achtergrondinformatie bij de gewone

leerstof: toepassingen of interessante aspecten die de

„gewone‟ leerstof in een breder kader zetten. Het is aan u

om deze leerstof al dan niet te behandelen en te toetsen.

Onmisbaar is deze leerstof in elk geval niet: de „gewone‟

leerstof valt ook zonder de Plus-stof goed te begrijpen.

DEEL 1 OVER NOVA

6

Bij elk stukje Plus-stof horen enkele opgaven in het werk-

boek. De leerlingen kunnen zich hiermee de Plus-stof

eigen maken. Vaak komen in deze opgaven ook onderde-

len van de gewone leerstof terug.

U kunt de Plus-stof op twee manieren gebruiken.

– Wanneer u de leerlingen vaak zelfstandig laat werken,

kunt u met de Plus-stof tempoverschillen opvangen. U

laat de Plus-stof dan alleen door de snellere leerlingen

maken (als een vorm van tempodifferentiatie).

– Wanneer u als regel klassikaal werkt, kunt u de Plus-

stof gebruiken als aanvulling op de gewone leerstof, bij-

voorbeeld na de elektronische adviestoets.

Zo kunt u een programma op maat samenstellen, rekening

houdend met het niveau en de belangstelling van de leer-

lingen.

1.1.9 Extra basisstof

Aan het einde van elk hoofdstuk vindt u een paragraaf met

Extra basisstof. Deze paragraaf is afgedrukt op een licht-

blauwe achtergrond, zodat het verschil met de paragrafen

met gewone leerstof meteen te zien is.

In de Extra basisstof wordt een praktische toepassing van

natuur- of scheikunde besproken, aansluitend bij wat in het

hoofdstuk behandeld is. Als regel gaat het om concrete

zaken uit de leefwereld van de leerlingen: de achtbaan,

energie in voedsel, duiken, een scan laten maken, enzo-

voort.

In het werkboek staan opgaven over de Extra basisstof,

met dezelfde opbouw als de opgaven over de „gewone‟

basisstof. Hiermee kunnen de leerlingen zich de extra

leerstof eigen maken.

1.1.10 Test Jezelf

In de werkboeken is aan het einde van elk hoofdstuk een

oefentoets opgenomen: de „Test Jezelf‟. Met deze oefen-

toets kunnen de leerlingen zelf nagaan in hoeverre ze de

leerstof beheersen. Desgewenst kunt u de oefentoets door

alle leerlingen laten maken, als diagnostische toets.

In de opgaven van de oefentoets wordt een groot deel van

de leerstof „op niveau‟ getoetst. De uitslag geeft daardoor

een betrouwbaar beeld van wat de leerlingen kennen en

kunnen. De oefentoets dekt echter niet de volledige leer-

stof. Het is goed de leerlingen daarop te wijzen. Voor de

eindtoets zullen ze alle theorie moeten bestuderen.

Elke oefentoets begint met 16 tot 20 gesloten vragen. De

leerlingen kunnen deze vragen desgewenst op de compu-

ter maken (via het ePack). Het tweede deel van de oefen-

toets bestaat uit open opgaven. Deze opgaven kunnen

alleen in het werkboek gemaakt worden, omdat ze zich

niet goed lenen voor digitale aanbieding en verwerking.

1.2 Proeven

1.2.1 Algemeen

Bij elk hoofdstuk hoort een aantal leerlingproeven. In het

handboek staat steeds aangegeven, welke proef bij welk

onderdeel van de leerstof hoort. De proeven zelf zijn in het

werkboek te vinden, in de afdeling Practicum van elk

hoofdstuk.

De tijd die voor het uitvoeren van een proef nodig is, vari-

eert van proef tot proef. Bij elke proef staat een indicatie,

die kan uiteenlopen van 15 tot 60 minuten. De opdrachten

waarbij de leerlingen eigen onderzoek uitvoeren, vragen

de meeste tijd. Deze opdrachten kunt u het beste spreiden

over meerdere lessen. Bijvoorbeeld: 15 min voorbereiding

in les 1 (of thuis), 30 min uitvoering in les 2 en 15 min

afsluiting in les 3.

Elke proefbeschrijving start met een korte inleiding. In de

inleiding wordt aangegeven welke kennis bekend veron-

dersteld wordt bij het betreffende experiment.

Bij elke proef wordt de doelstelling expliciet vermeld onder

het kopje „Doel‟. Dat maakt het gemakkelijker om de kop-

peling met de leerstof te maken.

We adviseren om elke proef zorgvuldig in te leiden en na

te bespreken. Dat voorkomt dat proeven los komen te

staan van het lesgebeuren en een te laag leerrendement

hebben.

1.2.2 Organisatie

Voor het slagen van een proef is een goede organisatie

een eerste vereiste. Wij hebben goede ervaringen met de

volgende manier van werken:

7

1 Inleiding

De docent vertelt kort:

a Wat het doel is van de proef en welke relatie er met de

leerstof bestaat.

b Eventueel: hoe de leerlingen bepaalde belangrijke han-

delingen moeten uitvoeren (bijvoorbeeld hoe ze een

stroommeter moeten aflezen).

c Waar de leerlingen het practicummateriaal kunnen vin-

den, en waar ze dat materiaal na afloop weer moeten

opbergen.

2 Proeven uitvoeren

De leerlingen voeren (bij voorkeur in groepen van twee) de

proeven uit, en beantwoorden de bijbehorende vragen. Ze

doen dat als regel zelfstandig, met weinig of geen begelei-

ding. Na afloop van de proef bergen ze het practicum-

materiaal weer op.

3 Afsluiting

De docent bespreekt met de leerlingen wat de resultaten

zijn (voor zover ze die al uitgewerkt hebben) en laat ze

een relatie leggen met het doel van de proef. Daarna lezen

de leerlingen de paragraaf waar de proef bij hoort, en be-

ginnen met het maken van de opgaven. Wat ze niet af

krijgen, is huiswerk voor de volgende les.

Deze wijze van werken maakt het mogelijk, om tempo-

verschillen tussen de leerlingen zonder veel problemen op

te vangen.

1.2.3 Instructies en vragen

De tekst van de proeven bestaat uit instructies en vragen.

De instructies geven aan welke handelingen de leerlingen

tijdens de proef moeten uitvoeren. De instructies zijn zo

duidelijk geformuleerd dat de meeste leerlingen geen hulp

nodig hebben. Het is niet nodig de leerlingen voortdurend

te assisteren.

Bij veel proeven zult u min of meer de handen vrij hebben.

Er is dus tijd om met de leerlingen in gesprek te gaan, en

ze aan het denken (reflecteren) te zetten. We adviseren

om de leerlingen regelmatig te vragen „waar het nu eigen-

lijk om gaat‟. U zou daarvoor enkele gerichte vragen ach-

ter de hand kunnen houden. Dat voorkomt dat de leer-

lingen braaf doen wat er staat, zonder er veel van op te

steken.

De (genummerde) vragen geven aan, waar de leerlingen

tijdens de proef op moeten letten. In het werkboek is ruim-

te vrijgelaten om de antwoorden te noteren. Meestal wordt

de leerlingen ook gevraagd om een conclusie te trekken.

Het is niet nodig om in de nabespreking alle antwoorden

na te lopen. Vaak is het voldoende dat u samen met de

klas nagaat of het doel van de proef is bereikt.

1.2.4 Een verslag maken

Het werkboek is zo ingericht dat de antwoorden tijdens de

proef kunnen worden genoteerd in de open ruimten. Het is

aan te raden om de leerlingen daarnaast regelmatig een

verslag te laten schrijven. In het handboek wordt uitgelegd

uit welke onderdelen zo'n verslag bestaat (vaardigheid 14).

De ene proef leent zich beter voor het maken van een

verslag dan de andere. Voor een (geleide) onderzoeks-

opdracht is dat bijvoorbeeld zinvoller dan voor een illustra-

tief proefje waarbij de kennismaking met nieuwe leerstof

centraal staat. In deel 2 van deze docentenhandleiding

geven we daarom bij elke hoofdstuk aan welke proeven

geschikt zijn om er een verslag van te laten maken.

1.3 Thuisopdrachten

1.3.1 Algemeen

In het werkboek vindt u na de leerlingproeven een aantal

thuisopdrachten. Dit zijn activiteiten die de leerlingen thuis

kunnen uitvoeren met huis-tuin-en-keuken-materialen. Het

hoofddoel van deze thuisopdrachten is de leerlingen ster-

ker bij de leerstof te betrekken. Ze stimuleren de leerlingen

om natuur- en scheikunde te zien in de wereld om hen

heen.

Wij raden aan om de thuisopdrachten als huiswerk op te

geven. De leerlingen merken dan dat het werken aan

thuisopdrachten een gewoon onderdeel van de lessen is,

en niet iets wat er maar bijhangt.

Het is niet onze bedoeling dat elke leerling alle thuisop-

drachten van een hoofdstuk maakt. Ons advies is om elke

leerling hooguit twee opdrachten per hoofdstuk te laten uit-

voeren.

DEEL 1 OVER NOVA

8

1.3.2 Organisatie

Wij hebben goede ervaringen met de volgende manier van

werken:

Halverwege de behandeling van een hoofdstuk vertelt de

docent de leerlingen het volgende:

1 Jullie moeten één (of twee) van de opdrachten in dit

hoofdstuk maken.

2 Je kunt intekenen op een opdracht door je naam op een

intekenlijst te zetten (die in het lokaal is opgehangen).

3 Er mogen niet meer dan vijf leerlingen intekenen op de-

zelfde opdracht; wie het eerst komt, het eerst maalt.

4 Je moet van je opdracht(en) altijd een verslag maken,

ook al staat dat niet met zoveel woorden in de opdracht.

5 Op die-en-die dag moet je het verslag van je op-

dracht(en) inleveren.

De leerlingen moeten hun opdrachten inleveren nadat de

behandeling van het hoofdstuk afgesloten is (bij voorkeur

op dezelfde dag dat ze een afsluitende repetitie over het

hoofdstuk maken).

Een voordeel van deze manier van werken is, dat de leer-

lingen zelf mogen kiezen welke opdracht(en) ze maken.

Dat stellen ze als regel erg op prijs.

Sommige thuisopdrachten lenen zich er goed voor om

door alle leerlingen van de klas uitgevoerd te worden. Zie

hierover verder de lessuggesties in deel 2. Er zijn ook op-

drachten die u klassikaal als leerlingenproef kunt laten uit-

voeren, als u daar het practicummateriaal voor hebt.

1.3.3 Beoordeling

Er is veel voor te zeggen om de gemaakte opdrachten ook

te beoordelen. Dat stimuleert de leerlingen om voldoende

aandacht aan het uitvoeren van de opdrachten te beste-

den. Bovendien kunt u door de opdrachten te beoordelen

een beeld krijgen van de werkinstelling van de leerlingen.

Gezien het doel van de opdrachten hoeft de uitwerking

niet foutloos te zijn. Een beoordeling op grond van het

aantal fouten is ook niet reëel; daarvoor zijn de opdrachten

te verschillend. Wel moet aan de verslagen te zien zijn, dat

de leerlingen hun best gedaan hebben om er wat van te

maken.

U kunt ons inziens volstaan met een vrij globale beoorde-

ling. Dat heeft als bijkomend voordeel dat het beoordelen

van de verslagen niet veel tijd kost.

Door na elk hoofdstuk een aantal uitgewerkte opdrachten

op een prikbord in het lokaal te hangen, stimuleert u de

leerlingen tot het leveren van goed werk.

1.4 Open onderzoek

1.4.1 Algemeen

De leerlingproeven in Nova schrijven precies voor wat de

leerlingen moeten doen; het zijn, op een enkele uitzonde-

ring na, echte kookboekpractica. De methode biedt daar-

naast ook mogelijkheden om de leerlingen zelf (open)

onderzoek te laten doen. Dat gebeurt in de onderzoeksop-

drachten die u vindt na de thuisopdrachten, aan het eind

van elk practicum. Zo'n onderzoeksopdracht is veel minder

voorgestructureerd dan de proeven in het werkboek.

Het gaat er bij (open) onderzoek niet om de leerlingen be-

paalde vakkennis bij te brengen; daarvoor zijn andere ma-

nieren van lesgeven meer geschikt. (Open) onderzoek

richt zich vooral op algemene vaardigheidsdoelen zoals

het leren van onderzoeksvaardigheden, zelfstandig leren

werken en leren samenwerken.

Het doen van (open) onderzoek sluit direct aan bij eind-

term 9 in de uitwerking van exameneenheid NASK1/K/3. In

deze eindterm staat met zoveel woorden dat leren onder-

zoek doen één van de doelen van het vak Nask1 is: „De

kandidaat kan onderzoek voorbereiden, onderzoek uitvoe-

ren en onderzoek afsluiten.‟ Voor veel docenten is dit een

relatief onbekend terrein. Daarom gaan we in deze hand-

leiding uitgebreid in op de vraag hoe je leerlingen in leer-

jaar 3 (open) onderzoek kunt laten doen.

1.4.2 Leren onderzoeken

Als leerlingen onderzoek doen, zoeken ze naar het ant-

woord op een onderzoeksvraag. In het ideale geval beden-

ken ze die vraag zelf, en voeren ze het onderzoek ook

zelfstandig uit, zonder hulp van de docent. In dat geval is

het onderzoek helemaal „open‟.

We raden aan om de onderzoeksvaardigheden stapsge-

wijs aan te bieden. Het ligt voor de hand om voorzichtig te

beginnen met een geleide onderzoeksopdracht, zoals

proef 2 Een spiraalveer uitrekken in hoofdstuk 1. Naar-

mate de leerlingen meer ervaring opdoen, kunt u ze meer

vrijheid geven om zelf te kiezen. Uiteraard is het daarbij

ook van belang wat de leerlingen in leerjaar 2 aan het

doen van onderzoek hebben gedaan.

Onderzoek hoeft niet veel tijd te vragen. Wij denken dat u

met één ronde (open) onderzoek in leerjaar 2 en één ron-

de in leerjaar 3 al een heel eind komt. Het gaat er ook niet

om dat de leerlingen volleerde onderzoekers worden. Er is

al heel wat bereikt als ze in de praktijk hebben ervaren wat

onderzoek doen inhoudt.

9

In de onderzoeksopdrachten in het werkboek vindt u on-

derzoeksvragen die direct aansluiten bij de leerstof. Deze

vragen zijn vooral bedoeld om de leerlingen op weg te

helpen. Leerlingen kunnen zo'n vraag overnemen of een

variant daarop bedenken; ze kunnen ook met een eigen

idee komen. In dat laatste geval moeten ze wel zorgvuldig

begeleid worden bij het formuleren van de onderzoeks-

vraag.

De onderzoeksopdrachten hebben dezelfde opbouw als

de leerlingproeven, maar geven de leerlingen veel meer

ruimte. Waar de leerlingproeven dichtbij de leerstof blijven

en hoogstens enkele zaken open laten, nemen de leer-

lingen bij een open onderzoek zelf het initiatief.

1.4.3 Organisatie

Bij het doen van onderzoek doorlopen de leerlingen een

aantal fasen.

1 Het formuleren van de onderzoeksvraag

Om te beginnen moeten de leerlingen een vraag formu-

leren die (a) duidelijk is en (b) door hen ook beantwoord

kan worden. Veel leerlingen vinden deze fase van het

onderzoek het lastigst. Het ontbreekt hen nogal eens aan

de nodige inventiviteit en inspiratie.

In deze fase praat de docent veel met de leerlingen, maar

zonder ze „voor te zeggen‟. De leerlingen zullen zelf een

vraag moeten formuleren die een succesvol onderzoek

garandeert; de docent begeleidt alleen. U leert dit het bes-

te begeleiden door het gewoon een aantal keren te doen.

Vaak werkt het goed de leerlingen een hypothese of ver-

onderstelling te laten formuleren: „Wat denk je dat eruit

komt en waarom denk je dat?‟ Zo brengt u de leerlingen

ertoe na te denken over de „reikwijdte‟ van hun vragen.

2 Het maken van een onderzoeksopzet

Nadat hun onderzoeksvraag is goedgekeurd, maken de

leerlingen een onderzoeksopzet. In het handboek staat

een handleiding voor het doen van onderzoek, waarin

onder andere wordt uitgelegd wat er in een werkplan moet

staan: vaardigheid 2 Een werkplan maken en uitvoeren.

De leerlingen bedenken welke grootheden ze gaan meten,

hoe hun proefopstelling eruit komt te zien en welke appa-

ratuur ze nodig hebben. In dit stadium moeten ze goed

letten op de validiteit van hun onderzoek: hebben ze de

juiste instrumenten gekozen, hebben ze alle variabelen

onder controle enzovoort.

3 Het uitvoeren van het experiment

In deze fase voeren de leerlingen hun experiment(en) uit.

Meestal zijn ze daar één of twee lessen mee bezig.

4 Het verwerken van de resultaten

Dit kan in tabellen en grafieken.

5 Het presenteren van de resultaten

Het maken van een verslag is een goede manier om de

uitkomsten van een onderzoek te presenteren. In het

handboek staat een handleiding voor het maken van ver-

slagen (vaardigheid 14 Een verslag maken). U kunt er ook

voor kiezen om enkele groepjes leerlingen een presentatie

te laten verzorgen. Een postersessie kan ook een ge-

schikte manier zijn om de leerlingen hun onderzoeksre-

sultaten aan elkaar te laten presenteren.

We raden aan om bij het doen van onderzoek door leer-

lingen de volgende werkwijze te hanteren:

a De leerlingen vormen groepjes van maximaal drie

personen. Elke groep kiest één van de onderzoeks-

opdrachten uit het Nova werkboek. Deze keuze moet

voor een bepaalde datum aan u worden doorgegeven.

U kunt de leerlingen ook zelf vragen laten bedenken als

ze dat wensen.

b Vervolgens laat u de leerlingen thuis een werkplan ma-

ken met daarin: (a) de onderzoeksvraag, (b) de hypo-

these, (c) de proefopstelling en (d) de benodigde mate-

rialen. Hiervoor zou u ze een week de tijd kunnen ge-

ven.

c De werkplannen worden nu door u bekeken. U inventa-

riseert welke apparatuur en materialen ze nodig heb-

ben, en laat die klaarzetten. Als de leerlingen materialen

willen gebruiken die niet op school aanwezig zijn, geeft

u ze een seintje. Ze zullen die zelf van huis moeten

meenemen.

d Als alles rond is, spreekt u een experimenteerles met de

leerlingen af. In die les voeren de leerlingen hun expe-

riment uit.

e De leerlingen schrijven thuis een verslag en leveren dat

een week later in. Het verslag wordt door u nagekeken

en van commentaar voorzien. Een alternatief is het ma-

ken van een poster. Deze posters kunnen dan in een

les tentoongesteld en besproken worden.

1.4.4 Beoordeling

Bij de beoordeling van open onderzoek kunt u kijken naar

de inhoud van het onderzoek (het product) en de manier

waarop het onderzoek is verlopen (het proces).

In gewone leerlingproeven staat de meetmethode niet ter

discussie. De proef is niet een echt experiment, maar

meer een demonstratie van bestaande kennis. In open

onderzoek bedenken de leerling zelf een manier om tot

meetresultaten te komen. De relevantie en betrouwbaar-

heid van die metingen staan niet bij voorbaat vast.

De vraag is gerechtvaardigd of de leerlingen wel echt te

weten zijn gekomen wat ze wilden weten. Een van de

doelen van open onderzoek is de leerlingen te leren om

over die vraag na te denken

DEEL 1 OVER NOVA

10

Bij de beoordeling van de inhoud - het product - zijn de

volgende vragen van belang:

– Is de onderzoeksvraag duidelijk?

– Worden de juiste grootheden gemeten?

– Zijn de juiste meetinstrumenten gekozen?

– Is de juiste meetopstelling gebruikt?

– Zijn de metingen herhaalbaar?

– Zijn de meetresultaten nauwkeurig genoeg?

– Is de grafiek correct getekend?

– Is de juiste conclusie getrokken?

– Beantwoordt de conclusie de onderzoeksvraag?

Bij de beoordeling van het proces gaat het om heel andere

vragen:

– Is er goed samengewerkt?

– Hoe verliep de organisatie?

– Hoe verliep de communicatie?

– Hoe zelfstandig is er gewerkt?

Zoals u ziet, moeten er nogal wat vragen beantwoord wor-

den. Het is verstandig er goed over na te denken hoe u de

beoordeling wilt aanpakken. Een paar tips:

1 Bepaal van te voren waarop u wilt letten bij de beoorde-

ling en hoe zwaar de verschillende onderdelen meewegen.

Deel dit van te voren mee aan de leerlingen.

