Huisstijlsjablonen VVKSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/word/Natuurwetenschappe… · Web...

Huisstijlsjablonen VVKSO

NATUURWETENSCHAPPEN

TWEEDE GRAAD TSO/KSO

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

VVKSO – BRUSSEL D/2012/7841/079

Vervangt leerplan D/2010/7841/021 vanaf 1 september 2012

nATUURWETENSCHAPPEN

TWEEDE GRAAD TSO/KSO

Inhoud

4Situering van het leerplan

51Beginsituatie

62Algemene doelstellingen

62.1Inleiding

62.2Onderzoekend leren

62.3Wetenschap en samenleving

72.4Attitudes

83Algemene pedagogisch-didactische wenken

83.1Geïntegreerde aanpak

83.2De wetenschappelijke methode

93.3Laboratoriumoefeningen

93.4Computergebruik

104Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische wenken

104.1Metrologie

114.2Materiemodel

124.3Kracht, arbeid, energie en vermogen

154.4Verfijning materiemodel: atomen en moleculen

164.5Classificatie

194.6Zintuigen

244.7Stofklassen

284.8Terreinstudie

314.9Chemische reacties

344.10Druk

354.11Warmteleer

375Natuurwetenschappen in verschillende studierichtingen van de tweede graad tso en kso

375.1Handel / Handel-talen (2 uur)

445.2Grafische media (2 uur)

515.3Grafische communicatie (3 uur)

595.4Beeldende en architecturale kunsten (1-2 uur)

645.5Beeldende en architecturale vorming (2-3 uur)

715.6Audiovisuele vorming (2-3 uur)

775.7Fotografie (2-3 uur)

845.8Woordkunst-drama (1uur) en Muziek (1uur)

896Evaluatie

896.1Algemeen

896.2Hoe evalueren en rapporteren?

907Minimale materiële vereisten

907.1Infrastructuur

907.2Uitrusting

928Vakgebonden eindtermen voor natuurwetenschappen tweede graad tso en kso

928.1Onderzoekend leren

928.2Wetenschap en samenleving

938.3Attitudes

Situering van het leerplan

Studierichtingen

Handel

Handel-talen

Grafische media

Grafische communicatie

Audiovisuele vorming

Beeldende en architecturale kunsten

Beeldende en architecturale vorming

Fotografie

Muziek

Woordkunst-drama

Pedagogische vakbenaming

Natuurwetenschappen

Administratieve vakbenaming

AV Natuurwetenschappen/TV Toegepaste natuurwetenschappen

Specifiek gedeelte

1-2 uur in eerste en tweede leerjaar in Beeldende en architecturale kunsten

2 uur in eerste en tweede leerjaar in Handel, Handel-talen, Grafische media, 2-3 uur in Beeldende en architecturale vorming, Audiovisuele vorming

3 uur in eerste en tweede leerjaar in Grafische communicatie

2-3 uur in eerste en tweede leerjaar Fotografie

1 uur in eerste en tweede leerjaar in Muziek en Woordkunst-drama

1 Beginsituatie

Alle leerlingen hebben de eerste graad A-stroom voltooid waarbij zij dezelfde basisvorming hebben gekregen. Voor wetenschappen werd hierbij het leerplan Natuurwetenschappen gerealiseerd.

In de eerste graad A-stroom zijn een aantal grondige wijzigingen doorgevoerd in de wetenschappelijke vorming. Biologie werd vervangen door Natuurwetenschappen waarbij er naast de biologische leerlijn ook aandacht is voor de brede wetenschappelijke vorming. Ook aspecten van de niet-levende natuur komen aan bod. We denken hierbij aan het deeltjesmodel en de begrippen energie, kracht, straling.

Naast de basisvorming hebben de leerlingen van de eerste graad ook een bepaalde basisoptie gevolgd waarbij bepaalde aspecten werden verkend of uitgediept. Zo hebben sommige leerlingen via de basisopties Moderne wetenschappen of Techniek-wetenschappen reeds ruimer kennis gemaakt met de natuurwetenschappelijke methode.

De startende leerling in de tweede graad aso, tso, kso

Uit het voorgaande blijkt dat de leerling die start in de tweede graad geen onbeschreven blad is op gebied van natuurwetenschappelijke vorming. We moeten er wel van uit gaan dat er grote verschillen zijn tussen de leerlingen van de tweede graad. Het beheersingsniveau van de individuele leerling, de gekozen basisoptie in de eerste graad, de interesses… maken dat de natuurwetenschappelijke voorkennis niet voor alle leerlingen gelijk is. De basisdoelstellingen van het leerplan Natuurwetenschappen eerste graad A-stroom leggen echter wel het minimale niveau vast voor alle leerlingen.

2 Algemene doelstellingen

Bij de algemene doelstellingen wordt met een nummer verwezen naar de vakgebonden eindtermen voor Natuurwetenschappen in de tweede graad van het tso en kso. De volledige lijst met de eindtermen is in rubriek 8 opgenomen.

2.1 Inleiding

Natuurwetenschappen biedt een kader aan om de fysische werkelijkheid te interpreteren door ordenen en verklaren. Dit kader bevat begrippen en modellen, wetten en regels die toelaten om problemen in de fysische werkelijkheid te herkennen en te formuleren en er oplossingen voor te zoeken. Op deze wijze is Natuurwetenschappen in essentie een probleemherkennende en -oplossende activiteit.

2.2 Onderzoekend leren

De leerlingen moeten tot het besef komen dat de studie van Natuurwetenschappen niet wereldvreemd maar betrokken is op de eigen leefwereld. Hiervoor moeten ze de link kunnen leggen tussen enerzijds waarnemingen en experimenten in een klassituatie en anderzijds situaties uit de eigen leefwereld. (5)

De leerlingen worden geleidelijk aan meer vertrouwd met de wetenschappelijke methode door:

•een eigen hypothese te formuleren en te staven; (2)

•het uitvoeren van laboratoriumoefeningen (8) en door sterk betrokken te zijn bij de demonstratieproeven;

•doelgericht (vanuit een hypothese of verwachting) waar te nemen; (6)

•resultaten van experimenten en waarnemingen af te wegen tegenover de verwachte resultaten; (4)

•factoren die hierbij een invloed kunnen uitoefenen in te schatten; (1, 3, 4)

•modellen te construeren. (10)

•waarnemingen of gegevens verkregen door het uitvoeren van experimenten te verwoorden, te verwerken, gepaste conclusies te trekken en hierover verslag uit te brengen; (1, 7, 8)

•elementaire laboratoriumtechnieken te beheersen zoals het maken van een eenvoudige proefopstelling en het aflezen van meettoestellen; (11)

•verworven natuurwetenschappelijke kennis verantwoord (veilig en milieubewust) toe te passen; (21)

Zo zullen de leerlingen de wetenschappelijke methode hanteren om:

•chemische, biologische of fysische processen voor te stellen en te verduidelijken; (10)

•samenhangen weer te geven door te ordenen of te schematiseren; (12)

De leerlingen leren de computer en bijbehorende software hanteren voor het verwerven van informatie en het verwerken van gegevens. (1, 9)

2.3 Wetenschap en samenleving

Modellen worden volgens de wetenschappelijke methode opgebouwd, historisch gesitueerd (zoals het ontstaan van een atoommodel) en verder verfijnd. (13)

De leerlingen komen tot het besef dat natuurwetenschappen tot cultuur behoren doordat natuurwetenschappelijke opvattingen overgedragen worden. Begrippen zoals atoom, kracht, energie, ecologisch… zijn reeds in het dagelijks taalgebruik doorgedrongen. (18)

De leerlingen moeten inzien dat wetenschappelijke en de hieruit voortvloeiende technologische ontwikkelingen zowel positieve als negatieve effecten kunnen hebben. (14, 15) Zo heeft inzicht in de begrippen arbeid, vermogen en energie geleid tot betere werktuigen en machines die het comfort van de mens kunnen verbeteren. De milieuproblemen zoals afvalproblemen en luchtvervuiling die o.a. ontstaan bij energieproductie, vormen echter de keerzijde van deze ontwikkelingen. Alternatieve energievormen kunnen hierbij een oplossing bieden.

De leerlingen zien in dat ondoordacht ingrijpen op de biosfeer catastrofale gevolgen kan hebben op korte of lange termijn (cf. broeikaseffect, uitputting van grondstoffen en energiebronnen, monoculturen, afvalbergen... maar ook armoede, migratie, verstedelijking, verschuiven van problemen naar toekomstige generaties…). De mens zal moeten leren een duurzame levensstijl aan te nemen. Vele problemen die onze wereld bedreigen zijn een gevolg van onze welvaartsmaatschappij. (16, 17, 19)

Het oplossen van duurzaamheidsvraagstukken is een mondiale opgaven waarbij natuurwetenschappelijke inzichten en technologische ontwikkelingen een voorname rol spelen. (14, 17, 19)

De leerlingen moeten voldoende basiskennis en –inzicht verwerven om geconfronteerd met dergelijke problemen een gefundeerd standpunt, ook op ethisch vlak, te argumenteren. (19) Hieruit moet het belang van het natuurwetenschappenonderwijs voor de algemene vorming blijken.

Heel wat beroepen vereisen daarenboven een meer specifieke kennis van natuurwetenschappen. De leerlingen moeten met enkele voorbeelden het belang van natuurwetenschappen in het beroepsleven kunnen illustreren. (20)

2.4 Attitudes

Bepaalde attitudes worden nagestreefd zodat de leerlingen ingesteld zijn om:

•resultaten objectief en kritisch voor te stellen en de eigen conclusies te verantwoorden; (24*, 27*, 28*)

•zich correct in een wetenschappelijke taal (terminologie, symbolen, eenheden) uit te drukken; (29*)

•feiten te onderscheiden van meningen en vermoedens; (26*)

•een eigen mening te formuleren. (22*)

•met anderen samen te werken, naar anderen te luisteren, en de eigen mening zo nodig te herzien; (22*, 23*, 25*)

De leerlingen zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment. (30*)

De leerlingen:

•hebben aandacht voor de eigen gezondheid en deze van anderen; (32*)

•houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten; (31*)

•interpreteren etiketten op producten (veiligheidszinnen, pictogrammen, concentraties); (30*)

•dragen indien nodig persoonlijke beschermingsmiddelen: labjas, veiligheidsbril, handschoenen; (30*, 31*, 32*)

•maken indien nodig gebruik van een trekkast. (30*, 31*, 32*)

3 Algemene pedagogisch-didactische wenken

3.1 Geïntegreerde aanpak

Het leerplan Natuurwetenschappen gaat uit van een geïntegreerde aanpak van de verschillende wetenschapsvakken. Door deze aanpak zien de leerlingen beter de samenhang tussen de verschillende wetenschappelijke disciplines. Het is om pedagogisch-didactische redenen dan ook aangewezen dat één leraar in een bepaald leerjaar dit vak geeft.

In het onderdeel ‘Materiemodel’ komt de geïntegreerde aanpak tussen fysica en chemie duidelijk tot uiting. Het materiemodel vormt uiteindelijk de basis van de studie van chemische verschijnselen. Dit model wordt dan ook uitgebreid in het onderdeel ‘Verfijning materiemodel: atomen en moleculen’. Ook heel wat fysische verschijnselen worden met behulp van het materiemodel verklaard.