2 Bepaal een cijfer dat te verdedigen is, zonder te preten-

deren 100% objectief te zijn.

3 Geef halve of hele punten, nooit tienden van punten.

Dat is nooit te verdedigen en roept alleen maar vragen op.

De kwaliteit van het product kunt u beoordelen aan de

hand van het verslag. Voor een oordeel over het proces

zult u zich een beeld moeten vormen van de manier waar-

op elke groep heeft gewerkt. De les(sen) waarin de expe-

rimenten wordt uitgevoerd, bieden daarvoor de beste ge-

legenheid. Het is vaak handig na afloop van de les enkele

aantekeningen over elk groepje te maken.

1.4.5 Plannen

Docenten vinden het vaak moeilijk om open onderzoek in

te passen in hun lesprogramma. Als oorzaken noemen ze:

– gebrek aan materialen en werkruimten;

– het overladen programma;

– de grote tijdsinvestering;

– onervarenheid.

Over enkele van deze problemen is hierboven al iets ge-

zegd. Docenten die beschikken over uitstekende practi-

cumruimten en een vindingrijke onderwijsassistent, zijn

natuurlijk in het voordeel. Toch moeten de problemen niet

overschat worden. Open onderzoek kan met eenvoudig

materiaal gedaan worden, dat voor een deel door de leer-

lingen zelf kan worden meegebracht. Voor de experimen-

ten is lang niet altijd een echt practicumlokaal nodig.

Voor ons gevoel valt het met de overladenheid van het

programma wel mee. Bij het opstellen van de eindtermen

is er rekening gehouden met activiteiten zoals open onder-

zoek. Er is veel leerstof geschrapt om ruimte te maken

voor (onderzoeks)vaardigheden. Ook kunt u tijd vrijmaken

door wat minder tijd aan de gewone leerlingproeven te

besteden. De flexibele opzet van Nova geeft u de gele-

genheid daarin zelf keuzes te maken.

Het begeleiden van open onderzoek blijken docenten in de

praktijk snel onder de knie te krijgen; je moet het gewoon

een paar keer gedaan hebben. Het is wel belangrijk om

om de belasting voor uzelf binnen de perken te houden.

We adviseren daarom om de periodes met open onder-

zoek te spreiden. Begin pas met een nieuwe klas, als de

vorige helemaal klaar is. Zo houdt u overzicht en voorkomt

u dat u teveel tegelijk moet doen.

1.5 Het ePack voor de leerling

De derde druk van Nova is een zogenaamde eMethode.

Dat wil zeggen dat u als docent uitgebreide mogelijkheden

krijgt om met behulp van ICT uw leerlingen op individuele

basis te sturen. Via de adviestoets bij dit zogenaamde

concept 2.0 geeft de software de leerling advies over te

volgen leerroute op basis van diens individuele scores.

Met concept 2.0 is er voor gekozen bepaalde stof, die zich

beter leent om elektronisch aan te bieden, vooral te bena-

deren via de pc. De DiAcs zijn daar bij Nova een voor-

beeld van. Met het digitale lesmateriaal kunnen uw leer-

lingen op een andere manier aan de leerdoelen werken

dan met de Nova-boeken.

In elk hoofdstuk van het handboek is een pagina gereser-

veerd voor de paragraaf Achter je pc. Deze pagina laat de

leerlingen zien hoe het aanbod in het ePack eruitziet. Dat

maakt het gemakkelijker – en stimuleert ook – om uit dat

aanbod een keus te maken. Het is aan u om te bepalen

welke onderdelen de leerlingen in elk geval gaan doorwer-

ken.

De volgende applicaties zijn toegankelijk via het leerling

ePack:

1 Computerlessen

Circa 50% van de leerdoelen in de Nova-boeken wordt

digitaal aangeboden in de vorm van computerlessen. Bij

de meeste, maar niet alle, basisstof-paragrafen wordt een

computerles aangeboden.

11

De computerlessen bestaan uit presentaties en interactie-

ve oefenstof. De leerlingen bekijken video-opnames en

animaties en maken daar opdrachten over. Zo kunnen ze

grote delen van de leerstof zelfstandig doorwerken, op

school of thuis. De computerlessen kunnen – als extra

ondersteuning – ook helpen bij het begrijpen van de stof.

De computerlessen worden ook ingezet in de remediale

route na de digitale Adviestoets.

2 Instaptoetsen

Bij elk hoofdstuk is een instaptoets beschikbaar. Daarin

staan de leerstofvragen van het hoofdstuk. Met de instap-

toets kunnen de leerlingen nagaan wat ze al van het on-

derwerp van het hoofdstuk afweten.

3 Adviestoetsen (Test Jezelf)

De eerste 16 of 20 vragen van de Test Jezelf-toets kunnen

op de computer gemaakt worden. Deze Adviestoets wordt

meteen nagekeken. Op basis van de score krijgt de leer-

ling na de adviestoets een suggestie voor de hierna te

volgen leerroute: remediaal (computerlessen), extra (Extra

basisstof uit het boek) of Plus (Plus-stof uit het boek of in

de vorm van een pdf). Het ePack levert zo een belangrijke

bijdrage aan onderwijs op maat.

Vanaf leerjaar 3 wordt de gehele basisstof getoetst door

middel van meerdere Advies-deeltoetsen. Elke deeltoets

toetst de kennis van 1 basisstof-paragraaf. De leerling

krijgt een score per deeltoets. De leerling krijgt daarna

automatisch per paragraaf een vervolg-leereenheid toe-

gewezen: remediaal of plus. Het Extra-materiaal is voor

elke leerling beschikbaar.

4 Kennisspel

In het kennisspel kan de leerling op een speelse manier

testen in hoeverre hij de leerstof „in het hoofd heeft zitten‟.

De doelstelling is beperkt. Het gaat erom dat de leerlingen

op een andere, leuke manier met de leerstof bezig zijn.

Het Kennisspel is te vinden onder Bestanden voor de leer-

ling.

5 Digitale Activiteiten (DiAcs)

Bij sommige hoofdstukken zijn digitale activiteiten opge-

nomen. Indien dat het geval is, staat dat vermeld op de

pagina Achter je pc. Het betreft interactieve animaties die

meer ingewikkelde natuurwetenschappelijke concepten op

een toegankelijker wijze uitleggen dan in een boek moge-

lijk is.

6 Begrippenlijst

Van de belangrijkste begrippen worden de definities gege-

ven. De begrippen zijn ook aan hoofdstukken gekoppeld.

7 Computerproeven met IP-Coach

In het ePack vindt u ook computerproeven met IP-Coach.

Indien bij een hoofdstuk een computerproef beschikbaar

is, staat dat vermeld op de pagina Achter je pc. U vindt

daar kant-en-klare bestanden.

8 Naslag

Nova biedt onder Naslag pdf‟s van alle vaardigheden aan.

9 Studiehulp

Nova biedt onder Studiehulp aan:

– Taalhulp

– Rekenhulp

– Werkwijzer

1.6 Het ePack voor de docent

De ePack-licentie geeft u toegang tot de eindtoetsen, de

docentenhandleiding en de Presentator-bestanden. Ook is

al het digitale leerlingenmateriaal in het ePack opgeno-

men, en de bestanden die voor de proeven met IP-Coach

nodig zijn. Daarnaast bevat de docentenlicentie een leer-

lingmanagementsysteem en mogelijkheden tot het arran-

geren van leerroutes.

1 Eindtoetsen

De eindtoetsen worden aangeboden in drie verschillende

vormen: als pdf-bestand (voor Acrobat Reader), als doc-

bestand (voor Word) en als digitale toets:

– Het pdf-bestand kan meteen afgedrukt worden op alle

printers. U gebruikt het als u de toets wilt afnemen die

de auteurs van Nova hebben geschreven.

– Het Word-bestand is handig als u een toets wilt veran-

deren, bijvoorbeeld om een alternatieve versie te maken

voor een parallelklas.

– De digitale toets gebruikt u als u de toets digitaal wilt

afnemen. Een duidelijk pluspunt is dat de gemaakte

toets meteen door de computer wordt nagekeken. Dit

kan u veel correctiewerk uit handen nemen. Ook kunt u

eenvoudig zelf digitale toetsen maken. Niet alleen

meerkeuzevragen, maar ook open vragen en matching-

vragen behoren tot de mogelijkheden.

2 Presentator

Met Presentator kunnen de folio-uitgaven digitaal worden

weergegeven met een beamer of via een digitaal school-

bord.

De Presentator-bestanden van de handen werkboeken

zijn verrijkt met inzoombeelden.

Vanaf schooljaar 2011-2012 worden onderdelen uit de

computerlessen toegevoegd (animaties, video‟s).

DEEL 1 OVER NOVA

12

3 Leerlingmanagementsysteem

Een belangrijke functionaliteit van concept 2.0 voor u als

docent is dat u – desgewenst – van iedere leerling afzon-

derlijk de werkhouding en resultaten op afstand kunt vol-

gen. Op relatief eenvoudige wijze kunt u zien hoe lang

iedere leerling bezig is geweest met bijvoorbeeld de com-

puterlessen, hoe vaak hij heeft „gespiekt‟ (de computer

toont hierbij de goede antwoorden bij het doorlopen van de

computerlessen of instaptoetsen) en wat de score is van

die leerling op bijvoorbeeld de adviestoets.

Daarnaast kunt u de resultaten van iedere afzonderlijke

leerling vergelijken met het gemiddelde van de klas waar

deze leerling in zit, en met andere klassen waarin dezelfde

stof is behandeld.

Niet eerder was er een programma beschikbaar dat u zo

eenvoudig volledige controle geeft over uw klas, zelfs

wanneer uw leerlingen achter de pc – misschien wel thuis!

– aan het werk zijn of waren!

4 Coördinatiepunt voor arrangeren van leerroutes

Malmberg biedt de gebruikers uitgekiende leerroutes aan,

waarmee de kerndoelen kunnen worden behaald. Maar

docenten krijgen ook de mogelijkheid om eigen leerroutes

aan te maken. Dit zijn kopieën van bestaande leerroutes,

die vervolgens kunnen worden aangepast op de volgende

manieren.

– Docenten kunnen binnen een leerroute leereenheden

van plaats wisselen of vervangen door leereenheden uit

andere leerroutes.

– Docenten hebben de mogelijkheid om bestaande leer-

eenheden aan te passen en vervolgens in te zetten.

– Docenten kunnen in zowel de basisroute als de vervolg-

route eigen materiaal inzetten.

1.7 Planning en PTA

We kunnen in het vervolg niet gedetailleerd aangeven,

hoeveel tijd u voor de behandeling van elk hoofdstuk en

elke paragraaf moet uittrekken. Daarvoor is de situatie van

docent tot docent en van school tot school te verschillend.

Hoe uw planning eruit zal zien, hangt af van veel factoren

af. Het aantal lesuren Nask1 in leerjaar 3, uw didactische

voorkeuren, de grootte van de klassen en de beschikbaar-

heid (of niet) van practicummaterialen spelen allemaal een

rol. Ook zult u met de ene klas sneller kunnen werken dan

met de andere.

Nova biedt u allerlei mogelijkheden om het leeraanbod af

te stemmen op uw eigen situatie. U kunt veel of juist wei-

nig aan practicum doen, alle opgaven laten maken of een

keuze daaruit, veel of weinig aandacht besteden aan open

onderzoek doen, alle leerstof behandelen of een keer een

hoofdstuk overslaan, enzovoorts.

Om al deze redenen vindt u hieronder niet meer dan een

globale tijdsplanning.

versie A

(2 lesuren/week)

versie B

(3 lesuren/week)

Hoofdstuk 1 11 lessen 14 lessen








66 lessen 99 lessen

Opgegeven is het aantal lessen dat nodig is voor het be-

handelen van de leerstof, exclusief repetities en praktische

opdrachten.

De methode biedt voldoende materiaal voor 3 lesuren per

week. Uiteraard ontkomt u er niet aan om regelmatig iets

over te slaan, als u maar 2 lesuren per week tot uw be-

schikking hebt. In deel 2 van deze docentenhandleiding

geven we daarom bij elk hoofdstuk aan, wat u eventueel

weg zou kunnen laten.

De planning hang uiteraard ook direct samen met het PTA

(Programma van Toetsing en Afsluiting) dat op uw school

geldt. Scholen blijken uiteenlopende eisen aan het PTA te

stellen. We kunnen daarom niet één voorbeeld-PTA bij de

methode geven dat op alle scholen in Nederland gebruikt

kan worden. Los daarvan is het ook een gegeven dat do-

centen en vaksecties uiteenlopende voorkeuren en moge-

lijkheden hebben.

PTA - minimum variant derde leerjaar

Als u met Nova werkt, zal het PTA voor wat betreft het

derde leerjaar in elk geval moeten bestaan uit:

– leerstoftoets hoofdstuk 4 Het weer

– leerstoftoets hoofdstuk 5 Licht

– leerstoftoets hoofdstuk 7 Materie

– leerstoftoets hoofdstuk 8 Straling

In deze vier hoofdstukken komt leerstof aan de orde die

volgens de geldende regelgeving alleen in het schoolexa-

men worden getoetst. Het gaat om leerstof uit de examen-

eenheden:

13

– NASK1/K/7 Licht en beeld

– NASK1/K/10 Bouw van de materie

– NASK1/K/11 Straling en stralingsbescherming

– NASK1/K/12 Het weer

Omdat deze leerstof in de vier genoemde hoofdstukken

van Nova behandeld wordt, komen deze hoofdstukken

automatisch in het PTA voor het derde leerjaar terecht.

Verder lijkt het ons verstandig om de practicum- en onder-

zoeksvaardigheden op zijn minst één keer te beoordelen.

Dat kan bijvoorbeeld door de leerlingen een verslag te

laten maken van een „geleide‟ onderzoeksopdracht (zoals

proef 1 Het smeltpunt van ijs verlagen in hoofdstuk 4).

U krijgt zo een compact PTA, met slechts vijf toetsen in het

derde leerjaar. Uiteraard zult u daarnaast ook andere toet-

sen geven. Deze „tellen niet mee voor het PTA‟, maar zijn

alleen van belang voor het rapport. Wij noemen dit een

minimum variant, omdat er niet meer in het PTA staat dan

strikt nodig is. Daarmee willen we overigens niet zeggen

dat deze variant geen goede keus kan zijn: de kwaliteit

van het onderwijs staat ons inziens los van het aantal

items in het PTA.

PTA - standaard variant derde leerjaar

We hebben gemerkt dat veel scholen - en vaksecties - er

de voorkeur aan geven om alle toetsen in leerjaar 3 in het

PTA op te nemen. Dat betekent dat het PTA vaak verder

gaat dan de eisen die de huidige weten regelgeving stelt.

Het wordt een overzicht van alle toetsen in het onderwijs-

programma.

Het PTA zou er dan bijvoorbeeld zo uit kunnen zien:

– leerstoftoets hoofdstuk 1 Krachten 1

– leerstoftoets hoofdstuk 2 Elektriciteit 1

– praktische opdracht 1 1

– leerstoftoets hoofdstuk 3 Energie 1

– leerstoftoets hoofdstuk 4 Het weer 2


– leerstoftoets hoofdstuk 5 Licht 2

– leerstoftoets hoofdstuk 6 Schakelingen 1


– leerstoftoets hoofdstuk 7 Materie 2

– leerstoftoets hoofdstuk 8 Straling 2

De getallen in de rechter kolom geven de weegfactoren

aan. We laten de hoofdstukken 4, 5, 7 en 8 dubbel meetel-

len in het PTA, omdat deze hoofdstukken in het derde

leerjaar afsluitend getoetst worden. De exameneenheden

K/7, K/10, K/11 en K/12 zouden over het hele PTA gere-

kend onvoldoende gewicht krijgen, als de toetsen over

deze eenheden de weegfactor 1 zouden krijgen.

De andere onderwerpen in deel 3, zoals Krachten en Elek-

triciteit, komen wel terug in het vierde leerjaar en tellen

dan opnieuw mee voor het eindcijfer. Zonder een aanpas-

sing van de weegfactor zouden deze onderwerpen in het

PTA overbedeeld worden.

Over de invulling van de praktische opdrachten hebben we

het nu verder niet. Zie hiervoor de tips in deel 2 van deze

docentenhandleiding.

We hebben de indruk dat het resulterende PTA met elf

toetsmomenten aansluit bij de praktijk op de meeste scho-

len. We noemen dit daarom de standaard variant. Daar-

mee willen we niet zeggen dat deze variant de beste keus

zou zijn. Het is aan u en uw school, om het PTA in te rich-

ten binnen de geldende kaders.

De twee varianten zijn vooral bedoeld om u op ideeën te

brengen. U kunt er naar hartenlust op variëren. Als ze een

goed startpunt vormen voor de discussie in uw sectie,

hebben ze wat ons betreft aan hun doel voldaan.

Daarnaast wilden we twee PTA‟s schetsen die zonder

meer overgenomen kunnen worden, als er - om wat voor

reden dan ook - behoefte is aan een kant-en-klare oplos-

sing. Maar, zoals gezegd, het heeft onze voorkeur dat u

een eigen oplossing ontwerpt, gebruik makend van de

mogelijkheden dat de methode u biedt. Geen confectie,

maar maatwerk.

1.8 Gebruiksaanwijzing

In deel 2 van deze handleiding wordt de indeling van het

handboek op de voet gevolgd. Een voor een komen de

verschillende hoofdstukken en paragrafen aan de orde.

We beginnen de bespreking van een hoofdstuk steeds met

een algemene inleiding. Daarin wordt de didactische lijn

verduidelijkt die in het hoofdstuk gevolgd wordt. Ook gaan

we in op de planning - wat kunt u beter wel doen en wat

kunt u eventueel ook overslaan - rekening houdend met de

beschikbare tijd en het PTA. Dit kan u helpen bepalen,

waarop u in uw lessen vooral de nadruk gaat leggen.

Vervolgens worden de paragrafen in het handboek een

voor een besproken. Er worden suggesties gedaan voor

wat u in bepaalde lessen zou kunnen doen, er worden

praktische tips gegeven en geschikte demonstratieproeven

beschreven.

We geven in deel 2 niet aan hoe de leerstof les-voor-les

behandeld zou kunnen worden. Dat is met deze methode,

die de docent veel keuzemogelijkheden laat, ook niet goed

mogelijk. Wel hebben we geprobeerd om suggesties en

tips te geven waar u bij uw lesvoorbereiding ook echt iets

aan hebt.

DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK

14

Deel 2 Hoofdstuk voor

hoofdstuk

2.1 Hoofdstuk 1

2.1.1 Uitgangspunten

In dit hoofdstuk gaan de leerlingen aan het werk met leer-

stof uit exameneenheid NASK1/K/9 Kracht en veiligheid.

Daarbij komen de volgende onderwerpen aan de orde:

– verschillende soorten krachten

– het meten van krachten

– het bepalen van de nettokracht

– praktische voorbeelden van hefbomen

– de hefboomregel

– druk

De leerlingen kunnen in dit hoofdstuk kennismaken met

allerlei aspecten van krachten, zonder dat er nu al veel

gevraagd wordt van hun abstractievermogen en wiskundig

inzicht. Er wordt echter wel ruime aandacht besteed aan

allerlei concrete voorbeelden. Deze benadering geeft de

leerlingen een goede basis om zich in het vierde leerjaar

het meer abstracte, wiskundige deel van de leerstof eigen

te maken.

De voorbeelden in dit hoofdstuk zijn voornamelijk ontleend

aan het dagelijks leven; sport, hobby- en keukengereed-

schap, enzovoort. Vandaar de ondertitel 'Krachten om je

heen'. Er is veel voor te zeggen om ook in de lessen re-

gelmatig 'gewone' voorwerpen als voorbeeld te gebruiken.

Dat spreekt natuurlijk vooral aan als die voorwerpen ook

werkelijk in de les te zien zijn. Met een expander bijvoor-

beeld kunt u prima het meten van krachten uitleggen; zo'n

voorbeeld blijft de leerlingen beter bij dan een doorsnee

demonstratieproef.

Vaardigheden

In dit hoofdstuk is er speciaal aandacht voor:

– vaardigheid 11 Rekenen met verhoudingen

– vaardigheid 12 Werken met tabellen en grafieken

– vaardigheid 13 Verbanden meten

Zie de verwijzingen in het werkboek.

Planning

In versie A van de voorbeeldplanning (2 lesuren per week)

zijn voor dit hoofdstuk 11 lesuren uitgetrokken. Dat is vrij

weinig voor dit verhoudingsgewijs moeilijke hoofdstuk. Het

is ons inziens daarom beter om paragraaf 3 Nettokracht

over te slaan. Zo houdt u genoeg tijd over voor de overige

paragrafen en de bijbehorende practica en opgaven.

De leerlingen missen geen essentiële leerstof, als u besluit

om paragraaf 3 nu over te slaan. De leerlingen kunnen

zich de leerstof over de nettokracht ook in het vierde leer-

jaar eigen maken; deel 4 biedt daarvoor voldoende uitleg

en oefenmateriaal.

In versie B van de voorbeeldplanning (3 lesuren per week)

zijn voor dit hoofdstuk 14 lesuren uitgetrokken. Dat is ge-

noeg om het hoofdstuk volledig door te werken, inclusief

paragraaf 3 Nettokracht en één van de open onderzoeks-

opdrachten. Eventueel zou u ook de extra paragraaf over

de achtbaan klassikaal kunnen behandelen.

PTA

Onderzoek 1 Elastiek uitrekken kunt u gebruiken als prak-

tische (onderzoeks)opdracht in het PTA. Als voorbereiding

kunt u de leerlingen een week eerder proef 2 Een spiraal-

veer uitrekken laten uitvoeren. Daarin komen de deelvaar-

digheden die ze voor onderzoek 1 nodig hebben, één voor

één langs. De organisatie zal u weinig hoofdbrekens ople-

veren; de leerlingen kunnen het onderzoek doen met stan-

daard practicumapparatuur.

2.1.2 Paragraaf 1 Krachten herkennen

Om het begrip kracht te introduceren kunt u gebruik ma-

ken van instapvragen zoals:

– Hoe kun je aan dit blikje zien dat er een kracht op werkt

of op gewerkt heeft? (Stel deze vraag terwijl u een inge-

deukt frisdrankblikje laat zien.)

– Hoe kun je in dit plaatje zien of er een kracht werkt of

gewerkt heeft?

– Welke krachten voel je tijdens deze les?

Deze vragen vormen een goed startpunt voor een leerge-

sprek over krachten. In zo'n leergesprek kunt u enkele

zaken extra onder de aandacht brengen. Zoals:

– In veel gevallen veroorzaken krachten onzichtbaar klei-

ne vervormingen. Leerlingen hebben vaak het gevoel, dat

zo'n onzichtbaar kleine vervorming helemaal niet belang-

rijk is. Probeer ze dan met een paar goed gekozen voor-

beeld aan het denken te zetten. Noem bijvoorbeeld het

ontstaan van scheuren in muren doordat een huis on-

merkbaar aan het verzakken is.

– Met 'spierkracht' worden krachten aangeduid die je

dankzij je spieren kunt uitoefenen. Bijvoorbeeld: de kracht

van je hand op de expander wordt spierkracht genoemd.

Met 'spierkracht' worden dus niet de krachten aangeduid

die spieren uitoefenen op de beenderen van het geraamte.

15

– Het is belangrijk de leerlingen erop te wijzen, dat ze niet

„zomaar ergens‟ een krachtenpijl kunnen tekenen; ze moe-

ten eerst nagaan waarop de kracht precies werkt.

U kunt de leerlingen proef 1 Het massamiddelpunt bepalen

ook thuis als huiswerk laten doen, met een geïmproviseer-

de opstelling.

2.1.3 Paragraaf 2 Krachten meten

In deze paragraaf maken de leerlingen kennis met de

newton als eenheid van kracht. Dit gebeurt op een prakti-

sche, niet formele, manier. Zonder veel omhaal wordt

meegedeeld dat de zwaartekracht in newton gelijk is aan

10 de massa in kilogram.

Het getal 10 is uiteraard niet willekeurig. Het zegt iets over

de sterkte van de zwaartekracht op aarde. Het is goed om

dat met enkele concrete voorbeelden uit te leggen. De

Plus over „De grootte van de zwaartekracht‟ kan daarbij

goede diensten bewijzen. Tip voor smartboardgebruikers:

Op internet zijn beelden te vinden van de maanlandingen,

die duidelijk laten zien dat g op de maan een stuk kleiner

is dan op aarde.

In de opgaven en de proeven worden verschillende vaar-

digheden geïntroduceerd. Daardoor zult u voor deze para-

graaf meer lestijd nodig hebben dan voor de gemiddelde

paragraaf.

We raden aan om voorafgaand aan proef 2 uit te leggen

wat bedoeld wordt met de uitrekking van een veer. De

rekenregel in het werkboek:

uitrekking = stand – nulstand

vraagt om een duidelijke toelichting. Daarvoor kunt u een

grote spiraalveer gebruiken of een echte expander. Een

expander spreekt uiteraard meer tot de verbeelding dan

zomaar een spiraalveer.

De proeven 2 en 3 zijn geschikt om er een verslag van te

laten maken. Als u onderzoek 1 laat uitvoeren als prakti-

sche opdracht in het PTA, is proef 2 onmisbaar als voor-

bereiding.

Bij tijdgebrek kan proef 3 ook zonder bezwaar overgesla-

gen worden. Het is ook mogelijk om er een demonstratie-

proef van te maken, zoals in demo 1 staat aangegeven.

Demo 1

DOEL:

laten zien wat bedoeld wordt met een 'stugge' en een

'slappe' veer

NODIG:

verschillende spiraalveren (stugge en slappe), gewicht,

statiefmateriaal (grote spiraalveren zijn vaak in ijzerzaken

te verkrijgen), meetlat

Belast de veren één voor één met hetzelfde gewicht. Meet

steeds de uitrekking en zet die op het bord.

Voer deze proef ook eens uit met twee of drie identieke

veren naast elkaar. Vergelijk de uitrekking van één veer

met die van twee (of drie) identieke veren naast elkaar.

Tip: Deze demonstratieproef kunt u goed door leerlingen

laten uitvoeren, in het kader van het 'leren presenteren'.

2.1.4 Paragraaf 3 Nettokracht

In paragraaf 3 worden situaties beschreven waarin twee

even grote krachten in tegengestelde richting op hetzelfde

voorwerp werken. De nettokracht is dan 0 N. Vervolgens

komen situaties aan de orde waarin de nettokracht niet 0

N is, en het voorwerp in beweging komt.

Het gaat in deze paragraaf om een eerste kennismaking

met het samenstellen van krachten en het begrip net-

tokracht. Het krachtenparallellogram blijft dus buiten beeld.

De paragraaf begint met een instapvraag over een touw-

trekwedstrijd. Deze instapvraag vorm een goed startpunt

voor een leergesprek over het samenstellen van krachten.

Tip voor smartboardgebruikers: u kunt de instapvraag illu-

streren met beelden van een touwtrekwedstrijd.

2.1.5 Paragraaf 4 Krachten in werktuigen

Paragraaf 4 gaat over werktuigen die bestaan uit één of

twee hefbomen. De leerlingen leren om dit soort werktui-

gen te analyseren met de hefboomregel:

werkkracht werkarm = last lastarm

Naar onze ervaring is deze regel voor leerlingen in het

derde leerjaar goed te hanteren. Dat komt doordat hij con-

creter geformuleerd is dan de momentenwet. In veel ge-

vallen zullen de leerlingen de hefboomregel ook al kennen

van het vak techniek. Het begrip moment en de momen-

tenwet zijn nu nog een stap te ver. Die komen aan de orde

in het vierde leerjaar, in hoofdstuk 6 van deel 4.

U zou kunnen beginnen met een leergesprek over hefbo-

men. Daarin zou u een praktisch probleem aan de orde

kunnen stellen, waarvoor een hefboom de oplossing kan

vormen. Een goed voorbeeld is het openen van een verf-

blik. Pak een (leeg) verfblik erbij waarvan het deksel stevig

vastzit, en probeer het open te maken: eerst met uw vin-

gers, dan met een munt en tenslotte met een schroeven-

draaier.

Daarna kunt u andere hefbomen laten zien: een deurkruk,

steeksleutel, koevoet, breekijzer , klauwhamer (waarmee u

een spijker uit een plank trekt), flesopener, schaar, nijp-

tang, knoflookpers, notenkraker, enzovoort. Laat de leer-

lingen steeds de armen en het draaipunt van de hefboom

aanwijzen.


16

Tip voor smartboardgebruikers: op www.school.tv.nl is een

video te vinden met allerlei voorbeelden van hefbomen: de

beelden vormen een mooie illustratie bij deze paragraaf.

U kunt proef 5 Werken met een hefboom gebruiken om de

werking van een hefboom te verduidelijken. Het is aan te

raden om deze proef pas uit te laten voeren, nadat de be-

grippen werkkracht, last en lastarm zijn besproken. Even-

tueel kunt u de demo‟s 2 en 3 gebruiken als alternatief

voor deze leerlingenproef.

Demo 2

DOEL:

afleiden van de hefboomregel

NODIG:

plank (ongeveer 1,5 rn lang), balkje, diverse voorwerpen

UITVOERING:

Leg de plank zo op het balkje, dat een eenvoudige hef-

boom ontstaat; laat de plank aan beide kanten even ver

uitsteken. Zet een voorwerp links van het draaipunt op de

plank neer. Breng de plank daarna weer in evenwicht door

ook rechts een voorwerp neer te zetten.

Herhaal deze proef met verschillende voorwerpen die u op

wisselende plaatsen van het draaipunt neerzet. Verzamel

zo voldoende gegevens om de hefboomregel af te leiden.

Demo 3

DOEL:

de hefboomregel toelichten, met de arm van een leerling

als hefboom

NODIG:

gewicht (emmer met zand o.i.d.)

UITVOERING:

Laat een leerling zitten, zoals in figuur 3 getekend is (met

de elleboog op de rand van de tafel). Hang het gewicht

aan de onderarm, vlakbij de elleboog. Schuif het gewicht

op in de richting van de hand, totdat de leerling de onder-

arm niet meer horizontaal kan houden.

Figuur 3 een praktisch voorbeeld van de hefboomregel

2.1.6 Paragraaf 5 Druk

Het natuurkundige begrip druk staat ver bij de meeste leer-

lingen vandaan. U kunt ze wel vertellen dat druk de kracht

per oppervlakte-eenheid is, maar voor veel leerlingen zijn

dat alleen woorden. Daarom raden we aan om te beginnen

met concrete situaties en van daaruit uit stap-voor-stap toe

te werken naar het natuurkundige begrip druk.

U zou kunnen beginnen met de vraag: Hoe voorkom je dat

een voertuig of een mens wegzakt in de modder of in de

sneeuw? In een leergesprek kunt u de leerlingen laten

ontdekken dat de kracht en de oppervlakte beide een rol

spelen. Omdat de kracht als regel moeilijk veranderd kan

worden, is het vergroten van de oppervlakte vaak de beste

strategie.

U kunt het verband tussen oppervlakte en druk visualise-

ren met demo 4. In deze demo wordt de druk 'afgemeten'

aan de vervorming van de ondergrond. Een aardige illu-

stratie kan ook demo 5 zijn. Daarbij is van belang dat de

leerlingen vooraf proberen te voorspellen wat er zal ge-

beuren.

Na deze demo‟s kunt u met de leerlingen bespreken hoe

je de druk - en dus de vervorming - zo klein mogelijk kunt

houden. U zou opgave 51 bijvoorbeeld klassikaal kunnen

bespreken.

Als de „gevoelsmatige‟ inhoud van het begrip druk genoeg

aan de orde geweest is, kunt u de formule voor druk intro-

duceren. Aan de hand van demo 6 kunt u laten zien hoe je

in een concrete situatie de druk kunt berekenen.

Het verschil tussen de pascal en de N/cm2 hoeft ons in-

ziens niet uitvoerig aan de orde te komen. Het is op dit

moment genoeg dat de leerlingen weten dat de pascal de

officiële eenheid is, maar dat de N/cm2 in de praktijk vaak

handiger werkt. Het omrekenen van N/cm2 naar Pa en

omgekeerd kan wachten tot leerjaar 4.

Demo 4

DOEL:

het verband tussen oppervlak en druk visualiseren

NODIG:

dik stuk schuimrubber, baksteen of betonblok

UITVOERING:

Leg de baksteen achtereenvolgens op drie verschillende

manieren neer op het stuk schuimrubber:. Hoe kleiner het

steunvlak, des te dieper wordt het schuimrubber ingedrukt.

17

Demo 5

DOEL:

laten zien dat de druk vermindert als het oppervlak wordt

vergroot

NODIG:

een flinke lap luchtkussenfolie (met grote luchtbolletjes)

dat voor de verpakking van kwetsbare voorwerpen wordt

gebruikt, plank (bijvoorbeeld 20 x 40 cm)

UITVOERING:

Leg de folie op de grond of werktafel. Laat de leerlingen nu

eerst voorspellen wat er gebeurt als iemand op de folie

gaat a) staan, b) springen of c) trappen. Laat vervolgens

een leerling dit uitvoeren.

Kwantificeer de uitkomst in geknapte bolletjes. Leg vervol-

gens de plank op de folie en vraag vooraf aan de leerlin-

gen wat er nu zal gebeuren door (hetzelfde) staan, trappen

of springen als dat op de plank plaatsvindt. Laat vervol-

gens een leerling dit uitvoeren.

Eenvoudig valt nu uit te leggen dat de kracht door meer

bolletjes wordt opgevangen, ofwel dat de kracht wordt

verdeeld over een groter oppervlak.

Demo 6

DOEL:

laten zien hoe je de druk kunt berekenen in een concrete

situatie

NODIG:

weegschaal, ruitjespapier, (een paar ski's)

UITVOERING:

Vraag een vrijwilliger (m/v) om voor de klas te komen. Laat

twee leerlingen het zooloppervlak bepalen van zijn schoe-

nen ( door de omtrek te tekenen op ruitjespapier en daar-

na de hokjes tellen).

Laat twee andere leerlingen het oppervlak bepalen van de

ski's (of als u niet aan een paar ski's kunt komen, het op-

pervlak schatten met behulp van een foto.)

Bepaal de massa van de leerling met de weegschaal, en

bereken zijn gewicht.

Laat de klas tenslotte de druk berekenen voor het geval de

leerling (a) schoenen aan heeft; (b) op ski's staat. Laat ze

als eenheid N/cm2 gebruiken.

Bespreek met de leerlingen hoe nauwkeurig de antwoor-

den zijn.


18

2.2 Hoofdstuk 2



stof uit exameneenheid NASK1/K/5 Elektrische energie.


– de stroomsterkte in serie- en parallelschakelingen

– de huisinstallatie

– het vermogen van elektrische apparaten

– vermogen en energieverbruik

– de beveiliging van stroomkringen

In deel 1-2 hebben de leerlingen kennis gemaakt met een

aantal alledaagse, praktische aspecten van elektriciteit. In

dat kader zijn basisbegrippen geïntroduceerd zoals span-

ning, stroom, vermogen en energie(verbruik). Zie hoofd-

stuk 5 van deel 1-2 en het bijbehorende hoofdstuk van de

docentenhandleiding.

Dit hoofdstuk bouwt voort op wat de leerlingen in de twee-

de klas geleerd hebben. Op sommige onderwerpen, zoals

de stroomsterkte in serie- en parallelschakelingen en het

begrip elektrisch vermogen, wordt nu dieper ingegaan.

Daarnaast wordt er praktische informatie gegeven over de

huisinstallatie, het energieverbruik van elektrische appara-

ten en de beveiliging van stroomkringen.

De leerlingen werken in dit hoofdstuk voor het eerst met

de symbolen I, U, E, P en t en met de formules It = I1 + I2 +

I3 +..., P = U. I en E = P. t. De leerstof is duidelijk formeler

en kwantitatiever dan in deel 1-2. Het begrip weerstand

vormt een uitzondering; dat wordt nu alleen kwalitatief

geïntroduceerd. Het symbool R en de formule R = U/I

komen later aan de orde, in hoofdstuk 6 Schakelingen.

Dat er dieper op de theorie wordt ingegaan, wil overigens

niet zeggen dat de praktijk wordt losgelaten. De praktische

toepasbaarheid staat nog steeds voorop. Symbolen en

formules worden gebruikt binnen een duidelijk omschre-

ven, concrete context:

Vaardigheden

In dit hoofdstuk is er speciaal aandacht voor twee practi-

cumvaardigheden :

– vaardigheid 5 Werken met een stroommeter

– vaardigheid 6 Schakelingen bouwen

Zie de verwijzingen bij de proeven in het werkboek.

Planning


zijn voor dit hoofdstuk 7 lesuren uitgetrokken. We gaan er

daarbij van uit dat u paragraaf 4 Elektriciteit en veiligheid

overslaat. Dat is mogelijk doordat de leerstof over elektrici-

teit en veiligheid uitvoerig terugkomt in deel 4. Door er nu

aan voorbij te gaan, houdt u genoeg tijd over voor de para-

grafen 1 t/m 3 en de bijbehorende practica en opgaven.

Overigens heeft het overslaan van paragraaf 4 ons inziens

wel iets onbevredigends. Vanuit de hoofdcontext – elektri-

sche apparaten – bekeken hoort de beveiliging er gewoon

bij. Maar als er in het derde leerjaar maar twee lesuren per

week beschikbaar zijn, is dit soort keuzes onvermijdelijk.




paragraaf 4 Elektriciteit en veiligheid en één van de thuis-

opdrachten en/of open onderzoeksopdrachten. Eventueel

zou u ook de extra paragraaf over de elektromotor klassi-

kaal kunnen behandelen.

Practicum

Bij de proeven 2 t/m 4 werken de leerlingen voor het eerst

met een voedingskastje. Ze moeten de spanning daarbij

zelf instellen. We raden aan om van te voren met de leer-

lingen te bespreken, hoe ze daarbij te werk moeten gaan.

Het juist omgaan met het voedingskastje kan een punt van

beoordeling zijn in een practicumtoets. Vergelijk eindterm

2.6 uit het examenprogramma: „De kandidaat kan doelma-

tig en veilig omgaan met materialen, gereedschappen en

apparatuur‟.

PTA

De drie thuisopdrachten in dit hoofdstuk lenen zich goed

voor het maken van een verslag. U zou het maken van

zo‟n verslag als praktische opdracht in het PTA kunnen

opnemen.

19

2.2.2 Paragraaf 1 Elektrische stroom

U zou de les kunnen beginnen met instapvragen zoals:

– Waarom zitten er twee draden in het snoer van een

lamp?

– Hoeveel stroom loopt er door de draad heen: meer,

minder of evenveel als door de draad terug?

Dit soort vragen vormt een goed startpunt voor een leerge-

sprek over elektrische stroom. Hierin kunt u de leerstof die

in klas 2 behandeld is, weer even opfrissen. Twee aspec-

ten vragen daarbij vooral de aandacht: 1) het begrip geslo-

ten stroomkring; 2) het meten van de stroomsterkte. Demo

1 is leuk om te doen en kan ook dienen als alternatief voor

proef 1 De stroomsterkte meten in het werkboek.

Twee opmerkingen over de proeven 2 en 3:

– Het is aan te raden om voorafgaand aan het practicum

uitleg te geven over het werken met een voedingskastje.

Geef duidelijk aan welke aansluitbussen de leerlingen

moeten gebruiken, en hoe ze de spanning moeten instel-

len. Bespreek ook hoe ze kunnen voorkomen dat er kort-

sluiting ontstaat.

– Bij proef 3 moeten de leerlingen op verschillende plaat-

sen in een parallelschakeling de stroomsterkte meten. We

raden aan om van te voren uitvoerig te demonstreren hoe

de stroommeter elke keer aangesloten moet worden.

Als u voldoende tijd hebt, is het aan te raden om de Plus-

stof door de hele klas te laten doorwerken, inclusief de

opgaven 12 t/m 14. Met demo 2 kunt u laten zien dat de

theorie in deze Plus overeenstemt met de praktijk.

Demo 1

DOEL:

(1) laten zien dat de stroomsterkte door een serieschake-

ling overal even groot is; (2) de leerlingen laten oefenen

met het aansluiten en aflezen van een stroommeter

NODIG:

8 lampjes in fittingen, 8 stroommeters, demonstratie-

stroommeter, 18 lange snoeren, voeding (u kunt de beno-

digde extra lange snoeren zelf maken van goedkoop

schakeldraad)

UITVOERING:

Deel de stroommeters en de lampjes uit aan de leerlingen.

Maak samen met hen een serieschakeling die door het

hele lokaal heen loopt. Laat de schakeling beginnen en

eindigen bij een voeding op uw demonstratietafel. Zet de

demonstratie-stroommeter zo neer, dat hij in het hele lo-

kaal goed af te lezen is.

Voer nu achtereenvolgens de volgende proeven uit:

– Voer de spanning langzaam op. Wijs de leerlingen erop,

dat alle lampjes even fel branden, ongeacht hun afstand

tot het voedingskastje. (Het is trouwens niet nodig om

de lampjes op de spanning te laten branden waarvoor ze

bedoeld zijn. Acht lampjes van 6 V / 0,5 A branden bij-

voorbeeld ook goed op een totale spanning van 30 V.)