In het onderdeel ‘Classificatie’ worden zowel biologische als chemische classificatiesystemen bestudeerd. Hierbij wordt eerst algemeen de noodzaak tot classificatie en de bijbehorende classificatiecriteria besproken. Voorbeelden van classificatiesystemen zijn:

· classificatie van organismen

· classificatie van elementen

· classificatie van stoffen

In dit onderdeel leren de leerlingen ook tabellen zoals determineertabellen en periodiek systeem van de elementen (PSE) hanteren. Ook schema’s, zoekkaarten en allerlei andere ordeningsinstrumenten kunnen hierbij aan bod komen.

In het onderdeel ‘Zintuigen’ komt de integratie tussen biologie en fysica tot uiting bij ‘Licht en Zien’. Hier wordt de optica besproken aan de hand van toepassingen uit de biologie. Lichtbreking en lenzen worden behandeld bij de bespreking van het menselijk oog; bij de optische toestellen komen vergrootglas en bril aan bod. Terugkaatsing wordt besproken bij de vlakke spiegel.

3.2 De wetenschappelijke methode

Wetenschappen worden gekenmerkt door een zeer specifieke aanpak. De pedagogische waarde van wetenschappen ligt precies in deze zeer eigen aanpak. Een wetenschappelijke uitspraak steunt steeds op onderzoek. De pedagogisch-didactische aanpak in de klas moet dit aspect dan ook weerspiegelen. Het vak Natuurwetenschappen mag geen opsomming zijn van feiten of weetjes maar moet de wetenschappelijke methode op het voorplan plaatsen.

Het bijbrengen van nieuwe concepten gebeurt meestal aan de hand van waarnemingen. Deze waarnemingen worden verkregen uit experimenten of uit observatie van dagelijkse verschijnselen. In de didactische wenken die horen bij de leerplandoelstellingen (rubrieken 4 en 5) worden de nodige tips gegeven hoe men hierbij tewerk kan gaan.

Op basis van de verkregen waarnemingen wordt een mogelijke verklaring gegeven. Deze verklaring wordt indien mogelijk niet docerend aangebracht. Een onderwijsleergesprek waarbij de leerling mee op zoek gaat naar mogelijke verklaringen is hierbij de aangewezen werkvorm. In dit leerplan wordt daarvoor voldoende tijd voorzien om op deze manier te kunnen werken. Een synthese in de vorm van een theoretisch model is veelal het resultaat. Eventueel kunnen dan nog enkele experimenten uitgevoerd worden om de bekomen theorie te bevestigen of juist te ontkrachten.

De historische ontwikkeling van het ‘Atoommodel’ is een mooi voorbeeld van wetenschappelijk onderzoek waarbij het ontwikkelde model voortdurend aangepast wordt aan nieuwe experimentele waarnemingen.

3.3 Laboratoriumoefeningen

Het organiseren van een practicum kan op verschillende wijzen gebeuren: klassikaal of frontaal practicum (alle groepjes voeren dezelfde proef uit) of circuit- of doorschuifpracticum (de groepjes voeren verschillende proeven uit). De groepjes waarvan sprake bestaan uit twee of maximaal drie leerlingen. Het kan ook zinvol zijn om kleinere laboratoriumopdrachten te voorzien die minder dan één lesuur beslaan.

Uiteindelijk is het experimenteren een vorm van actief leren waarbij steeds de experimentele waarnemingen en de voorkennis gebruikt worden om nieuwe inzichten te verwerven. In de literatuur noemt men dit construerend leren. De leraar speelt dan meer en meer de rol van coach die de leerling helpt bij het construeren van nieuwe kennis.

De laboratoriumoefeningen dienen in een degelijk uitgerust laboratorium plaats te vinden. De leraar mag per leerstofpunt een keuze maken uit de in de pedagogisch-didactische wenken voorgestelde laboratoriumoefeningen, andere zinvolle proeven die bij de leerstofpunten aansluiten mogen ook uitgevoerd worden.

Er wordt steeds op een veilige en verantwoorde manier in het laboratorium gewerkt. Alle verplichte beschermmiddelen moeten in het laboratorium aanwezig zijn, gemakkelijk bereikbaar zijn en indien nodig ook gebruikt worden.

Bij de keuze van chemicaliën zal de leraar rekening houden met de aanbevelingen die terug te vinden zijn in de COS-brochure (COS: Chemicaliën Op School – de meest recente versie is te downloaden op http://onderwijs-opleiding.kvcv.be). Afvalstoffen worden onder toezicht van de leraar gesorteerd en verder opgeslagen. Men dient de leerlingen te wijzen op het belang van een correct afvalbeheer.

3.4 Computergebruik

Het gebruik van de computer in Natuurwetenschappen hangt van vele factoren af zoals o.a. het aantal leerlingen in de klas, infrastructuur van het lab, beschikbaarheid en ligging (t.o.v. het lab) van het computerlokaal, beschikbaarheid van software en de computerconfiguratie.Enkele voorbeelden waarbij de computer gebruikt kan worden:

· verwerken (berekeningen en grafieken tekenen) van gegevens en meetresultaten met een rekenbladprogramma (overleg met de leraar informatica is hierbij aangewezen);

· opstellen van een laboratoriumverslag. Er kunnen tekst, figuren en grafieken geïntegreerd worden;

· maken en geven van een presentatie;

· animaties en simulaties van verschijnselen;

· gebruik van elektronische gegevensbanken bv. het opzoeken van informatie.

4 Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische wenken

Dit leerplan is geschreven voor verschillende studierichtingen van de tweede graad van het tso en kso. De algemene doelstellingen die gelinkt zijn aan de eindtermen zijn voor al deze studierichtingen dezelfde. Bij de uitwerking van de lessen natuurwetenschappen staan steeds de algemene doelstellingen centraal. In ‘2 algemene doelstellingen’ zijn deze ingedeeld in drie groepen nl. onderzoekend leren, wetenschap en samenleving, attitudes.

De realisatie van de algemene doelstellingen gebeurt via leerplandoelstellingen en bijbehorende leerinhouden. Hierna wordt een set van leerplandoelstellingen, leerinhouden en bijbehorende didactische wenken aangeboden. Niet al deze leerplandoelstellingen moeten echter in alle studierichtingen gerealiseerd worden.

In ‘5 Natuurwetenschappen in de verschillende studierichtingen van de tweede graad tso en kso’ wordt aangegeven hoe men de algemene doelstellingen in de verschillende studierichtingen kan aanpakken en welke leerplandoelstellingen zeker moeten worden gerealiseerd.

De geordende leerplandoelstellingen moeten zeker niet gelezen worden als een chronologische lijn voor de uitwerking in lessen.

4.1 Metrologie

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

1 Bij de behandelde begrippen grootheden en SI-eenheden hanteren.

Grootheden, SI-eenheden

2 Meetresultaten op een correcte wijze noteren, rekening houdend met de nauwkeurigheid van de metingen.

Meetnauwkeurigheid rechtstreekse metingen

3 Het aantal beduidende cijfers correct interpreteren.

Beduidende cijfers

4 Evenredige en omgekeerd evenredige verbanden herkennen vanuit grafieken.

Grafische voorstellingenRecht en omgekeerd evenredigheid

DIDACTISCHE WENKEN

1 Het is belangrijk dat de leerlingen de juiste grootheid en bijbehorende eenheid kunnen aangeven bij een meet- of rekenresultaat.

2 Het begrip meetnauwkeurigheid wordt praktisch aangebracht door bv. een voorwerp te laten meten met behulp van een stokmeter, een vouwmeter en een schuifmaat. Leerlingen lezen een correct aantal beduidende cijfers af op een meettoestel. Ze kiezen meettoestellen, volumetrisch glaswerk... in functie van de nauwkeurigheid van de opdracht.

3 Zie wenk bij doelstelling 2.Het is niet de bedoeling om benaderingsregels bij berekeningen te behandelen.

4 Bijzondere aandacht dient besteed te worden aan het benoemen van de assen en de bijbehorende eenheden. Enkel voorbeelden van recht evenredige verbanden worden behandeld. Voor de omgekeerd evenredige verbanden wordt gewacht tot dit begrip later aan bod komt.

4.2 Materiemodel


LEERINHOUDEN

5 Het temperatuur(tijd)-diagram interpreteren bij smelten, stollen en koken.

Temperatuur(tijd)-diagramSmeltpunt, stolpunt, kookpunt

6 Het kookverschijnsel kwalitatief beschrijven.

Kookverschijnsel

7 De relatie tussen de begrippen massa en volume toelichten en in praktische voorbeelden toepassen.

Massa, volume, massadichtheid

8 De begrippen zuivere stof, homogeen en heterogeen mengsel omschrijven en in duidelijke gevallen herkennen.

Mengsel en zuivere stofHomogeen en heterogeen mengsel

9 De opgeloste stof, het oplosmiddel en de oplossing kunnen aanduiden in concrete voorbeelden van oplossingen.

Opgeloste stof, oplosmiddel, oplossing

10 De concentratie-uitdrukkingen massaprocent, massavolumeprocent en volumeprocent toepassen.

Massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent

11 Verduidelijken dat zuivere stoffen bekomen worden door toepassen van scheidingstechnieken op mengsels.

Scheidingstechnieken

12 Cohesie en adhesie herkennen in toepassingen en toelichten m.b.v. het deeltjesmodel.

Cohesie en adhesie

DIDACTISCHE WENKEN

5 Het temperatuur(tijd)-diagrammen bij smelten van ijs en koken van water kan experimenteel afgeleid worden.

6 Het kookverschijnsel wordt experimenteel vastgesteld.Drukafhankelijkheid kan hier besproken worden.

7 Het is aangewezen de leerlingen de massadichtheid van enkele stoffen te laten opzoeken en deze onderling te laten vergelijken. Men moet de leerlingen bijbrengen dat een gas eveneens een massa heeft en dus ook een massadichtheid. Veel leerlingen realiseren zich dat anders niet. Het is verwarrend te zeggen dat ijzer zwaarder is dan water, als er eigenlijk bedoeld wordt dat de massadichtheid van ijzer groter is dan die van water.

8 Men doet de leerlingen inzien dat een zuivere stof gekenmerkt wordt door welbepaalde fysische constanten (smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid). Experimenteel kan men bijvoorbeeld het smeltpunt van ijs bepalen en nadien het smeltverloop van het mengsel ijs-zout (met grafiek).Bij de studie van de soorten mengsels worden er voorbeelden gegeven uit de leefwereld zoals zeezand, zand in water, olie in azijn (vinaigrette), leidingwater, gedemineraliseerd water, spuitwater, alcoholische dranken, metaallegeringen, melk, mayonaise, lucht …

9 Deze begrippen worden best bijgebracht aan de hand van oplossingen die de leerlingen reeds kennen uit het dagelijks leven. Voorbeelden hiervan zijn: bier, wijn, tafelazijn, keukenzoutoplossing.

10 Aan de hand van bovenstaande voorbeelden kan men het concentratiebegrip bijbrengen. Begrippen als verdunnen en concentreren zijn eenvoudig bij te brengen. Bij de concentratie-uitdrukkingen gebruikt men enkel massaprocent, massavolumeprocent, volumeprocent.

11 Voorbeelden van scheidingstechnieken waaruit een keuze kan gemaakt worden zijn: destillatie, kristallisatie, decantatie, filtratie, extractie, chromatografie, centrifuge, adsorptie.Hiervoor gebruikt men bij voorkeur voorbeelden in relatie met de leefwereld zoals het zetten van koffie en thee, destillatie en decantatie van wijn, afromen van melk, winning van suiker uit de suikerbiet, winning van zout, raffinage van aardolie, was drogen in een droogkast, sla droog zwieren, afvalwater zuiveren…Naast het aanleren van scheidingstechnieken kan men de leerlingen een scheiding laten uitvoeren van een mengsel waarbij ze zelf de scheidingsstrategie bepalen. Volgende experimenten kunnen in aanmerking komen: afvalwater zuiveren, parfum maken uit bloemblaadjes, kleurstoffen uit bladeren halen, olie uit noten…Fysische constanten kunnen bepaald worden van zuivere stoffen die men door het scheiden van mengsels verkregen heeft zoals: smeltpunt, kookpunt, oplosbaarheid, massadichtheid.