– Bespreek hoe de stroommeter afgelezen moet worden.

Dat gaat het beste als u een demonstratie-stroommeter

hebt met hetzelfde meetbereik als de stroommeters van de

leerlingen. Laat de leerlingen vervolgens verschillende

stroomsterktes aflezen. Stel de spanning steeds zelf op

een geschikte waarde in.

– Eventueel kunt u de leerlingen ook laten oefenen met

het inschakelen en aflezen van verschillende meetberei-

ken.

– Laat de leerlingen tenslotte zelf de conclusie trekken,

dat de stroomsterkte overal in de serieschakeling even

groot is.

Demo 2

DOEL:

toelichten van opgave 14

NODIG:

5 lampjes van 6V/1 A in fittingen, snoeren, demonstratie-

stroommeter, voeding

UITVOERING:

– Bouw de schakeling van opgave 14. Schakel de

stroommeter in serie met lampje 1. Stel de spanning zo in,

dat er een stroom van 0,6 A door lampje 1 loopt. Contro-

leer zo het antwoord op opgave 12a.

– Meet vervolgens de totale stroomsterkte. Controleer op

die manier het antwoord op opgave 14b.

– Meet tenslotte de stroomsterkte door lampje 5. Contro-

leer zo het antwoord op opgave 14c.

2.2.3 Paragraaf 2 Elektriciteit in huis

De invalshoek van deze paragraaf is heel praktisch: de

onderdelen en opzet van de huisinstallatie en de twee

risico‟s van elektriciteit: kortsluiting en overbelasting. Bin-

nen die context wordt leerstof uit paragraaf 1 en 2 toege-

past. Het gaat om de begrippen grote en kleine weerstand

(bij kortsluiting), de stroomsterkte in een parallelschakeling

en de formule It = I1 + I2 + I3 +... (bij overbelasting).

Hoe meer praktische voorbeelden u in uw lessen kunt

laten zien, hoe beter. Laat in ieder geval stukken zien van

een fasedraad, een nuldraad en een schakeldraad, en

demonstreer hoe je de isolatie van de draden kunt halen

met een striptang. U kunt ook betrekkelijk eenvoudig laten

zien hoe een stopcontact en een lichtschakelaar aangeslo-

ten moeten worden.

In NEN 1010 (de Nederlandse Norm voor de elektrotech-

niek) worden twee bij elkaar behorende connectoren aan-

geduid als 'stopcontact'. Een stopcontact bestaat dus uit

twee delen: een contactstop („steker‟) en een contactdoos.

In het algemeen spraakgebruik is een stopcontact echter

een (wand)contactdoos, vooral voor netspanning. Wij slui-

ten ons in Nova aan bij het algemene spraakgebruik, om-

dat dit voor leerlingen het meest natuurlijk is.


20

2.2.4 Paragraaf 3 Vermogen en energie

Deze paragraaf draait om de begrippen energie en vermo-

gen en de bijbehorende formules P = U · I en E = P · t.

Een goed startpunt is het begrip (elektrisch) vermogen. U

kunt bijvoorbeeld de verpakkingen laten zien van twee

(vergelijkbare) lampen met een verschillend vermogen, en

vragen welke van beide het meeste licht geeft. Ook kunt u

de leerlingen voorbeelden laten geven van apparaten met

een klein of juist een groot vermogen.

De formule P = U · I is voor de leerlingen vaak moeilijk te

begrijpen. Een theoretische afleiding roept ons inziens

meer problemen op dan ze oplost. We hebben er daarom

voor gekozen om deze formule via een experiment aan-

nemelijk te maken, zonder op de theoretische achtergron-

den in te gaan. In dat experiment vergelijken de leerlingen

een situatie waarin één lampje brandt, met een situatie

waarin twee lampjes branden. Ze zien dat in die tweede

situatie of de spanning (bij een serieschakeling) of de

stroomsterkte (bij een parallelschakeling) verdubbelt: in

overeenstemming met P = U · I.

U kunt uw leerlingen dit experiment zelf laten uitvoeren,

aan de hand van proef 4 Het vermogen in het werkboek.

Het voordeel daarvan is dat ze alles van dichtbij „hands-on‟

zien. U kunt ook gebruik maken van demo 3, dat dezelfde

opbouw heeft als proef 4. Het voordeel van de demo is dat

u bij elke stap in het experiment uitleg kunt geven. Zo kunt

u voortdurend terugkoppelen van het experiment (wat zie

je?) naar de formule (en klopt dat met P = U · I?).

Rekenen met E = P · t leer je door veel te oefenen. U zou

de leerlingen kunnen vragen om zelf opgaven te maken à

la het voorbeeld op blz. 39. Stel als voorwaarde dat de

vermogens van de apparaten in hun opgaven moeten

kloppen. Vertel ze dat die vermogens thuis kunnen opzoe-

ken door op de typeplaatjes van de apparaten te kijken.

Een volgende les kunt u ze elkaars opgaven laten maken

en nakijken.

Demo 3

DOEL:

experimentele controle van de formule P = U · I

NODIG:

lampje 1 (12 V / 10 W), lampje 2 (12 V / 3 W), demonstra-

tie-spanningsmeter, demonstratie-stroommeter ,snoeren,

voeding

UITVOERING:

Voer achtereenvolgens de volgende proeven uit:

– Zie figuur 4 (links). Sluit de beide lampjes parallel aan

op de voeding. Stel de spanning in op 12 V. Lampje 1

brandt dan feller dan lampje 2, terwijl de lampjes toch op

dezelfde spanning aangesloten zijn. Meet de stroomsterk-

te door lampje 4 en daarna de stroomsterkte door lampje

2. Laat de leerlingen zelf beredeneren, dat de uitkomst in

overeenstemming is met P = U · I.

Figuur 4 vermogen, stroomsterkte en spanning

– Zie figuur 4 (rechts). Sluit de beide lampjes in serie aan

op de voeding. Stel de spanning zo in, dat lampje 2 brandt

op een spanning van 12 V. Lampje 1 brandt dan minder fel

dan lampje 2, terwijl de stroomsterkte door beide lampjes

toch even groot is. Meet vervolgens de spanning over

lampje 1 en daarna de spanning over lampje 2. Laat de

leerlingen zelf beredeneren, dat de uitkomst in overeen-

stemming is met P = U · I.

Demo 4

DOEL:

aantonen dat het totaal aangesloten vermogen gelijk is

aan de som van de vermogens van de afzonderlijke appa-

raten

NODIG:

bord waarop vijf lampen met verschillende vermogens

(bijvoorbeeld 15 W, 25 W, 40 W, 60 W en 100 W) parallel

zijn geschakeld, demonstratie-stroommeter, degelijke

(goed geïsoleerde) snoeren.

UITVOERING:

Maak de schakeling die in figuur 5 getekend is.

Figuur 5 het totale vermogen en de totale stroomsterkte

21

Voer daarna de volgende proeven uit:

– Draai alle lampen los. Schakel de spanning in. Laat de

lampen één voor één branden door ze om de beurt vast en

daarna weer los te draaien. Lees de stroomsterkte door de

vastgedraaide lamp af op de stroommeter.

Laat een leerling telkens het vermogen van de vastge-

draaide lamp berekenen. Vergelijk de uitkomst met de

waarde die op de lamp vermeld staat.

– Draai de lampen nu één voor één vast. Op de stroom-

meter is dan te zien dat de stroomsterkte steeds groter

wordt. Lees de totale stroomsterkte af, wanneer alle lam-

pen branden. Bereken met behulp van dit meetresultaat

het totaal aangesloten vermogen. Controleer de uitkomst

door de vermogens van de afzonderlijke lampen bij elkaar

op te tellen.

N.B. Vergeet bij deze demo niet dat u met 230 V werkt!

Schakel de spanning na afloop van de proef meteen uit.

2.2.5 Paragraaf 4 Elektriciteit en veiligheid

De leerlingen kunnen deze paragraaf grotendeels zelf-

standig doorwerken. Alleen het verschijnsel randaarde zal

waarschijnlijk wel enige uitleg van uw kant vragen. Bij die

uitleg kunt u gebruik maken van een geaard apparaat.

Laat zien hoe de buitenkant van het apparaat geaard is,

en hoe de groen-gele aarddraad via de buitenkant van de

stekker contact maakt met de randaarde van het stopcon-

tact. U kunt dit ook door een leerling laten demonstreren.

Als u dat nog niet eerder gedaan hebt, kunt u de leerlingen

nu laten zien hoe de elektrische installaties in uw lokaal

beveiligd zijn. Vraag ze het aantal groepen te tellen, laat

een leerling testen of de aardlekschakelaar goed werkt,

wijs de aardrail aan, enzovoort.


22

2.3 Hoofdstuk 3



stof uit exameneenheid NASK1/K/6 Verbranden en ver-

warmen. Centraal staat het opwekken van elektrische

energie met behulp van verschillende energiebronnen:

– fossiele brandstoffen

– windenergie

– zonne-energie

– waterkracht

De voor- en nadelen van de verschillende energiebronnen

worden met elkaar vergeleken, met speciale aandacht

voor de gevolgen voor het milieu (aansluitend bij eindterm

5 in de uitwerking van exameneenheid NASK1/K/6: „De

kandidaat kan de milieu en gezondheidseffecten noemen

die kunnen optreden als gevolg van energiegebruik‟).

Met het onderwerp energie kunt u niet vanaf het „nulpunt‟

beginnen. Dat komt doordat het begrip energie voortdu-

rend wordt gebruikt in het dagelijks leven. De leerlingen

hebben daardoor al een beeld ontwikkeld van het begrip

energie voordat ze aan dit hoofdstuk beginnen. Het lastige

is dat dit „alledaagse energie-begrip‟ verschilt van het na-

tuurkundige begrip energie.

In het alledaagse spraakgebruik is het bijvoorbeeld heel

gewoon om te zeggen dat „energie wordt verbruikt‟ of dat

„energie opraakt‟. Deze alledaagse opvatting botst met de

wet van behoud van energie die een centrale plaats in-

neemt in het natuurkundige energiebegrip. Je kunt echter

niet van leerlingen verwachten dat ze hun „alledaagse

energie-begrip‟ in één keer overboord zetten. Daarom

proberen we in dit hoofdstuk het „alledaagse‟ energiebe-

grip stap-voor-stap bij te buigen richting het natuurkundige

energiebegrip.

Wij sluiten bijvoorbeeld bewust aan bij het alledaagse

energiebegrip, door het te hebben over „het verbruiken van

chemische energie‟ en „het verbruiken van elektrische

energie‟. Met de bijvoeglijke naamwoorden „chemische‟ en

„elektrische‟ geven we tegelijk aan dat er alleen een be-

paald soort energie verbruikt wordt. We hebben het nooit

over het „verbruiken van energie‟ zonder meer. De ener-

gie-stroomdiagrammen maken tegelijkertijd zichtbaar dat

er altijd evenveel energie terugkomt als er verdwijnt (al is

niet alle energie die je terugkrijgt, even nuttig).

We bespreken in dit hoofdstuk ook hoe hoeveelheden

energie bepaald kunnen worden: door metingen te doen

en berekeningen te maken. In dat kader worden twee

formules geïntroduceerd: Eel = U ∙ I ∙ t (voor elektrische

energie) en Ez = m ∙ g ∙ h (voor zwaarte-energie). Ook dit

is een stap richting het natuurkundige energiebegrip.

Vaardigheden

Naar aanleiding van paragraaf 1 en 2 zou u aandacht

kunnen besteden aan vaardigheid 10 Werken met voor-

voegsels. Het gebruik van voorvoegsels komt juist bij de

joule veel voor, omdat deze eenheid voor veel praktische

doeleinden te klein is. U kunt laten zien hoe de eenheid

„op maat‟ gemaakt wordt met voorvoegsels: van kilo (in

voedingswaardedeclaraties) tot peta (in statistieken over

het energieverbruik van een heel land).

Planning


zijn voor dit hoofdstuk 8 lesuren uitgetrokken. In die tijd

kunt u de leerlingen de paragrafen 1 t/m 4 laten doorwer-

ken, inclusief één of twee van de proeven. Wij raden aan

om in elk geval proef 3 Het rendement van een waxine-

lichtje te laten doen.


zijn voor dit hoofdstuk 15 lesuren uitgetrokken. Daarvan

zijn er 10 of 11 nodig om het hoofdstuk volledig door te

werken, inclusief één van de thuisopdrachten en/of open

onderzoeksopdrachten. Eventueel kunt u ook de extra

paragraaf over energie in voedsel klassikaal behandelen.

De overige 4 of 5 lessen kunt u gebruiken om de leerlin-

gen een werkstuk te laten maken over energiebronnen.

PTA

Het ligt voor de hand om de leerlingen bij dit hoofdstuk een

werkstuk te laten maken over een energiebron waarmee

elektrische energie wordt opgewekt. Vergelijk eindterm 2.6

uit het examenprogramma: „De kandidaat kan de manieren

van opwekking van elektrische energie en de gevolgen

ervan beschrijven.‟ In versie B van de voorbeeldplanning is

daar dan ook tijd voor uitgetrokken.

U kunt het maken van zo‟n werkstuk als praktische op-

dracht opnemen in het PTA. Bij een werkstuk hoeft u niet

per se te denken aan een verhandeling op papier. U zou

de leerlingen ook een presentatie kunnen laten houden,

aan de hand van zelf-gemaakte PP-dia‟s. Geschikte op-

drachten vindt u op blz. 105 van het werkboek.

23

2.3.2 Paragraaf 1 Energie uit brandstoffen

In elke paragraaf van dit hoofdstuk staat een energieom-

zetter centraal die elektrische energie produceert. Met

energie-stroomdiagrammen wordt gevisualiseerd welk

soort energie de energieomzetter opneemt en welke soor-

ten energie hij afstaat Daarbij wordt de wet van behoud

van energie stilzwijgend voorondersteld: het stroomdia-

gram laat elke keer zien „dat de hoeveelheid energie die er

in gaat, gelijk is aan de hoeveelheid energie die er uit-

komt‟.

In paragraaf 1 wordt de energie-omzetting in een conven-

tionele gasgestookte elektriciteitscentrale behandeld. Eerst

komt aan de orde hoe zo‟n centrale werkt: van het ver-

branden van het aardgas tot het leveren van de opgewek-

te elektriciteit. Daarna wordt ingegaan op het bijbehorende

energiestroom-diagram (afbeelding 3 in het handboek).

Energie is een abstract begrip dat „gevuld‟ moet worden

met behulp van concrete voorbeelden. Om dat te doen,

kunt u een leergesprek houden. U zou de leerlingen bij-

voorbeeld kunnen vragen wat er verandert als een gasge-

stookte centrale meer elektriciteit moet leveren. Mogelijke

vervolgvragen zijn dan:

– Verandert het energie-stroomdiagram van de centrale

als de elektriciteitsproductie toeneemt?

– Waaraan merk je in de praktijk dat de centrale meer

chemische energie opneemt?

– Waaraan merk je in de praktijk dat de centrale meer

afvalwarmte produceert?

Vraag de leerlingen om tastbare, meetbare zaken te noe-

men. Zo leren ze om abstracte begrippen als chemische

energie en afvalwarmte te koppelen aan de concrete wer-

kelijkheid: kubieke meters aardgas die worden verbrand

en kubieke meters warm water in een rivier die worden

geloosd, een grotere temperatuurstijging van het rivier-

water, enzovoort.

In deze paragraaf wordt de joule geïntroduceerd als een-

heid van energie. De leerlingen hebben eerder gewerkt

met de kWh als eenheid van elektrische energie (in hoofd-

stuk 5 van deel 1-2 en in hoofdstuk 2 van dit boek). Als u

expliciet aandacht wil geven aan de relatie tussen joule en

kWh, kunt u gebruik maken van de Plus-stof bij deze pa-

ragraaf. Proef 1 Het energieverbruik meten sluit hier naad-

loos bij aan.

2.3.3 Paragraaf 2 Windenergie

Deze paragraaf gaat over de energie-omzetting in een

moderne windmolen (een windturbine waarmee elektri-

sche energie wordt opgewekt). Eerst komt aan de orde

hoe zo‟n windmolen werkt: van het draaien van de turbi-

nebladen tot het leveren van de opgewekte elektriciteit.

Daarna wordt ingegaan op het geleverde elektrische ver-

mogen en hoe dit afhangt van de windsnelheid. Tenslotte

worden de voor- en nadelen van verschillende energie-

bronnen besproken, met fossiele brandstoffen en de wind

als voorbeelden.

Het begrip bewegingsenergie wordt in deze paragraaf

geïntroduceerd, zonder de bijbehorende formule. Wel

wordt uitgelegd dat de hoeveelheid bewegingsenergie

afhangt van de snelheid en de massa. U kunt de leerlingen

vragen om zelf voorbeelden te verzinnen waaruit dit blijkt

(naast de voorbeelden die in het handboek worden gege-

ven).

De leerstof over het vergelijken van energiebronnen is een

prima startpunt voor een project over energiebronnen. Een

voor de hand liggende uitwerking is het vergelijken van

verschillende manieren om elektrische energie op te wek-

ken. Daarbij kunnen aspecten aan de orde komen als:

– de kosten en de levensduur van de vereiste installaties;

– de beschikbaarheid (dag en nacht of alleen als er zon of

wind is);

– het opgenomen vermogen en het nuttig vermogen;

– het rendement;

– de kosten per kWh;

– de milieu-effecten van het bouwen van de installaties;

– de milieu-effecten van het in werking zijn van de instal-

laties;

– de afhankelijkheid van politieke ontwikkelingen;

– enzovoort.

Zie ook de informatieopdrachten op blz. 105 van het werk-

boek.

2.3.4 Paragraaf 3 Zonne-energie

In deze paragraaf komen drie energieomzetters aan de

orde die gebruik maken van zonne-energie: de plant (die

stralingsenergie omzet in chemische energie), de zonne-

collector (die stralingsenergie omzet in warmte) en het

zonnepaneel (dat stralingsenergie omzet in elektrische

energie). Het energie-stroomdiagram van een zonnepa-

neel (afbeelding 11 in het handboek) laat zien dat een

zonnepaneel niet erg efficiënt is: de opgenomen stralings-

energie wordt maar voor een klein deel omgezet in elektri-

sche energie. Hierbij aansluitend wordt het begrip rende-

ment geïntroduceerd, met de bijbehorende formules.


24

Zonnecollectoren (die warmte produceren) en zonnepane-

len (die elektrische energie produceren) worden vaak met

elkaar verward. De visuele overeenkomst zet mensen op

het verkeerde been: in beide gevallen gaat het om donker

gekleurde, vlakke platen die vaak op daken worden aan-

gebracht. Technisch gaat het echter om totaal verschillen-

de systemen. Het is goed om hier in uw lessen bij stil te

staan, ook omdat de namen „zonnecollector‟ en „zonne-

paneel‟ niet duidelijk maken om wat voor apparaat het

gaat.

Hoe een zonnepaneel werkt, hoort niet bij de vmbo-stof en

is waarschijnlijk ook te moeilijk voor de meeste leerlingen.

Daarom is het des te belangrijker om te laten zien wat een

zonnepaneel doet. U kunt dat duidelijk maken met behulp

van demo 1. Dit is meteen ook een goede voorbereiding

op proef 2 De spanning van een zonnepaneel.

Demo 1

DOEL:

demonstreren van de werking van een zonnepaneel

NODIG:

zonnepaneel, stroommeter, spanningsmeter, snoeren,

gloeilampje of led, elektromotortje, (regelbare) lamp om

het zonnepaneel te verlichten.

UITVOERING:

Sluit het lampje op het zonnepaneel aan. Sluit ook een

spanningsmeter en stroommeter aan. Voer daarna de

volgende proeven uit:

– Laat zoveel licht op het zonnepaneel vallen, dat het

gloeilampje gaat branden. Bespreek met de leerlingen,

welke energieomzettingen hierbij een rol spelen.

– Lees de stroommeter en de spanningsmeter af. Bere-

ken het elektrisch vermogen van het zonnepaneel.

– Varieer de sterkte van het licht dat op het zonnepaneel

valt. Bepaal opnieuw het elektrisch vermogen. Bespreek

met de leerlingen, waardoor het verschil veroorzaakt

wordt.

– Vervang het gloeilampje door het elektromotortje. Laat

zien, dat het zonnepaneel het motortje kan laten draaien.

Bespreek met de leerlingen, welke energieomzettingen

hierbij een rol spelen.

2.3.5 Paragraaf 4 Waterkracht

Deze paragraaf gaat over de energieomzetting in een

waterkrachtcentrale. Eerst komt aan de orde hoe zo‟n

centrale werkt: van het inlaten van water uit een stuwmeer

tot het leveren van de opgewekte elektriciteit. Daarna

wordt uitgelegd hoe je de hoeveelheid verbruikte zwaarte-

energie kunt berekenen met de formule Ez = m ∙ g ∙ h.

Tenslotte wordt uitgelegd hoe je het rendement van een

energie-omzetting stap-voor-stap kunt bepalen.

Demo 2 kunt u gebruiken als inleiding op een leergesprek

over de waterkrachtscentrale en zwaarte-energie. U kunt

deze demo ondersteunen met een video of simulatie van

een waterkrachtcentrale. Op internet zijn hiervan mooie

voorbeelden te vinden.

Na de demo en de bijbehorende uitleg kunt u de vraag

stellen: Waar hangt het van af hoeveel elektrische energie

een waterkrachtcentrale per jaar kan leveren? Vraag de

leerlingen om tastbare, meetbare zaken te noemen. Zo

leren ze om abstracte begrippen als chemische energie en

afvalwarmte te koppelen aan de concrete werkelijkheid

Om deze vraag te beantwoorden, zijn twee gegevens no-

dig: (1) de hoeveelheid water die jaarlijks het meer in-

stroomt: die bepaalt de massa m; (2) het hoogteverschil

tussen het wateroppervlak en de onderkant van de stuw-

dam: die bepaalt de hoogte h. Het eerste gegeven is voor

de leerlingen niet evident (ze zullen eerder naar de totale

hoeveelheid water in het meer kijken) en moet goed met

ze doorgesproken worden.

Demo 2

DOEL:

de werking van een waterkrachtcentrale demonstreren

NODIG:

een permanente proefopstelling die is opgebouwd uit: een

model van een Pelton waterturbine (te bestellen via inter-

net), stuk tuinslang, kunststof snaartje, dynamo, paar

klemmen, enkele schroeven, snoertjes, gloeilampje (6 V /

0,1 A) in fitting

UITVOERING:

Stel de permanente proefopstelling die in figuur 6 gete-

kend is, goed zichtbaar in het lokaal op. Sluit de turbine

met het stuk tuinslang aan op een kraan. Laat zien dat het

lampje energie onttrekt aan het stromende water: als het

lampje ingeschakeld wordt, begint de turbine langzamer te

draaien.

Figuur 6 een model van een waterkrachtcentrale

25

2.4 Hoofdstuk 4



stof uit exameneenheid NASK1/K/12 Het weer. Daarbij

komen de volgende onderwerpen orde:

– het meten van de luchtdruk

– het meten van de temperatuur

– het ontstaan van wolken en neerslag

– het ontstaan van onweer

In de opgaven bij dit hoofdstuk wordt niet alleen ingegaan

op de natuurkundige kant van het weer. Er komen ook

allerlei maatschappelijke aspecten van weersverschijnse-

len aan de orde: van de gevaren van een lage gevoels-

temperatuur tot het voorkomen van onweersschade.

De leerstof in dit hoofdstuk is voor een deel al eerder aan

de orde geweest, met name in hoofdstuk 3. Ongeveer de

helft van de leerstof is nieuw. Over het algemeen zijn de

onderwerpen concreet, en goed door leerlingen te begrij-

pen. Enkele onderwerpen (drukeenheden; absolute tem-

peratuur; het dauwpunt; statische elektriciteit) zijn wat

moeilijker en vragen enige uitleg.

Vaardigheden

In dit hoofdstuk is er speciaal aandacht voor vaardigheid 2

Een werkplan maken en uitwerken. Naar deze vaardigheid

wordt verwezen in proef 1 Het smeltpunt van ijs verlagen.

De leerlingen maken bij deze proef eerst een werkplan, op

basis van de instructies in paragraaf 2. Nadat u het werk-

plan hebt goedgekeurd (en desgewenst hebt becijferd),

voeren de leerlingen het experiment uit.

Planning




ken, inclusief de meeste proeven. Eventueel zou u proef 2

Een bimetaal verhitten kunnen overslaan of vervangen

door een demonstratieproef.




de Plus-onderdelen en de extra basisstof in paragraaf 5

Het broeikaseffect. Naast de „gewone‟ proeven kunt u de

leerlingen ook één van de thuisopdrachten of open onder-

zoeksopdrachten laten doen.

PTA

Exameneenheid NASK1/K/12 wordt volgens de geldende

regelgeving alleen in het schoolexamen getoetst. Deze

leerstof komt niet terug op het centraal examen. U kunt

deze leerstof dus afsluitend toetsen, nadat hoofdstuk 4 is

behandeld. Uiteraard moet de afsluitende toets opgeno-

men worden in het PTA voor het derde leerjaar.

Proef 1 Het smeltpunt van ijs verlagen is een geschikte

opdracht voor een practicumtoets. U kunt het werkplan

(dat de leerlingen vooraf maken) en het verslag (dat ze

achteraf inleveren) beoordelen om tot een cijfer te komen.

2.4.2 Paragraaf 1 Luchtdruk

Als inleiding op het hoofdstuk kunt u de leerlingen op in-

ternet gegevens laten verzamelen over het weer. U kunt

ze om te beginnen eens laten kijken op de site van het

KNMI. Op deze site kunnen actuele gegevens van allerlei

weerstations, inclusief luchtdrukstanden, geraadpleegd

worden. Ook kun je er recente satellietbeelden en weer-

kaartjes bekijken.

Daarna kunt u de leerlingen op jacht laten gaan naar con-

crete meetgegevens over het weer . Een opdracht zou

kunnen zijn: „Verzamel zoveel mogelijk meetgegevens

over het weer om 12.00 bij ons in de buurt. Noteer de

grootheid, de meetwaarde, de eenheid, de plaats waar de

meting werd uitgevoerd en de bron (het internetadres en

de organisatie die de site beheert.)‟

U kunt de begrippen onderdruk en overdruk introduceren

met de demo's 1 en 2 (of 3). Aansluitend kunt u met de

leerlingen bespreken in welke beroepen regelmatig met

een manometer gewerkt wordt. Zie hierover ook de Plus

bij paragraaf 1.

Demo 1

DOEL:

De aardgas-overdruk meten met een open manometer

NODIG:

open manometer (hoogte meer dan 40 cm), water met

kleurstof, rubber slang

UITVOERING:

Sluit de open manometer door middel van de slang aan op

de aardgasleiding. Draai de gaskraan voorzichtig open. U

meet nu een (over)druk van ongeveer 30 cm water.


26

Demo 2

DOEL:

het meten van de overdruk in de longen

NODIG:

plank, tuinslang, enkele klemmen

UITVOERING:

Maak de open manometer die in figuur 7 getekend is. Laat

enkele leerlingen hun longdruk bepalen met de manome-

ter. Let er daarbij op dat ze niet te hard blazen. Voor een

betrouwbare meting is het nodig dat de proefpersoon het

water op het hoogste punt één seconde 'vasthoudt'.

Figuur 7 een open manometer (versie 1)

Demo 3

DOEL:

het meten van de overdruk in de longen

NODIG:

gaswasfles met water, twee slangen

UITVOERING:

Maak de open manometer die in figuur 8 getekend is. Zie

verder de instructie bij demo 2.

Figuur 8 een open manometer (versie 2)

2.4.3 Paragraaf 2 Temperatuur

U kunt in een les over deze paragraaf verschillende soor-

ten thermometers bij langs gaan. We noemen een aantal

mogelijkheden, en geven aan welke demo's u in uw uitleg

kunt gebruiken. Uiteraard gaat het te ver om alle demo's

uit te voeren. U kunt zelf een keus maken, naar gelang uw

eigen voorkeur en de beschikbare apparatuur op uw

school.

Om te beginnen kunt u kort ingaan op het ijken van een

vloeistofthermometer. U kunt hierbij gebruik maken van

demo 4, als de leerlingen deze proef nog niet eerder ge-

zien hebben.

Vervolgens kunt u de werking van een bimetaalthermome-

ter bespreken. Met demo 5 of demo 6 kunt u het uitzetten

van vaste stoffen introduceren. Met demo 7 kunt u laten

zien dat het ene metaal sterker uitzet dan het andere.

U kunt daarna aan de hand van demo 8 of demo 9 een

toepassing bespreken: de bimetaalthermostaat. Het is

misschien een probleem om een geschikt bimetaal voor

deze proeven te vinden. Wij hebben goede ervaringen

opgedaan met een bimetaal dat uit een aquariumthermo-

staat afkomstig is. Zo'n bimetaal is voorzien van een mag-

neetje dat ervoor zorgt dat het in- en uitschakelen snel en

abrupt plaatsvindt (zonder vonkvorming tussen de con-

tactpunten).

Demo 4

DOEL:

het ijken van een vloeistofthermometer demonstreren

NODIG:

thermometer zonder schaalverdeling, bekerglas, ijsblokjes,

brander, driepoot, gaasje, potlood of schrijfstift, gewone

thermometer

UITVOERING:

Bepaal op de bekende manier het nulpunt en het hon-

derdpunt van de thermometer. Laat twee leerlingen daarna

de rest van de schaalverdeling aanbrengen. Laat ze ten-

slotte de aanwijzing van deze zelf geijkte thermometer

vergelijken met die van de gewone thermometer.

Demo 5

DOEL:

laten zien dat vaste stoffen bij verwarming uitzetten

NODIG:

bol en ring van 's-Gravensande, brander

UITVOERING:

De uitvoering van deze proef spreekt voor zich.

27

Demo 6

DOEL:

laten zien dat er bij het krimpen van een vaste stof zeer

grote krachten kunnen optreden

NODIG:

toestel van Tyndall

UITVOERING:

De uitvoering van deze proef spreekt voor zich.

Demo 7

DOEL:

laten zien dat het ene metaal sterker uitzet dan het andere

NODIG:

toestel van Musschenbroek, brander, statiefmateriaal

UITVOERING:

De proefbeschrijving gaat uit van het model met drie ver-

schillende metalen staafjes (aluminium, ijzer en messing)

aan drie verschillende wijzers. Bevestig het toestel aan het

statief. Door middel van een spleetopzet op de brander

kunnen de staafjes gelijktijdig verwarmd worden. De ver-

schillen in uitzetting zijn daardoor direct afleesbaar.

Demo 8

DOEL:

laten zien hoe een bimetaalthermostaat werkt

NODIG:

bimetaal waar een constantaandraad omheen gewikkeld

is, isolatiemateriaal tussen de constantaandraad en het

bimetaal, spijker, snoeren, lampje in fitting, voeding,

plankje, enkele klemmetjes en schroefjes

UITVOERING:

Bouw de proefopstelling van figuur 9. Bepaal proefonder-

vindelijk op welke spanning u de voeding moet instellen,

zodat het bimetaal de stroom steeds met korte tussenpo-

zen in- en uitschakelt. Het lampje geeft daarbij duidelijk

aan of de stroom al dan niet ingeschakeld is.

Figuur 9 een bimetaalthermostaat (versie 1)

Demo 9

DOEL:

dit is een alternatief voor demo 8

NODIG:

bimetaal, statiefmateriaal, lamp (12 V, 15 W) in fitting,

plankje, spijker, snoeren, voeding

UITVOERING:

Bouw de proefopstelling die in figuur 10 getekend is. Laat

het bimetaal verwarmen door de lamp. Het bimetaal zal de

stroom dan met regelmatige tussenpozen in- en uitschake-

len. De lamp geeft duidelijk aan, of de stroom al dan niet

ingeschakeld is.

Figuur 10 een bimetaalthermostaat (versie 2)

Demo 10

DOEL:

het demonstreren van een gasthermometer

NODIG:

erlenmeyer, doorboorde rubberen kurk, holle glazen buis

UITVOERING:

Bouw de gasthermometer die in figuur 11 is getekend.

Door de erlenmeyer met uw handen te verwarmen, kunt u

de werking van de gasthermometer demonstreren.

Figuur 11 een gasthermometer


28

2.4.4 Paragraaf 3 Wolken en neerslag

U kunt het begrip dauwpunt introduceren aan de hand van

demo 11. Deze proef maakt duidelijk dat de waterdamp in

de lucht begint te condenseren, als de temperatuur ver

genoeg daalt. Het woord dauwpunt suggereert dat het

dauwpunt een vast punt op de temperatuurschaal

is, net als het smeltpunt en het kookpunt. De afhankelijk-

heid van het dauwpunt van de hoeveelheid waterdamp in

de lucht (relatieve vochtigheid) tot de (omgevings)tempe-

ratuur moet daarom goed uitgelegd worden.

Dat de temperatuur van een opstijgende bel warme lucht

daalt, kunt u het beste presenteren als een ervaringsfeit.

Het gaat ons inziens te ver om een theoretische verklaring

te geven.

Op internet zijn prachtige plaatjes van wolken te vinden. U

kunt de leerlingen foto‟s van een aantal wolkentypen laten

verzamelen (bijvoorbeeld met de optie 'Afbeeldingen zoe-

ken' van Google). Als ze geleerd hebben om met Power-

Point te werken, kunt u ze vervolgens een diapresentatie

laten maken met de verzamelde foto‟s.

Demo 11

DOEL:

laten zien dat de waterdamp in lucht condenseert als de

temperatuur daalt onder een bepaalde waarde

NODIG:

2 glazen, ijskoud water, water op kamertemperatuur

UITVOERING:

Zet de twee glazen neer. Vul het ene glas met water van

20 °C dat al een tijdje in het lokaal gestaan heeft. Vul het

andere glas met ijskoud water. De leerlingen mogen geen

enkel verschil zien tussen het water dat u in beide glazen

giet. Vraag de leerlingen vervolgens om hun waarnemin-

gen te beschrijven, en om voor die waarnemingen een

verklaring te bedenken. De relatie tussen temperatuur en

condenseren zal dan ongetwijfeld gelegd worden.

2.4.5. Paragraaf 4 Onweer

Met de demo‟s 12 t/m 14 kunt u het opladen en ontladen

van voorwerpen laten zien, als opstapje naar de verschijn-

selen onweer, bliksem en donder. De proeven lukken het

beste, wanneer de luchtvochtigheid laag is. U kunt de

luchtvochtigheid verminderen met behulp van een föhn die

u op de proefopstelling richt. De föhn kan eenvoudig vast-

gezet worden met behulp van statiefmateriaal.

De leerlingen kunnen de leerstof en de opgaven verder

zelfstandig doorwerken. U zou naar aanleiding van de

opgaven 40 t/m 42 (en vraag 16 van 'Test jezelf') nog wel

kunnen ingaan op de risico‟s van onweer, en de manieren

om je daartegen te beschermen.

Demo 12

DOEL:

laten zien dat er vonken kunnen overspringen tussen ge-

laden voorwerpen

NODIG:

elektriseermachine (Wimshurst)

UITVOERING:

Laat de elektriseermachine werken. Zet de bollen op zo‟n

afstand van elkaar dat er flinke vonken overspringen. U

kunt met de vonken gaatjes branden in een stukje papier.

Demo 13

DOEL:

laten zien dat voorwerpen met dezelfde lading

elkaar afstoten

NODIG:

bandgenerator (Van der Graaff), rubber matje

UITVOERING:

Vraag een leerling om op het rubber matje te gaan staan.

Laat de generator werken, terwijl de leerling met beide

handen de generator aanraakt. Na enige tijd zullen zijn of

haar haren overeind gaan staan. Deze proef lukt het beste

met iemand die halflang, dun en droog haar heeft.

Demo 14

DOEL:

laten zien dat bij een ontlading lichtverschijnselen kunnen

optreden.

NODIG:

bandgenerator (Van der Graaff), tl-buis

UITVOERING:

Verduister het lokaal gedeeltelijk. Laat de generator wer-

ken. Raak de generator aan met de tl-buis. In een halfdon-

ker lokaal is duidelijk te zien, dat de tl-buis dan oplicht.

29

2.5 Hoofdstuk 5



stof uit exameneenheid NASK1/K/7 Licht en beeld. Daarbij

komen de volgende onderwerpen aan de orde:

– licht en schaduw

– de vlakke spiegel

– kleuren licht, infrarood en ultraviolet

– positieve en negatieve lenzen

– beeldvorming bij een positieve lens

– bijziendheid en verziendheid

In de eerste twee paragrafen komen de leerlingen weinig

nieuws tegen. Deze leerstof is in deel 1-2 ook al aan de

orde geweest, al zijn de opgaven nu (gemiddeld) wat

moeilijker. De leerstof in de paragrafen 3 en 4 is helemaal

nieuw. Het ligt daarom voor de hand om aan paragrafen 3

en 4 de meeste aandacht te besteden.

Planning




ken, inclusief de proeven 1 t/m 6. We gaan er daarbij van

uit dat het onderwerp licht ook al in het tweede leerjaar

aan de orde is geweest (in hoofdstuk 6 van deel 1-2).




de Plus-onderdelen en één van de thuisopdrachten of de

open onderzoeksopdrachten. Eventueel zou u ook para-

graaf 5 Fotograferen klassikaal kunnen behandelen.

PTA







2.5.2 Paragraaf 1 Licht, schaduw en spiegels

Diffuse terugkaatsing is voor veel leerlingen een lastig

begrip. U kunt demo 1 en/of demo 2 gebruiken om uw

uitleg te ondersteunen. Aansluitend kunt u nog eens op

een rij zetten wat er met een invallende lichtbundel kan

gebeuren: spiegelend of diffuus teruggekaatst worden,

geabsorbeerd worden, doorgelaten worden.

In de verlichtingstechniek worden drie soorten verlichting

onderscheiden: direct licht (voorbeeld: bureaulamp), indi-

rect licht (voorbeeld; spot die tegen het plafond schijnt) en

diffuus licht (voorbeeld: schemerlamp met kap). U kunt

een leergesprek houden over de voor- en nadelen van elk

soort verlichting. Zo krijgen abstracte begrippen als indi-

recte lichtbron en diffuse terugkaatsing meer praktische

inhoud.

Het kan sommige leerlingen erg verbazen dat een licht-

bundel helemaal onzichtbaar voor je neus langs kan gaan.

Demo 3 laat dit mooi zien. Wijs erop dat deze demo je ten

onrechte het gevoel geeft dat het de lichtbundel is die je

ziet. In werkelijkheid zie je kleine stof- of rookdeeltjes die

het licht naar je ogen weerkaatsen.

U zou daarbij aanknopend nog kunnen ingaan op de ver-

strooiing van licht in de atmosfeer. Een geschikte start-

vraag is: Hoe komt het dat je op aarde een „blauwe lucht‟

hebt, terwijl de hemel op de maan altijd zwart is, ook al

schijnt de zon fel?

Om demo 2 uit te voeren, hebt u een overheadprojector

nodig. We gaan ervan uit dat er op de meeste scholen nog

wel een te vinden is. U zou kunnen overwegen om een

exemplaar achter de hand te houden voor demonstratie-

proeven, zoals de demo‟s 2, 4, 5 en 9 in dit hoofdstuk.

Demo 1

DOEL:

het verschil demonstreren tussen direct licht, diffuus te-

ruggekaatst licht en spiegelend teruggekaatst licht

NODIG:

bureaulamp met halogeenlampje, vel wit papier, spiegel

UITVOERING:

Doe de gewone verlichting uit. Richt de lichtbundel van de

bureaulamp op een witte muur.

– Laat zien dat er bij dit directe licht schaduwen ontstaan

met (vrij) scherpe randen. Vraag de leerlingen waar dat

aan ligt.

– Richt de lichtbundel van de bureaulamp vervolgens de

andere kant op. Gebruik een vel wit papier om het licht

(diffuus) te weerkaatsen naar de muur. De muur wordt dan

duidelijk verlicht: het vel papier is een indirecte lichtbron

geworden.


30

– Laat zien dat de schaduwen op de muur bij dit indirecte

licht veel vager zijn. Probeer de leerlingen zelf het te laten

verwoorden hoe dat komt.

– Vervang het vel wit papier door een spiegel. Meteen is

te zien dat het licht nu wel gericht wordt teruggekaatst.

Ook zijn de schaduwen op de muur weer scherp. Vraag de

leerlingen om het verschil te beschrijven en te verklaren.

– Introduceer tot slot de begrippen spiegelende en diffuse

terugkaatsing.

Demo 2

DOEL:

laten zien hoe licht doorgelaten, spiegelend weerkaatst,

diffuus weerkaatst en geabsorbeerd wordt

NODIG:

overheadprojector, houtspaander, glasplaat, spiegel, vel

wit papier, vel zwart papier, bak water

UITVOERING:

Draai de kop met de projectielens omhoog tot u hem kunt

verwijderen. Zet de projector aan. Op het plafond is nu een

vierkante lichtvlek te zien.

– Laat de leerlingen zien hoe de lichtbundel uit de projec-

tor eruit ziet, door er wat rook in te blazen.