12 Het is aangewezen ook in te gaan op het samenspel van cohesie en adhesie bij de meniscus van een vloeistof aan de rand van het vat. Bij heel smalle buisjes treedt dan capillaire opstijging of neerdrukking op.

MOGELIJKE LABORATORIUMOPDRACHTEN

· Bepalen van de dichtheid van regelmatige lichamen, vloeistoffen en onregelmatige lichamen.

· Bepalen van het smeltpunt, stolpunt of kookpunt van water en mogelijke invloeden hierop.

· Scheidingstechnieken voor heterogene mengsels.

· Scheidingstechnieken voor homogene mengsels.

4.3 Kracht, arbeid, energie en vermogen

4.3.1 Massa, zwaartekracht en gewicht


LEERINHOUDEN

13 Voorbeelden geven dat krachten zowel vervorming als verandering van bewegingstoestand kunnen veroorzaken.

Kracht als oorzaak van vervorming en als oorzaak van verandering van bewegingstoestand

14 Kracht als vectoriële grootheid omschrijven en voorstellen in een figuur van een concrete situatie.

Vectorvoorstelling van een kracht

15 Een kracht meten met een dynamometer.

Meten van krachten met een dynamometer (eenheid: newton N)

16 Uit de massa van een voorwerp, de zwaartekracht op dat voorwerp bepalen.

Massa en zwaartekracht

17 Het begrip gewicht omschrijven en het onderscheid met massa en zwaartekracht aangeven.

Massa, zwaartekracht en gewicht

DIDACTISCHE WENKEN

13 Op het eind van het tweede leerjaar van de eerste graad hebben de leerlingen beperkt kennis gemaakt met het begrip kracht.

In het leerplan Natuurwetenschappen van de eerste graad vinden we onderstaande leerplandoelstelling: Uit experimentele en technische toepassingen afleiden dat de vormen/of snel-heidsverandering van een voorwerp veroorzaakt wordt door de inwerking van een kracht en afhangt van de grootte van die kracht. (B62) In de tweede graad wordt het krachtbegrip uitgebreid bij verandering van bewegingstoestand.

Als een kracht werkt op een voorwerp, kan dat leiden tot een vervorming van dit voorwerp (uitrekking van een veer of een elastiek, een deuk in een auto bij een botsing…) of tot een verandering van bewegingstoestand (de opslag van een tennisser, de keeper die de bal stopt voor zijn doel…). De kracht zelf kan je niet vastnemen of zien. De kracht wordt wel zichtbaar door de uitwerking van die kracht op het voorwerp: de uitgerekte veer of elastiek en de deuk in de auto zijn voorbeelden van de statische uitwerking; de tennisbal in het veld en de bal in de handen van de keeper zijn voorbeelden van de dynamische uitwerking van die kracht.

14 Het is belangrijk om te weten op welk lichaam de kracht werkt (het aangrijpingspunt). De ervaring leert dat leerlingen de kenmerken “richting” en “zin” dikwijls door elkaar gebruiken. Het is dus van belang om deze goed te omschrijven. Naast vectoriële grootheden bestaan ook scalaire grootheden; deze hebben alleen een grootte. Voorbeelden zijn lengte, tijd, massa... deze grootheden zijn volledig bepaald door een getal en een eenheid.

15 Er bestaan verschillende dynamometers op de markt, naargelang het gewenste meetgebied: met soepele veer voor kleine krachten en die met stugge veer voor grote krachten.

16 De zwaartekracht is een veldkracht: ze werkt van op afstand. Met de dynamometer kan aangetoond worden dat de zwaartekracht op een voorwerp recht evenredig is met de massa van dit voorwerp. De waarde van het constant quotiënt Fz/m karakteriseert de sterkte van dit veld. Die constante (evenredigheidsfactor) wordt voorgesteld door g (Fz = m.g). De eenheid van g is de N/kg. We noemen g de zwaarteveldsterkte.

17 Zwaartekracht en gewicht (= kracht van een lichaam op zijn ondersteuning of ophanging) zijn even groot, maar hebben een verschillend aangrijpingspunt. Dit is echter alleen zo als de bewegingstoestand van het lichaam niet verandert, als het lichaam in rust is. Een vallend lichaam heeft geen ondersteuning en is dus gewichtsloos, maar er werkt wel zwaartekracht op. Interessante voorbeelden zijn te vinden bij kermisattracties. Astronauten in een shuttle zijn gewichtsloos, omdat ze “rond de aarde” vallen. Als astronauten op de maan komen dan is hun massa nog steeds dezelfde maar de zwaartekracht die op hen werkt is kleiner. Daardoor is hun gewicht ook kleiner.


· Afleiden van het verband tussen zwaartekracht en massa d.m.v. metingen met dynamometer.

· Wet van Hooke.

4.3.2 Arbeid, energie en vermogen in het dagelijkse leven


LEERINHOUDEN

18 Het begrip ‘arbeid’ gebruiken en in een aantal concrete situaties in het dagelijkse leven toelichten.

Arbeid

19 Arbeid berekenen bij een constante kracht die evenwijdig is met de verplaatsing en dit betrekken op algemene voorbeelden uit het dagelijkse leven.

Arbeid verricht door een constante kracht

20 In concrete situaties het begrip ‘vermogen ‘gebruiken en berekenen.

Vermogen

21 De wet van behoud van energie formuleren.

Wet van behoud van energie

DIDACTISCHE WENKEN

18 Als leerlingen hun zware boekentas opheffen en in hun hand stilhouden zullen zij erover klagen dat dit toch wel heel lastig is en dat dit veel “arbeid” van hen vergt. Als de leerkracht wetenschappen hen dan vertelt dat zij op dat moment geen “fysische” arbeid leveren, wordt dit toch wel op ongeloof onthaald. In de wetenschappen is er immers een verplaatsing nodig om te kunnen spreken van arbeid. Dus pas als de leerlingen hun boekentas hoger heffen, zullen zij arbeid verrichten.

19 Er worden enkel voorbeelden behandeld waarbij de verplaatsing evenwijdig is met de richting van de krachtvector. Hierbij komt een nieuwe eenheid aan bod, namelijk de joule (J = N.m).

20 Als twee leerlingen met gelijke massa een helling oplopen dan moeten zij eenzelfde arbeid verrichten. Als leerling 1 sneller boven is dan leerling 2 dan levert leerling 1 een grotere prestatie. Aan de leerlingen moet men duidelijk maken dat de tijdsduur waarin een arbeidsprestatie geleverd wordt ook belangrijk is. Als wij deze tijdsduur in rekening nemen ontstaat een nieuwe grootheid, namelijk het vermogen als de arbeid per tijdseenheid. De eenheid van vermogen is de watt (W= J/s).

21 Het energiebegrip en energieomzettingen kwamen reeds aan bod in de eerste graad in het vak Natuurwe-tenschappen. Ook voeding als energiebron kwam hierbij uitgebreid aan bod. We bouwen in de tweede graad verder op deze begrippen om te komen tot de energiebehoudswet. Energie kan niet gemaakt of vernietigd worden. Het enige dat gebeurt is dat energie van de ene in de andere energievorm omgezet wordt. Dit is het beginsel van het behoud van energie. Energie kan natuurlijk ook wel eens in een niet bruikbare energievorm omgezet worden. Bij een auto wordt het grootste deel van de chemische energie in thermische energie omgezet; slechts een klein deel wordt omgezet in bewegingsenergie. Bij een gloeilamp wordt een deel van de elektrische energie omgezet in stralingsenergie, maar ook in (niet bruikbare) thermische energie.


· Bepaling van mechanische of elektrische arbeid.

4.3.3 Spieren en spierwerking


LEERINHOUDEN

22 Uit waarnemingen aantonen dat beweging door samentrekking van spieren totstandkomt.

Samentrekking van spieren

23 De macroscopische en de microscopische delen van een spier beschrijven en benoemen.

Bouw van spieren

24 Enkele voorbeelden van structuren opnoemen die gestreept of glad spierweefsel bevatten.

Gestreept – glad spierweefsel

25 Verwoorden hoe spierwerking totstandkomt.

Inkorten van spierfibrillen in spiervezels

26 Aantonen dat antagonistische spieren tegenovergestelde bewegingen mogelijk maken.

Agonisten en antagonisten

DIDACTISCHE WENKEN

22 Door een werkende skeletspier (bv. de biceps) te betasten wordt vastgesteld dat beweging van ledematen ontstaat door samentrekking.Ook bewegingen in het lichaam zoals het kloppen van het hart, peristaltiek of adembeweging worden als spierbeweging verklaard.

23 De macroscopische delen van een spier kunnen via demo’s op internet of cd-rom of via eigen waarnemingen aangebracht worden. Voor de microscopische studie kunnen preparaten bekeken worden.

24 Zie wenk 23.

25 De microscopische waarnemingen worden gebruikt om de spiercontractie te verduidelijken. Ook animaties (cd-rom, internet, video) kunnen dit ondersteunen. Hierbij moet zeker de link worden gelegd met de begrippen kracht, arbeid en energie.

26 De functie van antagonistische spieren kan uit waarnemingen op het lichaam of via animaties afgeleid worden. Hierbij wordt benadrukt dat spieren enkel actief kunnen verkorten, maar niet actief kunnen verlengen. Er moet zeker de link worden gelegd met de begrippen kracht, arbeid, en energie.


· Onderzoek van dikte van de eigen spierbal bij samentrekken en ontspannen.

· Macroscopische delen: onderzoek van de vleugel van een kip. Hier kunnen ook de antagonisten getoond worden.

· Ontrafelen van de vezels van dwarsgestreept spierweefsel: bv. gekookt vlees:

· macroscopische waarneming: pezen, spierbundels, spiervezels, bindweefselscheden;

· microscopische waarneming (eventueel na kleuring).De vezels kunnen vergeleken worden met microscopische preparaten, histologische foto’s(bv. via cd-rom, internet), micropreparaten…

· Spierwerking fysisch bekeken: kracht, arbeid, energie (uithoudingsvermogen).

4.4 Verfijning materiemodel: atomen en moleculen


LEERINHOUDEN

27 In een gegeven deeltjesmodel moleculen aanduiden en deze herkennen als een groepering van atomen.

Moleculen - atomenMonoatomisch - polyatomisch

28 Een atoom beschrijven als samengesteld uit protonen, neutronen, elektronen en hun plaats binnen het atoom omschrijven.

Samenstelling van het atoom

29 Een element omschrijven als een atoomsoort bepaald door het aantal protonen per atoom zoals weergegeven door het atoomnummer en voorgesteld door een eigen chemisch symbool.

ElementChemisch symbool

30 Een historisch overzicht van de evolutie van het atoommodel van Dalton tot het atoommodel van Bohr weergeven.

Evolutie van het atoommodelElektronenconfiguratie

DIDACTISCHE WENKEN

27 Met behulp van eenvoudige molecuulmodellen de begrippen molecule en atoom bijbrengen. Met eenvoudige voorbeelden worden de begrippen monoatomische en polyatomische moleculen ingevoerd.