– Houd de glasplaat in de bundel. Vraag de leerlingen wat

er nu verandert.

– Houd de spiegel in de bundel. Weerkaats het licht daar-

mee het lokaal in. Laat zien dat de bundel zo op verschil-

lende „doelen‟ te richten is.

– Houd het vel wit papier in de bundel. Weerkaats het

licht daarmee het lokaal in. Vraag de leerlingen het ver-

schil te omschrijven tussen weerkaatsing door een spiegel

en weerkaatsing door een vel wit papier.

– Houd het vel zwart papier in de bundel. Laat zien dat

het papier begint te schroeien als het in het brandpunt

gehouden wordt.

N.B. Het papier kan vlamvatten. Houd een bak water bij de

hand waarin u het papier kunt doven.

– Laat zien dat het vel wit papier niet schroeit als je het in

het brandpunt houdt. Vraag de leerlingen om een verkla-

ring te geven.

Demo 3

DOEL:

laten zien hoe je een lichtbundel „zichtbaar‟ kunt maken

NODIG:

Nodig:

laser, houtspaander, (aquariumbak)

UITVOERING:

Gebruik de rook van een smeulende houtspaander om de

lichtbundel van de laser zichtbaar te maken. U kunt de

houtspaander ook in een afgesloten aquariumbak leggen.

De bundel is dan alleen in de bak goed te zien.

2.5.3 Paragraaf 2 Van infrarood tot ultraviolet

De kern van de leerstof over kleuren is (1) dat zonlicht alle

kleuren van de regenboog bevat, en (2) dat voorwerpen

gekleurd zijn (lijken) doordat ze de kleuren in het licht se-

lectief absorberen en weerkaatsen (of bij kleurfilters: door-

laten). Voor leerlingen is dit verre van vanzelfsprekend.

U kunt demo 4 en/of demo 5 gebruiken om deze leerstof

voor de leerlingen aannemelijk te maken. Vraag de leer-

lingen om te beschrijven en te verklaren wat ze zien. U

kunt in uw uitleg vervolgens rekening houden met de

(mis)concepties die er bij de leerlingen leven.

De doorlaat-grafieken in afbeelding 16 van het handboek

en figuur 11 van het werkboek zijn afkomstig uit documen-

tatie bij de kleurfilters voor lichtinstallaties. In deze grafie-

ken wordt het percentage licht dat wordt doorgelaten, uit-

gezet tegen de golflengte. Daarom staat het violet (dat de

kortste golflengte heeft) links en het rood (met de langste

golflengte) rechts.

Demo 4

DOEL:

laten zien hoe de spectraalkleuren worden gereflecteerd

door verschillende gekleurde voorwerpen

NODIG:

overheadprojector, projectiescherm, (hologram) diffractie-

tralie, kartonnen afdekking voor de overheadprojector met

een gleuf (scherpe randen!) van 1 cm breed en 12 cm lang

in het midden, rood papier, groene vloeistof in een platte

fles, wit papier met verse strepen van diverse kleuren

highlight markers, enzovoort

UITVOERING:

Bevestig met plakband de tralie op de bovenste lens van

de overheadprojector (of aan de beweegbare spiegel)

zodat de tralie verticaal hangt. Plaats het karton op de

fresnellens van de overheadprojector (horizontale afbeel-

ding).

Stel de gleuf van het karton scherp op het projectie-

scherm. Er wordt nu een breed spectrum op het scherm

geprojecteerd.

Houd het rode papier voor het projectiescherm. Beweeg

het papier voor alle kleuren langs en bespreek wat er met

de kleur van het papier gebeurt.

Doe hetzelfde met de fles met groene vloeistof en het witte

papier.

31

Demo 5

DOEL:

laten zien dat een kleurenfilter verschillende spectraalkleu-

ren doorlaat

NODIG:

sterke lichtbron, positieve lens (f = 15 cm), diafragma met

een smalle spleet, prisma, scherm, drie kleurenfilters

(rood, groen en blauw)

UITVOERING:

Plaats het diafragma voor(in) de lichtbron. Beeld de spleet

af op het scherm met behulp van de lens. Zet daarna het

prisma tussen de lens en het scherm.

Verdraai het prisma totdat er een volledig spectrum op het

scherm te zien is. Dit spectrum kunt u wat „uitrekken‟ door

het scherm schuin te zetten (zie figuur 12).

Houd achtereenvolgens het rode, groene en blauwe kleu-

renfilter in de lichtbundel. Bespreek met de leerlingen wel-

ke kleuren (grotendeels) worden doorgelaten en welke

(grotendeels) geabsorbeerd.

Laat zien dat bijna alle licht geabsorbeerd wordt, wanneer

u het rode en blauwe filter tegelijk in de lichtbundel houdt.

Figuur 12 het weergeven van een spectrum

Demo 6

DOEL:

laten zien dat UV-straling stoffen kan laten fluoresceren

NODIG:

UV-stralingsbron („black light‟), diverse voorwerpen die

kunnen fluoresceren (bankbiljetten, fluorescentie stiften en

verf, fluorescerend hesje, etc.), verduisterd lokaal.

UITVOERING:

Deze proef spreekt verder voor zich.

2.5.4 Paragraaf 3 Beelden maken met een lens

Een lichtbundel die door de lens wordt gebroken, heeft

drie dimensies. In tekeningen worden daarvan als regel

maar twee dimensies weergegeven. Een convergente

„lichtkegel‟ wordt getekend als een driehoek en een even-

wijdige „lichtcilinder‟ als een recht hoek.

Met demo 7 of 8 kunt kunt u dit beeld bijstellen. Beide

demo‟s maken zichtbaar dat lichtbundels kegels of cilin-

ders zijn. Daarbij aansluitend kunt u uitleggen hoe zo‟n

lichtbundel in een doorsnedetekening wordt weergegeven.

Demo 7

DOEL:

laten zien hoe positieve en negatieve lenzen het licht bre-

ken

NODIG:

sterke lichtbron, optische rail inclusief houders en diverse

diafragma's, aquariumbak met water waarin fluoresceïne

opgelost is, diverse lenzen.

UITVOERING:

Maak de opstelling die in figuur 13 getekend is. Breng in

houder B nog geen diafragma aan.

– Houd verschillende lenzen in de (vrijwel) evenwijdige

lichtbundel bij P. In de bak met water is uitstekend te zien,

hoe er convergente, evenwijdige en divergente lichtkegels

ontstaan.

– Breng in de houder B een diafragma aan met 5 spleten

(met de spleten horizontaal). In de bak zijn nu vijf platte

lichtbundels boven elkaar te zien. U kunt deze lichtbundels

„naar elkaar toebuigen‟ en „bij elkaar vandaan buigen‟ door

positieve en negatieve lenzen voor de bak te houden.

Figuur 13 lichtbundels zichtbaar maken

Demo 8

DOEL:

dit is een alternatief voor demo 7

NODIG:

overheadprojector of beamer, positieve lens (hoe groter

hoe beter)

UITVOERING:

Houd de lens in het licht van de overheadprojector. Op die

manier kunt u op het scherm een lichtpunt laten ontstaan

(vergelijkbaar met de manier waarop een brandglas het

zonlicht breekt).

– Beweeg de lens daarna naar het scherm toe. Het licht-

punt wordt dan een lichtvlek die steeds groter wordt. Vraag

de leerlingen hoe dat komt.


32

– Beweeg de lens weer van het scherm af. De lichtvlek

wordt eerst kleiner en daarna weer groter. Vraag om een

verklaring.

– Maak opnieuw een lichtpunt op het scherm. Vraag de

leerlingen, hoe het komt dat er rond het lichtpunt een don-

ker gebied te zien is. Laat een leerling een verklarende

schets op het bord maken.

2.5.5 Paragraaf 4 Oog en bril

Deze paragraaf behandelt de bouw en werking van het

oog, alsmede het gebruik van lenzen bij oogafwijkingen. U

kunt beginnen met het bespreken van de relatie tussen de

hoeveelheid licht, de grootte van de pupil en de scherpte

van het beeld. De leerlingen kunnen hierbij hun eigen

ervaringen inbrengen. Hierbij kunt u eventueel gebruik

maken van demo 9 (waarbij het diafragma dezelfde functie

heeft als de iris in het menselijk oog).

Demo 9

DOEL:

het effect van een diafragma op de scherpte en de licht-

sterkte van het beeld demonstreren

NODIG:

overheadprojector met één projectielens (het type met

twee projectielenzen is voor deze demo minder bruikbaar),

zelfgemaakt diafragma met één kleine opening, sheet met

veel dunne lijntjes en details

UITVOERING:

Beeld de sheet scherp op het scherm af. Gebruik het dia-

fragma nog niet. Laat zien dat het beeld vrijwel meteen

onscherp wordt, als de kop omhoog of omlaag wordt ge-

draaid.

Leg het zelfgemaakte diafragma op de projectielens.

Vraag aan de leerlingen, hoe het beeld nu verandert: wat

gebeurt er met de afmetingen, wat gebeurt er met de licht-

sterkte? (Om het beeld goed zichtbaar te houden, is het

nodig om het lokaal helemaal of half te verduisteren.)

Laat tenslotte zien, dat het beeld nu minder snel onscherp

wordt, als de kop omhoog of omlaag wordt gedraaid.

33

2.6 Hoofdstuk 6



stof uit exameneenheid NASK1/K/5 Elektrische energie.


– weerstanden gebruiken

– de weerstand(swaarde) bepalen

– sensor, schakelaar en actuator

– LDR en NTC als sensoren

– schakelingen met een relais

– schakelingen met een transistor

De leerlingen leren in dit hoofdstuk hoe een automatische

schakeling een welomschreven taak uitvoert. Centraal

staat het ontwerp van een eenvoudige automatische scha-

keling: welke onderdelen komen in zo‟n schakeling voor,

welke functie hebben die onderdelen en hoe werkt de

schakeling als geheel?

In dit hoofdstuk wordt uitvoerig ingegaan op het relais en

de transistor als automatische schakelaars. We beginnen

met het relais, omdat de werking daarvan goed valt uit te

leggen. U kunt de leerlingen bovendien ook laten zien (en

horen) hoe een relais schakelt. Met de transistor ligt dat

anders. Dit schakelonderdeel blijft een black box; alleen de

functie als schakelaar wordt uitgelegd.

Om de interne werking van een relais te begrijpen, is geen

ingewikkelde natuurkunde nodig. Met eenvoudige begrip-

pen (zoals elektromagneet, magnetische kracht en aan-

trekken) kom je een heel eind. Met de transistor ligt dat

wat anders. Wat er binnenin een transistor gebeurt, is op

vmbo-niveau niet goed uit te leggen. We presenteren de

transistor daarom als een kleiner en goedkoper alternatief

voor het relais, zonder op de interne werking in te gaan.

Vaardigheden

In dit hoofdstuk is er speciaal aandacht voor:

– vaardigheid 7 Werken met de kleurcode op weerstan-

den

– vaardigheid 12 Werken met tabellen en grafieken

– vaardigheid 13 Verbanden meten

Zie de verwijzingen in het werkboek, met name bij de

proeven.

Planning


hebben we voor dit hoofdstuk 8 lesuren uitgetrokken. We

zijn er daarbij van uitgegaan dat u paragraaf 4 De transis-

tor overslaat. Zo houdt u genoeg tijd over voor de para-

grafen 1 t/m 3, inclusief de opgaven en een ruime keuze

uit de proeven 1 t/m 6.

De leerstof over de transistor komt terug in deel 4. Als u er

dan wat extra aandacht aan besteedt, kunt u paragraaf 4

nu verantwoord overslaan. Ook inhoudelijk valt daar wel

iets voor te zeggen. Qua moeilijkheid zit de leerstof in

paragraaf 4 voor 3 vmbo op het randje. Het kan wel, mits

stevig ondersteund door proeven en demo‟s – en daarvoor

ontbreek met twee lesuren per week nu juist de tijd.




paragraaf 4 en alle proeven. Mocht er dan nog tijd over

blijven, dan kunt u de leerlingen aan het werk zetten met

de Plus-onderdelen en de paragraaf met extra basisstof.

Met name de leerlingproeven – acht bij dit hoofdstuk–

vragen verhoudingsgewijs veel tijd. Ons inziens is die tijd

goed besteed omdat de leerstof wel erg abstract blijft, als

de leerlingen niet zelf met schakelingen kunnen experi-

menteren. Sommige dingen leer je het beste door ze uit te

proberen, en daar hoort het bouwen van schakelingen ook

bij.

PTA

Volgens de officiële regelgeving moet in het PTA getoetst

worden of de leerlingen „een onderzoek [kunnen] doen en

een ontwerpproces uitvoeren en evalueren, daarbij ook

rekening houdend met de veiligheid‟ (eindterm 4 van van

exameneenheid NASK1/K/3 Leervaardigheden in het vak

natuurkunde). Dit proeven en onderzoeksopdrachten in dit

hoofdstuk bieden daarvoor verschillende aanknopingspun-

ten. Zie ook de opmerkingen bij paragraaf 4.

2.6.2 Paragraaf 1 Weerstanden

U kunt de behandeling van deze paragraaf beginnen met

een leergesprek over de vraag: Alle apparaten in huis zijn

aangesloten op 230 V. Toch loopt door het ene apparaat

meer stroom dan door het andere. Waardoor komt dat?

Bespreek eerst wat er met het begrip weerstand wordt

bedoeld (kwalitatief). Leg daarna uit, hoe de weerstand

van een draad als een getal kan worden weergegeven

(kwantitatief).

De proeven 1 en 2 sluiten hier naadloos op aan. In proef 1

zien de leerlingen dat weerstanden worden gebruikt om de

stroomsterkte te begrenzen: hoe groter de weerstand, des

te kleiner de stroomsterkte.


34

Proef 2 laat de leerlingen kennismaken met de codering

die op elektronica-weerstanden wordt gebruikt. De leer-

lingen gebruiken de formule R = U/I om de grootte van de

weerstand proefondervindelijk te controleren.

Een paar opmerkingen over proef 2:

– Het aflezen van de kleurcode vraagt enige oefening. We

raden daarom aan om eerst vaardigheid 7 Werken met de

kleurcode op weerstanden te bespreken en de opgaven 6

en 7 te laten maken, voor u de leerlingen met proef 2 aan

het werk zet.

– Kies voor proef 2 weerstandjes met een maximaal ver-

mogen van 2 watt. Deze zijn voor enkele dubbeltjes in

elektronicazaken te koop. Neem weerstandjes met waar-

den tussen 33 en 220 Ω en laat de leerlingen spanningen

gebruiken van 4,5 V (batterij) of 5 V (voeding).

– Voor het aansluiten van de weerstandjes kunt u twee

krokodillenklemmen gebruiken die u op een perspex

plaatje lijmt of schroeft. Zie de foto in figuur 14.

Figuur 14 Zo kan een weerstandje worden aangesloten.

We raden aan om proef 3 pas te laten doen, nadat de

leerstof in paragraaf 1 is behandeld en de bijbehorende

opgaven zijn gemaakt. Door proef 3 correct uit te voeren,

kunnen de leerlingen laten zien dat ze de leerstof zelf

kunnen toepassen. Desgewenst kunt u een verslag van

deze proef laten maken en dat beoordelen in het kader

van het PTA.

Voor proef 3 kunt u constantaandraad gebruiken met een

diameter van 0,2 mm. Bij sommige leermiddelenfabrikan-

ten zijn dradenplanken te koop waarop u diverse draden

kunt spannen. U kunt ook zelf plankjes maken waarop u

een draad van 100 cm spant, bijvoorbeeld in de vorm van

de letter W (maak elke poot 25 cm lang).

N.B. Vertel de leerlingen van te voren dat de draad tijdens

de proef heet kan worden. Stel duidelijk dat ze de draad

tijdens de proef niet mogen aanraken.

2.6.3 Paragraaf 2 LDR en NTC

Proef 4 is een goed startpunt voor de behandeling van

deze paragraaf. Bij deze proef kunnen de leerlingen zelf

ontdekken hoe een LDR werkt. Demo 1 is een alternatief,

voor het geval u niet de tijd of de apparatuur hebt om proef

4 uit te laten voeren. Vervolgens kunt u met demo 2 laten

zien hoe een LDR toegepast wordt als lichtsensor.

De leerlingen kunnen daarna aan de hand van proef 5

ontdekken hoe een NTC 'werkt'. Wanneer u deze proef

niet door de leerlingen kunt laten uitvoeren, is demo 3 een

goed alternatief.

Demo 1

DOEL:

de werking van een LDR laten zien

NODIG:

voedingskastje, zes snoeren, LDR, lampje in fitting

UITVOERING:

Maak de schakeling van figuur 15. Zorg ervoor dat er zo-

veel mogelijk licht op de LDR valt. Het lampje zal nu bran-

den bij een geschikte waarde van de voedingsspanning.

Dek vervolgens de LDR af met de hand. Het lampje zal nu

uitgaan. Laat de leerlingen beredeneren hoe dat kan.

Figuur 15 een LDR demonstreren

Demo 2

DOEL:

demonstreren hoe een LDR gebruikt wordt als lichtsensor

NODIG:

twee voedingskastjes, zes snoeren, relais, LDR, lampje in

fitting. (U kunt deze demonstratieproef ook uitvoeren met

een systeembord met toebehoren.)

UITVOERING:

Bouw de schakeling in figuur 16.

Figuur 16 een automatische straatverlichting

35

Stel de spanning in op 0 V. Maak de spanning langzaam

groter tot het relais schakelt.

Demonstreer de schakeling aan de leerlingen. Laat zien

dat de lamp wordt ingeschakeld als er weinig licht op de

LDR valt.

Bespreek met de leerlingen:

– wat deze schakeling 'waarneemt';

– hoe deze schakeling 'denkt';

– wat deze schakeling doet.

Demo 3

DOEL:

de werking van een NTC laten zien

NODIG:

voedingskastje, zes snoeren, NTC, weerstandje, demon-

stratie-stroommeter, demonstratie-spanningsmeter

UITVOERING:

Maak de schakeling van figuur 17. Stel een geschikte

spanning in. Meet de spanning en de stroomsterkte. No-

teer beide waarden op het bord. Verwarm vervolgens de

NTC door hem in uw hand te houden. Meet opnieuw de

spanning en de stroomsterkte en noteer beide waarden

weer op het bord.

Bereken samen met de leerlingen de weerstandswaarde

van de NTC in 'koude' en 'warme' toestand. U kunt nu met

uw leerlingen de conclusie trekken over wat er met de

weerstand van de NTC gebeurt als de temperatuur van de

NTC toeneemt.

Figuur 17 de weerstand van een NTC bepalen

2.6.4 Paragraaf 3 Het relais

Leerlingen ervaren de leerstof over het relais als moeilijk.

We raden aan om eerst de leerstof in het handboek te

bespreken en demo 4 daarbij te gebruiken als illustratie.

Aansluitend kunt u de leerlingen proef 6 laten doen. Ten-

slotte kunt ingaan op schakelingen waarin het relais prak-

tisch wordt toegepast, zoals de wasmachine, de automa-

tisch beveiligde overweg, de auto (startmotor, ruitenwis-

sers, achterruitverwarming) enzovoort.

Naar onze ervaring hebben de meeste leerlingen nog nooit

van een relais gehoord. Hoe dit schakelonderdeel eruit ziet

en wat het doet, is hen onbekend. Ze ervaren de uitleg van

de werking bovendien als ingewikkeld. Het is daarom goed

om ruim de tijd te nemen voor deze leerstof en de uitleg zo

concreet mogelijk te houden. U kunt bijvoorbeeld verschil-

lende soorten relais aan de leerlingen laten zien, en de-

monstreren hoe ze werken.

Wijs de leerlingen erop dat de afbeelding 16 op bladzijde

123 van het handboek alleen het principe van het relais

laten zien. Er bestaan relais in allerlei uitvoeringen die qua

uiterlijk sterk van elkaar verschillen. Laat bijvoorbeeld ook

eens een relais zien, waarmee 6 of 12 verbindingen tege-

lijk gemaakt kunnen worden.

Demo 4

DOEL:

demonstreren van de werking van een relais

NODIG:

relais, schakelaar, contactdoos, snoer met stekker, snoe-

ren, een aansluitmogelijkheid voor een voeding of een

batterij, twee geschikte elektrische apparaten; het relais

moet geschikt zijn om een spanning van 230 V in en uit te

schakelen.

UITVOERING:

In figuur 18 is de permanente proefopstelling getekend die

u voor demo 4 nodig hebt. Voer hiermee de volgende

proeven uit:

Figuur 18 schakelen met een relais

– Sluit de voeding of de batterij aan. Demonstreer dat een

lage spanning (van de voeding of de batterij) voldoende is

om het relais te laten schakelen. Doe dat door het relais

een paar keer te laten 'klikken' zonder dat er een apparaat

aangesloten is.