28 Bij de beschrijving van het atoom is het belangrijk in te gaan op de omvang van kern en elektronenmantel om hiermee aan te geven dat het atoom erg ijl is. We benadrukken dat de chemische reacties het gevolg zijn van een herschikking van de bezetting van de elektronenmantel en dat de atoomkernen in een chemische reactie onberoerd blijven.

29 Hier kunnen een aantal symbolen van veel gebruikte elementen worden aangeleerd. Het is belangrijk te benadrukken dat de regels voor het schrijven van symbolen zeer strikt zijn.

30 Bij de bespreking van de atoommodellen van Dalton, Thomson, Rutherford en Bohr is het belangrijk om aan te geven dat elk model de kennis van hun tijd weerspiegelt. Telkens als nieuwe experimentele gegevens aan het licht kwamen die het heersende model tegenspraken, moest het model worden aangepast: dit is de essentie van het wetenschappelijk denken. Men kan aangeven dat het atoommodel nog steeds wordt aangepast maar dat het in het kader van de schoolse kennis niet nodig is om de meest recente versie te kennen. Het begrip elektronenconfiguratie wordt ingevoerd als manier om te beschrijven hoe de elektronen in een atoom verdeeld zijn over de verschillende schillen. Het is voldoende enkel de hoofdenergieniveaus te bespreken.

4.5 Classificatie

4.5.1 Inleiding: classificatie in de wetenschappen


LEERINHOUDEN

31 Noodzaak en voorbeelden van classificatiesystemen bespreken en hanteren.

Classificatiesystemen

32 Inzien dat classificatie veelal teruggaat op algemeen aanvaarde criteria.

Criteria voor classificatie

DIDACTISCHE WENKEN

31 Aan de hand van (aangeboden) indelingssystemen van bijvoorbeeld gesteenten, planten… moet duidelijk zijn dat een algemeen geldend classificatiesysteem noodzakelijk is, omdat er anders geen éénduidigheid is.De leerlingen kunnen een eenvoudige dichotome tabel, determineertabel of zoekkaart gebruiken om organismen op naam te brengen.

32 Dit kan gebeuren aan de hand van voorbeelden uit diverse wetenschappen (rangschikking van organische verbindingen, gesteenten, planten…).

4.5.2 Classificatie van organismen


LEERINHOUDEN

33 Vaststellen dat bepaalde organismen meer onderlinge overeenkomsten vertonen dan andere.

Overeenkomsten tussen organismen

34 Uit overeenkomsten en verschillen tussen organismen criteria kiezen waardoor een indeling bekomen wordt.

Criteria voor indeling van organismen

35 De lagere taxonomische niveaus (orde, familie, geslacht, soort) aan de hand van voorbeelden aangeven.

Orde, familie, geslacht, soort

36 Een systematische indeling van levende organismen in het vijfrijkensysteem op basis van eenduidige criteria weergeven.

Vijfrijkensysteem

37 Op basis van kenmerken het plantenrijk en het dierenrijk indelen.

Indeling plantenrijk en dierenrijk

38 Eenvoudige determineertabel van planten of dieren hanteren.

Determineertabel van planten of dieren

DIDACTISCHE WENKEN

33 Een goed voorbereide excursie met doelgerichte opdrachten kan een ideale aanloop zijn om het belang van classificatie aan te voelen. De observatie zal gericht zijn op het herkennen van morfologische gelijkenissen en verschillen tussen organismen. Deze doelstelling kan ook bereikt worden bij het onderdeel “Terreinstudie”.

34 Uit de waarnemingen van bijvoorbeeld een terreinwerk (bv. wegberm, vijver, bos), opgezette dieren, aangebracht levend materiaal (bv. planten)... groeperen de leerlingen zelf de aangetroffen organismen volgens zelf gekozen en duidelijk omschreven normen.

35 Uit de verwerkte gegevens van de excursie (eventueel aangevuld met bijkomend materiaal) worden de kenmerken vastgesteld die de plaatsing in de taxonomische niveaus verantwoorden.

36 Als synthese worden de bestudeerde organismen in het vijfrijkensysteem geclassificeerd. De synthese wordt verder aangevuld met een eenvoudige indeling van het planten- en dierenrijk.

37 zie wenk 36.

38 Bij de biotoopstudie kunnen eenvoudige determineertabellen of zoekkaarten voor het determineren van zoetwaterdieren, ongewervelde bodemdieren... of eenvoudige flora’s (eventueel op cd-rom) gebruikt worden. Op deze manier kan de indeling van 1 of meer groepen uit het planten- en of dierenrijk verder bekeken worden.


· Determineren en indelen van de organismen volgens de gekozen criteria in orde, familie, geslacht, soort (zowel bij planten als dieren): bv. zaadplanten, zwammen, geleedpotigen...

· Terreinstudie in de omgeving van de school (beek of vijver, grasland, wegberm, bos of park of waarnemingen van opgezette dieren (collectie op school, in museum…), aangebracht levend materiaal, beeldmateriaal (cd-rom), een excursie naar een dierentuin…

· Microscopisch onderzoek van cellen (ui, waterpest, mos, wangcellen, schimmel, ééncellige, bacteriën en blauwwieren) voor indeling van de organismen in vijf rijken (vijfrijkensysteem van Whittaker).

4.5.3 Classificatie van stoffen

PSE


LEERINHOUDEN

39 De periodiciteit weergeven voor de elementen van de hoofdgroepen van het PSE.

Periodiciteit en hoofdgroepenMetalen, niet-metalen, edelgassen

40 De plaats van een element verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie en omgekeerd.

Perioden en groepen in PSE

DIDACTISCHE WENKEN

39 Het periodiek systeem wordt beschreven als een ordening van de elementen om inzicht te krijgen in de opbouw en de eigenschappen van de atomen van de elementen. De inbreng van Mendeljev kan in een historisch kader geplaatst worden maar men dient te vermijden om over 'de tabel van Mendeljev' te spreken. De plaats van een element in het PSE levert direct belangrijke informatie. Men kan aangeven dat deze regels strikt gevolgd worden door de a-elementen, veel minder door de b-elementen en maar zeer beperkt door de c-elementen. De plaats waar op het PSE de metalen, niet-metalen en edelgassen te vinden zijn wordt aangegeven zonder in te gaan op de chemische betekenis van deze begrippen.

40 Aan de hand van eenvoudige regels wordt de elektronenconfiguratie van de eerste 18 elementen opgesteld. Het is belangrijk om aan te geven dat voor het opstellen van elektronenconfiguratie van de overige elementen er nog andere (ingewikkelder) regels moeten worden gehanteerd. Er wordt aangeleerd hoe men het PSE kan gebruiken om de elektronenconfiguratie af te leiden. Dit is nuttig bij de chemische binding.

Enkelvoudige en samengestelde stoffen


LEERINHOUDEN

41 Enkelvoudige en samengestelde stoffen onderscheiden op basis van hun chemische formule.

Chemische formule van een stofEnkelvoudige en samengestelde stoffen

42 Enkelvoudige stoffen indelen in metalen, niet-metalen en edelgassen.

Metalen, niet-metalen, edelgassen

43 Betekenis begrijpen van de termen organische stof en anorganische stof en de alternatieve benamingen koolstofverbinding en minerale verbinding.

Koolstofverbindingen en minerale verbindingen

44 Het criterium voor de indeling in verbindingsklassen verwoorden.

Verbindingsklassen

DIDACTISCHE WENKEN

41 De chemische formule van een stof wordt aangebracht als de beschrijving in chemisch tekenschrift van de molecule van de stof.

Het is belangrijk in te gaan op de mogelijke verwarring wanneer een enkelvoudige stof dezelfde naam heeft als het element en dat de context dan moet uitmaken waar de gebruikte naam op slaat. Aan de hand van enkele voorbeelden kan men aangeven dat er meer enkelvoudige stoffen zijn dan elementen. Ook kan ingegaan worden op de (misleidende) formuleringen zoals het 'calcium in melk' en het 'ijzergehalte' in bloed.

42 Aan de hand van enkele voorbeelden kan men deze indeling concretiseren. Als men het periodiek systeem behandelt kan men deze indeling verduidelijken.

43 De naam 'organische verbinding' werd in het verleden ingevoerd voor stoffen die uitsluitend door organismen werden gevormd. Daar men de meeste organische verbindingen nu door synthese kan bekomen en ze allemaal koolstof bevatten, zou men de naam ‘organische verbinding’ beter vervangen door 'koolstofverbinding'. De stoffen uit de levenloze natuur zou men beter de naam 'minerale verbindingen' geven i.p.v. ‘anorganische verbindingen’. Om historische redenen gebruikt men de verschillende termen door elkaar.

44 Gezien het grote aantal koolstofverbindingen en minerale verbindingen heeft men op basis van overeenkomsten van de chemische eigenschappen de minerale verbindingen opgedeeld in vier verbindingsklassen (men kan de namen al invoeren) en een zeer groot aantal organische verbindingsklassen (men kan hier ook een paar voorbeelden geven).


· Enkele synthese- en analysereacties.

· Aantonen van koolstof als gemeenschappelijk element in organische verbindingen door middel van verbranding.

4.6 Zintuigen

4.6.1 Inleiding


LEERINHOUDEN

45 Uit concrete voorbeelden een inhoud geven aan de begrippen reactie, prikkel, zintuig.

Reactie, prikkel, zintuig

DIDACTISCHE WENKEN

45 Uit waarnemingen of vroegere ervaringen kan de prikkelbaarheid van mensen, dieren en planten afgeleid worden. Uit concrete voorbeelden wordt de inhoud voor de begrippen reactie, prikkel en zintuig gedefinieerd.


· Onderzoek van de reactie van pissebedden op vocht, warmte, licht…

· Onderzoek van de reactie van watervlooien op licht…

Licht en Zien

Rechtlijnige voortplanting van het licht


LEERINHOUDEN

46 De rechtlijnige voortplanting van licht in een homogeen midden aantonen.

Rechtlijnige voortplanting van licht

47 De drie soorten lichtbundels herkennen, benoemen, tekenen en omschrijven.

Evenwijdige, convergerende en divergerende lichtbundels

48 Schaduwvorming verklaren als een toepassing van de rechtlijnige voortplanting van het licht.

Schaduwvorming

49 De begrippen verstrooiing, terugkaatsing en breking aantonen.

Verstrooiing, terugkaatsing en breking

50 De begrippen grensvlak, invallende straal, invalspunt, normaal, invalshoek, terugkaatsinghoek, teruggekaatste straal, gebroken straal en brekingshoek kunnen omschrijven.

Terugkaatsing en breking: grensvlak, invallende straal, invalspunt, normaal, invalshoek, terugkaatsinghoek, teruggekaatste straal gebroken straal, brekingshoek

51 De stralengang schetsen bij overgang van optisch ijl naar optisch dicht en omgekeerd.

Stralengang bij lichtbreking

DIDACTISCHE WENKEN

46 De rechtlijnige voortplanting van licht kan men aantonen met een eenvoudig proefje. Je kunt ook vermelden dat lichtbundels geen bocht maken. Het principe van camera obscura kan ook besproken worden.

47 Aan de hand van dagdagelijkse voorbeelden kan men de drie soorten lichtbundels aanbrengen: het licht van de autolamp (een divergerende lichtbundel), een loep (convergerende lichtbundel) en een laserstraal (evenwijdige lichtbundel).

48 Als er een lichaam in een lichtbundel terechtkomt, kan het licht zich niet om het lichaam heen voortplanten en ontstaat een onverlichte ruimte die schaduw wordt genoemd. Een puntvormige lichtbron zorgt alleen voor kernschaduw en andere lichtbronnen zorgen voor bijschaduw naast de kernschaduw.

49 Het licht door een lichtbron uitgezonden wordt verstrooid door allerlei voorwerpen en stofdeeltjes zodat meerdere leerlingen gelijktijdig het licht kunnen waarnemen. Gebruik van spuitbus voor het zichtbaar maken van laserstralen. De terugkaatsing van licht kan geïllustreerd worden met de fietsreflector. Het licht uit een autolamp valt in op de reflector en wordt teruggekaatst naar de auto; zo kan de bestuurder de fiets waarnemen.

50 Men kan het verloop van een lichtstraal die schuin invalt op een glazen halfcilindrisch lichaam demonstreren met een optische schijf en deze elementen laten waarnemen. De grootte van de brekingshoek is afhankelijk van de soort stof waar de lichtstraal in terechtkomt. De brekingsindex (stofconstante) is hiervoor een maat. Er kan hier verwezen worden naar de eigenschappen van diamant (stof met grootste brekingsindex).

51 Volgens het deeltjesmodel van de verschillende aggregatietoestanden kan je afleiden dat de moleculen van een vloeistof (bv. water) of een vaste stof (bv. glas) dichter bij elkaar liggen dan bij een gas (bv. lucht). We noemen vaste stoffen en vloeistoffen optisch dichtere stoffen dan een gas (optisch ijl).


· Rechtlijnige voortplanting van het licht: je plaatst drie kartonnen platen met een opening tussen je oog en een brandende kaars; je kan de vlam van de kaars alleen zien als de openingen in de kartonnen platen op één lijn liggen.

· Lichtbreking met behulp van de speldenproef (stuk karton, cursusblad, enkele kopspelden, glazen halfcilindrisch lichaam): je plaatst een aantal kopspelden op bepaalde hoeken achter het halfcilindrisch lichaam en probeert een tweede kopspeld te plaatsen op de plaats van het beeld van de eerste kopspeld, een derde kopspeld wordt op dezelfde manier geplaatst. Nadien neem je de spelden en het halfcilindrisch lichaam weg van het blad en trek je lijnen van de plaats van de eerste kopspeld naar het invalspunt en verder naar de plaats van de tweede kopspeld...

Beeldvorming en oog


LEERINHOUDEN

52 Uitwendige en inwendige delen van een oog benoemen.

Het oog

53 Het zien van licht en kleur verklaren.

Netvlies, kegeltjes, staafjesKleurenblindheid

54 De functies van de belangrijkste macroscopische delen van een oog vergelijken met de delen van een camera obscura en fototoestel.

Oog, camera obscura en fototoestel

55 Het beeld construeren dat door een bolle lens gevormd wordt.

Bolle lens: beeldvorming

56 Bij wisselende voorwerpsafstanden, de beeldvorming op het oog beschrijven en tekenen.

Beeldvorming bij oog

57 Uit waarnemingen de betekenis van het binoculair zien en de grootte van het gezichtsveld bij mens en dier omschrijven.

BinoculairGezichtsveld

58 Een eenvoudige beschrijving van enkele optische toestellen geven en de beeldvorming beschrijven en tekenen.

Optische toestellen: vergrootglas, brilReëel en virtueel beeld

59 Aantonen dat het eigenlijk zien een proces is dat in de hersenen gebeurt.

Zien en hersenactiviteit

Optisch bedrog

DIDACTISCHE WENKEN

52 Om de uitwendige en inwendige delen van het oog te benoemen kan men gebruik maken van een model en een schets.

53 Nachtblindheid kan hier ook aan bod komen, evenals het verschil in de samenstelling van het netvlies bij dag- en nachtdieren.

54 Het gebruik van een model van het oog en een eenvoudig fototoestel zijn hier aangewezen.

55 Het is belangrijk dat leerlingen inzien dat lichtstralen afkomstig van één voorwerpspunt divergeren en na doorgang door een bolle lens de stralen tot één beeldpunt moeten convergeren om een scherp beeld te krijgen.

56 Men kan een vergelijking maken tussen het scherpstellen bij het oog en het fototoestel.

57 Elk oog bekijkt een voorwerp onder een andere hoek: daardoor ontstaat dieptezicht. Eén oog wordt scherp gesteld op het voorwerp en het andere bekijkt de achtergrond. Dit dieptezicht wordt groter naarmate de gezichtsvelden van beide ogen elkaar meer overlappen. Katten hebben bv. een groter dieptezicht dan konijnen, omdat de overlapping van beide ogen groter is. Ervaring is minstens even belangrijk bij het dieptezicht: als je de grootte van de voorwerpen kent, kan je de afstand schatten. Een klein kind zal een vliegtuig in de lucht immers eerder als klein dan als veraf zien.

58 Bij de optische toestellen kan men de bril en het vergrootglas bespreken. Bij de bespreking van de bril kunnen de begrippen bijziendheid en verziendheid aangebracht worden.

59 Men kan via eenvoudige voorbeelden aantonen dat de hersenen beeldcorrecties doorvoeren. In tekeningen zie je soms ook twee verschillende dingen. Kijken doe je met de ogen, zien met de hersenen.


· Eenvoudige proefjes in verband met optisch bedrog en omgekeerde beeldprojectie

· Camera obscura

· Brandpunten en merkwaardige stralen bij een bolle lens

· Werken met een loep en microscoop

Terugkaatsing en spiegels


LEERINHOUDEN

60 De drie terugkaatsingwetten weergeven en toepassen.

Terugkaatsingwetten

61 Het beeld construeren dat bij een vlakke spiegel gevormd wordt en de eigenschappen van dit beeld weergeven.

Vlakke spiegel en beeldvorming

Virtueel beeld

DIDACTISCHE WENKEN

60 Terugkaatsing van licht kan aangebracht worden door de werking van een vlakke spiegel uit te leggen.

61 Het begrip virtueel beeld komt hier duidelijk tot uiting.


· Beeld van een voorwerp bij vlakke spiegels.

· Beeld van een kaars: plaats tussen twee kaarsen een plaat die langs de ene kant spiegelend is en aan de andere kant wat doorzichtig. De eerste kaars steek je aan en je plaatst de tweede kaars op de plaats waar het beeld zich zou bevinden.

4.6.2 Horen


LEERINHOUDEN

62 Uit waarnemingen afleiden dat geluid zich voortplant in een middenstof.

Geluid

63 Op een model of schets de delen van het menselijke oor benoemen en de functies aangeven.

Het menselijke oor: delen en functies

64 Inzien dat het eigenlijke horen een proces is dat in de hersenen gebeurt.

De gehoorzenuw

65 Beschrijven hoe het menselijke evenwicht totstandkomt.

Menselijk evenwicht

DIDACTISCHE WENKEN

62 Geluiden worden veroorzaakt door een trillend voorwerp. De middenstof wordt afwisselend samengedrukt en ontspannen en zo ontstaat een drukgolf, die zich door de middenstof verspreidt. De noodzaak van een middenstof kan geïllustreerd worden met een bel te laten rinkelen onder een vacuümstolp. Het is belangrijk dat de leerlingen inzien dat zo een trilling alleen dan geluid is als ze door een organisme wordt waargenomen. Geluid plant zich voort door lucht, water of vaste stoffen. Men kan hier gebruik maken van twee stemvorken: men kan één stemvork aanslaan en dan na een tijdje deze stemvork vastnemen. Men hoort dan nog alleen de tweede stemvork “trillen”. Men kan ook werken met de snaren van een gitaar. Vleermuizen vermijden hindernissen en lokaliseren hun prooien door ultrasone trillingen uit te zenden en ze, na weerkaatsing, terug op te vangen (sonar). Walvissen gebruiken ultrasone trillingen in het water en ook duikboten werken met dit systeem. Als vaste middenstof kan men denken aan de trillende gehoorbeentjes in ons middenoor, de trillingen die zich voortplanten langs een buis of een spoorrail. Men kan ook ingaan op de frequentie en de intensiteit van een geluidsgolf.

63 Om de uitwendige en inwendige delen van het oor te benoemen kan men gebruik maken van een model en een schets.

64 Luchttrillingen worden door onze oorschelpen opgevangen en naar het trommelvlies geleid. Deze laatste trilt mee en doet de gehoorbeentjes trillen. Deze trilling wordt doorgegeven aan de vloeistof binnen het slakkenhuis in ons binnenoor. Deze drukgolf door de vloeistof doet het basaal membraan meetrillen door resonantie. Een bepaald deel van dit membraan zal meetrillen en op die plaats worden de wimpers van de zintuigcellen tegen het dekmembraan gebogen. In deze zintuigcellen ontstaan veranderingen, die zenuwimpulsen doen ontstaan in de gehoorzenuw. Deze pulsen worden dan naar het gehoorcentrum in de hersenen gebracht en daar verwerkt: wij horen. Dit kan verduidelijkt worden met een voorbeeld zoals: ‘Een foetus vangt prikkels op maar zal ze niet horen zolang de hersenen onvolgroeid zijn’. Men kan ook even ingaan op mogelijke beschadigingen van het gehoororgaan (langdurige blootstelling aan te sterke geluiden, middenoorontstekingen of erfelijke aandoeningen).

65 Men kan hier ingaan op het effect dat ontstaat als een auto plots versnelt of afremt, of een plotse draai neemt. Volgens de wet der traagheid moet een vloeistof bij een verandering opnieuw zijn evenwicht gaan zoeken. Dit duurt een tijdje. Als de persoon zelf de beweging niet ziet, op een boot op zee, krijgen de hersenen verkeerde info via de ogen en is hier ook het evenwicht verstoord. Dit kan zeeziekte veroorzaken. Ook een lift die snel opwaarts of neerwaarts gaat, kan voor evenwichtsproblemen zorgen.


· Geblinddoekte leerling moet richting van geluidsbron aanduiden (één oor, twee oren).

· Proef met rubberslang en twee trechtertjes.

· Effect van traagheidswet met plastic buis met water en confetti (plotse draai, trage draaibeweging).

Proeven, ruiken, voelen


LEERINHOUDEN

66 Uit waarnemingen afleiden dat organismen op bepaalde chemische stoffen kunnen reageren.

Chemische prikkels

67 De ligging, bouw en functies van smaak- en reukzintuigen omschrijven.

Smaak- en reukzintuig: delen en functies

68 De bouw van de huid en de verschillende soorten gevoelsreceptoren beschrijven.

De huidGevoelsreceptoren voor druk, temperatuur en pijn

69 Aantonen dat de gevoeligheid van gevoelsreceptoren afhankelijk is van het organisme en de ligging.

Gevoeligheid van gevoelsreceptoren

DIDACTISCHE WENKEN

66 Analoog aan vorige zintuigen wordt via eenvoudige experimenten vastgesteld dat mensen en dieren op chemische stoffen reageren.

67 Aan de hand van een schema of een model wordt de macroscopische bouw en functie van smaak-, reuk- en tastzintuigen bekeken en de ligging van de receptoren aangeduid. De cellulaire bouw van deze receptorcellen (smaakknoppen, reukslijmvlies en tastlichaampjes) hoeven slechts elementair behandeld te worden. Eventueel kan hierbij een micropreparaat worden bekeken.

68 Zie 67.

69 De relatieve gevoeligheid van verschillende lichaamsdelen kan experimenteel worden vastgesteld.De ligging van tastlichaampjes kan hierbij in verband worden gebracht met hun functie.