– Sluit een geschikt apparaat aan op stopcontact 1 (dat in

serie geschakeld is met het maakcontact van het relais).

Demonstreer de werking van het maakcontact. Vraag de


36

leerlingen om een toepassing voor het maakcontact te

bedenken en bespreek hun voorstellen.

– Sluit vervolgens een tweede apparaat aan op stopcon-

tact 2 (dat in serie geschakeld is met het breekcontact van

het relais).

Demonstreer de werking van het breekcontact: als appa-

raat 1 uitgezet wordt, wordt apparaat 2 juist aangezet.

Vraag de leerlingen om een toepassing voor het breekcon-

tact te bedenken en bespreek hun voorstellen.

N.B. Vergeet bij deze demo niet dat u met 230 V werkt!

Schakel de spanning na afloop van de proef meteen uit.

2.6.5 Paragraaf 4 De transistor

In deze paragraaf wordt de transistor besproken als een

automatische schakelaar – een elektronische variant van

het relais. Alleen de functie van de (schakel)transistor

komt aan de orde. Op de natuurkundige achtergronden

wordt niet ingegaan.

Proeven en/of demo‟s zijn ons inziens onmisbaar om de

leerstof in deze paragraaf betekenis te geven. Een lesop-

zet zou er als volgt uit kunnen zien.

– Eerst bespreekt u de werking van een transistor (hand-

boek, blz. 126 t/m 127 bovenaan). Demo 5 kan hierbij

dienen als illustratie.

– Daarna laat u de leerlingen proef 7 uitvoeren en enkele

van de opgaven maken.

– De volgende les bespreekt u „Schakelen met de transis-

tor‟ op blz. 127, aan de hand van demo 6. Hierna gaan de

leerlingen aan het werk met proef 8 Een automatische

buitenlamp.

– Tenslotte maken de leerlingen de overige opgaven bij

paragraaf 4.

Proef 8 Een automatische buitenlamp en en open onder-

zoeksopdracht 4 Inbraakalarm zijn beide geschikt om te

gebruiken als toets in het PTA. U kunt ermee toetsen in

hoeverre de leerlingen eenvoudige onderzoeks- en ont-

werpvaardigheden beheersen.

In open onderzoeksopdracht 4 Inbraakalarm - waarbij de

leerlingen zelf een automatische schakeling bouwen, tes-

ten en evalueren – komen alle aspecten van het ontwerp-

proces op een natuurlijke manier aan bod. Deze uitdagen-

de opdracht vraagt wel een goede voorbereiding, zowel

van u als docent als van de leerlingen. Wilt u eerst voor-

zichtig wat ervaring opdoen met ontwerpopdrachten, dan

is proef 8 Een automatische buitenlamp een betere keuze.

De uitvinding van de transistor in 1948 heeft een enorme

impact gehad op de maatschappij. De leerstof in deze

paragraaf is daarom een goede aanleiding om de leerlin-

gen iets te vertellen over de vele toepassingen van elek-

tronica en de mogelijkheden die er voor hen zijn om in de

elektronica te werken.

Demo 5

DOEL:

demonstreren van de werking van een transistor

NODIG:

batterij of voeding, geschikte transistor, weerstandje, lamp-

je (6 V, 0,1 A), enkele snoeren. (Uiteraard kunt u deze

demonstratieproef ook uitvoeren met een systeembord

met toebehoren.)

UITVOERING:

Bouw de opstelling in afbeelding 22 op blz. 126 van het

handboek.

Stel de spanning in op 0 V. Maak de spanning langzaam

groter tot de transistor schakelt.

Laat zien dat een klein schakelstroompje genoeg is om de

transistor te laten schakelen van UIT naar AAN.

Demo 6

DOEL:

laten zien hoe een automatische alarminstallatie werkt

(met een dunne geïsoleerde draad als sensor)

NODIG:

voedingskastje, snoeren, dunne geïsoleerde draad, tran-

sistor, weerstanden, LDR, zoemer. (Uiteraard kunt u deze

demonstratieproef ook uitvoeren met een systeembord

met toebehoren.)

UITVOERING:

Bouw de schakeling in afbeelding 23 op blz. 127 van het

handboek. Probeer voorafgaand aan de les uit op welke

waarde u de spanning moet instellen.

Laat de schakeling aan de leerlingen zien en vraag ze om

het schakelschema te tekenen. Vertel ze dat het om een

prototype gaat en daag ze uit om te bedenken, wat de

functie van deze schakeling kan zijn.

Laat de dunne geïsoleerde draad doorknippen door een

van de leerlingen. Vraag ze hoe het komt dat de zoemer

nu geluid geeft.

Bespreek met de leerlingen:

– wat deze schakeling 'waarneemt';

– hoe deze schakeling 'denkt';

– wat deze schakeling doet.

Houd tenslotte een leergesprek over de vraag hoe je een

vergelijkbare schakeling kunt bouwen met een relais. Pro-

beer de leerlingen zelf op het idee te laten komen dat ze

de zoemer dan op het breekcontact van het relais moeten

aansluiten.

37

2.7 Hoofdstuk 7



stof uit exameneenheid NASK1/K/10 Bouw van de mate-

rie. Daarbij komen de volgende onderwerpen aan de orde:

– stoffen scheiden = moleculen sorteren

– eigenschappen van moleculen

– moleculen en de fasen van een stof

– moleculen, gasdruk en temperatuur

– atomen: de bouwstenen van moleculen

– de bouw van een atoom

– isotopen

Leerlingen die Nask2 in hun vakkenpakket hebben, zijn bij

het doorwerken van dit hoofdstuk in het voordeel. Zij heb-

ben ongetwijfeld meer voorkennis over moleculen en ato-

men dan de overige leerlingen. Het is goed om daar in uw

lessen rekening mee te houden.

Ook al valt de extra basisstof in paragraaf 5 Duiken buiten

de huidige examenleerstof, het is wel een mooi voorbeeld

van het toepassen van natuurkundige kennis. De context

duiken spreekt bovendien veel leerlingen aan. Er is daar-

om veel voor te zeggen om deze leerstof klassikaal aan te

bieden.

Practicum

De leerstof in dit hoofdstuk is sterk theoretisch gericht. De

mogelijkheden voor practicum zijn beperkt, zeker als het

om leerlingproeven gaat. In het werkboek zijn daardoor bij

dit hoofdstuk slechts twee leerlingproeven opgenomen.

Om de leerstof toch zo concreet mogelijk aan te bieden,

kunt u gebruik maken van de demo‟s in deze handleiding.

Planning




ken, inclusief de proeven 1 en 2.




de Plus-onderdelen, één van de informatieopdrachten of

thuisopdrachten en paragraaf 5 Duiken.

Als u ervoor kiest om paragraaf 5 Duiken met de hele klas

te behandelen, dan raden we aan om proef 2 Lucht sa-

menpersen te gebruiken als illustratie bij deze paragraaf.

Dat betekent dat u deze proef in eerste instantie overslaat

bij de behandeling van paragraaf 2.

PTA







2.7.2 Paragraaf 1 Moleculen

Het woord „moleculen‟ is in deze paragraaf niet meer dan

een globale aanduiding voor de minuscuul kleine deeltjes

waaruit een stof bestaat. In paragraaf 4 Atomen komen

atomen voor het eerst aan de orde, als „bouwstenen‟ van

de moleculen.

Het is verstandig om in uw eerste les over dit hoofdstuk

globaal na te gaan wat er bij Nask2 al aan vergelijkbare

leerstof aan de orde is geweest. Het heeft geen zin om

uitvoerig in te gaan op zaken die al eerder zijn behandeld.

Een reclametekst over „zuiver bronwater‟ of „zuiver sinaas-

appelsap‟ is een goed startpunt voor een leergesprek over

het begrip „zuiver‟. Zoals in het handboek wordt toegelicht,

is „zuiver‟ in het dagelijks taalgebruik iets heel anders dan

„zuiver‟ in scheikundige zin. Na afloop van het leergesprek

kunt u de leerlingen opgave 7 laten maken. Ze zien daarbij

dat „zuiver kraanwater‟ bepaald geen „zuivere stof‟ is.

Met demo 1 kunt u laten zien dat moleculen inderdaad

heel kleine deeltjes zijn. De Plus-stof over de grootte van

moleculen sluit hier naadloos bij aan.

Demo 1

DOEL:

de „dikte‟ van een oliezuurmolecuul bepalen

NODIG:

oliezuur opgelost in benzine (verhouding 1 :100), buret,

(afwas)bak, talkpoeder.

UITVOERING:

Vul de bak voor twee derde met water. Strooi een dun

laagje talkpoeder op het water. Ga nu als volgt te werk:

Gebruik de buret om één druppel van de oliezuuroplossing

op het wateroppervlak vallen. Noteer het volume van de

druppel.

Wacht tot de benzine verdampt is. Bepaal de oppervlakte

van de overblijvende olievlek. Noteer deze oppervlakte.

Bereken de dikte van de olielaag door het volume van de

olie (het volume van de druppel : 100) te delen door de

oppervlakte van de olievlek.


38

2.7.3 Paragraaf 2 Het deeltjesmodel

In deze paragraaf worden concrete verschijnselen zoals

fasen, fase-overgangen en kristalvormen verklaard vanuit

een theoretisch „deeltjesmodel‟. De leerlingen zien dat je

uiteenlopende verschijnselen kunt verklaren met een be-

trekkelijk eenvoudig model. Ze merken ook dat het vak

natuur- en scheikunde een theoretische, abstracte kant

heeft.

U kunt de demo‟s 2 t/m 4 gebruiken om de leerstof toe te

lichten. Demo 3 is een mooie illustratie bij opgave 14 (over

de temperatuurdaling die optreedt als een vloeistof snel

verdampt).

Demo 2

DOEL:

laten zien hoe de moleculen in een gas bewegen

NODIG:

overheadprojector, luchtkussentafel, ronde magneetjes,

luchtblazer

UITVOERING:

Zet de luchtkussentafel op de overheadprojector. De „mo-

leculen‟ zijn op het scherm zichtbaar als bolletjes die vrij-

wel zonder wrijving bewegen. Ze stoten elkaar af door hun

magnetische eigenschappen. Daardoor krijgen de leer-

lingen een goed beeld van de (elastische) botsingen tus-

sen de moleculen in een gas.

Demo 3

DOEL:

het demonstreren van het koelend effect van ethanol

NODIG:

ethanol, watje

UITVOERING:

Doe een beetje ether op het watje. Laat enkele leerlingen

met het watje over hun arm wrijven. Laat de leerlingen

beschrijven wat ze voelen, zien en ruiken. Vraag ze daar-

na om hun waarnemingen te verklaren met behulp van het

deeltjesmodel.

Demo 4

DOEL:

laten zien hoe de regelmatige vorm van kristallen ver-

klaard kan worden

NODIG:

aantal pingpongballen (of andere identieke bolletjes)

UITVOERING:

Stapel de pingpongballen, zodat een model van een kristal

ontstaat (zoals de sinaasappels in de cartoon op pagina

140 van het handboek).

2.7.4 Paragraaf 3 Temperatuur en het deeltjesmodel

Paragraaf 3 sluit nauw aan bij paragraaf 2. Opnieuw wordt

het deeltjesmodel gebruikt om macroscopische verschijn-

selen te verklaren. Deze keer zijn die verschijnselen de

relatie tussen gasdruk en temperatuur en het bestaan van

een absoluut nulpunt. Daarbij aansluitend wordt de kelvin-

schaal geïntroduceerd.

Om misverstanden te voorkomen wijzen we erop dat de

kelvinschaal wel op het centraal examen aan de orde kan

worden. In de uitwerking van NASK1/K/6 Verbranden en

verwarmen staat namelijk onder andere: “(De kandidaat

kan) het verband tussen temperatuur en tijd en warmte

toepassen:

- absolute nulpunt;

- omrekenen van waarden tussen temperatuurschalen

Kelvin en Celsius.”

De leerstof over de kelvinschaal komt daarom terug in het

deel voor de vierde klas, in tegenstelling tot de overige

leerstof uit dit hoofdstuk.

We hebben ervoor gekozen om de kelvinschaal in dit

hoofdstuk te introduceren vanwege de theoretische ach-

tergrond: het tot stilstand komen van moleculen bij het

absolute nulpunt. Deze achtergrond hoeft echter op het

centraal examen niet gekend te worden. Het gaat dan

alleen om de relatie tussen de Celsius- en de kelvinschaal.

De relatie tussen gasdruk en temperatuur is een goed

onderwerp voor een leergesprek. Praktische voorbeelden

zijn spuitbussen die je niet in het vuur mag werpen, fiets-

banden in de felle zon en exploderende gasflessen bij een

bedrijfsbrand. Inventariseer dit soort voorbeelden samen

met de leerlingen. Vraag ze daarna om zelf een verklaring

te bedenken voor het feit dat de druk stijgt, als een gas in

een afgesloten ruimte wordt verhit.

Demo 5

DOEL:

toelichten wat er met de moleculen gebeurt als je een gas

verhit

NODIG:

toestel kinetische gastheorie, voedingskastje, 2 snoeren

UITVOERING:

Laat de „moleculen‟ eerst heel rustig bewegen. Verhoog

daarna de spanning op de motor, zodat de „moleculen‟

steeds sneller gaan bewegen. Zet ondertussen steeds

gewichtjes op de zuiger om het volume van het „gas‟ con-

stant te houden.

Andersom (spanning motor verlagen) kunt u laten zien wat

er met de moleculen gebeurt als je een gas afkoelt. Op

deze manier kunt u het absolute nulpunt en de Kelvin-

schaal introduceren.

39

2.7.5 Paragraaf 4 Atomen als bouwstenen

Op internet zijn allerlei sites te vinden over het periodiek

systeem met allerlei interessante informatie. Tip: zoek niet

alleen op „periodiek systeem‟, maar ook op „periodic table‟.

Een bijzonder voorbeeld is http://www.periodicvideos.com/

van de Universiteit van Nottingham, met filmpjes van be-

kende en onbekende experimenten (wel Engels gespro-

ken). Als u over een smartboard of een beamer beschikt,

kunt u dit soort sites goed gebruiken om het begrip ele-

ment „in te kleuren‟.

In deze paragraaf komen veel nieuwe, meestal abstracte

begrippen aan de orde:

– element

– atoom

– atoomkern

– proton

– neutron

– elektron

– isotoop

Het kan bij dit soort leerstof heel effectief zijn om de leer-

lingen een begrippennetwerk (mindmap) te laten maken.

Vraag ze om daarin de relatie tussen de genoemde be-

grippen aan te geven en elk begrip te illustreren met een

afbeelding. Zie vaardigheid 1 op blz. 178 en 179 van het

handboek voor een eenvoudig voorbeeld van zo‟n begrip-

pennetwerk.

http://www.periodicvideos.com/


40

2.8 Hoofdstuk 8



stof uit exameneenheid NASK1/K/11 Straling en stralings-

bescherming. Daarbij komen de volgende onderwerpen

aan de orde:

– straling: van microgolven tot röntgenstralen

– de effecten van straling

– ioniserende straling waarnemen

– radioactief verval

– halveringstijd

– alfa-, bèta- en gammastraling

– medische toepassingen van ioniserende straling

– stralingsbescherming

De leerlingen hebben al eerder in Nova kennis gemaakt

met licht, infrarood en ultraviolet als vormen van straling.

Nu komen daar vier vormen van (sterk) ioniserende stra-

ling bij: röntgenstraling, alfa-, bèta- en gammastraling.

Het is voor leerlingen moeilijk om zich bij het woord „stra-

ling‟ iets concreets voor te stellen. Dat komt doordat er

zoveel soorten straling bestaan, met verschillende eigen-

schappen en sterk uiteenlopende risico‟s. Bovendien is

straling – afgezien van licht – onzichtbaar en daardoor

weinig „grijpbaar‟. Dat de media het vaak over de gevaren

van „straling‟ hebben – zonder de soort straling te specifi-

ceren – maakt het er allemaal niet duidelijker op.

We beginnen het hoofdstuk daarom met een inleiding

waarin verschillende soorten straling op een rij worden

gezet. In paragraaf 1 maken we een onderscheid tussen

(1) niet-ioniserende, (2) zwak ioniserende en (3) sterk

ioniserende straling. In de paragrafen daarna wordt inge-

gaan op de bronnen van sterk ioniserende straling, de

effecten, de toepassingsmogelijkheden en de gevaren.

We hebben geprobeerd om de presentatie van de leerstof

zo concreet mogelijk te houden. Er is daarom veel aan-

dacht voor het beroepsmatig werken met ioniserende stra-

ling. De leerlingen krijgen concrete informatie over de

werkzaamheden van „radiologische werkers‟ en over de

veiligheidsmaatregelen die ze in acht moeten nemen.

We hopen dat deze aanpak eraan bijdraagt dat de leer-

lingen een nuchtere kijk ontwikkelen op het verschijnsel

straling: met een gezond respect voor de risico‟s, maar

zonder onberedeneerde angst voor alles wat „straling‟

heet.

Bij het onderwerp als straling kunt u ons inziens niet vol-

staan met een korte, zakelijke uitleg hoe het zit. Daarvoor

zijn misconcepties over straling te hardnekkig. Leerge-

sprekken zijn onmisbaar om de ideeën van de leerlingen

boven water te krijgen en in perspectief te plaatsen. Het

handboek is daarbij niet meer dan een hulpmiddel: het kan

dienen als startpunt en als samenvatting achteraf, maar

het kan het gesprek met de klas niet vervangen.

Binas

In dit hoofdstuk maken de leerlingen voor het eerst gebruik

van hun Binas. Ze hebben de gegevens over isotopen

nodig om de opgaven 14 en 16 van paragraaf 2 en 6 en 8

van de Test Jezelf te kunnen maken. Deze staan in tabel

29 Enkele isotopen.

Demonstratieproeven

Bij dit hoofdstuk horen geen practica (proef 1 is geen echt

practicum, maar een simulatie). Er zijn wel enige mogelijk-

heden om de leerstof met concrete voorbeelden te illustre-

ren. Daarvoor kunt u gebruik maken van de demonstratie-

proeven in deze handleiding.

Voor het werken met stralingsbronnen gelden strenge

regels ten aanzien van veiligheid en deskundigheid. Voor

de demonstratieproeven die in het vervolg beschreven

worden, hebt u echter geen vergunning of specifieke des-

kundigheid nodig. Voorzichtigheid blijft echter geboden.

Planning




ken en proef 1 (het simulatie-practicum) laten doen. Mis-

schien houdt u genoeg tijd over om de leerlingen een van

de informatieopdrachten op blz. 122 te laten uitvoeren.




de Plus-onderdelen, één van de informatieopdrachten of

thuisopdrachten en paragraaf 5 Een scan laten maken.

PTA







41

2.8.2 Paragraaf 1 Wat is straling?

In deze paragraaf wordt het begrip ioniserende straling

geïntroduceerd en vergeleken met andere vormen van

straling. De leerlingen leren dat sommige straling niet-

ioniserend is (licht en infrarood), andere zwak ioniserend

(ultraviolet) en weer andere sterk ioniserend (röntgen-

straling en de straling van radioactieve stoffen).

In de media wordt regelmatig bericht over straling, vaak in

de context van – al dan niet reële – gezondheidsrisico's.

Het is belangrijk dat leerlingen (beginnen te) leren om bij

dat soort berichten de juiste vragen te stellen, te beginnen

met: Om wat voor soort straling gaat het hier eigenlijk?”

Een bericht over “de straling van een mobieltje” (even

googelen, er zijn er genoeg) is een goed startpunt voor

een leergesprek over soorten straling. Vraag de leerlingen

om wat voor soort straling het volgens hen in dit bericht

gaat, en waar ze deze straling nog meer tegenkomen.

Benadruk: het ene soort straling is het andere niet.

Ultraviolette straling is geen 'ioniserende straling', zoals

deze term in het examenprogramma gebruikt wordt. Toch

heeft ultraviolette straling wel degelijk een (zwak) ionise-

rende werking. U kunt dat illustreren met demo 1. Een

ander voorbeeld zijn de gezondheidsrisico‟s van onver-

standig zonnebaden: het DNA in je huid kan beschadigd

worden door de ultraviolette straling in zonlicht.

Demo 1

DOEL:

laten zien hoe ultraviolette straling een kleurstof afbreekt

NODIG:

gekleurd papier, diverse voorwerpen / wit papier en ver-

schillende pennen en viltstiften

UITVOERING:

U hebt een plekje in een vensterbank nodig waar u een vel

papier een week kunt laten liggen. Hoe meer zon op het

papier valt, hoe beter.