· Waarnemen van druk en temperatuur:

· onderzoek van lokale verschillen in tactiele en temperatuursgevoeligheid van de menselijke huid;

· minimale afstand tussen 2 aanrakingen die als afzonderlijke prikkels worden waargenomen;

· vaststelling van de relativiteit van de temperatuursgewaarwording.

4.7 Stofklassen

4.7.1 De chemische binding


LEERINHOUDEN

70 De elektronenconfiguratie van de atomen in verband brengen met hun stabiliteit.

Elektronenconfiguratie van edelgassen en stabiliteit

71 Aan de hand van eenvoudige voorbeelden het ontstaan van drie bindingstypes illustreren als een streven naar de edelgasconfiguratie.

Streven naar edelgasconfiguratie: drie bindingstypes

72 Het begrip oxidatiegetal omschrijven.

Oxidatiegetal

DIDACTISCHE WENKEN

70 De stabiliteit van de edelgassen wordt benadrukt als reden voor hun inertie. Ook de andere elementen trachten deze stabiliteit te bereiken.

71 Het feit dat metalen en niet-metalen op een verschillende manier naar de edelgasconfiguratie streven, verklaart waarom er drie soorten bindingen zijn. Dit wordt nagegaan aan de hand van eenvoudige voorbeelden.

72 Men kan aangeven dat in de scheikunde het begrip 'lading' niet eenduidig is gedefinieerd. Om spraakverwarring te vermijden heeft men het begrip oxidatiegetal ingevoerd om de lading van een atoom in een verbinding aan te geven en heeft men gelijktijdig de werkwijze vastgelegd om het oxidatiegetal te berekenen. Het is niet noodzakelijk om diep in te gaan op deze regels.

4.7.2 De chemische reactie


LEERINHOUDEN

73 Verwoorden dat chemische reacties processen zijn waarbij andere stoffen gevormd worden en die gepaard gaan met energieomzettingen.

Begrip chemische reactieExo- en endo-energetische reacties

74 Een chemische reactie voorstellen als een effectieve botsing tussen deeltjes, met als gevolg een herschikking van atomen.

BotsingstheorieHerschikking van atomen

75 De wet van massabehoud verwoorden en deze wet verklaren als een logisch gevolg van een herschikking van atomen.

Wet van massabehoud

76 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden herkennen en verklaren.

Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

77 De symbolische schrijfwijze van een chemische reactie interpreteren als een herschikking van atomen.

Reactievergelijking interpreteren

Onderscheid tussen coëfficiënt en index

DIDACTISCHE WENKEN

73 Aan de hand van enkele voorbeelden kunnen chemische reacties worden aangetoond zoals het roesten van ijzer, het zuur worden van melk, het bereiden van wijn, het composteren…De energieomzettingen kunnen geïllustreerd worden met experimenten als de verbranding van Mg-lint, ontleding van water d.m.v. elektrische stroom…De begrippen fotolyse, thermolyse, elektrolyse kunnen worden aangebracht.

74 Visueel het botsingsmodel aanbrengen, waarbij wordt aangetoond dat de richting en de kracht van de botsing tussen de deeltjes bepalend is voor de herschikking van de atomen.

75 Behoud van atoomsoorten, behoud van massa in een gesloten systeem experimenteel aanbrengen. Het belang van de wet van Lavoisier weergeven.

76 Via experimenten kunnen deze factoren worden aangebracht.De snelheidsbepalende factoren worden zoveel mogelijk aangebracht voor eenvoudige reactievergelijkingen. Er kan meestal worden gerefereerd naar de verhoging of verlaging van de kans op effectieve botsingen.

77 Eenvoudige (binaire) reactievergelijkingen kunnen d.m.v. modellen worden voorgesteld om daarna de coëfficiënten te laten opzoeken door de leerlingen. Het onderscheid tussen de coëfficiënt van een formule en de index in een formule moet duidelijk ingezien worden.


· Wet van Lavoisier: reacties in open vat en gesloten vat laten gebeuren en telkens de massa bepalen.

· Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden.

· Reacties waarbij energie uitgewisseld wordt.

4.7.3 Stofklassen van minerale verbindingen


LEERINHOUDEN

78 Oxiden, zuren, hydroxiden en zouten definiëren op basis van hun samenstelling en hun onderling verband in een schema weergeven.

Oxiden, zuren, hydroxiden, zouten

79 Een principe van naamvorming weergeven en toepassen.

Naamvorming samengestelde stoffen

DIDACTISCHE WENKEN

78 Experimenteel kunnen enkele oxiden worden bereid. Het normaal voorkomen van de metaal- en niet-metaaloxiden kan hierbij worden aangetoond en voor zoveel als mogelijk in verband worden gebracht met het bindingstype. Om systematisch de meest voorkomende oxiden te kennen kan het PSE een vertrekbasis vormen. Eveneens op basis van de gegevens vermeld op het periodiek systeem kunnen de belangrijkste zuren worden aangebracht. De binaire zuren nemen hierin een afzonderlijke plaats in. Om een eerste onderscheid tussen basevormende oxiden en zuurvormende oxiden aan te duiden kan hier reeds gewerkt worden met indicatoren.De zouten kunnen worden aangebracht als het resultaat van een reactie tussen zuren en basen.

79 Bij de nomenclatuur van oxiden, zuren, hydroxiden en zouten verdient het aanbeveling steeds gebruik te maken van numerieke voorvoegsels. Er kan gewezen worden op de vaststelling dat de voorvoegsels niet steeds hoeven te worden vermeld (indien het positief gedeelte slechts één OG heeft).De Stocknotatie is voor de leerlingen meestal verwarrend en hoeft niet gezien te worden. Uiteraard moeten hier afspraken gemaakt worden binnen de school, zodat er een eenvormigheid is in verband met de nomenclatuurregels.Voor sommige zuren (HCl, H2SO4, HNO3 en H3PO4) kunnen ook de triviale namen worden aangegeven.Na het aanbrengen van de samengestelde minerale stofklassen kan het nuttig zijn schematisch het verband te geven tussen deze verschillende verbindingen.


· Zuur/base indicatoren.

· Zuur- en basevormende oxiden.

· Vorming van zouten.

4.7.4 Stofklassen van koolstofverbindingen


LEERINHOUDEN

80 Koolstofverbindingen definiëren als bestaande uit een skelet van C-atomen die onderling covalent verbonden zijn.

Covalente verbinding tussen meerdere C-atomen

81 Een eenvoudige indeling van koolstofverbindingen geven op basis van enkele stofklassen.

Alkanen, alkenen, alkanolen, alkaanzuren

82 De formules en de naamgeving van eenvoudige niet-vertakte alkanen, alkenen, alkanolen en alkaanzuren kennen.

Formules en naamgeving

83 Enkele toepassingen van de geziene stofklassen kennen.

Toepassingen

DIDACTISCHE WENKEN

80 Via molecuulmodellen kan men de verbindingen tussen de C-atomen aantonen. De veelheid aan verbindingen, ondanks het beperkt aantal atoomsoorten wordt hierbij duidelijk.

81 Vertakte en cyclische verbindingen hoeven niet behandeld te worden.

82 Het onderscheid tussen bruto- en structuurformule komen hierbij aan bod. Beperk de ketenlengte tot tien koolstofatomen.

83 Volgende toepassingen komen hierbij zeker aan bod: aardolie, drankalcohol, tafelazijn, aardgas, campinggas, paraffine. Ook de giftigheid van methanol, het voorkomen van mierenzuur in brandnetels en de denaturatie van alcohol kan hier besproken worden.

4.7.5 Gedrag van stoffen in water


LEERINHOUDEN

84 Het elektrische geleidingsvermogen van zuivere stoffen en stoffen opgelost in water vergelijken.

Elektrisch geleidingsvermogen van zuivere stoffen en hun waterige oplossingen

85 Uit een experimentele waarneming het polair karakter en de ruimtelijke structuur van water afleiden.

Water als dipoolmolecule

86 Rol van water als oplosmiddel bij zuren, hydroxiden en zouten verklaren aan de hand van de begrippen polair en apolair.

Polair, apolair

Elektrolyt

87 Voor elektrolyten de ionisatie- en dissociatievergelijkingen schrijven.

Ionisatie- en dissociatievergelijkingen

88 De pH-schaal weergeven en de pH-waarde van een oplossing interpreteren.

pH-schaalZure, basische en neutrale oplossingen

DIDACTISCHE WENKEN

84 Het elektrische geleidingsvermogen van zuivere stoffen (metaalverbinding, ionverbinding en covalente verbinding in verschillende aggregatietoestanden) wordt vergeleken met de elektrische geleidbaarheid van ionverbindingen en covalente verbindingen, opgelost in water en in een apolair oplosmiddel.

85 De structuur van de watermolecule kan verduidelijkt worden door de afbuigproef en het weergeven van zijn niet-lineaire structuur. Het gebruik van het molecuulmodel van water is hier aangewezen. Op deze wijze kunnen de begrippen ‘polair’, ‘apolair’ en ‘dipool’ worden aangebracht.

86 De activiteit van de watermoleculen bij het oplossen van zuren, basen en zouten kan verduidelijkt worden aan de hand van modellen en schema’s.

87 Nu kunnen de ionisatie- en dissociatiereacties van de belangrijkste zuren, hydroxiden en zouten worden aangebracht en ingeoefend. Het is voldoende dat leerlingen inzien dat beide processen leiden tot het ontstaan van vrije ionen. Het is niet noodzakelijk dat de termen ionofoor en ionogeen gezien worden.

88 De pH wordt gemeten voor gekende producten (frisdrank, melk, zeepoplossing, shampoo…) en enkele bestudeerde elektrolytoplossingen. Aan de hand van deze gegevens wordt een pH-schaal geïnterpreteerd.Het is voldoende dat de leerlingen inzien dat de pH in verband staat met de concentratie H+-ionen.


· Oplosbaarheid van stoffen: aantonen dat de oplosbaarheid van een stof afhankelijk is van de aard van de stof en de aard van het oplosmiddel.

· Elektrisch geleidingsvermogen van waterige oplossingen.

· Zuurgraad van oplossingen uit het dagelijkse leven bepalen.

· Universele indicator en pH-schaal.

· Zelf indicatoren maken.

4.8 Terreinstudie

4.8.1 Inleiding


LEERINHOUDEN

89 De begrippen biotisch en abiotisch omschrijven aan de hand van voorbeelden.

Biotisch en abiotisch

90 De begrippen ecosysteem, levensgemeenschap, habitat en ecologische niche aan de hand van voorbeelden omschrijven en toepassen.

Ecosysteem, levensgemeenschap

DIDACTISCHE WENKEN

89 Dat zowel biotische als abiotische factoren een rol spelen bij de verspreiding van organismen zal afgeleid kunnen worden uit de terreinstudie. Naast de bekende voorbeelden van abiotische factoren kan ook gewezen worden op factoren zoals luchtsamenstelling (verontreiniging…) en reliëf.Bij de biotische factoren kan gewezen worden op typische samenlevingsvormen (parasieten…) en de invloed van de mens.

Tevens kan aangetoond worden dat elke wijziging van een abiotische en/of biotische factor in een levensgemeenschap er ook verandering in teweegbrengt. Er kan aangetoond worden dat soortenrijkdom afneemt naarmate de dynamiek van het milieu toeneemt.

90 De inleidende kennismaking met een levensgemeenschap en biotoop kan het best gebeuren aan de hand van concrete voorbeelden (directe omgeving van de school, beeldmateriaal…). Voor de eigenlijke biotoopstudie kan best voor een ander biotoop gekozen worden zodat de leerlingen de verschillende aangebrachte begrippen leren toepassen.De begrippen habitat en ecologische niche kunnen ook aan bod komen.


· Invloed van biotische en abiotische factoren op de kieming van zaden en de groei van kiemplanten:bv. invloed van appel, tomaat, zwaveldioxide, sigarettenrook, strooizout, licht en vochtigheidsgraad op kieming en de groei van (tuinkers)zaden.

4.8.2 Terreinstudie


LEERINHOUDEN

91 Uit waarnemingen een relatie leggen tussen het voorkomen en de verspreidingsgraad van organismen in één of meerdere abiotische en/of biotische factoren.

Verspreidingsgraad van organismen

DIDACTISCHE WENKEN

91 Bij een goed voorbereid terreinwerk met doelgerichte waarnemingsopdrachten kunnen meerdere doelstellingen bereikt worden. Er kan tegelijkertijd ingegaan worden op de verscheidenheid van organismen (met onderling minder of meer overeenkomsten) en de classificatie ervan op basis van algemeen geldende criteria. Daarnaast moeten de waarnemingen gestructureerd worden verzameld en weergegeven (eventueel met computer: tabellen, grafieken).Er wordt best gekozen voor groepswerk. De gevonden resultaten worden daarna in de hele klasgroep geïnterpreteerd.


· Bij een terreinstudie tijdens een excursie kan het verband tussen de verspreidingsgraad van een organisme en één of meerdere abiotische en biotische factoren bekeken worden.Door gebruik te maken van een zoekkaart worden de gevonden soorten gedetermineerd en het aantal in een tabel genoteerd.

Invloed van abiotische factoren op de verspreidingsgraad van organismen zoals:

· invloed van nitraatgehalte, vochtigheid... op het voorkomen van brandnetels (wegberm…);

· invloed van licht op de plantengroei onder een grote boom (bv. beuk);

· beïnvloedende factoren (temperatuur, zuurstofgehalte, hardheid) op het leven in een zoetwaterplas onderzoeken en uit de combinatie van chemisch en biologisch wateronderzoek een oordeel geven over de waterkwaliteit (vijverecologie);

· bedekkingsgraad van kogelwier op boomstammen: populatiedichtheid in functie van licht…;

· bodemecologie: observatie en determinatie van bodemorganismen van verschillende bodemsoorten, en bepalen van abiotische en biotische factoren om beiden met elkaar in verband te brengen.

Invloed van biotische factoren op de verspreidingsgraad van organismen zoals:

· verspreiding van “tredplanten” op sportterrein, grasperk…;

· vergelijken van diversiteitsindex van bemeste en onbemeste graslanden; van een regelmatig gemaaide wegberm (met of zonder afvoer van maaisel) met een ruigte.

4.8.3 Relaties tussen organismen


LEERINHOUDEN

92 Aan de hand van voorbeelden de interactievormen tussen organismen benoemen, omschrijven en vergelijken.

Interactievormen

93 De betekenis van groepsvorming bij organismen verwoorden.

Groepsvorming bij organismen

94 Uit voorbeelden vaststellen dat communicatie noodzakelijk is voor het goed functioneren van de groep.

Communicatie in een groep

Communicatievormen

95 De rol van producenten, consumenten en reducenten uitleggen.

Producenten, consumenten, reducenten

96 De relaties tussen organismen schematisch voorstellen.

Relaties tussen organismen: voedselpiramide

DIDACTISCHE WENKEN

92 In de mate van het mogelijke worden de terreinwaarnemingen geïntegreerd in de bespreking van de relaties tussen organismen, eventueel aangevuld met beeldmateriaal.Uit de bespreking wordt schematisch een overzicht van de verschillende interactievormen opgesteld.Naast de interactie tussen organismen van een verschillende soort, moet uit de waarnemingen ook blijken dat er beïnvloeding voorkomt tussen soortgenoten.

93 Uit voorbeelden wordt ingegaan op de mogelijke groepsvorming tussen organismen van éénzelfde soort en de functionele betekenis hiervan.Speciale aandacht kan hierbij gaan naar statenvormende insecten.

94 Uit de bespreking van de interacties tussen organismen (van dezelfde of verschillende soort) kunnen de leerlingen afleiden dat er (bij dieren) communicatie mogelijk is. Soortgenoten kunnen hierbij technieken ontwikkelen om doeltreffend informatie uit te wisselen binnen de groep (territorium, voedselvoorziening, veiligheid, voortplantingsbereidheid…).Tevens kan er benadrukt worden dat dieren vaak heel andere communicatievormen dan de mens gebruiken.

95 Uit de waarnemingen van de eigen biotoopstudie of andere bestudeerde biotopen worden de begrippen producenten, consumenten en reducenten herhaald en worden voedselketens opgebouwd om te verwerken in een voedselweb of voedselkringloop. Het is belangrijk dat de leerlingen deze begrippen op verschillende biotopen kunnen toepassen.

96 De verschillende relaties kunnen vervolgens kwantitatief worden weergegeven in een voedselpiramide waarbij de energiedoorstroming en het energieverlies (rendement) kan worden verduidelijkt.Ook kan hierbij het begrip biomassa worden uitgelegd en kan naast een voedselkringloop ook een materiekringloop (bv. een koolstofkringloop) worden besproken.


· Herkennen en bespreken van interactievormen via beeldmateriaal of tekstmateriaal.

· Studie van de voedselketen zoals:

· ICT-opdracht: voedselnet in een vijver of sloot samenstellen;

· braakballenonderzoek.

4.8.4 Relaties tussen organismen en milieu


LEERINHOUDEN

97 Met voorbeelden de invloed van organismen op het milieu aantonen.

Invloed van organismen op het milieu

98 Afleiden dat de mens een regulerende invloed uitoefent op het samenleven van organismen.

Regulerende invloed van de mens

99 Het belang van duurzame ontwikkeling inzien.

Duurzame ontwikkeling

DIDACTISCHE WENKEN

97 In de mate van het mogelijke worden de terreinwaarnemingen geïntegreerd in de bespreking van organismen op het milieu. Hierbij kan gelet worden op: betreding of begrazing, effect van uitwerpselen (vogels, runderen…), beschadiging (oevers/dijken door eenden, ratten…).

98 De regulerende invloed van de mens moet in z’n geheel bekeken worden: zowel negatieve als positieve beïnvloeding:

· milieuvervuiling door huisgezinnen, industrie, toerisme , landbouw…. : rechtstreekse (bv. rooien van bomen) en onrechtstreekse gevolgen (erosie, bufferfunctie bij overstromingen….);

· belang van milieu- en landbouworganisaties bij beheer, herstel en instandhouding van natuurlijke omstandigheden.

Het doel van deze lessenreeks is de leerlingen te stimuleren een ecologisch en ethisch bewuste houding aan te nemen.

99 De leerlingen kunnen enkele aspecten van de ecologie toelichten en de beïnvloeding ervan verklaren. Ook de impact van de eigen leefwijze moet hierbij betrokken worden. Zo komen ze tot het inzicht dat het streven naar een ‘duurzame maatschappij’ een taak is voor iedereen.

4.9 Chemische reacties

4.9.1 Inleiding


LEERINHOUDEN

100 Uit experimentele waarnemingen afleiden wanneer een chemische reactie optreedt.

Neerslagvorming, gasvorming, wijziging pH, temperatuurverandering, kleurverandering, wijziging elektrische geleidbaarheid

DIDACTISCHE WENKEN

100 Deze waarnemingen kunnen zowel optreden bij reacties met behoud van OG (oxidatiegetal) als bij reacties met wijziging van OG. We moeten vermijden dat neerslag- en gasontwikkelingsreacties enkel gekoppeld worden aan reacties met behoud van OG.

Het is belangrijk dat we bij de volgende leerplandoelstellingen telkens vertrekken vanuit de waarnemingen om de reactievergelijking te achterhalen. Neerslag- en gasontwikkeling duiden steeds op de vorming van een onoplosbare stof in water. De wijziging van de pH duidt op de vorming van een zuur, een base (hydroxide) of water.Enkele voorbeelden bij behoud van OG:

· neerslagvorming bij reactie tussen zilvernitraatoplossing en keukenzoutoplossing;

· gasontwikkeling bij reactie tussen bakpoeder en azijnzuuroplossing;

· wijziging pH, temperatuur en elektrische geleidbaarheid bij reactie tussen een zure en een basische oplossing;

· kleurverandering bij dehydratatie van vast kopersulfaat, bij de reactie tussen een looddinitraatoplossing en een kaliumjodideoplossing.

Enkele voorbeelden bij wijziging van OG:

· neerslagvorming bij de reactie tussen koper en een zilvernitraatoplossing;

· gasontwikkeling bij de reactie tussen zink en een zoutzuuroplossing;

· gasontwikkeling, wijziging pH en temperatuur bij de reactie tussen natrium en water;

· kleurverandering en neerslagreactie bij de reactie tussen fehling-reagens en een glucoseoplossing.

4.9.2 Reacties met behoud van OG


LEERINHOUDEN

101 Reactievergelijkingen tussen elektrolyten herkennen als een herschikken van ionen.

Reacties tussen elektrolyten

102 Uit experimentele waarnemingen de reactievergelijking afleiden als de reagerende elektrolyten gekend zijn en een oplosbaarheidstabel gegeven is.

Reacties met behoud van OG: reactievergelijking

103 Het belang van deze reacties aantonen met voorbeelden.

Toepassingen

DIDACTISCHE WENKEN

101 Het onderscheid tussen sterk, zwak, en niet-elektrolyt wordt kort herhaald.

102 Voorbeeld: als we een keukenzoutoplossing en een zilvernitraatoplossing samenvoegen dan nemen we een witte neerslag waar. Besluit: er is een slecht oplosbare stof gevormd. Via de oplosbaarheidstabel komt men nu tot het besluit dat zilverchloride gevormd wordt, daarna schrijft men de reactievergelijking.Op analoge wijze kunnen ook gasontwikkelingsreacties en neutralisatiereacties behandeld worden. Men vertrekt telkens van de waarneming (bij gasontwikkeling is er eveneens een slecht oplosbare stof gevormd, bij neutralisatie neemt men visueel niets waar) om van daaruit te komen tot de reactievergelijking van de gegeven elektrolyten.

103 Hier worden best voorbeelden uit het dagelijkse leven aangehaald:

· neutralisatie: ongebluste kalk om zure grond te neutraliseren, maagzout (neutraliseren maagzuur)...

· gasvorming: bruistabletten, rijzen van deeg (bakpoeder), ontkalken huishoudtoestellen met tafelazijn.

· neerslag: ketelsteenvorming in huishoudtoestellen, druipsteenvorming.


· Neerslag – gasontwikkeling – neutralisatiereacties.

· Ammoniak aantonen in vloeibare voeding voor kamerplanten.

· Carbonaat aantonen in bruistabletten.

· Aantonen ionen in leidingwater.

4.9.3 Reacties met wijziging van OG


LEERINHOUDEN

104 Redoxreacties herkennen in gegeven reactievergelijkingen.

Verandering van oxidatiegetal

105 De begrippen oxidator, reductor geoxideerde stof en gereduceerde stof aanduiden in een gegeven reactievergelijking.

Oxidator, reductorGeoxideerde stof, gereduceerde stof

106 Uit experimentele waarnemingen de reactievergelijking afleiden als de reagerende oxidator en reductor gekend zijn.

Redoxreacties

107 Het belang van deze reacties aantonen met voorbeelden.

Toepassingen

DIDACTISCHE WENKEN

104 Het is hierbij belangrijk dat de leerling vlot OG van een element in een verbinding kan bepalen. Eventueel kan het begrip OG hier kort herhaald worden en kunnen eenvoudige regels gehanteerd worden om het OG van een element in een verbinding te bepalen.