Alternatief 1: Neem een vel gekleurd papier en rangschik

daar diverse voorwerpen op (figuur 19). Kijk na een week

hoe sterk het papier is verbleekt.

Alternatief 2: Neem een vel wit papier en laat de leerlingen

er met pennen en viltstiften op schrijven. Kijk na een week

hoe sterk het geschrevene is verbleekt. Als u de helft van

het vel papier bedekt met een boek komt nog duidelijker

naar voren hoeveel schade de UV-straling aanricht.

Figuur 19 Ultraviolette straling in zonlicht laat gekleurd papier verbleken.

(De rechter foto in figuur 19 is enigszins bewerkt om het

effect duidelijker uit te laten komen. Het contrast is in wer-

kelijkheid minder groot.)

Demo 2

DOEL:

aantonen dat absorptie van warmtestraling en licht leidt tot

een stijging van de temperatuur

NODIG:

thermometer, campingdouche gevuld met water (zwarte

plastic zak, te koop in winkels met kampeerartikelen).

UITVOERING:

Vul de zak voor circa één derde met water. De proef zal

dan sneller verlopen.

Voor deze demo hebt u een plekje in de zon nodig (liefst

buiten) waar u de zak, (gedeeltelijk) gevuld met kraanwa-

ter een poosje in de zon kunt laten liggen. Meet de tem-

peratuur van het kraanwater.

Na verloop van tijd kunt u de zak ophalen en in de klas

ophangen. Met de thermometer kunt u de temperatuur van

het uitstromende water meten.

2.8.3 Paragraaf 2 Radioactiviteit

Straling, en zeker radioactiviteit, is voor de leerlingen een

erg abstract begrip. Om te beginnen kunt u, aansluitend bij

paragraaf 1, een vergelijking maken tussen:

– een tuinsproeier waaruit waterstralen te voorschijn ko-

men;

– een luidspreker waar geluid uit komt;

– een lamp die licht geeft;

– een radioactief voorwerp dat straling uitzendt

In alle gevallen is er iets dat in alle richtingen bij een bron

vandaan beweegt. Als je een cirkel trekt met de bron als

middelpunt, beweegt het water, geluid, licht enzovoort,

langs de 'stralen' van de cirkel naar buiten.

De straling die een radioactief voorwerpt uitzendt, kun je

niet zien, horen of voelen. Met demo 3 kunt u laten zien

hoe je de straling kunt waarnemen. Wijs de leerling erop

dat de sterkte van de straling afneemt, naarmate je je

verder van de bron verwijdert (net zoals je minder nat

wordt als je bij de sproeier vandaan beweegt, enzovoort).

De begrippen activiteit en halfwaardetijd kunt u toelichten

met demo 4. Dit is meer een illustratie dan een proef, maar

naar onze ervaring werkt hij wel verduidelijkend. U kunt dit

„experiment‟ ook als open onderzoeksopdracht laten doen:

zie open onderzoeksopdracht 3 Halveringstijd.

Ook bij deze paragraaf zijn gemakkelijk krantenberichten

over „radioactieve straling‟ te vinden. Laat de leerlingen

zo‟n bericht lezen en vraag ze daarna om hun reacties:

vragen, meningen, dingen die ze zelf (denken te) weten,

alles mag. Bespreek hun reacties in een leergesprek en

probeer misconcepties voorzichtig bij te buigen.


42

Demo 3

DOEL:

demonstreren van een geigerteller

NODIG:

Geiger-Müllertelbuis met versterker en luidspreker, gas-

kousje (Camping Gaz), mineralen.

UITVOERING:

Laat de telbuis zien. Leg uit, dat het apparaat een klik

geeft wanneer het de straling opvangt van een atoom dat

op dat moment vervalt. Voer daarna de volgende proefjes

uit:

– Houd de telbuis bij het gaskousje en laat de klikken

horen. Vertel de leerlingen, dat het gaskousje een kleine

hoeveelheid radioactief thorium-232 bevat (in de vorm van

thoriumoxide).

– Laat vervolgens horen dat het aantal klikken afneemt,

als de afstand tussen de telbuis en het kousje groter ge-

maakt wordt. Maak een vergelijking met het licht van een

lamp waarvan de intensiteit ook afneemt, naarmate de

afstand tot de lamp groter wordt. (N.B. Maak de afstand

tussen het kousje en de telbuis niet groter dan pakweg 1

meter; anders gaat de absorptie in lucht een te grote rol

spelen).

– Leg uit wat bedoeld wordt met 'achtergrondstraling' en

meet hoe groot deze straling is.

– Onderzoek hoe radioactief enkele natuurlijk voorko-

mende mineralen zijn. U kunt misschien enkele geschikte

mineralen lenen uit de collectie van uw collega's aardrijks-

kunde. Te denken valt aan kaliumzouten (kalium-40 is

bèta-actief met een halveringstijd van 1,3·109 jaar) en aan

uranium- of thoriumhoudende gesteenten.

– U zou samen met de leerlingen op zoek kunnen gaan

naar radioactieve stoffen in de school. Onderzoek bijvoor-

beeld, of er vlakbij betonnen muren of gipsplaten een

verhoogd stralingsniveau waar te nemen valt.

Demo 4

DOEL:

demonstreren van de begrippen (radio)activiteit en half-

waardetijd

NODIG:

flesje bier, goed schoon cilindervormig glas, liniaal

UITVOERING:

Bespreek van te voren dat de schuimkraag op bier bestaat

uit duizenden belletjes. Deze belletjes zijn niet stabiel.

Vraag de leerlingen wat 'niet stabiel' betekent en hoe je

dat merkt.

Giet het flesje bier in het glas zodat er een mooie schuim-

kraag ontstaat. Laat een leerling om de 10 seconden de

dikte van de schuimkraag meten en op het bord zetten.

Leg ondertussen uit dat de activiteit in dit geval gelijk is

aan het aantal belletjes dat per seconde knapt.

Na een paar minuten tekent u een grafiek van de dikte van

de schuimkraag (die ruwweg evenredig is met het aantal

belletjes) tegen de tijd. Uit de grafiek laat u de leerlingen

de halfwaarde aflezen. Vraag de leerlingen tenslotte waar-

aan je kunt zien dat de activiteit afneemt.

2.8.4 Paragraaf 3 Straling gebruiken

Veel misvattingen zijn terug te voeren op het feit, dat de

leerlingen onvoldoende onderscheid maken tussen de

begrippen „radioactieve stof‟ en 'straling'. In een leerge-

sprek kunt u de opvattingen van de leerlingen boven water

proberen te halen en te corrigeren.

Benadruk dat ze verschil moeten maken tussen de bron

die de straling uitzendt, en de straling zelf (teruggrijpend

op de vorige paragraaf: de lamp is iets anders dan het

licht, de luidspreker iets anders dan het geluid enzovoort).

De bron kun je zien en beetpakken, de straling niet.

Op het internet is veel informatie te vinden over medische

toepassingen van radioactieve stoffen. Hoewel veel van

die informatie te technisch is voor de leerlingen, is een

deel zeker door hen te gebruiken. Dat geldt bijvoorbeeld

voor bijsluiters bij radioactieve preparaten die via internet

te raadplegen zijn.

Demo 5

DOEL:

demonstreren van het verschil in doordringend vermogen

van verschillende soorten straling

NODIG:

Geiger-Müllertelbuis met versterker, luidspreker en pulstel-

ler, gaskousje, één vel papier, dik boek.

UITVOERING:

Maak een opstelling met het gaskousje en de telbuis. Doe

dat zo, dat het venster van de telbuis zich op ongeveer 20

cm van het gaskousje bevindt. Ga samen met de leer-

lingen na, hoe het aantal tikken per minuut verandert,

wanneer u achtereenvolgens het vel papier en het boek

tussen het gaskousje en de telbuis houdt.

Maak vervolgens de afstand tussen het gaskousje en de

telbuis zo klein mogelijk. Ga na hoe het aantal tikken per

minuut verandert.

Schuif het vel papier tussen het gaskousje en het venster

van de telbuis. Ga opnieuw na, hoe het aantal tikken per

minuut verandert.

Opmerking: Thorium-232 vervalt via verschillende doch-

terproducten naar Radon-230; daarbij wordt zowel alfa-,

bèta- als gammastraling uitgezonden. Met de bovenstaan-

de demonstratieproef moet u in principe alle drie soorten

straling kunnen aantonen. Het is echter wel aan te raden

om vooraf uit te proberen, of u met uw apparatuur bevre-

digende uitkomsten krijgt. Eventueel zou u de proef nog

enigszins kunnen vereenvoudigen.

43

2.8.5 Paragraaf 4 Bescherming tegen straling

Zoals ook in de vorige paragraaf is vermeld, hebben veel

leerlingen moeite met het onderscheid tussen radioactieve

stof en straling. Als gevolg daarvan vinden ze het ook

moeilijk om het verschil te zien tussen besmetting (met

een radioactieve stof) en bestraling.

Dezelfde begripsmatige verwarring vind je regelmatig in de

media. In de krant staat bijvoorbeeld “bij het ongeluk is

radioactieve straling vrijgekomen” in plaats van: “Bij het

ongeluk zijn radioactieve stoffen vrijgekomen.” Zo wordt de

indruk gewekt dat de straling in de atmosfeer, de bodem of

het water terecht komt, in plaats van de radioactieve stof

die de bron van die straling is.

Benadruk in een leergesprek dat het oplopen van een

dosis straling het eindpunt is van een keten van gebeurte-

nissen:

– Eerst moeten er radioactieve stoffen vrijkomen.

– Daarna moeten die stoffen je directe omgeving of jezelf

bereiken (dat kan rechtstreeks of via een omweg, bijvoor-

beeld door besmetting van koemelk).

– Pas dan kan je lichaam bestraald worden doordat ato-

men van die stoffen vervallen.

Het is ook belangrijk om de gevolgen van bestraling en

besmetting van elkaar te onderscheiden:

– Wanneer mensen bestraald worden, kunnen cellen in

hun lichaam beschadigd worden. Daardoor kunnen die

mensen ernstig ziek worden en zelfs overlijden. Ze kunnen

echter door die straling niet zelf radioactief worden. (Ie-

mand die een schotwond heeft opgelopen, is daardoor niet

gevaarlijk voor anderen.)

– Wanneer mensen besmet worden, 'dragen' ze vanaf dat

moment een bron van radioactieve straling bij zich. Daar-

door worden ze niet alleen zelf bestraald; ook hun omge-

ving kan stralingsschade oplopen. (Iemand die met een

geladen pistool rondloopt dat elk moment kan afgaan, is

wel gevaarlijk voor anderen.)

U kunt een en ander toelichten aan de hand van het vol-

gende voorbeeld. Iemand die een hoge dosis straling op-

gelopen heeft, levert geen bijzondere gevaren op voor het

personeel van een ziekenhuis (mits de patiënt afdoende

ontsmet is). Je kunt zo'n patiënt rustig aanraken en ver-

zorgen.

Dat ligt anders, wanneer iemand een onderzoek heeft

ondergaan waarbij een radioactieve tracer in de bloedbaan

werd gebracht. Zo'n patiënt moet met de nodige voorzich-

tigheid verzorgd worden, zolang er risico van besmetting

bestaat (bijvoorbeeld via de urine van de patiënt). Dat de

eerste patiënt een veel hogere dosis straling heeft opgelo-

pen dan de tweede, doet voor de veiligheid van andere

mensen niet ter zake: van bestraling wordt je niet

radioactief.

Demo 6

DOEL:

het verband illustreren tussen de dikte van het afscher-

mingsmateriaal en de hoeveelheid doorgelaten straling

NODIG:

lichtbron, circa 10 glasplaatjes, lichtmeter

UITVOERING:

Doe deze proef in een (half) verduisterd lokaal, zodat de

hoeveelheid strooilicht zo klein mogelijk is. Houd de licht-

meter op een vaste afstand van de lichtbron. Houd steeds

meer glasplaatjes tussen de lichtbron en de lichtmeter.

Noteer de hoeveelheid doorgelaten licht als functie van het

aantal glasplaatjes.

Teken na afloop de grafiek op het bord. Bespreek de

overeenkomst tussen de glasplaatjes (die een deel van het

licht doorlaten en een deel absorberen) en het lood waar-

mee een radioactieve bron wordt afgeschermd.

DEEL 3 MATERIALENLIJSTEN

44

Deel 3 Materialenlijsten

Voor vmbo GT

Artikelnr. Omschrijving Deel

A

Deel

B

118422 Statief platzool 75 cm RVS st. 1

118471 Dubbelklem draaibaar 1

118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte 1

118474 Statiefklem met haak 1

111220 Nylon koord spoeltje van 25m 1

111209 Schijfmassa-set 150 gram 1

karton 1

118464 Statiefstaaf 25 cm/12mm RVS 2

111129 Liniaal 50cm Aluminium 0-kant dubb 1 1

111222 Trekveer 10 N/m 2

111281 Dynamometer transparant. 1,0 N 1


111105 SM-blokken, set 5 stuks 1

117801 Maatcilinder HM 100 ml 1

117801 Bekerglas LM glas 100 ml 1

401100 Meetlat 1 meter 1

111069 Massastuk ijzer 500 gram 1

114758 Batterij 4,5 V 1 st type 3R12C 1 1

114302 Fitting E-10 op voet 2 1

114319 Lampje E10 6,0V 0,5A 10 st 2 2

114742 Fitting E-10 opbouw 2

114840 Experimenteersnoer 50 cm zwart 3 3

114841 Experimenteersnoer 50 cm rood 3 3

114006 Ampèremeter digitaal 20,0 A DC 1 1

114300 Drukknop op voet 1 1

114310 Krokodillenklem per stuk 4 8

114662 Voeding gestabiliseerd. 3-12 V, 2 A 1 1

114231 Spoeltje ijzerdraad 0,2 mm 1

111154 Stopwatch Stratos 1

45


A

Deel

B

138543 Lamphouder met gloeilamp 1

114050 Wattmeter digitaal 230 V 1

114051 KWh-meter analoog 1

114385 Zonnecel 0,5 V/800 mA op voet 1

114005 Voltmeter digitaal 200,0 V DC 1 1

114253 SE/weerstand 20 Ohm 12 W 1

110836 Gradenboog 50 cm wit 1


118145 Driepoot 21cm 1 1

118155 Brandergaasje nichroom 15x15 cm 1 1

111600 Thermometer -10/+110°C rood 30cm 1

130290 Balans OHAUS CS200 E-uitvoering 1

Waxinelichtje

Lucifers

111630 Bimetaalstrip met handvat 1

114487 Wrijfstaaf PVC 2

114452 Wrijfstaaf van plexiglas 2

114454 Wrijfdoek van wol 1

114455 Wrijfdoek van zijde 1

P0632300 Draaivoet voor magneet 1

112110 Optiekset basis practicum bank EF 1

112114 Optiekset geometrische uitbreiding 1

114609 Voeding 0-15V, 2A, 2 meters 1

Bril met positieve glazen

Bril met negatieve glazen

112057 Zakspectroscoop vast 1

118400 Basisplaat, 37 x 20 cm 1





114237 Spoeltje constantaandraad 0,4 mm 1

114202 LDR weerstand 1


46


A

Deel

B

114272 SE/weerstand NTC 1

114288 Relais maak/breek 1

114275 SE/transistor PNP 1

114276 SE/transistor NPN 1

118126 Brander teclu 13 mm aardgas 1

118256 Slang gas EN norm 1763-1 zwart 1

118331 Kroezentang RVS 22 cm 1

118317 Spatellepel RVS 150 mm 1

S76044004J Gedestilleerd water 5 liter 1

117594 Reageerbuis 160/16 Duran 100st 2

118231 Reageerbuisrek 24x tot 18mm wit 1

117140 Trechter glas 60 mm 1

118354 Filter rond middelsnel 90 mm 100st 1

117231 Indampschaal 95 ml 36 x 85 mm 1

117316 Spuitfles PL 500 ml 1

118266 Rubberstop 21x17mm 10 st 1

Mengsel van zout en zand

111556 Boyle apparaat, practicum 1

111555 Boyle-apparaat demonstratie 1

342611 Yenka light and sound site licence 1

112032 Ultraviolet lamp 1

131503 GM-teller digitaal RM2+RS232 1

131630 GM-telbuis met BNC-steker 1

x

47

Voor vmbo K


A

Deel

B

118422 Statief platzool 75 cm RVS st. 1

118471 Dubbelklem draaibaar 1

118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte 1

118474 Statiefklem met haak 1

111220 Nylon koord spoeltje van 25m 1

111209 Schijfmassa-set 150 gram 1

karton 1

118464 Statiefstaaf 25 cm/12mm RVS 2

111129 Liniaal 50cm Aluminium 0-kant dubb 1 1

111222 Trekveer 10 N/m 2



111105 SM-blokken, set 5 stuks 1

117801 Maatcilinder HM 100 ml 1


401100 Meetlat 1 meter 1

111069 Massastuk ijzer 500 gram 1

114758 Batterij 4,5 V 1 st type 3R12C 1 1

114302 Fitting E-10 op voet 2 1

114319 Lampje E10 6,0V 0,5A 10 st 2 2

114742 Fitting E-10 opbouw 2

114840 Experimenteersnoer 50 cm zwart 3 3

114841 Experimenteersnoer 50 cm rood 3 3

114006 Ampèremeter digitaal 20,0 A DC 1 1

114300 Drukknop op voet 1 1

114310 Krokodillenklem per stuk 4 6

114662 Voeding gestabiliseerd. 3-12 V, 2 A 1 1

114231 Spoeltje ijzerdraad 0,2 mm 1

111154 Stopwatch Stratos 1


48


A

Deel

B

114050 Wattmeter digitaal 230 V 1

114051 KWh-meter analoog 1

138543 Lamphouder met gloeilamp 1

114385 Zonnecel 0,5 V/800 mA op voet 1

114005 Voltmeter digitaal 200,0 V DC 1 1


110836 Gradenboog 50 cm wit 1


118145 Driepoot 21cm 1 1

118155 Brandergaasje nichroom 15x15 cm 1 1

111600 Thermometer -10/+110°C rood 30cm 1

130290 Balans OHAUS CS200 E-uitvoering 1

Waxinelichtje

Lucifers

111630 Bimetaalstrip met handvat 1

114487 Wrijfstaaf PVC 2

114452 Wrijfstaaf van plexiglas 2

114454 Wrijfdoek van wol 1

114455 Wrijfdoek van zijde 1

P0632300 Draaivoet voor magneet 1

112110 Optiekset basis practicum bank EF 1

112114 Optiekset geometrische uitbreiding 1

114609 Voeding 0-15V, 2A, 2 meters 1

Bril met positieve glazen

Bril met negatieve glazen

112057 Zakspectroscoop vast 1

118400 Basisplaat, 37 x 20 cm 1





114237 Spoeltje constantaandraad 0,4 mm 1

114202 LDR weerstand 1

x

x

49


A

Deel

B

114272 SE/weerstand NTC 1

114288 Relais maak/breek 1

114275 SE/transistor PNP 1

114276 SE/transistor NPN 1

118126 Brander teclu 13 mm aardgas 1

118256 Slang gas EN norm 1763-1 zwart 1

118331 Kroezentang RVS 22 cm 1

118317 Spatellepel RVS 150 mm 1

S76044004J Gedestilleerd water 5 liter 1

117594 Reageerbuis 160/16 Duran 100st 2

118231 Reageerbuisrek 24x tot 18mm wit 1

117140 Trechter glas 60 mm 1

118354 Filter rond middelsnel 90 mm 100st 1

117231 Indampschaal 95 ml 36 x 85 mm 1

117316 Spuitfles PL 500 ml 1

118266 Rubberstop 21x17mm 10 st 1

Mengsel van zout en zand

111556 Boyle apparaat, practicum 1

111555 Boyle-apparaat demonstratie 1

342611 Yenka light and sound site licence 1

112032 Ultraviolet lamp 1

131503 GM-teller digitaal RM2+RS232 1

131630 GM-telbuis met BNC-steker 1

COLOFON

50

Colofon

Auteurs:

R. Tromp

M. Eijkelkamp

Th. Smits

Met medewerking van:

G. Altena

Ontwerp:

Uitgeverij Malmberg

ISBN 978 90 345 6003 2

3e druk, 1e oplage, 2010

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden ver-

veelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand,

of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektro-

nisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere

manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitge-

ver. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan

op grond van artikel 16b Auteurswet 1912 j° het Besluit van 20 juni

1974, St.b. 351,

zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, St.b. 471, en

artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschul-

digde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus

3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit

deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken

(artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.

© Malmberg ‟s-Hertogenbosch

DOCENTENHANDLEIDING NIEUWE NATUUR- EN...

Documents

Transcript of DOCENTENHANDLEIDING NIEUWE NATUUR- EN...