105 Om de begrippen geoxideerde stof, gereduceerde stof, oxidator, reductor aan te brengen, steunen we op het begrip OG. De nadruk dient gelegd te worden op de verandering van OG in de aangegeven reactie.

106 Enkel de redoxreacties tussen enkelvoudige stoffen of met vorming van enkelvoudige stoffen komen hier aan bod. Voorbeelden van analyses en syntheses: verbrandingsreacties, synthese/analyse van water, reactie van metalen met zuren.

107 Roesten van ijzer, werking van een hoogoven, haarontkleuringsmiddelen, bleekmiddelen in wasproducten, gebruik van bleekwater, verbranding van C tot CO en CO2


· Eenvoudige proefjes: verkoperen van een ijzeren nagel, verbranden van magnesiumlint, ijzerpoeder in vlam...

4.10 Druk


LEERINHOUDEN

108 Het begrip druk afleiden en toepassen.

Het begrip druk: definitie, grootheid, eenheidToepassingen

109 Het beginsel van Pascal formuleren en aan de hand hiervan enkele praktische toepassingen verklaren.

Beginsel van PascalToepassingen

110 De formule voor hydrostatische druk weergeven en de druk in een vloeistof berekenen.

Hydrostatische druk

111 De wet van Archimedes verklaren en kwalitatief toepassen.

Wet van Archimedes

112 Beschrijven wat luchtdruk is en hoe luchtdruk wordt gemeten.

Luchtdruk

113 De begrippen overdruk en onderdruk van een gas uitleggen en herkennen in dagelijkse toepassingen.

Overdruk en onderdruk

114 De toestandsgrootheden druk, volume en temperatuur gebruiken om de toestand van een gas te omschrijven.

Toestandsgrootheden van een gas

115 De begrippen absoluut nulpunt en absolute temperatuur omschrijven vanuit het deeltjesmodel.

Absoluut nulpunt, absolute temperatuur

116 Het verband tussen de toestandsgrootheden kwalitatief aantonen en herkennen in concrete situaties.

Algemene gaswet

DIDACTISCHE WENKEN

108 De formule voor druk kan door middel van dagelijkse voorbeelden afgeleid worden. Hierbij kan de invloed van kracht en oppervlakte duidelijk waargenomen worden. Voorbeelden zijn: gebruik van rupsbanden, hoge hakken op parketvloer, scherpe versus botte naald…

109 Hier kunnen de hydraulische pers of andere hydraulische toepassingen behandeld worden.

110 Het is belangrijk dat de leerlingen inzien dat enkel de hoogte en de dichtheid (soort vloeistof) bepalend zijn voor de hydrostatische druk. Het toepassen van deze formule in allerlei concrete situaties kan hier vooral aan bod komen. Men dient ermee rekening te houden dat bij de totaaldruk ook de druk boven de vloeistof meetelt.

111 Ook hier ligt vooral de nadruk op het toepassen van de wet in concrete situaties. Zinken, zweven en drijven zullen hierbij aan bod komen.

112 Het is belangrijk dat leerlingen inzien dat luchtdruk een gevolg is van het feit dat lucht ook een bepaalde massa heeft. Het is niet de bedoeling om in detail allerlei toestellen voor luchtdrukmeting te bespreken. De nadruk ligt hierbij op het principe van de meting. De bespreking van één toestel is voldoende.

113 Toepassingen als de drukkookpan (overdruk), steriliseren van voedingsmiddelen (onderdruk ontstaan door afkoeling) kunnen hierbij aan bod komen, vullen van een spuit, spuitbussen, stofzuiger...

114 De toestandsgrootheden van een gas worden duidelijk bij het uitwerken van de algemene gaswet.

115 De leerlingen weten reeds dat materie opgebouwd is uit bewegende deeltjes en dat de temperatuur een maat is voor de snelheid van de deeltjes. Hier kan nu het begrip ‘Absoluut nulpunt’ kwalitatief ingevoerd worden als ‘de temperatuur waarbij de deeltjes niet meer bewegen’. De grootheid absolute temperatuur T en de bijbehorende SI-eenheid kelvin (K) moeten hier zeker ingevoerd worden.

116 De gaswetten kunnen kwalitatief en experimenteel aangetoond worden. Een plastic meetspuitje dat onderaan dicht gesmolten is kan gebruikt worden om de invloed van de temperatuur bij constante druk aan te tonen. Dompel het meetspuitje in warm water en we zien het volume toenemen. Het volume verandert recht evenredig met de temperatuur (bij constante druk). Wanneer we de temperatuur constant houden zien alle leerlingen in dat bij het induwen (afname van het volume) van de zuiger in het meetspuitje de druk verhoogt. De druk verandert dus omgekeerd evenredig met het volume (bij constante temperatuur). Wanneer we de zuiger van het meetspuitje blokkeren en de temperatuur verhogen zal de druk toenemen. We kunnen hierbij ook verwijzen naar de drukkookpan. De druk verandert dus recht evenredig met de temperatuur (bij constant volume). Als besluit uit deze drie gaswetten kan dan de algemene gaswet afgeleid worden als p.V/T = constante. Men moet hierbij wel benadrukken dat de massa gas uiteraard tijdens de experimenten niet mag wijzigen. Ook hier kan eventueel verwezen worden naar de drukkookpan. Bij te grote overdruk ontsnapt er gas langs het drukventiel. Hierdoor daalt de druk!


· Meten van de hydrostatische druk: deze druk is afhankelijk van de diepte (diepte variëren).

· Wet van Archimedes.

· Druk bepalen onder je eigen voetzolen.

· Invloeden onderzoeken die de hydrostatische druk bepalen.

4.11 Warmteleer


LEERINHOUDEN

117 Het begrip thermisch evenwicht omschrijven en toelichten hoe het ontstaat.

Thermisch evenwicht

118 Warmtehoeveelheid en temperatuursverandering van elkaar onderscheiden.

Warmtehoeveelheid en temperatuursverandering

119 De relatie tussen warmtehoeveelheid, massa en temperatuursverandering kwalitatief afleiden en in concrete situaties toepassen.

Q = m.c.T Specifieke warmtecapaciteit van een stof

120 Aan de hand van het deeltjesmodel de verschillende mechanismen van energietransport verklaren.

Geleiding, convectie en straling

DIDACTISCHE WENKEN

117 Eenvoudige dagelijkse voorbeelden kunnen gebruikt worden om het begrip ‘thermisch evenwicht’ toe te lichten. Een tas warme koffie koelt spontaan af tot de omgevingstemperatuur. Een ijskoude cola zal spontaan opwarmen tot de omgevingstemperatuur.

118 Het onderscheid tussen warmtehoeveelheid en temperatuursverandering kan met een eenvoudig proefje kwalitatief aangetoond worden. Een ijzeren nagel wordt roodgloeiend opgewarmd in een bunsenvlam. Vraag eens aan de leerlingen wie deze spijker wil aanraken. Elke leerling ziet duidelijk in dat de temperatuur van de spijker zeer hoog is. We gooien de gloeiende spijker dan in een bekerglas met koud water.

Steek onmiddellijk je vinger in het water. Het water is warmer geworden maar de temperatuur is niet veel gestegen. Het onderscheid tussen warmtehoeveelheid en temperatuur kan nu door vraagstelling duidelijk worden: waar is de warmte van de spijker naartoe, veroorzaakt eenzelfde warmtehoeveelheid altijd eenzelfde temperatuursverandering, welke factoren zouden een rol kunnen spelen bij de temperatuursverandering?

119 Als vervolg op voorgaand proefje kunnen we nu de vraag aan de leerlingen stellen: ‘Wat zal de temperatuursverandering zijn als we hetzelfde proefje herhalen maar nu de nagel gooien in een grotere massa water (op dezelfde temperatuur). Als de massa stijgt zal de temperatuursverandering kleiner worden. Massa en temperatuursverandering zijn dus omgekeerd evenredig.’Wat zal de temperatuursverandering zijn als de nagel minder opgewarmd wordt?’. De temperatuursverandering zal dan uiteraard kleiner zijn. Temperatuursverandering en warmtehoeveelheid zijn recht evenredig. Uit deze kwalitatieve proefjes kan men dan komen tot de formule. Hierbij moet een constante ingevoerd worden, nl. de specifieke warmtecapaciteit c. Er kan dan gevraagd worden waarvan deze constante afhankelijk is. Als besluit kunnen we dan stellen dat c een stofconstante is. Het feit dat de warmtecapaciteit van water vrij groot is heeft veel concrete gevolgen in het dagelijkse leven: bain-marie, warmwaterkruik, waterrijke voedingsmiddelen blijven na opwarmen lang warm, zeeklimaat versus landklimaat...

120 De leerlingen hebben in de eerste graad kennis gemaakt met geleiding, convectie en straling. In het leerplan Natuurwetenschappen van de eerste graad vinden we volgende leerplandoelstelling: Uit experimentele waarnemingen en technische toepassingen afleiden dat transport van warmte-energie kan plaatsvinden door geleiding, convectie en straling. (B 65)In de tweede graad komt de verklaring aan de hand van het deeltjesmodel.

5 Natuurwetenschappen in verschillende studierichtingen van de tweede graad tso en kso

Dit leerplan is geschreven voor verschillende studierichtingen van de tweede graad van het tso en kso. De algemene doelstellingen die gelinkt zijn aan de eindtermen zijn voor al deze studierichtingen dezelfde. Bij de uitwerking van de lessen natuurwetenschappen staan steeds de algemene doelstellingen centraal. In ‘2 Algemene doelstellingen’ zijn deze ingedeeld in drie groepen nl. onderzoekend leren, wetenschap en samenleving, attitudes.

De realisatie van de algemene doelstellingen gebeurt via leerplandoelstellingen en bijbehorende leerinhouden. In dit leerplan wordt een set van leerplandoelstellingen, leerinhouden en bijbehorende didactische wenken aangeboden in punt 4. Niet al deze leerplandoelstellingen moeten echter gerealiseerd worden.

De logische ordening van leerinhouden moet zeker niet gelezen worden als een chronologische lijn voor de uitwerking in lessen.

Voor elke studierichting die dit leerplan moet realiseren staan hierna in tabelvorm vermeld hoe men de algemene doelstellingen kan aanpakken en welke leerplandoelstellingen zeker moeten gerealiseerd worden. Daarnaast wordt ook vermeld hoeveel tijd men waarschijnlijk minimaal nodig heeft om dit te realiseren. In deze planning wordt ook voldoende vrije ruimte gelaten voor activerende werkvormen, experimenteel werk en zelfstandig werk.

Indien men zich bij het experimentele werk beperkt tot ongevaarlijke experimenten met onschadelijke producten dan zijn voor dit leerplan geen speciale veiligheidsvoorzieningen zoals labjas en veiligheidsbril nodig.

Indien men echter de leerlingen laat werken met bunsenbrander of bepaalde producten dan moeten de nodige veiligheidsvoorzieningen getroffen worden.

5.1 Handel / Handel-talen (2 uur)

Elk leerjaar wordt minimum 4 uur voorzien voor laboratoriumoefeningen. Indien k

Huisstijlsjablonen VVKSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/word/Natuurwetenschappe… · Web...

Documents

Transcript of Huisstijlsjablonen VVKSOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc/word/Natuurwetenschappe… · Web...